CN104964597B - 一种二自由度增稳的坦克火炮机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种二自由度增稳的坦克火炮机构，适用于大型金属类模型坦克的使用。其包括水平旋转增稳模块、竖直俯仰增稳模块及传感器反馈模块。其采用的是具有特殊的步进角驱动的舵机，能够实现坦克行进过程中的自动增稳坦克炮，实现微动调节，确保坦克炮的平稳。当坦克炮瞄准锁定后，能根据坦克行进的状态，全自动调节坦克炮的瞄准方位，确保坦克炮在坦克行进过程中一直锁定目标物，为金属模型坦克带来全新的使用体验。
Description
技术领域
本发明提供一种二自由度增稳的坦克火炮机构，属于自动控制领域。
背景技术
大比例油动模型坦克越来越受到高端玩家的欢迎，在越来越多的科技应用到其中的过程中时，模型坦克火炮模拟真实的坦克火炮越来越要求行进中自动增稳、平衡，瞄准后自动锁定目标等要求越来越严格。现代市面出现的模型坦克中，目前还没有出现能自动增稳或锁定目标的能力，因此开发一种简单可靠，造价低廉，可用强的火炮增稳（锁定）机构越来越重要，越来越受到人们的欢迎。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种二自由度增稳的坦克火炮机构，能实现行进中自动增稳、平衡，瞄准后自动锁定目标的功能。
本发明采取的技术方案为：一种二自由度增稳的坦克火炮机构，包括水平旋转舵机、水平驱动小齿轮、固定安装座、水平角度检测固定外环、水平角度检测指针、水平角度检测旋转内环、旋转桶、大齿圈、坦克炮管、俯仰舵机安装座、俯仰舵机、俯仰驱动小齿轮、扇形齿轮、炮管托架、转轴、俯仰角度检测指针、安装角座、俯仰角度检测盘、红外射线发射器、透镜，其特征在于：所述的水平旋转舵机固定安装在固定安装座内；水平角度检测固定外环固定安装在固定安装座的圆环安装槽内，水平角度检测指针贴装在水平角度检测固定外环的上端面，水平角度检测旋转内环内环面贴装旋转桶的外侧环面上，水平角度检测旋转内环外环面保证与水平角度检测固定外环内环面同心间隙配合，确保二者之间可以实现相对转动，同时保证水平角度检测指针位于水平角度检测旋转内环的端面刻度盘的上方；大齿圈内环面固定安装在旋转桶的的外环面上，水平驱动小齿轮固定安装在水平旋转舵机的输出轴上，并确保水平驱动小齿轮与大齿圈相啮合；两个安装角座固定安装在旋转桶的上端面上，坦克炮管固定安装在炮管托架上，炮管托架固定安装在扇形齿轮上，扇形齿轮通过转轴转动安装在两个安装角座的安装孔上，扇形的俯仰角度检测盘贴装在扇形齿轮上，并保证二者圆心共线，俯仰角度检测指针转动安装在安装角座上，保证俯仰角度检测指针能在重力作用下自行下垂，俯仰驱动小齿轮固定安装在俯仰舵机的输出转轴上，并保证俯仰驱动小齿轮与扇形齿轮相啮合；红外射线发射器固定安装在坦克炮管的第二节前端正上方，透镜固定安装在坦克炮管的第一节前端正上方，并保证红外射线发射器和透镜的中心轴线共线。
进一步的，旋转桶通过其顶部的回转面转动安装在车体上。
进一步的，固定安装座固定安装车体上。
进一步的，俯仰舵机的控制线路通过电滑环由旋转桶的中心位置引出。
进一步的，车体上安装有水平转角检测传感器。
进一步的，水平角度检测旋转内环的上端面和俯仰角度检测盘上均安装有红外刻度检测盘。
本发明采用以上技术方案，能在有要求的情况下，自动调节坦克火炮的角度，实现自动增稳输出和瞄准后自动锁定功能。
附图说明
图1为本发明的三维模型示意图。
图2为本发明的三维剖切视图。
附图标号：1-水平旋转舵机；2-水平驱动小齿轮；3-固定安装座；4-水平角度检测固定外环；5-水平角度检测指针；6-水平角度检测旋转内环；7-旋转桶；8-大齿圈；9-坦克炮管；10-俯仰舵机安装座；11-俯仰舵机；12-俯仰驱动小齿轮；13-扇形齿轮；14-炮管托架；15-转轴；16-俯仰角度检测指针；17-安装角座；18-俯仰角度检测盘；19-红外射线发射器；20-透镜。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1、图2所示，一种二自由度增稳的坦克火炮机构，包括水平旋转舵机1、水平驱动小齿轮2、固定安装座3、水平角度检测固定外环4、水平角度检测指针5、水平角度检测旋转内环6、旋转桶7、大齿圈8、坦克炮管9、俯仰舵机安装座10、俯仰舵机11、俯仰驱动小齿轮12、扇形齿轮13、炮管托架14、转轴15、俯仰角度检测指针16、安装角座17、俯仰角度检测盘18、红外射线发射器19、透镜20，所述的水平旋转舵机1固定安装在固定安装座3内；水平角度检测固定外环4固定安装在固定安装座3的圆环安装槽内，水平角度检测指针5贴装在水平角度检测固定外环4的上端面，水平角度检测旋转内环6内环面贴装旋转桶7的外侧环面上，水平角度检测旋转内环6外环面保证与水平角度检测固定外环4内环面同心间隙配合，确保二者之间可以实现相对转动，同时保证水平角度检测指针5位于水平角度检测旋转内环6的端面刻度盘的上方；大齿圈8内环面固定安装在旋转桶7的外环面上，水平驱动小齿轮2固定安装在水平旋转舵机1的输出轴上，并确保水平驱动小齿轮2与大齿圈8相啮合；两个安装角座17固定安装在旋转桶7的上端面上，坦克炮管9固定安装在炮管托架14上，炮管托架14固定安装在扇形齿轮13上，扇形齿轮13通过转轴15转动安装在两个安装角座17的安装孔上，扇形的俯仰角度检测盘18贴装在扇形齿轮13上，并保证二者圆心共线，俯仰角度检测指针16转动安装在安装角座17上，保证俯仰角度检测指针16能在重力作用下自行下垂，俯仰驱动小齿轮12固定安装在俯仰舵机11的输出转轴上，并保证俯仰驱动小齿轮2与扇形齿轮13相啮合；红外射线发射器19固定安装在坦克炮管14的第二节前端正上方，透镜20固定安装在坦克炮管14的第一节前端正上方，并保证红外射线发射器19和透镜20的中心轴线共线。
为实现旋转桶7的自由旋转，旋转桶7通过其顶部的回转面转动安装在车体上。为实现安装可靠，固定安装座3固定安装在车体上。为实现俯仰舵机11控制线路能在连续旋转过程中畅通，俯仰舵机11的控制线路通过电滑环由旋转桶7的中心位置引出。为实现水平面上旋转的自动补偿，车体上安装有水平转角检测传感器。为实现角度变化的检测功能，水平角度检测旋转内环6的上端面和俯仰角度检测盘18上均安装有红外刻度检测盘。
本发明的工作原理为：开始增稳模式时，当坦克车体在竖直面内上下起伏时，俯仰角度检测指针16在重力作用始终垂直向下，配合俯仰角度检测盘18上的红外刻度检测装置，能即时检测出竖直面内角度的变化，进而发出信号给处理器，然后处理器根据信号进行调节，驱动俯仰舵机12，然后通过齿轮传动链就行角度补偿调节，从而达到增稳目的；当开始锁定模式后，红外射线发射器19发射红外射线，通过透镜20的聚合后照射到目标物体上进行锁定，竖直面内继续沿用增稳模式调节，以确保竖直面内锁定目标；水平面内，车体上的角度传感器检测出车体旋转的角度后，将信号反馈给处理器，处理器经过信号处理后，发出调控指令，驱动水平旋转舵机1动作，然后通过齿轮传动链进行补偿调节，通过水平角度检测指针5与水平角度检测旋转内环6上端面的红外检测刻度盘配合检测补偿角度是否满足，进而继续调节驱动信号的发出，最终达到水平面上的锁定目标。
本方案稳定可靠，采用舵机驱动，响应迅速，驱动力大 ，成本低廉，适合模型坦克火炮上的应用。
Claims (6)
1.一种二自由度增稳的坦克火炮机构，包括水平旋转舵机（1）、水平驱动小齿轮（2）、固定安装座（3）、水平角度检测固定外环（4）、水平角度检测指针（5）、水平角度检测旋转内环（6）、旋转桶（7）、大齿圈（8）、坦克炮管（9）、俯仰舵机安装座（10）、俯仰舵机（11）、俯仰驱动小齿轮（12）、扇形齿轮（13）、炮管托架（14）、转轴（15）、俯仰角度检测指针（16）、安装角座（17）、俯仰角度检测盘（18）、红外射线发射器（19）、透镜（20），其特征在于：所述的水平旋转舵机（1）固定安装在固定安装座（3）内；水平角度检测固定外环（4）固定安装在固定安装座（3）的圆环安装槽内，水平角度检测指针（5）贴装在水平角度检测固定外环（4）的上端面，水平角度检测旋转内环（6）内环面贴装旋转桶（7）的外侧环面上，水平角度检测旋转内环（6）外环面保证与水平角度检测固定外环（4）内环面同心间隙配合，确保二者之间可以实现相对转动，同时保证水平角度检测指针（5）位于水平角度检测旋转内环（6）的端面刻度盘的上方；大齿圈（8）内环面固定安装在旋转桶（7）的外环面上，水平驱动小齿轮（2）固定安装在水平旋转舵机（1）的输出轴上，并确保水平驱动小齿轮（2）与大齿圈（8）相啮合；两个安装角座（17）固定安装在旋转桶（7）的上端面上，坦克炮管（9）固定安装在炮管托架（14）上，炮管托架（14）固定安装在扇形齿轮（13）上，扇形齿轮（13）通过转轴（15）转动安装在两个安装角座（17）的安装孔上，扇形的俯仰角度检测盘（18）贴装在扇形齿轮（13）上，并保证二者圆心共线，俯仰角度检测指针（16）转动安装在安装角座（17）上，保证俯仰角度检测指针（16）能在重力作用下自行下垂，俯仰驱动小齿轮（12）固定安装在俯仰舵机（11）的输出转轴上，并保证俯仰驱动小齿轮（12）与扇形齿轮（13）相啮合；红外射线发射器（19）固定安装在坦克炮管（9）的第二节前端正上方，透镜（20）固定安装在坦克炮管的第一节前端正上方，并保证红外射线发射器（19）和透镜（20）的中心轴线共线。
2.如权利要求1所述的一种二自由度增稳的坦克火炮机构，其特征在于：旋转桶（7）通过其顶部的回转面转动安装在车体上。
3.如权利要求1所述的一种二自由度增稳的坦克火炮机构，其特征在于：固定安装座（3）固定安装车体上。
4.如权利要求1所述的一种二自由度增稳的坦克火炮机构，其特征在于：俯仰舵机（11）的控制线路通过电滑环由旋转桶（7）的中心位置引出。
5.如权利要求1所述的一种二自由度增稳的坦克火炮机构，其特征在于：车体上安装有水平转角检测传感器。
6.如权利要求1所述的一种二自由度增稳的坦克火炮机构，其特征在于：水平角度检测旋转内环（6）的上端面和俯仰角度检测盘（18）上均安装有红外刻度检测盘。
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