本實(shí)用新型涉及無(wú)人偵察、環(huán)境監(jiān)測(cè)、定位打擊領(lǐng)域，尤其是涉及一種軍用多功能無(wú)人偵察車(chē)。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展，各國(guó)軍事裝備的競(jìng)賽，多功能無(wú)人智能車(chē)越來(lái)越受到重視。無(wú)論是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)還是未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)都十分強(qiáng)調(diào)和依賴(lài)信息的獲取能力和作戰(zhàn)的機(jī)動(dòng)性以及人員裝備的安全?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)作戰(zhàn)環(huán)境日益復(fù)雜多變，通過(guò)無(wú)人智能車(chē)進(jìn)入戰(zhàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與戰(zhàn)斗，越來(lái)越符合各國(guó)軍事發(fā)展的需要，所以無(wú)人智能車(chē)的研發(fā)成為各國(guó)的焦點(diǎn)與發(fā)展重點(diǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)人偵察車(chē)主要采用尋跡避障，或采用遙控設(shè)備進(jìn)行操控，傳輸距離短，精度低，且對(duì)操作人員依賴(lài)性高。因此，擺脫設(shè)備對(duì)操作者的依賴(lài)，完成多種復(fù)雜情況下的測(cè)量和工作的無(wú)人偵察車(chē)，是該領(lǐng)域所迫切需要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)控?cái)城楹蛥^(qū)域環(huán)境、并能夠遠(yuǎn)距離控制的多功能無(wú)人偵察車(chē)，所采用的方案如下：

一種軍用多功能無(wú)人偵察車(chē)，包括上位機(jī)、中央處理單元、通信部分、偵察部分、監(jiān)測(cè)部分、控制部分、戰(zhàn)斗部分、行進(jìn)部分、供電部分以及報(bào)警部分，其特征在于：所述上位機(jī)為計(jì)算機(jī)，由工作人員操作；所述中央處理單元為單片機(jī)，用于控制所述通信部分、偵察部分、監(jiān)測(cè)部分、控制部分、戰(zhàn)斗部分、行進(jìn)部分、供電部分以及報(bào)警部分的運(yùn)行；所述通信部分為WIFI模塊；所述行進(jìn)部分為履帶式行進(jìn)裝置；所述偵察部分包括高倍率攝像頭；所述監(jiān)測(cè)部分包括溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器、超聲波測(cè)距裝置以及光強(qiáng)檢測(cè)裝置；所述戰(zhàn)斗部分，包括電磁炮；所述供電部分，包括大容量蓄電池以及太陽(yáng)能電池板；所述通信部分將所述偵察部分所偵察到的地域的敵情和地形信息、以及所述監(jiān)測(cè)部分所監(jiān)測(cè)到數(shù)據(jù)傳輸給所述單片機(jī)，所述通信部分還能夠通過(guò)所述上位機(jī)接收工作人員的操作指令，并將操作指令傳輸給所述控制部分；所述控制部分在接收到操作指令后，根據(jù)該操作指令控制所述行進(jìn)部分和/或所述戰(zhàn)斗部分；其中，當(dāng)所述監(jiān)測(cè)部分所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)超出預(yù)定閾值時(shí)，所述報(bào)警部分啟動(dòng)報(bào)警。

優(yōu)選地，所述攝像頭采用舵機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)多方位的轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述監(jiān)測(cè)部分所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)包括溫度、濕度、亮度、氣體濃度、火焰和/或距離數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述電磁炮采用大容量電容，并采用光電門(mén)裝置，對(duì)彈丸進(jìn)行多級(jí)加速，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)線圈匝數(shù)N、供電電容C、炮彈相對(duì)于驅(qū)動(dòng)線圈的初始位移 S以及兩級(jí)加速中兩個(gè)加速線圈的距離L對(duì)彈丸初始速度的影響，確定電磁炮的最優(yōu)參數(shù)。

優(yōu)選地，所述太陽(yáng)能電池板收集太陽(yáng)能并轉(zhuǎn)化為電能，將電能儲(chǔ)存在所述蓄電池中進(jìn)行供電。

優(yōu)選地，所述多方位的轉(zhuǎn)動(dòng)為六自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述履帶式行進(jìn)裝置通過(guò)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述監(jiān)測(cè)部分還包括液晶顯示屏，以顯示所監(jiān)測(cè)到的所述數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述報(bào)警部分包括聲音警報(bào)器、燈光警報(bào)器。

本實(shí)用新型采用WIFI作為通信傳輸方式，將可操作距離放大，同時(shí)通過(guò)高倍率攝像頭來(lái)解放操作者，消除對(duì)操作者的依賴(lài)性。操作者能夠?qū)Νh(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控，應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜情況。

附圖說(shuō)明

下面通過(guò)具體實(shí)施方式并參照附圖介紹本實(shí)用新型的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)，附圖如下：

圖1為本實(shí)用新型提供的軍用多功能無(wú)人偵察車(chē)的工作原理框圖；

圖2為本實(shí)用新型提供的軍用多功能無(wú)人偵察車(chē)的一個(gè)實(shí)施例的方框示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的探測(cè)裝置的具體實(shí)施方式，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

為使本實(shí)用新型更加顯明，下面以一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型提供的軍用多功能無(wú)人偵察車(chē)的工作原理框圖，圖2為本實(shí)用新型提供的軍用多功能無(wú)人偵察車(chē)的一個(gè)實(shí)施例的方框示意圖。箭頭指向代表信號(hào)輸入方向。軍用多功能無(wú)人偵察車(chē)，包括上位機(jī)1、中央處理單元2、通信部分3、偵察部分4、監(jiān)測(cè)部分5、控制部分6、戰(zhàn)斗部分7、行進(jìn)部分8、供電部分9以及報(bào)警部分10，其特征在于：所述上位機(jī)1為計(jì)算機(jī)11，由工作人員操作；所述中央處理單元2為單片機(jī)21，用于控制所述通信部分3、偵察部分4、監(jiān)測(cè)部分5、控制部分6、戰(zhàn)斗部分7、行進(jìn)部分8、供電部分9以及報(bào)警部分10的運(yùn)行；所述通信部分3為WIFI模塊31；所述行進(jìn)部分8為履帶式行進(jìn)裝置81；所述偵察部分4包括高倍率攝像頭41；所述監(jiān)測(cè)部分5包括溫度傳感器51、濕度傳感器52、氣體傳感器53、超聲波測(cè)距裝置54以及光強(qiáng)檢測(cè)裝置55；所述戰(zhàn)斗部分7，包括電磁炮71；所述供電部分9，包括大容量蓄電池91以及太陽(yáng)能電池板92；所述通信部分3將所述偵察部分4所偵察到的地域的敵情和地形信息、以及所述監(jiān)測(cè)部分5所監(jiān)測(cè)到數(shù)據(jù)傳輸給所述單片機(jī)21，所述通信部分還能夠通過(guò)所述上位機(jī)1接收工作人員的操作指令，并將操作指令傳輸給所述控制部分6；所述控制部分6在接收到操作指令后，根據(jù)該操作指令控制所述行進(jìn)部分8和/或所述戰(zhàn)斗部分7；其中，當(dāng)所述監(jiān)測(cè)部分5所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)超出預(yù)定閾值時(shí)，所述報(bào)警部分10啟動(dòng)報(bào)警。

所述攝像頭41采用舵機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)多方位六自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述監(jiān)測(cè)部分5所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)包括溫度、濕度、亮度、氣體濃度、火焰和/或距離數(shù)據(jù)。

所述電磁炮71采用大容量電容，并采用光電門(mén)裝置，對(duì)彈丸進(jìn)行多級(jí)加速，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)線圈匝數(shù)N、供電電容C、炮彈相對(duì)于驅(qū)動(dòng)線圈的初始位移S以及兩級(jí)加速中兩個(gè)加速線圈的距離L對(duì)彈丸初始速度的影響，確定電磁炮的最優(yōu)參數(shù)。

所述太陽(yáng)能電池板92收集太陽(yáng)能并轉(zhuǎn)化為電能，將電能儲(chǔ)存在所述蓄電池 91中進(jìn)行供電。所述履帶式行進(jìn)裝置81通過(guò)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。所述監(jiān)測(cè)部分5還包括液晶顯示屏56，以顯示所監(jiān)測(cè)到的所述數(shù)據(jù)。所述報(bào)警部分10包括聲音警報(bào)器15、燈光警報(bào)器16。

主要部分具體介紹：

1、行進(jìn)部分：采用了履帶式的行進(jìn)裝置，可以適應(yīng)全地形，多地貌。履帶一直是軍用裝備的常用行進(jìn)裝置，因此此實(shí)用新型也沿用了這種裝置。采用電機(jī)作為動(dòng)力部分，可以控制正反轉(zhuǎn)和差速轉(zhuǎn)動(dòng)，以應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜地形和路況。

2、偵察部分：采用的是高倍率攝像頭，可以實(shí)時(shí)傳輸偵查地域的敵情和地形，以做到對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的掌握和了解。同時(shí)采用舵機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)上下左右各個(gè)角度的偵查。

3、監(jiān)測(cè)部分：采用了多種傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、濕度、亮度、氣體濃度、火焰，距離等的監(jiān)測(cè)。以達(dá)到對(duì)復(fù)雜危險(xiǎn)環(huán)境下的無(wú)人監(jiān)測(cè)，降低了監(jiān)測(cè)的危險(xiǎn)性。

4、戰(zhàn)斗部分：采用了電磁炮，運(yùn)用大容量電容在放電瞬間產(chǎn)生的較大電流在線圈中產(chǎn)生一個(gè)瞬間的強(qiáng)磁場(chǎng)，隨著放電過(guò)程的快速衰減，在空間形成一個(gè)急速變化的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)作用在金屬子彈上產(chǎn)生渦流，渦流在磁場(chǎng)中受到很大的安培力，從而使子彈被迅速發(fā)射出去。根據(jù)炮筒漆包線匝數(shù)、電容大小和炮彈距線圈距離等參數(shù)進(jìn)行研究，探究炮彈的有效射程。

5、供電部分：大容量蓄電池作為主要能源，太陽(yáng)能電池輔助供電，將太陽(yáng)能電池板收集到的電能儲(chǔ)存在蓄電池中，對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行供電。

實(shí)驗(yàn)儀器與裝置

行進(jìn)部分：兩個(gè)獨(dú)立電機(jī)，每個(gè)電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)一側(cè)主動(dòng)輪來(lái)控制履帶，通過(guò)差速可以實(shí)現(xiàn)前后左右的運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)越野能力強(qiáng)，可以適應(yīng)復(fù)雜地形地貌。

偵察部分：利用高倍率攝像頭作為主題圖像收集器，采用舵機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)多角度、多方向偵查，并能夠?qū)崟r(shí)無(wú)線傳輸捕獲圖像。

監(jiān)測(cè)部分：采用多種傳感器，如溫濕度、光敏、氣體濃度、火焰、金屬及超聲波等傳感器，利用大型數(shù)字顯示屏即時(shí)顯示探測(cè)到的各種信息，并設(shè)置有超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值報(bào)警功能，操作員能即時(shí)監(jiān)控和操作設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的情況。

戰(zhàn)斗部分：電磁炮部分為增大電流采用大量電容，解決了電流及磁場(chǎng)強(qiáng)度問(wèn)題，應(yīng)用光電門(mén)裝置，對(duì)彈丸進(jìn)行多級(jí)加速，并對(duì)驅(qū)動(dòng)線圈匝數(shù)N，供電電容 C，炮彈相對(duì)于驅(qū)動(dòng)線圈的初始位移S以及兩級(jí)加速中兩個(gè)加速線圈的距離L等因素對(duì)彈丸初始速度的影響，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定最優(yōu)方案。

供電部分：大容量蓄電池作為主要能源，太陽(yáng)能電池板作為輔助能源，太陽(yáng)能電池板太陽(yáng)能收集并轉(zhuǎn)化為電能，儲(chǔ)存在蓄電池中進(jìn)行供電，以確保在野外復(fù)雜環(huán)境下能夠持續(xù)續(xù)航。

數(shù)據(jù)測(cè)量與分析

對(duì)電磁炮來(lái)說(shuō)，影響炮彈出射速度的因素有很多，如驅(qū)動(dòng)線圈匝數(shù)N，炮彈相對(duì)于驅(qū)動(dòng)線圈的初始位移S(S為負(fù)表示炮彈初始位置在驅(qū)動(dòng)線圈內(nèi)部)，供電電容C的大小，炮管內(nèi)壁光滑度，炮彈的材料，炮彈長(zhǎng)度，炮彈質(zhì)量，驅(qū)動(dòng)線圈內(nèi)半徑等等。在實(shí)驗(yàn)中，考慮到N，C和S對(duì)炮彈的出射速度影響較大，發(fā)明人只對(duì)這些變量進(jìn)行研究。該實(shí)驗(yàn)裝置電磁炮的參數(shù)見(jiàn)下表：

實(shí)驗(yàn)中，電容器的放電時(shí)間t對(duì)炮彈的出射速度影響非常大，發(fā)明人通過(guò)查閱資料得到電容器放完電的時(shí)間公式為

式中，u₀為電容器初始電壓值；u_t為電容器在t時(shí)刻的電壓值；R為連入電路中的總電阻；C為電容器的電容大小。

對(duì)于炮彈出射速度的測(cè)量，發(fā)明人采用的是簡(jiǎn)單的平拋測(cè)速法，即在距炮口1m的墻上貼一張白紙，通過(guò)炮彈打在白紙上的位置來(lái)測(cè)出其在豎直方向上的位移x，從而可求出炮彈出射速度v，計(jì)算公式為：

在對(duì)驅(qū)動(dòng)線圈匝數(shù)N，炮彈相對(duì)于驅(qū)動(dòng)線圈的初始位移S，供電電容C的大小，驅(qū)動(dòng)線圈的長(zhǎng)度x進(jìn)行最優(yōu)值的確定時(shí)，為了操作簡(jiǎn)單，發(fā)明人采用的是單級(jí)加速。

1、驅(qū)動(dòng)線圈匝數(shù)N對(duì)炮彈出射速度的影響

驅(qū)動(dòng)線圈采用漆包線繞制。在電源電壓一定的條件下，通過(guò)驅(qū)動(dòng)線圈的電流跟驅(qū)動(dòng)線圈的電阻有關(guān)，而且電阻越大，電流就越小，炮彈所受電磁力就越小。因此，在結(jié)構(gòu)允許的情況下采用盡可能粗的漆包線比較合適。同理，線圈匝數(shù)也不是越大越好，為了找出最佳線圈匝數(shù)，發(fā)明人通過(guò)控制其他條件不變而只改變驅(qū)動(dòng)線圈的匝數(shù)N來(lái)測(cè)量炮彈的出射速度v。

2、供電電容C的大小對(duì)炮彈出射速度的影響

電容C的大小對(duì)炮彈出射速度的影響主要體現(xiàn)在放電時(shí)間上。發(fā)明人知道，炮彈在通過(guò)驅(qū)動(dòng)線圈中間位置之前，線圈對(duì)炮彈的電磁力表現(xiàn)為驅(qū)動(dòng)力，炮彈處于加速狀態(tài)。但當(dāng)炮彈通過(guò)線圈中間位置之后，若線圈中仍有電流通過(guò)，則線圈對(duì)炮彈的電磁力表現(xiàn)為對(duì)炮彈的阻力，使炮彈減速。因此，要達(dá)到最佳加速效果，理論上就要使電容器在炮彈到達(dá)線圈中間位置時(shí)恰好放電完畢。

3、炮彈相對(duì)于驅(qū)動(dòng)線圈的初始位移S對(duì)炮彈出射速度的影響

炮彈相對(duì)于驅(qū)動(dòng)線圈的初始位移S不同，其受到的電磁力也不同，為提高炮彈的出射速度，需找出最佳S值。

4、兩級(jí)加速中兩個(gè)加速線圈間的距離L對(duì)炮彈出射速度的影響

在兩級(jí)加速過(guò)程中，炮彈經(jīng)過(guò)一級(jí)加速通過(guò)一級(jí)驅(qū)動(dòng)線圈后，會(huì)通過(guò)一級(jí)線圈末端的光電開(kāi)關(guān)，炮彈遮光連通光電開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān)接通連在二級(jí)線圈兩端的繼電器開(kāi)關(guān)從而使二級(jí)線圈通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，使炮彈實(shí)現(xiàn)二級(jí)加速。同樣，為了使炮彈獲得最大加速，故要使炮彈在到達(dá)第二級(jí)線圈的中間位置時(shí)第二個(gè)電容也恰好放電完畢，為此，需要調(diào)節(jié)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈的距離L。

電磁炮在電流一定的條件下線圈匝數(shù)越多，炮彈的威力也就會(huì)越大。炮彈質(zhì)量并非質(zhì)量越小越好，只有根據(jù)它的電壓、線圈等參數(shù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)找出最合適的質(zhì)量。對(duì)射程及射擊范圍的改變是通過(guò)電磁炮輸入加速器的能量來(lái)進(jìn)行的，該裝置操作簡(jiǎn)便易行，精確度高。

總之，本實(shí)用新型的軍用多功能無(wú)人偵察車(chē)具有以下的功能特點(diǎn)和技術(shù)效果：

多功能采集處理：可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種環(huán)境的監(jiān)測(cè)，完成對(duì)多種數(shù)據(jù)的檢測(cè)和測(cè)定，對(duì)環(huán)境進(jìn)行確定和分辨并自主解決問(wèn)題。

無(wú)人偵查：實(shí)現(xiàn)多角度、多方位的圖像捕捉，并進(jìn)行實(shí)時(shí)無(wú)線傳輸。

作戰(zhàn)戰(zhàn)斗：采用電磁炮對(duì)目標(biāo)進(jìn)行打擊，具備作戰(zhàn)能力。

動(dòng)力保障：大容量畜電池保證裝置能長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，動(dòng)力部分發(fā)明人還采用清潔能源，用太陽(yáng)能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，不僅保證了續(xù)航能力還順應(yīng)了可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展方向。

本實(shí)用新型的各個(gè)部分都是選用目前的優(yōu)勢(shì)部件，在良好的硬件基礎(chǔ)上進(jìn)行自主創(chuàng)新，電磁炮分析和組裝突出了物理特色，多種功能相結(jié)合是發(fā)明人實(shí)驗(yàn)裝置的特突出特點(diǎn)，因此，相比于其它的裝置，本實(shí)用新型的特色在于優(yōu)勢(shì)集中和創(chuàng)新應(yīng)用。

以上為本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方式，依據(jù)本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠顯而易見(jiàn)想到一些替代方案，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。