基本信息
- 项目名称：
- 可自动换靶报靶的自动枪靶
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 可自动换靶报靶的自动枪靶作为国防科技创新项目，适用在军队打靶训练中，当射击者在完成一轮（五次）打靶射击后，自动打靶机能够自动完成报靶与更换靶纸的功能，进行循环打靶射击。 本项目机械部分包括：枪靶自动上下机构、自动涂胶压纸机构、叼纸牙机构和输纸台三个部分。 控制系统部分包括：图像采集与处理模块、串口通讯模块、LED报靶显示模块、电机驱动模块、51单片机核心控制模块5个部分。
- 详细介绍：
- 当前，我国军队训练器材的落后严重地影响了我国军队士兵的训练效果。本项目所研制的可自动换靶报靶的自动枪靶顺应我国军队日常射击训练器材现代化和自动化的趋势，有较高的社会效益和经济效益。可自动换靶报靶的自动枪靶是集机械、自动化控制以及图像处理为一体的机电一体化设备。通过丝杠丝母传动机构可以使枪靶上升到作训工作位置，并可将射击后的枪靶自动下降至箱体内部。通过视觉传感器采集射击后靶面信息，并将信息传到上位机。上位机通过相应的图像处理算法对图像信息进行分析并将分析结果通过RS232口传到下位机（单片机），从而通过面板上的数码管显示出来。 自动枪靶中还包含了涂胶和滚压机构，报靶后，涂胶辊将给旧靶面上上下涂胶，叼纸牙机构从纸台上叼起新靶纸并移送至靶面合适位置。涂胶辊缩回，压纸辊伸出对新靶纸进行滚压，使新靶纸可靠地粘接在靶面上。换好新靶纸的枪靶在丝杠丝母的传动下再次上升到作训位置，可以进行下一步的射击训练。整个设备是以上位机（PC机）和下位机为核心的控制系统来控制整个设备的顺序工作，完成自动换靶和自动报靶功能。本设备解决了现有射击后由人工进行报靶以及人工换靶的繁琐工作，可以提高我国军队训练效率，和军事训练现代化水平。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品的设计研发旨在利用印刷机械中的一些机构实现军队训练枪靶的自动化。 本作品的基本思路是设计一个可以升降的枪靶，通过利用印刷机械中的叼纸牙机构实现将新靶纸移送到靶面上。另外通过视觉传感器对靶面的信息进行采集，图像处理并得出射击结果，通过机架上的数码显示管显示出枪靶射击结果，实现枪靶报靶和换靶的自动化。 本作品的主要创新点有两个，即实现了实际射击后利用视觉传感器和图像处理技术的自动报靶；实现了自动在用过的靶面上贴上新的靶纸。 本作品集机械传动机构、单片机数字控制以及图像处理技术为一体。整个机构需要协调工作，顺序动作，运动要到位。其主要技术指标是要保证新贴的靶纸牢固，不歪斜。另外每次识别靶面为五枪，不够五枪按脱靶计。
科学性、先进性
- 本项目所研制的自动枪靶集机械、自动控制以及图像处理技术为一体，填补了当前军队自动化训练枪靶的空白。整个机器设计合理，能够完成枪靶的自动换靶和自动识靶功能。集成了印刷机械的相应机构以及图像处理的相关技术，可靠地实现了自动枪靶的相关功能。本作品的突出技术特点在于可以现场将新的靶纸通过叼纸牙机构传送到相应位置，实现新靶纸的粘贴。另外通过视觉传感器对射击的结果进行信息采集，并通过图像处理来识别射击效果，并报出射击结果。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年12月，在西安理工大学第十九届大学生科技节上获特等奖。
作品所处阶段
- 已研制出样机
技术转让方式
- 专利实施许可
作品可展示的形式
- 实物、现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品集机械、自动化控制以及图像处理技术为一体。通过面板上的换挡旋钮可以选择自动还是手动操作。手动操作时，可以通过相应按钮实现各功能机构的运动。自动时可以按下启动按钮，则枪靶自动下降。下降到位后，视觉传感器采集枪靶上的图像信息，并通过图像处理算法进行分析，得到射击结果，并通过RS232口传送数据到下位机并通过数码管显示射击结果。同时涂胶辊在靶面上进行涂胶，叼纸牙叼纸并送纸到靶面的合适位置，压纸辊把新靶纸可靠地粘贴在靶面上，新的枪靶又上升到可射击的位置。 本作品贴合实际，安装实际军队训练制作。作训枪靶实现了自动化，提高了军队训练的效率。所研制的自动枪靶可以应用于当前军队的射击训练，无需报靶员，安全可靠。另外也适用于其它一些射击训练活动，可以解决人力物力，提高效率。本作品的进一步完善将为我国军队训练的高效率、高自动化提供良好的帮助。本作品未来将达到无需人力介入，全自动化换靶、报靶。如能得到军队的应用，其经济效益和社会效益无法估算。
同类课题研究水平概述
- 目前对于军事训练中不可避免地涉及大量换靶，而现在大都是进行人工换靶纸，再进行打靶。人工换靶纸过程主要是：首先人工在靶面上涂胶然后人工贴上纸张。这种方法有以下缺点：第一，劳动强度大、自动化程度较低，影响军事训练的效果。第二，为了保证持续的训练的进行，就要准备很多备用靶子。所以人工换靶、涂胶、贴靶纸这种原始的的过程急需一种自动换靶技术来替换。因此，如何要实现全自动换靶成为一个必需解决的技术问题。另外，射击结果的报靶也都是由人工进行，危险，效率低，人为误差大。 目前国内外研究枪靶的公司也比较多，新的自动枪靶曾出不穷。一些公司主要将研究的重点放在实时互动场景的射击训练系统上。所谓实时互动训练系统是通过对动态的投影影象进行互动射击训练，其中也包含了弹着点定位要求。有的公司采用激光定位，即利用枪械内的内置弹道同轴激光器在屏幕上的照射点定位。不过这种定位方式仅限于使用仿真激光枪进行射击时进行射击结果识别。有的公司也采用实弹定位，即利用弹头摩擦橡胶屏幕造成的弹孔温度升高特征进行定位；这样就可使用任何发射实弹的枪支、训练效果好、使用维护费用低等优势。 在普通的枪靶射击中，一般较先进的也多被射击俱乐部以及警察们采用的是可移动的自动枪靶。即射击结束后，通过按下按钮将枪靶移动到射击者面前，观察射击结果。就以上枪靶来说，对于实际的军队训练不合适，所以目前军队射击训练还广泛应用简单木靶作为射击目标。其报靶还是通过报靶员用长杆来提示枪击效果，危险而且效率低，误差大。 本项目研制出的可自动换靶报靶的自动枪靶可以自动实现以上功能。该机器通过丝杠丝母传动机构可实现枪靶的上下运动，利用视觉传感器采集靶面上的信息，并通过图像处理算法对采集的图像进行分析，得出射击结果并通过RS232将计算结果传给下位机，并通过数码管显示。 在识靶进行完毕后，在以单片机为核心的控制系统控制下，依次完成涂胶、上纸、压纸功能，最后把枪靶上升到初始位置以进行下次打靶射击。 本作品是针对于当前军队进行射击训练所存在的实际问题，结合我校相关专业所学的专业技术知识进行研制的。实用性强，而且是集机械、自动化控制以及图像处理为一体的高水平自动化设备。
