2019年全国大学生电子设计竞赛（H题 模拟电磁曲射炮）

 题主参加了2019年全国大学生电子设计竞赛 选择题目为  H题模拟电磁曲射炮

材料：可控云、openmv3、激光笔、MCU(LPC54606)、无线串口（LORA模块）、DCAC（180v以上）模块、北醒Tof测距模块、试管、胶囊、铆钉、常用元件等

技术难点1——靶标距离测量

根据物理推导，电磁炮射中靶标需要距离信息，靶标直径为20cm，在200cm-300cm,+-30度范围内移动，故需要一种精度较高且数据稳定的测距方式

方案1超声波US100

原理是直接测距

缺点是由于靶标面积较小，且位置无法保证摆放角度

方案2视觉角度反馈测距

原理是利用相似三角形，视觉定位靶心后，利用角度反馈反解角度

缺点是舵机精度不足，角度变化范围小，运算后精度丢失较多

方案3：双目测距

原理是利用两个openmv组合成双目模组解相似三角形

缺点是供电、通讯会更为麻烦

方案4：北醒tof

原理是直接测距

方案5：使用长焦镜头

原理是近大远小，在长焦镜头下，靶标色块数量变化更明显

我们尝试了方案1、3、4、5,认为方案5使用长焦镜头足以满足当前测距需求，且使系统更加简洁

技术难点2——炮弹初速度控制

电磁炮根据靶标距离的不同，对应不同的发射初速度，对于发射初速度的控制，经过讨论，选取了三种方式进行比较

方案1固定角度调节电压

即固定仰角约45度左右，调节电压以调节初速度

方案2固定电压调节角度

即固定电压，调节炮管仰角以调节初速度

方案3：固定电压及角度更换不同炮弹

即不同炮弹可打不同距离

由于时间问题，未对所有方案做尝试，仅采用方案2，经过测试稳定性一般，测试数据规律性不强。

 

技术难点3——炮管选择

炮管选择一定程度上直接决定了电磁炮稳定性，我们在塑料管等管材中，最终选择了光滑的试管作为炮管，一方面使得炮管初速度损失更小，另一方控制变量摩擦力，尽可能保证每次发射摩擦力一致。但因我们选择的炮弹过小，经常出现跳膛的问题，后改进使用胶囊炮弹（即将胶囊内装入铆钉材料），跳膛现象明显减少。

 

 

 

          

 

 

        

 

 

 

 

 

 

H题电磁炮代码 https://gitee.com/niuwengang/BlogShare/blob/master/ElecGun.rar