军用多功能无人侦察车的制作方法

本实用新型涉及无人侦察、环境监测、定位打击领域，尤其是涉及一种军用多功能无人侦察车。

背景技术：

随着科技的发展，各国军事装备的竞赛，多功能无人智能车越来越受到重视。无论是现代战争还是未来战争都十分强调和依赖信息的获取能力和作战的机动性以及人员装备的安全。现代战争作战环境日益复杂多变，通过无人智能车进入战场进行监测与战斗，越来越符合各国军事发展的需要，所以无人智能车的研发成为各国的焦点与发展重点。

现有技术中，无人侦察车主要采用寻迹避障，或采用遥控设备进行操控，传输距离短，精度低，且对操作人员依赖性高。因此，摆脱设备对操作者的依赖，完成多种复杂情况下的测量和工作的无人侦察车，是该领域所迫切需要的。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以实时、准确地监控敌情和区域环境、并能够远距离控制的多功能无人侦察车，所采用的方案如下：

一种军用多功能无人侦察车，包括上位机、中央处理单元、通信部分、侦察部分、监测部分、控制部分、战斗部分、行进部分、供电部分以及报警部分，其特征在于：所述上位机为计算机，由工作人员操作；所述中央处理单元为单片机，用于控制所述通信部分、侦察部分、监测部分、控制部分、战斗部分、行进部分、供电部分以及报警部分的运行；所述通信部分为WIFI模块；所述行进部分为履带式行进装置；所述侦察部分包括高倍率摄像头；所述监测部分包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器、超声波测距装置以及光强检测装置；所述战斗部分，包括电磁炮；所述供电部分，包括大容量蓄电池以及太阳能电池板；所述通信部分将所述侦察部分所侦察到的地域的敌情和地形信息、以及所述监测部分所监测到数据传输给所述单片机，所述通信部分还能够通过所述上位机接收工作人员的操作指令，并将操作指令传输给所述控制部分；所述控制部分在接收到操作指令后，根据该操作指令控制所述行进部分和/或所述战斗部分；其中，当所述监测部分所监测到的数据超出预定阈值时，所述报警部分启动报警。

优选地，所述摄像头采用舵机进行驱动以实现多方位的转动。

优选地，所述监测部分所监测到的数据包括温度、湿度、亮度、气体浓度、火焰和/或距离数据。

优选地，所述电磁炮采用大容量电容，并采用光电门装置，对弹丸进行多级加速，并根据驱动线圈匝数N、供电电容C、炮弹相对于驱动线圈的初始位移 S以及两级加速中两个加速线圈的距离L对弹丸初始速度的影响，确定电磁炮的最优参数。

优选地，所述太阳能电池板收集太阳能并转化为电能，将电能储存在所述蓄电池中进行供电。

优选地，所述多方位的转动为六自由度的转动。

优选地，所述履带式行进装置通过电机进行驱动。

优选地，所述监测部分还包括液晶显示屏，以显示所监测到的所述数据。

优选地，所述报警部分包括声音警报器、灯光警报器。

本实用新型采用WIFI作为通信传输方式，将可操作距离放大，同时通过高倍率摄像头来解放操作者，消除对操作者的依赖性。操作者能够对环境实时监控，应对各种复杂情况。

附图说明

下面通过具体实施方式并参照附图介绍本实用新型的其它细节和优点，附图如下：

图1为本实用新型提供的军用多功能无人侦察车的工作原理框图；

图2为本实用新型提供的军用多功能无人侦察车的一个实施例的方框示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细说明本实用新型的探测装置的具体实施方式，但不用来限制本实用新型的保护范围。

为使本实用新型更加显明，下面以一优选实施例，并配合附图作详细说明。

图1为本实用新型提供的军用多功能无人侦察车的工作原理框图，图2为本实用新型提供的军用多功能无人侦察车的一个实施例的方框示意图。箭头指向代表信号输入方向。军用多功能无人侦察车，包括上位机1、中央处理单元2、通信部分3、侦察部分4、监测部分5、控制部分6、战斗部分7、行进部分8、供电部分9以及报警部分10，其特征在于：所述上位机1为计算机11，由工作人员操作；所述中央处理单元2为单片机21，用于控制所述通信部分3、侦察部分4、监测部分5、控制部分6、战斗部分7、行进部分8、供电部分9以及报警部分10的运行；所述通信部分3为WIFI模块31；所述行进部分8为履带式行进装置81；所述侦察部分4包括高倍率摄像头41；所述监测部分5包括温度传感器51、湿度传感器52、气体传感器53、超声波测距装置54以及光强检测装置55；所述战斗部分7，包括电磁炮71；所述供电部分9，包括大容量蓄电池91以及太阳能电池板92；所述通信部分3将所述侦察部分4所侦察到的地域的敌情和地形信息、以及所述监测部分5所监测到数据传输给所述单片机21，所述通信部分还能够通过所述上位机1接收工作人员的操作指令，并将操作指令传输给所述控制部分6；所述控制部分6在接收到操作指令后，根据该操作指令控制所述行进部分8和/或所述战斗部分7；其中，当所述监测部分5所监测到的数据超出预定阈值时，所述报警部分10启动报警。

所述摄像头41采用舵机进行驱动以实现多方位六自由度的转动。所述监测部分5所监测到的数据包括温度、湿度、亮度、气体浓度、火焰和/或距离数据。

所述电磁炮71采用大容量电容，并采用光电门装置，对弹丸进行多级加速，并根据驱动线圈匝数N、供电电容C、炮弹相对于驱动线圈的初始位移S以及两级加速中两个加速线圈的距离L对弹丸初始速度的影响，确定电磁炮的最优参数。

所述太阳能电池板92收集太阳能并转化为电能，将电能储存在所述蓄电池 91中进行供电。所述履带式行进装置81通过电机进行驱动。所述监测部分5还包括液晶显示屏56，以显示所监测到的所述数据。所述报警部分10包括声音警报器15、灯光警报器16。

主要部分具体介绍：

1、行进部分：采用了履带式的行进装置，可以适应全地形，多地貌。履带一直是军用装备的常用行进装置，因此此实用新型也沿用了这种装置。采用电机作为动力部分，可以控制正反转和差速转动，以应对各种复杂地形和路况。

2、侦察部分：采用的是高倍率摄像头，可以实时传输侦查地域的敌情和地形，以做到对战场环境的掌握和了解。同时采用舵机进行驱动，可以实现上下左右各个角度的侦查。

3、监测部分：采用了多种传感器进行实时监测，可以实现对温度、湿度、亮度、气体浓度、火焰，距离等的监测。以达到对复杂危险环境下的无人监测，降低了监测的危险性。

4、战斗部分：采用了电磁炮，运用大容量电容在放电瞬间产生的较大电流在线圈中产生一个瞬间的强磁场，随着放电过程的快速衰减，在空间形成一个急速变化的磁场，磁场作用在金属子弹上产生涡流，涡流在磁场中受到很大的安培力，从而使子弹被迅速发射出去。根据炮筒漆包线匝数、电容大小和炮弹距线圈距离等参数进行研究，探究炮弹的有效射程。

5、供电部分：大容量蓄电池作为主要能源，太阳能电池辅助供电，将太阳能电池板收集到的电能储存在蓄电池中，对整个装置进行供电。

实验仪器与装置

行进部分：两个独立电机，每个电机独立驱动一侧主动轮来控制履带，通过差速可以实现前后左右的运动，且运动越野能力强，可以适应复杂地形地貌。

侦察部分：利用高倍率摄像头作为主题图像收集器，采用舵机进行驱动，以实现多角度、多方向侦查，并能够实时无线传输捕获图像。

监测部分：采用多种传感器，如温湿度、光敏、气体浓度、火焰、金属及超声波等传感器，利用大型数字显示屏即时显示探测到的各种信息，并设置有超过标准值报警功能，操作员能即时监控和操作设备，实现对环境的实时监测和应对各种复杂的情况。

战斗部分：电磁炮部分为增大电流采用大量电容，解决了电流及磁场强度问题，应用光电门装置，对弹丸进行多级加速，并对驱动线圈匝数N，供电电容 C，炮弹相对于驱动线圈的初始位移S以及两级加速中两个加速线圈的距离L等因素对弹丸初始速度的影响，根据实验结果确定最优方案。

供电部分：大容量蓄电池作为主要能源，太阳能电池板作为辅助能源，太阳能电池板太阳能收集并转化为电能，储存在蓄电池中进行供电，以确保在野外复杂环境下能够持续续航。

数据测量与分析

对电磁炮来说，影响炮弹出射速度的因素有很多，如驱动线圈匝数N，炮弹相对于驱动线圈的初始位移S(S为负表示炮弹初始位置在驱动线圈内部)，供电电容C的大小，炮管内壁光滑度，炮弹的材料，炮弹长度，炮弹质量，驱动线圈内半径等等。在实验中，考虑到N，C和S对炮弹的出射速度影响较大，发明人只对这些变量进行研究。该实验装置电磁炮的参数见下表：

实验中，电容器的放电时间t对炮弹的出射速度影响非常大，发明人通过查阅资料得到电容器放完电的时间公式为

式中，u₀为电容器初始电压值；u_t为电容器在t时刻的电压值；R为连入电路中的总电阻；C为电容器的电容大小。

对于炮弹出射速度的测量，发明人采用的是简单的平抛测速法，即在距炮口1m的墙上贴一张白纸，通过炮弹打在白纸上的位置来测出其在竖直方向上的位移x，从而可求出炮弹出射速度v，计算公式为：

在对驱动线圈匝数N，炮弹相对于驱动线圈的初始位移S，供电电容C的大小，驱动线圈的长度x进行最优值的确定时，为了操作简单，发明人采用的是单级加速。

1、驱动线圈匝数N对炮弹出射速度的影响

驱动线圈采用漆包线绕制。在电源电压一定的条件下，通过驱动线圈的电流跟驱动线圈的电阻有关，而且电阻越大，电流就越小，炮弹所受电磁力就越小。因此，在结构允许的情况下采用尽可能粗的漆包线比较合适。同理，线圈匝数也不是越大越好，为了找出最佳线圈匝数，发明人通过控制其他条件不变而只改变驱动线圈的匝数N来测量炮弹的出射速度v。

2、供电电容C的大小对炮弹出射速度的影响

电容C的大小对炮弹出射速度的影响主要体现在放电时间上。发明人知道，炮弹在通过驱动线圈中间位置之前，线圈对炮弹的电磁力表现为驱动力，炮弹处于加速状态。但当炮弹通过线圈中间位置之后，若线圈中仍有电流通过，则线圈对炮弹的电磁力表现为对炮弹的阻力，使炮弹减速。因此，要达到最佳加速效果，理论上就要使电容器在炮弹到达线圈中间位置时恰好放电完毕。

3、炮弹相对于驱动线圈的初始位移S对炮弹出射速度的影响

炮弹相对于驱动线圈的初始位移S不同，其受到的电磁力也不同，为提高炮弹的出射速度，需找出最佳S值。

4、两级加速中两个加速线圈间的距离L对炮弹出射速度的影响

在两级加速过程中，炮弹经过一级加速通过一级驱动线圈后，会通过一级线圈末端的光电开关，炮弹遮光连通光电开关，光电开关接通连在二级线圈两端的继电器开关从而使二级线圈通电产生电磁场，使炮弹实现二级加速。同样，为了使炮弹获得最大加速，故要使炮弹在到达第二级线圈的中间位置时第二个电容也恰好放电完毕，为此，需要调节两个驱动线圈的距离L。

电磁炮在电流一定的条件下线圈匝数越多，炮弹的威力也就会越大。炮弹质量并非质量越小越好，只有根据它的电压、线圈等参数根据实验数据找出最合适的质量。对射程及射击范围的改变是通过电磁炮输入加速器的能量来进行的，该装置操作简便易行，精确度高。

总之，本实用新型的军用多功能无人侦察车具有以下的功能特点和技术效果：

多功能采集处理：可以实现对多种环境的监测，完成对多种数据的检测和测定，对环境进行确定和分辨并自主解决问题。

无人侦查：实现多角度、多方位的图像捕捉，并进行实时无线传输。

作战战斗：采用电磁炮对目标进行打击，具备作战能力。

动力保障：大容量畜电池保证装置能长时间运行，动力部分发明人还采用清洁能源，用太阳能进行驱动，不仅保证了续航能力还顺应了可持续发展的发展方向。

本实用新型的各个部分都是选用目前的优势部件，在良好的硬件基础上进行自主创新，电磁炮分析和组装突出了物理特色，多种功能相结合是发明人实验装置的特突出特点，因此，相比于其它的装置，本实用新型的特色在于优势集中和创新应用。

以上为本实用新型的最佳实施方式，依据本实用新型公开的内容，本领域普通技术人员能够显而易见想到一些替代方案，均应落入本实用新型的保护范围。