Устройство для ведения прицельного огня
AIMING DEVICE

Настоящее изобретение относится в целом к пистолетам, автоматам и, более конкретно, к прицельным устройствам с повышенной безопасностью пользователя. Предлагаемое устройство относится к прицельным системам, используемым для наблюдения и стрельбы, устанавливаемым на огнестрельном оружии различного типа: пистолетах, автоматах. Дополнительно оно может быть оснащено оптическим устройством.
Известно оптическое устройство для наведения на цель[1. Патент РФ №2123656 МПК F41G 3/16, F41G 1/40, G02B 23/00, опубл. 20.12.1998], содержащее окуляр с узлом крепления к голове пользователя, волоконно-оптическую систему передачи изображения и объектив в корпусе, крепежный узел в виде корпуса и лапки цангового захвата, входящие в кольцевой паз корпуса крепежного узла, причем корпуса объектива и крепежного узла имеют фигурные пазы и выступы для их механического соединения, а механическая фиксация корпуса крепежного узла к окуляру оптического прицела осуществляется посредством лапок цангового захвата и трубчатого резинового наглазника оптического прицела.
Недостатком такого устройства является отсутствие электронных блоков, усиливающих оптический сигнал, что снижает эффективность устройства при низком уровне освещенности, кроме того, наличие световода, соединяющего окуляр с удаленным зрачком и объектив, затрудняет перемещение оружия относительно корпуса в динамике боя.
Известно [2. Патент на полезную модель РФ №4016 МПК G02B 23/00,F41G 1/40, F41G 3/16, опубл. 16.04.1997] оптическое устройство, состоящее из окуляра с узлом крепления к голове пользователя, волоконно-оптической системы передачи изображения и объектива с размещаемым после него обычным прицельным приспособлением, а также узлом крепления к стрелковому оружию (автомату, карабину и т.п.).
Недостатком такого устройства является наличие волоконно-оптической системы передачи изображения, что налагает определенные ограничения по эксплуатации устройства в сложных условиях (ветки растительности, которые могут повредить кабель волоконно-оптической системы передачи изображения, ситуации, когда наличие соединительного кабеля между окуляром и объективом затрудняет ведение боевой работы).
Известно [3. Патент на полезную модель РФ 8106 F41G 1/40, опубл. 16.10.1998] оптическое устройство, состоящее из окуляра, волоконно-оптической системы передачи изображения и объектива, снабженного устройствами, обеспечивающими крепление к стволу оружия по трем плоскостям, из которых две взаимно перпендикулярны, платформой и планкой с винтовой парой, стягивающей их, и быстросъемными складными в колена сошками, корпус которых снабжен системой пазов и выступов для соединения с платформой, снабженной ответной системой выступов и пазов.
Недостатком такого устройства является наличие волоконно-оптической системы передачи изображения, не имеющей электронных блоков усиления оптического изображения, что при низком уровне освещенности затрудняет наблюдение целей, а наличие световода затрудняет перемещение оружия относительно корпуса пользователя в динамике боя.
Известен видеоприцел для стрельбы из-за угла из огнестрельного оружия[5. Патент РФ №2403527 МПК F41G 3/16, опубл.: 10.11.2010, бюл. №31], включающий оптический блок видеокамеры и блок электроники с аккумулятором и дисплеем с прицельной меткой, соединенные кабелем, и элемент его крепления к стрелку, оптического блока видеокамеры, имеющего трансфокатор с оптическим увеличением не менее 10×, который установлен на шарнирном поворотном кронштейне внутри защитного кожуха, имеющего котировочные винты и две крепежные скобы для крепления его на адаптере оружия с просветом над стволом или затвором, а блок электроники, выполненный, например, на основе бытовой цифровой видеокамеры, имеющей функцию поворота изображения на дисплее на 180° для стрельбы из оружия, расположенного боком за левым или правым углами стен, помещен в кожух, имеющий элементы крепления, один из которых на одежду, преимущественно на рукав руки, в которой находится рукоятка оружия, представляющий собой пружинный зажим, выполненный в виде двойной скобы, закрепленной на поверхности кожуха, и имеющего перемычки, образующие овальный в сечении упругий элемент, на которых находятся обрезиненные зажимающие губки, выполненные в виде скоб, на концах штанг которых, находятся отверстия, которыми они шарнирно закреплены на перемычках пружинного зажима, а на боковой поверхности их штанг закреплена на осях трехцентровая винтовая пружина, концы боковых витков которой, служащие для синхронизации движения скоб относительно друг друга, упираются в штанги, а средний ее виток, служащий для раздвигания скоб и закрепления зажима в сжатом состоянии, находится напротив зацепа, расположенного на боковой поверхности кожуха с возможностью быстрого надевания и снятия с него, а другой элемент крепления выполнен в виде ремня, закрепленного на перемычках для крепления вокруг руки; видеокамера в транспортном положении закрепляется скобами в гнездах кожуха блока электроники, а блок электроники имеет дополнительный выносной аккумулятор, при отрицательных температурах размещаемый в нагрудном кармане под верхней одеждой пользователя и присоединяемый к блоку электроники кабелем.
Недостатком такого устройства является то, что прицельная стрельба осуществляется при контроле цели по изображению на видеокамере, поскольку наличие видеоприцела мешает применению традиционного прицела, что затрудняет использование оружия в динамике боя. Кроме того, наличие световода затрудняет перемещение оружия относительно корпуса пользователя.
Известно прицельное устройство [4. Патент США №US 6385894, МПК F41C 27/00; F41G 1/35; F41G 1/46 опубл. 05.14.2002] для стрельбы из огнестрельного оружия, включающее в себя камеру, установленную на пистолете, и устройство для отображения окружающей обстановки на дисплее, находящемся у пользователя.
Полный состав прицельного устройства включает: твердотельную камеру, соединенную с пистолетом; тактический фонарь, прикрепленный к пистолету; электронный блок, соединенный с указанной твердотельной камерой и указанным тактическим фонарем; указанный электронный блок имеет экран дисплея с перекрестьем для просмотра объекта, наблюдаемого указанной твердотельной камерой; переключатели для управления указанным тактическим фонарем и указанным дисплеем; указанный электронный блок также содержит аккумулятор для питания указанной камеры и для питания указанного тактического фонаря. В настоящем устройстве применяется камера, приспособленная для установки на пистолет. Камера может использоваться для прицеливания оружия и не мешает применению обычного открытого прицела оружия. Переход между прицельными приемами производится без каких-либо изменений в аппаратной конфигурации оружия. Тактический фонарь также прикреплен к оружию, и может быть использован для освещения поля зрения. Вес и объем электронного блока малы, и электронный блок может быть установлен на туловище или рукаве пользователя. Передатчик может использоваться для передачи изображения с камеры на удаленный объект. Дополнительный приемник GPS (система глобального позиционирования) также может быть включен в систему вместе с детектором движения. Пользователь может использовать оружие и связанную с ним камеру и фонарь для исследования места преступления, когда пользователь скрыт от просмотра и, следовательно, защищен. Только рука пользователя может быть выставлена. В случае, если пользователь получил травму, детектор движения может включить сигнализацию и отправить местоположение пользователя на удаленный сайт. В контексте полицейского рейда способность отслеживать положение, статус и наблюдения каждого сотрудника из отдаленного места может оказать существенную помощь в организации и проведении рейда.
На фиг. 1 изображено схематическое представление системы, состоящей из пистолета и электронного блока.
На фиг. 2 схематическое представление электронного блока системы.
На фиг. 1 показана сборка пистолета 2 и электронный блок 6. Электронный блок 6 соединен с пистолетом в сборе с помощью короткого кабеля 5. Небольшой размер электронного блока 6 позволяет установить его на предплечье или туловище пользователя. В этих местах он легко доступен для использования, не препятствуя способности пользователя передвигаться. Также предусмотрена возможность манипулирования устройством без прикрепления устройства к туловищу или руке, держа его за ручку 8.
Сборка пистолета 2 включает твердотельную камеру (устройство CCD) 3 и тактический фонарь 4. Как правило, эти предметы могут быть установлены перед скобой курка на пистолете, что оказывает минимальное влияние на нормальный характер обращения с пистолетом. Кабель 5 может поставляться различной длины, чтобы позволить пользователю минимизировать общую длину используемого кабеля. Перекрестье прицела 7 может быть напечатано или записано на пленку на дисплее 6, что обеспечит прицеливание пистолета при использовании камеры 3, при этом использование камеры 3 не мешает использованию обычного открытого прицела 1.
Фиг. 2 показывает внутреннюю архитектуру электронного блока 3. Источник питания подает питание на передатчик 14 с антенной 17, приемник GPS 15 и дисплей камеры 11. Переключатель 12 позволяет пользователю отключать дисплей 11. Аналогичным образом переключатель 18 может быть использован для выключения передатчика 14. Детектор движения 16 будет активирован всякий раз, когда пользователь находится в движении. Простой ртутный выключатель может использоваться для обнаружения грубого движения. Если пользователь какое-то время неактивен, передатчик будет включен, и сообщение с GPS-приемника будет передано на удаленный сайт.
В типичном сценарии пользователь-полицейский войдет в здание и будет использовать пистолет со связанным с ним тактическим фонарем и камерой для просмотра объекта, не находясь на линии огня. Например, пистолет можно держать за углом, чтобы тело не было видно. В этом режиме пользователь будет наблюдать сцену на экране дисплея 11 электронного блока 10, который крепится, например, к рукаву.
Недостатком такого устройства является наличие световода, затрудняющего перемещение оружия относительно корпуса пользователя в динамике боя.
Данное устройство выбрано в качестве прототипа.
Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства путем повышения его подвижности относительно корпуса пользователя.
Достижение указанного технического результата обеспечивается в предлагаемом устройстве для ведения прицельного огня, устанавливаемом на оружие и содержащем твердотельную камеру, соединенную с оружием, и электронный блок с дисплеем, причем электронный блок соединен с указанной твердотельной камерой, используемой для просмотра объекта на экране дисплея, при этом электронный блок, кроме того, включает датчик движения, приемник GPS, первый радиопередатчик с антенной, первый аккумулятор, выходы которого подключены к датчику движения, приемнику GPS и первому радиопередатчику и дисплею, отличающемся тем, что в него введены соединенные с оружием первый микроконтроллер, второй радиопередатчик с антенной, ИК передатчик, первый радиоприемник, первый электронный переключатель, второй аккумулятор, а в электронный блок - второй радиоприемник, пороговое устройство, инфракрасный приемник, второй электронный переключатель, второй микроконтроллер, первый вход которого соединен с выходом второго переключателя, второй вход - связан с выходом порогового устройства, третий вход - соединен с выходом датчика движения, а четвертый вход - с выходом приемника GPS, при этом первый выход второго микроконтроллера подключен к входу дисплея, а второй выход - к входу первого радиопередатчика, при этом выход инфракрасного приемника соединен с входом порогового устройства и вторым входом второго электронного переключателя, первый вход которого связан с выходом второго радиоприемника, а третий вход - с выходом порогового устройства, при этом твердотельная камера подключена к входу первого микроконтроллера, выходом связанного с первым входом первого электронного переключателя и входом инфракрасного передатчика, вход второго радиопередатчика подключен к выходу первого электронного переключателя, второй вход которого соединен с выходом первого радиоприемника, при этом выход первого аккумулятора подключен к соответствующим входам второго радиоприемника, инфракрасного приемника, второго электронного переключателя, второго микроконтроллера и порогового устройства, а выход второго аккумулятора подключен к соответствующим входам твердотельной камеры, первого микроконтроллера, первого радиоприемника, первого электронного переключателя, второго радиопередатчика и инфракрасного передатчика.
Расположение на оружии первого микроконтроллера, первого радиоприемника, первого электронного переключателя, инфракрасного передатчика и второго радиопередатчика, а также второго аккумулятора, а в электронном блоке введение второго радиоприемника, инфракрасного приемника, порогового устройства, второго электронного переключателя, второго микроконтроллера, связанных между собой вышеуказанным образом, позволили обеспечить автономность оружия в руке пользователя и осуществлять свободное перемещение оружия относительно корпуса пользователя, что расширило функциональные возможности оружия.
На фиг. 3 приведена структурная схема устройства для ведения прицельного огня, содержащего на фиг. 3а:
19 - твердотельную камеру;
20 - второй аккумулятор;
21 - первый микроконтроллер;
2
22 - первый радиоприемник (настроенный на частоту ƒ);
23 - первый переключатель;
24 - передатчик инфракрасного излучения (ИК ПРД);
1
25 - второй радиопередатчик (настроенный на частоту ƒ); а на фиг. 3б:
1
26 - второй радиоприемник (настроенный на частоту ƒ);
27 - приемник инфракрасного излучения (ИК ПРК);
28 - второй переключатель;
29 - пороговое устройство;
30 - первый аккумулятор;
31 - второй микроконтроллер;
32 - GPS приемник;
33 - датчик движения;
34 - дисплей;
2
35 - первый радиопередатчик (на частоту ƒ).
При этом последовательно соединены установленные на оружии твердотельная камера 19, первый микроконтроллер 21 и передатчик 24 инфракрасного излучения, а выход первого микроконтроллера подключен также к первому входу первого электронного переключателя 23, второй вход которого соединен с выходом первого радиоприемника 22, а выход первого электронного переключателя подключен ко входу второго радиопередатчика 25, выход которого подключен к антенне, на оружии также установлен второй аккумулятор 20.
В электронном блоке последовательно соединены второй радиоприемник 26, второй электронный переключатель 28, второй микроконтроллер 31 и дисплей 34 с перекрестьем. Выход приемника 27 инфракрасного излучения подключен ко второму входу второго электронного переключателя 28 и ко входу порогового устройства 29, выход которого соединен с третьим входом второго электронного переключателя 28 и вторым входом второго микроконтроллера 31, к третьему входу которого подключен выход датчика 33 движения, а к четвертому - выход GPS приемника 32, а второй выход второго микроконтроллера 31 соединен со входом первого радиопередатчика 35, выход которого подключен к антенне, в электронный блок также входит первый аккумулятор 30.
Устройство работает следующим образом. Поскольку в предлагаемом устройстве, как и в прототипе, используется CCD (Charged Coupled Device) камера 19, установленная на оружии, то на выходе камеры образуется аналоговый сигнал. Этот сигнал поступает на вход первого микроконтроллера 21, где превращается в цифровой код, удобный для передачи по радио или инфракрасному каналам связи. Если на вход первого радиоприемника 22 не приходил управляющий радиосигнал с электронного блока, то первый переключатель 23 разомкнут и цифровой код с выхода первого микроконтроллера 21 поступает на передатчик ИК 24 канала связи. Излученный ИК сигнал принимается ИК приемником 27, расположенном в электроном блоке, и поступает на пороговое устройство 29 и второй переключатель 28. Если интенсивность ИК сигнала достаточно велика, то пороговое устройство 29 устанавливает второй переключатель 28 так, чтобы выход ИК приемника 27 оказался связанным с первым входом второго микроконтроллера 31, где цифровой сигнал с выхода ИК приемника 27 преобразуется в аналоговый сигнал, и поступает на вход дисплея 34, создавая на нем изображение, воспринимаемое твердотельной камерой 19.
Если интенсивность сигнала на выходе ИК приемника 27 мала, то управляющий сигнал с выхода порогового устройства 29 поступает на второй вход второго микроконтроллера 31, который по второму выходу выдает сигнал на первый радиопередатчик 35, формирующий команду для первого радиоприемника 22 на переключение первого переключателя 23, расположенного на оружии. С приходом этого управляющего радиосигнала на вход первого радиоприемника 22 срабатывает первый электронный переключатель 23 и подключает выход первого микроконтроллера 21 также и к входу второго радиопередатчика 25. При этом передача видеоизображения с выхода твердотельной Камеры 19 будет идти как по радиоканалу, так и по ИК каналу и будет приниматься вторым радиоприемником 26 и приемником ИК канала 27. Но поскольку второй переключатель 28 соединяет выход второго радиоприемника 26 с первым входом второго микроконтроллера 31, то видео изображение на дисплее 34 будет формироваться только по сигналам радиоканала.
Как только интенсивность ИК сигнала на выходе ИК приемника 27 превысит пороговый уровень порогового устройства 29, сигнал с выхода порогового устройства 29 поступит на второй вход второго микроконтроллера 31, сформирует по второму выходу управляющий сигнал на первый радиопередатчик 35 для отправки команды на выключение первого переключателя 23 и второго радиопередатчика 25. Этот сигнал будет принят первым радиоприемником 22, выходной сигнал которого произведет выключение первого переключателя 23 и второго радиопередатчика 25.
Таким образом, работа радиоканала будет осуществляться в течение минимального интервала времени только при нарушении работы ИК канала, что позволяет минимально демаскировать пользователя радиоизлучением.
Датчик движения 33 пользователя, подключенный к третьему входу второго микроконтроллера 31, будет реагировать на неподвижность пользователя и сообщать по первому радиопередатчику 35 его координаты соответствующим службам, получаемые от GPS приемника 32, связанного с четвертым входом второго микроконтроллера 31.
К достоинствам предлагаемого устройства для ведения прицельного огня следует отнести следующее:
- возможность свободного перемещения оружия с прицелом относительно корпуса стрелка;
- простота эксплуатации.
Предлагаемое устройство для ведения прицельного огня может быть реализовано следующим образом.
1 - твердотельная камера 19 (Raspberry Pi Camera Module v2, https://www.raspberrypi.org/products/camera-mobule-v2/);
2 - первый микроконтроллер 21 и второй микроконтроллер 31 типа (RaspberryPiZero, https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-zero/);
3 - ИК передатчик 24, состоящий из усилителя мощности (транзистор STP16NF06, https://static.chipdip.ru/lib/245/DOC001245581.pdf и SN74LVC1T45DBVR, https://static.chipdip.ru/lib/029/DOC001029700.pdf и; ИК-передающего диода (OSRAMSFH 4235, https://www.compel.ru/item-pdf/c1cc218df93b26cb2d3ab26cb2267ea7/pn/osram~sfh-4235.pdf):
4 - ИК приемник 27, состоящий из фотодиода BPW 34 FS, http://www.vishay.com/docs/81521/bpw34.pdf); и приемно-усилительного модуля может быть выполнен на двухканальном операционном усилителе AD8616ARZ, https://static.chipdip.ru/lib/301/DOC000301491.pdf.
5 - первый 22 и второй 26 радиоприемники могут быть выполнены как в (см. 5. Проектирование радиоприемных устройств под ред. Сиверса А.П. М: «Сов.радио »,1976 г., стр. 485, стр. 68, рис. 2.25).
6 - пороговое устройство 29 выполнено на компараторе двухканальном высокоскоростном типа MAX999EUK+T, https://static.chipdip.ru/lib/301/DOC000301078.pdf.
7 -дисплей с перекрестьем 34, выполнен на (2.8inch RPi LCD (A), TFT дисплей 320×240рх с резистивной сенсорной панелью для RaspberryPi, https://www.chipdip.ru/product/2.8inch-rpi-lcd-a);