攜帶移動靶心的無線遙控小車

郭 廓 王岳齊 宮曉陽 曾實現

青島黃海學院 山東 青島266427

引言

士兵的作戰能力是體現一個軍隊戰斗能力的基本內容,在一定程度上甚至關系到一場戰爭的成敗,打靶訓練是提高士兵的作戰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,這與戰場實際情況有所出入。在作戰時,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 根據提供的需求,開發設計一款無線遙控小車,本小車采用后輪驅動,由驅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,靶子跟著轉動,陀螺儀將檢測到轉過的角度反饋至驅動系統,使陀螺儀產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 底盤結構設計說明 為防止沙石飛入車身機構內部,采用封閉底盤,利用厚度為10 mm 鋼板作為底盤支撐,主要使整體結構的重心在底盤上,防止射擊靶子時產生較大瞬間的沖擊力導致整車傾倒。

1.3 前輪結構設計說明 前輪結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于減速器的底腳兩螺柱孔。

1.4 前輪轉向工作原理 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,另一端與旋轉機構相連;旋轉機構上的又伸出連接件與前輪的零件相連接。當電機轉動時,通過旋轉機構可實現前輪轉向的控制。

轉向系統采用了雙舵控制系統,此控制系統的優點在于轉向力度大,在沙地、草地、泥地、砂石路面等路面快速靈活的轉向;缺點是由于轉向力比較大,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:當小車收到轉向信號時,兩個電機分別向相反方向轉動,通過前面的白色零件帶動前輪轉動,配合小車前進后退,保證運動零活。

1.5 后輪驅動結構設計說明 后輪結構設計與前輪基本相同,由于本小車采用的是后輪驅動,前輪轉向,因此后輪沒有設計控制轉向的旋轉機構。

1.6 后輪驅動工作原理 后輪驅動動力主要由底盤中部的驅動電機提供。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變為與之垂直的傳動力,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。通過電機的轉動將最后傳遞至后輪的兩輪上,驅動小車前進。

1.7 外形結構設計說明 根據提供的要求設計外形結構時要符合:一外形尺寸:長寬高小于1000*1000*500.二要求防護等級達到IP64,根據以上兩個要求,將小車結構設計成封閉的箱體式結構,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定系統的射向穩定系統,采用陀螺儀傳感器進行檢測,當小車轉過一定角度時,安裝在裝靶座的陀螺儀傳感器會檢測出靶子轉動角度,并將信號輸出給驅動系統,驅動系統將會使靶座轉過方向相反、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動。

1.9 后輪驅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,獲得更快的充電速度。

1.1 0衛星定位系統 將GPS定位系統安裝在小車內部,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 結論

打靶訓練能夠提高士兵的作戰能力,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場實際情況。本產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。采用電機驅動的后輪驅動系統為小車提供了充足的動力;采用雙舵控制的轉向系統,轉向力大,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構的密閉性,延長使用壽命及可靠性;在車身結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。