專利名稱：：一種用于模型的紅外線自動跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及模型領(lǐng)域，尤其涉及一種在遙控模型中使用紅外線自動跟蹤的裝置。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有紅外線技術(shù)在模型尤其是遙控模型(如紅外線遙控模型飛機、直升機、紅外線遙控車輛模型等)中主要以傳輸控制指令以及交互通訊運用為主?？刂浦噶顐鬏斚到y(tǒng)由紅外線遙控器和紅外線接收機及執(zhí)行機構(gòu)組成。紅外線遙控器由命令輸入、數(shù)據(jù)編碼、紅外線信號調(diào)制和發(fā)射組成。其中命令輸入由操縱桿或按鍵、傳感器或其他終端輸出等組成，完成操作者與紅外線遙控器人機接口；數(shù)據(jù)編碼是將輸入命令進行量化和處理，成為一系列數(shù)據(jù)模命令；紅外線信號調(diào)制由38千赫茲波形發(fā)生器和調(diào)制部分組成，調(diào)制器是將波形發(fā)生器輸出的38千赫信號與命令數(shù)據(jù)信號作與運算后輸出給發(fā)射部分；發(fā)射部分將調(diào)制部分輸出的信號經(jīng)紅外線發(fā)光二極管向空間發(fā)射出去。接收執(zhí)行機構(gòu)由紅外線信號接收解調(diào)，數(shù)據(jù)解碼和命令執(zhí)行機構(gòu)組成。其中紅外線信號接收解調(diào)由紅外線接收器)完成，它將接收到的紅外線信號放大和解調(diào)后輸出至數(shù)據(jù)解碼；數(shù)據(jù)解碼將輸入信號經(jīng)對比和識別，還原出命令信號至命令執(zhí)行機構(gòu)完成相應(yīng)的命令。現(xiàn)有紅外線控制指令傳輸系統(tǒng)在紅外線遙控飛機中主要完成前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、橫移、油門等動作和交互通訊(如對打等)命令的傳輸?，F(xiàn)有紅外線控制指令傳輸系統(tǒng)在紅外線遙控飛機與紅外線遙控飛機之間交互通訊完全靠操縱者完成跟蹤瞄準(zhǔn)射擊等動作，即操縱者要操縱外線遙控飛機改變水平或俯仰方向與控制紅外線遙控飛機調(diào)整油門大小，使模型飛機對準(zhǔn)攻擊目標(biāo)后再發(fā)起攻擊；紅外線遙控模型飛機與遙控模型之間交互通訊，紅外線遙控飛機操作同上。遙控模型操作需要操縱者操縱遙控器操縱桿完成遙控模型的前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、模型武器系統(tǒng)左右轉(zhuǎn)動和高度角的升降以及攻擊等動作；其跟蹤目標(biāo)是操作者根據(jù)紅外線遙控飛機在遙控模型不同高度和方位調(diào)整炮塔的左右轉(zhuǎn)動和升降使模型武器系統(tǒng)瞄準(zhǔn)紅外線遙控飛機后攻擊，整個過程完全由操縱者操縱完成；且紅外線遙控飛機與遙控模型之間交互通訊需兩人操縱才能玩。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠在模型中實現(xiàn)紅外線自動跟蹤的裝置及方法，實現(xiàn)遙控模型的智能化和瞄準(zhǔn)目標(biāo)的精確性，增加利用模型游戲的趣味性。為此，本實用新型提供一種用于模型紅外線自動跟蹤裝置中的紅外線信號接收單元組合，所述紅外線信號接收單元組合包括至少一對對稱分布的紅外線信號接收單元，所述紅外線信號接收單元由紅外線接頭和入射角度范圍受限制的紅外線接收屏蔽盒組成。進一步的，所述紅外線信號接收單元組合可以包括兩對對稱分布的紅外線信號接收單元，所述紅外線接頭以一定角度安裝在紅外線接收屏蔽盒中，所述紅外線接收屏蔽盒的結(jié)構(gòu)是一側(cè)開口，一側(cè)中央開有一長方形口，所述兩對對稱分布的紅外線信號接收單元被放置在具有紅外線接收單元組合下殼、紅外線接收單元組合上殼、透明窗、印刷電路板的載體上。本實用新型的又一目的是提供一種用于模型的自動紅外線跟蹤裝置，包括紅外線信號接收單元組合、相應(yīng)的信號處理控制電路和機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)，所述紅外線信號接收單元組合包括至少一對對稱分布的紅外線信號接收單元，所述紅外線信號接收單元由紅外線接頭和入射角度范圍受限制的紅外線接收屏蔽盒組成。進一步的，所述紅外線信號接收單元組合包括兩對對稱分布的紅外線信號接收單元，所述紅外線接頭以一定角度安裝在紅外線接收屏蔽盒中，所述紅外線接收屏蔽盒的結(jié)構(gòu)是一側(cè)開口，一側(cè)中央開有一長方形口，所述兩對對稱分布的紅外線信號接收單元被放置在具有紅外線接收單元組合下殼、紅外線接收單元組合上殼、透明窗、印刷電路板的載體上。其中，所述信號處理電路通過對紅外線方向信號接收組合收到的信號的處理和判斷，輸出相應(yīng)的控制信號，控制機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)動作，調(diào)整紅外線跟蹤裝置與紅外線光源之間的角度，使對稱的兩對接收單元接收信號強度相差最小。本實用新型的又一目的是提供一種配備紅外線跟蹤裝置的模型，包括紅外線信號接收單元組合、相應(yīng)的信號處理控制電路和機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)，所述紅外線信號接收單元組合包括至少一對對稱分布的紅外線信號接收單元，所述紅外線信號接收單元由紅外線接頭和入射角度范圍受限制的紅外線接收屏蔽盒組成。其中，所述紅外線信號接收單元組合包括兩對對稱分布的紅外線信號接收單元，所述紅外線接頭以一定角度安裝在紅外線接收屏蔽盒中，所述紅外線接收屏蔽盒的結(jié)構(gòu)是一側(cè)開口，一側(cè)中央開有一長方形口，所述兩對對稱分布的紅外線信號接收單元被放置在具有紅外線接收單元組合下殼、紅外線接收單元組合上殼、透明窗、印刷電路板的載體上；所述信號處理電路通過對紅外線方向信號接收組合收到的信號的處理和判斷，輸出相應(yīng)的控制信號，控制機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)動作，調(diào)整紅外線跟蹤裝置與紅外線光源之間的角度，使對稱的兩對接收單元接收信號強度相差最小。進一步的，所述的模型為紅外線模型裝甲車。由于本實用新型提供的紅外線信號接收單元組合中的紅外線接收單元采取特殊的結(jié)構(gòu)，能夠使得紅外線接收單元根據(jù)與紅外光源的角度只接受一定范圍內(nèi)的紅外線信號，對稱分布的紅外線接收單元接收的紅外線信號強弱具有一定的差異，而本實用新型提供的紅外線自動跟蹤裝置中的信號控制電路能根據(jù)紅外線接收單元組合發(fā)送的信號差值控制機械驅(qū)動機構(gòu)的動作來消除這種差值，因此，應(yīng)用本實用新型所提供的紅外線自動跟蹤的裝置和方法，能將以往必須通過人工遙控模型(模型車、模型裝甲車、模型坦克等)跟蹤目標(biāo)的整個過程交由紅外線跟蹤部分自動完成，能自動搜索、跟蹤、鎖定和攻擊目標(biāo)以及躲避目標(biāo)攻擊等功能，實現(xiàn)了現(xiàn)有遙控模型的智能化和瞄準(zhǔn)目標(biāo)的精確性，增加了利用模型游戲的趣味性。圖1是本實用新型紅外線跟蹤裝置中紅外線信號接收單元組合結(jié)構(gòu)說明示意圖；其中圖l(a)是紅外線信號接收單元組合的外觀；[0015]圖1(b)是紅外線信號接收單元組合的局部剖視圖；圖l(c)是紅外線信號接收單元組合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖l(d)是紅外線接收單元組合內(nèi)部結(jié)構(gòu)的正視圖；圖2是本實用新型紅外線跟蹤裝置中紅外線信號接收單元組合結(jié)構(gòu)中的角度說明示意圖；圖3是本實用新型一個具體實施例中紅外線跟蹤裝置的動作流程總體示意圖；圖4是本實用新型一個具體實施例中紅外線跟蹤裝置的詳細動作流程示意圖；圖5是本實用新型一個具體實施例中紅外線跟蹤裝置的應(yīng)用說明示意圖；圖6是本實用新型一個具體實施例中紅外線跟蹤裝置的應(yīng)用中信號接收單元局部放大說明示意圖；具體實施方式本實用新型所提供的應(yīng)用在遙控模型種的自動紅外線跟蹤的裝置和方法的主要思路是，在需要具有跟蹤瞄準(zhǔn)功能的遙控模型上安裝紅外線跟蹤裝置，通過紅外線跟蹤裝置自動調(diào)整與發(fā)出紅外線光源的遙控模型的角度實現(xiàn)對具有紅外線光源遙控模型的自動足艮S宗。其中紅外線跟蹤裝置的基本結(jié)構(gòu)是由紅外線信號接收單元組合、相應(yīng)的信號處理控制電路和機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)組合而成。紅外線跟蹤裝置通過檢測周圍紅外線光源在紅外線方向信號接收組合不同紅外線接收單元之間形成的信號強度差別，經(jīng)過控制電路處理，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號控制機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)調(diào)整紅外線跟蹤裝置與紅外線光源之間的角度而跟蹤紅外線光源。以下結(jié)合附圖進一步對本實用新型的具體實施方式進行詳細描述。圖1顯示了本實用新型一個具體實施例中的紅外線跟蹤裝置中紅外線信號接收單元組合的基本結(jié)構(gòu)。圖1中(a)是紅外線信號接收單元組合的外觀，圖1中(b)、(c)分別是紅外線信號接收單元組合的局部剖視圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，圖1中的(d)是紅外線接收單元組合內(nèi)部結(jié)構(gòu)的正視圖。參考圖l(b)，該紅外線接收單元組合包括紅外線接收單元組合下殼(1)、紅外線接收單元組合上殼(2)、透明窗(3)、PCB(PrintedCircuitBoard,印刷電路板)板(4)、紅外線接收頭屏蔽盒(5)和紅外線接收頭(6)。該紅外線信號接收組合由4個對稱排列的紅外線接收單元組成，所述的紅外線信號接收單元由紅外線接頭和入射角度范圍受限制的紅外線接收腔體組成，所述紅外線接頭以一定角度安裝在紅外線接收腔體中，紅外線接收腔體的結(jié)構(gòu)是一側(cè)開口，腔體的另一面中央開有一長方形口。這樣的結(jié)構(gòu)組合使得安裝在紅外線接收腔體中的紅外接收頭只能接收一定角度和方向的紅外線信號，能正常接收在側(cè)面開口方向和垂直于這個方向的紅外信號，而處在別的方向的紅外信號不能正常接收，因而該接收單元具有限定所接收紅外線方向的特性。圖2顯示了紅外線信號接收單元組合紅外線接收頭屏蔽盒位置的幾個關(guān)鍵角度，其中a為紅外線接收頭屏蔽盒安裝角度，且O?！禷《45°;P為紅外線接收頭屏蔽盒寬度方向接收角度，且IO?！?3《30°;S為紅外線接收頭屏蔽盒長度方向接收角度，且65°《S《85°;y為紅外線接收頭屏蔽盒側(cè)面開口方向接收角度，且70?！秠《90°。a、|3、S、Y在具體應(yīng)用中可以根據(jù)實際情況進行設(shè)置，當(dāng)a、|3、S、Y取一定值設(shè)置時，紅外線接收頭的紅外線入射角度范圍根據(jù)紅外線光源點與紅外線接收頭的高度角的變化而變化。表l示出了當(dāng)a=17°、13=40°、Y=110°時，紅外光源點與紅外線接收頭高度角和紅外線接收頭能接收到的入射角度范圍之間的對應(yīng)關(guān)系。紅外線信號接收單元組合與信號處理電路、機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)組合共同構(gòu)成紅外線跟蹤裝置，本實施例中的紅外線信號接收單元組合的四個紅外線接收單元以上下左右四個方向排列。上下兩個接收單元組成垂直方向的跟蹤面，上下兩個之間的夾角決定垂直跟蹤面的大小。在實施跟蹤時，紅外線跟蹤裝置的工作原理可以參考圖3，當(dāng)兩個紅外線信號接收單元與紅外光源之間的角度相等時，接收信號強度幾乎相等，反之在兩個紅外線信號接收單元之間將形成信號強度差，經(jīng)過信號處理產(chǎn)生垂直方向的輸出信號；左右兩個接收單元組成水平方向的跟蹤面，左右兩個接收單元之間的夾角決定水平跟蹤面的大小。當(dāng)兩個紅外線信號接收單元與紅外光源之間的角度相等時，接收信號強度幾乎相等，反之在兩個紅外線信號接收單元之間將形成信號強度差，經(jīng)過信號處理產(chǎn)生水平方向的輸出信號。信號處理電路通過對紅外線方向信號接收組合收到的水平方向和垂直方向信號的處理和判斷，輸出相應(yīng)的控制信號，控制機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)，調(diào)整紅外線跟蹤裝置與紅外線光源之間的角度，使紅外線方向信號接收組合水平方向兩個接收單元接收信號強度相差最小和垂直方向兩個接收單元接收信號強度相差最小，從而達到紅外線跟蹤裝置達到自動跟蹤紅外線光源目的。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表1圖5進一步顯示了紅外線跟蹤裝置信號處理部分的工作原理，參考圖5，其處理過程如下紅外線信號接收單元組合的每一個紅外線信號接收單元輸出的都是一串P麗(PulseWidthModulation，脈寬調(diào)制)信號，高低電平占用的時間反映了接收信號的強弱，低電平占空比越大，信號越強，低電平占空比越小，信號越弱，沒信號時輸出全高電平。信號處理部分首先對接收到的四個紅外線信號接收單元發(fā)送的四組P麗信號的低電平時間同時進行積分，得到P麗上、P麗下、P麗左、P麗右四組信號強度值。然后將上下強度值比較，如果P麗上信號強度值比P麗下信號強度值大，超出了允許的誤差范圍，說明紅外光源在紅外線跟蹤裝置上方，計算上下信號強度差值，再乘以一個比例因子，產(chǎn)生一組P麗信號控制垂直方向的電機帶動驅(qū)動結(jié)構(gòu)驅(qū)動紅外線跟蹤裝置向上轉(zhuǎn)動，作向上跟蹤；如果P麗上信號強度值比P麗下信號強度值小，超出了允許的誤差范圍，說明紅外光源在紅外線跟蹤裝置下方，計算P麗上PWM下信號強度差值，再乘以一個比例因子，產(chǎn)生一組P麗信號控制垂直方向的電機帶動驅(qū)動結(jié)構(gòu)驅(qū)動紅外線跟蹤裝置向下轉(zhuǎn)動作向上跟蹤；如果P麗上信號強度值與P麗下信號強度值的差值沒有超出允許的誤差范圍，說明紅外光源在紅外線跟蹤裝置垂直方向位于中間位置。再將P麗左P麗右強度值比較，如果P麗左信號強度值比P麗右信號強度值大，超出了允許的誤差范圍，說明紅外光源在紅外線跟蹤裝置左方，計算P麗上P麗下信號強度差值，再乘以一個比例因子，產(chǎn)生一組P麗信號控制水平方向的電機帶動驅(qū)動結(jié)構(gòu)驅(qū)動紅外線跟蹤裝置向左方向轉(zhuǎn)動，作向左跟蹤；如果P麗左信號強度值比P麗右信號強度值小，超出了允許的誤差范圍，說明紅外光源在紅外線跟蹤裝置右方，計算P麗左P麗右信號強度差值，再乘以一個比例因子，產(chǎn)生一組P麗信號控制水平方向的電機帶動驅(qū)動結(jié)構(gòu)驅(qū)動紅外線跟蹤裝置向右轉(zhuǎn)動作向右跟蹤；如果左信號強度值與右信號強度值的差值沒有超出允許的誤差范圍，說明紅外光源在紅外線跟蹤裝置水平方向位于中間位置。如果P麗左信號強度值與P麗右信號強度值的差值沒有超出允許的誤差范圍，PWM上信號強度值與P麗下信號強度值的差值也沒有超出允許的誤差范圍，說明紅外光源位于紅外線跟蹤裝置中央，已跟蹤上，完成跟蹤任務(wù)。圖5、圖6顯示了本實用新型的紅外線跟蹤裝置運用在紅外線模型裝甲車(4)上，用來自動跟蹤和攻擊正在發(fā)射紅外線的模型飛機的示意圖。參考圖5、圖6，其中紅外線模型飛機能通過自身配備的紅外光源(1)發(fā)出紅外線光；紅外線模型裝甲車上安裝紅外線跟蹤裝置，包括紅外線接收管(2)、負責(zé)高低角跟蹤之一的紅外線接受單元(31a)、負責(zé)高低角跟蹤之二的紅外線接受單元(31b)、負責(zé)方位角跟蹤之一的紅外線接受單元(32a)、負責(zé)方位角跟蹤之二的紅外線接受單元(32b)、模型武器系統(tǒng)(5)、高度角控制驅(qū)動機構(gòu)(6)、方位角控制旋轉(zhuǎn)平臺(7)。在模型對打跟蹤過程中，紅外線模型飛機自身發(fā)出紅外線光，當(dāng)紅外線模型飛機飛在模型裝甲車能接收到它發(fā)出的紅外光的范圍時，模型裝甲車將自動跟蹤飛機，并自動調(diào)整車上模型武器系統(tǒng)中的炮塔對準(zhǔn)飛機，對準(zhǔn)后開炮攻擊。雖然通過實施例描繪了本實用新型，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，在不脫離本實用新型的精神和實質(zhì)的情況下，就可使本實用新型有許多變形和變化，本實用新型的范圍由所附的權(quán)利要求來限定。權(quán)利要求一種用于模型紅外線自動跟蹤裝置中的紅外線信號接收單元組合，其特征在于所述紅外線信號接收單元組合包括至少一對對稱分布的紅外線信號接收單元，所述紅外線信號接收單元由紅外線接頭和入射角度范圍受限制的紅外線接收屏蔽盒組成。2.如權(quán)利要求1所述的用于模型紅外線自動跟蹤裝置中的紅外線信號接收單元組合，其特征在于所述紅外線信號接收單元組合包括兩對對稱分布的紅外線信號接收單元，所述紅外線接頭以一定角度安裝在紅外線接收屏蔽盒中，所述紅外線接收屏蔽盒的結(jié)構(gòu)是一側(cè)開口，一側(cè)中央開有一長方形口，所述兩對對稱分布的紅外線信號接收單元被放置在具有紅外線接收單元組合下殼、紅外線接收單元組合上殼、透明窗、印刷電路板的載體上。3.—種用于模型的自動紅外線跟蹤裝置，包括紅外線信號接收單元組合、相應(yīng)的信號處理控制電路和機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)，其特征在于所述紅外線信號接收單元組合包括至少一對對稱分布的紅外線信號接收單元，所述紅外線信號接收單元由紅外線接頭和入射角度范圍受限制的紅外線接收屏蔽盒組成。4.如權(quán)利要求3所述的用于模型的自動紅外線跟蹤裝置，其特征在于所述紅外線信號接收單元組合包括兩對對稱分布的紅外線信號接收單元，所述紅外線接頭以一定角度安裝在紅外線接收屏蔽盒中，所述紅外線接收屏蔽盒的結(jié)構(gòu)是一側(cè)開口，一側(cè)中央開有一長方形口，所述兩對對稱分布的紅外線信號接收單元被放置在具有紅外線接收單元組合下殼、紅外線接收單元組合上殼、透明窗、印刷電路板的載體上。5.如權(quán)利要求4所述的用于模型的自動紅外線跟蹤裝置，其特征在于所述信號處理電路通過對紅外線方向信號接收組合收到的信號的處理和判斷，輸出相應(yīng)的控制信號，控制機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)動作，調(diào)整紅外線跟蹤裝置與紅外線光源之間的角度，使對稱的兩對接收單元接收信號強度相差最小。6.—種配備紅外線跟蹤裝置的模型，其特征在于所述模型的自動紅外線跟蹤裝置，包括紅外線信號接收單元組合、相應(yīng)的信號處理控制電路和機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)，所述紅外線信號接收單元組合包括至少一對對稱分布的紅外線信號接收單元，所述紅外線信號接收單元由紅外線接頭和入射角度范圍受限制的紅外線接收屏蔽盒組成。7.如權(quán)利要求6所述的配備紅外線跟蹤裝置的模型，其特征在于所述紅外線信號接收單元組合包括兩對對稱分布的紅外線信號接收單元，所述紅外線接頭以一定角度安裝在紅外線接收屏蔽盒中，所述紅外線接收屏蔽盒的結(jié)構(gòu)是一側(cè)開口，一側(cè)中央開有一長方形口，所述兩對對稱分布的紅外線信號接收單元被放置在具有紅外線接收單元組合下殼、紅外線接收單元組合上殼、透明窗、印刷電路板的載體上；所述信號處理電路通過對紅外線方向信號接收組合收到的信號的處理和判斷，輸出相應(yīng)的控制信號，控制機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)動作，調(diào)整紅外線跟蹤裝置與紅外線光源之間的角度，使對稱的兩對接收單元接收信號強度相差最小。8.如權(quán)利要求7所述的配備紅外線跟蹤裝置的模型，其特征在與所述的模型為紅外線模型裝甲車。專利摘要本實用新型公開了一種用于模型的紅外線自動跟蹤裝置，紅外線自動跟蹤裝置包括紅外線信號接收單元組合、相應(yīng)的信號處理控制電路和機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)，所述紅外線信號接收單元組合包括至少一對對稱分布的紅外線信號接收單元，所述紅外線信號接收單元由紅外線接頭和入射角度范圍受限制的紅外線接收屏蔽盒組成，應(yīng)用本實用新型所提供的紅外線自動跟蹤的裝置和方法，能實現(xiàn)了現(xiàn)有遙控模型的智能化自動跟蹤和瞄準(zhǔn)目標(biāo)，增加了利用模型游戲的趣味性。文檔編號A63H27/00GK201540648SQ20092017523公開日2010年8月4日申請日期2009年9月2日優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日發(fā)明者黃國川申請人:上海九鷹電子科技有限公司