Макет боевого многофункционального робототехнического комплекса

Предлагаемая полезная модель относится к области робототехники, в частности представляет собой макет БМРТК (боевого многофункционального робототехнического комплекса), и может быть реализована при производстве как отдельных макетов, так и при изготовлении имитационно-моделирующего стенда, для проведения исследований по ведению разведки в бою при помощи РТК ВН, а также демонстрации возможностей роботизации 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 БМРТК отсутствует.
Прототипом полезной модели является существующий БМРТК «Уран-9», являющийся на сегодняшний день одним из основных РТК ВН ВС РФ.
Настоящее техническое решение заключается в создании устройства, являющегося совокупностью конструктивных элементов, позволяющих за счет их совместной работы производить перемещение на плоскости, манипуляции в пространстве, ведение видеосъемки и передачу видеопотока разведывательной информации, звуковое и световое сигнализирование, а также прием и передачу информационно-управляющих сигналов.
Задачей полезной модели является возможность проведения натурных исследований и демонстраций возможностей при ведении разведки в интересах разнородной группировки войск, в том числе выполнения огневых задач и взаимодействия с другими РТК ВН.
Техническим результатом данной полезной модели является повышение визуализации процесса исследования ведения разведки РТК ВН и существенное упрощение учета влияния внешних факторов на эксплуатацию РТК ВН.
Сущность макета БМРТК показана на фиг. 1-4, где фиг. 1 представлена схема макета БМРТК;
фиг. 2 представлен внешний вид управляющих систем и исполнительных механизмов макета БМРТК;
фиг. 3 представлен внешний вид управляющих систем и исполнительных механизмов макета БМРТК;
фиг. 4 представлен внешний вид макета БМРТК «Уран-9» в масштабе 1:35.
Макет БМРТК состоит из следующих систем, механизмов и элементов.
Корпус 1 состоит из колесного шасси и поворотной башни с вооружением. Внешний вид макета БМРТК соответствует внешнему виду БМРТК «Уран-9» в масштабе 1:35. Корпус 1 изготовлен из пластмассы. Корпус 1 служит для размещения управляющих систем и исполнительных механизмов макета БМРТК.
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 IС (РМ24СL16) 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 шасси корпуса 1. Подзарядка батарей осуществляется через DС-DС-преобразователь 5 В путем подключения макета БМРТК к заряжающему устройству через разъем электропитания.
Ходовая часть 4 состоит из двух зубчатых колес, шариковой опоры, мотора-редуктора. Зубчатые колеса приводятся в движение мотором-редуктором. Мотор-редуктор подключен к плате микроконтроллера. Выше перечисленные элементы расположены в шасси корпуса 1. Ходовая часть 4 предназначена для обеспечения перемещения макета БМРТК.
Система позиционирования 5 макета БМРТК имеет в своем составе три инфракрасных светодиода, расположенных на поверхности корпуса 1 (два - в передней части макета БМРТК, один - в задней), используемых для однозначной трактовки положения макета БМРТК на стенде неподвижно и в процессе перемещения. Инфракрасные светодиоды подключены к плате микроконтроллера. Система позиционирования 5 предназначена для определения ориентации макета БМРТК в пространстве.
Механизм поворота башни 6 включает в себя шаговый двигатель с низкооборотистым редуктором, обеспечивающим возможность поворота башни с вооружением корпуса 1 на определенный угол в горизонтальной плоскости. Шаговый двигатель с низкооборотистым редуктором подключен к плате микроконтроллера. Механизм поворота башни 6 расположен в поворотной башне с вооружением корпуса 1 и предназначен для обеспечения поворота башни с вооружением корпуса 1 на заданный угол в горизонтальной плоскости и придания стволу орудия необходимого доворота.
Видеокамера 7 расположена в шасси корпуса 1 макета БМ РТК и подключена к плате микроконтроллера посредством интерфейса DCMI. Видеокамера осуществляет запись видео и передачу его через модуль радиосвязи на АРМ оператора в режиме времени, близком к реальному. Видеокамера 7 предназначена для обеспечения съемки видео во время работы макета БМРТК.
Световой индикатор выстрела 8 включает в себя светодиод, используемый для имитации выстрела из пушки. Светодиод подключен к плате микроконтроллера. Светодиод загорается в момент выстрела, и плавно потухает в течение 3 с после него. Световой индикатор выстрела 8 расположен в дульной части пушки и предназначен для обеспечения светового сигнала в момент выстрела.
Имитатор звука выстрела 9 включает в себя в динамик, используемый для звуковой имитации выстрела. Динамик установлен в шасси корпуса 1 макета БМРТК и подключен к аудиоразъему платы микроконтроллера. Динамик издает характерный звук в момент выстрела. Имитатор звука выстрела 9 предназначен для обеспечения звукового сигнала в момент выстрела.
Модуль радиосвязи и передачи данных 10 на базе интегрального трансивера подключен к микроконтроллеру по интерфейсу SP. Ha 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 макетом БМРТК совокупность данных и команд, которая предназначена для управления управляющими системами и исполнительными механизма макета БМРТК с помощью микроЭВМ на основании входной командно-сигнальной информации с АРМ оператора. Программа управления 11 макетом БМ РТК разработана на языке СИ++.
Макет БМРТК работает следующим образом. Макет БМРТК через модуль радиосвязи и передачи данных 10 получает КСИ с АРМ оператора.
Программа управления 11 макетом БМРТК с помощью микроЭВМ 2 выдает команды в систему позиционирования 5 для определения координат месторасположения макета БМРТК.
Система позиционирования 5 макета БМРТК определяет ориентацию макета БМРТК в пространстве.
Программа управления 11 макетом БМРТК с помощью микроЭВМ 2 на основании полученной КСИ выдает команды к перемещению, содержащие координаты точки прибытия, управляющим системам и исполнительным механизма макета БМРТК.
Макет БМРТК с помощью ходовой части 4 начинает движение и перемещается по стенду, имитирующему местность, в точку прибытия.
Программа управления 11 макетом БМРТК с помощью микроЭВМ 2 на основании полученной КСИ выдает команды на начало видеосъемки, после чего видеокамера 7 начинает видеосъемку, происходит передача видеоинформации на АРМ оператора через модуль радиосвязи в режиме времени близком к реальному.
После перемещения макета БМРТК в указанную точку, программа управления 11 макетом БМРТК с помощью микроЭВМ 2 на основании полученной КСИ выдает команды в механизм поворота башни 6. Механизм поворота башни 6 обеспечивает поворот башни на заданный угол в горизонтальной плоскости и придает стволу орудия необходимый доворот.
После поворота башни с вооружением на заданный угол в горизонтальной плоскости программа управления 11 макетом БМРТК 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 светового сигнала выстрела. Имитатор звука выстрела 9 обеспечивает заданное количество звукового сигнала выстрела.
После окончания имитации стрельбы программа управления 11 макетом БМРТК с помощью микроЭВМ 2, согласно полученной КСИ, выдает команды к маневру, содержащие координаты точки прибытия, управляющим системам и исполнительным механизмам макета БМРТК.
Макет БМРТК совершает маневр и перемещается в другую точку месторасположения.
После получения команды на окончание видеосъемки с АРМ оператора, программа управления 11 макетом БМРТК с помощью микроЭВМ 2, согласно полученной КСИ, выдает команды на окончание видеосъемки, после чего видеокамера 7 заканчивает видеосъемку, заканчивается передача видеоинформации на АРМ оператора через модуль радиосвязи.
Система электропитания 3 обеспечивает электропитание макета БМРТК.
Данная полезная модель изготовлена, работоспособность проверена в ходе проведения испытаний.