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基本信息
- 項目名稱：
- 可自動換靶報靶的自動槍靶
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 可自動換靶報靶的自動槍靶作為國防科技創(chuàng)新項目，適用在軍隊打靶訓(xùn)練中，當(dāng)射擊者在完成一輪（五次）打靶射擊后，自動打靶機能夠自動完成報靶與更換靶紙的功能，進(jìn)行循環(huán)打靶射擊。 本項目機械部分包括：槍靶自動上下機構(gòu)、自動涂膠壓紙機構(gòu)、叼紙牙機構(gòu)和輸紙臺三個部分。 控制系統(tǒng)部分包括：圖像采集與處理模塊、串口通訊模塊、LED報靶顯示模塊、電機驅(qū)動模塊、51單片機核心控制模塊5個部分。
- 詳細(xì)介紹：
- 當(dāng)前，我國軍隊訓(xùn)練器材的落后嚴(yán)重地影響了我國軍隊士兵的訓(xùn)練效果。本項目所研制的可自動換靶報靶的自動槍靶順應(yīng)我國軍隊日常射擊訓(xùn)練器材現(xiàn)代化和自動化的趨勢，有較高的社會效益和經(jīng)濟效益。可自動換靶報靶的自動槍靶是集機械、自動化控制以及圖像處理為一體的機電一體化設(shè)備。通過絲杠絲母傳動機構(gòu)可以使槍靶上升到作訓(xùn)工作位置，并可將射擊后的槍靶自動下降至箱體內(nèi)部。通過視覺傳感器采集射擊后靶面信息，并將信息傳到上位機。上位機通過相應(yīng)的圖像處理算法對圖像信息進(jìn)行分析并將分析結(jié)果通過RS232口傳到下位機（單片機），從而通過面板上的數(shù)碼管顯示出來。 自動槍靶中還包含了涂膠和滾壓機構(gòu)，報靶后，涂膠輥將給舊靶面上上下涂膠，叼紙牙機構(gòu)從紙臺上叼起新靶紙并移送至靶面合適位置。涂膠輥縮回，壓紙輥伸出對新靶紙進(jìn)行滾壓，使新靶紙可靠地粘接在靶面上。換好新靶紙的槍靶在絲杠絲母的傳動下再次上升到作訓(xùn)位置，可以進(jìn)行下一步的射擊訓(xùn)練。整個設(shè)備是以上位機（PC機）和下位機為核心的控制系統(tǒng)來控制整個設(shè)備的順序工作，完成自動換靶和自動報靶功能。本設(shè)備解決了現(xiàn)有射擊后由人工進(jìn)行報靶以及人工換靶的繁瑣工作，可以提高我國軍隊訓(xùn)練效率，和軍事訓(xùn)練現(xiàn)代化水平。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本作品的設(shè)計研發(fā)旨在利用印刷機械中的一些機構(gòu)實現(xiàn)軍隊訓(xùn)練槍靶的自動化。 本作品的基本思路是設(shè)計一個可以升降的槍靶，通過利用印刷機械中的叼紙牙機構(gòu)實現(xiàn)將新靶紙移送到靶面上。另外通過視覺傳感器對靶面的信息進(jìn)行采集，圖像處理并得出射擊結(jié)果，通過機架上的數(shù)碼顯示管顯示出槍靶射擊結(jié)果，實現(xiàn)槍靶報靶和換靶的自動化。 本作品的主要創(chuàng)新點有兩個，即實現(xiàn)了實際射擊后利用視覺傳感器和圖像處理技術(shù)的自動報靶；實現(xiàn)了自動在用過的靶面上貼上新的靶紙。 本作品集機械傳動機構(gòu)、單片機數(shù)字控制以及圖像處理技術(shù)為一體。整個機構(gòu)需要協(xié)調(diào)工作，順序動作，運動要到位。其主要技術(shù)指標(biāo)是要保證新貼的靶紙牢固，不歪斜。另外每次識別靶面為五槍，不夠五槍按脫靶計。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本項目所研制的自動槍靶集機械、自動控制以及圖像處理技術(shù)為一體，填補了當(dāng)前軍隊自動化訓(xùn)練槍靶的空白。整個機器設(shè)計合理，能夠完成槍靶的自動換靶和自動識靶功能。集成了印刷機械的相應(yīng)機構(gòu)以及圖像處理的相關(guān)技術(shù)，可靠地實現(xiàn)了自動槍靶的相關(guān)功能。本作品的突出技術(shù)特點在于可以現(xiàn)場將新的靶紙通過叼紙牙機構(gòu)傳送到相應(yīng)位置，實現(xiàn)新靶紙的粘貼。另外通過視覺傳感器對射擊的結(jié)果進(jìn)行信息采集，并通過圖像處理來識別射擊效果，并報出射擊結(jié)果。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年12月，在西安理工大學(xué)第十九屆大學(xué)生科技節(jié)上獲特等獎。
作品所處階段
- 已研制出樣機
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利實施許可
作品可展示的形式
- 實物、現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本作品集機械、自動化控制以及圖像處理技術(shù)為一體。通過面板上的換擋旋鈕可以選擇自動還是手動操作。手動操作時，可以通過相應(yīng)按鈕實現(xiàn)各功能機構(gòu)的運動。自動時可以按下啟動按鈕，則槍靶自動下降。下降到位后，視覺傳感器采集槍靶上的圖像信息，并通過圖像處理算法進(jìn)行分析，得到射擊結(jié)果，并通過RS232口傳送數(shù)據(jù)到下位機并通過數(shù)碼管顯示射擊結(jié)果。同時涂膠輥在靶面上進(jìn)行涂膠，叼紙牙叼紙并送紙到靶面的合適位置，壓紙輥把新靶紙可靠地粘貼在靶面上，新的槍靶又上升到可射擊的位置。 本作品貼合實際，安裝實際軍隊訓(xùn)練制作。作訓(xùn)槍靶實現(xiàn)了自動化，提高了軍隊訓(xùn)練的效率。所研制的自動槍靶可以應(yīng)用于當(dāng)前軍隊的射擊訓(xùn)練，無需報靶員，安全可靠。另外也適用于其它一些射擊訓(xùn)練活動，可以解決人力物力，提高效率。本作品的進(jìn)一步完善將為我國軍隊訓(xùn)練的高效率、高自動化提供良好的幫助。本作品未來將達(dá)到無需人力介入，全自動化換靶、報靶。如能得到軍隊的應(yīng)用，其經(jīng)濟效益和社會效益無法估算。
同類課題研究水平概述
- 目前對于軍事訓(xùn)練中不可避免地涉及大量換靶，而現(xiàn)在大都是進(jìn)行人工換靶紙，再進(jìn)行打靶。人工換靶紙過程主要是：首先人工在靶面上涂膠然后人工貼上紙張。這種方法有以下缺點：第一，勞動強度大、自動化程度較低，影響軍事訓(xùn)練的效果。第二，為了保證持續(xù)的訓(xùn)練的進(jìn)行，就要準(zhǔn)備很多備用靶子。所以人工換靶、涂膠、貼靶紙這種原始的的過程急需一種自動換靶技術(shù)來替換。因此，如何要實現(xiàn)全自動換靶成為一個必需解決的技術(shù)問題。另外，射擊結(jié)果的報靶也都是由人工進(jìn)行，危險，效率低，人為誤差大。 目前國內(nèi)外研究槍靶的公司也比較多，新的自動槍靶曾出不窮。一些公司主要將研究的重點放在實時互動場景的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)上。所謂實時互動訓(xùn)練系統(tǒng)是通過對動態(tài)的投影影象進(jìn)行互動射擊訓(xùn)練，其中也包含了彈著點定位要求。有的公司采用激光定位，即利用槍械內(nèi)的內(nèi)置彈道同軸激光器在屏幕上的照射點定位。不過這種定位方式僅限于使用仿真激光槍進(jìn)行射擊時進(jìn)行射擊結(jié)果識別。有的公司也采用實彈定位，即利用彈頭摩擦橡膠屏幕造成的彈孔溫度升高特征進(jìn)行定位；這樣就可使用任何發(fā)射實彈的槍支、訓(xùn)練效果好、使用維護(hù)費用低等優(yōu)勢。 在普通的槍靶射擊中，一般較先進(jìn)的也多被射擊俱樂部以及警察們采用的是可移動的自動槍靶。即射擊結(jié)束后，通過按下按鈕將槍靶移動到射擊者面前，觀察射擊結(jié)果。就以上槍靶來說，對于實際的軍隊訓(xùn)練不合適，所以目前軍隊射擊訓(xùn)練還廣泛應(yīng)用簡單木靶作為射擊目標(biāo)。其報靶還是通過報靶員用長桿來提示槍擊效果，危險而且效率低，誤差大。 本項目研制出的可自動換靶報靶的自動槍靶可以自動實現(xiàn)以上功能。該機器通過絲杠絲母傳動機構(gòu)可實現(xiàn)槍靶的上下運動，利用視覺傳感器采集靶面上的信息，并通過圖像處理算法對采集的圖像進(jìn)行分析，得出射擊結(jié)果并通過RS232將計算結(jié)果傳給下位機，并通過數(shù)碼管顯示。 在識靶進(jìn)行完畢后，在以單片機為核心的控制系統(tǒng)控制下，依次完成涂膠、上紙、壓紙功能，最后把槍靶上升到初始位置以進(jìn)行下次打靶射擊。 本作品是針對于當(dāng)前軍隊進(jìn)行射擊訓(xùn)練所存在的實際問題，結(jié)合我校相關(guān)專業(yè)所學(xué)的專業(yè)技術(shù)知識進(jìn)行研制的。實用性強，而且是集機械、自動化控制以及圖像處理為一體的高水平自動化設(shè)備。
