RU222341U1 - Модель роботизированного устройства для использования суббоеприпасов противокрышевых мин - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области военных наук, в частности к устройствам испытания системы управления роботизированных средств доставки и запуска суббоеприпасов противокрышевых мин и может быть использована для исследования алгоритмов управления робототехнических средств и комплексов противокрышевого минирования. Техническим результатом является создание модели робототехнического комплекса минирования для оценки функциональности системы управления и эффективности алгоритмов выполнения задач. Полезная модель построена на базе макета гусеничного шасси, а система управления функционирует на микроэлектронной элементной базе Arduino. В модели реализована трехуровневая система управления, где функционал каждого уровня строго разделен по предназначению, связь между которыми осуществляется по Bluetooth и проводному каналу. Обнаружение цели осуществляется с помощью датчика приближения и акустического датчика. Имитация отстрела осуществляется миганием светодиодов. Таким образом, полезная модель позволяет отрабатывать алгоритмы действий системы управления на масштабном макете местности, что позволит произвести оценку работоспособности самой интеллектуальной системы управления, а также эффективности процесса работы роботизированного комплекса при имитации процесса устройства минного поля, вносить корректировки в алгоритмы действий, производить расчеты временных показателей процесса работы робототехнического комплекса.

Description

Полезная модель относится к области военных наук, в частности к устройствам испытания системы управления роботизированных средств доставки и запуска суббоеприпасов противокрышевых мин и может быть использована для исследования алгоритмов управления робототехническими средствами и комплексами противокрышевого минирования.

В настоящее время робототехнические комплексы (РТК) с противокрышевыми суббоеприпасами планируется использовать для обнаружения, идентификации и поражения бронетанковых средств противника.

В настоящее время ведется разработка средства, подразумевающего установку суббоеприпасов 1 (фиг. 1) на робототехнические средства 2 (РТС) и запуск их при обнаружении цели. На одной платформе могут размещаться от 4 до 8 суббоеприпасов.

На борту каждого из роботизированных средств размещаются акустические и сейсмические датчики, которые в совокупности составляют систему обнаружения и прицеливания.

В полете на суббоеприпасе начинает работать система обнаружения цели, состоящая из инфракрасного и радиолокационного датчиков, при этом зона поиска ограничивается конусом в 30 градусов.

Обнаруживая цель, суббоеприпас приходит в действие, при этом происходит подрыв заряда в виде кумулятивной воронки с медной оболочкой, массой 2,5 кг. В результате образуется кумулятивная струя, которая способна с высоты 30 м пробить броню до 70 мм и обеспечить разрушение агрегатов бронетехники, а также поражение личного состава (экипажа) [1].

Данное средство предназначено для работы в автономном режиме, однако на данный момент отсутствует возможность апробирования алгоритмов управления данными средствами. Согласно современным методикам испытаний роботизированных средств, перед натурными испытаниями должен проводиться полунатурный эксперимент или испытания системы управления на имитационных моделях программными средствами.

Техническим результатом полезной модели является возможность отработки действий алгоритмов системы управления на масштабном макете местности, которая позволит произвести оценку работоспособности самой интеллектуальной системы управления, а также эффективность действий роботизированного средства при имитации процесса работы минного поля.

Поставленный технический результат достигается созданием модели робототехнического средства с трехуровневой системой управления [2], имитирующей процесс устройства минного поля на масштабном макете местности с учетом внешних воздействий, задаваемых программным и натурным способом.

Модель робототехнического комплекса минирования собирается на базе платформы и контроллера Arduino (фиг. 2). На макете гусеничного шасси 8 установлена плата Arduino nano с контроллером 5. Датчики приближения 3 и акустический 4 сигнализируют о наличии препятствий. Управление электродвигателями движения осуществляется через драйверы 10. Определение направления приближения цели осуществляется датчиками приближения в стационарном состоянии. Имитация отстрела суббоеприпасов имитируется светодиодами 6. Связь осуществляется по проводам 9 и Bluetooth каналу через адаптер 7.

Система управления строится в соответствии со схемой (фиг. 3) и представляет собой трехуровневый вариант управления, каждый из которых имеет свой функционал.

Нижний (исполнительный) уровень управления реализован в драйверах управления двигателями, светодиодами и датчиками приближения Arduino на самой платформе. Его функции ограничены выполнением стандартных операций по передвижению, маневрированию и имитации отстрела суббоеприпасов.

Средний (тактический) уровень реализован не контроллере платы Arduino nano. В ней заложена траектория движения платформы к рубежу минирования, а также стандартные действия по объезду препятствий или поражения цели в случае поступления информации от датчиков приближения. Также в контроллер заложен алгоритм работы светодиода, имитирующего запуск суббоеприпасов.

Верхний (стратегический) уровень управления осуществляется посредством двустороннего обмена сообщениями по Bluetooth каналу между платформой и ПЭВМ с программным обеспечением, позволяющим принимать решения по изменению исходного алгоритма выполнения задачи, корректировке параметров минного поля, а также по возвращению в исходный пункт по команде оператора в случае изменения внешней обстановки или поступлении корректирующей команды.

Испытания модели осуществляются на масштабном макете местности в соответствии с предложенной схемой (фиг. 4). Платформа имитирует работу робототехнического комплекса с противокрышевыми суббоеприпасами. При приближении бронетехники, определяется направление на цель, чтобы при повороте платформа была установлена перпендикулярно направлению на противника, что соответствует положению для отстрела суббоеприпаса. Запуск имитируется вспышкой светодиода.

Таким образом, данная модель позволяет: осуществлять имитацию действий роботизированного средства, оснащенного противокрышевыми суббоеприпасами, оценивать эффективность алгоритмов управления процессами движения, прицеливания и отстрела суббоеприпасов, оценивать работоспособность и функциональность системы управления РТК, производить расчеты временных показателей процесса работы всех уровней управления.

Источники информации:

1. Лысов М.В. Применение минно-взрывных заграждений из противотанковых противокрышевых мин в системе инженерных заграждений отдельной мотострелковой бригады: дис… канд. техн. наук / М. В. Лысов. - М., 2021. - 235 с.

2. Романов П.С., Романова И.П. Подходы к созданию интеллектуальной системы управления мобильным роботом // Инженерный вестник Дона. - 2018 г. - №1.

Claims (1)

1. Модель роботизированного устройства для использования суббоеприпасов противокрышевых мин, содержащая: макет гусеничного шасси, плату управления с контроллером, драйвер управления электродвигателями движения и элементы системы связи, отличающаяся тем, что в схему управления введены акустический датчик, датчик приближения и светодиоды, имитирующие работу системы обнаружения приближающихся объектов, наведения и отстрела суббоеприпасов.