Робототехнический комплекс для ведения разведки и огневой поддержки Российский патент 2019 года по МПК F41H7/00 B25J5/00 

Изобретение относится к военной технике, а именно к робототехническим комплексам, предназначенным для ведения дистанционной работы в боевых условиях: сбора и передачи разведывательной информации, огневой поддержки и может быть использовано для решения задач обеспечения боевых действий Сухопутных войск.

Известен многофункциональный робототехнический комплекс обеспечения боевых действий (см. патент RU №2533229 С2, В25J 5/00, 20.10.2014 г., №32), принятый за прототип. Многофункциональный робототехнический комплекс обеспечения боевых действий сформирован из группы универсальных роботизированных платформ, выполненных с возможностью их комплектации различными вариантами функциональных модулей: боевого дистанционно-управляемого модуля, модуля разведки, транспортного модуля, причем составляющая наполненность комплекса определяется в зависимости от планируемой боевой задачи. Универсальная роботизированная платформа оснащена системой навигации и топопривязки и обеспечивает перемещение как в дистанционном ручном режиме, так и в полуавтоматическом, который подразумевает движение по траектории, задаваемой оператором путем ввода географических координат узловых точек маршрута, передачи информации о скорости и направлении движения, углах продольного и поперечного крена, текущих координатах, движение по траектории, сохраненной ранее при движении в ручном режиме, автоматическое возвращение в исходную точку по пройденному маршруту. Универсальная роботизированная платформа обеспечивает автоматический объезд препятствий, пункт дистанционного управления обеспечивает как одновременное управление всей группой универсальных роботизированных платформ с любыми установленными на них функциональными модулями, так и их последовательное управление, после выхода платформы в точку дислокации боевой дистанционно-управляемый модуль обеспечивает обнаружение цели, ее автоматическое сопровождение и поражение, запоминание в произвольной последовательности нескольких неподвижных целей с последующим автоматическим наведением и открытием огня, модуль разведки обеспечивает обнаружение цели, ее распознавание с определением координат, определение дальности до цели, транспортный модуль обеспечивает транспортирование возимой полезной нагрузки и ее надежную фиксацию на платформе, а также при необходимости эвакуацию раненых, дополнительное оборудование в виде автомобиля с кузовом-фургоном обеспечивает размещение и доставку к месту использования всей группы платформ с установленными на них функциональными модулями, пульта дистанционного управления и выгрузку платформ из кузова-фургона своим ходом. Недостатками прототипа являются:

- ограниченные функциональные возможности составных частей робототехнического комплекса, обеспечивающих его управляемость, ориентацию в пространстве, информационный обмен;

- ограниченные функциональные возможности боевого применения робототехнического комплекса;

- недостаточная мощность огневого поражения.

Предлагаемым изобретением решается задача по повышению боевой эффективности применения мобильных роботизированных комплексов, предназначенных для обеспечения боевых действий Сухопутных войск.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в создании робототехнического комплекса для ведения разведки и огневой поддержки, обеспечивающего ведение войсковой и артиллерийской разведки, огневую поддержку войсковых подразделений, охрану и оборону военных объектов, мест дислокации, выполнение операций во всем диапазоне естественных освещенностей в дневных и ночных условиях, выполнение требуемых функций по управлению при минимальном составе расчета.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом робототехническом комплексе для ведения разведки и огневой поддержки, содержащем роботизированную платформу, выполненную с возможностью обеспечения перемещения в дистанционном режиме, функциональный модуль, выполненный с возможностью ведения разведки и поражения обнаруженной цели, бортовую систему управления с навигационной аппаратурой, систему технического зрения, пульт дистанционного управления, радиоканал управления и средства доставки, новым является то, что робототехнический комплекс для ведения разведки и огневой поддержки для выполнения задач по назначению в составе расчета из двух человек содержит базовое бронированное гусеничное шасси с электроприводом, бортовую систему управления и передачи информации, оснащенную инерциально-спутниковой системой навигации и ориентации, бортовой дизель-генератор, бортовой комплекс аудио-видеосредств, модуль стрелково-гранатометного вооружения, оснащенный средствами разведки: дневными/ночными оптико-электронными приборами и лазерным дальномером, модуль доставки специальных технических средств, дополнительное оборудование в составе комплекта маскировочных средств, технологического пульта управления и зарядного устройства, базовое шасси выполнено с возможностью передвижения в условиях городской инфраструктуры, по пересеченной местности, в том числе по траве высотой до 1 м, снегу и воде глубиной до 0,3 м, передвижения с максимальной скоростью до 15 км/ч, преодоления порогов высотой до 0,2 м, склонов по курсу и в поперечном направлении с углом наклона до 30 град и разворота на 360 град на месте, автоматической блокировки исполнительных устройств при потере управляющего сигнала или достижении предельных углов крена или дифферента с выдачей оповещающего сигнала оператору, бортовая система управления и передачи информации выполнена с возможностью управления исполнительными устройствами, приема/передачи видеоинформации по радиоканалу на открытой местности на расстоянии не менее 2000 м, в условиях городской инфраструктуры - не менее 300 м, функционирования канала телеметрии с передачей и отображением информации о степени зарядки автономного источника питания, количестве израсходованного боекомплекта, текущих углах крена и дифферента, текущем положении вооружения, нахождении вооружения во взведенном и разряженном состоянии, выдачи информации об удалении робототехнического комплекса, передачи аудиоинформации синхронно с видеопотоком и дистанционного запуска/остановки бортового дизель-генератора, бортовой комплекс аудио-видеосредств выполнен с возможностью обеспечения визуальной информацией оператора, обнаружения объектов наблюдения с минимальными размерами 1,8×0,5 м в дневных условиях на расстояниях до 1000 м, а в ночных условиях на расстояниях до 500 м, модуль стрелково-гранатометного вооружения выполнен с возможностью одновременной установки 12,7-мм пулемета с емкостью боекомплекта не менее 200 патронов и 30-мм автоматического гранатомета с емкостью боекомплекта не менее 90 выстрелов, наведения, прицеливания и ведения прицельного огня в дневных/ночных условиях на дальностях: для автоматического гранатомета - до 600 м/500 м, для пулемета - до 800 м/500 м, реализации угловой корректировки вооружения: по вертикали - от минус 15 град до плюс 60 град для пулемета, от минус 3 град до плюс 43 град для гранатомета относительно корпуса шасси, по горизонтали - 360 град, стабилизации положения вооружения с системой прицеливания для сопровождения цели и ведения огня при движении со скоростью до 5 км/ч, контроля над расходованием боекомплекта, автоматизации наведения вооружения в направлениях, зафиксированных оператором, средства разведки выполнены с возможностью обеспечения дальности обнаружения цели типа «танк» с помощью оптико-электронных средств: в дневных условиях при не менее 3 км, в ночных условиях не менее 1 км, модуль доставки специальных технических средств выполнен с возможностью фиксированного размещения, транспортирования в робототехническом комплексе платформы для размещения специальных технических средств, сброса размещенных средств по команде.

Включение в состав робототехнического комплекса для ведения разведки и огневой поддержки базового шасси, бортовой системы управления и передачи информации, бортового дизель-генератора, бортового комплекса аудио-видеосредств, модуля стрелково-гранатометного вооружения, модуля доставки специальных технических средств, дополнительного оборудования позволяет:

- вести войсковую и артиллерийскую разведку, осуществлять огневую поддержку войсковых подразделений, охрану и оборону военных объектов, мест дислокации и др.;

- выполнять операции во всем диапазоне естественных освещенностей в дневных и ночных условиях;

- оперативно переводить робототехнический комплекс и модуль стрелково-гранатометного вооружения из транспортного положения в боевую готовность;

- выполнять требуемые функции по управлению расчетом из двух человек.

Выполнение базового шасси с возможностью передвижения в условиях городской инфраструктуры, по пересеченной местности в соответствии с заданными ходовыми характеристиками позволяет:

- преодолевать различные виды препятствий естественного или искусственного происхождения;

- поддерживать оптимальный скоростной режим и маневренность в зависимости от состояния местности в районе развертывания.

Выполнение базового шасси с возможностью автоматической блокировки исполнительных устройств при потере управляющего сигнала, достижении предельных углов крена или дифферента позволяет:

- исключить неуправляемое движение робототехнического комплека при возникновении нештатных ситуаций;

- повысить сохранность техники при выполнении задач по назначению.

Выполнение бортовой системы управления и передачи информации с возможностью управления исполнительными устройствами, приема/передачи видеоинформации по радиоканалу с заданными техническими характеристиками позволяет:

- обеспечить управление робототехнического комплекса в условиях боевого применения при различных условиях окружающего ландшафта;

- вести постоянный мониторинг прилегающей местности и обнаруженных целей.

Выполнение бортовой системы управления и передачи информации с возможностью функционирования канала телеметрии позволяет:

- контролировать состояние энергетических источников, боекомплекта;

- контролировать текущее пространственное положение и удаление шасси робототехнического комплекса;

- контролировать текущее положение и состояние стрелково-гранатометного вооружения;

- обеспечить более полное восприятие оператором сложившейся тактической обстановки за счет синхронизации ауди- и видеопотоков;

- обеспечить дистанционный запуск/остановку бортового дизель-генератора.

Выполнение бортового комплекса аудио-видеосредств с возможностью обеспечения визуальной информацией оператора с заданными техническими характеристиками позволяет:

- получать непрерывную видеоинформацию, необходимую для управления движением робототехнического комплекса;

- осуществлять обнаружение объектов в дневных и ночных условиях на заявленных расстояниях.

Оснащение модуля стрелково-гранатометного вооружения средствами разведки позволяет:

- повысить эффективность поражающих средств модуля;

- повысить эффективность средств разведки робототехнического комплекса.

Выполнение модуля стрелково-гранатометного вооружения с возможностью одновременной установки 12,7-мм пулемета и 30-мм автоматического гранатомета позволяет:

- повысить огневую мощь боевого дистанционно-управляемого модуля;

- расширить спектр поражаемых целей.

Выполнение модуля стрелково-гранатометного вооружения с возможностью наведения, прицеливания и ведения прицельного огня в дневных и ночных условиях на заданных дальностях позволяет:

- расширить перечень выполняемых робототехническим комплексом задач;

- обеспечить возможность самостоятельной поставки модуля стрелково-гранатометного вооружения для установки на транспортных средствах или в качестве стационарной огневой точки.

Выполнение модуля стрелково-гранатометного вооружения с возможностью реализации угловой корректировки вооружения по вертикали относительно корпуса шасси и по горизонтали позволяет:

- обеспечить круговой сектор обстрела с нужным углом возвышения при поражении целей;

- повысить точностные характеристики боевого модуля. Выполнение модуля стрелково-гранатометного вооружения с возможностью стабилизации положения вооружения с системой прицеливания для сопровождения цели и ведения огня при движении позволяет:

- осуществлять тактическое маневрирование робототехнического комплекса во время наблюдения за целью и стрельбы;

- осуществлять ведения огня без остановки шасси.

Выполнение модуля стрелково-гранатометного вооружения с возможностью контроля над расходованием боекомплекта, автоматизации наведения вооружения в направлениях, зафиксированных оператором, позволяет:

- держать под контролем ведение операции по огневому подавлению;

- обеспечить своевременное уничтожение обнаруженных целей.

Выполнение модуля доставки специальных технических средств с возможностью фиксированного размещения, транспортирования платформы для размещения специальных технических средств, сброса по команде размещенных средств позволяет расширить функциональные возможности робототехнического комплекса.

Включение в состав дополнительного оборудования комплекта маскировочных средств, технологического пульта управления и зарядного устройства позволяет:

- обеспечить робототехнический комплекс вспомогательными технологическими и техническими средствами;

- повысить уровень технического обеспечения и технического обслуживания робототехнического комплекса.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана структурная схема робототехнического комплекса для ведения разведки и огневой поддержки; на фиг. 2 - внешний вид робототехнического комплекса для ведения разведки и огневой поддержки; на фиг. 3 - внешний вид модуля стрелково-гранатометного вооружения.

Робототехнический комплекс для ведения разведки и огневой поддержки для выполнения задач по назначению в составе расчета из двух человек содержит базовое бронированное гусеничное шасси (БГШ) 1, бортовую систему управления и передачи информации (БСУ и ПИ) 2, бортовой дизель-генератор (ДГ) 3, бортовой комплекс аудио-видеосредств (БК ABC) 4, модуль стрелково-гранатометного вооружения (МСГВ) 5, модуль доставки специальных технических средств (МД СТС) 6, дополнительное оборудование (ДО) 7. ДО 7 содержит комплект маскировочных средств (KMC) 8, технологический пульт управления (ТПУ) 9, зарядное устройство (ЗУ) 10. МСГВ 5 оснащен средствами разведки: дневными (ДОЭП) 11 и ночными (НОЭП) 12 оптико-электронными приборами, лазерным дальномером (ЛД) 13. БСУ и ПИ 2 состоит из блока управления исполнительными приводами (БУИП) 14, инерциально-спутниковой системой навигации и ориентации (ИССН и О) 15, приемника сигналов дистанционного управления (ПСДУ) 16, передатчика видеосигналов (ПВ) 17, бортового автономного источника питания (БАИП) 18, бортовой ЭВМ (БЭВМ) 19. В МСГВ 5 одновременно установлены крупнокалиберный пулемет (КП) 20 и автоматический гранатомет (АГ) 21.

Робототехнический комплекс для ведения разведки и огневой поддержки функционирует следующим образом. Робототехнический комплекс для ведения разведки и огневой предназначен для ведения войсковой и артиллерийской разведки, огневой поддержки войсковых подразделений, охраны и обороны военных объектов, мест дислокации в составе расчета из двух человек. Робототехнический комплекс обеспечивает выполнение боевых задач в любых погодных условиях, в дневное и ночное время. Основой робототехнического комплекса является БГШ 1 с БСУ и ПИ 2, на которое устанавливается навесное оборудование, представляющее собой модуль стрелково-гранатометного вооружения МСГВ 5. БГШ 1 робототехнического комплекса обеспечивает движение в условиях городской инфраструктуры по бетонным, асфальтовым, мраморным, деревянным, плотным грунтовым и песчаным площадкам, по пересеченной местности по твердым почвам, в гололедицу, по опавшим листьям, траве высотой до 1 м, снегу и воде глубиной до 0,3 м, с максимальной скоростью до 15 км/ч, преодоление порогов высотой до 0,2 м, склонов по курсу и в поперечном направлении с углом наклона до 30 град и разворот на 360 град на месте. Длительность непрерывной работы при прямолинейном движении не менее 4 часов, а в режиме наблюдения-ожидания не менее 24 часов. Для обеспечения скрытности действий робототехнического комплекса используется гибридная силовая установка. В ней отсутствует возможность механического отбора мощности от установки внутреннего сгорания. ДГ 3 заряжает БАИП 18, с которого напряжение поступает на БУИП 17. БСУ и ПИ 2 выполняет функции обеспечения движения платформы по заданному алгоритму в автоматическом и ручном режимах управления, обеспечивает электропитание МСГВ 5, обеспечивает управление устройством сброса специальных технических средств. Центральным элементом БСУ и ПИ 2 является управляющая БЭВМ 19. БЭВМ 19 обеспечивает контроль и управление всеми подсистемами. Функцией ИССН и О 15 является определение географических координат местоположения БГШ 1, автономное ориентирование и определение углового положения в пространстве. МСГВ 5 предназначен для дистанционного управления средствами огневого поражения. МСГВ 5 выполняет следующие функции: наблюдение и обнаружение целей в контролируемой зоне, наведение средств огневого поражения на цели и поражение их, сопровождение цели. В МСГВ 5 одновременно установлены 12,7-мм КП 20 с емкостью боекомплекта не менее 200 патронов и 30-мм АГ 21 с емкостью боекомплекта не менее 90 выстрелов. МСГВ 5 обеспечивает наведение, прицеливание и ведение прицельного огня в дневных/ночных условиях на дальностях: для АГ 21 - до 600 м/500 м, для КП 20 - до 800 м/500 м, угловую корректировку вооружения: по вертикали - от минус 15 град до плюс 60 град для КП 20, от минус 3 град до плюс 43 град для АГ 21 относительно корпуса БГШ 1, по горизонтали -360 град, стабилизацию положения вооружения с системой прицеливания для сопровождения цели и ведения огня при движении со скоростью до 5 км/ч, контроль над расходованием боекомплекта, автоматизацию наведения вооружения в направлениях, зафиксированных оператором. Средства разведки обеспечивают дальности обнаружения цели типа «танк» с помощью оптико-электронных средств: в дневных условиях при не менее 5 км, в ночных условиях не менее 2,5 км. Наблюдение за местностью проводится с помощью ДОЭП 11 и НОЭП 12. Во время движения робототехнического комплекса для более точного наблюдения за обнаруженной целью в контролируемой зоне включается режим стабилизации. Для измерения дальности до цели используется ЛД 13. Для поражения цели устанавливается необходимый режим стрельбы (непрерывный/очередями), выбирается длительность очереди (малая/большая). Установлены следующие значения длительности очереди: малая - 200 мс (что соответствует 2-3 выстрелам), большая - 1000 мс (что соответствует 10-12 выстрелам). В процессе стрельбы контролируется количество боеприпасов на экране рабочего места оператора. В режиме сопровождения МСГВ 5 начинает осуществлять сопровождение цели, выделенной оператором. При этом БУИП 14 вырабатывает необходимые координаты для приводов, обеспечивая наведение на цель и поддерживая положение этой цели в центре изображения от ДОЭП 11 и НОЭП 12. При необходимости поражения сопровождаемой цели, оператор осуществляет измерение расстояния до цели с помощью ЛД 13 и открывает огонь. МД СТС 6 обеспечивает размещение и фиксацию в кормовой части робототехнического комплекса платформы для размещения специальных технических средств массой не менее 20 кг, транспортировку и сброс размещенных средств по команде управления. KMC 8 обеспечивает возможность маскировки от обнаружения бронированного робототехнического комплекса невооруженным глазом на фоне городской инфраструктуры (бетон, асфальт), на фоне среднеевропейской растительности, на фоне снежного покрова. С помощью ТПУ 9 обеспечивается возможность управления движением БГШ 1 по кабелю на расстояние до 10 м при погрузке/выгрузке или техническом обслуживании. ЗУ 10 необходимо для поддержания БАИП 18 в работоспособном состоянии.

Таким образом, в предлагаемом изобретении решена задача по достижению технического результата, заключающегося в создании робототехнического комплекса для ведения разведки и огневой поддержки, обеспечивающего ведение войсковой и артиллерийской разведки, огневую поддержку войсковых подразделений, охрану и оборону военных объектов, мест дислокации, выполнение операций во всем диапазоне естественных освещенностей в дневных и ночных условиях, выполнение требуемых функций по управлению при минимальном составе расчета.

Робототехнический комплекс для ведения разведки и огневой поддержки содержит роботизированную платформу, функциональный модуль, бортовую систему управления с навигационной аппаратурой, систему технического зрения, пульт дистанционного управления, радиоканал управления, средства доставки, базовое бронированное гусеничное шасси с электроприводом, бортовую систему управления и передачи информации, бортовой дизель-генератор, бортовой комплекс аудиовидеосредств, модуль стрелково-гранатометного вооружения, оснащенный средствами разведки, дополнительное оборудование в составе комплекса маскировочных средств, технологический пульт управления, зарядное устройство. Обеспечивается ведение войсковой и артиллерийской разведки, огневая поддержка войсковых подразделений, охрана и оборона военных объектов, выполнение операций во всем диапазоне естественных освещенностей в дневных и ночных условиях. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Робототехнический комплекс для ведения разведки и огневой поддержки, содержащий роботизированную платформу, выполненную с возможностью обеспечения перемещения в дистанционном режиме, функциональный модуль, выполненный с возможностью ведения разведки и поражения обнаруженной цели, бортовую систему управления с навигационной аппаратурой, систему технического зрения, пульт дистанционного управления, радиоканал управления и средства доставки, отличающийся тем, что робототехнический комплекс для ведения разведки и огневой поддержки для выполнения задач по назначению в составе расчета из двух человек содержит базовое бронированное гусеничное шасси с электроприводом, бортовую систему управления и передачи информации, оснащенную инерциально-спутниковой системой навигации и ориентации, бортовой дизель-генератор, бортовой комплекс аудиовидеосредств, модуль стрелково-гранатометного вооружения, оснащенный средствами разведки: дневными/ночными оптико-электронными приборами и лазерным дальномером, модуль доставки специальных технических средств, дополнительное оборудование в составе комплекта маскировочных средств, технологического пульта управления и зарядного устройства, базовое шасси выполнено с возможностью передвижения в условиях городской инфраструктуры, по пересеченной местности, в том числе по траве высотой до 1 м, снегу и воде глубиной до 0,3 м, передвижения с максимальной скоростью до 15 км/ч, преодоления порогов высотой до 0,2 м, склонов по курсу и в поперечном направлении с углом наклона до 30 град и разворота на 360 град на месте, автоматической блокировки исполнительных устройств при потере управляющего сигнала или достижении предельных углов крена или дифферента с выдачей оповещающего сигнала оператору, бортовая система управления и передачи информации выполнена с возможностью управления исполнительными устройствами, приема/передачи видеоинформации по радиоканалу на открытой местности на расстоянии не менее 2000 м, в условиях городской инфраструктуры - не менее 300 м, функционирования канала телеметрии с передачей и отображением информации о степени зарядки автономного источника питания, количестве израсходованного боекомплекта, текущих углах крена и дифферента, текущем положении вооружения, нахождении вооружения во взведенном и разряженном состоянии, выдачи информации об удалении робототехнического комплекса, передачи аудиоинформации синхронно с видеопотоком и дистанционного запуска/остановки бортового дизель-генератора, бортовой комплекс аудиовидеосредств выполнен с возможностью обеспечения визуальной информацией оператора, обнаружения объектов наблюдения с минимальными размерами 1,8x0,5 м в дневных условиях на расстояниях до 1000 м, а в ночных условиях на расстояниях до 500 м, модуль стрелково-гранатометного вооружения выполнен с возможностью одновременной установки 12,7-мм пулемета с емкостью боекомплекта не менее 200 патронов и 30-мм автоматического гранатомета с емкостью боекомплекта не менее 90 выстрелов, наведения, прицеливания и ведения прицельного огня в дневных/ночных условиях на дальностях: для автоматического гранатомета - до 600 м/500 м, для пулемета - до 800 м/500 м, реализации угловой корректировки вооружения: по вертикали - от минус 15 град до плюс 60 град для пулемета, от минус 3 град до плюс 43 град для гранатомета относительно корпуса шасси, по горизонтали - 360 град, стабилизации положения вооружения с системой прицеливания для сопровождения цели и ведения огня при движении со скоростью до 5 км/ч, контроля над расходованием боекомплекта, автоматизации наведения вооружения в направлениях, зафиксированных оператором, средства разведки выполнены с возможностью обеспечения дальности обнаружения цели типа «танк» с помощью оптико-электронных средств: в дневных условиях при не менее 3 км, в ночных условиях не менее 1 км,

2. Робототехнический комплекс для ведения разведки и огневой поддержки по п. 1, отличающийся тем, что модуль доставки специальных технических средств выполнен с возможностью фиксированного размещения, транспортирования в робототехническом комплексе платформы для размещения специальных технических средств, сброса размещенных средств по команде.