CN109974528B - 一种履带式遥控扫雷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种履带式遥控扫雷系统，属于地雷探测技术领域，解决了现有技术中扫雷车功能较为单一、无法同时满足多种情形的扫雷作业要求的问题。扫雷系统包括坦克底盘、上装作业装置以及用于控制坦克底盘和上装作业装置的遥控操纵装置，上装作业装置包括扫雷犁、爆破扫雷单元、通路标识单元、作业液压单元和作业电控单元；扫雷犁设于坦克底盘的前端，爆破扫雷单元设于坦克底盘的顶部，通路标识单元设于坦克底盘的后端，作业液压单元为扫雷犁、爆破扫雷单元和通路标识单元提供动力，作业电控单元用于控制扫雷犁、爆破扫雷单元和通路标识单元的动作。上述扫雷系统可用于扫雷作业。

Description

一种履带式遥控扫雷系统

技术领域

本发明属于地雷探测技术领域，尤其涉及一种履带式遥控扫雷系统。

背景技术

扫雷车能够在敌前沿多种形式的地雷场中为坦克装甲车辆开辟通路。

现有技术中，常用的扫雷车功能较为单一，无法同时满足多种情形的扫雷作业要求。

此外，对于扫雷车的遥控驾驶，没有专门针对扫雷车的遥控驾驶仪。而常规的无人驾驶车辆的遥控驾驶仪结构较为简单，体积庞大，只具备一些简单的按钮，如加速、减速、转向等按钮，与真实驾驶车辆完全不一样，对遥控驾驶员的要求比较高，无法应用于扫雷车的遥控驾驶。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明的目的是提供一种履带式遥控扫雷系统，解决了现有技术中扫雷车功能较为单一、无法同时满足多种情形的扫雷作业要求的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种履带式遥控扫雷系统，包括坦克底盘、上装作业装置以及用于控制坦克底盘和上装作业装置的遥控操纵装置，上装作业装置包括扫雷犁、爆破扫雷单元、通路标识单元、作业液压单元和作业电控单元；扫雷犁设于坦克底盘的前端，爆破扫雷单元设于坦克底盘的顶部，通路标识单元设于坦克底盘的后端，作业液压单元为扫雷犁、爆破扫雷单元和通路标识单元提供动力，作业电控单元用于控制扫雷犁、爆破扫雷单元和通路标识单元的动作。

在一种可能的设计中，坦克底盘包括车体、用于支撑车体以及带动车体运动的行动单元、用于为坦克底盘提供动力的动力单元以及用于将动力单元的动力传递至行动单元的传动单元。

在一种可能的设计中，遥控操纵装置包括遥控驾驶仪、车载单元和无线通信单元；遥控驾驶仪下发车辆的期望运行指令，通过无线通信单元传送至车载单元，从而实现对车辆运动的控制。

在一种可能的设计中，遥控驾驶仪包括箱体、盖合于箱体顶部的显控面板、设于箱体内的电路板组件、位于箱体顶部的控制面板以及设于控制面板上的车辆控制单元、机械扫雷控制单元、爆破扫雷控制单元和车辆运动调节单元，车辆控制单元、机械扫雷控制单元、爆破扫雷控制单元和车辆运动调节单元与电路板组件连接。

在一种可能的设计中，机械扫雷控制单元包括与电路板组件连接的机械扫雷开关、机械扫雷指示灯、犁体动作开关、犁体动作上升指示灯、犁体动作下降指示灯、犁体动作保持指示灯、通标作业开关、通标作业指示灯、犁体动作确认开关、犁体动作作业指示灯和犁体动作停止指示灯。

在一种可能的设计中，爆破扫雷控制单元包括与电路板组件连接的战斗复位开关、爆破指示灯、保持指示灯、复位指示灯、火箭弹自检开关、火箭弹自检指示灯、钥匙开关、钥匙开关指示灯和火箭弹发射开关，战斗复位开关、火箭弹自检开关、钥匙开关和火箭弹发射开关依次开启。

在一种可能的设计中，车辆控制单元包括与电路板组件连接的整车电源开关、整车电源指示灯、发动机启动开关、发动机启动指示灯、发动机熄火指示灯、车辆行驶开关、前驶指示灯、空档指示灯、倒驶指示灯、车辆起步开关、一档起步指示灯、二档起步指示灯、车辆换档控制开关、升档指示灯、降档指示灯和自动切换档位指示灯。

在一种可能的设计中，车辆运动调节单元包括与电路板组件连接的车速控制组件、转向控制组件、加速指示灯、制动指示灯、左转向指示灯和右转向指示灯，车速控制组件和转向控制组件。

在一种可能的设计中，遥控驾驶仪还包括设于控制面板上的无线数传天线和无线图传天线以及设于坦克底座上的视频图像采集模块和状态采集控制模块；视频图像采集模块用于获取操控扫雷车周边环境的图像信息，传送给显控面板；状态采集控制模块用于获取被操控扫雷车包括位置状态、行驶状态在内的车辆状态信息，传送给综合显控模块；并接收综合显控模块输出的操控指令，操控扫雷车；显控面板与视频图像采集模块和状态采集控制模块分别无线连接，接收并处理图像信息和车辆状态信息并在操控模式下，输出操控指令到状态采集控制模块对无人车辆进行操控。

在一种可能的设计中，操控模式包括面板遥控模式、界面遥控模式和自主驾驶模式；面板遥控模式，通过操纵控制面板形成操控指令，并发送到状态采集控制模块控制无人车辆行驶；界面遥控模式，通过对显控面板的显示界面的触摸键进行响应，形成操控指令，并发送到状态采集控制模块控制无人车辆行驶；自主驾驶模式，通过在显控面板进行目标点和引导点的设置，以形成规划路径，发送到状态采集控制模块，控制扫雷车按照规划路径自主驾驶。

与现有技术相比，本发明有益效果如下：

a)本发明提供的履带式遥控扫雷系统底盘以某坦克(以下简称基型车)作为基型底盘，顶部取消了炮塔，配备扫雷犁2、爆破扫雷单元3和通路标识单元4，能够满足多种情形的扫雷作业要求，可用于伴随装甲机械化部队的进攻战斗行动，在敌前沿多种形式的地雷场中为坦克装甲车辆开辟通路；也可用于防御战斗中扫除敌布置的雷场和雷群。

b)本发明提供的履带式遥控扫雷系统中，遥控驾驶仪应用于无人驾驶领域的危险任务领域，能够模拟真实扫雷车的驾驶功能，可以控制扫雷车的正常行驶和工作，还具有良好的机械扫雷模式和大面积、远距离爆破扫雷模式两种不同的扫雷模式，实现了远距离的车辆控制、机械扫雷控制、爆破扫雷控制，操作简单方便，顺序性好。同时，上述扫雷车的遥控驾驶仪还具有无线遥控的功能，可以实现远距离的遥控，实现了人车分离的功能，规避了在危险环境中作业人员安全可能受到的风险，具有很大的发明意义。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书和权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例一提供的履带式遥控扫雷系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的履带式遥控扫雷系统遥控驾驶仪中控制面板的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的履带式遥控扫雷系统遥控驾驶仪中显控面板的结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的履带式遥控扫雷系统遥控驾驶仪的内部结构示意图；

图5为本发明实施例一提供的履带式遥控扫雷系统遥控驾驶仪的发出驾驶指令程序图。

附图标记：

1-坦克底盘；2-扫雷犁；3-爆破扫雷单元；4-通路标识单元；11-遥控驾驶仪供电口；12-遥控驾驶仪开关；13-无线图传天线；14-整车电源开关；15-机油泵开关；16-机械扫雷开关；17-犁体动作开关；18-通标作业开关；19-犁体动作确认开关；110-整车电源指示灯；111-机油泵指示灯；112-机械扫雷指示灯；113-犁体动作上升指示灯；114-犁体动作保持指示灯；115-通标作业指示灯；116-犁体动作作业指示灯；117-犁体动作停止指示灯；118-犁体动作下降指示灯；119-程序自检指示灯；120-无线数传天线；21-战斗复位开关；22-火箭弹自检开关；23-火箭弹发射开关；24-钥匙开关；25-爆破指示灯；26-复位指示灯；27-保持指示灯；28-火箭弹自检指示灯；29-钥匙开关指示灯；31-发动机启动开关；32-车辆行驶开关；33-车辆起步开关；34-车辆换档控制开关；35-发动机启动指示灯；36-发动机熄火指示灯；37-前驶指示灯；38-空档指示灯；39-倒驶指示灯；310-一档起步指示灯；311-二档起步指示灯；312-升档指示灯；313-自动切换档位指示灯；314-降档指示灯；41-车速控制组件；42-转向控制组件；43-加速指示灯；44-制动指示灯；45-左转向指示灯；46-右转向指示灯；51-显控面板供电口；52-第一显示屏幕；53-第二显示屏幕；54-显示屏固定孔；55-显控面板穿线孔；56-显示屏开关；61-数传电台；62-螺柱；63-图传电台；64-电路板组件；65-底板。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

实施例一

本实施例提供了一种履带式遥控扫雷系统，如图1至图5所示，包括坦克底盘1、上装作业装置以及用于控制坦克底盘1和上装作业装置的遥控操纵装置，其中，上装作业装置包括扫雷犁2(例如，全宽式机械扫雷犁)、爆破扫雷单元3、通路标识单元4、作业液压单元和作业电控单元，扫雷犁2设于坦克底盘1的前端，爆破扫雷单元3设于坦克底盘1的顶部，通路标识单元4设于坦克底盘1的后端，作业液压单元用于为扫雷犁2、爆破扫雷单元3和通路标识单元4提供动力，作业电控单元用于控制扫雷犁2、爆破扫雷单元3和通路标识单元4的动作。

示例性地，坦克底盘1沿扫雷系统行进方向依次分为驾驶舱、作业舱和动力舱，其中，扫雷犁2设于坦克底盘1的前端，与坦克底盘1的首上夹板和首下夹板固定连接，爆破扫雷单元3设于坦克底盘1顶部，其下表面与发动机顶甲板有一定距离，不影响动力舱日常检查，绳解脱装置安装于弹药舱前部；弹药舱布置于原炮塔位置，通过螺栓与炮塔座圈固定；爆破扫雷模式下的火箭弹安装于发射架内，弹药箱内存储着所需的弹药。通路标识单元4设于坦克底盘1后端，顶面与车顶甲板其本齐平，下端面与后端面均留有一定的空间。作业液压单元中的油源布置在作业舱后部，作业液压单元中的动力源安装在动力舱隔板前方右侧，通过传动轴与传动箱取力口连接，所有油路的接头均设置在弹药舱上。作业电控单元将“两扫一通”控制模块(即用于控制)集成设计，布置在原弹药架位置。

机械扫雷作业时，通过遥控操作装置向作业电控单元发送机械扫雷信号，作业电控单元控制扫雷犁2扫除地雷；爆破扫雷作业时，通过遥控操作装置向作业电控单元发送爆破扫雷信号，作业电控单元控制爆破扫雷单元3，将火箭弹发射到地雷场中爆炸，清除前进道路上一定范围内的地雷，开辟出可以行进的连续道路。在爆破扫雷模式结束后，还需要进行机械扫雷，以清除爆破扫雷模式下残余的地雷，来保证扫雷工作的可靠性和通行的安全性。最后扫雷车扔下通行标志，指导队伍前进。

与现有技术相比，本实施例提供的履带式遥控扫雷系统底盘以某坦克(以下简称基型车)作为基型底盘，顶部取消了炮塔，配备扫雷犁2、爆破扫雷单元3和通路标识单元4，能够满足扫雷作业要求，可用于伴随装甲机械化部队的进攻战斗行动，在敌前沿多种形式的地雷场中为坦克装甲车辆开辟通路；也可用于防御战斗中克服敌机动撒布的雷场和雷群。

其中，遥控操纵装置包括遥控驾驶仪、车载单元和无线通信单元。通过遥控驾驶仪下发车辆的期望运行指令(例如，期望车速、转向程度、前进方向、机械扫雷和爆破扫雷，通过无线通信单元传送至车载单元，从而实现对车辆运动的直接控制。

车载单元包含图像采集单元、车辆状态监控单元、自动驾驶单元、底层控制单元和扫雷控制单元。图像采集单元由多个相机组成，采集驾驶环境视觉信息，是遥控人员决策的重要依据；车辆状态监控单元主要是收集车辆运行状态信息，并具备一定的故障自诊断功能，通过无线通信单元反馈至遥控驾驶仪；自动驾驶单元对遥控站下发的遥控指令进行解析，生成底层控制量发送至底层控制单元执行；底层控制单元完成对控制量的闭环控制，主要包括油门、制动。换挡、转向，与自动驾驶相同；扫雷控制单元接收由遥控站下发的遥控指令，并且根据遥控指令下发相应的指令。

无线通信单元包括车载端和手持接收端两部分。车载端主要用于采集视频数据，通过串口获得车辆运行状态，并接受远程操纵端指令实现对车辆的控制，发送图像及车况数据，接收控制指令等。车载端包含视频接收模块、A-OFDM实时图像发射模块和数传模块。视频接收模块将接收输入视频，经同步后进行图像信号处理，并发送给A-OFDM实时图像发射模块；A-OFDM实时图像发射模块将接收处理后的视频数据，直接调制成为基带信号，交由双频视频模块进行输出；数传模块使用双向数据传输模块，采用扩频方式增加干扰能力，用于车况数据或控制指令的无线收发。车载端预留RS232接口，用于获取车辆的状态信息。

手持接收端主要用于接收车载端发送来的图像数据和车况信息，以及发送操纵杆发出的控制指令。手持接收端将接收到的图像数据通过软件进行综合处理，通过LCD屏幕进行视频显示；操纵杆产生的控制指令通过RS232接口输入到遥控端的数传电台中，通过数传模块将控制指令发送到车载端，实现车辆遥控。

上述遥控驾驶仪包括箱体、盖合于箱体顶部的显控面板、设于箱体内的电路板组件64、位于箱体顶部的控制面板以及设于控制面板上的车辆控制单元、机械扫雷控制单元、爆破扫雷控制单元和车辆运动调节单元，用于控制电路板组件完成车辆控制、机械扫雷、爆破扫雷和车辆运动调节，上述车辆控制单元、机械扫雷控制单元、爆破扫雷控制单元和车辆运动调节单元与电路板组件连接。

示例性地，电路板组件64可以安装在箱体的底板65上，与其他部件隔离开不受力；控制面板通过螺柱62架设在底板65上，控制面板通过线缆与电路板组件64连接，控制面板上的开关会对电路板组件64产生作用，电路板组件64会对控制面板上相应的指示灯发生作用。

上述遥控驾驶仪应用于无人驾驶领域的危险任务领域，能够模拟真实扫雷车的驾驶功能，可以控制扫雷车的正常行驶和工作，还具有良好的机械扫雷模式和大面积、远距离的爆破扫雷模式两种不同的扫雷模式，实现了远距离的车辆控制、机械扫雷控制、爆破扫雷控制，操作简单方便，顺序性好。同时，上述扫雷车的遥控驾驶仪还具有无线遥控的功能，可以实现远距离的遥控，实现了人车分离的功能，规避了在危险环境中作业人员安全可能受到的风险，具有很大的发明意义。

对于机械扫雷控制单元，其可以用于实现自动扫雷的功能，主要包括与电路板组件64连接的机械扫雷开关16、机械扫雷指示灯112、犁体动作开关17、犁体动作上升指示灯113、犁体动作下降指示灯118、犁体动作保持指示灯114、通标作业开关18和通标作业指示灯115。首先，打开机械扫雷开关16，电路板组件64根据相应的输入输出命令到车辆的ECU，开始扫雷动作的准备，并且点亮机械扫雷指示灯112，继续打开犁体动作开关17，根据实际情况来调节犁体的相应位置，程序会根据犁体实际的运动方向点亮相应的犁体动作上升指示灯113、犁体动作下降指示灯118或犁体动作保持指示灯114，然后，打开通标作业开关18，这样车辆在实现扫雷之后，会根据预先设定好的距离扔下通标，来指导前进，并且点亮通标指示灯115。该遥控驾驶仪实现了对犁体动作和通行标志的控制，通过不同的控制指令实现不同的功用。

此外，由于犁体巨大，需要保证犁体的安全，因此，上述机械扫雷单元还可以包括犁体动作确认开关19以及相应的犁体动作作业指示灯116和犁体动作停止指示灯117，这样就可以选择犁体的工作状态，保证安全，程序也会点亮相应的犁体动作作业指示灯116或犁体动作停止指示灯117来提示现在犁体所属的状态。

对于爆破扫雷控制单元的结构，具体来说，其包括与电路板组件64连接的战斗复位开关21、爆破指示灯25、保持指示灯27、复位指示灯26、火箭弹自检开关22、火箭弹自检指示灯28、钥匙开关24、钥匙开关指示灯29和火箭弹发射开关23，使得战斗复位开关21、火箭弹自检开关22、钥匙开关24和火箭弹发射开关23依次开启。由于爆破扫雷具有很大的危险性，尤其是火箭弹的发射，所以在这一功能区的设计上，加入了多重防护。首先，需要调整战斗复位开关21的位置，来切换到爆破模式(爆破、保持或复位)，爆破模式的爆破指示灯25被点亮，然后打开火箭弹自检开关22，火箭弹自检指示灯28亮起，表示火箭弹在进行自检，自检完成后，需要插入钥匙，打开钥匙开关24，此时相应的钥匙开关指示灯29亮起，在车载端，弹药舱的盖会打开，火箭弹发射架升起，火箭弹发射的准备工作做好。接下来需要打开火箭弹发射开关23的保护罩，打开火箭弹发射开关23，火箭弹开始发射。

考虑到爆破扫雷具有很大的危险性，尤其是火箭弹的发射，如果误操作爆破扫雷控制单元，造成的后果非常严重，因此，可以将爆破扫雷控制单元设置在控制面板的中部，这样可以尽量避免在操作其他单元的时候误碰爆破扫雷控制单元，从而提高了上述手持遥控驾驶仪的操作安全性。

为了实现对扫雷车发动机启动、熄火、起步、加速、减速、换档、制动和转向功能进行控制，具体来说，上述车辆控制单元包括与电路板组件64连接的整车电源开关14、整车电源指示灯110、发动机启动开关31、发动机启动指示灯35、发动机熄火指示灯36、车辆行驶开关32、前驶指示灯37、空档指示灯38、倒驶指示灯39、车辆起步开关33、一档起步指示灯310、二档起步指示灯311、车辆换档控制开关34、升档指示灯312、降档指示灯314和自动切换档位指示灯313，其中，整车电源开关14、机油泵开关15、发动机启动开关31、车辆行驶开关32、车辆起步开关33和车辆换档控制开关34通过线缆与电路板组件64中的信号处理电路相连；整车电源指示灯110、机油泵指示灯111、发动机启动指示灯35、发动机熄火指示灯36、前驶指示灯37、空档指示灯38、倒驶指示灯39、一档起步指示灯310、二档起步指示灯311、升档指示灯312、降档指示灯314和自动切换档位指示灯313通过线缆与电路板组件64中的指示灯驱动电路相连。具体来说，上述开关的作用如下：整车电源开关14是通过无线数据传输电台实现对车辆电器设备的供电控制，这样主要是防止车辆在长时间停滞时，车辆电器设备持续耗电，造成车载电池缺电，无法启动的问题，整车电源开关14开启后，程序会根据输入的信号，向车辆发送相应的驾驶指令，并且点亮整车电源指示灯110；对于发动机启动开关31，当拨向启动一侧时，会通过线缆作用到电路板组件64，其硬件部分的信号处理电路和软件部分的信号处理模块相继发生作用，经驾驶指令生成模块后产生信号，并将信号发送出去，同时点亮发动机启动指示灯35。上述车辆控制单元中包括扫雷车启动和行驶过程中的多个控制开关，基本上，对扫雷车启动和行驶过程中的每个动作都有相应的控制开关和指示灯，驾驶员可以根据具有各自功能的控制开关简单、准确地对扫雷车进行控制，并通过相应的指示灯直观地了解车辆控制状态，简单、轻便，不易操作失误，且不要求遥控驾驶员有娴熟的驾驶技术。

为了能够在扫雷车启动之前提前控制机油泵的运转，改善车辆的启动性能，上述车辆控制单元还可以包括机油泵开关15和机油泵指示灯111，机油泵开关15用于控制机油泵，使得在扫雷车启动(按下车辆起步开关33)之前，通过机油泵开关15提前控制机油泵的运转，改善车辆的启动性能，同样地，在程序正常工作之后，点亮机油泵指示灯111。

为了能够简单、准确地调节车辆的运动(例如，行驶速度和行驶方向的调节)，上述车辆运动调节单元可以包括车速控制组件41、转向控制组件42、加速指示灯43、制动指示灯44、左转向指示灯45和右转向指示灯46，车速控制组件41和转向控制组件42通过连线与电路板组件64连接，用于遥控车辆在行驶过程中的加速、制动以及转向的功能。同样地，由于上述车辆运动调节单元中包括调节扫雷车行驶速度和行驶方向的多个控制开关，基本上，对扫雷车行驶速度和行驶方向调节的每个动作都有相应的控制开关和指示灯，驾驶员可以根据具有各自功能的控制开关简单、准确地对扫雷车的运动进行调节，并通过相应的指示灯直观地了解车辆运动状态，简单、轻便，不易操作失误，且不要求遥控驾驶员有娴熟的驾驶技术。

具体来说，车速控制组件41包括车速控制本体、车速滑键和直线电位计，用于检测驾驶者试图控制的车速模拟信号，车速控制本体安装在控制面板的下面，车速滑键通过螺纹配合旋在车速控制本体上，直线电位计通过连线与电路板组件64连接，操作车速滑键会带动车速控制本体内部的运动，其运动通过电位计作用到电路板组件64，经过电路板组件64将车速模拟信号转变为车速数字信号，然后被采集到芯片中，根据芯片中的程序将驾驶指令发出，经过无线数据传输电台传送到车辆的ECU中，实现车速的控制，并且点亮加速指示灯43或制动指示灯44。

转向控制组件42包括转向控制本体、转向杆和旋转电位计，转向控制本体安装在底板65上，转向杆通过紧定螺钉配合套在转向控制本体上，操作转向杆会带动转向控制组内部的运动，其运动通过旋转电位计作用到电路板组件64，通过检测旋转电位计转动角度的变化影响的电压变化而产生的模拟信号，将模拟信号输入到电路板组件64中，经过芯片中程序的计算，将正确的驾驶指令发出，经无线数据电台的传输发送到车辆的ECU中，车辆做出相应的控制动作，并且根据控制的指令点亮左转向指示灯45和右转向指示灯46。

为了便于同时调节车速和转向，可以将车速控制组件41和转向控制组件42均设于控制面板的边缘处，其中，车速控制组件41设于控制面板的一侧，转向控制组件42设于控制面板的另一侧。这是因为，将车速控制组件41和转向控制组件42分别设于控制面板的两侧，可以方便遥控驾驶员同时调节车速和转向，同时，由于车速控制组件41和转向控制组件42的操作幅度相对较大，将两者设于靠近边缘处，可以避免在操作过程中误碰其他组件，从而可以提高上述手持遥控驾驶仪的操作准确性，减少误操作的情况。

为了能够实时接收扫雷车的数据和图像，并且简化遥控驾驶仪的整体结构，上述遥控驾驶仪还可以包括设于控制面板上的无线数传天线120和无线图传天线13、设于箱体的底板上的数传电台61和图传电台63设于坦克底座1上的视频图像采集模块和状态采集控制模块，视频图像采集模块用于获取操控扫雷车周边环境的图像信息，传送给显控面板，状态采集控制模块用于获取被操控扫雷车包括位置状态、行驶状态在内的车辆状态信息，传送给综合显控模块；并接收综合显控模块输出的操控指令，操控扫雷车；显控面板与视频图像采集模块和状态采集控制模块分别无线连接，用于接收并处理图像信息和车辆状态信息；并在多种操控模式中的一种模式下，输出操控指令到状态采集控制模块对无人车辆进行操控。无线数传天线120与数传电台61连接，无线图传天线13与图传电台63连接，数传电台61和图传电台63与电路板组件64连接，通过无线数传天线120和无线图传天线13能够实现数据和图像的发射、接收，也可以根据遥控距离的远近选配不同的天线，数传电台61通过无线数传天线120接收扫雷车的数据并传送至电路板组件64，数传电台61也可以通过无线数传天线120接收电路板组件64的数据并传送至扫雷车，图传电台63可以通过无线图传天线13接收扫雷车的图像并传送至电路板组件64。

具体来说，多种操控模式包括面板遥控模式、界面遥控模式和自主驾驶模式；面板遥控模式，通过操纵控制面板形成操控指令，并发送到状态采集控制模块控制无人车辆行驶；界面遥控模式，通过对显控面板的显示界面的触摸键进行响应，形成操控指令，并发送到状态采集控制模块控制无人车辆行驶；自主驾驶模式，通过在显控面板进行目标点和引导点的设置，以形成规划路径，发送到状态采集控制模块，控制扫雷车按照规划路径自主驾驶。

上述遥控驾驶仪还包括设于控制面板上的遥控驾驶仪供电口11、遥控驾驶仪开关12以及用于监测遥控驾驶仪自身是否存在故障(例如，短路、断路或缺点等故障)的程序自检指示灯13。为了提高上述遥控驾驶仪的体积和便携性，其内部无供电电池，需要外部电源供电，因此在控制面板上需要设置用于外接电源的遥控驾驶仪供电口11，这样就可以根据任务的时间长短选配不同容量的电池，也便于更换电池，使得使用携带更加方便。通过接入外部电源，遥控驾驶仪首先需要打开遥控驾驶仪开关12，该开关打开后，整个遥控设备进入自检状态，自检状态完成后，如果程序没有遇到问题，自检指示灯亮起；反之，自检指示灯不亮。

对于显控面板的结构，具体来说，其可以包括面板本体以及设于面板本体上的显控面板供电口51、第一显示屏52、第二显示屏53、显示屏固定孔54、显控面板穿线孔55和显示屏开关56。其中，显控面板上的各组件所涉及的线缆通过穿线孔与控制面板连接，第一显示屏52主要是用来显示回传图像，而第二显示屏53主要是用来显示车辆的实时状态，给驾驶者指导操作的信息，而显示屏开关56主要是控制第二显示屏53的开启。

发明中的电路板组件64由硬件部分和软件部分组成。硬件部分包括电源电路、信号处理电路、CPU电路、指示灯驱动电路、无线数传电台、无线图传电台、屏幕显示组件等七大部分组成。电源电路负责电路板组件64、无线数传电台61、无线图传电台63、第一显示屏52和第二显示屏53的供电；CPU电路负责CPU的正常工作；信号处理电路负责信号的接收与发送；指示灯驱动电路负责指示灯亮暗或闪烁控制；无线数传电台、无线图传电台和屏幕显示组件共同完成了对车辆的数据和图像的发射、接收和显示的功用；各部分之间按电路原理连线而成。软件部分包括初始化模块、信号采集与处理模块、逻辑判断模块、驾驶指令生成模块、信号发送模块，信号接收模块；其功能包括完成各硬件电路的初始化、外部信号接收、信号处理、逻辑判断、驾驶指令生成、信号发送，车辆数据的接收与显示等，其中信号处理包括对模拟量的处理(如车速滑键产生的数值、转向杆产生的数值)、开关量的处理以及对被控无人车辆发送来的信号进行处理；软件经编译后生成二进制代码通过下载器下载到硬件部分CPU的程序存储器，对硬件部分发生作用；此外，信号处理电路还接收车辆返回的数据，将车辆的实时数据显示在屏幕上。

上述遥控驾驶仪的操作方法如下：

(1)系统上电和初始化：将外部电源接入遥控驾驶仪，将控制面板组上的电源开关按下，电路板组件与外部供电电路接通，电源指示灯亮，电路板组件开始对各硬件电路的初始化，软件检测到初始化完成后，向指示灯驱动电路发出信号，将初始化完成，自检指示灯点亮。

(2)被控车辆的预启动：由于考虑到被动控车辆的电池消耗和为了加强被控车辆的启动性能，发明中设置了整车电源开关和机油泵开关。在启动车辆之前，首先打开整车电源开关，电路板处理开关量，发出相应的指令，经无线传输到车辆，车辆供电，然后将机油泵开关往上拨一下，机油泵工作，增加启动性能，机油泵指示灯点亮。

(3)发动机启动：将面板组上的“前驶/空档/倒驶选择开关”扳到“空档”位置，然后将“启动/熄火选择”开关从“熄火”位置扳至“启动”位置，此时电路板组件中的信号处理电路(处理开关量)及驾驶指令生成模块会按照驾驶指令格式生成指令，并通过无线方式发送，被控无人车辆收到指令后即启动发动机。

(4)车辆的起步：将“一档/二档起步选择开关”扳到“一挡”或“二挡”，然后将“前驶/空档/倒驶选择”开关扳到“前驶”位置，再平稳地将“车速滑键”推移离开零速位置，此时电路板组件中的信号处理电路(处理开关量和模拟量)及驾驶指令生成模块会按照驾驶指令格式生成指令，并通过无线方式发送，被控无人车辆收到指令后即控制车辆起步行驶。

(5)换档模式：本发明的驾驶仪既可实现人工换档也可实现自动换档。当需要自动换档时，将“升档/自动挡/降档选择”开关拨到“自动”位置，并改变“车速滑键”的位置，此时电路板组件中的信号处理电路(处理开关量和模拟量)及驾驶指令生成模块会按照驾驶指令格式生成指令，并通过无线方式发送，被控无人车辆收到指令后即进入自动换档状态，被控无人车辆会根据所发送的车速指令大小，自行决定何时换档、换什么档。

如果需要使用人工换档，将“升档/自动挡/降档”开关拨到“升档”或“降档”位置，并改变“车速滑键”的位置，此时电路板组件中的信号处理电路(处理开关量和模拟量)及驾驶指令生成模块会按照驾驶指令格式生成指令，并通过无线方式发送，被控无人车辆收到指令后会根据发送的车速指令和“升档”或“降档”指令采取相应的换档动作。

(6)发动机转速和车速控制：车速控制通过改变“车速滑键”的位置来实现。“车速滑键”可在导向轴上滑动。当需要移动滑键时，用手指轻轻按下滑键后即可推移。手指松开后滑键就会自动弹起，并自行锁住在所定的位置，防止滑键位置发生偏移。

·加速行驶——当车辆行驶时，平稳地把“车速滑键”向上推移，此时电路板组件中的信号处理电路(处理模拟量)及驾驶指令生成模块会按照驾驶指令格式生成指令，并通过无线方式发送，被控无人车辆收到指令后即控制车速增长。

·降速行驶——当车辆行驶时，平稳地把“车速滑键”向下推移，此时电路板组件中的信号处理电路(处理模拟量)及驾驶指令生成模块会按照驾驶指令格式生成指令，并通过无线方式发送，被控无人车辆收到指令后即控制车速下降。如欲急剧减速，可将“车速滑键”推移至制动区，待车速下降后再将滑键移至所需车速刻度处。

·车速微调——可视实际车速大小与“车速滑键”指示刻度值的差异，微微移动“车速滑键”的位置，把车速准确调节到所需的数值。

(7)转向操作：转向杆是一个可绕垂直轴转动的控制杆，只须一只手就可轻轻拨动。当松开手指后，它又会在弹簧作用下自动返回中心位置。它左右旋转时，会带动旋转式电位计转动，输出一个模拟信号，作用于电路板组件后转换成转向指令。

车辆行驶时，拨动转向杆向左或右转动一定角度，此时电路板组件中的信号处理电路(处理模拟量)，经过处理后发出指令让向左(或向右)的指示灯亮，同时驾驶指令生成模块会按照驾驶指令格式生成指令，并通过无线方式发送，被控无人车辆收到指令后即实现转向动作。

(8)车辆的停驶：将“车速滑键”推向零速位置，然后随着车速的下降，将“前/空/倒”开关扳到“空档”位置；如欲急速停车，则可将车速滑键急推至零速位置后，继续推向制动区，同时把选档开关扳至“空档”位置，待实际车速降至零后松开滑键上的手指，让它自动返回零速位置。停驶后如不及时将选档开关扳回空档位置，“空档”指示灯将闪烁，以提醒驾驶员尽快纠正。

(9)车辆倒驶：将“前驶/空档/倒驶选择”开关扳到“倒驶”位置，再平稳地将“车速滑键”推移离开零速位置，此时电路板组件中的信号处理电路(处理开关量和模拟量)及驾驶指令生成模块会按照驾驶指令格式生成指令，并通过无线方式发送，被控无人车辆收到指令后即控制车辆倒驶。

(10)车辆熄火：首先确认车辆停驶时已将“前驶/空档/倒驶选择”开关位于“空档”位置，然后将“发动机启动/熄火选择”开关从“启动”位置扳至“熄火”位置，此时指令发生电路按照协议转换生成编码，并通过无线方式发送指令，被控无人车辆收到命令后将发动机熄灭。

(11)机械扫雷模式：首先打开机械扫雷的开关，制动扫雷指示灯点亮，然后通过图传设备接受到的画面，观察犁体的位置，通过调节犁体动作开关的位置“犁体动作开关升/降/保持”的位置，调节犁体为工作高度，打开通标投放开关，此时电路板按照协议将通标投放转换成编码，发送给车辆，通标投放的功能实现。最后，将犁体动作确认开关切换到作业状态，这时候扫雷车就具有了扫雷功能。此后，只需要根据实时的路况来控制车辆行驶，清除出一条可以通行的道路，并且丢下通行标志，指导队伍行进。

(12)爆破扫雷模式：该扫雷车还具有爆破扫雷的模式，主要的操作是首先切换战斗复位开关从“保持”到“爆破”，这样电路板会根据相应的协议生产指令经无线电台传输，车辆收到指令后开启爆破模式，接下来将火箭弹自检的开关向上搬，看到火箭弹自检指示灯变亮，火箭弹发射自检程序启动，然后插入钥匙开关的钥匙，转动钥匙开关，钥匙开关指示灯点亮，电路板会根据相应的程序生成指令发给车辆，车辆收到指令后先打开弹药舱的盖，然后升起发射架，最后打开火箭弹发射开关的锁止机构，搬动开关，火箭弹发射，实现爆破扫雷的功能。

对于坦克底盘1的结构，具体来说，其可以包括车体、用于支撑车体以及带动车体运动的行动单元、用于为坦克底盘1提供动力的动力单元、用于将动力单元的动力传递至行动单元的传动单元、动力传动辅助单元、操纵单元。

其中，相比与现有的坦克底座车体，本实施例对车体的进行了如下改进：

a)去除炮塔总成、防浪板、车底地板、弹药架及弹药、无线电台及通话设备、烟幕发射装置及支架、炮用工具及备件；

b)增加遥控驾驶部分设备安装附座；

c)动力舱隔板增加开口，去除车体风扇；

d)车体外部增加上装作业设备安装附座，包括扫雷犁支座、油缸座、行军固定座、发射装置支座等。

动力单元采用12150发动机，为四冲程12缸水冷柴油机，包括喷油泵和电子调速器，电子调速器包括发动机电子控制单元、电子调速器、发动机齿杆位置传感器、发动机转速传感器、机油压力传感器和发动机水温传感器。发动机电子控制单元接收由整车控制器下发的发动机期望转速指令，依据发动机齿杆位移、发动机转速的实时反馈信息，遵循系统闭环控制策略实现对电子调速器的控制，改变柴油机的供油量，实现发动机转速稳定控制。此外，发动机控制器时刻监测发动机机油压力和水温等状态信息，具备故障报警功能。

发动机电子控制单元为改进后电子调速器的核心部件，采用转速和齿杆双闭环控制策略。其中，外环为转速控制器，内环为齿条位置控制器。转速控制器的作用是根据当前柴油机转速和期望目标转速调整齿条位置的控制目标值。齿条位置控制器则依据齿条位置的控制目标值，采用闭环控制逻辑输出相应的电流值，从而改变喷油量，达到对发动机转速控制的目的。电子调速系统可实现起动控制、怠速控制、调速方式控制、调速控制、超速控制以及停机控制等，可以保证发动机在各种工况下的正常工作。

电子调速器采用位置控制式喷油装置。改进方案切断了油门踏板和供油齿杆的机械连接，取消原直列泵的机械离心式调速器和附件，以直线比例电磁铁为驱动元件推动喷油泵供油齿杆的位移，实现对喷油量的控制。当未通电时，回位弹簧的预紧力使得齿条处于完全断油的位置；通电后，电磁执行器中的线圈产生磁场，使铁芯磁化，当磁饱和时，铁芯产生一个与线圈中电流成正比的力，此力大于弹簧力时，齿条向油量增加的方向移动，小于弹簧力时，齿条向油量减少的方向移动，线圈中的电流通过PWM方式控制。

传动单元包括传动箱、主离合器、变速箱、风扇传动装置、行星转向机和侧减速器。其中，传动箱为WZ621传动箱，并改造为电液式变速操纵系统。变速操纵系统主要包括：电子控制单元TCU、选换挡执行机构、主离合器执行机构、换挡手柄、液压油源、变速箱输入轴转速传感器以及相关电缆等。其中电子控制单元所需的发动机转速、油门开度、车速等信息通过CAN总线提供，同时电子控制单元将当前实际档位、换挡手柄位置、离合器执行机构位置以及液压油源压力等信息经CAN总线反馈。

电子控制单元包括变速控制模块和CAN通讯模块组成。变速控制模块分为信号检测模块和系统控制模块，其中：信号检测模块主要完成系统信息输入功能；系统控制模块主要完成挡位选择、换挡控制等系统功能；CAN通讯模块主要实现自动变速操纵系统和整车控制器的数据交换与通信，接受整车控制器CAN网路上传输的数据并进行判断，实现数据的下载的功能。同时，自动变速操纵系统处理相关信息，并将其发送至CAN通信模块，实现数据上传的功能。

选换挡执行机构由两个油缸驱动，两个油缸成90度夹角互相垂直。由于某变速箱有5个前进挡和一个倒挡，因此换挡缸和选位缸采用三位油缸。选换挡执行机构直接安装于变速箱上，并利用变速箱穿箱螺钉固定，确保对原变速箱改进较小。

换挡油缸和选位油缸分别由高速响应的常闭式二位三通电磁阀驱动电磁阀分别用于驱动选位油缸完成选位操作和驱动换挡缸作挂挡操作。两个油缸通过其活塞杆拨动换挡拨子，操作三个独立的垂直轴和拉杆，分别与原变速箱各挡换挡拉臂和换挡轴相连。选换挡机构中设计有自锁和互锁机构，保证换挡的安全性。

主离合器执行机构由横拉杆、纵拉杆、分离托盘、驱动油缸、位移传感器、连接杆等组成。其中横拉杆、纵拉杆和分离托盘借用原离合器部件保持不变；根据改进设计要求新增离合器驱动油缸、位移传感器和连接杆，实现主离合器的自动分离和结合。

离合器驱动油缸呈前低后高的布置方式，固定在变速箱左侧固定座上，并与连接杆相连。油缸的两端采用关节轴承。在油缸的伸出端装有位移传感器，可以及时向电子控制单元反馈动作位移，以便对离合器动作实行闭环控制。油缸由两个高速响应的常闭与常开电磁阀驱动。在自适应软件控制下，对电磁阀实行PWM控制，控制分离、接合动作的速度，满足对主离合器平稳接合的功能要求，减少不必要的滑摩。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种履带式遥控扫雷系统，其特征在于，包括坦克底盘、上装作业装置以及用于控制坦克底盘和上装作业装置的遥控操纵装置，所述上装作业装置包括扫雷犁、爆破扫雷单元、通路标识单元、作业液压单元和作业电控单元；所述扫雷犁为全宽式机械扫雷犁；

所述坦克底盘为取消了炮塔的坦克底盘；

所述扫雷犁设于坦克底盘的前端，所述爆破扫雷单元设于坦克底盘的顶部，所述通路标识单元设于坦克底盘的后端，所述作业液压单元为扫雷犁、爆破扫雷单元和通路标识单元提供动力，所述作业电控单元用于控制扫雷犁、爆破扫雷单元和通路标识单元的动作；

遥控操纵装置包括遥控驾驶仪、车载单元和无线通信单元；遥控驾驶仪下发车辆的期望运行指令，通过无线通信单元传送至车载单元，从而实现对车辆运动的控制；

遥控驾驶仪包括箱体、盖合于箱体顶部的显控面板、设于箱体内的电路板组件、位于箱体顶部的控制面板以及设于控制面板上的车辆控制单元、机械扫雷控制单元、爆破扫雷控制单元和车辆运动调节单元；并用于控制电路板组件完成车辆控制、机械扫雷、爆破扫雷和车辆运动调节；车辆控制单元、机械扫雷控制单元、爆破扫雷控制单元和车辆运动调节单元与电路板组件连接；

电路板组件由硬件部分和软件部分组成；硬件部分包括电源电路、信号处理电路、CPU电路、指示灯驱动电路、无线数传电台、无线图传电台、屏幕显示组件；电源电路负责电路板组件、无线数传电台、无线图传电台、第一显示屏和第二显示屏的供电；CPU电路负责CPU的正常工作；信号处理电路负责信号的接收与发送；指示灯驱动电路负责指示灯亮暗或闪烁控制；遥控驾驶仪能够模拟真实扫雷车的驾驶功能，用于控制扫雷车的行驶和工作，且具有机械扫雷模式和爆破扫雷模式，以及无线遥控功能；

机械扫雷控制单元用于实现自动扫雷的功能，包括与电路板组件连接的机械扫雷开关、机械扫雷指示灯、犁体动作开关、犁体动作上升指示灯、犁体动作下降指示灯、犁体动作保持指示灯、通标作业开关、通标作业指示灯、犁体动作确认开关、犁体动作作业指示灯和犁体动作停止指示灯；

爆破扫雷控制单元包括与电路板组件连接的战斗复位开关、爆破指示灯、保持指示灯、复位指示灯、火箭弹自检开关、火箭弹自检指示灯、钥匙开关、钥匙开关指示灯和火箭弹发射开关，战斗复位开关、火箭弹自检开关、钥匙开关和火箭弹发射开关依次开启；

车辆控制单元包括与电路板组件连接的整车电源开关、整车电源指示灯、发动机启动开关、发动机启动指示灯、发动机熄火指示灯、车辆行驶开关、前驶指示灯、空档指示灯、倒驶指示灯、车辆起步开关、一档起步指示灯、二档起步指示灯、车辆换档控制开关、升档指示灯、降档指示灯和自动切换档位指示灯；车辆控制单元还包括机油泵开关和机油泵指示灯；

车辆运动调节单元包括车速控制组件、转向控制组件、加速指示灯、制动指示灯、左转向指示灯和右转向指示灯；车速控制组件和转向控制组件通过连线与电路板组件连接，用于遥控车辆在行驶过程中的加速、制动以及转向的功能；车速控制组件设于控制面板的一侧，转向控制组件设于控制面板的另一侧；

爆破扫雷控制单元设置在控制面板的中部；遥控驾驶仪的内部无供电电池；

所述坦克底盘包括车体、用于支撑车体以及带动车体运动的行动单元、用于为坦克底盘提供动力的动力单元以及用于将动力单元的动力传递至行动单元的传动单元；

所述遥控驾驶仪还包括设于控制面板上的无线数传天线和无线图传天线以及设于坦克底座上的视频图像采集模块和状态采集控制模块；

所述视频图像采集模块用于获取操控扫雷车周边环境的图像信息，传送给显控面板；

所述状态采集控制模块用于获取被操控扫雷车包括位置状态、行驶状态在内的车辆状态信息，传送给综合显控模块；并接收综合显控模块输出的操控指令，操控扫雷车；

所述显控面板与视频图像采集模块和状态采集控制模块分别无线连接，接收并处理图像信息和车辆状态信息并在操控模式下，输出操控指令到状态采集控制模块对无人车辆进行操控；

所述操控模式包括面板遥控模式、界面遥控模式和自主驾驶模式；

所述面板遥控模式，通过操纵控制面板形成操控指令，并发送到状态采集控制模块控制无人车辆行驶；

所述界面遥控模式，通过对显控面板的显示界面的触摸键进行响应，形成操控指令，并发送到状态采集控制模块控制无人车辆行驶；

所述自主驾驶模式，通过在显控面板进行目标点和引导点的设置，以形成规划路径，发送到状态采集控制模块，控制扫雷车按照规划路径自主驾驶；

坦克底盘沿扫雷系统行进方向依次分为驾驶舱、作业舱和动力舱，爆破扫雷单元的下表面与发动机顶甲板设有一定距离，绳解脱装置安装于弹药舱前部，弹药舱布置于原炮塔位置，爆破扫雷模式下的火箭弹安装于发射架内，弹药箱内存储着所需的弹药，通路标识单元的顶面与车顶甲板齐平，通路标识单元的下端面与后端面均留有一定的空间，作业液压单元中的油源布置在作业舱后部，作业液压单元中的动力源安装在动力舱隔板前方右侧，通过传动轴与传动箱取力口连接，所有油路的接头均设置在弹药舱上。

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