CN114923371A - 单轨自驱运动靶车组及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单轨自驱运动靶车组，属于射击训练器材领域。包括单轨道、滑触线、直流供电单元和至少一台自驱运动靶车，所述滑触线沿单轨道布设，滑触线连接直流供电单元；所述自驱运动靶车可采集滑触线上的电能并沿单轨道运动并定位；当所述自驱运动靶车为多台时，相邻两台自驱运动靶车之间通过连杆机构相连接。通过单轨道与自驱运动靶车的结合，自驱运动靶车运行时与地面接触，降低了噪音的产生；单轨道的结构保证了单轨自驱运动靶车组良好的场地适应能力，其架设更加方便快捷，能满足各类室内外的训练需要。本发明还公开了上述单轨自驱运动靶车组的控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种运动靶车组，具体讲是一种单轨自驱运动靶车组及控制方法，属于射击训练器材领域。
背景技术
长期以来，反恐训练与战术应用训练一直使用运动靶构设训练环境，运动靶将以其非固定的目标形式，更逼真的应用模式，成为此类训练应用的升级换代产品。目前，靶场室内外移动靶产品基本采用钢丝绳或同步带的牵引方式来实现移动，其虽然控制方式简单，但在拓展性方面比较受限。同时，钢丝绳及同步带在靶机运行过程中容易产生噪音从而影响训练者的体验。此外，现有技术中也有采用双轨式的移动靶，但其轨道设置及驱动机构笨重、设备铺设的劳动强度大，机动性差，无法满足不同的应用场景，难以满足客户的实战训练需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种噪音小、场地适应性强、架设简单，机动性好的单轨自驱运动靶车组及控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的单轨自驱运动靶车组，包括单轨道、滑触线、直流供电单元和至少一台自驱运动靶车，所述滑触线沿单轨道布设，滑触线连接直流供电单元；所述自驱运动靶车可采集滑触线上的电能并沿单轨道运动并定位；自驱运动靶车的前部和尾部均设有识别感应器；
当所述自驱运动靶车为多台时，相邻两台自驱运动靶车之间通过连杆机构相连接，连接时连杆机构触发感应器。
本发明中，所述自驱运动靶车包括安装在车体上的集电器、驱动机构、导向机构、位置检测传感器和从动码盘；
所述集电器用于采集滑触线上的电能，为自驱运动靶车供电；
所述驱动机构沿地面驱动车体行驶；
所述导向机构控制车体沿单轨道运动；
所述位置检测传感器用于检测单轨道的起点、终点及特定位置；
所述从动码盘用于反馈自驱运动靶车行驶的精确距离和位置。
本发明中，所述导向机构位于车体的底部，包括两两对称设置的4个导向轮，导向轮之间形成容纳单轨道布设的空间；所述4个导向轮均与单轨道接触并沿单轨道滚动。
本发明中，所述单轨道的两端设有防撞机构。
本发明中，所述单轨道的两端及两端之间设有位置触发模块。
本发明中，所述连接杆的至少一端设有万向调节功能。
上述单轨自驱运动靶车组的控制方法，包括以下步骤：
S1.定义单轨自驱运动靶车组中的头车和尾车，头车和尾车之间的为中车：当连杆连接自驱运动靶车后，连杆自动触发自驱运动靶车的车头或车尾感应器；如果自驱运动靶车中只有车尾感应器被触发的则为头车，车头、车尾感应器均被触发时则为中车，只有车头感应器被触发时则为尾车。
S2.头车将行驶速度值发送给中车和尾车，中车和尾车按头车的行驶速度值行驶。
本发明中，各自驱运动靶车均采用双环PID控制速度。
本发明的有益效果在于：(1)通过单轨道与自驱运动靶车的结合，自驱运动靶车运行时与地面接触，降低了噪音的产生；单轨道的结构保证了单轨自驱运动靶车组良好的场地适应能力，其架设更加方便快捷，能满足各类室内外的训练需要；(2)由于单轨道在自驱运动靶车运行时仅起导向作用，不承载靶车的重量，故可采用轻质型材制成，从而使得整体车组结构简单、轻便，便于运输机动；(3)两两对称设置的4个导向轮与单轨道侧面接触滚动，导向的可靠性好且噪声较小；(4)防撞机构可预防自驱运动靶车在单轨道两端极限位置时脱离轨道；(5)位置触发模块可以根据现场需要在标记轨道上相应的位置，以便于自驱运动靶车的定位；(6)连接杆上的万向调节功能，可保证多辆自驱运动靶车连接成的靶车组能适应不同形状的单轨道；(7)多台组合使用时的，采用双环PID控制自驱运动靶车速度，保持单台靶车的动力性能，提高单轨自驱运动靶车组的整体动力性能和运行的可靠性、稳定性。
附图说明
图1为本发明单轨自驱运动靶车组结构示意图；
图2为单台自驱运动靶车装配示意图；
图3为单台自驱运动靶车结构示意图，(a)为俯视图，(b)为主视图；
图4为单轨道结构示意图，(a)为侧视图，(b)为主视图；
图5为防撞机构结构示意图；
图6为连接杆应用示意图；
图7为单轨自驱运动靶车组合示意图；
图8为供电器原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1和2所示，本发明提供的单轨自驱运动靶车组，包括自驱运动靶车1、单轨道2、滑触线3、连接杆4和供电器5。自驱运动靶车1可一台独立使用，也可多台组合使用，本实施例中为3台组合使用。每台自驱运动靶车1均自带驱动机构，多台组合使用时保持单台靶车的动力性能。滑触线3沿单轨道2布设，固定在单轨道2上，滑触线3连接供电器5。每台自驱运动靶车上均设有通信单元(图中未显示)，各自驱运动靶车之间可以进行通信。通信方式可采用无线模式或有线模式。
供电器5为滑触线3提供直流电源。自驱运动靶车1自带驱动轮14，从滑触线3上采集电能，驱使电机及驱动轮14转动，沿单轨道2行驶。
单轨道2可根据现场环境的需要组合成直线及曲线。
当采用多台自驱运动靶车1时，相邻两套台的自驱运动靶车1组之间通过连接杆4相连接。
如图3所示，自驱运动靶车1包括集电器11、驱动轮14、从动码盘12、导向轮13、位置检测传感器17、车身15、拖杠16和靶标18。四个驱动轮14安装在车身15的底部，与地面接触，可在各种平整的地面行驶为自驱运动靶车1提供驱动力。驱动部分采用现有技术中常规的驱动方式即可实现，本实施例不再展开描述。
集电器11安装在车身15上，用于采集滑触线3上的电能，给自驱运动靶车1整体供电。
从动码盘12安装在车身15上，用于反馈自驱运动靶车1行驶的精确距离、位置等。
四个导向轮13两两对称设置于车身15的底部，4个导向轮13之间形成可容纳单轨道2的空腔。当自驱运动靶车1设置于单轨道2上时，4个导向轮13与单轨道2的侧面接触并可滑动，以用于保持自驱运动靶车1沿单轨道2行驶，控制自驱运动靶车1的运动方向。
位置检测传感器17安装在车身15上，用于检测单轨道2的起点、终点及根据使用需要设置的特定位置。
拖杠16固定安装在车身15上，拖杠16作用是便于连接杆4的连接，通过连接杆4将靶车串联成靶车组。
靶标18固定在车身15上，靶标18可携带射击目标并进行起倒、侧转、摇摆等战术动作。采用现有技术中能实现上述功能的靶标18即可。
如图4所示，单轨道2可以为一根组合式单轨道2，也可随意组合成一条连续的单轨道2，该轨道可以是直线形式，也可以是曲线形式，如“I”型、“L”型、“C”型、“O”型等，该轨道可以固定在室内外各种平整的地面上。
在本实施例中，单轨道2在自驱运动靶车1运行时仅起导向作用，不承载自驱运动靶车1的重量，故可采用轻质型材制成。自驱运动靶车1的重量全部承载于地面上，从而降低了运行过程与单轨道2配合时噪音的产生。单轨道2采用轻质型材制成保证了自驱运动靶车1组良好的场地适应能力，其架设更加方便快捷，能满足各类室内外的训练需要，且使得整体车组结构简单、轻便，便于运输机动。
单轨道2的两端分别设有防撞机构，预防自驱运动靶车1在轨道两端极限位置时脱离轨道。如图5所示，防撞机构包括缓冲杆23、压簧24、橡胶柱25、螺母22和防撞支架21。缓冲杆23的一端连接橡胶柱25，另一端穿过压簧24使用双螺母22固定在防撞支架21上。当自驱运动靶车1撞击防撞机构时，靶车与橡胶柱25撞击接触，然后挤压弹簧24，弹簧24压缩卸力保证靶车安全停车。
两端之间的单轨道2上根据需要可设置多个位置触发模块6，用于自驱运动靶车1上的位置检测传感器17识别，从而可以精确地掌握自驱运动靶车1的运行位置。
滑触线3由正、负两路单级组合式安全滑触线3组成，通过滑触线3接头组合。可根据单轨形状组合成直线、曲线等形状，由供电器5提供电能，为自驱运动靶车1提供电能。
如图6所示，连接杆4一端连接一台自驱运动靶车1，另一端连接另一台自驱运动靶车1，将靶车组合，形成靶车组。连接杆4的一端或两端具有万向调节功能，连接杆4两头与相邻两辆自驱运动靶车1的拖杠16相适配连接，将多辆自驱运动靶车1连接成靶车组。
如图6和7所示，每台自驱运动靶车1的前部设置车头感应器、尾部设置车尾感应器。车头感应器和车尾感应器用于连接杆4连接时的触发识别。当多台自驱运动靶车进行组合时，自驱运动靶车从左到右分别为头车、中车……、尾车，相邻之间的自驱运动靶车通过连接杆4相连接。当连杆4连接相邻的自驱运动靶车1时，连杆4自动触发车头或车尾感应器。如果自驱运动靶车1中只有车尾感应器被触发的则定义为头车，车头、车尾感应器均被触发时定义为中车，只有车头感应器被触发时定义为尾车。本实施例中车头感应器和车尾感应器采用的是触压式开关。在实际使用过程中车头感应器和车尾感应器也可以采用非接触式感应器。
在多辆单轨自驱运动靶车组合时，各个自驱运动靶车均带动力，因此运行时速度不会因为靶车数量增加而受影响变小。本技术方案同时通过速度协同算法解决自驱运动靶车速度同步问题。当多辆单轨自驱运动靶车组合使用时，以头车作为唯一的速度控制单元，头车采用位置环、速度环双环PID控制电机速度；头车同时将速度值通过有线或无线方式实时传输给后面的中车和尾车。后面的中车和尾车只需进行速度PID控制，从而保证后车与头车的速度一致，以确保了组合使用的动力，以及保证到位的精度。
如图8所示，供电器5包括开关电源、充电器、电池、开关等组成。开关为三挡切换开关，通过开关为三挡切换开关，选择开关电源或电池供电，三挡开关打到OFF档则两者皆不供电。供电器5的输出端使用大电流连接器与滑触线3供电端连接。供电器5为滑触线3提供直流电，可接入交流电，通过供电器5内部的开关电源将交流电转换成直流电，也可直接通过电池提供直流电。
长期以来，反恐训练与战术应用训练一直使用运动靶构设训练环境，运动靶将以其非固定的目标形式，更逼真的应用模式，成为此类训练应用的升级换代产品。本发明主要应用于军警反恐训练、战术应用训练、竞技射击训练场合，可以模拟不同类型的训练目标，提升训练环境的逼真度与复杂性。
本发明提供了一种单轨自驱运动靶车组及控制方法的思路，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (9)
1.一种单轨自驱运动靶车组，其特征在于：包括单轨道、滑触线、直流供电单元和至少一台自驱运动靶车，所述滑触线沿单轨道布设，滑触线连接直流供电单元；所述自驱运动靶车可采集滑触线上的电能并沿单轨道运动并定位；自驱运动靶车的前部和尾部均设有识别感应器；
当所述自驱运动靶车为多台时，相邻两台自驱运动靶车之间通过连杆机构相连接，连接时连杆机构触发感应器。
2.根据权利要求1所述的单轨自驱运动靶车组，其特征在于：所述自驱运动靶车包括安装在车体上的集电器、驱动机构、导向机构、位置检测传感器和从动码盘；
所述集电器用于采集滑触线上的电能，为自驱运动靶车供电；
所述驱动机构沿地面驱动车体行驶；
所述导向机构控制车体沿单轨道运动；
所述位置检测传感器用于检测单轨道的起点、终点及特定位置；
所述从动码盘用于反馈自驱运动靶车行驶的精确距离和位置。
3.根据权利要求2所述的单轨自驱运动靶车组，其特征在于：所述导向机构位于车体的底部，包括两两对称设置的4个导向轮，导向轮之间形成容纳单轨道布设的空间；所述4个导向轮均与单轨道接触并沿单轨道滚动。
4.根据权利要求1至4任一项所述的单轨自驱运动靶车组，其特征在于：所述单轨道的两端设有防撞机构。
5.根据权利要求1至4任一项所述的单轨自驱运动靶车组，其特征在于：所述单轨道的两端及两端之间设有位置触发模块。
6.根据权利要求1至4任一项所述的单轨自驱运动靶车组，其特征在于：所述连接杆的至少一端设有万向调节功能。
7.权利要求1所述单轨自驱运动靶车组的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
S1.定义单轨自驱运动靶车组中的头车、尾车，头车和尾车之间的为中车；
S2.头车将行驶速度值发送给中车和尾车，中车和尾车按头车的行驶速度值行驶。
8.根据权利要求7所述单轨自驱运动靶车组的控制方法，其特征在于：所述各自驱运动靶车均采用双环PID控制速度。
9.根据权利要求7所述单轨自驱运动靶车组的控制方法，其特征在于所述S1的具体过程为：当连杆连接自驱运动靶车后，连杆自动触发自驱运动靶车的车头或车尾感应器；如果自驱运动靶车中只有车尾感应器被触发的则为头车，车头、车尾感应器均被触发时则为中车，只有车头感应器被触发时则为尾车。
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