CN114935281B - 一种模拟射击训练用可旋转靶架 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种模拟射击训练用可旋转靶架，包括主控箱，主控箱上设置有电磁铁，电磁铁固定于连接杆的一端，连接杆的另一端固定连接挡板，挡板的一侧面的两端固定连接支撑轴承，支撑轴承之间设置有转动轴承，支撑轴承和转动轴承中心贯穿有转轴，转动轴承上固定连接有靶杆和铁丝绳的一端，铁丝绳的另一端固定连接有磁铁，磁铁磁力连接连接杆，主控箱上还设置有用于控制电磁铁通电的主板控制中心，该可旋转靶架，具有高效节能的特点，电耗是普通电机旋转靶机的三分之一，电池容量是普通靶机的三分之一，体积及重量仅有普通靶机的五分之一，便携、高效且稳定，同时组装工艺上更加简洁，设备故障率低。
Description
技术领域
本发明涉及靶架技术领域，具体涉及一种模拟射击训练用可旋转靶架。
背景技术
军警激光模拟射击训练是一项经常性的工作，也是新兵训练前熟悉武器装备的必要过程，而目标靶机是模拟射击训练必不可少的训练保障器材，目前现有市面的固定靶、旋转靶和起倒靶均是使用在实弹射击上，存在体积过于笨重、结构复杂，且配备的电机在使靶杆起倒的过程中均需通电，造成耗电量大，续航短等问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种模拟射击训练可旋转靶架，采用如下技术方案：
包括主控箱，所述主控箱上设置有电磁铁，所述电磁铁固定于连接杆的一端，连接杆的另一端固定连接挡板，所述挡板的一侧面的两端固定连接支撑轴承，所述支撑轴承之间设置有转动轴承，所述支撑轴承和转动轴承中心贯穿有转轴，所述转动轴承上固定连接有靶杆和铁丝绳的一端，铁丝绳的另一端固定连接有磁铁，所述磁铁磁力连接连接杆，所述主控箱上还设置有用于控制电磁铁通电的主板控制中心。
进一步地，所述磁铁中心设置有通孔，所述连接杆贯穿通孔以使磁铁套住连接杆并沿连接杆往复运动。
进一步地，所述支撑轴承的外径大于转动轴承。
进一步地，所述主控箱内设置有控制电路，所述控制电路包括电源模块、驱动电磁铁工作的驱动模块、用于接收通信指令及发送信息的射频模块以及主控模块。
进一步地，所述电源模块电性连接主控模块、驱动模块以及射频模块，所述主控模块电性连接驱动模块和射频模块。
进一步地，所述驱动模块电性连接电磁铁，所述主板控制中心电性连接控制电路。
进一步地，所述电源模块包括调压部分：CN1连接靶架电池、总电源开关SW1，总电源开关SW1打开，电力VIN经过两个滤波电容C11和C12后进入调压芯片U4，调压后转为VDD电压，供主控模块、射频模块和霍尔传感器使用；电源模块还包括电磁铁的供电控制部分：SW信号连接在主控模块上，输入高电平时，三极管Q3导通，Q3的C极被拉低，MQ5的G极连接Q3的C极，MQ5导通，VIN电压通过MQ5到达VCC，主控模块获得供电，SW输入低电平时，三极管Q3截止，三极管Q3的C极为高电平，MQ5的G极也为高电平，此时MQ5截止，VCC没有电压，控制模块无法获得供电。
进一步地，所述主控模块由一个主控芯片U1和两个霍尔传感器组成，PD4和PD3为通用 GPIO口，连接射频模块，用于通信状态识别；PA3、PC5、PC6、PC7为SPI总线，连接射频模块，用于传输指令信息；PD1、PD2为霍尔传感器检测脚，识别霍尔传感器的状态，可以判断磁铁11所在位置；PC3为开关信号脚，控制电源模块输出电源给驱动模块；PC4为使能信号脚，可以操作驱动模块输出信号，控制电磁铁的动作；U2和U3为两个霍尔传感器，磁铁靠近时，OUT管脚输出低电平，磁铁远离时，OUT管脚输出高电平。
进一步地，所述驱动模块由2个PMOS管、2个NMOS管和2个三极管组成；
EN脚连接主控芯片，当EN脚输入高电平时，三极管Q2的基极为高电平，Q2导通，Q2的C极被拉低，MQ2和MQ4的G极被拉低，此时MQ2导通，MQ4截止；三极管Q1的基极被Q2 的C极拉低，Q1截止，Q1的集电极为高电平，MQ1和MQ3的G极被拉高，此时MQ1截止，MQ3 导通；电流从MQ2进入电磁铁YA1的PIN1，从YA1的PIN2经过MQ3到地，电磁铁动作；
当EN脚输入低电平时，三极管Q2的基极为低电平，Q2截止，Q2的C极为高电平，MQ2和MQ4的G极被拉高，此时MQ2截止，MQ4导通；三极管Q1的基极被Q2的C极拉高，Q1导通，Q1的集电极为低电平，MQ1和MQ3的G极被拉低，此时MQ1导通，MQ3截止；电流从MQ1 进入电磁铁YA1的PIN2，从YA1的PIN1经过MQ4到地，电磁铁反向动作。
进一步地，所述射频模块由射频芯片U5和天线ANT1组成，射频芯片U5有6个信号线接在主控芯片上，完成指令的传输；ANT1为射频天线，将电信号转为无线电信号，发送到外部主机上，同时接收外部主机的指令，将无线电信号转为电信号给射频芯片U5，由此完成通信工作。
有益效果
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
本发明的可旋转靶架，其具有高效节能的特点，电耗是普通电机旋转靶机的三分之一，电池容量也是普通靶机的三分之一，体积及重量仅有普通靶机的五分之一，真正做到了便携、高效且稳定，在材料的节省上也进一步体现了环保节能的目的，同时组装工艺上更加简洁，设备故障率低。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细的说明。
图1为本发明的实施例的可旋转靶架的靶杆竖直状态图；
图2为本发明的实施例的可旋转靶架的靶杆倒下状态图；
图3为本发明的实施例的控制电路结构示意图；
图4为本发明的实施例的电源模块工作原理图；
图5为本发明的实施例的主控模块工作原理图；
图6为本发明的实施例的驱动模块工作原理图；
图7为本发明的实施例的射频模块工作原理图。
主控箱-1，电磁铁-2，连接杆-3，挡板-4，支撑轴承-5，转动轴承-6，转轴-7，靶杆-8，靶板-9，铁丝绳-10，磁铁-11，主板控制中心-12，电源模块-13，驱动模块-14，射频模块-15，主控模块-16。
具体实施方式
现结合附图详细描述根据本发明的实施例。
参照图1-图2，根据本发明的实施例的一种模拟射击训练用可旋转靶架，包括主控箱1，主控箱1上设置有电磁铁2，电磁铁2固定于连接杆3的一端，连接杆3的另一端固定连接挡板4，挡板4的一侧面的两端固定连接支撑轴承5，支撑轴承5之间设置有转动轴承6，支撑轴承5和转动轴承6中心贯穿有转轴7，转动轴承6上固定连接有靶杆8和铁丝绳10的一端，铁丝绳10的另一端固定连接有磁铁11，磁铁11磁力连接连接杆3，主控箱1上还设置有用于控制电磁铁2通电的主板控制中心12，磁铁11中心设置有通孔，连接杆3贯穿通孔以使磁铁11套住连接杆3并沿连接杆3往复运动，支撑轴承5的外径大于转动轴承6，因此转动轴承6转动的时候不至于碰到挡板4和主控箱1以阻碍转动轴承6转动，当电磁铁112 通电时，电磁铁2与磁铁11之间具有吸引力，从而通过铁丝绳10拉动靶杆8绕转轴7转动，使靶杆8升起，当电磁铁2不通电时，靶杆8往反方向转动，此时，电磁铁2与磁铁11仍具有一定吸引力，且磁铁11与连接杆3之间也具有磁力，从而使靶杆8缓慢倒下，不至于损坏靶杆8和靶板9。
具体地，主控箱1内设置有控制电路，控制电路包括电源模块13、驱动电磁铁2工作的驱动模块14、用于接收通信指令及发送信息的射频模块15以及主控模块16，电源模块13电性连接主控模块16、驱动模块14以及射频模块15，主控模块16电性连接驱动模块14和射频模块15，驱动模块14电性连接电磁铁2，主控模块16包括主控芯片和传感器，主板控制中心12电性连接控制电路,通过主板控制中心12得以控制控制电路，从而得以控制电磁铁2的通断。
具体地，电源模块13负责提供整个系统的通电和电压调节；主控模块16负责连接其他各模块，分析接收到的操作指令，识别靶架状态，处理靶架的动作；驱动模块14负责驱动电磁铁112的动作；射频模块15负责和外部主机进行通信，接收主机下达的指令，发送靶架的信息给主机，射频模块15接收到外部主机发来的动作指令，通过SPI总线将信息传给主控模块16，主控响应该指令，通过开关信号控制电源模块13输出电力给驱动模块14，之后使能信号将控制驱动模块14驱动电磁铁2吸附或排斥磁铁11，主控模块16检测2个霍尔传感器的信号可以判断磁铁11位置，磁铁11到位后，通过开关信号关闭驱动模块14，并将结果通过SPI总线发给射频模块15，射频模块15发给外部主机，由此完成靶架的操作，
其中，各模块的工作原理说明如下：
电源模块13：
如下图2所示，电源分为两个部分，上部份为调压部分，负责提供主控模块16、射频模块15和霍尔传感器的供电，输出为VDD，下部份为电磁铁2的供电控制，输出为VCC。
CN1接上靶架自带的电池，开关SW1为总电源开关，开关打开后，电力VIN经过两个滤波电容C11和C12后进入调压芯片U4，调压后转为VDD电压，供主控模块16、射频模块15 和霍尔传感器使用。
SW信号连接在主控模块16上，输入高电平时，三极管Q3导通，Q3的C极被拉低，MQ5的G极连接着Q3的C极，此时MQ5导通，VIN电压通过MQ5到达VCC，主控模块16获得供电。 SW输入低电平时，三极管Q3截止，三极管Q3的C极为高电平，MQ5的G极也为高，此时MQ5 截止，VCC没有电压，主控模块16无法获得供电。由此可以操作主控模块16的供电。
主控模块16：
如下图3所示，主控模块16由一个主控芯片U1和两个霍尔传感器组成。PD4和PD3为通用GPIO口，连接射频模块15，用于通信状态识别。PA3、PC5、PC6、PC7为SPI总线，连接射频模块15，用于传输指令信息。PD1、PD2为霍尔传感器检测脚，识别霍尔传感器的状态，可以判断磁铁11所在位置。PC3为开关信号脚，控制电源模块13输出电源给驱动模块14。 PC4为使能信号脚，可以操作驱动模块14输出信号，控制电磁铁2的动作。U2和U3为两个霍尔传感器，磁铁11靠近时，OUT管脚输出低电平，磁铁11远离时，OUT管脚输出高电平，由此可以得知磁铁11所在位置。
驱动模块14：
如下图4所示，驱动模块14由2个PMOS管、2个NMOS管和2个三极管联合控制。MOS 管分为两对，每对都由上管PMOS和下管NMOS组成。
EN脚连接主控芯片，当EN脚输入高电平时，三极管Q2的基极为高电平，Q2导通，Q2的C极被拉低，MQ2和MQ4的G极也被拉低，此时MQ2导通，MQ4截止。三极管Q1的基极被 Q2的C极拉低，所以Q1截止，Q1的集电极为高电平，MQ1和MQ3的G极也被拉高，此时MQ1 截止，MQ3导通。所以电流的走向是从MQ2进入电磁铁2YA1的PIN1，然后从YA1的PIN2经过MQ3到地，电磁铁2动作。
当EN脚输入低电平时，三极管Q2的基极为低电平，Q2截止，Q2的C极为高电平，MQ2和MQ4的G极也被拉高，此时MQ2截止，MQ4导通。三极管Q1的基极被Q2的C极拉高，所以Q1导通，Q1的集电极为低电平，MQ1和MQ3的G极也被拉低，此时MQ1导通，MQ3截止。所以电流的走向是从MQ1进入电磁铁2YA1的PIN2，然后从YA1的PIN1经过MQ4到地，电磁铁2反向动作。
由此控制EN脚的电平可以控制电磁铁2的动作方向。由于MQ1和MQ3的G极电平由Q1控制，MQ1和MQ3的导通电平是相反的，所以这两个MOS是不会出现同时导通的情况，VCC就不会直接接到地，不会发生短路的情况，同理MQ2和MQ4也是如此。Q2的集电极控制Q1的基极电平，Q2的集电极为高时，Q1导通，Q1的集电极被拉低，所以两个三极管的集电极电平会相反，Q1和Q2的集电极分别控制后面两对MOS管，结果就是两对MOS管分别只导通一个对角线上的MOS管。该控制方法简单有效，仅用一个信号就可以实现两对MOS的状态互锁，避免短路。
射频模块15：
如下图5所示，射频模块15由射频芯片U5和天线ANT1组成，U5有6个信号线接在主控芯片上，完成指令的传输。ANT1为射频天线，将电信号转为无线电信号，发送到外部主机上，同时也接收着外部主机的指令，将无线电信号转为电信号给射频芯片，由此完成通信工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种模拟射击训练用可旋转靶架，其特征在于：包括主控箱，所述主控箱上设置有电磁铁，所述电磁铁固定于连接杆的一端，连接杆的另一端固定连接挡板，所述挡板的一侧面的两端固定连接支撑轴承，所述支撑轴承之间设置有转动轴承，所述支撑轴承和转动轴承中心贯穿有转轴，所述转动轴承上固定连接有靶杆和铁丝绳的一端，铁丝绳的另一端固定连接有磁铁，所述磁铁磁力连接连接杆，所述主控箱上还设置有用于控制电磁铁通电的主板控制中心；所述主控箱内设置有控制电路，所述控制电路包括电源模块、驱动电磁铁工作的驱动模块、用于接收通信指令及发送信息的射频模块以及主控模块，所述主控模块由一个主控芯片U1和两个霍尔传感器组成，PD4和PD3为通用GPIO口，连接射频模块，用于通信状态识别；PA3、PC5、PC6、PC7为SPI总线，连接射频模块，用于传输指令信息；PD1、PD2为霍尔传感器检测脚，识别霍尔传感器的状态，可以判断磁铁11所在位置；PC3为开关信号脚，控制电源模块输出电源给驱动模块；PC4为使能信号脚，可以操作驱动模块输出信号，控制电磁铁的动作；U2和U3为两个霍尔传感器，磁铁靠近时，OUT管脚输出低电平，磁铁远离时，OUT管脚输出高电平。
2.根据权利要求1所述的一种模拟射击训练用可旋转靶架，其特征在于：所述磁铁中心设置有通孔，所述连接杆贯穿通孔以使磁铁套住连接杆并沿连接杆往复运动。
3.根据权利要求1所述的一种模拟射击训练用可旋转靶架，其特征在于：所述支撑轴承的外径大于转动轴承。
4.根据权利要求1所述的一种模拟射击训练用可旋转靶架，其特征在于：所述电源模块电性连接主控模块、驱动模块以及射频模块，所述主控模块电性连接驱动模块和射频模块。
5.根据权利要求1所述的一种模拟射击训练用可旋转靶架，其特征在于：所述驱动模块电性连接电磁铁，主板控制中心电性连接控制电路。
6.根据权利要求1所述的一种模拟射击训练用可旋转靶架，其特征在于：所述电源模块包括调压部分：CN1连接靶架电池和总电源开关SW1，总电源开关SW1打开，电力VIN经过两个滤波电容C11和C12后进入调压芯片U4，调压后转为VDD电压，供主控模块、射频模块和霍尔传感器使用；电源模块还包括电磁铁的供电控制部分：SW信号连接主控模块，输入高电平时，三极管Q3导通，Q3的C极被拉低，MQ5的G极连接Q3的C极，MQ5导通，VIN电压通过MQ5到达VCC，主控模块获得供电，SW输入低电平时，三极管Q3截止，三极管Q3的C极为高电平，MQ5的G极也为高电平，此时MQ5截止，VCC没有电压，控制模块无法获得供电。
7.根据权利要求1所述的一种模拟射击训练用可旋转靶架，其特征在于：所述驱动模块由2个PMOS管、2个NMOS管和2个三极管组成；
EN脚连接主控芯片，当EN脚输入高电平时，三极管Q2的基极为高电平，Q2导通，Q2的C极被拉低，MQ2和MQ4的G极被拉低，此时MQ2导通，MQ4截止；三极管Q1的基极被Q2的C极拉低，Q1截止，Q1的集电极为高电平，MQ1和MQ3的G极被拉高，此时MQ1截止，MQ3导通；电流从MQ2进入电磁铁YA1的PIN1，从YA1的PIN2经过MQ3到地，电磁铁动作；
当EN脚输入低电平时，三极管Q2的基极为低电平，Q2截止，Q2的C极为高电平，MQ2和MQ4的G极被拉高，此时MQ2截止，MQ4导通；三极管Q1的基极被Q2的C极拉高， Q1导通，Q1的集电极为低电平，MQ1和MQ3的G极被拉低，此时MQ1导通，MQ3截止；电流从MQ1进入电磁铁 YA1的PIN2，从YA1的PIN1经过MQ4到地，电磁铁反向动作。
8.根据权利要求1所述的一种模拟射击训练用可旋转靶架，其特征在于：所述射频模块由射频芯片U5和天线ANT1组成，射频芯片U5有6个信号线接在主控芯片上，完成指令的传输；ANT1为射频天线，将电信号转为无线电信号，发送到外部主机上，同时接收外部主机的指令，将无线电信号转为电信号给射频芯片U5。
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