CN1356527A - 执行机构 - Google Patents

Abstract

一种扳机执行件,具有与安装在其上、用来测定扳机受力的测量装置基本上成一体的结构。作为响应,测量装置产生一个扳机信号。一个补偿系统测定其它或不希望的施加给执行件的影响,并产生一个补偿信号,用来修改和补偿对执行件的这种影响。

Description

执行机构

                         发明领域本发明总体上涉及执行件，具体地说涉及一种用在枪或类似手动装置上的扳机执行机构，用来控制枪或其它手动装置发射或运行的顺序。

                         发明背景

用在许多枪或其它类似手动装置上的执行系统通常基本上是机械系统，依靠杠杆、凸轮表面和弹簧，通过按压扳机使它们动作，由此接通或启动装置的运行。例如，对于大多数普通的枪而言，按压扳机松开一个撞针撞击并由此击发弹药的点火药。由于主要是依赖机械动作，所以这种系统通常需要有限的制造裕度并因此限制了该装置动作或运行的控制，或产生其它问题，例如在扳机拉力上的不连续性。另外，在大多数普通的机械式枪炮中，当扣机脱开撞针使撞针运动接触底火时，经常有一个移位和/或一个听得到的敲击或卡塔声。还有，这种机械式机构的使用和动作会随着时间使机械部件磨损，这样会使扳机或执行机构的运行更加不连续。大多数机械扳机需要很多的扳机配合部件、扳机从启始点到动作点的运动，这些事实加之本身的不稳定性和不连续性会严重影响到装置的运行，例如，通过在拉动扳机时使枪手提前发射并使枪活动从而降低或影响枪的准确性。

已经提出了用在枪炮扳机组件上的、使用电磁、线圈和/或压电式元件的电子或电子-机械式执行机构，其中通过扳机的运动，使一个电子机械式开关或其它电子元件连通，松开撞针使其接触并点燃弹药。然而这类系统通常还是需要大量的机械部件，因为它们为接通用来启动装置的电子开关仍然需要许多机械连接和元件。因此这样的电子执行系统仍然会有机械执行机构所固有的不连续性和其他问题。

因此可以发现，需要一种减少部件数量或基本上没有运动部件的执行机构，以基本上克服在大多数机械执行机构中所固有的问题。

                         发明内容

本发明涉及一种扳机执行件，用来启动和控制手动/操作装置的运行，例如控制变速钻、锯或类似手动工具的运行，特别是用来启动或击发在枪内的弹药点火药，或者是击发用于驱动紧固件的发射药或蓄能。该执行件通常包括一个扳机组件和一个通常包括微处理机的控制器，扳机组件具有本体和从该本体上突出的扳机，使扳机组件基本上是一体结构，执行时基本上不需要自身运动。

在第一个实施例中，一个第一或扳机测量装置，例如一个应变仪、负载电池、变换器、力传感器、力敏电阻、导体橡胶、压电传感器、压阻膜或类似的传感元件靠近扳机安装，测定或测量使用者施加给扳机的力。通常第一测量装置位于扳机上，或在扳机和扳机组件本体之间的一个悬臂或延伸部上，或者是位于本体的所需位置上。测量装置测定扳机的受力，并产生一个扳机信号。在本体、扳机或悬臂上可形成空腔、凹槽、凸耳或其它的敏感增强特征，用来增加测量装置测定扳机受力的敏感性，保证扳机的受力能被扳机测量装置测出。来自扳机测量装置的扳机信号被控制系统接收，之后控制系统启动安装了执行机构的装置的运行。

在另一个实施例中，具有一个补偿系统，用来补偿扳机测量装置发出的扳机信号的偏差或误差。补偿系统包括机械和电子部件。例如，在本发明的一个实施例中，在扳机组件的本体上有一个由扳机悬臂支承的补偿块。在该实施例中，将一个第二或补偿测量装置，例如应变仪或类似传感元件安装到补偿悬臂或补偿块上。如果使用了该执行件的装置被意外振动或受到冲击或其它力，例如跌落、扳机单独受到与其受力相反的力(即按压扳机)，则补偿系统的补偿测量装置将记录并产生一个与扳机信号相似的补偿信号，以删除不需要的扳机信号。另外，测量装置也可以正对地布置，以对测量装置本身的偏差提供额外的自补偿特征，例如删除所有由运行温度变化带来的误差。

补偿系统还可以包括一个使扳机和补偿信号结合并能修改它们的放大器、和/或一个使用低通、高通和带通滤波器、用来检测扳机信号变化率的滤波系统。因此，如果扳机信号变化率过快或过慢，落到了预定的运行范围之外，就象扳机被振动或遭受极端温度的情况，则阻止扳机信号传送到执行件控制系统中。

执行机构的控制系统通常包括一个控制器，用来处理从扳机组件和补偿系统来的输入信号，该控制器通常是一个微处理器。控制器能用预定的扳机信号的变化率运行范围编程，并包括滤波器和/或比较系统。控制器接收扳机信号和所有来自补偿系统的输入，然后启动运行程序。例如，比较器系统接收并将扳机信号和预定(或预设)的参考值(例如一个被编程的电压参考值)做比较。电压参考值通常是可变的，可被设定成一个预定值或范围，使得如果扳机信号落出该范围，则扳机信号就被阻断。电压参考值的可变性还能调整或设定所需的扳机拉力，该力为启动运行程序所必需的。

控制器可以是一个分离的处理器，处理并控制来自本发明扳机组件和补偿系统的输入，也可以是一个装置(例如公开在美国专利5755056中的电子枪)的电子控制器，与击发底火或弹药和电子底火配合使用。另外，控制器还可直接通过数字信号处理(DSP)直接与补偿系统相配合。本领域技术人员将理解，低通、带通、高通和陷波过滤技术可以通过外部模拟元件(电阻、电容、运算放大器等)或通过DSP的Z形转换处理技术而实现。

通过下面参考附图进行的说明，本领域技术人员将对本发明的各种目的、特征和优点更加清楚。

                      附图简要说明

图1表示一个典型枪炮部分断面的侧立面图，该枪安装了本发明的发射控制机构。

图2是本发明扳机组件第一实施例的透视图。

图3A-3C是表示本发明扳机组件不同实施例的侧立面图。

图4是表示本发明扳机组件又一实施例的侧立面图。

图5是本发明再一实施例部分断面的侧立面图。

图6A-6H简要阐述了本发明发射控制系统的各种实施例。

图7是用在一支枪上、点燃击发火药的本发明发射控制机构部分断面的侧立面图。

                         详细描述

下面较详细地参照附图进行说明，其中在所有的附图中，相同的标号表示相同的部件，本发明涉及一个执行机构10，用来启动和控制手动装置的运行程序，具体是用来启动或击发在一支枪内的弹药点火药，或者是击发用来驱动紧固件的发射药或蓄能。仅仅是为了说明起见，以下将通过在枪“F”(如图1所示的来复枪)中的执行机构10的使用的实施例来描述本发明。当然，应当理解，本发明也可用在其它类型的枪，例如手枪，猎枪和其它长枪中。本领域技术人员还将理解，除了用在各种类型的枪上外，本发明完全可以用来开启和控制各种手动装置的运行，例如控制各种高速钻、锯或类似的手动工具。因此不应将本发明的应用仅仅限制在枪上。

总体上说，如图1所示，安装了本发明执行机构10的枪F通常包括一个接收器或枪体11和枪筒12，它限定了装载弹药14的仓13。弹药14可以是击发式底火弹药，也可以是电子底火弹药。一个撞针(或点火针)16通常安装在枪F的接收器或枪体内11并沿其运动接触弹药，撞击弹药或向弹药的底火施加电荷，以启动弹药的点火。执行机构10通常靠近接收器或枪体11安装或安装在该枪体内，它一般包括一个由使用者操作的扳机组件20，以启动枪/手动装置的运行程序。

如图1-3C所示，执行机构10的扳机组件20通常是一个单件或结构，它通常为一体式结构，执行时它基本上不需要运动或位移基本为零。扳机组件20通常包括一个安装在接收器或枪体上的本体21和从本体部突出由使用者操纵的扳机22。扳机组件20的各种实施例和设计在图1-4中表示，每一个通常都是本体21的基本单一结构，每个实施例有不同的设计，包括正方形、长方形、S筒形、U筒形、C筒形或是希望的其它形状。一般来说，本体和扳机由金属如钢制成，当然，它们也可由其它高强度的、基本是刚性耐久的材料包括复合物和其它金属例如钛制成。

在图1、2所示的扳机组件20的第一个实施例中，本体21包括一个基本上沿本体上端的长度延伸的、具有上腔(槽)24的上端23和一个扳机22从其上突出的下端26。一个通常由塑料或其它绝缘材料制成的块状绝缘体27(图1)插在位于本体上端的槽24中，用于使扳机组件20与用在电子底火弹药系统中的(如美国专利5755056中公开的)撞针相隔离。扳机组件20的扳机22与普通枪的扳机类似，通常制成从本体突出的碗状或曲线断面28。在图1、2所示的扳机组件的第一个实施例中，扳机通过扳机悬臂29或其延伸物与本体21相连。扳机22由使用者操纵用来启动枪或其他使用执行机构10的手动装置的运行，例如用来发射枪弹。

一个第一或扳机测量装置31通常安装在扳机22或扳机悬臂29的附近，用来测量为启动装置运行程序而由使用者施加到扳机上的力。扳机测量装置通常包括一个应变仪、负载电池、转换器、受力传感器、力敏电阻、导体橡胶元件、压电传感器、压阻膜、或者是类似的传感元件或其他能测定对扳机的作用力或反作用力的探测器。在图1、2所示的实施例中，扳机测量装置31通常沿悬臂29安装在扳机22本和体21之间。扳机组件20的其它实施例示于图3A-5中，其中显示了扳机组件本体21的各种替换的结构，而扳机测量装置31安装在沿扳机组件20的各位置上。另外，尽管公开在多个实施例中的测量装置在此均被描述成基本上是在张力状态下运行，但本领域技术人员能够理解测量装置也可位于沿扳机组件的受压的位置处，正如本发明预计的那样。

扳机测量装置在运行时探测施加给扳机的力和/或扳机的反力，并做出反应产生一个扳机信号以启动装置的运行。在悬臂29、扳机22、本体21上还形成一个空腔、凹槽、凸耳或其它传感增加特征32，或者如图3A-3C所示的那样，扳机组件的本体被制成各种造型，例如U形或C形，S形或大体上为方形并有空腔或开口贯穿其中，为的是用做本体的传感增强构件。如图1-3C所示，扳机测量装置31通常安装在扳机组件的悬臂或本体上，一般位于对着传感增强构件例如凹槽或空腔的位置上。对于类似凸耳的其它构件，扳机测量装置常常位于传感增强构件之上。这样，当力被施加到扳机上时，该力在传感增加构件区被加强，使得探测施加给扳机上力的测量装置的敏感性也增加，由此保证施加给扳机的力能被扳机测量装置探测到。

在扳机组件的另一个实施例中，如图4中35所示，扳机组件35基本上是一个整体结构，扳机36从本体37上突出。在该实施例中象普通的扳机那样，扳机由碗形物或曲面38形成，扳机测量装置39直接安装在扳机36的碗形物38的中心。扳机测量装置通常安装在靠近碗形物的中心处，位于扳机的最容易与使用者(当使用者扣动扳机发射弹药时)接触的地方。这样，安装好的扳机测量装置测量使用者所施加的力，作为反应，产生一个扳机信号，启动装置的运行程序，例如发射弹药。在另外的应用中，例如用在手动装置如变速钻上时，扳机测量装置能监测施加给扳机的力的变化，以控制钻头的速度或其它变速的装置。

在扳机组件的再一个实施例中，如图5中45所示。在该实施例中，扳机装置45通常制成具有筒体47的圆筒46，将一个扳机或塞子48装在筒体47内。扳机或塞子通常包括一个杆或一个刚性件49，其第一端51插入筒体47的空腔或内孔52中，其第二端即扳机端53与筒体47的端部隔开，同普通扳机的设计相似，它通常由一个碗形54件形成。一股压缩流体56通常位于筒体47的孔52中，并在第一端51或塞子48的后面。压缩流体一般是液体或类似的压缩介质，能阻止扳机或塞子朝着筒体的孔运动。扳机测量装置57通常位于筒体47的孔52的端部，与扳机或塞子的第一端对着，使压缩流体盛装在扳机测量装置57和扳机48的端部之间。扳机测量装置通常是一个压力传感器或类似的受力传感元件，当扳机被压向压缩流体时，它测量使用者施加给扳机的力。根据对该力的探测，扳机测量装置由此产生一个扳机信号，以启动装置的运行程序。

在图1-5中所示的扳机组件的各实施例中，扳机测量装置31、39、57均测量扳机所受的力，并灵敏地产生通常与控制系统60(如图6A-6E所示)相连的扳机信号，控制系统60根据来自扳机组件的输入，控制安装了本发明执行机构10的装置的启动和运行，也就是说，点燃枪中的弹药或控制手动工具(如变速钻)的运行速度。控制系统典型地包括一个控制器61，它通常是一个微处理器或微控制器、离散数字逻辑、离散模拟逻辑、和/或用户集成逻辑或类似的控制系统。

控制系统还可以是分离的控制器或可以是整体控制系统(例如公开在美国专利5755056中的电子式点燃弹药的电子枪的控制系统，该公开物在此作为参考)的一部分。控制系统还可以由包括在用于电子发射或其它手动装置的控制器中的软件、硬件、微机码或其它程序码或逻辑电路构成。另外，如下面将详细讨论的，控制系统可以是分离的或专用的处理器或控制系统，控制电子-机械系统的运行或应用，例如如图7所示用来释放撞针点燃击发式底火弹药。

控制系统60的控制器61通常用预先确定的扳机信号变化率的运算值或数值范围编程，并通过导线62(图1)或类似传送机构与扳机测量装置相连。控制系统60(图6A-6E)还可以包括一个或若干比较器63、一个滤波器(例如高通或低通滤波器)和一个电压参考器66。电压参考器66通常用预定或预编程的启动装置运行所需的扳机电压值编程，它通常是一个可变的参考值，以包括一定范围的预定值。该参考值通常由电压参考信号67传递，与比较器63相连，在该比较器63中与来自扳机测量装置31的扳机信号相比较。因此，如果来自扳机测量装置的扳机信号远远地落在了来自电压参考器的值或范围的外面，扳机信号则被锁定，防止装置启动。另外，电压参考器66的变化还能调整或设定所需的扳机拉力值，例如3-10磅，这对于启动和/或控制装置运行程序来讲一直是需要的。另外执行机构10通常还包括一个与其连接并给执行器控制系统或测量装置的运行供应能量的固定或可变的功率源。

执行机构10(图1)还包括一个补偿系统70用来补偿来自扳机测量装置的扳机信号中的变化量和误差，和/或补偿对超出手动装置启动所需限制的扳机信号测定中的误差。补偿系统可与整体执行控制系统60的控制器61分开，或包含在其中，还可以包括机械和电子元件。补偿系统和执行控制系统的各种实施例示于图6A-6H中。

在图1、2和6A所示的第一个实施例中，补偿系统70通常包括一个补偿块71，它形成在扳机组件20的本体21上并从其上突出，作为其一体性结构的一部分。补偿物通常是一个块件72或者是与扳机22质量相等的其它元件。一般通过补偿悬臂73与本体相连。通常沿补偿悬臂73形成空腔、凹槽、凸耳或其它传感加强构件74，如图1、2所示，一个补偿或第二测量装置75也安装到补偿悬臂73上，通常与空腔或其他传感加强构件74相对着，并通过导线76或类似的传送机构与控制系统相连。补偿测量装置通常包括一个应变仪、负载电池、转换器、传力器、力敏电阻、导体橡胶元件、压电传感器、压阻膜或类似的传感元件，用在扳机测量装置上探测或测量施加给补偿块上的力。

如果使用本发明执行机构的手动装置被振动或冲击或受其它的力，例如手动装置掉下，扳机单独受到与其受力相反的力(也就是使用者按压扳机点燃弹药)，则该力通常会作用到扳机和补偿块71上。因此补偿系统70的补偿测量装置75将产生或记录和产生一个补偿信号，该信号同由扳机测量装置31产生的扳机信号类似。

如图6A所示，补偿系统70通常还包括一个放大器77，它接收分别来自扳机和补偿测量装置31和75的扳机信号78和补偿信号79。放大器通常组合和/或改变板机和补偿信号78，79，作为反应是产生一个复合信号81，一般将其送至控制系统60的比较器63用来与电压参考器66的信号67比较。然后比较器又向控制器61提供一个输出信号82，用来让控制器处理，决定是否启动装置的运行。来自补偿和扳机测量装置的信号还可被放大器77结合起来，以便使它们极性相对，用来对测量装置本身的误差提供另外的自补偿特征。相反的信号能用来相互抵消，例如删除所有因振动或跌落而导致的错误的启动扳机信号，或是运行、环境温度或类似不希望事件中的误差。

放大器77通常是一个微分运算放大器，例如是一个用低输出漂移和低噪音的产生高增益的精密仪器放大器，如上所述，放大器通常接收分别与扳机和补偿信号78、79对应的一个正的和一个负的输入。负的输入通常被从正输入中剔除，或与正输入结合，并将结果乘以一个预定值或使用者定义的值，产生一个复合信号81。一种能用在本发明中的示例性的放大器可以是线性技术公司(Linear Technology)生产的LTC1250型号和/或LTC1167型号。

用在本发明执行机构10上的、具有依据界限探测之补偿系统90的控制系统60的第二个实施例示于图6B中。在该实施例中，控制系统60通常包括一对比较器63和63’，以及一个电压参考器66，它与比较器63相连并将电压参考信号67送至比较器63。同样，在该实施例中，图6B的补偿系统通常包括一个界限探测机构，它包括一个通常靠近补偿块安装的第二测量装置91，例如沿悬臂安装，如在图1、图2中所示的扳机组件20那样，然而本领域技术人员应当理解图6B所示的第二测量装置还可以安装在沿扳机组件本体部的其他位置。第二测量装置91与扳机测量装置31相似，通常是一个应变仪、负载电池、转换器、传力器、导体橡胶元件、压电传感器、压阻膜、力敏电阻或类似的传力元件或检测器。

一个界限参考器92通常根据预定值或不能运行手动装置所需的界限值被编程。象电压参考器66一样，界限参考器92也是一个可调的参考器，使其能够由系统控制器用一个数值范围来编程，该数值范围是补偿振动事故和热效应所需的。在运行中，第二测量装置91根据测出的力(例如手动装置跌落或受振动力，或者由于手动装置受变化的环境影响，有热膨胀作用在第二测量装置上)发送补偿信号或第二信号93。如图6B所示，补偿信号93以及界限参考器92的界限信号94与比较器63’相连。比较器63’和63分别将界限信号94与补偿信号93、来自扳机测量装置31的扳机信号96与电压参考信号67比较，然后，每一个均产生一个比较或输出信号98、98’。

这些信号与控制系统的控制器61相连。如果从第二测量装置来的补偿信号大于或等于界限信号，使得高的或正的复合比较器信号98’，或扳机信号没有超过启动运行所需的电压参考值而导致零或负的复合信号98，则根据反应，控制器就阻止或停止启动手动装置。例如，在一个电子式点火的电动枪中，如果补偿信号超过界限参考信号和/或扳机信号没有超过电压参考信号，控制系统就阻止电子点火药或脉冲通过撞针的传输，这样弹药就不能被点燃。

本发明补偿系统的另一个例子示于图6C中的标号100。在该实施例中，补偿系统100包括一个滤波放大器101，它接收来自扳机测量装置31的扳机信号102。滤波放大器101通常使用一个微分运算放大器以特定输入频率提供扳机信号102的增益(放大)，并滤掉超出特定频率范围的扳机信号。本领域技术人员已知滤波放大器101能进行布局选择包括低通、带通、高通和滤带频率功能。还知道对于不需要放大的扳机信号102，滤波放大器101可被减至一个完全无源结构，仅由电阻、电容和电感构成。另外，熟悉数码信号处理技术的人员知道，滤波放大器101的功能可通过Z型转换处理技术由数字式实现。

图6C所示的补偿系统100通常用于探测并检测扳机信号102的变化率，用来控制手动装置运行的启动。例如，一个温度诱导扳机信号，即由于过热过冷而产生的扳机热膨胀，通常出现这样的变化率，即比使用者按压扳机产生的相应的扳机信号低得多的变化率。同样，例如是手动装置跌落的振动力通常导致扳机信号的变化率比使用者按压扳机产生的相应的扳机信号高得多、快得多。

在该例子中，将滤波放大器101设计成具有带通滤波功能，其中，将缓慢(低频)的热效应和快速(高频)的振动力效应从处理的滤波信号103中去除。滤波信号然后被送到控制系统60的比较器63。比较器将所得的滤波信号103与电压比较器66的比较信号67比较，然后产生一个比较器输出或复合信号106，将其送至控制系统的控制器61。控制器61检测该输出信号106，阻止手动装置运行的运行顺序的启动，直到滤波信号103超过极限电压参考信号67。

本发明执行机构补偿系统的另一实施例示于图6D的110。图6D中的补偿系统110包括一个测量扳机测量装置31的温度的温度传感器111。温度传感器111本身产生一个对应的温度诱导扳机信号113，使作为温度函数的扳机测量装置的热量输出能被放大器116所补偿，使得所得到的复合信号117不被环境温度变化所影响。来自扳机测量装置31的扳机信号112作为输入供给放大器116(典型是一个运算放大器例如LM324)，同时，相应的温度诱导扳机信号113也传给放大器。这两个信号进入放大器内，为了产生一个放大的复合信号117，温度诱导扳机信号113通常从扳机信号112中剔除，将其算做作用在扳机测量装置31上的温度变化导致的误差。然后将放大了的信号117送至比较器63，将放大信号与电压参考器66的电压参考信号67比较，产生一个复合或输出信号118，表示放大和电压参考信号的逻辑差分。如果复合信号117大于电压比较信号67。控制装置使手动装置进行运行。

本发明另一个补偿系统的实施例示于图6E的120。图6E中的补偿系统120主要用于改正在低于为启动手动装置所需变化率或预定值时而发出的错误的扳机信号。在该系统中，错误信号的改正通常是这样完成的：不间断地修改来自扳机测量装置31的放大信号，直到扳机信号被改变。补偿系统120通常包括若干放大器122和128(典型地是微分运算放大器)。该实施例还包括一个机构126，用来维持来自扳机测量装置的瞬时放大信号127的连续运转平均数。运转平均机构126通常是一个低通过滤器，但也可以被程序化而执行控制器61的功能，或者是数字式的，使得瞬时放大信号127被数字化，并使运转平均数由数字信号处理技术而维持。

如图6E所示，在测量到事故(例如使用者按压扳机、振动事故或由于环境变化)时扳机测量装置31产生一个扳机信号129A。该信号129A通常被放大器128放大产生放大信号127。瞬时放大的扳机信号127被运转平均机构126不间断地检测，产生一个运转平均信号129B，它与瞬时放大扳机信号127一起送至放大器122，放大器122从瞬时放大信号127中剔除运转平均信号129B，并产生一个复合信号131，它是一个有效模拟补偿信号。复合信号131与电压参考信号67比较，并以与上述实施例相同的方式传给系统控制器。

运转平均数被产生或算出、并用于修改瞬时放大扳机信号的时间周期通常是被认为或被选择成比最长的预计扳机拉动时间还长很多的一个时间。例如，一个基于DSP的系统可以为扳机信号设置的(零点)漂移或运转平均时间为20-30秒。也就是说，在这段时间内，如果复合信号没有超过电压参考信号，则使运行程序开始，即枪支发射，瞬时放大扳机信号的运转平均数将产生一个用在下一个20-30秒间隔内的适时的运转平均信号。在模拟低通设计的情况下，运转平均信号将用一个时间常数(通常超过20-30秒)不断更新。

对公开在图6A-6E实施例的进一步增强包括忽略高于对启动手动装置运行所需变化率的错误的扳机信号。在这样一个系统中，错误信号的改正通常是这样实施的：忽略放大了的扳机信号直到该信号超过一个极限并持续超过该极限达一定时间。当扳机测量装置31产生一个检测到事故(例如使用者挤压扳机、振动事故、或环境变化)的扳机信号时，该信号通常被放大并以与上述实施例相同的方式与电压参考值相比较。然后将比较器产生的信号与系统控制器专有的时间参考值相比。放大信号需要超过电压参考的最小时间被设定成比最长的预计振动时间长而比最短的预计扳机拉动时间短。通过设定此量级的最小时间，由振动事故造成的错误扳机信号将被忽略。通常振动事故会持续10毫秒或更短。一次扳机拉动通常需要数秒，但据观察是200毫秒。一般来说，最小的极限时间将被设定成40-50毫秒。因此所有没有达到参考电压并在参考电压之上持续至少40-50毫秒的放大的扳机信号将被忽略。

图6F中所示的控制系统50的另一个实施例用在所执行的动作不完全是两种状态的地方。一个例子是运行一个变速的电动机，其速度取决于施加给扳机件的力是多大。该控制系统通常包括一个扳机测量装置151、放大器152、电压参考器153、若干电阻154、若干比较器156、和系统控制器61。如图6F所示，扳机测量装置151产生一个由用户按压扳机而得的扳机信号158，该信号被放大器152放大，然后传给若干比较器156的每一个的输入端。电压比较器153和若干电阻154产生若干电压参考值159，传给比较器156产生一个复合的或比较输出信号161。每个比较输出信号161被送给系统控制器61，使系统控制器能确定施加给扳机件的力的量值并启动一个合适的运行。本领域技术人员将理解，根据所使用的比较器的数量，可以有各种方案。

图6G表示控制系统170的另一个实施例，它有一个响应件，它是施加给扳机件的力的连续的函数。变速钻就是可以使用这样一个控制系统的例子，因为通常钻子电机的速度随扳机件的受力而变化。控制系统170通常包括一个扳机测量装置171、一个放大器172、和一个电机转速控制器173。如图6G所示。随着使用者按压扳机，扳机测量装置171产生一个扳机信号174，将其供给放大器172，产生一个放大信号176，然后将放大信号176传至电机转速控制器用来控制电机的转速。根据要控制的电机的类型，电机转速控制器173可包括一个变速驱动器或变电压供给或控制器，或者可以简单地是一个能直接由扳机测量装置的信号驱动并控制的变速电机。在变速钻的情况中，电机的转速通常正比于放大信号。

控制系统180的再一个实施例示于图6H中，该图表示一个具有响应器的系统，一旦达到一些力的极限值，响应器就是施加给扳机的力的一个连续的函数。控制器180通常包括扳机测量装置181、放大器182、比较器183、电压参考184、和电机速度控制器186。如图6H所示，随着使用者按压扳机，扳机测量装置181就产生一个扳机信号187，该信号被放大器182放大，产生一个放大信号188，然后将放大信号188传至电机速度控制器和比较器。比较器183将放大信号188与来自电压参考器184的参考信号比较，产生一个比较输出或复合信号190。电机速度控制器186将不允许任何动作出现，直到比较器183显示出放大的信号符合预定的极限。一旦极限达到，电机速度控制器就会使电机作出反应，成为放大信号188的一个连续的函数。

例如如图1所示，在本发明执行机构10的运行中(为解释起见用在枪F中)，随着用户向扳机22施加力，或者如果装置遭受另外的错误受力例如跌落或温度变化，则根据该受力，就从扳机测量装置31发出一个信号。如图6A-6E所示，这种扳机信号能通过一个补偿信号被修改，该补偿信号由补偿系统根据错误受力(例如枪的跌落或振动或作用在扳机测量装置或枪上的热环境效应)的出现而产生。扳机信号通常传至执行机构控制系统60的比较器，它将扳机信号和电压参考信号相比较。如果扳机信号超过预定的参考值或电压参考值范围，控制系统则使枪支动作点燃弹药(图1)。

例如，如图1所示，对于用电子底火的电子式枪来说，根据接收的扳机信号大于电压参考值或超出数值范围，本发明执行机构的系统控制器会将枪开火的信号传给电子枪的系统控制器(就象美国专利5755056中公开的那样)。然后该控制器会通过导电的撞针向弹药的电子执行底火发出点火脉冲电压或电荷，使其打火并点燃弹药。然而，如果补偿系统产生的补偿信号大于扳机信号，或者是修改扳机信号或电压参考信号，使扳机信号低于所需的或修改后的电压参考信号，系统控制器就将识别这一错误的发射条件，并阻止启动枪的运行，以防止由于跌落或变化的热或环境工况而导致的枪的意外发射。

另外，如图7所示，本发明的执行机构10’也能用在普通的击发式底火弹药14’的枪F’上。在这种枪中，撞针16’通常由一个弹簧140迫使其朝着弹药14’方向受力，并在其长度上有一个凹槽141。将一个开关或其它电子机械式执行的安全或连接机构的线圈142安装在枪体或空腔11’内，该线圈通常具有一个与在撞针16’上的凹槽141啮合的伸出的塞或棒143。撞针的凹槽与线圈塞的连接，使得撞针位于不发射状态，以防止撞针由弹簧驱动向前运动，由此撞击并启动弹药的击发式底火使其点火。当执行机构控制系统的控制器61’测到真正的扳机发射信号时(也就是使用者按压扳机点燃弹药)，控制器将给线圈释放或缩回其塞子143的信息。随着这一塞子从撞针上释放，弹簧140迫使撞针向前运动顶住击发式底火，启动底火点燃弹药。线圈的塞子或其它电子机械式执行的啮合机构在此的作用类似于普通枪中用来释放撞针撞击点燃弹药的扣机。

本发明执行机构设计成基本上一体的结构具有零或近似零的扳机位移，本发明还能设定施加给扳机所需要的扳机拉力值，该设定值在整个枪的寿命期间将保留。另外，系统能够识别错误的发射事件(例如跌落或在扳机组件上的热的或环境变化的影响)并对其补偿，以防止意外的发射。还有，可以测出由执行机构产生的扳机信号使得施加给扳机的力的变化量能被用来根据变化的速率或所需的速度控制各种手动装置，例如变速钻、锯或其它工具。

本领域技术人员能够理解，尽管本发明是参考最佳实施例进行描述的，但在不偏离本发明实质和精神的范围内，可以对本发明作出各种修改、添加和变形。

Claims (38)

1.一种枪的执行机构，包括：

一个扳机组件，具有本体和从该本体上突出和形成的、适合于由使用者操纵以启动运行程序的扳机；

一个测量装置，它靠近所述的扳机，用来测量使用者施加给扳机的力，并产生启动运行程序的扳机信号；

一个补偿系统，用来补偿意外的扳机信号；和

一个控制器，它与所述测量装置和所述补偿系统相连，用来接收和处理所述的扳机信号并根据有效的扳机信号启动运行程序。

2.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，所述的补偿系统包括一个用来产生补偿信号的第二测量装置。

3.如权利要求2所述的执行机构，其中所述的第二测量装置根据该装置测到的受力或环境变化产生一个补偿信号。

4.如权利要求2所述的执行机构，其特征在于，所述的补偿系统还包括一个补偿块，其中所述的第二测量装置靠近所述的补偿块安装，以产生所述的补偿信号。

5.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，所述的补偿系统包括一个滤波器，该滤波器按照所述扳机信号的变化率滤除其扳机信号，该被滤除的扳机信号的所述变化率在所述扳机信号的用于启动发射程序的预定变化率范围之外。

6.如权利要求3所述的执行机构，其特征在于，所述的补偿系统还包括一个放大器，它将所述的补偿信号和所述的扳机信号结合产生一个复合信号，使得如果所述的复合信号在可接受的极限范围内的话，就启动运行程序。

7.如权利要求6所述的执行机构，其特征在于，还包括一个参考信号，将所述复合信号与其比较，如果复合信号超过所述参考信号，则启动运行程序。

8.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，还包括一个与所述控制器相连的电压参考器和一个电压比较器，其中在所述的电压比较器中，所述的扳机信号与所述的电压参考相比较，当所述的扳机信号在所需的电压参考范围内时，产生一个控制装置运行的输出信号。

9.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，所述的第一测量装置包括一个应变仪、负载电池、压力转换器、力敏电阻、压阻传感器、压电装置、导体橡胶元件、力传感器、导电膜或一个半导体传感装置。

10.如权利要求4所述的执行机构，其特征在于，还包括一个从所述本体延伸并支承在所述补偿块上的补偿悬臂。

11.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，还包括一个将所述扳机与所述本体相连的扳机悬臂。

12.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，还包括一个在所述本体上形成的、靠近所述第一测量装置的敏感增强机构，该机构将作用到扳机上的力集中起来由所述第一测量装置测量。

13.如权利要求12所述的执行机构，其特征在于，所述的敏感增强机构包括一个在所述本体上形成的凹槽、空腔或凸出部分。

14.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，所述的本体包括一个筒体，它具有一个扳机安装在其上的柱塞元件，其中所述的第一测量装置包括一个沿所述筒体安装的传感器，其安装位置使其能够测到当用户抓握扳机时对柱塞元件施加的力的变化。

15.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，所述的本体和所述的扳机包括一个基本上一体的结构，使得执行机构基本上没有活动部件。

16.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，所述的补偿系统包括一个温度传感器，用于测量并补偿作用在所述扳机上的温度变化的影响。

17.如权利要求8所述的执行机构，其特征在于，所述电压参考是可变的，使得可调整施加给扳机所需的受力值，以产生一个足以启动运行程序的扳机信号。

18.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，还包括一个与能量供给相连的导电针，用来将点火电压传给电子执行弹药。

19.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，还包括一个撞针和一个阻止所述撞针朝击发式底火弹药运动的啮合机构，其中所述的啮合机构从所述的撞针上脱开，使所述的撞针根据控制器接收到的所述扳机信号接触并点燃击发式底火弹药的执行件。

20.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，还包括一个撞针和一个与撞针相连、用来使撞针朝点火位置运动、从而根据用户操作扳机时由控制器接收到的发射信号点燃击发式底火弹药。

21.一种发射弹药的方法，包括：

   对扳机施加力；

   检测施加给扳机的力，产生扳机信号；

   检测扳机信号的变化率；

   检测扳机信号的量级，补偿超出预定极限范围的扳机信号的变化率；和

   如果扳机信号达到足够的量级并在预定的运行范围内，则启动运行程序。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括根据振动事故产生一个补偿信号，将产生的补偿信号与扳机信号相结合产生一个复合信号，如果复合信号超过预定极限，则启动运行程序。

23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括根据启动点火药爆炸的点火信号，通过导电撞针向电子式点火药供应点火电荷。

24.如权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括这样的步骤：根据发射信号释放撞针，使撞针与击发式点火药接触并启动击发式点火药的点燃。

25.一种执行件，包括：

一个具有一体结构的扳机组件，该组件具有本体和形成在本体并从其上突出的、由使用者操纵的扳机；

一个测量装置，它与所述扳机组件相连，用来测量使用者施加给扳机的力，并产生一个扳机信号；

一个控制系统，它与所述测量装置相连，用来接收和处理所述的扳机信号并根据有效的扳机信号启动运行程序。

26.如权利要求25所述的执行件，其特征在于，还包括一个补偿系统，用来补偿意外的扳机信号。

27.如权利要求26所述的执行件，其特征在于，所述的补偿系统包括一个第二测量装置，用来产生补偿信号。

28.如权利要求27所述的执行件，其特征在于，所述的补偿系统还包括一个放大器，它将所述的补偿信号和所述的扳机信号结合产生一个复合信号，使得如果所述的复合信号在可接受的极限范围内的话，就启动运行程序。

29.如权利要求28所述的执行件，其特征在于，所述的补偿系统包括一个滤波器，该滤波器按照所述扳机信号的变化率滤除扳机信号，该被滤除的扳机信号的所述变化率在所述扳机信号的用于启动发射程序的预定变化率范围之外。

30.如权利要求25所述的执行件，其特征在于，所述的测量装置包括一个应变仪、负载电池、压力转换器、力敏电阻、压阻传感器、压电装置、导电橡胶元件、力传感器、导电膜或一个半导体传感装置。

31.如权利要求25所述的执行件，其特征在于，还包括一个将所述扳机与所述本体相连的扳机悬臂，所述的测量装置就安装在其上。

32.如权利要求25所述的执行件，其特征在于，还包括一个在所述本体上形成的、靠近所述测量装置的敏感增强机构，该机构将作用到扳机上的力集中起来由所述测量装置测量。

33.如权利要求25所述的执行件，其特征在于，还包括一个补偿系统，补偿作用在所述扳机上的温度效应。

34.如权利要求27所述的执行件，其特征在于，还包括一个极限参考，其中由第二测量装置产生的所述补偿信号与所述的极限参考进行比较。

35.如权利要求26所述的执行件，其特征在于，所述补偿系统包括一个用于测定在超过所需时间时由测量装置产生的扳机信号的运转平均数的装置。

36.如权利要求25所述的执行件，其特征在于，所述的控制系统还包括若干比较器，用来将扳机信号与至少一个参考信号做比较，并产生一个比较器输出信号。

37.如权利要求25所述的执行件，其特征在于，所述控制系统还包括一个用来接收和放大扳机被按压时来自所述测量装置的扳机信号的放大器和一个电机速度控制器，其中随着扳机被按压，所述的放大信号使被电机速度控制器控制的电机的速度与所述扳机的受力成正比变化。

38.如权利要求37所述的执行件，其特征在于，所述控制系统还包括一个界限参考器和一个比较器，其中所述的比较器将来自所述放大器的放大信号与来自所述极限参考器的参考信号做比较，以确定在连接所述电机速度控制器之前所述放大信号超过所述极限信号的时刻。

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