携带移动靶心的无线遥控小车

郭 廓 王岳齐 宫晓阳 曾实现

青岛黄海学院 山东 青岛266427

引言

士兵的作战能力是体现一个军队战斗能力的基本内容,在一定程度上甚至关系到一场战争的成败,打靶训练是提高士兵的作战能力的一种重要手段。但是在训练过程中,士兵所使用的靶大多是固定的,用以检测射击准度的靶面正对士兵,这与战场实际情况有所出入。在作战时,射击目标不停移动,且方向和位置是随机的。所以需要依托一种工具,能够携带靶随机移动,同时使靶面一直正对士兵,为实现这一功能,设计了一种无线遥控小车。

1 总体设计说明

1.1 外观设计说明 根据提供的需求,开发设计一款无线遥控小车,本小车采用后轮驱动,由驱动电机提供前进动力,前轮处设置2个小型电机控制小车转向问题。利用陀螺仪控制靶子的运动,当车身运动时,靶子跟着转动,陀螺仪将检测到转过的角度反馈至驱动系统,使陀螺仪产生一个方向的干扰反向力矩,保证靶子始终朝着固定方向运动。小车遥控采用无线遥控,距离为1-3KM,外形尺寸为1000*1000*500。

1.2 底盘结构设计说明 为防止沙石飞入车身机构内部,采用封闭底盘,利用厚度为10 mm 钢板作为底盘支撑,主要使整体结构的重心在底盘上,防止射击靶子时产生较大瞬间的冲击力导致整车倾倒。

1.3 前轮结构设计说明 前轮结构设计是参照儿童玩具车的前轮而设计的,通过2个弹簧柱进行减震,其一端连接垂直于底盘的机架,另一端是连接于前轮的机架上。前轮的机架通过螺栓连接可旋转于减速器的底脚两螺柱孔。

1.4 前轮转向工作原理 两小型电机位于底盘距前轮机构有一定距离,两小型电机分别伸出连接轴,一端与电机的输出轴连接,另一端与旋转机构相连;旋转机构上的又伸出连接件与前轮的零件相连接。当电机转动时,通过旋转机构可实现前轮转向的控制。

转向系统采用了双舵控制系统,此控制系统的优点在于转向力度大,在沙地、草地、泥地、砂石路面等路面快速灵活的转向;缺点是由于转向力比较大,所以对其连接的机构材料刚度有较高的要求,成本略高。原理:当小车收到转向信号时,两个电机分别向相反方向转动,通过前面的白色零件带动前轮转动,配合小车前进后退,保证运动零活。

1.5 后轮驱动结构设计说明 后轮结构设计与前轮基本相同,由于本小车采用的是后轮驱动,前轮转向,因此后轮没有设计控制转向的旋转机构。

1.6 后轮驱动工作原理 后轮驱动动力主要由底盘中部的驱动电机提供。电机的输出轴与齿轮1相连,齿轮1与齿轮2相啮合,通过带动齿轮2转动带动同轴的齿轮3,齿轮3与齿轮4啮合,齿轮4的另一端为小直齿齿轮锥1,小直齿齿轮锥1转动带动与之啮合的大直齿齿轮锥1,通过这对直齿齿轮锥便可使传动力转变为与之垂直的传动力,大直齿齿轮锥1上通过螺栓连接与传动轴1形成一体,传动轴1的末端设置小直齿齿轮锥2,该齿轮锥与大齿轮锥2相啮合,大齿轮锥2的两端分别接出2个传动轴,传动轴的末端与后轮的木端相连。通过电机的转动将最后传递至后轮的两轮上,驱动小车前进。

1.7 外形结构设计说明 根据提供的要求设计外形结构时要符合:一外形尺寸:长宽高小于1000*1000*500.二要求防护等级达到IP64,根据以上两个要求,将小车结构设计成封闭的箱体式结构,大小符合外形尺寸,还可以提高整机防护能力;并且保证重心较低,当车上安装靶子后,不会因为风的阻力导致小车侧翻。

1.8 陀螺仪-保持航向角不变的全向运动 为保持航向角不变,参考坦克的火炮双向稳定系统的射向稳定系统,采用陀螺仪传感器进行检测,当小车转过一定角度时,安装在装靶座的陀螺仪传感器会检测出靶子转动角度,并将信号输出给驱动系统,驱动系统将会使靶座转过方向相反、角度相同的角度,以此来保证小车靶子的航向角不变。陀螺仪有单独的回路以及电机驱动。

1.9 后轮驱动电机的以及电池的选用 因为遥控小车的载重与车身重量之和小于120kg,还可以适当减小电瓶参数,获得更快的充电速度。

1.1 0卫星定位系统 将GPS定位系统安装在小车内部,可在遥控器等遥控装置上显示位置。

1.1 1遥控距离3k m根据要求,可以直接选用乐迪AT10二代通道

2.4 G航模遥控器

2 结论

打靶训练能够提高士兵的作战能力,当前军队使用的靶大多固定,因此采用灵活移动的靶进行训练最大限度模拟了战场实际情况。本产品中使用无线遥控小车携带靶面,以便于设计目标的随时移动。小车的遥控使用特定型号的航模遥控器,保证兼容性及远距离的可靠控制。采用电机驱动的后轮驱动系统为小车提供了充足的动力;采用双舵控制的转向系统,转向力大,适用于多种地形;封闭式箱体及封闭式底盘的设计保证了小车结构的密闭性,延长使用寿命及可靠性;在车身结构中加入了陀螺仪能够保证小车携带的靶面随时正对士兵;底盘重量远大于靶面的设计最大程度降低了打靶小车的重心,避免射中后或行进过程中的风阻使小车发生倾覆。无线遥控打靶小车移动灵活,操作控制方便可靠,有助于提高士兵训练效率及射击能力。