專利名稱:一種空中懸掛移動式自動報靶裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及射擊靶場報靶裝置，特別涉及一種空中懸掛移動式自動報靶裝置。
背景技術(shù)：
國內(nèi)現(xiàn)有的打靶射擊訓(xùn)練或比賽用自動報靶系統(tǒng)中，基本上為固定式自動報靶系 統(tǒng)，空中懸掛移動式自動報靶系統(tǒng)，地面移動式自動報靶系統(tǒng)三種形式。目前市場現(xiàn)有的有 一種懸掛式聲電自動報靶系統(tǒng)，采用電機拖動鋼絲繩的形式實現(xiàn)靶車前后移動，并且自動 報靶原理采用的是聲電定位。其采用電機拖動鋼絲繩方式，原理簡單，存在鋼絲噪聲大，其 采用的軌道不防彈，軌道被子彈打破后影響靶車移動，控制系統(tǒng)和電機、電源等都是在后端 安置，沒安裝在靶車上，這樣靶車不能隨時供電，側(cè)轉(zhuǎn)功能也要等靶車停止后才能操作，不 能行進間進行側(cè)轉(zhuǎn)及射擊報靶等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理，噪聲小，可靠性高，軌道不被子彈打壞， 無線遙控控制，設(shè)備操作更簡單的一種空中懸掛移動式自動報靶裝置。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的技術(shù)方案是這樣解決的一種空中懸掛 移動式自動報靶裝置，本實用新型特殊之處在于該裝置包括防彈軌道通過滑輪與自行式靶 車連接，自行式靶車上分別安裝有第一驅(qū)動電機、第二驅(qū)動電機、第一接近開關(guān)、第二接近 開關(guān)、第三接近開關(guān)、第四接近開關(guān)、第五接近開關(guān)，自行式靶車一端上分別安裝有靶標側(cè) 轉(zhuǎn)控制電路、自動報靶電路、電池組，自行式靶車底端面通過連接桿吊裝靶標并固定連接， 靶標上分別安裝至少有三個傳感器和一個靶環(huán)，所述傳感器一端的接收信號分別與一級放 大電路連接， 一級放大電路與濾波電路連接，濾波電路與二級放大電路連接，二級放大電路 與單片機連接，單片機與無線模塊或有線輸出電路連接，無線模塊與無線輸出電路連接，無 線輸出電路上連接有發(fā)射天線，有線輸出電路通過導(dǎo)線數(shù)據(jù)傳輸信號連到有線接收電路， 無線接收電路連接接收天線，有線接收電路或無線接收電路將接收到的信號送入數(shù)據(jù)處理 器電路中進行處理，經(jīng)處理后的信號分別送入到耳機和顯示器，其顯示器與打印機連接，打 印機輸出射擊成績，所述自行式靶車運行的靶標側(cè)轉(zhuǎn)控制電路的射擊位端功能開關(guān)與無線 發(fā)送電路連接，所述單片機分別由三部分電路組成，另一單片機第一路分別與數(shù)據(jù)傳輸串 口芯片、無線接收電路連接；單片機的第二路輸入端的電路依次分別與接近開關(guān)接口、第一 光耦、狀態(tài)保存器芯片連接；單片機的第三路輸出端依次分別與第二光耦、繼電器、電機接 口連接。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，實現(xiàn)了移動靶車在懸掛的防彈軌道上自行移動，無 需鋼絲繩拉，噪聲??；電池組置于靶車內(nèi)，隨時給所有控制系統(tǒng)及電路板供電，可在靶車運
行的同時靶標實現(xiàn)側(cè)轉(zhuǎn)，任何時刻可進行射擊并進行自動報靶；所有用于側(cè)轉(zhuǎn)及第一驅(qū)動 或停止的接近開關(guān)置于靶車內(nèi)，減少大量連線，避免安裝在軌道上容易被破壞的可能，提高可靠性；所有功能開關(guān)操作可在電腦界面進行也可在射擊位處安裝的開關(guān)進行，通過無線 遙控控制，設(shè)備操作更簡單。這樣的靶車懸掛移動及靶標側(cè)轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)與自動報靶系統(tǒng)結(jié) 合，提高了設(shè)備的綜合功能及系統(tǒng)先進性。本系統(tǒng)裝置廣泛應(yīng)用于室內(nèi)及室外靶場的輕武 器射擊及訓(xùn)練，適用于公安、武警、部隊或人武部門的射擊訓(xùn)練及比賽靶場。


圖1為本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的自動報靶控制電路原理方框圖；
圖3為圖1的控制電路原理方框圖；
圖4為圖1的控制光耦、接近開關(guān)電路原理圖；
圖5為圖1的控制單片機電路原理圖；
圖6為圖1的控制電機、繼電器、光耦電路原理圖
圖7為圖1的控制串口、無線通信電路原理圖；
圖8為圖1的一級放大電路其中的一電路原理圖
圖9為圖1的二級放大及濾波電路原理圖；
圖10為圖1的單片機處理電路原理圖。
具體實施方式
附圖為本實用新型的實施例。
下面結(jié)合附圖對
發(fā)明內(nèi)容
作進一步說明
參照圖1、圖2、圖3所示，一種空中懸掛移動式自動報靶裝置，該裝置包括防彈軌 道1-1通過滑輪1-10與自行式靶車1-2連接，自行式靶車1-2上分別安裝有第一驅(qū)動電機 l-3、第二驅(qū)動電機l-4、第一接近開關(guān)l-ll、第二接近開關(guān)1-12第三接近開關(guān)1-13第四 接近開關(guān)l-14第五接近開關(guān)1-15，自行式靶車1-2 —端上分別安裝有靶標側(cè)轉(zhuǎn)控制電路 1-5、自動報靶電路1-6、電池組1-8，自行式靶車1-2底端面通過連接桿1-16吊裝靶標1-7 并固定連接，耙標1-7上分別設(shè)置至少有三個傳感器1-9和一個靶環(huán)l-17，所述傳感器1-9 一端的接收信號分別與一級放大電路8連接， 一級放大電路8與濾波電路9連接，濾波電路 9與二級放大電路IO連接，二級放大電路10與單片機11連接，單片機11與無線模塊12或 有線輸出電路13連接，無線模塊12與無線輸出電路14連接，無線輸出電路14上連接有發(fā) 射天線，有線輸出電路13通過導(dǎo)線數(shù)據(jù)傳輸信號連到有線接收電路16，無線接收電路15連 接接收天線，有線接收電路16或無線接收電路15將接收到的信號送入數(shù)據(jù)處理器電路17 中進行處理，經(jīng)處理后的信號分別送入到耳機18和顯示器19，其顯示器19與打印機20連 接，打印機20輸出射擊成績，所述自行式靶車1-2運行的靶標側(cè)轉(zhuǎn)控制電路1-5的射擊位 端功能開關(guān)21與無線發(fā)送電路22連接，所述另一單片機25分別由三部分電路組成，另一 單片機25第一路分別與數(shù)據(jù)傳輸串口芯片24、無線接收電路23連接；另一單片機25第二 路輸入端的電路依次分別與接近開關(guān)接口 28、第一光耦27、狀態(tài)保存器芯片26連接；另一 單片機25第三路輸出端依次分別與第二光耦29、繼電器30、電機接口 31連接。 圖4所示為靶車運動及靶標側(cè)轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的光耦、接近開關(guān)電路原理圖。插線柱 JIN1的1腳、5腳、9腳、13腳接12伏的電源，4腳、8腳、12腳接地，2腳與前進用第一接近開關(guān)1-11連接，3腳與后退用第二接近開關(guān)1-12連接，6腳與停止用第五接近開關(guān)1-15連 接，7腳、10腳與第二驅(qū)動側(cè)轉(zhuǎn)用第四接近開關(guān)1-14連接，插線柱JIN1余下的11 、 14、 15腳 備用。插線柱JIN1的MIN1、MIN2、MIN3、MIN4、MIN5、MIN6、MIN7、MIN8分別連接到U4及U5 的2、4、6、8腳(分別為MIN1、 MIN2、 MIN3、 MIN4、 MIN5、 MIN6、 MIN7、 MIN8) ， RP1接12伏的 電源，RP2接地，從光耦出來后經(jīng)過一組104電容，即Cll、 C12、 C13、 C14、 C15，然后接到狀 態(tài)保持器芯片26的U3(74LS245)的A0、 Al、 A2、 A3、 A4、 A5、 A6、 A7，狀態(tài)保存器芯片26的 U3(74LS245)的B0-B8為輸出，即PIN1、PIN2、PIN3、PIN4、PIN5、PIN6、PIN7、PIN8，與圖5的 相應(yīng)部分聯(lián)接。
參照圖5為圖1的控制單片機電路原理圖，上述圖4中74LS245的B0-B8接口，即 PIN1、 PIN2、 PIN3、 PIN4、 PIN5、 PIN6、 PIN7、 PIN8接到圖5單片機的21至28腳(P20、 P21、 P22、P23、P24、P25、P26、P27)。單片機Ul的18腳接電容2腳，19腳接電容1腳，電容然后 都接地。單片機的1至8展卩(P10至P17)為輸出端口 POl、 P02、 P03、 P04、 P05、 P06、 P07、 P08，與圖6相應(yīng)部分連接。單片機U1的10、11腳(RXD、TXD)數(shù)據(jù)傳輸端口 ，與圖6的相應(yīng) 部分連接。
圖6為圖1的控制電機、繼電器、光耦電路原理圖。圖4中單片機的1至8腳即 POl、 P02、 P03、 P04、 P05、 P06、 P07、 P08與UL3及UL4的2、4、6、8腳連接，經(jīng)過光耦連接到 UL1(ULN2803)芯片的1至8腳，ULN2803芯片的輸出11至18腳(M01、M02、M03、M04、M05、 M06、 M07、 M08分別與繼電器Kl、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6、 K7、 K8的線包MOl、 M02、 M03、 M04、 M05、 M06、M07、M08連接，繼電器K1、K2的輸出M01-A、M01-B分別于電機JM0T0R1的兩根線連接， 繼電器K3、 K4的輸出M02-A、 M02-B分別于電機JM0T0R2的兩根線連接，繼電器K5的輸出 M03-A與第一接近開關(guān)JFE1的M03-A連接，繼電器K6的輸出M03-B與第二接近開關(guān)JFE2 的M03-B連接，繼電器K7的輸出M04-A與第三接近開關(guān)JFE3的M04-A連接，繼電器K8的 輸出M05-B與第四接近開關(guān)JFE4的M05-B連接。
圖7為圖1的控制串口、無線通信電路原理圖，U232 (MAX202E)為串口芯片，U232 芯片的1腳接到極性電容CE8的一端，CE8的另一端接到芯片的3腳，U232芯片的2腳接到 極性電容CE10的正極，CE10的負極接到U232芯片的16腳，芯片的4腳接到極性電容CE9 的正極，CE9的負極接到U232芯片的5腳，U232芯片的6腳接到極性電容CE7的負極，CE7 的正極接地，芯片的15腳接地，U232芯片的9、 10腳與圖5單片機的RXD、TXD連接，芯片的 7、8腳(232TXD、232RXD)與無線傳輸接口連接。圖上PCUART及WIRELESS均為插線柱，原理 上不起作用。
圖8所示為圖7的一級放大電路原理結(jié)構(gòu)示意圖，傳感器1的11+端分別與電阻 R60、 IC8A運算放大器的第3腳正極連接，第2腳負極與第1腳短接連接，第1腳上還與電 阻R61的一端連接，電阻R61的另一端節(jié)點上分別與電容C14、 C15、電阻R65的一端連接， 電容C14的另一端依次分別與電阻R62、R63、R67、R70的一端連接，電容C15與電阻R62另 一端連接，電阻R63另一端分別與IC8B運算放大器的第6腳負極、電阻R64 —端連接，電阻 R65、 R64、 IC8B運算放大器的第7腳并聯(lián)連接，IC8B運算放大器的第7腳還與電阻R66的 一端連接，電阻R66的另一端節(jié)點分別與電阻R67 —端、IC8C運算放大器的第10腳、第9 腳、電阻R68、 R72 —端連接，電阻R68另一端與IC8C運算放大器的第8腳和電阻R69 —端 連接，電阻R69另一端分別與電阻R70、IC8D運算放大器的第12腳、第13腳、電阻R71 —端連接，電阻R72另一端與Wl滑動電抗器連接，電阻R71另一端與IC8D運算放大器的A1+端 連接，Al+端與濾波電路9連接。同理，2 6路中的一級放大電路與上述1路放大電路結(jié) 構(gòu)相同。
圖9所示為圖7的二級放大及濾波電路原理結(jié)構(gòu)示意圖，Al+端連接一個電阻 R39，電阻R39另一端的節(jié)點分別與電容C7、 IC6芯片的第3腳連接，電容C7的另一端與電 阻R40連接，電阻R40另一端連接在IC6芯片的第2腳的節(jié)點上，第2腳的節(jié)點上串聯(lián)連接 一個電阻R41，電阻R41另一端與IC6芯片的第1腳連接，IC6芯片共四路，同理，A2+，A3+， A4+端進入IC6芯片的接法與上述Al+相同。IC6芯片中第1腳通過一個電阻R14接入IC4 芯片的第5腳，類似的，IC6芯片中第7腳通過一個電阻R12接入IC4芯片的第7腳，IC6芯 片中第14腳通過一個電阻R20接入IC4芯片的第11腳，IC6芯片中第8腳通過一個電阻 R22接入IC4芯片的第9腳，IC4芯片中第3腳接直流電源，第12腳接地，IC4第1腳是芯 片的第一路輸出，其接一個電阻R17， R17的另一端接電源，類似的，IC4第2腳是芯片的第 二路輸出，其接一個電阻R16， R16的另一端接電源，IC4第14腳是芯片的第三路輸出，其接 一個電阻R18，R18的另一端接電源，IC4第13腳是芯片的第四路輸出，其接一個電阻R19， R19的另一端接電源。IC4芯片的第4， 6， 8， 10腳各自分別通過一個電阻R15， R13， R21， R23 匯接到一起(即IN-)做總輸出，IN-接到一個可調(diào)電阻W5。圖5中p騰rl，p騰r2是兩個 電源接插件，J4， J5， J6， J7是四個信號線接插件，不參與原理圖的作用，只為線接入和拔除 電路板時方便。J4的Il+與圖4的Il+連接。J3的第3，4腳分別與圖6上IC2芯片的第 11，10腳連接。
圖10所示為圖7單片機處理電路原理結(jié)構(gòu)示意圖，IC1芯片的第1腳與IC2芯 片的第5腳連接，IC1芯片的第2、3、4腳依次分別與IC2芯片的第6、7、8腳連接，IC2芯片 的第9腳(RESET)與本圖上右方的RESET連接，IC2芯片的第18， 19腳間接一個晶振CY1， 再各自通過一個電容C1， C2接地，IC2芯片的第39(A1-0UT)，38(A2-0UT)，37(A3-0UT)， 36 (A4-0UT)腳分別與圖5中IC4芯片的第2 (A1-0UT) ， 1 (A2-0UT) ， 13 (A3-0UT) ， 14 (A4-0UT) 腳相連，IC2芯片的第24腳(UP96-RES)與圖7中J3的第9腳(UP96-RES)連接，IC2芯片 的第23腳(KEY+)與本圖右方的KEY+連接，IC2芯片的第22腳(SLEEP)與圖7上J3的第 8腳(SLEEP)相連，IC2芯片的第21腳(PC0)與本圖右方的PC0處相連。圖8的右上方J2 是采用有線發(fā)送和接受時數(shù)據(jù)線的接插件，J2的第1，2腳間接一電阻R11，再分別接到IC3 的第8，7腳，J2的3，4腳分別與IC3的第6，5腳連接。圖8右下方是控制兩個二極管顯示 燈的電路，Rl —端接電源，另一端與電阻R2，電容C3， RESET處相連，R2另一端與電阻R3， 電容C4，及電容C5， KEY+出相連，R3的另一端接電阻R4，電阻R5， R4， R5再分別接一個發(fā)光 二極管LED1， LED2。圖8左下方的電容分別與整個電路各芯片ICn的+VSS, -VSS， VCC， GND 處相連。
下面介紹系統(tǒng)動態(tài)工作過程，S卩如何進行自動報靶及靶車如何實現(xiàn)自動第一驅(qū)動 與靶的隱現(xiàn)功能。
自動報耙系統(tǒng)動態(tài)工作原理
射擊時，子彈穿過靶框會產(chǎn)生波，各個傳感器接收到波信號，把信號傳入上述電路 中，一個傳感器接收到波形成一路信號，有3個傳感器就會有3路信號。因為傳感器接收到 的信號可能是很弱的，先經(jīng)過一級放大，傳感器接收到的所有信號都放大了若干倍，傳感器也可能接受到了干擾信號，環(huán)境不一樣，干擾信號是不一樣的，經(jīng)過一級放大后，各路信號 都通過一個濾波器，把干擾信號濾除，得到的有用信號再經(jīng)過二級放大，然后進入單片機進 行處理。
我們在靶框上建立平面坐標，3個傳感器在靶框上的位置就有3個點，子彈穿過靶 框時也有一個點，把這些點在平面坐標上建立數(shù)學(xué)模型。因為傳感器放置在耙框的位置不 同，波傳到各個傳感器的時間也不同，例如波傳到1號傳感器的時間是tl，傳到2號傳感器 的時間是t2，傳到三號傳感器的時間是t3，因此各傳感器接收到波的時間也不同，離子彈 穿過處最近的傳感器最先接收到信號，例如是2號傳感器最先接收到信號，即t2時間最短， 那么其他傳感器接收到信號的時間跟它都有個時間差，即A tl = tl-t2， A t2 = t3-t2， A t3 =t4-t2。利用這些信號到傳感器的時間差值，在建立的數(shù)學(xué)模型上計算出子彈的坐標位 置。
單片機上寫有程序，其作用是處理硬件電路傳來的信號，并根據(jù)數(shù)學(xué)模型進行數(shù)
學(xué)計算，把計算出的子彈穿過靶框的具體位置在界面上顯示出來，界面也是由軟件編制的，
即是根據(jù)靶紙的形狀顯示，有10環(huán)，9環(huán)，8環(huán)，7環(huán)等，顯示器顯示出子彈穿過時的具體位
置，同時語音報靶報出那個點所在環(huán)數(shù)。
靶車第一驅(qū)動及靶標側(cè)轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)原理
靶車上安裝有兩個電機，耙車前進和后退公用一個第一驅(qū)動電機，耙標正轉(zhuǎn)和反 轉(zhuǎn)用一個第二驅(qū)動電機；靶車上安裝有5個接近開關(guān)，第三接近開關(guān)1-13和第四接近開關(guān) l-14用于控制靶標第二驅(qū)動，第一接近開關(guān)l-ll用于靶車前進，第二接近開關(guān)l-12用于靶 車后退，第五接近開關(guān)1-15用于靶車停止；防彈軌道的兩端及縱向射擊距離的7米、15米、 25米、50米處分別粘貼有小鐵皮條。
按下射擊位處的某個功能開關(guān)，如前進功能開關(guān)，此開關(guān)的瞬時信號經(jīng)無線發(fā)送 系統(tǒng)發(fā)送出去，耙車端接收系統(tǒng)接收到該開關(guān)l-ll作用信號，經(jīng)過串口芯片進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換，進入單片機，單片機把該信號傳輸給狀態(tài)保存器芯片26，使前進功能狀態(tài)保持，然后經(jīng) 過笫一光耦電壓從5伏轉(zhuǎn)換成12伏，接到接近開關(guān)，控制前進的第一接近開關(guān)1-11開通， 此開通信號傳回單片機，單片機再把該信號經(jīng)笫二光耦把電壓從5伏轉(zhuǎn)換成12伏，接到繼 電器，繼電器接通，控制第一驅(qū)動電機1-3正向轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動靶車前進運行。 前進過程中當碰到軌道上的小鐵皮條時，笫五接近開關(guān)接近鐵皮條會產(chǎn)生作用從 而斷開，笫五接近開關(guān)斷開的瞬時信號經(jīng)過笫一光耦，電壓從12伏轉(zhuǎn)換到5伏，然后進入 狀態(tài)保存器芯片26，該瞬時信號被保持，信號進入單片機，經(jīng)單片機處理后輸出經(jīng)過笫二光 耦，電壓從5伏轉(zhuǎn)換到12伏，接到繼電器，控制電機1-3停止轉(zhuǎn)動，耙車停止前進。 其他功能開關(guān)及接近開關(guān)的作用及工作過程與此類似。
權(quán)利要求
一種空中懸掛移動式自動報靶裝置，其特征在于該裝置包括防彈軌道(1-1)通過滑輪(1-10)與自行式靶車(1-2)連接，自行式靶車(1-2)上分別安裝有第一驅(qū)動電機(1-3)、第二驅(qū)動電機(1-4)、第一接近開關(guān)(1-11)、第二接近開關(guān)(1-12)第三接近開關(guān)(1-13)第四接近開關(guān)(1-14)第五接近開關(guān)(1-15)，自行式靶車(1-2)一端上分別安裝有靶標側(cè)轉(zhuǎn)控制電路(1-5)、自動報靶電路(1-6)、電池組(1-8)，自行式靶車(1-2)底端面通過連接桿(1-16)吊裝靶標(1-7)并固定連接，靶標(1-7)上分別設(shè)置至少有三個傳感器(1-9)和一個靶環(huán)(1-17)，所述傳感器(1-9)一端的接收信號分別與一級放大電路(8)連接，一級放大電路(8)與濾波電路(9)連接，濾波電路(9)與二級放大電路(10)連接，二級放大電路(10)與單片機(11)連接，單片機(11)與無線模塊(12)或有線輸出電路(13)連接，無線模塊(12)與無線輸出電路(14)連接，無線輸出電路(14)上連接有發(fā)射天線，有線輸出電路(13)通過導(dǎo)線數(shù)據(jù)傳輸信號連到有線接收電路(16)，無線接收電路(15)連接接收天線，有線接收電路(16)或無線接收電路(15)將接收到的信號送入數(shù)據(jù)處理器電路(17)中進行處理，經(jīng)處理后的信號分別送入到耳機(18)和顯示器(19)，其顯示器(19)與打印機(20)連接，打印機(20)輸出射擊成績，所述自行式靶車(1-2)運行的靶標側(cè)轉(zhuǎn)控制電路(1-5)的射擊位端功能開關(guān)(21)與無線發(fā)送電路(22)連接，所述另一單片機(25)分別由三部分電路組成，另一單片機(25)第一路分別與數(shù)據(jù)傳輸串口芯片(24)、無線接收電路(23)連接；另一單片機(25)第二路輸入端的電路依次分別與接近開關(guān)接口(28)、第一光耦(27)、狀態(tài)保存器芯片(26)連接；另一單片機(25)第三路輸出端依次分別與第二光耦(29)、繼電器(30)、電機接口(31)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種空中懸掛移動式自動報靶裝置，其特征在于上述的防彈 軌道的兩端及縱向射擊距離的7米、15米、25米、50米處分別粘貼有鐵皮條。
專利摘要
本實用新型公開了空中懸掛移動式自動報靶裝置。該裝置包括防彈軌道通過滑輪與自行式靶車連接，靶車上分別安裝電機、接近開關(guān)、靶車一端上分別安裝有靶標側(cè)轉(zhuǎn)控制電路、自動報靶電路、電池組，自行式靶車底端面通過連接桿吊裝靶標并固定連接，傳感器接收信號分別與一級放大電路，濾波電路，二級放大電路，單片機，無線模塊或有線輸出電路連接，無線接收電路連接接收天線，有線接收電路或無線接收電路將接收到的信號送入數(shù)據(jù)處理器電路進行處理，處理后的信號送入到耳機和顯示器及打印機，輸出射擊成績。報靶精度準確，可靠性高，無軌自行式靶車硬件電路和軟件程序相結(jié)合，工作穩(wěn)定，適用于公安、武警、部隊或人武部門的射擊訓(xùn)練及比賽靶場。
文檔編號F41J5/14GKCN201532150SQ200920245218
公開日2010年7月21日 申請日期2009年11月11日
發(fā)明者習(xí)開東 申請人:習(xí)開東導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan