ITTO20090976A1 - Sistema di movimentazione per un'arma posta su una torretta. - Google Patents

Description

la presente invenzione saranno meglio chiari ed evidenti dalla descrizione seguente TITOLO: “Sistema di movimentazione per un’arma posta su una torretta†. -----------------La presente invenzione riguarda un sistema di movimentazione per un arma, ad esempio montata sulla torretta di un veicolo del tipo cingolato o ruotato di tipo militare.

I sistemi d’arma terrestri di piccolo calibro, sono molto spesso installati sul tetto di veicoli leggeri e manovrati da un operatore, che fuoriesce con la parte superiore del corpo dal veicolo stesso, tramite una botola circolare e brandeggia manualmente l’arma suddetta, incernierata su di un apposito supporto (affusto), per un angolo necessariamente limitato. Per aumentare l’angolo coperto dalla linea di tiro dell’arma, l’affusto dell’arma à ̈ posto normalmente su un anello circolare rotante, solitamente denominato ralla, al quale à ̈ spesso solidale la botola con il suo coperchio e, spesso, anche protezioni balistiche perimetrali avvolgenti. E’ evidente che l’operatore (“uomo in ralla†) à ̈ sicuramente l’uomo più esposto alla possibilità di essere colpito dal fuoco nemico e, per questo motivo, le protezioni in qualche modo riducono l’esposizione dell’operatore e lo proteggono il più possibile compatibilmente con la necessità di osservare, mirare e sparare.

Quindi la rotazione della ralla consente all’operatore di coprire con la linea di tiro dell’arma, brandeggiante rispetto alla ralla stessa, anche sino a 360°. Ciò può avvenire manualmente oppure, in specie nel caso di protezioni, in modo motorizzato con l’introduzione di un motore elettrico o idraulico per agevolare o consentire il compito all’operatore.

Un tale tipo di sistema à ̈ descritto nel brevetto statunitense US7030579, che espone un sistema ed un metodo per motorizzare la rotazione di una torretta, sulla quale à ̈ posta un arma, in cui la botola presenta una cremagliera circolare sulla circonferenza e la torretta presenta un pignone motorizzato che si impegna con la cremagliera stessa consentendo la rotazione della torretta. Il movimento della torretta à ̈ comandato da un dispositivo di controllo separato realizzato tramite un joystick. La Richiedente ha osservato che, in tale sistema per poter ruotare la ralla, l’operatore deve agire su un comando manuale (joystick o pulsantiera), impegnando così una mano che deve necessariamente rilasciare l’arma, rendendo così il sistema poco pratico ed, in ogni caso, non pronto a rispondere ad una minaccia improvvisa.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di ovviare ai sopraccitati inconvenienti realizzando un sistema di movimentazione di una torretta, ed in particolare di una ralla, sulla quale à ̈ posta un arma brandeggiabile manualmente da un operatore, che permette all’operatore di ruotare in tutti i 360° la ralla senza impegnare le mani, che possono rimanere esclusivamente utilizzate per il controllo e il pilotaggio dell’arma stessa.

Un aspetto della presente invenzione riguarda un sistema di movimentazione per un arma posta su una torretta avente le caratteristiche della allegata rivendicazione 1.

Le caratteristiche ed i vantaggi del sistema secondo, esemplificativa e non limitativa, di una forma di realizzazione dell’invenzione con riferimento alle allegate figure in cui:

• la figura 1 rappresenta una vista prospettica dell’arma posta su una torretta secondo la presente invenzione;

• la figura 2 rappresenta una vista schematica di un possibile sistema di gestione e controllo della movimentazione per un arma posta su una torretta secondo la presente invenzione;

In figura 1 si illustra un’arma 2 dotata anteriormente di una canna 21 dalla quale vengono sparati i proiettili e posteriormente di una impugnatura 22, tramite la quale l’operatore determina il brandeggio dell’arma stessa attorno ad un asse verticale Y, passante per il centro di una base dell’arma 23, provvista di un cuscinetto di rotazione.

L’arma à ̈ montata su una ralla 3 circonferenziale che comprende una parte fissa 31, solidale al tetto del veicolo ed una parte mobile 32, sulla quale si monta l’arma stessa. Quindi, la ralla mobile ruota su quella fissa consentendo all’arma affustata di ruotare lungo la circonferenza C della ralla, per un numero di rotazioni anche superiore ad uno ed anche solamente per frazioni di 360°.

Il sistema secondo la presente invenzione comprende mezzi di movimentazione della rotazione di tale ralla, ad esempio comprendenti un motore elettrico, un gruppo sensori posti in prossimità della base dell’arma, ad esempio in prossimità del cuscinetto di rotazione, atti a riconoscere le rotazioni attorno all’asse Y, imposte manualmente dall’operatore all’arma, verso destra e verso sinistra ed a segnalare quando la rotazione raggiunge un angolo limite destro o sinistro predeterminato di brandeggio, rispetto ad una posizione centrale predeterminata.

Il sistema comprende, inoltre, una unità di controllo atta a rilevare le informazioni da tali sensori ed a attivare la rotazione della ralla, tramite tali mezzi di movimentazione, quando le rotazioni dell’arma attorno all’asse Y raggiungono tali angoli (sinistro e destro) predeterminati.

Chiaramente, ad una rotazione oraria dell’arma attorno all’asse Y, che superi l’angolo di brandeggio destro predeterminato, corrisponde una rotazione oraria della ralla e ad una rotazione antioraria dell’arma attorno all’asse Y, che superi l’angolo di brandeggio sinistro predeterminato, corrisponde una rotazione antioraria della ralla.

Per effetto della rotazione della ralla, imposta quando si supera un certo angolo di brandeggio, si ottiene che l’asse di tiro dell’arma stessa ritorni pressoché centrato rispetto all’arco di brandeggio naturale dell’affusto solidale alla ralla.

La peculiarità dell’invenzione à ̈ proprio l’automatizzazione del comando di rotazione, che agevola il mantenimento del campo di brandeggio B ottimale verso bersagli laterali, senza distogliere l’operatore dal suo compito principale, che à ̈ di rispondere prontamente e con efficacia alle minacce. Tale sistema proposto, può essere installato anche su veicoli con ralla già in servizio, in quanto non richiede modifiche importanti all’arma vera e propria, sul quale deve essere inserito soltanto un sistema di sensori ed, eventualmente, la motorizzazione. Nel caso di ralle già motorizzate, l’intervento à ̈ ancor più modesto, dovendo sostituire il comando manuale diretto, con una unità elettronica che, con l’ausilio dei sensori di cui sopra, trasforma il comando manuale in automatico.

I sensori possono essere dei semplici switch meccanoelettrici attivati in certe posizioni del brandeggio dell’affusto dell’arma o rilevate da sensori di prossimità in varie tecnologie o da un encoder che misuri la rotazione attorno all’asse Y (brandeggio) Il collegamento all’unità di controllo può avvenire via cavo, se la rotazione della ralla à ̈ ad angolo o numero di giri limitati, oppure, quando il numero dei giri à ̈ illimitato, tramite un collettore ad anello (slip ring); in quest’ultimo caso à ̈ possibile eliminare il collegamento fisico, dotando l’unità sensoriale di una propria sorgente di alimentazione (es. batteria) e comunicando in radio frequenza con l’unità di controllo o tramite segnali ottici, con emettitori nella parte mobile e ricevitori collocati nelle opportune posizioni e, nella necessaria quantità, nella parte fissa. Il collegamento ottico, come quello radio, potranno essere a due vie (bidirezionali).

Un ulteriore caratteristica della presente invenzione à ̈ la presenza opzionale di un meccanismo di extra sforzo, con cui l’operatore per arrivare a brandeggiare l’arma in prossimità dell’angolo limite predeterminato di brandeggio, tale da attivare la ralla, deve fare uno sforzo superiore a quello normale di brandeggio.

In alternativa, l’unità di controllo o il gruppo sensori può richiedere una permanenza nell’angolo limite di un tempo predeterminato, ma non istantaneo, in modo da accertarsi della volontà dell’operatore di voler far ruotare la ralla per spostare l’asse del suo campo di brandeggio dell’arma, prima di determinare la rotazione della ralla.

Preferibilmente, il gruppo sensori à ̈ posizionato in prossimità della base dell’arma ed in particolare il gruppo comprende almeno un selettore I, posto sulla parte mobile 231 della base dell’arma, che si muove con l’arma ed il cui movimento à ̈ solidale a quello di brandeggio della canna dell’arma stessa, almeno un fine corsa destro D ed almeno un fine corsa sinistro S, posti sulla parte fissa 232 di detta base, che identificano tale angolo limite destro e sinistro. Vantaggiosamente, il gruppo sensori comprende anche un identificatore mediano M dell’angolo totale di brandeggio.

Quando durante il brandeggio dell’arma il selettore I si allinea con i finecorsa o con l’identificatore mediano viene inviato un segnale identificabile all’unità di controllo.

Il selettore I, i fine corsa S e D e l’identificatore mediano M (opzionale) possono essere realizzati tramite tecnologie ad infrarossi, optoelettroniche, o meccaniche. Ad esempio, possono essere utilizzati sensori di prossimità o sensori a infrarossi (serie di LED emettitori e ricevitori) o di altro tipo (dispositivi elettromagnetici induttivi o a riluttanza variabile, dispositivi ad effetto di Hall, dispositivi ad infrarossi, dispositivi a contatto, ecc…).

Tali informazioni dei sensori permettono all’unità di controllo di gestire il funzionamento del motore elettrico che comanda la ralla; in particolare, il motore sarà attivato in modo da far ruotare la ralla in senso destrorso, se l’operatore rivolgerà l’arma sino a raggiungere il fine corsa associato a quel movimento, in senso sinistrorso se l’operatore rivolge l’arma sino a raggiungere il fine corsa relativo, mentre si fermerà quando l’arma verrà riportata al centro, se si utilizza l’identificatore mediano, o in una differente posizione come conseguenza di un movimento di durata temporizzata. Nella necessità di avere un migliore controllo del sistema (movimenti più fluidi o più performanti) si possono aumentare il numero dei sensori (o inserire un encoder), in modo da identificare più posizioni dell’arma rispetto al settore di rotazione ammesso: con tali informazioni il movimento della ralla può essere gestito in modo migliore.

Secondo la presente invenzione il sistema comprende, inoltre, sulla ralla mezzi di determinazione della rotazione angolare della parte mobile 32 rispetto a quella fissa 31, in modo da poter ruotare la ralla di uno o più angoli predeterminati, in risposta alla attivazione dei fine corsa S o D.

In figura 2 si illustra una forma di realizzazione dell’invenzione in cui la comunicazione fra parte fissa e mobile della ralla à ̈ realizzata con trasmissione e ricezione optoelettronica.

Tali mezzi di trasmissione della determinazione della rotazione angolare comprendono due anelli uno dei quali solidale con la parte fissa e l’altro sulla mobile: sull’anello nella parte fissa sono disposti ad una certa distanza tra loro una serie di fotodiodi ricevitori RX1…RXn distribuiti lungo tutta la circonferenza e collegati all’unità di controllo U; sull’anello nella parte mobile sono, invece, disposti due diodi trasmettitori TX1 e TX2 attivati dai finecorsa S e D, descritti precedentemente, e alimentati ad esempio da una batteria ausiliaria. L’operatore ruotando l’arma, quando raggiunge il limite fisico di rotazione, attiva il finecorsa (destro o sinistro) che a sua volta alimenta uno dei due diodi trasmettitori; ciò abilita la conduzione del ricevitore posto di fronte al trasmettitore che, rilevato dall’unità di controllo, stabilisce e fa iniziare la sequenza di rotazione automatica della ralla. L’angolo di rotazione à ̈ tale da far in modo che i trasmettitori si ritrovino sempre, al termine del movimento, di fronte ad alcuni dei dispositivi riceventi, così da iniziare una nuova rotazione in dipendenza dall’attivazione dei finecorsa. Il numero dei ricevitori dipende dall’angolo di rotazione ammesso dall’arma sul proprio asse e dai lobi di trasmissione e ricezione dei dispositivi utilizzati. Allo scopo di semplificare il controllo della movimentazione della ralla à ̈ utile stabilire il giusto compromesso tra numero di ricevitori ed ampiezza dei lobi.

Per discriminare la volontà dell’operatore di ruotare verso destra o sinistra si possono usare due trasmettitori a frequenza (codifica impulsi) differente o semplicemente usando una logica binaria con trasmettitori uguali: per esempio 1 led acceso verso destra, 2 led accesi verso sinistra; in ogni caso à ̈ utile raddoppiare il circuito in modo da evitare, nel caso di un led danneggiato di non ruotare o di ruotare in senso opposto.

Secondo una alternativa della presente invenzione tali mezzi di trasmissione della determinazione della rotazione angolare possono comprendere un collegamento wireless di trasmissione dati dalla parte mobile alla parte fissa, facilitando in questo modo le operazioni di installazione del sistema.

Al fine di ottenere le migliori prestazioni, in assoluto, si può sostituire tutto il gruppo sensori con sensori di maggior precisione, quali potenziometri, encoder o resolver, che fornendo il valore di posizione continuo possono permettere un controllo ideale del sistema, ad esempio variare la posizione dei finecorsa S e D via software. L’inserimento di questa tipologia di sensori, normalmente, richiede un maggiore intervento sul sistema di rotazione dell’arma in quanto l’installazione deve avvenire sull’asse di rotazione o con una connessione tramite ingranaggi o cinghie, mentre nei casi precedenti il sottosistema sensoriale à ̈ semplicemente “aggiunto†e necessita solo di due agganci al sistema di rotazione preesistente (uno sulla parte “verso veicolo†, l’altro sulla parte “verso arma†).

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di movimentazione per un arma (2) posta su una torretta detta arma essendo dotata anteriormente di una canna (21) dalla quale vengono sparati i proiettili e posteriormente di una impugnatura (22) tramite la quale l’operatore determina il brandeggio dell’arma stessa attorno ad un asse verticale (Y) passante per il centro di una base dell’arma (23), detta arma essendo montata su una ralla circonferenziale che comprende una parte fissa (31) solidale alla torretta ed una parte mobile (32) sulla quale si monta l’arma stessa, in modo che la ralla mobile ruoti su quella fissa consentendo all’arma di muoversi lungo la circonferenza (C) caratterizzato dal fatto di comprendere • mezzi di movimentazione della rotazione di tale ralla, • un gruppo sensori atti a riconoscere le rotazioni attorno all’asse (Y) imposte dall’operatore all’arma, verso destra, o orarie, e verso sinistra o antiorarie ed a segnalare quando la rotazione o brandeggio, raggiunge un angolo limite destro o sinistro predeterminato, • una unità di controllo atta a rilevare le informazioni da tali sensori ed a attivare la rotazione della ralla,nello stesso senso di rotazione del brandeggio causale dell’attivazione del sensore, tramite tali mezzi di movimentazione, quando le rotazioni dell’arma attorno all’asse (Y) raggiungono tali angoli limite predeterminati.
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui ad una rotazione oraria dell’arma attorno all’asse (Y) che superi angolo di brandeggio destro predeterminato, corrisponde una rotazione oraria della ralla e ad una rotazione antioraria dell’arma attorno all’asse (Y) che superi angolo di brandeggio sinistro predeterminato corrisponde una rotazione antioraria della ralla, l’ampiezza della rotazione essendo determinata con temporizzazione del moto o con misura di spostamento angolare o con riscontro di ulteriori altri sensori.
3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui in tale gruppo sensori i sensori possono essere dei switch meccano-elettrici attivati in certe posizioni del brandeggio dell’affusto dell’arma, rilevate da sensori di prossimità in varie tecnologie o da un encoder.
4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 1, comprendente un meccanismo di extra sforzo, con cui l’operatore per arrivare a brandeggiare l’arma in prossimità dell’angolo limite predeterminato di brandeggio, tale da attivare la ralla, deve fare uno sforzo superiore a quello normale di brandeggio.
5. 5. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui il gruppo sensori à ̈ posizionato in prossimità della base dell’arma e comprende almeno un selettore (I), posto sulla parte mobile (231) della base dell’arma, che si muove con l’arma ed individua la direzione della canna dell’arma, almeno un fine corsa destro (D), almeno un finecorsa sinistro (S) posti sulla parte fissa (232) di detta base che identificano tale angolo limite destro e sinistro.
6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 5, in cui il gruppo sensori comprende eventualmente anche un identificatore mediano (M) dell’angolo totale di brandeggio.
7. 7. Sistema secondo la rivendicazione 6, in cui quando durante il brandeggio dell’arma il selettore (I) si allinea con i finecorsa (S,D) o con l’identificatore mediano (M) viene inviato un segnale identificabile all’unità di controllo (U).
8. 8. Sistema secondo la rivendicazione 7, in cui il selettore (I), i finecorsa (S,D) e l’identificatore mediano (M) sono realizzati tramite sensori di prossimità, o sensori a infrarossi, o serie di LED emettitori e ricevitori, o tramite dispositivi elettromagnetici induttivi o riluttanza variabile, dispositivi ad effetto di Hall.
9. 9. Sistema secondo la rivendicazione 1, comprendente sulla ralla mezzi di trasmissione della determinazione della rotazione angolare della parte mobile (32) rispetto a quella fissa (31), in modo da poter ruotare la ralla di uno o più angoli predeterminati in risposta al raggiungimento dell’angolo limite destro o sinistro predeterminato di brandeggio.
10. 10. Sistemi secondo la rivendicazione 9, in cui la trasmissione dei dati tra parti mobili e fisse rispetto al tetto del veicolo avviene tramite utilizzo di dispositivi wireless o con l’utilizzo di led emettitori e fotodiodi ricevitori o con slip ring o per angoli limitati con cavi.