攜帶移動靶心的無線遙控小車

郭 廓 王岳齊 宮曉陽 曾實現(xiàn)

青島黃海學院 山東 青島266427

引言

士兵的作戰(zhàn)能力是體現(xiàn)一個軍隊戰(zhàn)斗能力的基本內(nèi)容,在一定程度上甚至關系到一場戰(zhàn)爭的成敗,打靶訓練是提高士兵的作戰(zhàn)能力的一種重要手段。但是在訓練過程中,士兵所使用的靶大多是固定的,用以檢測射擊準度的靶面正對士兵,這與戰(zhàn)場實際情況有所出入。在作戰(zhàn)時,射擊目標不停移動,且方向和位置是隨機的。所以需要依托一種工具,能夠攜帶靶隨機移動,同時使靶面一直正對士兵,為實現(xiàn)這一功能,設計了一種無線遙控小車。

1 總體設計說明

1.1 外觀設計說明 根據(jù)提供的需求,開發(fā)設計一款無線遙控小車,本小車采用后輪驅(qū)動,由驅(qū)動電機提供前進動力,前輪處設置2個小型電機控制小車轉(zhuǎn)向問題。利用陀螺儀控制靶子的運動,當車身運動時,靶子跟著轉(zhuǎn)動,陀螺儀將檢測到轉(zhuǎn)過的角度反饋至驅(qū)動系統(tǒng),使陀螺儀產(chǎn)生一個方向的干擾反向力矩,保證靶子始終朝著固定方向運動。小車遙控采用無線遙控,距離為1-3KM,外形尺寸為1000*1000*500。

1.2 底盤結(jié)構設計說明 為防止沙石飛入車身機構內(nèi)部,采用封閉底盤,利用厚度為10 mm 鋼板作為底盤支撐,主要使整體結(jié)構的重心在底盤上,防止射擊靶子時產(chǎn)生較大瞬間的沖擊力導致整車傾倒。

1.3 前輪結(jié)構設計說明 前輪結(jié)構設計是參照兒童玩具車的前輪而設計的,通過2個彈簧柱進行減震,其一端連接垂直于底盤的機架,另一端是連接于前輪的機架上。前輪的機架通過螺栓連接可旋轉(zhuǎn)于減速器的底腳兩螺柱孔。

1.4 前輪轉(zhuǎn)向工作原理 兩小型電機位于底盤距前輪機構有一定距離,兩小型電機分別伸出連接軸,一端與電機的輸出軸連接,另一端與旋轉(zhuǎn)機構相連;旋轉(zhuǎn)機構上的又伸出連接件與前輪的零件相連接。當電機轉(zhuǎn)動時,通過旋轉(zhuǎn)機構可實現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)向的控制。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用了雙舵控制系統(tǒng),此控制系統(tǒng)的優(yōu)點在于轉(zhuǎn)向力度大,在沙地、草地、泥地、砂石路面等路面快速靈活的轉(zhuǎn)向;缺點是由于轉(zhuǎn)向力比較大,所以對其連接的機構材料剛度有較高的要求,成本略高。原理:當小車收到轉(zhuǎn)向信號時,兩個電機分別向相反方向轉(zhuǎn)動,通過前面的白色零件帶動前輪轉(zhuǎn)動,配合小車前進后退,保證運動零活。

1.5 后輪驅(qū)動結(jié)構設計說明 后輪結(jié)構設計與前輪基本相同,由于本小車采用的是后輪驅(qū)動,前輪轉(zhuǎn)向,因此后輪沒有設計控制轉(zhuǎn)向的旋轉(zhuǎn)機構。

1.6 后輪驅(qū)動工作原理 后輪驅(qū)動動力主要由底盤中部的驅(qū)動電機提供。電機的輸出軸與齒輪1相連,齒輪1與齒輪2相嚙合,通過帶動齒輪2轉(zhuǎn)動帶動同軸的齒輪3,齒輪3與齒輪4嚙合,齒輪4的另一端為小直齒齒輪錐1,小直齒齒輪錐1轉(zhuǎn)動帶動與之嚙合的大直齒齒輪錐1,通過這對直齒齒輪錐便可使傳動力轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之垂直的傳動力,大直齒齒輪錐1上通過螺栓連接與傳動軸1形成一體,傳動軸1的末端設置小直齒齒輪錐2,該齒輪錐與大齒輪錐2相嚙合,大齒輪錐2的兩端分別接出2個傳動軸,傳動軸的末端與后輪的木端相連。通過電機的轉(zhuǎn)動將最后傳遞至后輪的兩輪上,驅(qū)動小車前進。

1.7 外形結(jié)構設計說明 根據(jù)提供的要求設計外形結(jié)構時要符合:一外形尺寸:長寬高小于1000*1000*500.二要求防護等級達到IP64,根據(jù)以上兩個要求,將小車結(jié)構設計成封閉的箱體式結(jié)構,大小符合外形尺寸,還可以提高整機防護能力;并且保證重心較低,當車上安裝靶子后,不會因為風的阻力導致小車側(cè)翻。

1.8 陀螺儀-保持航向角不變的全向運動 為保持航向角不變,參考坦克的火炮雙向穩(wěn)定系統(tǒng)的射向穩(wěn)定系統(tǒng),采用陀螺儀傳感器進行檢測,當小車轉(zhuǎn)過一定角度時,安裝在裝靶座的陀螺儀傳感器會檢測出靶子轉(zhuǎn)動角度,并將信號輸出給驅(qū)動系統(tǒng),驅(qū)動系統(tǒng)將會使靶座轉(zhuǎn)過方向相反、角度相同的角度,以此來保證小車靶子的航向角不變。陀螺儀有單獨的回路以及電機驅(qū)動。

1.9 后輪驅(qū)動電機的以及電池的選用 因為遙控小車的載重與車身重量之和小于120kg,還可以適當減小電瓶參數(shù),獲得更快的充電速度。

1.1 0衛(wèi)星定位系統(tǒng) 將GPS定位系統(tǒng)安裝在小車內(nèi)部,可在遙控器等遙控裝置上顯示位置。

1.1 1遙控距離3k m根據(jù)要求,可以直接選用樂迪AT10二代通道

2.4 G航模遙控器

2 結(jié)論

打靶訓練能夠提高士兵的作戰(zhàn)能力,當前軍隊使用的靶大多固定,因此采用靈活移動的靶進行訓練最大限度模擬了戰(zhàn)場實際情況。本產(chǎn)品中使用無線遙控小車攜帶靶面,以便于設計目標的隨時移動。小車的遙控使用特定型號的航模遙控器,保證兼容性及遠距離的可靠控制。采用電機驅(qū)動的后輪驅(qū)動系統(tǒng)為小車提供了充足的動力;采用雙舵控制的轉(zhuǎn)向系統(tǒng),轉(zhuǎn)向力大,適用于多種地形;封閉式箱體及封閉式底盤的設計保證了小車結(jié)構的密閉性,延長使用壽命及可靠性;在車身結(jié)構中加入了陀螺儀能夠保證小車攜帶的靶面隨時正對士兵;底盤重量遠大于靶面的設計最大程度降低了打靶小車的重心,避免射中后或行進過程中的風阻使小車發(fā)生傾覆。無線遙控打靶小車移動靈活,操作控制方便可靠,有助于提高士兵訓練效率及射擊能力。