CN106017231B - 微缩靶场及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明微缩靶场及其控制方法涉及训练器材，特别是涉及一种用于射击训练的器材。其目的是为了提供一种结构简单、成本低、操作简便、有效模拟真实场景的微缩靶场。本发明微缩靶场包括射击台(10)；墙体(20)，其包围所述射击台(10)；至少一个人形靶体(30)，其位于所述墙体(20)与射击台(10)之间；至少一个靶体操纵部(40)，其包括操纵杆(41)、支架(42)、连杆(43)、手柄(44)，所述支架(42)位于墙体(20)外侧，所述操纵杆(41)的中部与所述支架(42)的上端铰链连接，操纵杆(41)一端与所述人形靶体固定，操纵杆(41)另一端与所述连杆(43)固定，所述手柄(44)的一端与所述连杆连接。
Description
技术领域
本发明涉及训练器材，特别是涉及一种用于射击训练的器材。
背景技术
目前射击是一项非常普及的运动，打靶场也成为市民休闲娱乐的场地。国内外的打靶场大多都使用激光靶、固定靶，并且多数打靶场还需要承担培养射击运动员、武警、士兵、警察的重任。
然而，现有打靶场的射击训练往往过于死板、不偏向于实战，仅仅只是练***时训练无法练习真实场景般的近身刀搏与躲避，遇到真实场景又用枪无效时，造成了很多干警的牺牲。
无论固定靶还是移动靶还是激光靶不能与真实场景想吻合，移动靶的运行轨迹也都是有规律可循，起不到应对真实作战训练作用。
因此，目前亟需一种模拟真实场景的射击器械。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便、有效模拟真实场景的微缩靶场。
本发明微缩靶场，包括射击台；墙体，其包围所述射击台；至少一个人形靶体，其位于所述墙体与射击台之间；至少一个靶体操纵部，其包括操纵杆、支架、连杆、手柄，所述支架位于墙体外侧，所述操纵杆的中部与所述支架的上端铰链连接，操作杆一端与所述人形靶体固定，操作杆另一端与所述连杆固定，所述手柄的一端与所述连杆连接。
本发明微缩靶场，包括射击台；墙体，其包围所述射击台；至少一个人形靶体，其位于所述墙体与射击台之间；至少一个靶体操纵部，其通过机械臂移动所述人形靶体，其中，所述机械臂，包括X轴移动机构、Z轴移动机构、Z轴摇动机构、X轴转动机构、Y轴运动机构，所述X轴移动机构、Z轴移动机构、Z轴摇动机构、X轴转动机构、Y轴运动机构与设置在射击台远离墙体一侧的位置的控制台连接，所述X轴移动机构包括伺服电机，所述伺服电机通过联轴器与螺杆连接，所述螺杆上螺纹连接有伸缩丝杆螺母，且螺杆固定连接在其下端的滑柱上，伸缩丝杆螺母通过滑块与滑柱滑动配合；所述Z轴移动机构包括伺服电机，所述伺服电机通过联轴器与旋转轴连接，所述旋转轴的另一端固定连接有旋转连接块，所述旋转连接块与机械臂固定连接；所述Z轴摇动机构包括伺服电机，所述伺服电机的输出轴与减速机连接，所述减速机通过联轴器与主轴连接，所述主轴与后罩壳固定连接；所述Y轴运动机构包括伺服电机，所述伺服电机通过联轴器与丝杆一端连接，所述丝杆垂直布置，其另一端固定于后罩壳上，且丝杆上螺纹连接有丝杆螺母，所述丝杆螺母上连接有旋转轴承座，Z轴移动机构的旋转轴固定于旋转轴承座内的轴承中；所述X轴转动机构设置于X轴移动机构的伸缩丝杆螺母上，包括伺服电机，所述伺服电机输出轴连接有同步轮，所述同步轮通过同步带连接有同步轮，所述同步轮通过轴连接有旋转支架，所述旋转支架上固定有所述人形靶体。
本发明微缩靶场控制方法，所述摆动部的控制方法包括如下步骤：
检测操纵杆的端部的运动状态信息；
依据所述的运动状态信息查询运动状态与摆动部控制命令映射表，获取相应的摆动部控制命令；
依据所述摆动部控制命令控制摆动部；
其中检测操纵杆的端部的运动状态信息的步骤包括：
周期地检测移动终端在三维坐标系内各个坐标轴上的运动状态参数；
将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较，若至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值，则进行如下步骤：
对所述运动状态参数进行过滤拟合处理获取拟合运动状态参数，其中，所述过滤拟合处理数学式为：
M拟合＝M*F-(Mv*F+M*(1-F))；
其中，所述M拟合是指拟合运动状态参数，所述M是指获取的三维坐标系内相应坐标轴上的运动状态参数，所述F是指预先设置的过滤拟合因子，所述Mv是指三维坐标系内相应坐标轴上的即时运动状态参数；
依据所述拟合运动状态参数查询运动状态与摆动部控制命令映射表，以获取相应的摆动部控制命令。
本发明微缩靶场与现有技术不同之处在于本发明微缩靶场通过手柄控制人形靶体，可随意控制人形靶体的运动方向和运动速度，避免了传统轨道式移动靶体的规律性运动，使射击模拟更加真实，更好的模拟实战。
下面结合附图对本发明的微缩靶场作进一步说明。
附图说明
图1是微缩靶场的结构示意图；
图2是微缩靶场的一种变形结构的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明微缩靶场包括
射击台10；
墙体20，其包围所述射击台10；
至少一个人形靶体30，其位于所述墙体20与射击台10之间；
至少一个靶体操纵部40，其包括操纵杆41、支架42、连杆43、手柄44，所述支架42位于墙体20外侧，所述操纵杆41的中部与所述支架42的上端铰链连接，操纵杆41一端与所述人形靶体固定，操纵杆41另一端与所述连杆43固定，所述手柄44的一端与所述连杆连接；
本发明通过手柄44控制人形靶体30，可随意控制人形靶体30的运动方向和运动速度，避免了传统轨道式移动靶体的规律性运动，使射击模拟更加真实，更好的模拟实战。并且，手柄44位于墙体20的另一侧可保障控制人员的安全。
优选地，所述人形靶体30包括躯干、手臂，所述手臂与所述躯干铰链连接。
靶体操纵部40还包括手臂拉线、固定于支架42上端的支架定滑轮45、固定于手柄44的靠近连杆43的端部的手柄定滑轮46，所述手臂拉线31通过所述支架定滑轮45、手柄定滑轮46连接所述手臂和手柄的远离连杆43的端部。
进一步优选地，所述人形靶体30包括躯干、腿部，所述腿部与所述躯干铰链连接。
靶体操纵部40还包括腿部拉线、固定于支架42上端的支架定滑轮45、固定于手柄44的靠近连杆43的端部的手柄定滑轮46，所述腿部拉线32通过所述支架定滑轮45、手柄定滑轮46连接所述腿部和手柄的远离连杆43的端部。
本发明借鉴了传统木偶的原理，利用手臂拉线、腿部拉线控制人形靶体30的举手、抬腿动作，可进一步真实地模拟真实场景，从而让训练者能够更好的射击歹徒。
进一步优选地，参见图2，所述至少一个靶体操纵部40包括第一靶体操纵部、第二靶体操纵部，所述第一靶体操纵部固定第一人形靶体，所述第二靶体操纵部固定第二人形靶体。
所述第一靶体操纵部的手臂拉线通过所述第一靶体操纵部的支架定滑轮45、第一靶体操纵部的手柄定滑轮连接所述第二靶体操纵部的手臂和第一靶体操纵部的手柄的远离连杆43的端部。
所述第二靶体操纵部的手臂拉线通过所述第二靶体操纵部的支架定滑轮、第二靶体操纵部的手柄定滑轮连接所述第一靶体操纵部的手臂和第二靶体操纵部的手柄的远离连杆的端部。
所述第一靶体操纵部的腿部拉线通过所述第一靶体操纵部的支架定滑轮、第一靶体操纵部的手柄定滑轮连接所述第二靶体操纵部的腿部和第一靶体操纵部的手柄的远离连杆的端部。
所述第二靶体操纵部的腿部拉线通过所述第二靶体操纵部的支架定滑轮、第二靶体操纵部的手柄定滑轮连接所述第一靶体操纵部的腿部和第二靶体操纵部的手柄的远离连杆的端部。
本发明通过两个不同的靶体操纵部的手臂拉线、腿部拉线相互连接对方的手臂、腿部，从而实现两个不同靶体操纵部的联动，从而使人形靶体的手臂、腿部的运动更加不规律、更趋于真实。
当然，上述方式同样可以出现在3、4、5个靶体操纵部环装联动。
本发明通过多个靶体操纵部环装联动，则可进一步使人形靶体的运动不规律。
所述墙体20为半包围所述射击台10的三个相互垂直的墙面，墙体20为空心墙体。其中，墙体上可布置有彩色图样模拟街道、仓库、及其他在战斗场景。
本发明通过三个相互垂直的墙面，可模拟真实的场景。
当然，墙体20的一种变形还可为：所述墙体20为半包围所述射击台10的截面为圆心角为270°的优弧的墙体，墙体20为空心墙体。其中，墙体上可布置有彩色图样模拟街道、仓库、及其他在战斗场景。
本发明的优弧的墙体可让射击者在射击时，有种沉浸式的感觉，从而更好得模拟真实场景。
当然，本发明的一种变形结构还可为：
一种微缩靶场，其特征在于：包括
射击台10。
墙体20，其包围所述射击台10。
至少一个人形靶体30，其位于所述墙体20与射击台10之间。
至少一个靶体操纵部40，其通过机械臂移动所述人形靶体30，
其中，所述机械臂，包括X轴移动机构、Z轴移动机构、Z轴摇动机构、X轴转动机构、Y轴运动机构，所述X轴移动机构、Z轴移动机构、Z轴摇动机构、X轴转动机构、Y轴运动机构与设置在射击台10远离墙体20一侧的位置的控制台连接，所述X轴移动机构包括伺服电机，所述伺服电机通过联轴器与螺杆连接，所述螺杆上螺纹连接有伸缩丝杆螺母，且螺杆固定连接在其下端的滑柱上，伸缩丝杆螺母通过滑块与滑柱滑动配合。所述Z轴移动机构包括伺服电机，所述伺服电机通过联轴器与旋转轴连接，所述旋转轴的另一端固定连接有旋转连接块，所述旋转连接块与机械臂固定连接。所述Z轴摇动机构包括伺服电机，所述伺服电机的输出轴与减速机连接，所述减速机通过联轴器与主轴连接，所述主轴与后罩壳固定连接。所述Y轴运动机构包括伺服电机，所述伺服电机通过联轴器与丝杆一端连接，所述丝杆垂直布置，其另一端固定于后罩壳上，且丝杆上螺纹连接有丝杆螺母，所述丝杆螺母上连接有旋转轴承座，Z轴移动机构的旋转轴固定于旋转轴承座内的轴承中。所述X轴转动机构设置于X轴移动机构的伸缩丝杆螺母上，包括伺服电机，所述伺服电机输出轴连接有同步轮，所述同步轮通过同步带连接有同步轮，所述同步轮通过轴连接有旋转支架，所述旋转支架上固定有所述人形靶体30。
本发明通过上述X轴移动机构、Z轴移动机构、Z轴摇动机构、X轴转动机构、Y轴运动机构使人形靶体的运动角度姿态更加多样化，可实现左右/上下/前后的移动/摆动。
优选地，所述墙体顶部设有导轨，所述靶体操纵部通过所述导轨移动。
其中，导轨可为左右方向的水平导轨，也可为前后方向的水平导轨。
当然，本发明的靶体操纵部的变形结构还可为：
所述操纵杆41的一端设有摆动部，所述摆动部呈两侧相互镜像的结构，其设有三段摆杆，第一段摆杆、第二段摆杆和第三段摆杆，三段之间依次连接，第三段摆杆连接人形靶体30，第一段摆杆具有X轴向移动架，X轴向移动架连接并带动第二段摆杆沿X轴向运动，第二段摆杆具有转盘，转盘连接并带动第三段摆杆绕转盘中心轴线作旋转运动，第三段摆杆具有Y轴向移动架，Y轴向移动架连接并带动人形靶体30沿Y轴向运动。所述第一段摆杆为侧端面呈三角形的左右对称式结构。包括两侧端板、壳体、直线导轨、丝杠结构、斜支撑臂和X轴向移动架，直线导轨为两根，斜支撑臂为四根，直线导轨穿过壳体的上部、两端连接在端板上。斜支撑臂为四根，以壳体为中心对称设置，一端连接于端板，另一端连接于壳体，斜支撑臂与直线导轨的角度为30度。所述丝杠结构连接在两根直线导轨之间，丝杠结构与两直线导轨互相平行。X轴向移动架垂直连接丝杠结构与两直线导轨，X轴向移动架与丝杠结构为螺纹连接，X轴向移动架与两直线导轨为滑动连接。
本发明涉及的这种高强度人形靶体支架，三角形结构是最稳定的物理结构，参考常见的连续梁桥结构，支架设计外观为倒三角形。采用稳定三角形超静定结构，两端在压力作用下，产生负弯矩，对两端压力有卸载的作用，并把力传递到下部支点，使内力状态比较均匀合理。此外，采用梁型结构，可以很好地节省材料从而减轻支架重量，且刚度大，结构稳定，整体性好，超载能力大，安全度大。
本发明微缩靶场控制方法，所述摆动部的控制方法包括如下步骤：
检测操纵杆41的端部的运动状态信息。
依据所述的运动状态信息查询运动状态与摆动部控制命令映射表，获取相应的摆动部控制命令。
依据所述摆动部控制命令控制摆动部。
其中检测操纵杆41的端部的运动状态信息的步骤包括：
周期地检测移动终端在三维坐标系内各个坐标轴上的运动状态参数。
将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较，若至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值，则进行如下步骤：
对所述运动状态参数进行过滤拟合处理获取拟合运动状态参数，其中，所述过滤拟合处理数学式为：
M拟合＝M*F-(Mv*F+M*(1-F))；
其中，所述M拟合是指拟合运动状态参数，所述M(motion)是指获取的三维坐标系内相应坐标轴上的运动状态参数，所述F是指预先设置的过滤拟合因子(factor)，所述Mv是指三维坐标系内相应坐标轴上的即时运动状态参数；
依据所述拟合运动状态参数查询运动状态与摆动部控制命令映射表，以获取相应的摆动部控制命令。
本发明的上述方法通过上述控制方法可避免人形靶体因体质较轻导致的非真实晃动的情况。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种微缩靶场，其特征在于：包括
射击台(10)；
墙体(20)，其包围所述射击台(10)；
至少一个人形靶体(30)，其位于所述墙体(20)与射击台(10)之间；
至少一个靶体操纵部(40)，其包括操纵杆(41)、支架(42)、连杆(43)、手柄(44)，所述支架(42)位于墙体(20)外侧，所述操纵杆(41)的中部与所述支架(42)的上端铰链连接，操纵杆(41)一端与所述人形靶体固定，操纵杆(41)另一端与所述连杆(43)固定，所述手柄(44)的一端与所述连杆连接；
所述操纵杆(41)的一端设有摆动部，所述摆动部呈两侧相互镜像的结构，其设有三段摆杆，第一段摆杆、第二段摆杆和第三段摆杆，三段之间依次连接，第三段摆杆连接人形靶体(30)，第一段摆杆具有X轴向移动架，X轴向移动架连接并带动第二段摆杆沿X轴向运动，第二段摆杆具有转盘，转盘连接并带动第三段摆杆绕转盘中心轴线作旋转运动，第三段摆杆具有Y轴向移动架，Y轴向移动架连接并带动人形靶体(30)沿Y轴向运动；所述第一段摆杆为侧端面呈三角形的左右对称式结构；包括两侧端板、壳体、直线导轨、丝杠结构、斜支撑臂和X轴向移动架，直线导轨为两根，斜支撑臂为四根，直线导轨穿过壳体的上部、两端连接在端板上；斜支撑臂为四根，以壳体为中心对称设置，一端连接于端板，另一端连接于壳体，斜支撑臂与直线导轨的角度为30度；所述丝杠结构连接在两根直线导轨之间，丝杠结构与两直线导轨互相平行；X轴向移动架垂直连接丝杠结构与两直线导轨，X轴向移动架与丝杠结构为螺纹连接，X轴向移动架与两直线导轨为滑动连接。
2.根据权利要求1所述的微缩靶场，其特征在于：所述人形靶体(30)包括躯干、手臂，所述手臂与所述躯干铰链连接；
靶体操纵部(40)还包括手臂拉线、固定于支架(42)上端的支架定滑轮(45)、固定于手柄(44)的靠近连杆(43)的端部的手柄定滑轮(46)，所述手臂拉线(31)通过所述支架定滑轮(45)、手柄定滑轮(46)连接所述手臂和手柄的远离连杆(43)的端部。
3.根据权利要求2所述的微缩靶场，其特征在于：所述人形靶体(30)包括躯干、腿部，所述腿部与所述躯干铰链连接；
靶体操纵部(40)还包括腿部拉线、固定于支架(42)上端的支架定滑轮(45)、固定于手柄(44)的靠近连杆(43)的端部的手柄定滑轮(46)，所述腿部拉线(32)通过所述支架定滑轮(45)、手柄定滑轮(46)连接所述腿部和手柄的远离连杆(43)的端部。
4.根据权利要求3所述的微缩靶场，其特征在于：所述至少一个靶体操纵部(40)包括第一靶体操纵部、第二靶体操纵部，所述第一靶体操纵部固定第一人形靶体，所述第二靶体操纵部固定第二人形靶体；
所述第一靶体操纵部的手臂拉线通过所述第一靶体操纵部的支架定滑轮(45)、第一靶体操纵部的手柄定滑轮连接所述第二靶体操纵部的手臂和第一靶体操纵部的手柄的远离连杆(43)的端部；
所述第二靶体操纵部的手臂拉线通过所述第二靶体操纵部的支架定滑轮、第二靶体操纵部的手柄定滑轮连接所述第一靶体操纵部的手臂和第二靶体操纵部的手柄的远离连杆的端部；
所述第一靶体操纵部的腿部拉线通过所述第一靶体操纵部的支架定滑轮、第一靶体操纵部的手柄定滑轮连接所述第二靶体操纵部的腿部和第一靶体操纵部的手柄的远离连杆的端部；
所述第二靶体操纵部的腿部拉线通过所述第二靶体操纵部的支架定滑轮、第二靶体操纵部的手柄定滑轮连接所述第一靶体操纵部的腿部和第二靶体操纵部的手柄的远离连杆的端部。
5.根据权利要求1所述的微缩靶场，其特征在于：所述墙体(20)为半包围所述射击台(10)的三个相互垂直的墙面，墙体(20)为空心墙体。
6.根据权利要求1所述的微缩靶场，其特征在于：所述墙体(20)为半包围所述射击台(10)的截面为圆心角为270°的优弧的墙体，墙体(20)为空心墙体。
7.一种微缩靶场，其特征在于：包括
射击台(10)；
墙体(20)，其包围所述射击台(10)；
至少一个人形靶体(30)，其位于所述墙体(20)与射击台(10)之间；
至少一个靶体操纵部(40)，其通过机械臂移动所述人形靶体(30)，
其中，所述机械臂，包括X轴移动机构、Z轴移动机构、Z轴摇动机构、X轴转动机构、Y轴运动机构，所述X轴移动机构、Z轴移动机构、Z轴摇动机构、X轴转动机构、Y轴运动机构与设置在射击台(10)远离墙体(20)一侧的位置的控制台连接，所述X轴移动机构包括伺服电机，所述伺服电机通过联轴器与螺杆连接，所述螺杆上螺纹连接有伸缩丝杆螺母，且螺杆固定连接在其下端的滑柱上，伸缩丝杆螺母通过滑块与滑柱滑动配合；所述Z轴移动机构包括伺服电机，所述伺服电机通过联轴器与旋转轴连接，所述旋转轴的另一端固定连接有旋转连接块，所述旋转连接块与机械臂固定连接；所述Z轴摇动机构包括伺服电机，所述伺服电机的输出轴与减速机连接，所述减速机通过联轴器与主轴连接，所述主轴与后罩壳固定连接；所述Y轴运动机构包括伺服电机，所述伺服电机通过联轴器与丝杆一端连接，所述丝杆垂直布置，其另一端固定于后罩壳上，且丝杆上螺纹连接有丝杆螺母，所述丝杆螺母上连接有旋转轴承座，Z轴移动机构的旋转轴固定于旋转轴承座内的轴承中；所述X轴转动机构设置于X轴移动机构的伸缩丝杆螺母上，包括伺服电机，所述伺服电机输出轴连接有同步轮，所述同步轮通过同步带连接有同步轮，所述同步轮通过轴连接有旋转支架，所述旋转支架上固定有所述人形靶体(30)。
8.根据权利要求7所述的微缩靶场，其特征在于：所述墙体顶部设有导轨，所述靶体操纵部通过所述导轨移动。
9.一种控制权利要求1至6中任一项所述的微缩靶场的方法，其特征在于所述摆动部的控制方法包括如下步骤：
检测操纵杆(41)的端部的运动状态信息；
依据所述的运动状态信息查询运动状态与摆动部控制命令映射表，获取相应的摆动部控制命令；
依据所述摆动部控制命令控制摆动部；
其中检测操纵杆(41)的端部的运动状态信息的步骤包括：
周期地检测移动终端在三维坐标系内各个坐标轴上的运动状态参数；
将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较，若至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值，则进行如下步骤：
对所述运动状态参数进行过滤拟合处理获取拟合运动状态参数，其中，所述过滤拟合处理数学式为：
M拟合＝M*F-(Mv*F+M*(1-F))；
其中，所述M拟合是指拟合运动状态参数，所述M是指获取的三维坐标系内相应坐标轴上的运动状态参数，所述F是指预先设置的过滤拟合因子，所述Mv是指三维坐标系内相应坐标轴上的即时运动状态参数；
依据所述拟合运动状态参数查询运动状态与摆动部控制命令映射表，以获取相应的摆动部控制命令。
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