CN109724475A - 一种室外打靶机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种室外打靶机器人，包括底盘，底盘上配合装设有可转动的靶体，底盘内配合装设有骨架、底板、转向机构、驱动机构、控制器安装板、无线通信单元、控制器、电源体及自主导航装置，驱动机构、转向机构、控制器以及无线通信单元分别与电源体相电连接，控制器配合固定装设在控制器安装板上，控制器分别与自主导航装置、转向机构、驱动机构相控制连接设置，控制器通过无线通信单元与上位控制中心通讯连接设置。本发明采用自主导航技术，实现路径规划和自主避障等功能，根据现场具体情况控制机器人驱动机构与转向机构由起始点或目标点自主运动至下一目标点或终点，实现打靶机器人的智能化移动和控制，提高训练的拟人化程度。

Description

一种室外打靶机器人

技术领域

本发明涉及的是智能打靶机器人的研发与生产领域，更具体地说是一种室外打靶机器人。

背景技术

实弹射击是武装、部队射击训练中最基本的训练科目，实弹训练旨在提升战士们的实战能力。传统的实弹训练靶，还是以固定靶和轨道靶为主，虽然这些靶体大多加入了起倒或者升降功能，在一定程度上提升了射击难度，但是这两种靶体，仍存在机动性差和射击对象呆滞的问题，固定靶空间方位固定，而轨道靶，仅能按照预先铺设好的轨道运行，运动呈规律性，如想变更运行轨迹，还需对轨道进行拆卸铺设，耗时耗力。固定靶和轨道靶均存在着训练拟人化程度低，无法更好地贴近实战情景等问题。

为了克服上述问题，本申请人于2018年03月26日提交申请了中国专利一种打靶训练机器人（申请公布号为CN108344331A），该型号的打靶机器人可以实现控制器控制车体进行移动，以实现移动靶体位置的效果，相较于传统的轨道式移动靶，通过车体进行移动可使移动方式更加多样，灵活性更高。

但是，上述技术方案的机器人比较适合于室内训练使用，如果应用到室外打靶训练时，则该设备不仅缺少应对复杂外界环境下的移动或者转向的适应力，无法很好地完成室外越野移动或越野转向，而且室外不同的自然环境对打靶训练机器人的车体构架及驱动结构提出了完全不同于室内移动机器人的要求。

所以，针对上述存在的技术缺陷，本方案提出一种高实战情景，适用于野外自然环境下灵活机动使用的智能打靶机器人，它不仅要满足打靶训练的使用功能，而且需要其具有稳定的越野、转向，适用复杂自然环境的能力，实现自主导航、智能控制使用的目的。

发明内容

本发明公开的是一种室外打靶机器人，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点。

本发明采用的技术方案如下：

一种室外打靶机器人，包括底盘，该底盘上配合装设有可转动的靶体，该底盘内配合装设有骨架、底板、转向机构、驱动机构、控制器安装板、无线通信单元、控制器、电源体及自主导航装置，所述驱动机构、转向机构、控制器以及无线通信单元分别与所述电源体相电连接，所述控制器配合固定装设在所述控制器安装板上，所述控制器分别与所述自主导航装置、转向机构、驱动机构相控制连接设置，所述控制器通过所述无线通信单元与上位控制中心通讯连接设置。

更进一步，所述转向机构包括第一电机、第一减速器、连杆机构、第一铰链、第二铰链、第一法兰盘、第一轴、第一轴承、第一实心橡胶轮、电机安装板、限位传感器以及销轴，所述第一电机和第一减速器配合装设在所述电机安装板上，该电机安装板配合固定于所述底板上，所述第一法兰盘、第一轴、第一轴承与第一实心橡胶轮配合装配成第一轴系，该第一轴系通过所述第一铰链和第二铰链与所述骨架相固定连接，该轴系同时通过所述连杆机构与所述减速器相连接，所述连杆机构的各连杆之间通过所述销轴相连接；所述第一电机和所述限位传感器分别与所述控制器相控制连接设置。

更进一步，所述连杆机构呈一“凹”型结构设置。

更进一步，所述驱动机构包括第二电机、第二减速器、轴承座、连杆、连接板、第二法兰盘、第三法兰盘、悬架组件、悬架铰链、第二轴、第二轴承以及第二实心橡胶轮，所述第二电机和第二减速器相配合连接装配，且装配后通过所述轴承座和连杆安装于所述底板上，所述第二法兰盘、第三法兰盘、第二轴、第二轴承以及第二实心橡胶轮配合装配成第二轴系，该第二轴系通过所述悬架组件和悬架铰链固定于所述骨架上；所述第二电机与所述控制器相控制连接设置。

更进一步，所述靶体包括电机安装板、第三减速器、第三电机、传感器、靶面安装架以及靶面，所述第三电机和第三减速器通过所述电机安装板固定于所述控制器安装板上，所述靶面配合装设在所述靶面安装架上，该第三减速器与所述靶面安装架相传动连接，所述传感器安装布置于所述电机安装板上，用于限制靶面的角度，所述第三电机和传感器分别与所述控制器相控制连接设置。

更进一步，所述传感器成90°的安装角度布置安装于所述电机安装板上。

更进一步，所述底盘的外部还配合装设有防弹钢板，且该防弹钢板的外表面通过螺栓固定连接有一用于防跳弹的橡胶砖体，所述防弹钢板包括前防弹钢板、后防弹钢板、左防弹钢板、右防弹钢板、上防弹钢板以及轮毂防弹钢板，所述前、后、左、右防弹钢板与所述骨架通过拼焊相连接，所述上防弹钢板与所述前、后、左、右防弹钢板通过螺栓相固定连接，所述轮毂防弹钢板通过螺栓与所述第一轴及第二轴相连接。

更进一步，所述防弹钢板为6mm厚的防弹钢板防护，所述橡胶砖为20mm厚的橡胶砖。

更进一步，所述自主导航装置包括超声波传感器，该超声波传感器与所述电源体相电连接设置。

更进一步，所述底盘上还配合装设有搬运把手和急停开关。

本发明的使用方法：

当接收到训练任务时，工作人员可根据训练科目及要求，在上位机软件界面上预先设定好打靶机器人出现地点、出靶时间，亦可临时更改相关内容，打靶机器人接收到训练任务，采用自主导航技术，按照设定的目标点自主规划路径、并根据出靶需求调整机器人姿态，被训练人员射击并击中目标，击中靶面并上传对应环数数据，实时显示当前射击数据并保存。

训练开始后：机器人根据训练任务，根据现场现场的具体地面情况控制机器人驱动机构与转向机构由起始点或目标点自主运动至下一目标点或终点，调整好待射击姿态即靶面为隐式状态，控制系统接收到可射击指令后，电机动作，经第二减速器带动靶面结构快速旋转90°，等待被训练人员的射击，当靶面结构中传感器检测到有效射击，并将对应射击成绩经报靶系统、传输上传至后台控制室的上位机软件界面，实时显示、保存射击成绩。

通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明采用自主导航技术，实现路径规划和自主避障等功能，上位机发出指令，根据现场具体情况控制机器人驱动机构与转向机构由起始点或目标点自主运动至下一目标点或终点，实现打靶机器人的智能化移动和控制，提高训练的拟人化程度，使训练更贴近实战情景，进而提高射击训练水平。

2、本发明通过采用单臂悬架、两电机独立驱动，可使机器人在水泥、泥土及砂石等路面行驶，机器人转弯时可分别控制两轮差速转向，同时，机器人采用多连杆机构，单个电机驱动两轮转向，更好地适用于室外各种复杂地面环境的越野行驶移动，更有利于实战化的训练要求，提高射击者的训练水平。

3、本发明采用防弹钢板防护结构，进一步地提升打靶机器人正面的防弹效果，使其能够有效地抵挡子弹射击，提高设备的使用寿命，同时通过装设橡胶砖，避免出现跳弹的情况，使打靶机器人能够更加安全使用。

附图说明

图1是本发明的轴侧视结构示意图。

图2是本发明的主剖视结构示意图。

图3是本发明俯剖视结构示意图。

图4是本发明转向机构的结构示意图。

图5是本发明转向机构的轴系结构示意图。

图6是本发明驱动机构的结构示意图。

图7是本发明驱动机构的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明来进一步地说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6及图7所示，一种室外打靶机器人，包括底盘1，该底盘1上配合装设有可转动的靶体4，该底盘1内配合装设有骨架11、底板12、转向机构13、驱动机构14、控制器安装板15、无线通信单元16、控制器17、电源体18及自主导航装置5，所述驱动机构14、转向机构13、控制器17以及无线通信单元16分别与所述电源体18相电连接，所述控制器17配合固定装设在所述控制器安装板15上，所述控制器17分别与所述自主导航装置5、转向机构13、驱动机构14相控制连接设置，所述控制器17通过所述无线通信单元16与上位控制中心通讯连接设置。

更进一步，所述转向机构13包括第一电机1301、第一减速器1302、连杆机构1303、第一铰链1304、第二铰链1305、第一法兰盘1306、第一轴1307、第一轴承1308、第一实心橡胶轮1309、电机安装板1310、限位传感器1311以及销轴1312，所述第一电机1301和第一减速器1302配合装设在所述电机安装板1310上，该电机安装板1310配合固定于所述底板12上，所述第一法兰盘1306、第一轴1307、第一轴承1308与第一实心橡胶轮1309配合装配成第一轴系，该第一轴系通过所述第一铰链1304和第二铰链1305与所述骨架11相固定连接，该第一轴系同时通过所述连杆机构1303与所述减速器1302相连接，所述连杆机构1303的各连杆之间通过所述销轴1312相连接；所述第一电机1301和所述限位传感器1311分别与所述控制器17相控制连接设置。

更进一步，所述连杆机构1303呈一“凹”型结构设置。

更进一步，所述驱动机构14包括第二电机1401、第二减速器1402、轴承座1403、连杆1404、连接板1405、第二法兰盘1406、第三法兰盘1407、悬架组件1408、悬架铰链1409、第二轴1410、第二轴承1411以及第二实心橡胶轮1412，所述第二电机1401和第二减速器1402相配合连接装配，且装配后通过所述轴承座1403和连杆1404安装于所述底板12上，所述第二法兰盘1406、第三法兰盘1407、第二轴1410、第二轴承1411以及第二实心橡胶轮1412配合装配成第二轴系，该第二轴系通过所述悬架组件1408和悬架铰链1409固定于所述骨架11上；所述第二电机1401与所述控制器17相控制连接设置。

更进一步，所述靶体4包括电机安装板41、第三减速器42、第三电机43、传感器44、靶面安装架45以及靶面46，所述第三电机41和第三减速器42通过所述电机安装板41固定于所述控制器安装板15上，所述靶面46配合装设在所述靶面安装架45上，该第三减速器42与所述靶面安装架45相传动连接，所述传感器44安装布置于所述电机安装板41上，用于限制靶面的角度，所述第三电机43和传感器44分别与所述控制器17相控制连接设置。

更进一步，所述传感器44成90°的安装角度布置安装于所述电机安装板41上。

更进一步，所述底盘1的外部还配合装设有防弹钢板2，且该防弹钢板2的外表面通过螺栓固定连接有一用于防跳弹的橡胶砖体3，所述防弹钢板2包括前防弹钢板、后防弹钢板、左防弹钢板、右防弹钢板、上防弹钢板以及轮毂防弹钢板，所述前、后、左、右防弹钢板与所述骨架11通过拼焊相连接，所述上防弹钢板与所述前、后、左、右防弹钢板通过螺栓相固定连接，所述轮毂防弹钢板通过螺栓与所述第一轴1307及第二轴1410相连接。

更进一步，所述防弹钢板2为6mm厚的防弹钢板防护，所述橡胶砖3为20mm厚的橡胶砖。

更进一步，所述自主导航装置5包括超声波传感器，该超声波传感器与所述电源体18相电连接设置。

更进一步，所述底盘1上还配合装设有搬运把手6和急停开关7。

本发明的使用方法：

当接收到训练任务时，工作人员可根据训练科目及要求，在上位机软件界面上预先设定好打靶机器人出现地点、出靶时间，亦可临时更改相关内容，打靶机器人接收到训练任务，采用自主导航技术，按照设定的目标点自主规划路径、并根据出靶需求调整机器人姿态，被训练人员射击并击中目标，击中靶面并上传对应环数数据，实时显示当前射击数据并保存。

训练开始后：机器人根据训练任务，根据现场现场的具体地面情况控制机器人驱动机构与转向机构由起始点或目标点自主运动至下一目标点或终点，调整好待射击姿态即靶面为隐式状态，控制系统接收到可射击指令后，电机动作，经第二减速器带动靶面结构快速旋转90°，等待被训练人员的射击，当靶面结构中传感器检测到有效射击，并将对应射击成绩经报靶系统、传输上传至后台控制室的上位机软件界面，实时显示、保存射击成绩。

通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明采用自主导航技术，实现路径规划和自主避障等功能，上位机发出指令，根据现场具体情况控制机器人驱动机构与转向机构由起始点或目标点自主运动至下一目标点或终点，实现打靶机器人的智能化移动和控制，提高训练的拟人化程度，使训练更贴近实战情景，进而提高射击训练水平。

2、本发明通过采用单臂悬架、两电机独立驱动，可使机器人在水泥、泥土及砂石等路面行驶，机器人转弯时可分别控制两轮差速转向，同时，机器人采用多连杆机构，单个电机驱动两轮转向，更好地适用于室外各种复杂地面环境的越野行驶移动，更有利于实战化的训练要求，提高射击者的训练水平。

3、本发明采用防弹钢板防护结构，进一步地提升打靶机器人正面的防弹效果，使其能够有效地抵挡子弹射击，提高设备的使用寿命，同时通过装设橡胶砖，避免出现跳弹的情况，使打靶机器人能够更加安全使用。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性地改进，均应该属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种室外打靶机器人，其特征在于：包括底盘，该底盘上配合装设有可转动的靶体，该底盘内配合装设有骨架、底板、转向机构、驱动机构、控制器安装板、无线通信单元、控制器、电源体及自主导航装置，所述驱动机构、转向机构、控制器以及无线通信单元分别与所述电源体相电连接，所述控制器配合固定装设在所述控制器安装板上，所述控制器分别与所述自主导航装置、转向机构、驱动机构相控制连接设置，所述控制器通过所述无线通信单元与上位控制中心通讯连接设置。

2.根据权利要求1所述的一种室外打靶机器人，其特征在于：所述转向机构包括第一电机、第一减速器、连杆机构、第一铰链、第二铰链、第一法兰盘、第一轴、第一轴承、第一实心橡胶轮、电机安装板、限位传感器以及销轴，所述第一电机和第一减速器配合装设在所述电机安装板上，该电机安装板配合固定于所述底板上，所述第一法兰盘、第一轴、第一轴承与第一实心橡胶轮配合装配成第一轴系，该第一轴系通过所述第一铰链和第二铰链与所述骨架相固定连接，该轴系同时通过所述连杆机构与所述减速器相连接，所述连杆机构的各连杆之间通过所述销轴相连接；所述第一电机和所述限位传感器分别与所述控制器相控制连接设置。

3.根据权利要求2所述的一种室外打靶机器人，其特征在于：所述连杆机构呈一“凹”型结构设置。

4.根据权利要求1所述的一种室外打靶机器人，其特征在于：所述驱动机构包括第二电机、第二减速器、轴承座、连杆、连接板、第二法兰盘、第三法兰盘、悬架组件、悬架铰链、第二轴、第二轴承以及第二实心橡胶轮，所述第二电机和第二减速器相配合连接装配，且装配后通过所述轴承座和连杆安装于所述底板上，所述第二法兰盘、第三法兰盘、第二轴、第二轴承以及第二实心橡胶轮配合装配成第二轴系，该第二轴系通过所述悬架组件和悬架铰链固定于所述骨架上；所述第二电机与所述控制器相控制连接设置。

5.根据权利要求1所述的一种室外打靶机器人，其特征在于：所述靶体包括电机安装板、第三减速器、第三电机、传感器、靶面安装架以及靶面，所述第三电机和第三减速器通过所述电机安装板固定于所述控制器安装板上，所述靶面配合装设在所述靶面安装架上，该第三减速器与所述靶面安装架相传动连接，所述传感器安装布置于所述电机安装板上，用于限制靶面的角度，所述第三电机和传感器分别与所述控制器相控制连接设置。

6.根据权利要求5所述的一种室外打靶机器人，其特征在于：所述传感器成90°的安装角度布置安装于所述电机安装板上。

7.根据权利要求1所述的一种室外打靶机器人，其特征在于：所述底盘的外部还配合装设有防弹钢板，且该防弹钢板的外表面通过螺栓固定连接有一用于防跳弹的橡胶砖体，所述防弹钢板包括前防弹钢板、后防弹钢板、左防弹钢板、右防弹钢板、上防弹钢板以及轮毂防弹钢板，所述前、后、左、右防弹钢板与所述骨架通过拼焊相连接，所述上防弹钢板与所述前、后、左、右防弹钢板通过螺栓相固定连接。

8.根据权利要7所述的一种室外打靶机器人，其特征在于：所述防弹钢板为6mm厚的防弹钢板防护，所述橡胶砖为20mm厚的橡胶砖。

9.根据权利要求1所述的一种室外打靶机器人，其特征在于：所述自主导航装置包括超声波传感器，该超声波传感器与所述电源体相电连接设置。

10.根据权利要求1所述的一种室外打靶机器人，其特征在于：所述底盘上还配合装设有搬运把手和急停开关。