СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОЯВЛЯЮЩЕЙСЯ МИШЕНЬЮ Российский патент 2014 года по МПК F41J7/06 

Изобретение относится к учебно-тренировочным средствам и может использоваться при разработке дистанционно управляемых тренажеров для стрельбы, предназначенных для приобретения практических навыков в прицельной стрельбе по мишеням из любых видов стрелкового оружия. Механизм управления появляющейся мишенью предназначен для имитации живой силы, бронетехники и действий противника путем создания мишенной обстановки в тирах, на полигонах и стрельбищах.

В уровне техники известен дистанционно управляемый полигонный тренажер для стрельбы, содержащий командный пункт, включающий взаимосвязанные между собой пульт управления, устройство отображения и документирования, при этом командный пункт соединен по дуплексным каналам связи с объектом управления мишенью (RU 2199078 С1, 20.02.2003).

Недостатком известного изобретения является невозможность осуществления манипуляций с мишенями.

Наиболее близким аналогом является система управления появляющейся мишенью, содержащая командный пункт, включающий взаимосвязанные между собой пульт управления, устройство отображения и документирования, при этом командный пункт соединен по дуплексным каналам связи с объектом управления мишенью (RU 2431799, 20.10.2011).

Недостатком является невысокая надежность, т.к. в известной системе силовой момент создается валом поворотного устройства.

Технический результат состоит в повышении надежности и упрощении конструкции, так как силовой момент создается не валом поворотного устройства, а непосредственно его рычагом, что избавляет от необходимости использования деталей жесткой механической фиксации рычага поворотного устройства на валу.

Для этого радиоуправляемый комплекс переносного стрельбищного оборудования для подъема мишеней содержит командный пункт, соединенный по дуплексным каналам связи с управляемой мишенной установкой, при этом командный пункт включает взаимосвязанные между собой пульт управления, устройство отображения и документирования, пульт управления выполнен в виде формирователя команд управления, формирователя запросов состояния мишенной установки и окружающей среды вокруг нее и приемника данных о полученном состоянии, соединенных с приемопередатчиком, вход/выход которого являются выходом/входом дуплексного канала связи, при этом управляемая мишенная установка закреплена на платформе, на которой размещены соединенные между собой для прохождения команд управления и данных о состоянии приемопередатчик с антенно-фидерным устройством, устройство сопряжения, электронный блок управления и подъемный механизм мишени управляемой мишенной установки, а также автономный источник питания и зарядное устройство, на платформе размещены бесконтактные датчики попадания и блоки световой и звуковой имитации, соединенные с электронным блоком управления, подъемный механизм мишени снабжен поворотным устройством, вращение которого осуществляется линейным приводом, закрепленным на платформе и воздействующим непосредственно на рычаг поворотного устройства и зажимным устройством держателя мишени, в котором крепится щит мишени, вращение поворотного вала осуществляется в зоне чувствительности бесконтактных датчиков попадания, электронный блок управления содержит контроллер, процессор и средства контроля функционирования управляемой мишенной установкой, при этом электронный блок управления выполнен с возможностью приема команд управления и подачи их на подъемный механизм и на световой и звуковой имитаторы в заданные временные интервалы, с возможностью приема запроса состояния подъемного механизма и передачи статистической и диагностической информации в командный пункт.

Вращение поворотного устройства в подъемном механизме мишени осуществляется одним или двумя линейными приводами, закрепленными на платформе и воздействующими на два рычага поворотного устройства, при этом синхронность их работы осуществляется электронно-механическим устройством компенсации разницы линейных скоростей.

Линейные приводы обеспечивают подъем/опускание мишени в диапазоне 0-90° от горизонтали и качание мишени в диапазоне ±45° от вертикали.

В командном пункте пульт управления, устройство отображения и документирования выполнены на базе моноблока планшетного типа с размером диагонали экрана 19" в защищенном исполнении.

Пульт управления устройством отображения и документирования выполнены с возможностью создания большого числа вариантов мишенной обстановки и упражнений, их корректировку, хранение и регистрацию личного состава, осуществляющего упражнения.

Управление подъемным механизмом осуществляется по командам, полученным цифровыми методами, реализованными в программном обеспечении контроллера электронного блока управления.

Дуплексный канал связи является проводным или радиоканалом.

Бесконтактный датчик попадания выполнен в виде цифрового датчика.

Радиоканал использует диапазон частот ISM 868 МГц с мощностью передающего тракта до 10 мВт.

Питание подъемного механизма мишени может осуществляться как от внешнего, так и от автономного источника питания.

Управляемая мишенная установка содержит световую рампу, предназначенную для освещения щита мишени в темное время суток.

На фиг.1 представлена функциональная схема заявленного комплекса.

На фиг.2 представлен внешний вид управляемой мишенной установки.

На фиг.3, 4 представлен внешний вид управляемой мишенной установки для тяжелой техники (вариант второй).

Радиоуправляемый комплекс (фиг.1) переносного стрельбищного оборудования для подъема мишеней содержит командный пункт 1, дуплексные каналы 2 связи, управляемую мишенную установку 3, командный пункт 1 включает пульт управления 4, устройство отображения и документирования 5, формирователь 6 команд управления, формирователь 7 запросов состояния мишенной установки и окружающей среды вокруг нее, приемник 8 данных о полученном состоянии, приемопередатчик 9, управляемая мишенная установка 3 закреплена на платформе 10, приемопередатчик 11 с антенно-фидерным устройством 12, устройство сопряжения 13, электронный блок управления 14 и подъемный механизм мишени 15, автономный источник 16 питания, зарядное устройство 17, бесконтактные датчики попадания 18 и блоки световой и звуковой имитации 19, поворотное устройство 20, линейные приводы 21, рычаг 22 поворотного устройства и зажимное устройство 23 держателя мишени, электронный блок управления 14 содержит контроллер 24, процессор 25 и средства контроля 26, световую рампу 27 и электронно-механическое устройство 28 компенсации разницы линейных скоростей.

Радиоуправляемый комплекс переносного стрельбищного оборудования для подъема мишеней работает следующим образом.

Радиоуправляемый комплекс стрельбищного оборудования предназначен для оснащения объектов подготовки личного состава подразделений с целью обучения стрельбе из всех видов стрелкового и иного оружия и тяжелой боевой техники. Комплекс обеспечивает создание мишенной обстановки на подготовленной и/или неподготовленной в инженерном отношении местности, разработку сценариев для выполнения упражнений учебных стрельб в соответствии с регламентирующими документами, проведение тренировок с реальными стрельбами с отражением исходных данных и результатов тренировок в базе данных.

Комплекс предназначен для установки: на стационарно оборудованных объектах подготовки открытого типа (директриса, тактическое поле); на неподготовленной в инженерном отношении местности; в объектах закрытого типа (здания, подземные коммуникации).

В состав комплекса входят мехатронные исполнительные устройства: управляемая мишенная установка 3 для показа и перемещения мишеней различного типа, устройства световой и звуковой имитации 19, бесконтактные датчики попадания 18, радиоэлектронные средства цифровой связи, пульты управления 4 представляют собой компьютеризированные рабочие места с установленным специальным программным обеспечением для управления комплексом. Конфигурация конкретного комплекса определяется исходя из требований пользователя. Масштабируемая архитектура позволяет варьировать количество исполнительных устройств в виде управляемой мишенной установки 3 от нескольких единиц до десятков тысяч.

Средства цифровой связи соответствуют общепринятым стандартам беспроводной связи.

Размещение мишенных установок 3 на мишенном поле при проведении проверки подъемных механизмов перед расстановкой по рубежам.

Устройство сопряжения 13 мишенного поля (УСМП) АЦТИ.464417.007

Пульт управления (ПУ) АЦТИ.468324.007 обеспечивает возможность создания оператором неограниченного числа вариантов мишенной обстановки, их хранение и корректировку; управление появляющимися и движущимися целями как вручную, так и по сценарию изменения мишенной обстановки; производить разблокировку пораженных целей; обеспечивать обратную информацию о пораженных мишенях для контроля за состоянием; учет личного состава, выполняющих упражнение стрельб, выдачу отчетных форм; номерной учет оборудования, раздельно для подъемных механизмов (ПМ) и электронных блоков (ЭБУ); информацию оператора о состоянии ПМ, а именно уровне заряда аккумуляторных батарей, исправности составных частей ПМ и исполнительных механизмов;

визуальное отображение состояния мишенных установок в блоке 5 отображения, наличие связи с ними и результаты стрельб; визуальное отображение параметров качества канала связи.

УСМП 13 обеспечивает управление объектами, находящимися в зоне радиосвязи по радиоканалу многоточечного доступа.

В целях повышения оперативности управления сегмент обслуживания УСМП включает не более пятидесяти объектов управления.

Автономные источники питания 16 подъемных механизмов предназначены для питания ПМ в полевых условиях на неподготовленной в инженерном отношении местности.

Зарядные устройства 17 предназначены для заряда АИП от первичной стационарной сети. В качестве первичной сети для ЗУ 17 в зависимости от их модификации используется промышленная сеть 220 В 50 Гц либо бортовая сеть 27-36 В постоянного тока.

По командам от пункта управления 1 комплекса осуществляется подъем/опускание на угол 90°, фиксация попаданий в щит мишени, подсвет щита мишени в видимом или ИК диапазоне, световая имитация ответного огня. Встроенный контроль перегрузки при подъеме/опускании мишени, исправности средств фиксации поражений и световой имитации, состояния окружающей среды, уровень заряда АИП, горизонтальности крепления подъемного механизма с выдачей обратной информации системе управления и тестирование состояния по запросу оператора.

Аппаратная часть пункта управления реализована на базе моноблока планшетного типа с размером диагонали экрана 19" в защищенном исполнении и устройства сопряжения 13 с мишенным полем. УСМП 13 обеспечивает связь с мишенными установками по радиоканалу или двухпроводной линии связи. Радиоканал использует диапазон частот ISM 868 МГц с мощностью передающего тракта до 10 мВт. Дальность связи по радиоканалу составляет 500 м, по проводной линии до двух километров.

Тяжелые мишенные установки (ТМУ) предназначены для использования в составе комплекса радиоуправляемого переносного стрельбищного оборудования для подъема мишеней автобронетехники №12, 13, 14 и другие в пределах установленного их конструкцией силового момента. Для них вращение поворотного устройства 20 в подъемном механизме мишени 15 осуществляется двумя линейными приводами 21, закрепленными на платформе 10 и воздействующими на два рычага 22 поворотного устройства, при этом синхронность работы линейных приводов осуществляется электронно-механическим устройством компенсации разницы линейных скоростей.

Управление работой механики подъемного механизма 15 осуществляется электронным блоком управления (ЭБУ) 14. ЭБУ состоит из контроллера 24, процессора 25 и средства контроля 26.

ЭБУ 14 управляется по каналу связи 2 (КС), который обеспечивают прием (передачу) информации на расстояние не менее 2000 м с темпом передачи информации не менее 9600 бод.

ЭБУ 14 обеспечивает прием по каналу связи, подтверждение приема и выполнение следующих основных команд:

1) Установить состояние

2) Установить положение мишени

3) Включение/выключение световой и звуковой имитации

4) Выдать состояние

5) Выдать статистическую и диагностическую информацию.

ЭБУ 14 обеспечивает временной учет наработки оборудования подъемного механизма, контроль его состояния, контроль правильности выполнения команд с хранением и выдачей информации и кодов ошибок на пульт управления 4.

ЭБУ 14 обеспечивает следующие типы световой и звуковой (независимо друг от друга) имитации для различных типов оружия:

- одиночный выстрел;

- короткая очередь;

- длинная очередь;

- взрыв (с подрывом имитатора).

Световая рампа 27 (СР) предназначена для освещения щита мишени в темное время суток. Освещение может осуществляться в белом и/или инфракрасном световых диапазонах. Источниками света является линейка светодиодных модулей, управляемых ЭБУ.

Световой имитатор 19 (СИ) предназначен для имитации световых эффектов, возникающих при стрельбе из различного стрелкового оружия. В качестве источника света используется мощный светодиод с управлением от ЭБУ.

Звуковой имитатор 19 (ЗИ) предназначен для имитации звуковых эффектов, возникающих при стрельбе из различного стрелкового оружия. Управление ЗИ осуществляется ЭБУ 14.

Бесконтактные датчики попадания 18 предназначены для регистрации попаданий в щит мишени. Датчик реализован по принципу пассивного звукового локатора (ПЗЛ), реагирующего на звуковую волну объектов, движущихся в определенном диапазоне скоростей и фиксирующих объекты, траектория которых проходит через створ мишени в ее текущем положении. Траектория движения объектов рассчитывается сигнальным процессором датчика попаданий, факт пересечения створа мишени определяет контроллер ЭБУ.

Система команд ПМ 15 и алгоритмы управления обеспечивают манипуляции мишенями, соответствующие реальным действиям живой силы противника; конструкция и система команд ПМ 15 обеспечивают его работу в горизонтальном, вертикальном и наклонном положениях, при этом конечное положение мишени может быть скорректировано относительно угла наклона установки подъемного механизма.

Эксплуатация комплекса и его составных частей осуществляется штатными операторами стрельбищ, прошедших подготовку в объеме эксплуатационной документации на комплекс и его составные части. Регулярная эксплуатационная процедура включает только заряд аккумуляторных батарей, осуществляемый интеллектуальным зарядным устройством 17 в недельном регламентном обслуживании, до 8 АИП одновременно. Ремонт оборудования на месте эксплуатации осуществляется заменой составных частей. Средняя величина времени восстановления не более 0,5 часа. Для поддержки процесса эксплуатации система управления осуществляет:

- тестирование оборудования перед выполнением штатных работ или по желанию оператора;

- выдачу информации о состоянии ПМ, а именно уровне заряда аккумуляторных батарей, исправности составных частей ПМ и исполнительных механизмов;

- номерной учет оборудования, раздельно для ПМ и ЭБУ;

- визуальное отображение параметров качества канала связи.

Система управления обеспечивает дистанционный мониторинг оборудования с удаленного центра технического обслуживания завода-изготовителя.

Составные части комплекса имеют класс защиты - не ниже IP65 (пыленепроницаемые, с защитой от струй воды), могут эксплуатироваться в промышленном диапазоне температур от -26°C (в специальном исполнении от - 40°C) до +40°C, в условиях повышенной влажности до 95%. МУ остаются работоспособными после механического удара одиночного действия от падения на грунт с высоты один метр, ударов многократного действия и вибрации при транспортировании всеми видами транспорта без ограничения расстояния, хранения в диапазоне температур от -40 до +50°C в неотапливаемых помещениях или на местах установки. Дополнительно установки могут комплектоваться кожухом для защиты от дождя и снега. Рабочий цикл ПМ 25%, при этом технический ресурс не менее 25000 циклов подъем/опускание, со сроком службы не менее 10 лет в пределах выработки технического ресурса.

Изобретение относится к учебно-тренировочным средствам и может использоваться при разработке дистанционно управляемых тренажеров для стрельбы. Комплекс содержит командный пункт, соединенный по дуплексным каналам связи с управляемой мишенной установкой. При этом командный пункт включает взаимосвязанные между собой пульт управления, устройство отображения и документирования. Пульт управления выполнен в виде формирователя команд управления, формирователя запросов состояния мишенной установки и окружающей среды вокруг нее и приемника данных о полученном состоянии, соединенных с приемопередатчиком, вход/выход которого являются выходом/входом дуплексного канала связи. Управляемая мишенная установка закреплена на платформе, на которой размещены соединенные между собой для прохождения команд управления и данных о состоянии приемопередатчик с антенно-фидерным устройством, устройство сопряжения, электронный блок управления и подъемный механизм мишени управляемой мишенной установки, а также автономный источник питания и зарядное устройство. На платформе размещены бесконтактные датчики попадания и блоки световой и звуковой имитации, соединенные с электронным блоком управления. Подъемный механизм мишени снабжен поворотным устройством, вращение которого осуществляется линейным приводом, закрепленным на платформе и воздействующим непосредственно на рычаг поворотного устройства и зажимным устройством держателя мишени, в котором крепится щит мишени. Вращение поворотного вала осуществляется в зоне чувствительности бесконтактных датчиков попадания. Электронный блок управления содержит контроллер, процессор и средства контроля функционирования управляемой мишенной установкой. При этом электронный блок управления выполнен с возможностью приема команд управления и подачи их на подъемный механизм и на световой и звуковой имитаторы в заданные временные интервалы, с возможностью приема запроса состояния подъемного механизма и передачи статистической и диагностической информации в командный пункт. Технический результат заключается в повышении надежности и упрощении конструкции. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Радиоуправляемый комплекс переносного стрельбищного оборудования для подъема мишеней, содержащий командный пункт, соединенный по дуплексным каналам связи с управляемой мишенной установкой, при этом командный пункт включает взаимосвязанные между собой пульт управления, устройство отображения и документирования, пульт управления выполнен в виде формирователя команд управления, формирователя запросов состояния мишенной установки и окружающей среды вокруг нее и приемника данных о полученном состоянии, соединенных с приемопередатчиком, вход/выход которого являются выходом/входом дуплексного канала связи, при этом управляемая мишенная установка закреплена на платформе, на которой размещены соединенные между собой для прохождения команд управления и данных о состоянии приемопередатчик с антенно-фидерным устройством, устройство сопряжения, электронный блок управления и подъемный механизм мишени управляемой мишенной установки, а также автономный источник питания и зарядное устройство, на платформе размещены бесконтактные датчики попадания и блоки световой и звуковой имитации, соединенные с электронным блоком управления, подъемный механизм мишени снабжен поворотным устройством, вращение которого осуществляется линейным приводом, закрепленным на платформе и воздействующим непосредственно на рычаг поворотного устройства и зажимным устройством держателя мишени, в котором крепится щит мишени, вращение поворотного вала осуществляется в зоне чувствительности бесконтактных датчиков попадания, электронный блок управления содержит контроллер, процессор и средства контроля функционирования управляемой мишенной установкой, при этом электронный блок управления выполнен с возможностью приема команд управления и подачи их на подъемный механизм и на световой и звуковой имитаторы в заданные временные интервалы, с возможностью приема запроса состояния подъемного механизма и передачи статистической и диагностической информации в командный пункт.

2. Радиоуправляемый комплекс по п.1, отличающийся тем, что вращение поворотного устройства в подъемном механизме мишени осуществляется двумя линейными приводами, закрепленными на платформе и воздействующими на два рычага поворотного устройства, при этом синхронность их работы осуществляется электронно-механическим устройством компенсации разницы линейных скоростей.

3. Радиоуправляемый комплекс по п.2, отличающийся тем, что линейные приводы обеспечивают подъем/опускание мишени в диапазоне 0-90° от горизонтали и качание мишени в диапазоне ±45° от вертикали.

4. Радиоуправляемый комплекс по п.1, отличающийся тем, что в командном пункте пульт управления, устройство отображения и документирования выполнены на базе моноблока планшетного типа с размером диагонали экрана 19 в защищенном исполнении.

5. Радиоуправляемый комплекс по п.4, отличающийся тем, что пульт управления устройства отображения и документирования выполнены с возможностью создания большого числа вариантов мишенной обстановки и упражнений, их корректировки, хранения и регистрации личного состава, осуществляющего упражнения.

6. Радиоуправляемый комплекс по п.1, отличающийся тем, что управление подъемным механизмом осуществляется по командам, полученными цифровыми методами, реализованными в программном обеспечении контроллера электронного блока управления.

7. Радиоуправляемый комплекс по п.1, отличающийся тем, что дуплексный канал связи является проводным или радиоканалом.

8. Радиоуправляемый комплекс по п.1, отличающийся тем, что бесконтактный датчик попадания выполнен в виде цифрового датчика.

9. Радиоуправляемый комплекс по п.7, отличающийся тем, что радиоканал использует диапазон частот ISM 868 МГц с мощностью передающего тракта до 10 мВт.

10. Радиоуправляемый комплекс по п.1, отличающийся тем, что питание подъемного механизма мишени осуществляется как от внешнего, так и от автономного источника питания.

11. Радиоуправляемый комплекс по п.1, отличающийся тем, что управляемая мишенная установка содержит световую рампу, предназначенную для освещения щита мишени в темное время суток.