Макет робототехнического комплекса реактивной системы залпового огня

Предлагаемая полезная модель относится к области робототехники, в частности представляет собой макет РТК РСЗО (реактивной системы залпового огня) и может быть реализована при производстве как отдельных макетов, так и при изготовлении имитационно-моделирующего стенда, для проведения исследований по применению РТК РСЗО в бою, а также демонстрации возможностей роботизации реактивной 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 имеющее схожее целевое предназначение. Аналог макета АРТК отсутствует.
Прототипом полезной модели является существующая и модернизируемая реактивная система залпового огня БМ 9А52-2 «Смерч» (Торнадо-С), являющаяся на сегодняшний день основным вооружением реактивных артиллерийских бригад 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 РТК РСЗО 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 РТК РСЗО и существенное упрощение учета влияния внешних и внутренних (процесс взаимодействия устройств и механизмов робота) факторов на эксплуатацию РТК РСЗО.
Сущность макета РСЗО показана на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4.
Макет РСЗО состоит из следующих систем, механизмов и элементов.
Корпус 1 состоит из колесного шасси, кабины, пакета направляющих, люльки с подъемно-уравновешивающим механизмом. Внешний вид макета РСЗО соответствует внешнему виду БМ РСЗО 9А52-2 «Смерч» в масштабе 1:35. Корпус 1 изготовлен из пластмассы. Корпус 1 служит для размещения управляющих систем и исполнительных механизмов макета РСЗО.
2
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 IC (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 информацией (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. Батареи расположены в передней части шасси корпуса 1. Подзарядка батарей осуществляется через DC-DC преобразователь 5 В путем подключения макета РСЗО к заряжающему устройству через разъем электропитания.
Ходовая часть 4 состоит из восьми колес, двигателя с редуктором и укороченным валом и сервопривода поворота колес. Колеса (вторая и третья пары) приводятся в движение двигателем с редуктором и укороченным валом. Поворот колес (второй пары) осуществляется сервоприводом поворота колес. Двигатель с редуктором и укороченным валом и сервопривод поворота колес подключены к плате микроконтроллера. Выше перечисленные элементы расположены в шасси корпуса 1. Ходовая часть 4 предназначена для обеспечения перемещения макета РСЗО.
Система позиционирования 5 имеет в своем составе три инфракрасных светодиода, расположенных на поверхности корпуса 1 (два в передней части макета РСЗО, один в задней), используемых для однозначной трактовки положения макета РСЗО на плоскости неподвижно и в процессе перемещения. Инфракрасные светодиоды, подключены к плате микроконтроллера. Система позиционирования 5 предназначена для определения координат макета РСЗО на стенде, имитирующем местность, а также определения ориентации макета РСЗО на плоскости.
Механизм поворота пакета направляющих 6 включает в себя шаговый двигатель с редуктором, обеспечивающий возможность поворота пакета направляющих корпуса 1 на определенный угол в горизонтальной плоскости. Шаговый двигатель с редуктором подключен к плате микроконтроллера. Механизм поворота пакета направляющих 6 расположен в задней части корпуса 1 и предназначен для обеспечения поворота пакета направляющих корпуса 1 на заданный угол в горизонтальной плоскости и придания пакету направляющих необходимого доворота.
Механизм подъема пакета направляющих 7 включает в себя шаговый двигатель с низкооборотистым редуктором, обеспечивающий возможность подъема и опускания пакета направляющих на определенный угол в вертикальной плоскости. Шаговый двигатель с низкооборотистым редуктором подключены к плате микроконтроллера. Механизм подъема пакета направляющих 7 расположен в люльке корпуса 1 и предназначен для обеспечения подъема пакета направляющих на заданный угол в вертикальной плоскости.
Система световой индикации пуска реактивных снарядов 8 включает в себя двенадцать светодиодов, используемых для имитации пуска реактивных снарядов. Светодиоды подключены к плате микроконтроллера. Светодиоды загораются в момент пуска и плавно потухают в течение 3-х секунд после него. Светодиоды расположены в верхней части направляющих и предназначены для имитации пуска реактивных снарядов.
Имитатор звука пуска реактивных снарядов 9 включает в себя динамик, используемый для звуковой имитации пуска реактивных снарядов. Динамик установлен в пакете направляющих корпуса 1 макета РСЗО и подключен к аудио разъему платы микроконтроллера. Динамик издает характерный звук в момент пуска реактивных снарядов. Имитатор пуска реактивных снарядов 9 предназначен для обеспечения звукового сигнала в момент пуска реактивных снарядов.
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 11 совокупность данных и команд, которая предназначена для управления управляющими системами и исполнительными механизма макета РСЗО с помощью микроЭВМ на основании входной командно-сигнальной информации с АРМ оператора. Программа управления макетом РСЗО разработана на языке СИ++.
Макет РСЗО работает следующим образом. Макет РСЗО через модуль радиосвязи и передачи данных 10 получает КСИ с АРМ оператора.
Программа управления 11 макетом РСЗО с помощью микроЭВМ2 выдает команды в систему позиционирования 5 для определения координат месторасположения макета РСЗО.
Система позиционирования 5 макета РСЗО определяет координаты макета РСЗО на стенде, имитирующем местность, а также определяет ориентации макета РСЗО по сторонам света.
Программа управления 11 макетом РСЗО с помощью микроЭВМ2 на основании полученной КСИ выдает команды к перемещению, содержащие координаты точки прибытия, управляющим системам и исполнительным механизма макета РСЗО.
Макет РСЗО с помощью ходовой части 4 начинает движение и перемещается по стенду, имитирующему местность, в точку прибытия.
После перемещения макета РСЗО в указанную точку, программа управления 11 макетом РСЗО с помощью микроЭВМ 2 на основании полученной КСИ выдает команды в механизм поворота пакета направляющих 6 и в механизм подъема пакета направляющих 7. Механизм поворота пакета направляющих 6 обеспечивает поворот пакета направляющих на заданный угол в горизонтальной плоскости и придает направляющим необходимый доворот. Механизм подъема пакета направляющих 7 осуществляет подъем пакета направляющих на заданный угол в вертикальной плоскости.
После поворота пакета направляющих на заданный угол в горизонтальной плоскости и подъема пакета направляющих в вертикальной плоскости программа управления 11 макетом РСЗО с помощью микроЭВМ 2 на основании полученной КСИ выдает команды в систему световой индикации пуска реактивных снарядов 8 и в имитатор звука пуска реактивных снарядов 9. Система световой индикации пуска реактивных снарядов 8 обеспечивает заданное количество светового сигнала пуска реактивных снарядов. Имитатор звука пуска реактивных снарядов 9 обеспечивает заданное количество звукового сигнала пуска реактивных снарядов.
После окончания имитации стрельбы программа управления 11 макетом РСЗО с помощью микроЭВМ 2 согласно полученной КСИ выдает команды к маневру, содержащие координаты точки прибытия, управляющим системам и исполнительным механизмам макета РСЗО.
Макет РСЗО совершает маневр и перемещается в другую точку месторасположения.
Система электропитания 3 обеспечивает электропитание макета РСЗО.
Данная полезная модель изготовлена, работоспособность проверена в ходе проведения испытаний.