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一种实弹射击靶标 机器人系统

阅读：2发布：2020-09-21

专利汇可以提供一种实弹射击靶标机器人系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种实弹射击靶标机器人系统，包括设置在所述机器内部解析各类传感器信号、控制驱动器，动力驱动、机器人驱动，设平面靶标系统，障碍物检测传感器，全球卫星定位导航系统，运动电机驱动控制系统和充电电池，实现了自动化的移动标靶打靶训练全过程，为反恐新形式下的战前训练提供了良好，高效，可靠的具备自动化高速曲线运动，快速隐显功能的军事训练设备，为以反恐防暴为特征的案例提供更好的解决方案。，下面是一种实弹射击靶标机器人系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种实弹射击靶标机器人系统，所述实弹射击靶标机器人系统包括有多个靶标机器人和靶标机器人控制终端，其特征在于：每个所述靶标机器人包括两个平面靶模块和与平面靶模块系统底部连接的移动机器人平台，其中每个平面靶模块由起倒靶控制结构和视觉报靶系统构成；
每个所述起倒靶控制结构包括有靶板连接支架、起倒转轴、用于检测靶板连接支架下端相对于移动机器人平台运动两个极限位置的接近开关传感器、用于测量靶板连接支架和移动机器人平台相对位置的带编码器的直流电机、减速齿轮箱以及直流电机驱动控制电路板，所述视觉报靶系统包括有彩色IP摄像机和用于拍摄靶纸时补光LED闪光灯；
所述视觉报靶系统和移动机器人平台连接，彩色IP摄像机安装于倒在移动机器人平台上的平面靶板前面，且IP摄像机拍摄画面覆盖平面靶板；
所述移动机器人平台的厢体底部安装有驱动系统-4路独立的运动电机、用于控制4路独立的运动电机的运动电机控制驱动器，所述移动机器人平台的内部设置有用于感测移动机器人平台所处地形的地形感知传感器、用于感测所述移动机器人平台前端的障碍物信息激光雷达传感器和用于拍摄靶标机器人前进、后退方向上的道路信息，通过无线网桥传送给操控终端的IP摄像头和用于控制移动机器人平台运动的控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种实弹射击靶标机器人系统，其特征在于：所述靶标机器人控制终端包括有无线网桥、控制按键按钮、触摸屏、高亮液晶显示屏和电池，所述靶标机器人移动平台的无线网桥组成无线局域网，且其与靶标机器人通信连接。
3.根据权利要求1所述的一种实弹射击靶标机器人系统，其特征在于：所述驱动系统设置于移动机器人平台厢体底部。
4.根据权利要求1所述的一种实弹射击靶标机器人系统，其特征在于：所述机器人运动电机控制驱动器用于控制4路独立的运动电机以带动轮式结构旋转，且机器人运动电机控制驱动器上的机械变速机包括有离合器、减速箱、高低速传动带轮、同步齿形带和齿轮，且机器人运动电机控制驱动器与移动机器人平台控制系统连接。
5.根据权利要求1所述的一种实弹射击靶标机器人系统，其特征在于：所述移动机器人平台的机器内部设置有解析各类传感器信号、控制驱动器，所述移动机器人平台的机器左右两侧用于实现机器人的动力驱动、传递与执行的机器人驱动，所述机器人移动平台外壳侧面设置有平面靶标系统，所述机器人移动平台机器壳体周围用于检测所述机器周边行走路径障碍物体的障碍物检测传感器，所述移动机器人平台内部用来平衡及定位的全球卫星定位导航系统，所述移动机器人平台底部的运动电机驱动控制系统和设置在所述移动机器人平台厢体内用于为所属设备提供能量的充电电池。
6.根据权利要求1所述的一种实弹射击靶标机器人系统，其特征在于：所述充电电池无线网桥连接有驱动系统、运动电机控制驱动器、移动机器人平台控制系统、定位导航系统、地形感知传感器、周围环境传感器、枪声检测系统、平面靶模块。
7.根据权利要求1所述的一种实弹射击靶标机器人系统，其特张在于：所述靶标机器人操控终端由无线网桥、控制按键按钮、触摸屏、高亮液晶显示屏和电池组成。靶标机器人控制终端的无线网桥和靶标机器人移动平台的无线网桥组成无线局域网。靶标机器人操控终端通过无线局域网与靶标机器人进行通信连接。
8.根据权利要求1所述的一种实弹射击靶标机器人系统，其特征在于：所述移动机器人平台外部设置有防弹装甲结构，所述防弹装甲结构包括防弹钢板挂架和热轧防弹钢板，且防弹钢板可更换。
9.根据权利要求1所述的一种实弹射击靶标机器人系统，其特征在于：所述周围环境传感器包括设置于厢体前端IP摄像头、激光雷达传感器和设置于厢体后端的IP摄像头。

说明书全文

一种实弹射击靶标机器人系统

技术领域

[0001] 本发明涉及武警实弹射击训练领域，具体为一种实弹射击靶标机器人系统。

背景技术

[0002] 在当前反恐、防暴已成为一种新的作战模式，具有很强的特殊性，需要对多种形式目标实施快速、准确火力突击。据武警部队对反恐、防暴案例的统计：移动目标射击达34.3％，显隐目标射击达37.1％，静态目标射击仅为2.2％。反恐新形势要求轻武器实弹射击训练靶标需具有无规律高速曲线运动，快速隐显功能。

发明内容

[0003] 针对上述问题，本发明提供一种实弹射击靶标机器人系统，以解决上述提出的技术问题。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种实弹射击靶标机器人系统，所述实弹射击靶标机器人系统包括有多个靶标机器人和靶标机器人控制终端，其特征在于：每个所述靶标机器人包括两个平面靶模块和与平面靶模块系统底部连接的移动机器人平台，其中每个平面靶模块由起倒靶控制结构和视觉报靶系统构成；

[0005] 每个所述起倒靶控制结构包括有靶板连接支架、起倒转轴、用于检测靶板连接支架下端相对于移动机器人平台运动两个极限位置的接近开关传感器、用于测量靶板连接支架和移动机器人平台相对位置的带编码器的直流电机、减速齿轮箱以及直流电机驱动控制电路板，所述视觉报靶系统包括有彩色IP摄像机和用于拍摄靶纸时补光LED闪光灯；

[0006] 所述视觉报靶系统和移动机器人平台连接，彩色IP摄像机安装于倒在移动机器人平台上的平面靶板前面，且IP摄像机拍摄画面覆盖平面靶板；

[0007] 所述移动机器人平台的厢体底部安装有驱动系统-4路独立的运动电机、用于控制4路独立的运动电机的运动电机控制驱动器，所述移动机器人平台的内部设置有用于感测移动机器人平台所处地形的地形感知传感器、用于感测所述移动机器人平台前端的障碍物信息激光雷达传感器和用于拍摄靶标机器人前进、后退方向上的道路信息，通过无线网桥传送给操控终端的IP摄像头和用于控制移动机器人平台运动的控制系统。

[0008] 进一步地，所述靶标机器人控制终端包括有无线网桥、控制按键按钮、触摸屏、高亮液晶显示屏和电池，所述靶标机器人移动平台的无线网桥组成无线局域网，且其与靶标机器人通信连接。

[0009] 进一步地，所述驱动系统设置于移动机器人平台厢体底部。

[0010] 进一步地，所述机器人运动电机控制驱动器用于控制4路独立的运动电机以带动轮式结构旋转，且机器人运动电机控制驱动器上的机械变速机包括有离合器、减速箱、高低速传动带轮、同步齿形带和齿轮，且机器人运动电机控制驱动器与移动机器人平台控制系统连接。

[0011] 进一步地，所述移动机器人平台的机器内部设置有解析各类传感器信号、控制驱动器，所述移动机器人平台的机器左右两侧用于实现机器人的动力驱动、传递与执行的机器人驱动，所述机器人移动平台外壳侧面设置有平面靶标系统，所述机器人移动平台机器壳体周围用于检测所述机器周边行走路径障碍物体的障碍物检测传感器，所述移动机器人平台内部用来平衡及定位的全球卫星定位导航系统，所述移动机器人平台底部的运动电机驱动控制系统和设置在所述移动机器人平台厢体内用于为所属设备提供能量的充电电池。

[0012] 进一步地，所述充电电池无线网桥连接有驱动系统、运动电机控制驱动器、移动机器人平台控制系统、定位导航系统、地形感知传感器、周围环境传感器、枪声检测系统、平面靶模块。

[0013] 进一步地，所述靶标机器人操控终端由无线网桥、控制按键按钮、触摸屏、高亮液晶显示屏和电池组成。靶标机器人控制终端的无线网桥和靶标机器人移动平台的无线网桥组成无线局域网。靶标机器人操控终端通过无线局域网与靶标机器人进行通信连接。进一步地，所述移动机器人平台外部设置有防弹装甲结构，所述防弹装甲结构包括防弹钢板挂架和热轧防弹钢板，且防弹钢板可更换。

[0014] 进一步地，所述周围环境传感器包括设置于厢体前端IP摄像头、激光雷达传感器和设置于厢体后端的IP摄像头。

[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0016] 一、本发明通过移动机器人自身的实时定位及运动控制实现和传感器系统的配合实现可操作可高速曲线运动，通过传感器系统对检测出的枪声信息用于靶板的躲闪和靶标机器人找掩护功能的启动。视觉靶标系统规划靶标机器人运动路径、速度、靶板显隐时间、位置和速度；运行、存储规划好靶标机器人运动轨迹；显示靶板被击中部位，击中时间，识别打靶部位，计算并存储射击成绩；显示靶标机器人位姿信息、前后视频信息和行进前方障碍信息。实现高速曲线运动，快速隐显功能。

[0017] 二、本发明的设计实现了自动化的移动标靶打靶训练全过程，为反恐新形式下的战前训练提供了良好，高效，可靠的具备自动化高速曲线运动，快速隐显功能的军事训练设备，为以反恐防暴为特征的案例提供更好的解决方案。附图说明

[0018] 图1为本发明靶标机器人移动平台的技术原理图；

[0019] 图2为本发明的靶标机器人操控终端系统的技术原理图。

具体实施方式

[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0021] 实施例1，本发明为实弹射击靶标机器人系统包括，通过靶标机器人控制终端和一至多个靶标机器人，靶标机器人包括两个平面靶模块和与平面靶模块系统底部连接的移动机器人平台，平面靶模块由起倒靶控制结构和视觉报靶系统组成，起倒靶控制结构包括靶板连接支架、起倒转轴、接近开关传感器、带编码器的直流电机、减速齿轮箱以及直流电机驱动控制电路板；

[0022] 靶板连接支架上端与靶板固定连接；起倒转轴将靶板连接支架下端和移动机器人平台连接；直流电机驱动控制电路板与直流电机连接，以通过直流电机控制减速齿轮箱，带动起倒转轴旋转；直流电机的编码器用于测量靶板连接支架和移动机器人平台相对位置；接近开关传感器用于检测靶板连接支架下端相对于移动机器人平台运动两个极限位置。直流电机控制电路板与移动机器人平台控制系统连接。

[0023] 视觉报靶系统由彩色IP摄像机和LED闪光灯组成；视觉报靶系统和移动机器人平台连接，彩色IP摄像机安装于倒在移动机器人平台上的平面靶板前面，且摄像机拍摄画面覆盖平面靶板。LED闪光灯用于拍摄靶纸时补光。

[0024] 实施例2，移动机器人平台包括一个厢体；在厢体底部安装有驱动系统；在厢体内部设置有运动电机控制驱动器、供电电池、用于定位移动机器人平台位置的全球卫星定位导航系统、用于感测移动机器人平台所处地形的地形感知传感器、用于感测移动机器人平台周围是否有障碍物的周围环境传感器以及用于控制平台运动的机器人控制系统；电机控制驱动器、定位导航系统、地形感知传感器、周围环境传感器均与移动机器人平台控制系统连接；

[0025] 移动机器人平台控制系统连接有网络传输接口。

[0026] 实施例3，驱动系统包括4个独立驱动且采用刚性悬挂的轮式结构；4个独立驱动且采用刚性悬挂的轮式结构分为前后两组，每个轮式结构通过机械变速机构和运动电机连接，4路独立的运动电机与运动电机控制驱动器连接；运动电机控制驱动器与移动机器人平台控制系统连接；运动电机控制驱动器用于控制4路独立的运动电机，以带动轮式结构旋转。机械变速机由离合、减速箱、高低速传动带轮、同步齿形带、齿轮构成。

[0027] 实施例4，地形感知传感器包括重力加速度传感器、陀螺仪传感器和倾角仪传感器；地形感知传感器与移动机器人平台控制系统连接；重力加速度传感器、陀螺仪传感器和倾角仪传感器用于感测移动机器人平台的姿态信息。

[0028] 实施例5，周围环境传感器包括设置于厢体前端IP摄像头、激光雷达传感器和设置于厢体后端的IP摄像头。激光雷达传感器与移动机器人平台控制系统连接，激光雷达传感器用于感测所述移动机器人平台前端的障碍物信息，IP摄像头用于拍摄靶标机器人前进、后退方向上的道路信息，通过无线网桥传送给操控终端。操作人员遥控靶标机器人运动时需要借助这些周围环境传感器。

[0029] 实施例6，移动机器人平台外部设置有防弹装甲结构；防弹装甲结构包括防弹钢板挂架和热轧防弹钢板；防弹钢板可更换。

[0030] 实施例7，在厢体一侧安装有枪声检测系统，枪声检测系统由4个声学传感器组成，可对射击产生的超声波进行检测。枪声检测系统与移动机器人平台控制系统连接，检测出的枪声信息用于靶板的躲闪和靶标机器人找掩护功能的启动。

[0031] 作为本实施例优选的是，在厢体另一侧还安装有无线网桥,，移动机器人平台前后IP摄像头、移动机器人平台控制系统、视觉报靶系统和无线网桥连接。

[0032] 实施例8，供电电池与驱动系统、运动电机控制驱动器、移动机器人平台控制系统、定位导航系统、地形感知传感器、周围环境传感器、枪声检测系统、平面靶模块以及无线网桥连接，靶标机器人操控终端由无线网桥、控制按键按钮、触摸屏、高亮液晶显示屏和电池组成。靶标机器人控制终端的无线网桥和靶标机器人移动平台的无线网桥组成无线局域网。靶标机器人操控终端通过无线局域网与靶标机器人进行通信。

[0033] 实施例9，靶标机器人操控终端用于遥控靶标机器人运动，规划靶标机器人运动路径、速度、靶板显隐时间、位置和速度；运行、存储规划好靶标机器人运动轨迹；显示靶板被击中部位，击中时间，识别打靶部位，计算并存储射击成绩，显示靶标机器人位姿信息、前后视频信息和行进前方障碍信息。

[0034] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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