CN113883968B - 一种发动机启动系统及远程无人靶车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机启动系统及远程无人靶车，包括：温度传感器、处理器模块、转速传感器和信号接收器；温度传感器用于测量靶场的环境温度，转速传感器安装在主动轮前方，用于测量发动机转速；其中，主动轮安装在靶车的发动机的输出轴上；信号接收器用于接收靶车的控制指令，并传输给处理器模块；处理器模块用于解析信号接收器接收到的控制指令，从而控制启动马达动作，为发动机提供启动的扭矩；其中，启动马达安装在发动机上；远程无人靶车包括：上述发动机启动系统、远程监控系统，靶车壳体和靶车车体；其中，发动机启动系统与远程监控系统进行信息交互，且发动机启动系统、主动轮和发动机均设置在靶车车体上；靶车壳体安装在靶车车体顶部。

Description

一种发动机启动系统及远程无人靶车

技术领域

本发明涉及远程无人靶车技术领域，具体涉及一种发动机启动系统及远程无人靶车。

背景技术

无人靶车是军队现代化训练打靶的重要后勤保障装备之一，对于减少我军打靶训练的布靶时间、提高布靶工作的安全性具有重要的意义。由于无人靶车发动机启动时无法近距离观测发动机启动情况，因此很容易造成启动马达损坏或者启动不成功的情况。

现如今的发动机启动方案主要为：(1)在发动机启动电路中配置保险丝；(2)通过控制器采集点火开关的启动时间，通过限定启动时间来启动发动机；(3)通过车辆液压系统的油压来控制启动马达启停，在保护启动马达的同时实现发动机的启动。

由于打靶过程中危险性较大，在实际的布靶过程中操作人员需要对无人靶车进行远程控制，因此，上述方案(1)的无人靶车在保险丝烧断后将难以再次启动发动机。由于靶场环境复杂多变，存在高温极寒等恶劣天气，因此，发动机的点火时间、油压等参数并非定值，方案(2)和方案(3)极易造成发动机启动不成功或者损坏启动马达的情况，鲁棒性不强；当启动马达在短时间内连续启动时，也会对启动马达造成损坏，方案(2)和方案(3)不能对此进行有效保护；方案(2)和方案(3)不能保证一次打火指令就使发动机完成启动的动作，用于远程控制的方案会使启动操作繁琐；且方案(2)和方案(3)并未考虑靶车远程控制的情况，并未给予控制人员有效反馈，控制人员不能有效得知远程靶车的启动情况。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种发动机启动系统及远程无人靶车，能够解决现有发动机启动方案环境鲁棒性较弱、难以胜任靶场复杂多变的极端环境的问题。

本发明的技术方案为：一种发动机启动系统，包括：温度传感器、处理器模块、转速传感器和信号接收器；

所述温度传感器用于测量靶场的环境温度，转速传感器安装在主动轮前方，用于测量发动机的转速；其中，主动轮安装在靶车的发动机的输出轴上；

所述信号接收器用于接收靶车的控制指令，并传输给处理器模块；所述处理器模块用于解析信号接收器接收到的控制指令，从而控制启动马达动作，为发动机提供启动的扭矩；其中，启动马达安装在发动机上；

当接收到发动机的上电指令后，处理器模块通过其内预设关系式，决策出温度传感器当前环境温度所对应的发动机的转速阈值和时间阈值，通过转速传感器实时采集发动机的转速，当发动机的转速达到转速阈值后，处理器模块中的定时器更新并重新计时，当定时器的时间值超过时间阈值时，关闭启动马达并再次更新定时器，达到处理器模块的预设时间后，再次采集发动机的转速；若发动机的转速低于转速阈值设定量时，则发动机启动不成功并重新启动；否则，发动机启动成功。

优选地，所述转速阈值为发动机在当前环境温度下启动转速的75％。

优选地，所述时间阈值为发动机达到转速阈值后稳定运行的时间值。

优选地，所述启动马达设有启动开关，通过启动开关的闭合与断开状态控制发动机的得失电状态。

优选地，所述启动马达上电时启动，当转速传感器的转速值增大到发动机的转速阈值后的设定时间后，启动马达停止。

优选地，所述设定时间为0.5～2s。

优选地，关闭所述启动马达并再次更新定时器达到的预设时间为10～15s。

一种远程无人靶车，它包括：上述发动机启动系统；还包括：远程监控系统，靶车壳体和靶车车体；其中，发动机启动系统与远程监控系统进行信息交互，且发动机启动系统、主动轮和发动机均设置在靶车车体上；

所述靶车车体的顶部安装有靶车壳体，用于模拟靶标的外形特征；其中，靶车壳体顶部安装有摄像机，用于拍摄无人靶车运行过程中的图像信息并回传给远程监控系统。

优选地，在发动机启动完成后，所述摄像机从当前位置转90°再回转复位，以提示发动机启动成功。

优选地，所述远程监控系统包括：设置在远程指挥室中的远程监视组件和远程控制器；其中，所述远程监视组件能够监视无人靶车运动过程中的图像信息，远程操控人员根据布靶任务通过远程控制器来控制无人靶车的运动状态。

有益效果：

1、本发明的发动机启动系统，通过温度传感器测量环境温度，通过转速传感器测量发动机转速，通过处理器模块决策环境温度与发动机的转速阈值和时间阈值之间的关系，再结合信号接收器接收的上电指令，能够控制发动机稳定启动，有效解决了发动机启动方案环境鲁棒性较弱的问题，适用于远程控制的靶车布靶任务，发动机启动过程中的参数及相应的启动马达动作均由处理器模块进行控制，无需操作人员进行近距离操作，这样可以保证布靶任务的安全性。

2、本发明的发动机启动系统根据环境温度参数得到发动机启动时的转速阈值与时间阈值，阈值参数为温度参数确定的对应函数值，并非固定值，增强了整个系统的环境鲁棒性。

3、本发明的发动机启动系统根据转速阈值和时间阈值来确定发动机的启动情况，转速阈值设置为发动机正常启动转速的75％，配合时间阈值可以在发动机达到启动转速的瞬间与启动马达进行有效分离，进而对启动马达进行保护。

4、本发明的发动机启动系统，在发动机启动后的预设时间时仍会再次检测发动机的运转情况，若启动失败会再次进行启动操作，通过时间的预设防止启动马达在短时间进行连续多次启动动作；且该行为可以保证一次启动指令可以产生多次的启动动作直到启动动作的完成，保证远程控制时操作的简洁性。

5、本发明的远程无人靶车，通过发动机启动系统与远程监控系统之间的联系和信息交互，使无人靶车能够有效胜任靶场复杂多变的极端环境。

6、本发明的远程无人靶车，会在发动机启动完成后通过摄像头旋转九十度并自动复位的预设动作，使远程的操作人员知道靶车的发动机的启动状况。

附图说明

图1为本发明中发动机启动系统的示意图。

图2为本发明中无人靶车的外形示意图。

图3为本发明中远程无人靶车的远程控制示意图。

图4为本发明中发动机启动系统的工作流程图。

其中，1-温度传感器，2-处理器模块，3-转速传感器，4-启动马达，5-主动轮，6-发动机，7-靶车车体，8-靶车壳体，9-摄像机。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种发动机启动系统及远程无人靶车，能够解决现有发动机启动方案环境鲁棒性较弱、难以胜任靶场复杂多变的极端环境的问题。

如图3所示，所述远程无人靶车包括：无人靶车和远程监控系统，如图2所示，无人靶车包括：靶车壳体8、靶车车体7以及设置在靶车车体7上的发动机启动系统、主动轮5和发动机6；其中，发动机启动系统与远程监控系统进行信息交互；

如图1所示，发动机启动系统包括：温度传感器1、处理器模块2、转速传感器3和信号接收器；

所述靶车车体7作为安装基座，用于安装温度传感器1、处理器模块2、转速传感器3、信号接收器和发动机6；

所述发动机6为无人靶车中的液压组件提供动力，从而使液压组件驱动无人靶车进行前进、转向和后退等动作；

所述启动马达4安装在发动机6上，用于给发动机6提供启动时的扭矩；其中，启动马达4的控制电路上安装有启动开关，通过启动开关的闭合与断开状态可得到发动机6的得失电状态；

所述主动轮5安装在发动机6的输出轴上，通过安装在靶车车体7上的转速传感器3可测得发动机6输出轴的转速信息；其中，转速传感器3安装在主动轮5的前方(主动轮5的前方与无人靶车的前方一致)，用于测量发动机6的转速；

所述温度传感器1，安装在靶车车体7上，用于测量靶场的环境温度；

信号接收器，安装在靶车车体7上，用于接收靶车的控制指令，并传输给处理器模块2；当远程监控系统向信号接收器发送发动机6的上电指令时，启动开关动作；

所述处理器模块2，安装在靶车车体7上，用于解析信号接收器接收到的控制指令，并控制启动开关的闭合与断开，从而控制启动马达4动作；当接收到发动机6的上电指令后，处理器模块2通过其内预设的温度传感器1的温度与转速阈值和时间阈值之间的关系(一般根据经验或实验数据确定)，决策出温度传感器1当前环境温度所对应的发动机6的转速阈值和时间阈值(本实施例中，转速阈值为发动机6在当前环境温度下启动转速的75％，时间阈值为发动机6达到转速阈值后可以稳定运行的时间值，且本领域普通技术人员能够根据经验判断发动机6的稳定运行状态)，进而通过转速传感器3的转速值控制启动马达4的启停状态(启动马达4上电时启动，当转速值增大到转速阈值后的设定时间后，启动马达4停止；其中，该设定时间为0.5～2s)；当发动机6启动完成后，在预设时间(10～15s)时再次测量发动机6的转速值，若发动机6转速较低或完全停止转动，则再次启动发动机6，直到启动马达4完成启动任务后，处理器模块2将摄像机9转动90°并复位的画面回传至远程监控系统，从而提醒操作人员发动机6的启动动作完成。

本实施例中，所述靶车车体7的顶部安装有靶车壳体8，靶车壳体8一则能够模拟靶标的外形特征，二则能够作为摄像机9的安装基座；其中，摄像机9安装在靶车壳体8的顶部，并将所拍摄到的无人靶车运行过程中的图像信息回传给远程监控系统，同时，摄像机9可以在发动机6启动动作完成后进行预设提示动作(例如，通过观察摄像机9从当前位置转90°再回转复位来确定发动机6启动成功)，方便远程控制人员知道发动机6的启动状态。

本实施例中，远程监控系统包括：设置在远程指挥室中的远程监视组件和远程控制器；其中，所述远程监视组件能够监视无人靶车运动过程中的图像信息，远程操控人员可根据相应布靶任务通过远程控制器来控制无人靶车的运动状态。

如图4所示，发动机启动系统使用时，根据温度传感器1所测靶场的环境温度决策出发动机6启动时的转速阈值与时间阈值，通过转速传感器3可以实时采集发动机6的转速值，当发动机6的转速达到转速阈值后，处理器模块2中的定时器产生更新事件并重新计时，当定时器的时间值超过时间阈值时，关闭启动马达4并再次更新定时器，达到处理器模块2的预设时间后，再次采集发动机6的转速，若发动机6的转速明显低于转速阈值时，则认为发动机6启动不成功并重新启动；若发动机6启动成功，则摄像头转动90°并自动复位，以提醒远程控制人员发动机6启动工作完成。

远程无人靶车工作时，远程指挥室的操作人员可在打靶训练之前，通过远程控制器来给无人靶车的发动机6上电并向无人靶车发送前进、转向和后退指令，并且操作人员可以在移动无人靶车的布靶过程中根据无人靶车运动的环境因素及时地改变无人靶车运动状态(通过远程控制器改变无人靶车的前进、转向和后退等运动状态)；当操作人员下达发动机6上电的命令后，位于无人靶车上的信号接收器将接收到的报文进行解析并闭合无人靶车上的启动开关来使启动马达4得电，启动马达将带动发动机6转动；

处理器模块2根据温度传感器1得到的环境温度信息决策出发动机6启动所对应的转速阈值与时间阈值，当启动马达4开始转动后，转速传感器3将会一直监视发动机6的实时转速，当发动机6的转速大于转速阈值时，处理器模块2的定时器产生更新并开始计时，当达到时间阈值时，断开启动开关使启动马达4失电停止工作；

此时，定时器再次产生更新事件计时，当达到预设时间时，若发动机6的转速仍然大于转速阈值，则产生发动机6启动完成的标志动作，即摄像机9转动90°并自动复位，以提醒远程控制人员发动机6启动工作完成。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种发动机启动系统，其特征在于，包括：温度传感器(1)、处理器模块(2)、转速传感器(3)和信号接收器；

所述温度传感器(1)用于测量靶场的环境温度，转速传感器(3)安装在主动轮(5)前方，用于测量发动机(6)的转速；其中，主动轮(5)安装在靶车的发动机(6)的输出轴上；

所述信号接收器用于接收靶车的控制指令，并传输给处理器模块(2)；所述处理器模块(2)用于解析信号接收器接收到的控制指令，从而控制启动马达(4)动作，为发动机(6)提供启动的扭矩；其中，启动马达(4)安装在发动机(6)上；

当接收到发动机(6)的上电指令后，处理器模块(2)通过其内预设关系式，决策出温度传感器(1)当前环境温度所对应的发动机(6)的转速阈值和时间阈值，通过转速传感器(3)实时采集发动机(6)的转速，当发动机(6)的转速达到转速阈值后，处理器模块(2)中的定时器更新并重新计时，当定时器的时间值超过时间阈值时，关闭启动马达(4)并再次更新定时器，达到处理器模块(2)的预设时间后，再次采集发动机(6)的转速；若发动机(6)的转速低于转速阈值设定量时，则发动机(6)启动不成功并重新启动；否则，发动机(6)启动成功。

2.如权利要求1所述的发动机启动系统，其特征在于，所述转速阈值为发动机(6)在当前环境温度下启动转速的75％。

3.如权利要求1所述的发动机启动系统，其特征在于，所述时间阈值为发动机(6)达到转速阈值后稳定运行的时间值。

4.如权利要求1所述的发动机启动系统，其特征在于，所述启动马达(4)设有启动开关，通过启动开关的闭合与断开状态控制发动机(6)的得失电状态。

5.如权利要求1所述的发动机启动系统，其特征在于，所述时间阈值为0.5～2s。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的发动机启动系统，其特征在于，关闭所述启动马达(4)并再次更新定时器达到的预设时间为10～15s。

7.一种远程无人靶车，其特征在于，它包括：权利要求1-6中任意一项所述的发动机启动系统；还包括：远程监控系统，靶车壳体(8)和靶车车体(7)；其中，发动机启动系统与远程监控系统进行信息交互，且发动机启动系统、主动轮(5)和发动机(6)均设置在靶车车体(7)上；

所述靶车车体(7)的顶部安装有靶车壳体(8)，用于模拟靶标的外形特征；其中，靶车壳体(8)顶部安装有摄像机(9)，用于拍摄无人靶车运行过程中的图像信息并回传给远程监控系统；

在发动机(6)启动完成后，所述摄像机(9)从当前位置转90°再回转复位，以提示发动机(6)启动成功。

8.如权利要求7所述的远程无人靶车，其特征在于，所述远程监控系统包括：设置在远程指挥室中的远程监视组件和远程控制器；其中，所述远程监视组件能够监视无人靶车运动过程中的图像信息，远程操控人员根据布靶任务通过远程控制器来控制无人靶车的运动状态。