Método para determinar electrónicamente la posición de impacto en un blanco de tiro.

Procedimiento para determinar electrónicamente la posición de impacto en un blanco de tiro,

en el que sedetermina de forma exclusivamente optoelectrónica la posición de impacto en una primera zona de impacto, enparticular central, del blanco de tiro y en una segunda zona de impacto del blanco de tiro, que en particular rodeatotal o parcialmente a la primera zona de impacto, es determinada en particular exclusivamente de forma acústicoelectrónica.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CH2010/000207.

Solicitante: SIUS AG.

Inventor/es: WALTI-HERTER,HANSRUEDI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F41J5/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F41 ARMAS.F41J BLANCOS O DIANAS; CAMPOS DE TIRO; COLECTORES DE BALAS.F41J 5/00 Sistemas indicadores para el tiro al blanco; Sistemas detectores de blancos acertados o indicadores de puntuación. › Sistemas fotoeléctricos detectores de blancos acertados.
  • G01V8/10 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01V GEOFISICA; MEDIDA DE LA GRAVITACION; DETECCION DE MASAS U OBJETOS; MARCAS O ETIQUETAS DE IDENTIFICACION (medios para indicar dónde se encuentran personas sepultadas accidentalmente, p. ej. por la nieve A63B 29/02). › G01V 8/00 Prospección o detección por medios ópticos. › Detección, p. ej. utilizando barreras de luz (por reflexión a partir de un objeto G01S 17/00).

PDF original: ES-2424289_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Método para determinar electrónicamente la posición de impacto en un blanco de tiro.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento para determinar electrónicamente la posición de impacto en un blanco de tiro, a una disposición para determinar electrónicamente la posición de impacto en un blanco de tiro según el procedimiento, así como a un blanco de tiro, en particular un disco de tiro, con la disposición para la realización del procedimiento según los preámbulos de las reivindicaciones independientes.

Estado de la técnica

Los blancos de tiro con determinación electrónica de las posiciones de impacto como “discos de tiro electrónicos” están muy extendidos, tanto para fines de entrenamiento como para competiciones de tiro. Líder del mercado en todo el mundo para tales instalaciones es la empresa Sius AG, Effretikon, Suiza que desde hace varias décadas se dedica a este campo.

Los sistemas conocidos actualmente pueden ser divididos en sistemas acústicos y sistemas ópticos o fotoeléctricos.

En los sistemas acústicos la onda sonora generada por el proyectil al atravesar el objeto que constituye la superficie de blanco es medida mediante varios captadores de medición acústicos y después es determinada la posición de impacto a partir de las diferencias de tiempo de recorrido de los datos de medición suministrados por los captadores de medición. Así, los captadores de medición están dispuestos en una cámara blindada acústicamente que está limitada por una cara por el objeto que constituye la superficie de blanco. Blancos de tiro de este tipo están descritos, por ejemplo, en los documentos CH 589 835 y CH 609 767.

En los sistemas ópticos o fotoeléctricos el proyectil atraviesa una cortina óptica que está formada por una pluralidad de trayectorias ópticas que, vistas en la dirección de tiro, se cruzan y cuya posición exacta es conocida. Así, el proyectil interrumpe de forma transitoria algunas de las trayectorias ópticas, lo que es detectado mediante detectores fotoeléctricos. Por evaluación de las señales de los detectores fotoeléctricos son determinadas las trayectorias ópticas interrumpidas temporalmente por el proyectil cuando este pasa a través de la cortina óptica y a partir de ellas es determinada la posición de impacto.

Los sistemas ópticos presentan la ventaja de que para el funcionamiento no es necesario ningún material que se desgaste, con lo que al menos en el funcionamiento para entrenamiento no se produce prácticamente ningún coste de material. No obstante, su precio de compra es relativamente caro.

Los sistemas acústicos tienen un precio de compra esencialmente más barato que los sistemas ópticos, pero en cualquier caso necesitan un objeto de un material plano o de tipo placa que constituya la superficie de blanco que es perforado por los disparos y debe ser renovado, lo que conlleva costes continuos correspondientes.

Descripción de la invención Se plantea, por tanto, el objeto de proporcionar un procedimiento para determinar electrónicamente la posición de impacto en un blanco de tiro, una disposición para determinar electrónicamente la posición de impacto en un blanco de tiro, así como un blanco de tiro con determinación electrónica de la posición de impacto que no presenten o al menos eviten parcialmente los inconvenientes del estado de la técnica mencionados anteriormente.

Este objeto se lleva a cabo por el procedimiento, la disposición y el blanco de tiro según las reivindicaciones independientes.

Conforme a ello un primer aspecto de la invención se refiere a un procedimiento para determinar electrónicamente la posición de impacto en un blanco de tiro, siendo determinada la posición de impacto en una primera zona de impacto del blanco de tiro de forma exclusivamente optoelectrónica y en una segunda zona de impacto del blanco de tiro es determinada preferiblemente de forma exclusivamente acústico-electrónica.

Preferiblemente como primera zona de impacto es elegida una zona de impacto central del blanco de tiro y como segunda zona de impacto una zona de impacto que rodea total o parcialmente a la primera zona de impacto.

Por este procedimiento es posible determinar la posición de impacto con sistemas electrónicos relativamente baratos y con solo pequeños costes continuos para materiales consumibles, siendo determinada la posición de impacto con un sistema de medición óptico únicamente en la zona de impacto central relativamente pequeña, que presenta típicamente una alta frecuencia de impactos y requiere una alta precisión de la determinación de la posición de impacto, mientras que la posición de impacto en las zonas marginales relativamente grandes que rodean a esta zona central es determinada con un sistema acústico barato.

En una forma de realización preferida del procedimiento, la posición de impacto es determinada en una tercera zona de impacto del blanco de tiro discrecionalmente de forma optoelectrónica o acústico-electrónica o de forma tanto

optoelectrónica como acústico-electrónica. Asimismo la tercera zona de impacto está formada preferiblemente entre la primera y la segunda zona de impacto del blanco de tiro, preferiblemente como zona de solapamiento de la primera y segunda zonas de impacto. Con ello resulta la ventaja de que en la zona marginal de la segunda zona de impacto la determinación acústica de la posición de impacto posiblemente insegura puede ser completada o sustituida por la determinación óptica de la posición de impacto.

Un segundo aspecto de la invención se refiere a una disposición para la determinación electrónica de la posición de impacto en un blanco de tiro con el procedimiento según el primer aspecto de la invención. La disposición comprende receptores de luz fotoeléctricos, así como fuentes de luz para la emisión de luz detectable con los receptores de luz. Como receptores de luz pueden ser empleados preferiblemente fotodiodos o fototransistores, como fuentes de luz preferiblemente diodos luminosos o láser, siendo preferible que estos trabajen en el rango infrarrojo, preferiblemente en el rango de una longitud de onda de 950 nm.

Asimismo los receptores de luz y las fuentes de luz están dispuestos relativamente entre sí, de tal modo que entre los receptores de luz y las fuentes de luz se forman trayectorias ópticas mediante las cuales los receptores de luz pueden recibir luz desde una de las fuentes de luz. Cada receptor de luz dispone de una trayectoria de luz hacia exactamente una fuente de luz de la disposición.

Por tanto, las trayectorias ópticas, vistas en la dirección de tiro prevista, forman al menos dos, preferiblemente exactamente tres, haces que se cruzan de trayectorias ópticas, de manera que en la zona de su cruce definen una cortina óptica que cuando un proyectil la atraviesa interrumpe transitoriamente al menos una trayectoria óptica de cada uno de los al menos dos haces que se cruzan de trayectorias ópticas. Correspondientemente las distancias entre las trayectorias ópticas de cada haz en la zona de la cortina óptica no deben ser mayores que el diámetro del proyectil que se va a detectar, preferiblemente no mayores de aproximadamente dos tercios del diámetro del proyectil. Este diámetro mide por lo menos 3 mm, típicamente entre 4 mm y 9 mm, de manera que la distancia entre las trayectorias ópticas en la zona de la cortina óptica empleada para la determinación de la posición de impacto no debería sobrepasar los 3 mm, preferiblemente los 2 mm. Los haces que se cruzan de trayectorias ópticas pueden así discurrir en un plano común, de manera que sus trayectorias ópticas se encuentran o también, vistas en la dirección de tiro, están dispuestas a poca distancia una tras otra, de manera que las trayectorias ópticas no se encuentran.

Además la disposición comprende varios captadores de medición acústicos para detectar, respectivamente, una onda sonora que es generada en el uso previsto de la disposición por un proyectil al atravesar un objeto plano o de tipo placa que se extiende a poca distancia paralelamente a la cortina óptica y que proporciona una superficie de blanco. Los captadores de medición acústicos están dispuestos a cierta distancia entre sí, de manera que en diferentes posiciones de paso a través del objeto plano o de tipo placa resultan diferentes tiempos de recorrido de la onda sonora respecto a los captadores de medición individuales. Por una distancia pequeña se entiende aquí una distancia de cómo máximo algunos centímetros.

Además la disposición comprende medios de evaluación electrónicos con los que puede ser determinada la posición de paso de un proyectil a través de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para determinar electrónicamente la posición de impacto en un blanco de tiro, en el que se determina de forma exclusivamente optoelectrónica la posición de impacto en una primera zona de impacto, en particular central, del blanco de tiro y en una segunda zona de impacto del blanco de tiro, que en particular rodea total o parcialmente a la primera zona de impacto, es determinada en particular exclusivamente de forma acústicoelectrónica.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la posición de impacto en una tercera zona de impacto del blanco de tiro, que en particular está realizada como zona de solapamiento de la primera y la segunda zonas de impacto del blanco de tiro, es determinada discrecionalmente de forma optoelectrónica o de forma acústicoelectrónica, o tanto de forma optoelectrónica como acústico-electrónica.

3. Disposición (1) para determinar electrónicamente la posición de impacto en un blanco de tiro de acuerdo con el procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende: a) receptores de luz (2) fotoeléctricos y fuentes de luz (3a, 3b) para emitir la luz que puede ser detectada con los receptores (2) de luz, estando dispuestos los receptores de luz (2) y las fuentes de luz (3a, 3b) relativamente entre sí, de manera que entre los receptores de luz (2) y las fuentes de luz (3a, 3b) se forman trayectorias ópticas (4) mediante las cuales los receptores de luz (2) pueden recibir la luz de las fuentes de luz (3a, 3b) , y de modo que las trayectorias ópticas (4) , vistas en la dirección de tiro (S) prevista, forman al menos dos y, en particular exactamente tres, haces (5a, 5b) que se cruzan de trayectorias ópticas (4) y con ello definen una cortina óptica (10) , de manera que cuando un proyectil (12) la atraviesa interrumpe temporalmente al menos de forma parcial una trayectoria óptica (4) de cada uno de los haces (5a, 5b) que se cruzan; b) varios captadores de medición (11) acústicos que están dispuestos a distancia entre sí para la detección de una onda sonora que es generada por un proyectil (12) cuando atraviesa un objeto (13) plano o de tipo placa que en el uso previsto de la disposición se extiende a poca distancia paralelo a la cortina óptica (10) ; y c) medios electrónicos de evaluación (6) que están realizados de tal modo que con ellos puede ser determinada la posición de paso de un proyectil (12) a través de la cortina óptica (10) a partir de las señales proporcionadas por los receptores de luz (2) fotoeléctricos cuando el proyectil (12) pasa a través de la cortina óptica (10) y la posición de paso de un proyectil (12) a través de un objeto (13) plano o de tipo placa que en el uso previsto de la disposición se extiende a poca distancia paralelo a la cortina óptica (10) , puede ser determinada a partir de las diferencias de tiempos de recorrido de la onda sonora detectada por los captadores de medición (11) acústicos que es generada cuando el proyectil (12) pasa a través del objeto (13) plano o de tipo placa, estando formada la disposición de tal modo que vista en la dirección prevista de tiro (S) , una superficie circular (Z) de diámetro máximo que puede ser definida dentro de la cortina óptica (10) , está rodeada parcial o totalmente por una zona en la que la posición de paso de un proyectil a través de un objeto (13) con plano o de tipo placa que en el uso previsto de la disposición se extiende a poca distancia paralelo a la cortina óptica (10) , puede ser determinada a partir de las diferencias de tiempos de recorrido de la onda sonora detectada por los captadores de medición (11) acústicos.

4. Disposición según la reivindicación 3, en la que la disposición está realizada de manera que la superficie circular

(Z) de diámetro máximo que puede ser definida dentro de la cortina óptica (10) tiene un diámetro de a lo más dos tercios, en particular de a lo más la mitad, del diámetro de una superficie circular (R) de diámetro máximo con el mismo centro que se puede definir en la zona en la que la posición de paso de un proyectil (12) a través de un objeto

(13) plano o de tipo placa que en el uso previsto de la disposición se extiende a poca distancia paralelo a la cortina óptica (10) , puede ser determinada a partir de las diferencias de tiempos de recorrido de la onda sonora detectada por los captadores de medición (11) acústicos.

5. Disposición según una de las reivindicaciones 3 a 4, en la que los captadores de medición (11) acústicos están dispuestos en un plano paralelo a la cortina óptica (10) y, en particular, de modo que este plano discurre a una distancia menor de 20 mm de la cortina óptica (10) .

6. Disposición según una de las reivindicaciones 3 a 5, en la que existe una pluralidad de receptores de luz (2) fotoeléctricos y en la que los receptores de luz (2) y las fuentes de luz (3a, 3b) están dispuestos relativamente entre sí, de modo que entre cada uno de los receptores de luz (2) y una de las fuentes de luz (3a, 3b) se forma una trayectoria óptica (4) por la cual los receptores de luz (2) pueden recibir la luz de la fuente de luz (3a, 3b) .

7. Disposición según una de las reivindicaciones 3 a 6, en la que a cada haz (5a, 5b) de trayectorias ópticas (4) está asociada una fuente de luz (3a, 3b) mediante la cual por emisión de un cuerpo de luz continuo (9) , en particular por emisión de una cortina (9) de luz continua, todas las trayectorias ópticas (4) de este haz pueden ser provistas de luz.

8. Disposición según la reivindicación 7, en la que las trayectorias ópticas (4) de cada uno de los al menos dos haces (5a, 5b) que se cruzan discurren divergentes desde la fuente de luz (3a, 3b) asociada al haz respectivo.

9. Disposición según una de las reivindicaciones 3 a 8, en la que todas las trayectorias ópticas (4) discurren en un plano o presentan una distancia de a lo más +/- 3 mm respecto a un plano formado en el centro entre las trayectorias ópticas (4) .

10. Disposición según una de las reivindicaciones 3 a 9, en la que todas las trayectorias ópticas (4) presentan la misma longitud.

11. Disposición según una de las reivindicaciones 3 a 10, en la que al menos una parte de las trayectorias ópticas es desviada, en particular a través de superficies de espejo o prismas.

12. Disposición según una de las reivindicaciones 3 a 11, en la que las trayectorias ópticas de cada uno de los al menos dos haces que se cruzan presentan, respectivamente, en la zona central del haz respectivo una distancia menor entre sí y/o una menor divergencia que en las zonas marginales del haz.

13. Disposición según una de las reivindicaciones 3 a 12, en la que los receptores de luz (2) asociados a las trayectorias ópticas (4) de los al menos dos haces (5a, 5b) que se cruzan están dispuestos por haz de manera que sus superficies sensibles fotoeléctricamente están dispuestas una junto a otra en una o varias filas.

14. Disposición según la reivindicación 12 y según la reivindicación 13, en la que las superficies sensibles fotoeléctricamente están dispuestas una junto a otra en la zona central del haz respectivo en un mayor número de filas que en las zonas marginales del haz.

15. Disposición según una de las reivindicaciones 13 a 14, en la que las superficies sensibles fotoeléctricamente dispuestas una junto a otra de los receptores de luz asociados a un haz de trayectorias ópticas están dotadas de un difusor óptico y/o una disposición de lentes para reducir o suprimir los huecos que existen entre las superficies sensibles fotoeléctricamente.

16. Disposición según una de las reivindicaciones 3 a 15, que comprende además una disposición de ventiladores para suministrar a las superficies sensibles fotoeléctricamente de los receptores de luz (2) y/o a las superficies luminosamente activas de las fuentes de luz (3a, 3b) una corriente de aire para evitar la acumulación de suciedades.

17. Disposición según una de las reivindicaciones 3 a 16, en la que los receptores de luz (2) y los medios de evaluación electrónicos (6) están realizados de tal modo que para la determinación de la posición de paso de un proyectil (12) a través de la cortina óptica (10) puede ser distinguida para cada receptor de luz (2) una pluralidad de valores de luminosidad diferentes.

18. Disposición según la reivindicación 17, en la que los medios de evaluación electrónicos (6) están realizados de tal modo que en el funcionamiento es posible una autocalibración continua de la disposición (1) respecto a los valores de luminosidad máxima y mínima que se producen para cada receptor de luz (2) basándose en las señales suministradas por los receptores de luz y las posiciones de paso determinadas de los proyectiles (12) .

19. Disposición según una de las reivindicaciones 3 a 18, en la que los medios de evaluación electrónicos (6) están realizados de tal modo que es posible una calibración de la disposición (1) aproximando posiciones de paso definidas en la cortina óptica (10) con proyectiles ficticios o con un cuerpo opaco que representa un canal de tiro.

20. Disposición según una de las reivindicaciones 3 a 19, en la que la disposición (1) está realizada de tal modo que las señales de los receptores de luz (2) pueden ser detectadas al menos 100.000 veces por segundo, preferiblemente al menos 200.000 veces por segundo.

21. Disposición según la reivindicación 20, en la que los medios de evaluación (6) están realizados de tal modo que es posible determinar con ellos la velocidad, la forma y/o el espesor del proyectil (12) por evaluación de las señales suministradas por los receptores de luz (2) fotoeléctricos durante el paso del proyectil (12) a través de la cortina óptica (10) .

22. Blanco de tiro, en particular disco de tiro, que comprende una disposición (1) según una de las reivindicaciones 3 a 21 y un objeto (13) plano o de tipo placa que se extiende a poca distancia paralelo a la cortina óptica (10) , en particular de tejido de caucho, lámina de plástico, papel o cartón y que constituye esencialmente una superficie plana para recibir el impacto de proyectiles (12) .

23. Blanco de tiro según la reivindicación 22, en el que el objeto (13) plano o de tipo placa presenta en una zona central una abertura de blanco (14) , en particular redonda, por la que un proyectil (12) puede pasar en la dirección de tiro prevista (S) sin atravesar el objeto (13) plano o de tipo placa y estando realizado el blanco de tiro de tal modo que la posición de paso de un proyectil (12) que pasa por esta abertura de blanco (14) en la dirección de tiro prevista

(S) en un punto arbitrario puede ser determinada a partir de las señales suministradas por los receptores de luz (2) fotoeléctricos cuando el proyectil (12) pasa a través de la cortina óptica (10) .

24. Blanco de tiro según la reivindicación 23, en el que el blanco de tiro está realizado de tal modo que la posición de paso de un proyectil (12) que atraviesa el objeto (13) plano o de tipo placa en la dirección de tiro prevista en una zona de la superficie del blanco que rodea a la abertura de blanco (14) puede ser determinada a partir de las diferencias de tiempo de recorrido de la onda sonora detectada por los captadores de medición (11) acústicos que es generada por el proyectil (12) cuando atraviesa el objeto (13) plano o de tipo placa.

25. Blanco de tiro según una de las reivindicaciones 23 a 24, en el que el blanco de tiro está realizado de tal modo que, visto en la dirección de tiro prevista (S) , una superficie circular (Z) de diámetro máximo que puede ser definida dentro de la zona en la que puede ser determinada la posición de paso de un proyectil (12) a través de la cortina óptica (10) puede ser determinada a partir de las señales suministradas por los receptores de luz (2) fotoeléctricos

durante el paso del proyectil (12) a través de la cortina óptica (10) , tiene sustancialmente la misma extensión que la abertura de blanco (14) o sobresale ligeramente por los límites de la abertura de blanco (14) .

26. Blanco de tiro según una de las reivindicaciones 22 a 25, en el que los captadores de medición (11) acústicos, vistos en la dirección de tiro prevista (S) , están dispuestos detrás del objeto (13) plano o de tipo placa y en el que la cortina óptica (10) , vista en la dirección de tiro prevista (S) , está dispuesta delante o detrás del objeto (13) plano o de tipo placa.

27. Blanco de tiro según una de las reivindicaciones 22 a 26, en el que cuando el blanco de tiro está orientado según está previsto las trayectorias ópticas (4) de la cortina óptica (10) discurren en diagonal delante, detrás y/o en el plano del blanco y los receptores de luz (2) están dispuestos por encima de las fuentes de luz (3a, 3b) .


 

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