具有觀瞄及制導(dǎo)功能的遙控頭盔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種具有觀瞄及制導(dǎo)功能的遙控頭盔，屬于軍工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的反坦克導(dǎo)彈多屬于直瞄的觀瞄方式，需要士兵用笨重的設(shè)備去發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并且操縱反坦克導(dǎo)彈擊中目標(biāo)，這樣攻擊的距離受到很大限制，而且士兵容易成為敵方反擊的目標(biāo)。無人機(jī)作為一種新型反坦克武器已經(jīng)展現(xiàn)了巨大優(yōu)勢，美國有一種名叫“彈簧刀”的折疊式無人機(jī)，可以單兵攜帶，重量只有兩三公斤，由于使用電動方式推進(jìn)，聲音很小，可以長時間在空中巡邏，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后可以遠(yuǎn)程遙控攻擊目標(biāo)的頂部。這種微型的無人機(jī)也相當(dāng)于一種反坦克導(dǎo)彈，成本低廉，效果更好，未來有望取代現(xiàn)有的反坦克導(dǎo)彈。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型專利的目的是提供一種具有觀瞄及制導(dǎo)功能的遙控頭盔，用于控制微型的無人機(jī)對坦克等目標(biāo)發(fā)動攻擊，可以讓觀瞄制導(dǎo)系統(tǒng)達(dá)到最小化且操作方便，提高戰(zhàn)斗力。
[0004]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本實(shí)用新型由頭盔、近眼顯示器、電器盒組成。近眼顯示器由屏幕和兩個凸透鏡組成，位于頭盔前方。電器盒內(nèi)有電路板和電池。電路板上有陀螺儀傳感器及控制電路，使用者頭部的轉(zhuǎn)動角度被陀螺儀采集到，經(jīng)過信號處理裝置變?yōu)榭刂菩盘栍啥嗤ǖ肋b控發(fā)射器發(fā)出至無人機(jī)，控制無人機(jī)的飛行方向。無人機(jī)上的攝像頭采集戰(zhàn)場圖像經(jīng)過無線圖像發(fā)射器發(fā)回頭盔，頭盔的電器盒內(nèi)有無線圖像接收器電路，將圖像顯示在近眼顯示器上。使用者可以實(shí)時的觀察無人機(jī)上拍攝到的圖像，轉(zhuǎn)動頭部控制無人機(jī)的飛行，對地方坦克進(jìn)行搜尋和頂部攻擊。
[0005]采用本發(fā)明帶來的有益效果是，由于采用了陀螺儀作為傳感器，近眼顯示器作為顯示單元，在一個頭盔上就能實(shí)現(xiàn)觀察瞄準(zhǔn)和武器制導(dǎo)，大大提高了士兵的戰(zhàn)場生存力、操作非常簡便。
【附圖說明】
[0006]以下結(jié)合附圖做進(jìn)一步說明:
[0007]圖1是本實(shí)用新型的側(cè)視圖；
[0008]圖2是本實(shí)用新型的A-A剖視圖；
[0009]圖3是本實(shí)用新型的B-B剖視圖；
[0010]圖4是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)的電原理框圖；
[0011]圖5是本實(shí)用新型的無人機(jī)的舵機(jī)控制系統(tǒng)的電原理框圖；
[0012]圖6是本實(shí)用新型的無線觀瞄系統(tǒng)的原理框圖；
[0013]圖7是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的無人機(jī)的外觀圖；
[0014]圖8是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的新型坦克立體圖；
[0015]圖中各部件名稱對應(yīng)的標(biāo)號如下:
[0016]頭盔I ;近眼顯示器2 ;電器盒3 ;屏幕4 ;凸透鏡5 ;電路板6 ;無人機(jī)7 ;攝像頭8 ;X軸向舵機(jī)9 ；Y軸向舵機(jī)10 ;垂直發(fā)射箱11 ;無人偵察機(jī)12
【具體實(shí)施方式】
[0017]在圖1中，本實(shí)用新型是由頭盔1、近眼顯示器2、電器盒3組成的。頭盔I與普通頭盔類似，區(qū)別在于前部固定了一個近眼顯示器2。圖2是圖1的A-A剖視圖，可以從圖2中看出，近眼顯示器內(nèi)部有一個屏幕4和兩個凸透鏡5。凸透鏡5位于屏幕4和眼睛之間，用于將屏幕4的圖像放大并且變?yōu)橐粋€虛像，方便近眼顯示。正常情況下，人眼不可能看清十厘米以內(nèi)的屏幕，凸透鏡5可以改變光路，讓使用者感覺看到的屏幕4比實(shí)際距離遠(yuǎn)，因而可以看清屏幕4上的內(nèi)容。現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡都采用凸透鏡來實(shí)現(xiàn)近眼顯示。從圖2中還可以看出，頭盔I的前方與凸透鏡5對應(yīng)的位置有兩個開孔。使用時，將頭盔I向下傾斜，人的眼鏡可以通過頭盔I前方的開孔看到凸透鏡5及凸透鏡5前方的屏幕4。頭盔上沒有活動部件，用完后將頭盔I抬起又可以用肉眼觀察外部事物。
[0018]圖3中可以看到，頭盔I后部的電器盒3內(nèi)有電路板6，當(dāng)然也有電池，圖中未顯示。這樣可以平衡近眼顯示器2的重量，佩戴時不會感到不適。
[0019]圖4是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)的電原理框圖。X軸角度信號和Y軸角度信號都是由陀螺儀采集的。X軸陀螺儀和Y軸陀螺儀都位于電路板6上，可以感知頭盔I的X向和Y向角度，因此使用者可以通過頭部的轉(zhuǎn)動來實(shí)施控制。X軸和Y軸陀螺儀的模擬信號經(jīng)過各自的信號調(diào)理，抗混迭濾波后進(jìn)入多通道A/D轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字信號，在FPGA的控制下選擇一路信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果送入FPGA上的FIFO緩存，由DSP讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)字信號處理。同時FPGA對A/D轉(zhuǎn)換器傳過來的信號進(jìn)行預(yù)處理，送到DSP進(jìn)行信號降噪處理，保證陀螺儀信號處理系統(tǒng)的實(shí)時性。然后DSP把處理后的結(jié)果輸出到多通道遙控發(fā)射器，控制被操控的設(shè)備，比如無人機(jī)等。
[0020]圖5是無人機(jī)攻擊武器的舵機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖。多通道遙控接收器用于接收頭盔I發(fā)射來的控制信號，送入應(yīng)用處理器處理后變成控制圖7中的X軸向舵機(jī)9和Y軸向舵機(jī)10，來控制無人機(jī)的飛行方向。無人機(jī)上還有攝像頭8，用于偵察和瞄準(zhǔn)。圖6中，攝像頭8可以把采集到的圖像通過無線圖像發(fā)射器無線傳輸，一般載波采用微波頻段。頭盔I的電路板6上還有無線圖像接收器的電路，它與近眼顯示器連接，接收到信號后在近眼顯示器2上顯示出來。
[0021]在圖7的實(shí)施例1中，使用者用頭盔I控制無人機(jī)。無人機(jī)是一種一次性的做自殺攻擊的飛行器，具有展翼和電動螺旋槳推進(jìn)器，成本低廉。無人機(jī)頭部有攝像頭8，發(fā)射后可以觀看戰(zhàn)場的畫面搜尋目標(biāo)。使用者的頭部向左轉(zhuǎn)，X軸陀螺儀感知到角度信號，變換成控制信號無線發(fā)送至無人機(jī)上的多通道遙控接收器，經(jīng)過應(yīng)用處理器處理后控制X軸向舵機(jī)9相應(yīng)的動作，于是無人機(jī)向左飛。同理，使用者俯仰頭部也可以對無人機(jī)進(jìn)行控制，令Y軸向舵機(jī)10相應(yīng)的動作。因此使用者可以不用手進(jìn)行操作。使用者只要盯住近眼顯示器2中的圖像，用轉(zhuǎn)動頭部的方式改變無人機(jī)的飛行方向去發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。近眼顯示器2中顯示的是攝像頭8傳來的實(shí)時圖像，讓使用者有身臨其境的感覺，感覺自己就在那架無人機(jī)上。使用者可以找尋一個隱蔽位置保護(hù)自己，全程不需要暴露自己。當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，使用者可以引導(dǎo)無人機(jī)向目標(biāo)飛去，屏幕4上顯示一個十字線，代表無人機(jī)飛行的方向，使用者只要轉(zhuǎn)動頭部讓十字線的交點(diǎn)與目標(biāo)重合，就確保了無人機(jī)向目標(biāo)方向攻擊。無人機(jī)目標(biāo)小，雷達(dá)反射信號微弱而且噪音低、沒有噴焰尾跡，因此不容易被發(fā)現(xiàn)，地方目標(biāo)往往還不知道遭受攻擊就遭到毀滅。
[0022]圖8是本實(shí)用新型的實(shí)施例2。在此實(shí)施例中，一種新型的無炮塔坦克采用了垂直發(fā)射箱11和無人偵察機(jī)12。垂直發(fā)射箱11是一種陣列式發(fā)射裝置，每個發(fā)射單元內(nèi)都可以容納一個無人機(jī)，采用彈射式垂直發(fā)射原理。這樣可以全向攻擊、快速反應(yīng)、快速補(bǔ)給。在此實(shí)施例中，坦克內(nèi)的成員先用頭盔I控制無人偵察機(jī)12去搜尋戰(zhàn)場上的目標(biāo)，用GPS裝置鎖定目標(biāo)的地理大概位置，然后一架無人機(jī)從垂直發(fā)射箱11中彈出后，電動螺旋槳啟動，進(jìn)入自主飛行模式。圖5中還顯示了一種飛行控制器，飛行控制器是成熟產(chǎn)品，上面有一些飛行傳感器和飛行控制的程序，引導(dǎo)無人機(jī)向預(yù)定位置飛行并調(diào)整飛行姿態(tài)，屬于成熟技術(shù)。當(dāng)無人機(jī)飛行到無人偵察機(jī)12鎖定的目標(biāo)位置后，轉(zhuǎn)為向下俯沖的飛行姿態(tài)，此時使用者接管無人機(jī)，用頭盔I來人工引導(dǎo)無人機(jī)俯沖精確攻擊敵方坦克的頂部。遠(yuǎn)程發(fā)現(xiàn)敵方坦克，超視距全向攻擊的新型無炮塔坦克將具有比傳統(tǒng)坦克更高的機(jī)動性、打擊能力、戰(zhàn)場生存能力。無人機(jī)和坦克只為說明本實(shí)用新型的應(yīng)用方式，不做權(quán)利要求。
[0023]需要補(bǔ)充的是，頭盔I也可以用來控制遙控機(jī)槍，遙控機(jī)槍上設(shè)置攝像頭和隨動機(jī)構(gòu)，使用者用頭盔I就可以遠(yuǎn)程控制機(jī)槍的射擊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有觀瞄及制導(dǎo)功能的遙控頭盔，由頭盔、近眼顯示器、電器盒組成，近眼顯示器位于頭盔的前部，電器盒位于頭盔的后部，其特征是:近眼顯示器由一個屏幕和兩個凸透鏡組成，凸透鏡位于眼睛和屏幕之間，頭盔前部與凸透鏡對應(yīng)的位置有兩個開孔；電器盒內(nèi)有電路板和電池，電路板上有控制系統(tǒng)的電路，控制系統(tǒng)由X軸陀螺儀和Y軸陀螺儀作為傳感器，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA和DSP信號處理器以及多通道無線遙控發(fā)射器，電路板上還有無線圖像接收器，無線圖像接收器與近眼顯示器連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型由頭盔、近眼顯示器、電器盒組成。近眼顯示器由屏幕和兩個凸透鏡組成，位于頭盔前方。電器盒內(nèi)有電路板和電池。電路板上有陀螺儀傳感器及控制電路，使用者頭部的轉(zhuǎn)動角度被陀螺儀采集到，經(jīng)過信號處理裝置變?yōu)榭刂菩盘栍啥嗤ǖ肋b控發(fā)射器發(fā)出至無人機(jī)，控制無人機(jī)的飛行方向。無人機(jī)上的攝像頭采集戰(zhàn)場圖像經(jīng)過無線圖像發(fā)射器發(fā)回頭盔，頭盔的電器盒內(nèi)有無線圖像接收器電路，將圖像顯示在近眼顯示器上。使用者可以實(shí)時的觀察無人機(jī)上拍攝到的圖像，轉(zhuǎn)動頭部控制無人機(jī)的飛行，對地方坦克進(jìn)行搜尋和頂部攻擊。
【IPC分類】H04N7-18, A42B3-30
【公開號】CN204426845
【申請?zhí)枴緾N201520128713
【發(fā)明人】王志沖
【申請人】王志沖
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月2日