УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА ВЫСТРЕЛОВ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ Российский патент 2014 года по МПК F41A19/01 

Предметом настоящего изобретения является устройство для подсчета выстрелов, в частности устройство для подсчета выстрелов, подходящее для использования с легким стрелковым оружием, таким как винтовки, карабины и пистолеты.

Как любое механическое устройство, при достижении заранее заданного состояния износа легкое стрелковое оружие должно проходить циклы технического обслуживания. Своевременное техническое обслуживание очень важно для обеспечения безопасности как пользователя стрелкового оружия, так и окружающих его людей.

Известно, что износ легкого стрелкового оружия зависит от нескольких факторов, таких как условия эксплуатации (воздействие окружающей среды), количество и тип произведенных выстрелов и так далее.

Хотя некоторые факторы легко оценить, количество произведенных выстрелов является фактором, который одновременно является и принципиальным, и трудно оцениваемым.

Известны устройства, предназначенные для подсчета выстрелов небольших образцов стрелкового оружия, и они в основном используются для статистических целей во время учебных занятий на стрельбищах. Эти устройства, предназначенные для подсчета выстрелов, обычно содержат микропроцессор и датчики, предназначенные для отслеживания некоторых физических величин: звуковых волн, инфракрасного излучения, ускорения, ударных волн и так далее. Вместе микропроцессор и датчик (датчики) способны определить то, что произведен выстрел, и записать информацию о сеансе стрельбы с помощью оценивания, по меньшей мере, одной физической величины и/или, по меньшей мере, одного ее изменения. Эти устройства, предназначенные для подсчета выстрелов, питаются от батареи, которая обеспечивает их работу. Из этого следует, что истощение и/или извлечение батареи останавливает работу устройства, предназначенного для подсчета выстрелов и, следовательно, останавливает подсчет произведенных выстрелов. Кроме того, батареи часто предназначены для работы в достаточно ограниченных диапазонах температур, а при использовании легкого стрелкового оружия, например, на охоте может возникнуть ситуация, когда температура будет выходить из этих диапазонов.

Таким образом, необходимо тщательно избегать ситуации использования оружия с неработающей батареей и, следовательно, неработающим всем устройством, предназначенным для подсчета выстрелов. Фактически такое использование будет приводить к несвоевременному техническому обслуживанию стрелкового оружия и, следовательно, ухудшению безопасности при эксплуатации.

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить устройство для подсчета выстрелов, и которое, по меньшей мере частично, позволит преодолеть упомянутые выше недостатки существующего уровня техники.

В частности, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить устройство для подсчета выстрелов, обеспечивающее надежный и непрерывный подсчет количества произведенных выстрелов для надежной оценки состояния износа оружия.

Указанная цель и задачи достигаются в устройстве, предназначенном для подсчета выстрелов, по п.1 формулы изобретения.

Другие свойства и достоинства устройства, предназначенного для подсчета выстрелов и соответствующего изобретению, будут ясны из последующего описания предпочтительных и не ограничивающих изобретение вариантов осуществления изобретения, при этом в тексте присутствуют ссылки на чертежи, на которых:

фиг.1 - общий вид одного образца стрелкового оружия, в котором может быть использовано устройство, соответствующее изобретению;

фиг.2 - общий вид другого образца стрелкового оружия, в котором может быть использовано устройство, соответствующее изобретению;

фиг.3 - общий вид еще одного образца стрелкового оружия, в котором может быть использовано устройство, соответствующее изобретению;

фиг.4 - вид, схематически показывающий вариант осуществления части устройства, соответствующего изобретению;

фиг.5 - вид, схематически показывающий другой вариант осуществления части устройства, соответствующего изобретению;

фиг.6 - вид, схематически показывающий вариант осуществления части устройства, соответствующего изобретению;

фиг.7 - вид, схематически показывающий вариант осуществления части устройства, соответствующего изобретению;

фиг.8 - вид, схематически показывающий устройство, соответствующее изобретению и находящееся в первом рабочем состоянии;

фиг.9 - вид, схематически показывающий устройство с фиг.4, находящееся во втором рабочем состоянии;

фиг.10 - вид, схематически показывающий вариант осуществления устройства, соответствующего изобретению;

фиг. 11 - вид, схематически показывающий типичную кривую электрического сигнала, выработанного устройством с фиг.4-9.

На фиг.1-3 показаны образцы легкого стрелкового оружия или индивидуального стрелкового оружия, с которыми может быть использовано устройство для подсчета выстрелов, соответствующее изобретению. Указанные образцы обозначены ссылочной позицией 100. На фиг.1 оружие 100 представляет собой полуавтоматическую охотничью винтовку 101, но, не выходя за границы объема изобретения, это оружие может являться оружием другого типа, таким как двуствольное ружье с горизонтально или вертикально расположенными стволами, целевая винтовка, помповое ружье или любой другой тип винтовки.

На фиг.2 оружие 100 представляет собой полуавтоматическую винтовку 102 с перемещающейся затворной рамой, но, не выходя за границы объема изобретения, это оружие может являться винтовкой другого типа, такой как полуавтоматическая винтовка, действие которой основано на использовании энергии отводимых газов, или винтовкой со скользящим затвором или любым другим типом винтовки.

На фиг.3 оружие 100 представляет собой полуавтоматический пистолет 103, но, не выходя за границы объема изобретения, это оружие может являться пистолетом другого типа, таким как револьвером или любой другой тип пистолета.

Сама по себе винтовка 101 известна и ниже не будет описана подробно, а только в той степени, в какой это нужно для описания изобретения. Она содержит ложе 104, в свою очередь состоящее из приклада 105, затыльника 106 приклада и пистолетной рукоятки 107. Винтовка 101 также содержит ствол 108, расположенный сверху цевья 109 и заканчивающийся дульным срезом 110.

Аналогично известный сам по себе карабин 102 содержит ложе 104, в свою очередь состоящее из приклада 105 и затыльника 106 приклада. Карабин 102 содержит ствол 108, расположенный сверху цевья 109 и заканчивающийся дульным срезом 110.

Аналогично известный сам по себе пистолет 103 содержит ствол 108, расположенный сверху корпуса 111 и заканчивающийся дульным срезом 110.

Ниже опишем показанное на фиг.4, 5 и 10 устройство 1 для подсчета выстрелов, соответствующее изобретению. Устройство 1 для подсчета выстрелов содержит устройство 10, подходящее для преобразования части энергии, связанной с ускорением оружия 100, вызванным некоторым событием, в электрический сигнал. Устройство 1 для подсчета выстрелов также содержит процессорный блок 11, на который подают электрический сигнал, выработанный устройством 10, и который анализирует электрический сигнал. Целесообразно, чтобы процессорный блок 11 был способен записывать событие в память 12, предназначенную для управления увеличивающимся счетчиком.

Более конкретно, устройство 10 способно вырабатывать электрический сигнал путем использования механической энергии, высвобождаемой во время стрельбы. Следовательно, устройство 10 представляет собой электрогенератор.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения устройство 10 использует энергию, которая вырабатывается в результате ускорения отдачи определенного груза 13. Здесь и далее будем предполагать, что путь и направление выстрела соответствуют ориентации образцов стрелкового оружия, показанных на фиг.1-3. Следовательно, стрелковое оружие 100 осуществляет выстрел справа налево. Таким образом, мы предполагаем, что ускорение отдачи, действующее при выстреле на стрелковое оружие 100 и устройство 10, ориентировано вдоль того же пути, но в противоположном направлении. Следовательно, для всех прилагаемых чертежей предполагается, что ускорение, вызванное выстрелом, действует на оружие 100 слева направо. Эта динамическая ситуация также верна для системы отсчета, связанной со стрелковым оружием 100 и корпусом 14. Далее при описании изобретения будет использоваться эта система отсчета.

Естественно эти предположения сделаны только с целью упрощения последующей процедуры, и если были бы приняты другие гипотезы, то ничего бы не изменилось.

В соответствии с некоторыми возможными вариантами осуществления изобретения, которые схематически показаны на фиг.4, описанная выше сила используется для сжатия пьезоэлектрических кристаллов. В частности, груз 13 расположен внутри корпуса 14 с возможностью свободного перемещения, даже если оно будет незначительным. Корпус 14 соединен со стрелковым оружием 100 и расположен предпочтительно параллельно стволу 108 стрелкового оружия 100. Справа груз 13 прижат к стопору 16, а слева опирается на скопление 15 пьезоэлектрических кристаллов. Отдача, вызванная выстрелом из стрелкового оружия 100, передается непосредственно на корпус 14, который ускоряется слева направо. Инерция стремится сохранить положение груза 13, имевшее место до отдачи.

В соответствии с системой отсчета, связанной со стрелковым оружием 100, именно груз 13 из-за отдачи испытывает ускорение, направленное справа налево. Ускорение, которое испытывает груз 13, создает силу сжатия, действующую на скопление 15 пьезоэлектрических кристаллов, что в свою очередь создает разность потенциалов между его краями.

Разность потенциалов, созданная сжатием пьезоэлектрического кристалла, преобразуется в электрический сигнал, предназначенный для подачи на процессорный блок 11 и для обработки в указанном процессорном блоке 11.

В соответствии с другим возможным вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг.5-9, устройство 10 представляет собой электромагнитный индукционный генератор линейного типа. Груз 13 содержит постоянный магнит 17, и описанная выше сила используется для перемещения массы относительно обмотки катушки 18. В частности, груз 13 и постоянный магнит 17 расположены в корпусе 14, который соединен со стрелковым оружием и расположен предпочтительно параллельно стволу стрелкового оружия 100. Груз 13 упруго расположен в положении покоя, из которого она может переместиться в результате ускорения отдачи. Положение покоя груза 13 показано на фиг.5-8, а на фиг.9 показан груз 13 при перемещении, которое вызвано ускорением.

Так как магнит 17 отличается сравнительно высокой плотностью, то благодаря своим инерционным качествам он также может выступать в качестве груза 13. Следовательно, далее при ссылках не будем различать груз 13 и магнит 17, не считая, что они являются двумя различными элементами.

В соответствии с системой отсчета, связанной с корпусом 14, постоянный магнит 17 испытывает ускорение, направленное справа налево и вызванное отдачей. Таким образом, ускорение отдачи вызывает перемещение постоянного магнита 17 через катушку 18, в которой в свою очередь индуцируется электрический ток.

Индуцированный в катушке 18 электрический ток представляет собой как энергию, необходимую для питания процессорного блока 11, так и сигнал, обрабатываемый процессорным блоком 11.

Ясно, что в вариантах осуществления изобретения с фиг.5, 6 и 7 использованы различные решения.

Согласно варианту осуществления изобретения, схематически показанному на фиг.5, магнит 17 поддерживается в положении покоя пружиной 19, которая прижимает груз 13 к стопору 16, когда корпус 14 находится, по существу, в горизонтальном положении. Пружина 19 должна быть выполнена из немагнитного материала и может, например, являться цилиндрической винтовой пружиной. Упругость ее такова, что в результате ускорения отдачи магнит 17 может сжать указанную пружину и пройти через катушку 18.

Согласно варианту осуществления изобретения, схематически показанному на фиг.6, магнит 17 поддерживается в положении покоя силой магнитного отталкивания второго магнита 20, соединенного с корпусом 14. Указанное отталкивание достигается благодаря ориентации двух магнитов 17 и 20, при которой стороны одной полярности (север к северу или юг к югу) направлены друг к другу. Магнитное отталкивание достаточно сильно для того, чтобы прижать магнит 17 к стопору 16, когда корпус 14 находится, по существу, в горизонтальном положении. Положение покоя показано на фиг.6 и 8. В то же время магнитное отталкивание достаточно слабо, чтобы в результате ускорения отдачи магнит 17 мог пройти через катушку 18. Это состояние движения схематически показано на фиг.9.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, схематически показанным на фиг.7, магнит 17 поддерживается в положении покоя силой магнитного отталкивания, создаваемой двумя расположенными напротив друг друга магнитами 20 и 21, которые соединены с корпусом 14. Это отталкивание достигается ориентацией трех магнитов 17, 20 и 21, так что их стороны, направленные друг к другу, имеют одинаковую полярность (север к северу и юг к югу). Магнитное отталкивание удерживает магнит 17 в центре корпуса 14 в случае, когда корпус 14 находится, по существу, в горизонтальном положении. Магнитное отталкивание достаточно слабо, чтобы в результате ускорения отдачи магнит 17 мог пройти через катушку 18.

В описании устройства 10 выше было сказано, что корпус 14 соединен со стрелковым оружием и предпочтительно расположен параллельно стволу. Это означает, что наилучшей конфигурацией для функционирования устройства 1, предназначенного для подсчета выстрелов, является следующая: ось корпуса 14 абсолютно параллельна оси ствола 108. В рамках ограничений изобретения другие конфигурации также работоспособны, когда ось корпуса 14 не абсолютно параллельна оси ствола, а образует угол в диапазоне 5°. Указанные конфигурации могут быть использованы по различным причинам. Наличие угла может быть продиктовано соображениями логистики, например, чтобы дать возможность располагать корпус устройства 10 в частях уже существующих образцов стрелкового оружия, не изменяя их внутреннюю конструкцию и общий внешний вид. Наличие других углов может быть объяснено следующим образом: если устройство 10 установлено в прикладе 105 ложа 104, изгиб (угол в плоскости приклада) и отклонение (боковой угол) которой могут быть отрегулированы пользователем. Естественно, что в этом случае нейтральная конфигурация может в принципе обеспечивать идеальную параллельность оси корпуса 14 и оси ствола 108, но подстроенная под конкретного пользователя конфигурация не предполагает такой параллельности.

В соответствии с некоторыми возможными вариантами осуществления изобретения, не показанными на прилагаемых чертежах, магнит 17 может поддерживаться в положении покоя двумя размещенными напротив друг друга пружинами или комбинацией механической силы, прикладываемой со стороны пружины, и силы магнитного отталкивания, прикладываемой магнитами.

В соответствии с некоторыми возможными вариантами осуществления изобретения устройство 10 выполнено так, чтобы функционировать даже в случае, когда стрелковое оружие 100 направлено вниз. Фактически в этом положении ускорение, обеспечиваемое силой тяжести, действует на груз 13 и изменяет баланс, показанный на фиг.5, 6 и 7. Согласно этому варианту осуществления изобретения положение катушки 18 вдоль корпуса 14, массы 13 магнита 17 и силы (механической или магнитной), которая удерживает на месте магнит 17, определены так, что при направленном вниз стрелковом оружии 100 магнит 17 расположен рядом с дальним концом катушки 18. Фактически эта конфигурация позволяет максимизировать изменение магнитного потока через катушку 18, несмотря на то, что положение стрелкового оружия 100 определяет в момент выстрела обратное перемещение между магнитом 17 и катушкой 18.

Согласно варианту осуществления изобретения магниты 17, 20 и 21 являются магнитами из неодима-железа-бора (NdFeB) или самарий-кобальта (SmCo) или подобных материалов. Такие магниты фактически должны поддерживать свою эффективность при всех условиях окружающей среды, в которых может работать стрелковое оружие 100. Описанные выше магниты могут сохранять свои характеристики даже при температурах выше 100°С, тем самым обеспечивая надежность устройства 10 при всех условиях.

Что касается катушки 18, заметим, что изображение, приведенное на прилагаемом чертеже, является схематичным и не показывает ни фактическое количество катушек, ни взаимное расположение катушек или фактический диаметр проволоки. Эти параметры должны быть определены так, чтобы изменение магнитного поля, происходящее из-за перемещения магнита 17, порождало электрический ток, достаточный для намеченной цели. Подходящая для этих целей катушка содержит, например, 2000 витков проволоки AWG38 (американский калибр проволоки), площадь поперечного сечения которой равна 0,008 мм² и диаметр равен 0,1 мм.

Согласно варианту осуществления изобретения корпус 14 содержит по меньшей мере одно вентиляционное отверстие 22, которое позволяет компенсировать различия в давлении, порождаемые перемещением магнита 17 внутри корпуса 14. На прилагаемых чертежах показаны два вентиляционных отверстия 22, расположенные рядом с концами корпуса 14. Другие возможные решения могут включать в себя следующее: прорезь, которая тянется вдоль всей длины корпуса 14 или единственное вентиляционное отверстие в магните 17.

Согласно варианту осуществления изобретения корпус 14, в свою очередь, закрыт внешней оболочкой (не показана для ясности), которая обеспечивает его изоляцию от загрязнения из окружающей среды, например от воды, грязи, песка и так далее. Попадание этих загрязнений в корпус 14 может препятствовать или делать невозможным перемещение магнита 17, изменяя, таким образом, функционирование устройства 10.

Согласно варианту осуществления изобретения внутренняя стенка корпуса 14 и/или внешняя поверхность груза 13 содержат средство снижения трения. Такое средство может являться, например, масляной пленкой или покрытием, выполненным из материалов с низким коэффициентом трения, таких как политетрафторэтилен (ПТФЭ).

Как упомянуто выше, устройство 1 для подсчета выстрелов также содержит процессорный блок 11. Он предназначен для приема электрического сигнала, выработанного устройством 10, и для анализа этого электрического сигнала. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения процессорный блок 11 содержит ЦП (центральный процессор), который в зависимости от конкретных потребностей может содержать один или несколько микропроцессоров и/или ЦСП (цифровой сигнальный процессор).

Более того, процессорный блок 11 также выполнен с возможностью записи событий в память 12, предназначенную для управления накопительным счетчиком. Память 12 выполнена с возможностью хранения информации даже без подачи энергии. Например, она может содержать некоторую информацию, необходимую процессорному блоку 11, некоторую информацию для идентификации устройства 1 для подсчета выстрелов и/или некоторую информацию для идентификации стрелкового оружия 100 (например, серийный номер).

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения память 12 может быть в зависимости от конкретных потребностей памятью типа ППЗУ (стираемое и программируемое постоянное запоминающее устройство), памятью типа электрически стираемое ППЗУ (электрически стираемое и программируемое постоянное запоминающее устройство), флеш-памятью или подобными устройствами.

Более конкретно, процессорный блок 11 предназначен для активации при подаче электрического сигнала, выработанного устройством 10 одним из путей, описанных выше.

Процессорный блок 11 предназначен для получения параметров электрического сигнала, например, путем дискретизации значений с заданной частотой.

В таком случае процессорный блок 11 выполнен с возможностью сравнивать полученные параметры с установленными по умолчанию значениями с тем, чтобы классифицировать событие, в результате которого был выработан электрический сигнал. Если полученные параметры удовлетворяют заданным соотношениям с установленными по умолчанию значениями, то процессорный блок 11 выполнен с возможностью записи этого события в память 12.

Это необходимо для правильного подсчета фактически произведенных выстрелов и игнорирования других событий, которые приводят к тому, что устройство 10 вырабатывает электрический сигнал. Как описано выше, специалисту ясно, как устройство 10 вырабатывает электрический сигнал при различных событиях, отличных от выстрела. Любое сотрясение, удар или внезапное перемещение стрелкового оружия, в общем, может привести к возникновению взаимного ускорения между грузом 13 и корпусом 14.

Во время изучения и разработки устройства 1 для подсчета выстрелов было изучено несколько типов выходных сигналов устройства 10 и были идентифицированы основные характеристики сигналов, выработанных в результате одного выстрела. Эти характеристики можно распознать по изменению всех параметров, которые могут влиять на то, как выстрел действует на устройство 10.

В случае полуавтоматической охотничьей винтовки 101 такие параметры могут включать в себя массу выпущенных дробинок, количество и качество использованного пороха, угол между горизонтом во время выстрела, силу, которую прикладывает пользователь к плечу для противодействия отдаче, и так далее.

Что касается изменения этих условий, устройство 10, установленное на полуавтоматической охотничьей винтовке 101, вырабатывает сигнал, который можно количественно отличить и который сравним с изображением с фиг.11. Сигнал представлен в виде зависимости напряжения (вольты) от времени (миллисекунды). Численные значения, которые характеризуют кривую, могут изменяться при изменении перечисленных выше условий, но общая форма кривой будет качественно аналогична показанной форме. Этот сигнал будет проанализирован ниже в качестве примера, не ограничивающего изобретение. Другие типы оружия (такие как карабин 102 или пистолет 103) могут порождать кривые с другими характеристиками, которые здесь не будут анализироваться.

Из кривой на фиг.11 мы можем видеть, что сигнал, выработанный устройством 10 после произведенного выстрела, включает в себя первый основной пик и второй вторичный пик. Первый пик достигает максимального пикового напряжения, значение которого может изменяться в диапазоне примерно от 5 до 30 вольт. Длительность пика находится в пределах примерно от 4 до 6 миллисекунд, в течение которых процессорный блок 11 должен активироваться, проанализировать сигнал и, возможно, записать событие в память 12.

Ввиду этого специалисту в рассматриваемой области очевидно, как полезно использовать в качестве процессорного блока 11 более эффективный микропроцессор с быстрой активацией. Семейство чипов, которые удовлетворяют этим требованиям, доступны на рынке, например, под торговым названием MSP430 от компании Texas Instruments Incorporated, расположенной в Далласе, США.

Возвращаясь к сигналу с фиг.11, напряжения, соответствующего первой части восходящего участка пика (например, напряжения, подаваемого в первую миллисекунду), достаточно для приведения в действие процессорного блока 11. После активации процессорный блок 11 запрограммирован выполнять дискретизацию значения напряжения сигнала, например, каждые 50 микросекунд.

Процессорный блок 11 обрабатывает дискретизированные значения путем запуска алгоритмов, основанных, например, на среднем значении и/или на пике, и процессорный блок 11 сравнивает результаты с заданными диапазонами, записанными в память. Если это сравнение показывает, что сигнал попадает в диапазоны, то процессорный блок 11 считает, что сигнал был выработан в результате выстрела и записывает событие в увеличивающийся счетчик в память 12. Если сигнал не попадает в интервалы, то процессорный блок 11 считает, что сигнал был выработан не в результате одиночного выстрела, а в результате другого события, такого как сильное сотрясение или падение, и ничего не записывает в память.

Рассматривая снова сигнал с фиг.11, заметим, что после первого пика присутствует второй пик, сильно отличающийся от первого. Максимальное напряжение, достигаемое во втором пике, значительно меньше абсолютного максимума, достигаемого в первом пике, в частности локальный максимум равен примерно одной четвертой от абсолютного максимума. Ввиду этого длительность второго импульса равна примерно 8-9 миллисекундам, что превышает длительность первого пика. На основе приведенных и других соображений процессорный блок 11 не считает этот пик вторым импульсом. Фактически этот пик не порожден вторым выстрелом, произведенным вскоре после первого, а является результатом перемещения подвижных грузов, перезаряжающих полуавтоматическую винтовку.

Для различения сигналов, выработанных в результате выстрелов, и сигналов, выработанных в результате других событий, необходимо учитывать следующее.

Довольно частым событием на охоте является падение винтовки 101 со стороны ложи 104. Винтовку 101 часто носят через плечо, при этом дульный срез 110 направлен вверх, а затыльник 106 приклада направлен к земле. Из этого положения в результате падения винтовки 101 происходит столкновение затыльника приклада с землей, что соответственно вызывает ускорение всей винтовки 101. Это ускорение направлено в противоположную сторону по сравнению с ускорением отдачи.

Часто почва достаточно мягкая для рассеяния большей части энергии падения. В этом случае сигнал, выработанный устройством 10, имеет малую интенсивность и легко распознается как сигнал, выработанный в результате события, отличного от выстрела.

Тем не менее, если земля достаточно твердая, то сигнал, выработанный в результате такого падения, может быть сравним с сигналом, выработанным в результате одиночного выстрела. Аналогичные рассуждения могут быть проделаны для других событий. Например, для нагрузок, которые испытывает карабин 102 из-за приклада 105, применяемого в качестве орудия для выбивания дверей во время полицейских операций и подобных действий.

Тем не менее, в связи со сказанным можно видеть, что устройства 10, показанные на фиг.4-6, не симметричны. Другими словами, в этих устройствах предпочтительным направлением является направление ускорения, вызванного отдачей. В случае описанного выше ускорения, направление которого противоположно направлению ускорения отдачи, ассиметричные устройства вырабатывают гораздо меньший пик напряжения.

Конечно, асимметрия устройства 10 не позволяет распознать падение винтовки 101 с обратным направлением, при котором дульный срез 110 ударяется о твердую землю. Тем не менее, это падение случается статистически менее часто и помимо больших повреждений оружия 100 может спровоцировать выстрел.

На фиг.8 и 9 показана работа устройства 1, предназначенного для подсчета выстрелов и соответствующего изобретению. Устройство 10, такое как устройство, описанное со ссылками на фиг.6, соединено с процессорным блоком 11. Также на фиг. показан вольтметр, который не был включен в изобретение, но который упрощает работу устройства. Ускорение а и скорость v, показанные на фиг.9, относятся к магниту 17 и приведены для системы отсчета, связанной со стрелковым оружием 100.

На фиг.10 показан возможный вариант осуществления устройства 1 для подсчета выстрелов, которое соответствует изобретению и которое также содержит несколько описанных ниже вспомогательных устройств. Вариант осуществления изобретения с фиг.10 содержит все вспомогательные устройства, но каждое из этих устройств может быть добавлено или изъято из устройства независимо от других устройств, в зависимости от конкретных технических или коммерческих потребностей. По этой причине вспомогательные устройства соединены с устройством 1 для подсчета выстрелов с помощью пунктирных линий.

В соответствии с возможным вариантом осуществления изобретения устройство 1 для подсчета выстрелов также содержит пользовательский интерфейс 23.

В свою очередь пользовательский интерфейс 23 содержит средство отображения информации, выработанной процессорным блоком 11, указанное средство может содержать, например, дисплей 24. Дисплей 24 может представлять собой классический жидкокристаллический дисплей или ЖК дисплей (жидкокристаллический дисплей), к которому необходимо подводить питание для отображения информации, или может быть дисплеем холестерического бистабильного типа, которому требуется энергия только при обновлении отображаемой информации и который далее поддерживает отображение информации очень долгое время. Также дисплей может быть монохромным или цветным и в каждом из указанных вариантов может присутствовать задняя подсветка.

Также пользовательский интерфейс 23 содержит средство задания информации, подлежащей отображению, например, он может содержать клавиатуру 25. Клавиатура 25 может быть обычной или может быть интегрирована в дисплей, при этом образуется так называемый сенсорный экран.

Согласно возможному варианту осуществления изобретения устройство 1 для подсчета выстрелов содержит по меньшей мере один частичный счетчик выстрелов, который может быть сброшен пользователем и который подходит для сохранения количества выстрелов, произведенных в течение одного сеанса охоты или стрельбы. Этот частичный счетчик выстрелов не является дополнительным приспособлением, а получается с помощью функции процессорного блока 11 и активируется с использованием соответствующих команд.

В соответствии с одним возможным вариантом осуществления изобретения устройство 1 для подсчета выстрелов содержит индикатор параметра, связанного с энергией, высвобождаемой при выстреле из стрелкового оружия 100. Этот индикатор не является дополнительным приспособлением, а получается с помощью функции процессорного блока 11. С помощью анализа выходного сигнала устройства 10 процессорный блок 11 может оценить параметр, характеризующий энергию, высвобождаемую при каждом выстреле. Этот тип индикации может позволить более точно оценивать износ стрелкового оружия 100. Например, в случае охотничьей винтовки 101, использование патронов большого веса (например, так называемых супермагнум 3¹/₂ дюйма) естественно приводит к более интенсивному износу по сравнению с использованием патронов малого веса (например, так называемых стандартов 2³/₄ дюйма). Следовательно, этот индикатор может предоставить дополнительные данные для определения интервалов технического обслуживания винтовки 101.

Другое свойство этого индикатора заключается в следующем: отображать характерный параметр энергии, высвобождаемой при выстреле. Это позволяет пользователю оценивать на практике различие между патронами на рынке помимо тех различий, которые заявлены производителем.

В соответствии с одним возможным вариантом осуществления изобретения устройство 1 для подсчета выстрелов содержит датчик 26 давления, предназначенный для получения данных об атмосферном давлении. На основе этих данных функции барометра и альтиметра могут быть интегрированы в устройство 1 для подсчета выстрелов.

В соответствии с одним возможным вариантом осуществления изобретения устройство 1 для подсчета выстрелов также содержит часы 27. С помощью часов 27 возможно, например, записывать в счетчик дату и время осуществления каждого выстрела.

В соответствии с одним возможным вариантом осуществления изобретения устройство 1 для подсчета выстрелов также содержит термометр 28.

В соответствии с одним возможным вариантом осуществления изобретения устройство 1 для подсчета выстрелов также может содержать любое из вспомогательных устройств 29, которые обычно содержатся в переносных электронных устройствах, таких как часы или мобильные телефоны.

В соответствии с одним возможным вариантом осуществления изобретения устройство 1 для подсчета выстрелов также содержит интерфейс 30, который позволяет устройству 1 осуществлять связь с другим электронным устройством, например с другим аналогичным устройством 1 для подсчета выстрелов, с персональным компьютером, с карманным компьютером, со смартфоном, с внешней памятью и так далее.

Интерфейс 30 может требовать физического разъемного соединения в соответствии, например, со стандартом USB. Интерфейс 30 также может использовать беспроводные технологии, такие как инфракрасный порт, Bluetooth, Wi-Fi и подобные.

В соответствии с одним возможным вариантом осуществления изобретения устройство 1 для подсчета выстрелов содержит журнал, выполненный с возможностью записи в него событий, существенных для периода эксплуатации оружия, таких как техническое обслуживание, выполненное квалифицированными специалистами. Этот журнал не является дополнительным приспособлением, а получается с помощью функции процессорного блока 11 и/или памяти 12. Предпочтительно, чтобы этот журнал был защищен специальным ключом, аппаратным или программным, чтобы доступ к нему имели только уполномоченные специалисты, а не пользователь.

Доступ с помощью интерфейса 30 к счетчику произведенных выстрелов, к индикатору параметра, связанного с энергией, к журналу, к памяти 12 и так далее может позволить уполномоченному центру по техническому обслуживанию легко и последовательно вырабатывать и обновлять учетную карточку любой единицы стрелкового оружия 100.

В соответствии с одним возможным вариантом осуществления изобретения устройство 1 для подсчета выстрелов также содержит батарею 31. Специалистам в рассматриваемой области ясно, что вспомогательные устройства, перечисленные и описанные выше, в общем, не могут питаться выходным сигналом устройства 10 и, следовательно, требуется наличие независимого источника энергии, такого как батарея 31. Заметим здесь, что наличие и состояние зарядки батареи может повлиять только на работу вспомогательных устройств, а не на работу устройства 10 и процессорного блока 11. Другими словами, при отсутствии батареи 31 количество произведенных выстрелов не будет указываться на дисплее 24, но процессорный блок 11 будет продолжать правильно считать их и записывать в память 12.

В соответствии с некоторыми возможными вариантами осуществления изобретения устройство 10 изготовлено так, чтобы иметь такие вес и размеры, которые не будут нарушать привычный баланс стрелкового оружия 100, например винтовки 101.

В качестве примера конкретного варианта осуществления устройства 1 для подсчета выстрелов рассмотрим устройство, содержащее: устройство 10, тип которого показан на фиг.6, процессорный блок 11, такой как микропроцессор серии MSP430 компании Texas Instruments, простой ЖК дисплей 24 с задней подсветкой, клавиатуру 25 с тремя кнопками и литиевую батарею 31 типа CR2032 type (3B и 230 мА-час). Этот вариант осуществления изобретения по весу ограничен значением, равным примерно 50 граммам. Специалисту в рассматриваемой области ясно, что дополнительные 50 грамм веса не изменят значительно баланс оружия 101, вероятный вес которого составляет от 2,5 до 4,5 кг.

Что касается размера устройства, то устройство 10 является самым громоздким, и его размеры составляют: примерно 55 мм по длине и внешний диаметр равен 20 мм. Целесообразно, чтобы процессорный блок 11, пользовательский интерфейс 23 и батарея 31 были установлены на карточке 32 (показана штриховой линией на фиг.10), размеры которой составляют примерно 40×30 мм, а толщина равна 15 мм.

Простое проводное соединение может позволить отделять устройство 10 от карточки 32. Таким образом, каждый компонент может иметь оптимальное расположение.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения для винтовки 101 устройство 10 расположено в прикладе 105 ложи 104, а карточка 32 установлена в пистолетной рукоятке 107.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения устройство 1, предназначенное для подсчета выстрелов, может быть расположено в других местах, например в цевье 109, если там нет магазина для патронов и/или механизма полуавтоматического заряжания стрелкового оружия 100.

Эти соображения также могут быть справедливы для применения устройства 1, предназначенного для подсчета выстрелов, для карабина 102, конфигурация и общая масса которого, в целом, аналогичны конфигурации и массе винтовки 101.

Тем не менее, что касается пистолета 103, вопрос массы и общих размеров устройства 1 для подсчета выстрелов становится значительно более проблематичным. Фактически, вес пистолета 103 значительно меньше и пистолет 103 обычно не содержит частей, которые могут быть использованы аналогично прикладу 105 ложа 104. Устройство 1, предназначенное для подсчета выстрелов и определенным образом масштабированное для применения в пистолете 103, может быть, например, расположено под корпусом 111 перед предохранительной скобой.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения устройство 1 для подсчета выстрелов может быть изготовлено как независимое вспомогательное устройство и может подходить для использования в стрелковом оружии 100, которое не было специально спроектировано для использования устройства 1, другими словами устройство 1 может быть изготовлено и предложено в качестве так называемого вторичного вспомогательного устройства. Устройство 1 для подсчета выстрелов может быть, например, заключено в подходящий корпус, чтобы его можно было прикрепить к стрелковому оружию 100. Прикрепление устройства 1 для подсчета выстрелов на стрелковом оружии должно учитывать необходимость в жестком креплении при использовании стрелкового оружия. Это прикрепление может, например, быть осуществлено с помощью стандартной направляющей типа направляющей Пикатинни или других специально спроектированных креплений или с помощью других способов, таких как крепежные элементы, винты, заклепки, клей, натяжные элементы или подобных способов.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения устройство 1 для подсчета выстрелов может работать при тех же условиях эксплуатации, которые требуются для оружия 100, на котором устройство 1 установлено. Указанные условия касаются температуры, влажности, ударных нагрузок и так далее.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения устройство 1 для подсчета выстрелов подразумевает доступ, защищенный специальным ключом, который может быть как аппаратным, так и программным. С помощью этого доступа при необходимости квалифицированные операторы могут инспектировать, обновлять, перепрограммировать устройство 1, а также могут обнулять счетчик.

В свете описанного выше специалисту в рассматриваемой области ясно, что устройство 1, предназначенное для подсчета выстрелов и соответствующее изобретению, является надежным индикатором состояния износа стрелкового оружия 100.

В частности, устройство 1 для подсчета выстрелов, принцип действия которого основан на явлении отдачи, подходит для стрелкового оружия 100 любого типа. Так как устройство 1 для подсчета выстрелов не зависит от энергии, подаваемой батареей 31, то пользователь не может выключить, умышленно или неумышленно, устройство 1.

Следовательно, устройство 1 для подсчета выстрелов выполняет для стрелкового оружия 100 такую же функцию, которую одометр выполняет в автомобиле.

В отношении описанного выше варианта осуществления устройства 1 для подсчета выстрелов специалист в рассматриваемой области может предложить изменения, регулировки и замены деталей другими, имеющими эквивалентные функциональные возможности, чтобы удовлетворить конкретные и побочные потребности, не выходя при этом за границы объема изобретения, который определен в формуле изобретения. Каждая описанная характеристика, принадлежащая возможному варианту осуществления изобретения, может быть получена независимо от других описанных вариантов осуществления изобретения.

Изобретение относится к устройству (1) для подсчета выстрелов легкого стрелкового оружия (100). Устройство для подсчета выстрелов содержит устройство (10) для преобразования в электрический сигнал части энергии, связанной с ускорением, действующим на стрелковое оружие в результате наступления события. Устройство для подсчета выстрелов также содержит процессорный блок (11), питающийся от электрического сигнала и выполненный с возможностью анализа электрического сигнала. Повышается безопасность общения с оружием. 2 н. и 68 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Счетное устройство для подсчета выстрелов легкого стрелкового оружия, содержащее:
преобразующее устройство, представляющее собой электромагнитный индукционный генератор линейного типа, выполненный с возможностью преобразования в электрический сигнал части энергии, связанной с ускорением, действующим на стрелковое оружие в результате некоторого события, при этом преобразующее устройство содержит катушку и груз, представляющий собой постоянный магнит, свободно расположенный в корпусе, причем преобразующее устройство выполнено с возможностью использования энергии, приобретаемой грузом в результате ускорения, процессорный блок, выполненный с возможностью питания от электрического сигнала, анализа этого же электрического сигнала и активации при приеме электрического сигнала, вырабатываемого преобразующим устройством, и индикатор параметра, связанного энергией, высвобождаемой при выстреле.

2. Счетное устройство по п.1, в котором процессорный блок также выполнен с возможностью записи события в память.

3. Счетное устройство по п.1, в котором преобразующее устройство содержит корпус, объединенный со стрелковым оружием, причем ось корпуса образует угол менее 5° со стволом стрелкового оружия, а груз находится в корпусе.

4. Счетное устройство по п.1, в котором груз расположен в корпусе с возможностью свободного перемещения, в частности, незначительного.

5. Счетное устройство по п.1, в котором преобразующее устройство также содержит агломерат пьезоэлектрических кристаллов.

6. Счетное устройство по п.5, в котором энергия, приобретаемая грузом в результате ускорения, используется для сжатия агломерата пьезоэлектрических кристаллов.

7. Счетное устройство по п.1, в котором преобразующее устройство содержит пружину, выполненную с возможностью удержания груза в положении покоя с прижатием к стопору, когда корпус находится по существу в горизонтальном положении.

8. Счетное устройство по п.7, в котором пружина выполнена из немагнитного материала.

9. Счетное устройство по п.7, в котором пружина является винтовой пружиной.

10. Счетное устройство по п.7, в котором упругость пружины в достаточной степени мала, чтобы груз под действием ускорения в результате отдачи сжимал пружину, проходя при этом через катушку.

11. Счетное устройство по п.1, в котором преобразующее устройство также содержит, по меньшей мере, один второй магнит, соединенный с корпусом, причем указанный постоянный магнит и указанный второй магнит ориентированы так, что одинаковые полюса расположены друг напротив друга, северный к северному или южный к южному, тем самым, создавая силу магнитного отталкивания.

12. Счетное устройство по п.11, в котором сила магнитного отталкивания обеспечивает в положении покоя прижатие груза к стопору, когда корпус находится по существу в горизонтальном положении.

13. Счетное устройство по п.11, в котором сила магнитного отталкивания в достаточной степени мала, чтобы груз под действием ускорения в результате отдачи преодолел силу магнитного отталкивания и прошел через катушку.

14. Счетное устройство по п.1, в котором преобразующее устройство также содержит два расположенных друг напротив друга магнита, соединенных с корпусом, причем указанный постоянный магнит и указанные расположенные друг напротив друга магниты ориентированы так, что одинаковые полюса расположены друг напротив друга, северный к северному или южный к южному, тем самым, создавая две противоположно направленные силы магнитного отталкивания.

15. Счетное устройство по п.14, в котором противоположно направленные силы магнитного отталкивания обеспечивают упругое удерживание груза в положении покоя в центре корпуса, когда корпус находится по существу в горизонтальном положении.

16. Счетное устройство по п.14, в котором противоположно направленные силы магнитного отталкивания в достаточной степени малы, чтобы груз под действием ускорения в результате отдачи преодолел силы магнитного отталкивания и прошел через катушку.

17. Счетное устройство по п.1, в котором положение катушки в корпусе, масса магнита и сила, удерживающая магнит на месте, установлены так, что при направлении стрелкового оружия вниз магнит располагается на дальнем конце катушки.

18. Счетное устройство по п.1, в котором магнит выполнен из неодима-железа-бора (NdFeB) или самарий-кобальта (SmCo).

19. Счетное устройство по п.1, в котором указанная катушка содержит несколько катушек, причем взаимное расположение катушек и диаметр проволоки обеспечивают изменение магнитного поля в результате перемещения магнита, достаточное для выработки электрического сигнала, обеспечивающего питание процессорного блока.

20. Счетное устройство по п.19, в котором катушка содержит приблизительно 2000 витков проволоки AWG38 по американскому калибру проволоки.

21. Счетное устройство по п.3, в котором корпус содержит, по меньшей мере, одно вентиляционное отверстие для компенсации разницы давлений, создаваемой перемещением магнита внутри корпуса.

22. Счетное устройство по п.3, в котором преобразующее устройство содержит внешнюю оболочку для защиты корпуса и его изоляции от внешних загрязнений, таких как вода, пыль, песок и т.п.

23. Счетное устройство по п.3, в котором внутренняя стенка корпуса или внешняя поверхность груза содержат средство для уменьшения трения.

24. Счетное устройство по п.23, в котором средство для уменьшения трения скольжения представляет собой смазывающую пленку или покрытие, выполненное из материалов с низким коэффициентом трения, таких как политетрафторэтилен (ПТФЭ).

25. Счетное устройство по п.1, в котором процессорный блок содержит центральный процессор (ЦП).

26. Счетное устройство по п.25, в котором ЦП содержит, по меньшей мере, один микропроцессор и/или цифровой сигнальный процессор (ЦСП).

27. Счетное устройство по п.2, в котором память выполнена с возможностью хранения информации в течение длительного времени без подачи питания.

28. Счетное устройство по п.2, в котором память выполнена с возможностью содержать информацию, необходимую для процессорного блока, информацию для идентификации устройства для подсчета выстрелов и/или информацию для идентификации стрелкового оружия.

29. Счетное устройство по п.2, в котором память выбрана из группы, содержащей память типа ППЗУ, память типа электрически стираемое ППЗУ, флеш-память.

30. Счетное устройство по п.1, в котором процессорный блок также выполнен с возможностью получения параметров электрического сигнала, например, путем дискретизации значений с заданной частотой.

31. Счетное устройство по п.1, в котором процессорный блок запрограммирован для дискретизации напряжения электрического сигнала каждые 50 микросекунд.

32. Счетное устройство по п.1, в котором процессорный блок выполнен с возможностью сравнения параметров электрического сигнала с установленными по умолчанию значениями для классификации события, в результате которого выработан электрический сигнал.

33. Счетное устройство по п.1, в котором процессорный блок выполнен с возможностью записи события в память, если полученные параметры электрического сигнала соотносятся заданным образом с установленными по умолчанию значениями.

34. Счетное устройство по п.1, в котором процессорный блок выполнен с возможностью его включения, проведения анализа электрического сигнала и конечной записи события в память в течение временного интервала, составляющего от 4 до 6 миллисекунд.

35. Счетное устройство по п.1, в котором преобразующее устройство является ассиметричным и имеет предпочтительное направление работы, совпадающее с направлением ускорения отдачи.

36. Счетное устройство по п.1, дополнительно содержащее пользовательский интерфейс.

37. Счетное устройство по п.36, в котором пользовательский интерфейс содержит средство отображения информации, обрабатываемой процессорным блоком.

38. Счетное устройство по п.37, в котором средство отображения информации содержит дисплей.

39. Счетное устройство по п.38, в котором дисплей является дисплеем жидкокристаллического типа или ЖК дисплеем.

40. Счетное устройство по п.38, в котором дисплей является дисплеем холестерического бистабильного типа.

41. Счетное устройство по п.38, в котором дисплей является монохромным дисплеем.

42. Счетное устройство по п. 38, в котором дисплей является цветным дисплеем.

43. Счетное устройство по п. 38, в котором дисплей является дисплеем с задней подсветкой.

44. Счетное устройство по п.36, в котором пользовательский интерфейс содержит средство задания информации, подлежащей отображению.

45. Счетное устройство по п.44, в котором средство задания информации, подлежащей отображению, содержит клавиатуру.

46. Счетное устройство по п.45, в котором клавиатура встроена в дисплей в соответствии с логикой сенсорного экрана.

47. Счетное устройство по п.1, содержащее частичный счетчик выстрелов, выполненный с возможностью обнуления пользователем.

48. Счетное устройство по п.1, содержащее датчик давления для получения данных об атмосферном давлении, обеспечивающий выполнение счетным устройством функций барометра и альтиметра.

49. Счетное устройство по п.1, содержащее часы.

50. Счетное устройство по п.49, в котором часы выполнены с возможностью взаимодействия с процессорным блоком для записи данных и времени каждого выстрела.

51. Счетное устройство по п.1, содержащее термометр.

52. Счетное устройство по п.1, содержащее интерфейс для обеспечения связи счетного устройства с другим электронным устройством.

53. Счетное устройство по п.52, в котором интерфейс требует физического разъемного соединения.

54. Счетное устройство по п.52, в котором в интерфейсе используется стандарт USB.

55. Счетное устройство по п.52, в котором в интерфейсе используются беспроводные технологии.

56. Счетное устройство по п.1, содержащее журнал для записи информации о техническом обслуживании стрелкового оружия, выполняемом квалифицированными специалистами.

57. Счетное устройство по п. 56, в котором журнал защищен ключом, обеспечивающим доступ только уполномоченным специалистам, но не пользователю.

58. Счетное устройство по п.1, содержащее батарею.

59. Счетное устройство по п.58, в котором наличие и уровень заряда батареи не влияют на работу преобразующего устройства и процессорного блока.

60. Счетное устройство по п.1, в котором счетное устройство выполнено с возможностью работы при тех же условиях эксплуатации, которые требуются для стрелкового оружия, на котором установлено счетное устройство, причем указанные условия относятся к температуре, влажности, ударным нагрузкам.

61. Счетное устройство по п.1, в котором доступ к счетному устройству защищен ключом, аппаратным или программным, при этом доступ к счетному устройству позволяет операторам инспектировать, обновлять, перепрограммировать счетное устройство и обнулять счетчик.

62. Счетное устройство по п.1, выполненное в виде независимого вспомогательного устройства, такого как так называемое послепродажное устройство, выполненное с возможностью применения в стрелковом оружии, которое не было изначально предназначено для использования счетного устройства.

63. Легкое стрелковое оружие, содержащее счетное устройство для подсчета выстрелов по п. 1.

64. Легкое стрелковое оружие по п.63, характеризующееся тем, что является винтовкой.

65. Легкое стрелковое оружие по п.64, характеризующееся тем, что является карабином.

66. Легкое стрелковое оружие по п.64, содержащее ствол и ложе, содержащее приклад и пистолетную рукоятку.

67. Легкое стрелковое оружие по п.66, в котором преобразующее устройство расположено в прикладе ложа, а процессорный блок установлен в пистолетной рукоятке.

68. Легкое стрелковое оружие по п.63, характеризующееся тем, что является пистолетом и содержит ствол, расположенный сверху корпуса.

69. Легкое стрелковое оружие по п.68, в котором преобразующее устройство расположено под корпусом.

70. Легкое стрелковое оружие по п.63, в котором преобразующее устройство содержит корпус, соединенный со стрелковым оружием, при этом ось корпуса образует со стволом стрелкового оружия угол менее 5°.