一种空中悬挂移动式自动报靶装置的制作方法

专利名称:一种空中悬挂移动式自动报靶装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及射击靶场报靶装置，特别涉及一种空中悬挂移动式自动报靶装置。
背景技术：
国内现有的打靶射击训练或比赛用自动报靶系统中，基本上为固定式自动报靶系 统，空中悬挂移动式自动报靶系统，地面移动式自动报靶系统三种形式。目前市场现有的有 一种悬挂式声电自动报靶系统，采用电机拖动钢丝绳的形式实现靶车前后移动，并且自动 报靶原理采用的是声电定位。其采用电机拖动钢丝绳方式，原理简单，存在钢丝噪声大，其 采用的轨道不防弹，轨道被子弹打破后影响靶车移动，控制系统和电机、电源等都是在后端 安置，没安装在靶车上，这样靶车不能随时供电，侧转功能也要等靶车停止后才能操作，不 能行进间进行侧转及射击报靶等缺陷。

发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构合理，噪声小，可靠性高，轨道不被子弹打坏， 无线遥控控制，设备操作更简单的一种空中悬挂移动式自动报靶装置。
为了克服现有技术的不足，本实用新型的技术方案是这样解决的一种空中悬挂 移动式自动报靶装置，本实用新型特殊之处在于该装置包括防弹轨道通过滑轮与自行式靶 车连接，自行式靶车上分别安装有第一驱动电机、第二驱动电机、第一接近开关、第二接近 开关、第三接近开关、第四接近开关、第五接近开关，自行式靶车一端上分别安装有靶标侧 转控制电路、自动报靶电路、电池组，自行式靶车底端面通过连接杆吊装靶标并固定连接， 靶标上分别安装至少有三个传感器和一个靶环，所述传感器一端的接收信号分别与一级放 大电路连接， 一级放大电路与滤波电路连接，滤波电路与二级放大电路连接，二级放大电路 与单片机连接，单片机与无线模块或有线输出电路连接，无线模块与无线输出电路连接，无 线输出电路上连接有发射天线，有线输出电路通过导线数据传输信号连到有线接收电路， 无线接收电路连接接收天线，有线接收电路或无线接收电路将接收到的信号送入数据处理 器电路中进行处理，经处理后的信号分别送入到耳机和显示器，其显示器与打印机连接，打 印机输出射击成绩，所述自行式靶车运行的靶标侧转控制电路的射击位端功能开关与无线 发送电路连接，所述单片机分别由三部分电路组成，另一单片机第一路分别与数据传输串 口芯片、无线接收电路连接；单片机的第二路输入端的电路依次分别与接近开关接口、第一 光耦、状态保存器芯片连接；单片机的第三路输出端依次分别与第二光耦、继电器、电机接 口连接。
本实用新型与现有技术相比，实现了移动靶车在悬挂的防弹轨道上自行移动，无 需钢丝绳拉，噪声小；电池组置于靶车内，随时给所有控制系统及电路板供电，可在靶车运
行的同时靶标实现侧转，任何时刻可进行射击并进行自动报靶；所有用于侧转及第一驱动 或停止的接近开关置于靶车内，减少大量连线，避免安装在轨道上容易被破坏的可能，提高可靠性；所有功能开关操作可在电脑界面进行也可在射击位处安装的开关进行，通过无线 遥控控制，设备操作更简单。这样的靶车悬挂移动及靶标侧转控制系统与自动报靶系统结 合，提高了设备的综合功能及系统先进性。本系统装置广泛应用于室内及室外靶场的轻武 器射击及训练，适用于公安、武警、部队或人武部门的射击训练及比赛靶场。


图1为本实用新型装置的结构示意图；
图2为图1的自动报靶控制电路原理方框图；
图3为图1的控制电路原理方框图；
图4为图1的控制光耦、接近开关电路原理图；
图5为图1的控制单片机电路原理图；
图6为图1的控制电机、继电器、光耦电路原理图
图7为图1的控制串口、无线通信电路原理图；
图8为图1的一级放大电路其中的一电路原理图
图9为图1的二级放大及滤波电路原理图；
图10为图1的单片机处理电路原理图。
具体实施方式
附图为本实用新型的实施例。
下面结合附图对
发明内容
作进一步说明
参照图1、图2、图3所示，一种空中悬挂移动式自动报靶装置，该装置包括防弹轨 道1-1通过滑轮1-10与自行式靶车1-2连接，自行式靶车1-2上分别安装有第一驱动电机 l-3、第二驱动电机l-4、第一接近开关l-ll、第二接近开关1-12第三接近开关1-13第四 接近开关l-14第五接近开关1-15，自行式靶车1-2 —端上分别安装有靶标侧转控制电路 1-5、自动报靶电路1-6、电池组1-8，自行式靶车1-2底端面通过连接杆1-16吊装靶标1-7 并固定连接，耙标1-7上分别设置至少有三个传感器1-9和一个靶环l-17，所述传感器1-9 一端的接收信号分别与一级放大电路8连接， 一级放大电路8与滤波电路9连接，滤波电路 9与二级放大电路IO连接，二级放大电路10与单片机11连接，单片机11与无线模块12或 有线输出电路13连接，无线模块12与无线输出电路14连接，无线输出电路14上连接有发 射天线，有线输出电路13通过导线数据传输信号连到有线接收电路16，无线接收电路15连 接接收天线，有线接收电路16或无线接收电路15将接收到的信号送入数据处理器电路17 中进行处理，经处理后的信号分别送入到耳机18和显示器19，其显示器19与打印机20连 接，打印机20输出射击成绩，所述自行式靶车1-2运行的靶标侧转控制电路1-5的射击位 端功能开关21与无线发送电路22连接，所述另一单片机25分别由三部分电路组成，另一 单片机25第一路分别与数据传输串口芯片24、无线接收电路23连接；另一单片机25第二 路输入端的电路依次分别与接近开关接口 28、第一光耦27、状态保存器芯片26连接；另一 单片机25第三路输出端依次分别与第二光耦29、继电器30、电机接口 31连接。 图4所示为靶车运动及靶标侧转控制系统的光耦、接近开关电路原理图。插线柱 JIN1的1脚、5脚、9脚、13脚接12伏的电源，4脚、8脚、12脚接地，2脚与前进用第一接近开关1-11连接，3脚与后退用第二接近开关1-12连接，6脚与停止用第五接近开关1-15连 接，7脚、10脚与第二驱动侧转用第四接近开关1-14连接，插线柱JIN1余下的11 、 14、 15脚 备用。插线柱JIN1的MIN1、MIN2、MIN3、MIN4、MIN5、MIN6、MIN7、MIN8分别连接到U4及U5 的2、4、6、8脚(分别为MIN1、 MIN2、 MIN3、 MIN4、 MIN5、 MIN6、 MIN7、 MIN8) ， RP1接12伏的 电源，RP2接地，从光耦出来后经过一组104电容，即Cll、 C12、 C13、 C14、 C15，然后接到状 态保持器芯片26的U3(74LS245)的A0、 Al、 A2、 A3、 A4、 A5、 A6、 A7，状态保存器芯片26的 U3(74LS245)的B0-B8为输出，即PIN1、PIN2、PIN3、PIN4、PIN5、PIN6、PIN7、PIN8，与图5的 相应部分联接。
参照图5为图1的控制单片机电路原理图，上述图4中74LS245的B0-B8接口，即 PIN1、 PIN2、 PIN3、 PIN4、 PIN5、 PIN6、 PIN7、 PIN8接到图5单片机的21至28脚(P20、 P21、 P22、P23、P24、P25、P26、P27)。单片机Ul的18脚接电容2脚，19脚接电容1脚，电容然后 都接地。单片机的1至8展卩(P10至P17)为输出端口 POl、 P02、 P03、 P04、 P05、 P06、 P07、 P08，与图6相应部分连接。单片机U1的10、11脚(RXD、TXD)数据传输端口 ，与图6的相应 部分连接。
图6为图1的控制电机、继电器、光耦电路原理图。图4中单片机的1至8脚即 POl、 P02、 P03、 P04、 P05、 P06、 P07、 P08与UL3及UL4的2、4、6、8脚连接，经过光耦连接到 UL1(ULN2803)芯片的1至8脚，ULN2803芯片的输出11至18脚(M01、M02、M03、M04、M05、 M06、 M07、 M08分别与继电器Kl、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6、 K7、 K8的线包MOl、 M02、 M03、 M04、 M05、 M06、M07、M08连接，继电器K1、K2的输出M01-A、M01-B分别于电机JM0T0R1的两根线连接， 继电器K3、 K4的输出M02-A、 M02-B分别于电机JM0T0R2的两根线连接，继电器K5的输出 M03-A与第一接近开关JFE1的M03-A连接，继电器K6的输出M03-B与第二接近开关JFE2 的M03-B连接，继电器K7的输出M04-A与第三接近开关JFE3的M04-A连接，继电器K8的 输出M05-B与第四接近开关JFE4的M05-B连接。
图7为图1的控制串口、无线通信电路原理图，U232 (MAX202E)为串口芯片，U232 芯片的1脚接到极性电容CE8的一端，CE8的另一端接到芯片的3脚，U232芯片的2脚接到 极性电容CE10的正极，CE10的负极接到U232芯片的16脚，芯片的4脚接到极性电容CE9 的正极，CE9的负极接到U232芯片的5脚，U232芯片的6脚接到极性电容CE7的负极，CE7 的正极接地，芯片的15脚接地，U232芯片的9、 10脚与图5单片机的RXD、TXD连接，芯片的 7、8脚(232TXD、232RXD)与无线传输接口连接。图上PCUART及WIRELESS均为插线柱，原理 上不起作用。
图8所示为图7的一级放大电路原理结构示意图，传感器1的11+端分别与电阻 R60、 IC8A运算放大器的第3脚正极连接，第2脚负极与第1脚短接连接，第1脚上还与电 阻R61的一端连接，电阻R61的另一端节点上分别与电容C14、 C15、电阻R65的一端连接， 电容C14的另一端依次分别与电阻R62、R63、R67、R70的一端连接，电容C15与电阻R62另 一端连接，电阻R63另一端分别与IC8B运算放大器的第6脚负极、电阻R64 —端连接，电阻 R65、 R64、 IC8B运算放大器的第7脚并联连接，IC8B运算放大器的第7脚还与电阻R66的 一端连接，电阻R66的另一端节点分别与电阻R67 —端、IC8C运算放大器的第10脚、第9 脚、电阻R68、 R72 —端连接，电阻R68另一端与IC8C运算放大器的第8脚和电阻R69 —端 连接，电阻R69另一端分别与电阻R70、IC8D运算放大器的第12脚、第13脚、电阻R71 —端连接，电阻R72另一端与Wl滑动电抗器连接，电阻R71另一端与IC8D运算放大器的A1+端 连接，Al+端与滤波电路9连接。同理，2 6路中的一级放大电路与上述1路放大电路结 构相同。
图9所示为图7的二级放大及滤波电路原理结构示意图，Al+端连接一个电阻 R39，电阻R39另一端的节点分别与电容C7、 IC6芯片的第3脚连接，电容C7的另一端与电 阻R40连接，电阻R40另一端连接在IC6芯片的第2脚的节点上，第2脚的节点上串联连接 一个电阻R41，电阻R41另一端与IC6芯片的第1脚连接，IC6芯片共四路，同理，A2+，A3+， A4+端进入IC6芯片的接法与上述Al+相同。IC6芯片中第1脚通过一个电阻R14接入IC4 芯片的第5脚，类似的，IC6芯片中第7脚通过一个电阻R12接入IC4芯片的第7脚，IC6芯 片中第14脚通过一个电阻R20接入IC4芯片的第11脚，IC6芯片中第8脚通过一个电阻 R22接入IC4芯片的第9脚，IC4芯片中第3脚接直流电源，第12脚接地，IC4第1脚是芯 片的第一路输出，其接一个电阻R17， R17的另一端接电源，类似的，IC4第2脚是芯片的第 二路输出，其接一个电阻R16， R16的另一端接电源，IC4第14脚是芯片的第三路输出，其接 一个电阻R18，R18的另一端接电源，IC4第13脚是芯片的第四路输出，其接一个电阻R19， R19的另一端接电源。IC4芯片的第4， 6， 8， 10脚各自分别通过一个电阻R15， R13， R21， R23 汇接到一起(即IN-)做总输出，IN-接到一个可调电阻W5。图5中p騰rl，p騰r2是两个 电源接插件，J4， J5， J6， J7是四个信号线接插件，不参与原理图的作用，只为线接入和拔除 电路板时方便。J4的Il+与图4的Il+连接。J3的第3，4脚分别与图6上IC2芯片的第 11，10脚连接。
图10所示为图7单片机处理电路原理结构示意图，IC1芯片的第1脚与IC2芯 片的第5脚连接，IC1芯片的第2、3、4脚依次分别与IC2芯片的第6、7、8脚连接，IC2芯片 的第9脚(RESET)与本图上右方的RESET连接，IC2芯片的第18， 19脚间接一个晶振CY1， 再各自通过一个电容C1， C2接地，IC2芯片的第39(A1-0UT)，38(A2-0UT)，37(A3-0UT)， 36 (A4-0UT)脚分别与图5中IC4芯片的第2 (A1-0UT) ， 1 (A2-0UT) ， 13 (A3-0UT) ， 14 (A4-0UT) 脚相连，IC2芯片的第24脚(UP96-RES)与图7中J3的第9脚(UP96-RES)连接，IC2芯片 的第23脚(KEY+)与本图右方的KEY+连接，IC2芯片的第22脚(SLEEP)与图7上J3的第 8脚(SLEEP)相连，IC2芯片的第21脚(PC0)与本图右方的PC0处相连。图8的右上方J2 是采用有线发送和接受时数据线的接插件，J2的第1，2脚间接一电阻R11，再分别接到IC3 的第8，7脚，J2的3，4脚分别与IC3的第6，5脚连接。图8右下方是控制两个二极管显示 灯的电路，Rl —端接电源，另一端与电阻R2，电容C3， RESET处相连，R2另一端与电阻R3， 电容C4，及电容C5， KEY+出相连，R3的另一端接电阻R4，电阻R5， R4， R5再分别接一个发光 二极管LED1， LED2。图8左下方的电容分别与整个电路各芯片ICn的+VSS, -VSS， VCC， GND 处相连。
下面介绍系统动态工作过程，S卩如何进行自动报靶及靶车如何实现自动第一驱动 与靶的隐现功能。
自动报耙系统动态工作原理
射击时，子弹穿过靶框会产生波，各个传感器接收到波信号，把信号传入上述电路 中，一个传感器接收到波形成一路信号，有3个传感器就会有3路信号。因为传感器接收到 的信号可能是很弱的，先经过一级放大，传感器接收到的所有信号都放大了若干倍，传感器也可能接受到了干扰信号，环境不一样，干扰信号是不一样的，经过一级放大后，各路信号 都通过一个滤波器，把干扰信号滤除，得到的有用信号再经过二级放大，然后进入单片机进 行处理。
我们在靶框上建立平面坐标，3个传感器在靶框上的位置就有3个点，子弹穿过靶 框时也有一个点，把这些点在平面坐标上建立数学模型。因为传感器放置在耙框的位置不 同，波传到各个传感器的时间也不同，例如波传到1号传感器的时间是tl，传到2号传感器 的时间是t2，传到三号传感器的时间是t3，因此各传感器接收到波的时间也不同，离子弹 穿过处最近的传感器最先接收到信号，例如是2号传感器最先接收到信号，即t2时间最短， 那么其他传感器接收到信号的时间跟它都有个时间差，即A tl = tl-t2， A t2 = t3-t2， A t3 =t4-t2。利用这些信号到传感器的时间差值，在建立的数学模型上计算出子弹的坐标位 置。
单片机上写有程序，其作用是处理硬件电路传来的信号，并根据数学模型进行数
学计算，把计算出的子弹穿过靶框的具体位置在界面上显示出来，界面也是由软件编制的，
即是根据靶纸的形状显示，有10环，9环，8环，7环等，显示器显示出子弹穿过时的具体位
置，同时语音报靶报出那个点所在环数。
靶车第一驱动及靶标侧转控制系统原理
靶车上安装有两个电机，耙车前进和后退公用一个第一驱动电机，耙标正转和反 转用一个第二驱动电机；靶车上安装有5个接近开关，第三接近开关1-13和第四接近开关 l-14用于控制靶标第二驱动，第一接近开关l-ll用于靶车前进，第二接近开关l-12用于靶 车后退，第五接近开关1-15用于靶车停止；防弹轨道的两端及纵向射击距离的7米、15米、 25米、50米处分别粘贴有小铁皮条。
按下射击位处的某个功能开关，如前进功能开关，此开关的瞬时信号经无线发送 系统发送出去，耙车端接收系统接收到该开关l-ll作用信号，经过串口芯片进行数据转 换，进入单片机，单片机把该信号传输给状态保存器芯片26，使前进功能状态保持，然后经 过笫一光耦电压从5伏转换成12伏，接到接近开关，控制前进的第一接近开关1-11开通， 此开通信号传回单片机，单片机再把该信号经笫二光耦把电压从5伏转换成12伏，接到继 电器，继电器接通，控制第一驱动电机1-3正向转动，从而驱动靶车前进运行。 前进过程中当碰到轨道上的小铁皮条时，笫五接近开关接近铁皮条会产生作用从 而断开，笫五接近开关断开的瞬时信号经过笫一光耦，电压从12伏转换到5伏，然后进入 状态保存器芯片26，该瞬时信号被保持，信号进入单片机，经单片机处理后输出经过笫二光 耦，电压从5伏转换到12伏，接到继电器，控制电机1-3停止转动，耙车停止前进。 其他功能开关及接近开关的作用及工作过程与此类似。
权利要求
一种空中悬挂移动式自动报靶装置，其特征在于该装置包括防弹轨道(1-1)通过滑轮(1-10)与自行式靶车(1-2)连接，自行式靶车(1-2)上分别安装有第一驱动电机(1-3)、第二驱动电机(1-4)、第一接近开关(1-11)、第二接近开关(1-12)第三接近开关(1-13)第四接近开关(1-14)第五接近开关(1-15)，自行式靶车(1-2)一端上分别安装有靶标侧转控制电路(1-5)、自动报靶电路(1-6)、电池组(1-8)，自行式靶车(1-2)底端面通过连接杆(1-16)吊装靶标(1-7)并固定连接，靶标(1-7)上分别设置至少有三个传感器(1-9)和一个靶环(1-17)，所述传感器(1-9)一端的接收信号分别与一级放大电路(8)连接，一级放大电路(8)与滤波电路(9)连接，滤波电路(9)与二级放大电路(10)连接，二级放大电路(10)与单片机(11)连接，单片机(11)与无线模块(12)或有线输出电路(13)连接，无线模块(12)与无线输出电路(14)连接，无线输出电路(14)上连接有发射天线，有线输出电路(13)通过导线数据传输信号连到有线接收电路(16)，无线接收电路(15)连接接收天线，有线接收电路(16)或无线接收电路(15)将接收到的信号送入数据处理器电路(17)中进行处理，经处理后的信号分别送入到耳机(18)和显示器(19)，其显示器(19)与打印机(20)连接，打印机(20)输出射击成绩，所述自行式靶车(1-2)运行的靶标侧转控制电路(1-5)的射击位端功能开关(21)与无线发送电路(22)连接，所述另一单片机(25)分别由三部分电路组成，另一单片机(25)第一路分别与数据传输串口芯片(24)、无线接收电路(23)连接；另一单片机(25)第二路输入端的电路依次分别与接近开关接口(28)、第一光耦(27)、状态保存器芯片(26)连接；另一单片机(25)第三路输出端依次分别与第二光耦(29)、继电器(30)、电机接口(31)连接。
2. 根据权利要求
1所述的一种空中悬挂移动式自动报靶装置，其特征在于上述的防弹 轨道的两端及纵向射击距离的7米、15米、25米、50米处分别粘贴有铁皮条。
专利摘要
本实用新型公开了空中悬挂移动式自动报靶装置。该装置包括防弹轨道通过滑轮与自行式靶车连接，靶车上分别安装电机、接近开关、靶车一端上分别安装有靶标侧转控制电路、自动报靶电路、电池组，自行式靶车底端面通过连接杆吊装靶标并固定连接，传感器接收信号分别与一级放大电路，滤波电路，二级放大电路，单片机，无线模块或有线输出电路连接，无线接收电路连接接收天线，有线接收电路或无线接收电路将接收到的信号送入数据处理器电路进行处理，处理后的信号送入到耳机和显示器及打印机，输出射击成绩。报靶精度准确，可靠性高，无轨自行式靶车硬件电路和软件程序相结合，工作稳定，适用于公安、武警、部队或人武部门的射击训练及比赛靶场。
文档编号F41J5/14GKCN201532150SQ200920245218
公开日2010年7月21日 申请日期2009年11月11日
发明者习开东 申请人:习开东