RU204837U1

RU204837U1 - Макет артиллерийского робототехнического комплекса (АРТК)

Info

Publication number: RU204837U1
Application number: RU2020135900U
Authority: RU
Inventors: Денис Сергеевич Викторов; Алексей Николаевич Гавлилин; Павел Юрьевич Зотов; Андрей Юрьевич Козлов; Пётр Евгеньевич Майоров; Николай Иванович Макогонов; Александр Николаевич Милованов; Алексей Иванович Сидоров
Original assignee: Акционерное общество "Радиозавод"
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-06-15

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к области робототехники, в частности представляет собой макет АРТК (артиллерийского робототехнического комплекса) и может быть реализована при производстве как отдельных макетов, так и при изготовлении имитационно-моделирующего стенда, для проведения исследований по применению АРТК в бою, а также демонстрации возможностей роботизации артиллерии на современном театре боевых действий.Техническим результатом данной полезной модели является повышение визуализации процесса исследования применения АРТК и существенное упрощение учета влияния внешних и внутренних (процесс взаимодействия устройств и механизмов робота) факторов на эксплуатацию АРТК.Для достижения указанного технического результата модель РТК оснащается средствами управления, подвижности и имитации ведения огня.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области робототехники, в частности представляет собой макет АРТК (артиллерийского робототехнического комплекса) и может быть реализована при производстве как отдельных макетов, так и при изготовлении имитационно-моделирующего стенда, для проведения исследований по применению АРТК в бою, а также демонстрации возможностей роботизации артиллерии на современном театре боевых действий.

Известно, что процесс управления РТК весьма сложен как для разработки, так и для реализации, поэтому исследования в области применения и создания РТК ВН (робототехнических комплексов военного назначения) весьма важны в свете выполнения военной доктрины РФ.

Заявителю не известны аналоги устройства, имеющие схожее целевое предназначение. Аналог макета АРТК отсутствует.

Прототипом полезной модели является существующая и модернизируемая самоходная гаубица 2С19М2 «МСТА-С», являющаяся на сегодняшний день основным артиллерийским самоходным комплексом ВС РФ, последующая модернизация которой позволит рассматривать ее в качестве РТК ВН.

Настоящее техническое решение заключается в создании устройства, являющегося совокупностью конструктивных элементов, позволяющих за счет их совместной работы производить перемещение на плоскости, манипуляции в пространстве, звуковое и световое сигнализирование, а также прием и передачу информационно-управляющих сигналов.

Задачей полезной модели является возможность проведения натурных исследований и демонстраций возможностей АРТК при отработке вопросов передвижения на местности, выполнения огневых задач и взаимодействия с другими РТК ВН.

Техническим результатом данной полезной модели является повышение визуализации процесса исследования применения АРТК и существенное упрощение учета влияния внешних и внутренних (процесс взаимодействия устройств и механизмов робота) факторов на эксплуатацию АРТК.

Сущность макета АРТК показана на фиг.1 – 5, где:

фиг. 1 – схема макета АРТК;

фиг. 2 – внешний вид управляющих систем и исполнительных механизмов макета АРТК;

фиг. 3 – внешний вид управляющих систем и исполнительных механизмов макета, расположенных в башенной части корпуса;

фиг. 4 – внешний вид макета АРТК СГ 2С19М2 «Мста-С» в масштабе 1:35;

фиг. 5 – внешний вид макета АРТК СГ М109А7 «Паладин» в масштабе 1:35.

Макет АРТК состоит из следующих систем, механизмов и элементов.

Корпус 1 состоит из колесного шасси и поворотной башни с орудием. Внешний вид макета АРТК соответствует внешнему виду СГ 2С19М2 в масштабе 1:35. Корпус 1 изготовлен из пластмассы. Корпус 1 служит для размещения управляющих систем и исполнительных механизмов макета АРТК.

В качестве микроЭВМ 2 используется 32-битный микроконтроллер STM32F407, расположенный в шасси корпуса 1. Микроконтроллер включает в себя микропроцессор, ОЗУ, ПЗУ, периферийные устройства. Микроконтроллер имеет аппаратную реализацию канала широтно-импульсной модуляции. Электронное стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство с интерфейсом I²С (FM24CL16) является частью интегральной схемы микропроцессора, используется для

хранения данных. МикроЭВМ 2 совместно с программой управления 11 предназначена для управления устройством на основании командно-сигнальной информации (КСИ) поступающей с АРМ (автоматизированного рабочего места) оператора.

Система электропитания 3 включает в себя две литий-ионные батареи, обеспечивающие электропитание устройства через линейный понижающий преобразователь питания 3.3 В. Одна батарея расположена в шасси корпуса 1, другая - в поворотной башне корпуса 1. Подзарядка батарей осуществляется через DC-DC преобразователь 5В путем подключения макета АРТК к заряжающему устройству через разъем электропитания.

Ходовая часть 4 состоит из двух зубчатых колес, шариковой опоры, мотор-редуктора. Зубчатые колеса приводятся в движение мотор-редуктором. Мотор-редуктор подключен к плате микроконтроллера. Вышеперечисленные элементы расположены в шасси корпуса 1. Ходовая часть 4 предназначена для обеспечения перемещения макета АРТК.

Система позиционирования 5 макета АРТК имеет в своем составе три инфракрасных светодиода, расположенных на поверхности корпуса 1 (два в передней части макета АРТК, один в задней), используемых для однозначной трактовки положения макета АРТК на стенде неподвижно и в процессе перемещения. Инфракрасные светодиоды, подключены к плате микроконтроллера. Система позиционирования 5 предназначена для определения координат макета АРТК на стенде, имитирующем местность, а также определения ориентации макета АРТК на плоскости.

Механизм поворота башни 6 включает в себя редуктор с шаговым двигателем, обеспечивающий возможность поворота башни корпуса 1 на заданный угол в горизонтальной плоскости. Редуктор с шаговым двигателем подключен к плате микроконтроллера. Механизм поворота 6 расположен в поворотной башне корпуса 1 и служит для придания стволу орудия необходимого доворота.

Механизм подъема ствола 7 включает в себя сервопривод, обеспечивающий возможность подъема и опускания ствола на заданный угол в вертикальной плоскости. Сервопривод подключен к плате микроконтроллера. Механизм подъема ствола 7 расположен в поворотной башне корпуса 1 и служит для придания стволу орудия необходимого угла возвышения.

Световой индикатор выстрела 8 макета АРТК включает в себя светодиод, используемый для имитации выстрела из орудия. Светодиод подключен к плате микроконтроллера. Светодиод загорается в момент выстрела и плавно потухает в течение 3-х секунд после него. Световой индикатор выстрела 8 расположен в дульном тормозе ствола и служит для обеспечения светового сигнала в момент выстрела.

Имитатор звука выстрела 9 включает в себя динамик, используемый для звуковой имитации выстрела. Динамик установлен в поворотной башне корпуса 1 макета АРТК и подключен к аудио разъему платы микроконтроллера. Динамик издает характерный звук в момент выстрела. Имитатор звука выстрела 9 служит для обеспечения звукового сигнала в момент выстрела.

Модуль радиосвязи и передачи данных 10 на базе интегрального трансивера подключен к микроконтроллеру по интерфейсу SP. На модуле размещена антенна с коэффициентом усиления 2dBm, позволяющая установить связь в пределах площади стенда. Модуль радиосвязи и передачи данных 10 расположен в шасси корпуса 1 и предназначен для обеспечения приема команд и передачи данных на АРМ оператора. Передача осуществляется пакетно в полудуплексном режиме.

Программа управления макетом АРТК 11 совокупность данных и команд, которая предназначена для управления управляющими системами и исполнительными механизмами макета АРТК с помощью микроЭВМ на основании входной командно-сигнальной информации с АРМ оператора. Программа управления макетом АРТК разработана на языке СИ++.

Макет АРТК работает следующим образом. Макет АРТК через модуль радиосвязи и передачи данных 10 получает КСИ (командно-сигнальную информацию) с АРМ оператора.

Программа управления 11 макетом АРТК с помощью микроЭВМ 2 выдает команды в систему позиционирования 5 для определения координат месторасположения макета АРТК.

Система позиционирования 5 макета АРТК определяет координаты макета АРТК на стенде, имитирующем местность, а также определяет ориентации макета АРТК на плоскости.

Программа управления 11 макетом АРТК с помощью микроЭВМ 2 на основании полученной КСИ выдает команды на перемещение, содержащие координаты точки прибытия и маршрут следования, управляющим системам и исполнительным механизмам макета АРТК.

Макет АРТК с помощью ходовой части 4 начинает движение и перемещается по стенду, имитирующему местность, в точку прибытия.

После перемещения макета АРТК в указанную точку, программа управления 11 макетом АРТК с помощью микроЭВМ 2 на основании полученной КСИ выдает команды в механизм поворота башни 6 и в механизм подъема ствола 7. Механизм поворота башни 6 обеспечивает поворот башни на заданный угол в горизонтальной плоскости и придает стволу орудия необходимый доворот. Механизм подъема ствола 7 осуществляет подъем ствола на заданный угол в вертикальной плоскости.

После поворота башни на заданный угол в горизонтальной плоскости и подъема ствола в вертикальной плоскости программа управления 11 макетом АРТК с помощью микроЭВМ 2 на основании полученной КСИ выдает команды в световой индикатор выстрела 8 и имитатор звука выстрела 9. Световой индикатор выстрела 8 обеспечивает заданное количество повторов светового сигнала выстрела. Имитатор звука выстрела 9 обеспечивает заданное количество звукового сигнала выстрела.

После окончания имитации стрельбы программа управления 11 макетом АРТК с помощью микроЭВМ 2, согласно полученной КСИ, выдает команды к маневру, содержащие координаты точки прибытия, управляющим системам и исполнительным механизмам макета АРТК.

Макет АРТК совершает маневр и перемещается в заданную точку месторасположения.

Система электропитания 3 обеспечивает электропитание макета АРТК.

Данная полезная модель изготовлена, работоспособность проверена в ходе проведения испытаний.

Claims

1. Макет артиллерийского робототехнического комплекса (АРТК), внешний вид которого соответствует внешнему виду самоходной гаубицы (СГ) в масштабе 1:35, содержащий корпус, который состоит из колесного шасси и поворотной башни с орудием, в котором размещены управляющие системы и исполнительные механизмы, где в качестве микроЭВМ используется 32-битный микроконтроллер STM32F407 с установленной программой управления устройством, расположенный в шасси корпуса, предназначенный для управления устройством на основании контрольно-сигнальной информации, поступающей с автоматизированного рабочего места оператора, система электропитания, включающая в себя две литий-ионные батареи, расположенные в шасси корпуса и в поворотной башне корпуса, обеспечивающие электропитание устройства, ходовая часть, предназначенная для обеспечения перемещения устройства и состоящая из двух зубчатых колес, шариковой опоры, мотор-редуктора, которые расположены в шасси корпуса, система позиционирования, имеющая в своем составе три инфракрасных светодиода, расположенные на поверхности корпуса и используемые для однозначной трактовки положения устройства на плоскости неподвижно и в движении, механизм поворота башни, включающий в себя редуктор с шаговым двигателем, обеспечивающий возможность поворота башни корпуса на определенный угол в горизонтальной плоскости, который расположен в поворотной башне корпуса, механизм подъема ствола, включающий в себя сервопривод, обеспечивающий возможность подъема и опускания ствола на заданный угол в вертикальной плоскости, который расположен в поворотной башне корпуса, световой индикатор выстрела, включающий в себя светодиод, используемый для имитации выстрела из орудия, который установлен в дульном тормозе ствола, имитатор звука выстрела, включающий в себя динамик, используемый для звуковой имитации выстрела, который установлен в поворотной башне корпуса, модуль радиосвязи и передачи данных, расположенный в шасси корпуса и предназначенный для обеспечения приема команд и передачи данных на АРМ оператора.

2. Макет АРТК по п. 1, отличающийся тем, что внешний вид устройства соответствует внешнему виду СГ 2С19М2 «Мста-С» в масштабе 1:35.

3. Макет АРТК по п. 1, отличающийся тем, что внешний вид устройства соответствует внешнему виду М109А7 «Паладин» в масштабе 1:35.