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标题: 【交流帖】多种飞镖系统设计思路讨论 [打印本页]
作者: tzh2017 时间: 2019-12-2 22:24
标题: 【交流帖】多种飞镖系统设计思路讨论
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气动
（喷气）
【规则不允许】
二营长的意大利炮.jpg
气动动力+外形特征>>水火箭/气箭
600ml气瓶50米外定点打靶
多年以前的青少年比赛中的飞镖打靶
国内火箭打靶项目作为一个青少年科普项目已经发展的很成熟。
国外还有很多有关于小型气体火箭和水火箭的资料和教程。
总的来说国内的水火箭技术发展比国外会慢了几年。
比较有名的有美国国家宇航局NASA官网的waterrocket教程，
NASA教程还采用了互动问答的形式，
把所有水火箭结构，姿态和弹道之间的关联都教了一遍。
算是探索外太空的启蒙教育。
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而AirCommand在这些十多个网站中则是最全面细节地描述各部分的制作和调试
（界面比美国水火箭协会的舒适）
从基础的发射架，喷嘴，头锥尾翼到进阶版的电子开伞，定位等等都进行了介绍。
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飞镖姿态/弹道会出现的情况以及原因以及解决方案
都有了
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头锥形状，气瓶选择，尾翼形状，重心位置，气压控制，发射架制作，发射角度，喷嘴流量等等这些都可以调。
精度可以控制在10cm范围内（室外）
室内会更稳定，基本上弹道是稳定重复的（制作标准化要求比较高）
用微型舵机和视觉进行变轨和制导可以探索一下，从以往项目的情况来看是有可能的，就是重量有点极限。
国内其实也有好网站的，但是好像现在没了，一年前还有的。
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Reference：NASA：
https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/rocket/rktbot.html
AirCommand：
http://www.aircommandrockets.com/
Uswaterrockets：
http://www.uswaterrockets.com
挖个坑，随缘更新具体参数细节什么的。
学业繁忙。
这学期的工程流体力学课程project就是水火箭打靶。
投球机
橡筋投球机28米打点。
投的是100g重的55mm直径圆球。
弹道稳定
很快就调好了，比气动好调多了。
调好之后多次落点都能集中在距离中心点正负五厘米以内。
（在篮球场玩的，还可以投篮）
（弹道异常稳定有可能是因为用的是圆球，飞镖尚未清楚。）
可见该发射架对于动能控制来说很稳定。可控性高。
准是准，力量也好控制，成本也低
（20块钱橡筋就能打28米以上）
就是自动化设计比较难
（再次蓄能过程比较难（或者做几个发射架并联，提前蓄能））
对结构强度要求比较高（蓄能时橡筋弹力大）
发射架稳定性要高才能做到弹 道多次重复。（硬邦邦的发射架）
而且能不能实装在比赛里还得看规则要求。（还有看具体设计）
投/抛射 机器人资料：
这些是非常成熟的自动化投射抛射的比赛设计
2018年全国大学生机器人大赛Robocon "飞龙绣球"
【2018RoboCon】全国总决赛 河北工程大学VS东北大学：av25308064
ABU ROBOCON2018 飞龙绣球国际总决赛：中国东北大学(东大)VS越南：av3037567
【2018 ABU ROBOCON】日本东京大学15秒完胜：av2478395
【机器人动力结构】Robocon2018MR1结构设计（机械组）av7049655
专业一点就是航模里的航模弹射器（或者航母上的）
长度6.6米 弹射25公斤的飞机 弹射速度80公里，可以拆分成3节，弹射器的总重量45公斤。
长度4.2米 弹射10公斤的飞机 弹射速度80公里，可以拆分成2节，弹射器的总重量30公斤。
航模论坛里的部分数据参考
有视频，但是拉不过来
很暴力的弹射
2020/01/10更
发现弹射器也可以
想到一个好玩的结构
弩机
解决橡筋类弹射器
拉紧储能后待发射状态的保持与快速释放问题
（解决各位头大的问题）
弩机作为中国古代工程技术的发明之一，在公元前就成为我国军事中的重要武器，直至1100年才传入欧洲。
（在很多博物馆也看到了许多弩机的出土文物）
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弩最重要的部分是“机”，弩机一般为铜制，装在弩“郭”（匣状）内，前方是用于挂弦的“牙”（挂钩），“牙”后连有“望山”（用于瞄准的准星）；西汉开始弩的“望山”上刻有刻度，作用相当于现代枪械上的表尺，便于按目标距离调整弩发射的角度，提高射击的命中率.在铜郭的下方有"悬刀"（即扳机），用于发射箭矢.当弩发射时先张开弦，将其持于弩机的"牙"上，将箭矢装于"臂"上的箭槽内，通过"望山"进行瞄准后，扳动"悬刀"使"牙"下缩，弦脱钩，利用张开的弓弦急速回弹形成的动能，高速将箭射出. 机械限位真的美妙
连弩
（自动换飞镖）
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欧洲齿轮弩
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一种简化版的弩机原理结构
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多说两句
上图结构使用
滑台（轨道），橡筋，舵机，直线电机或气缸或齿条
可实现 赛中储能，保持待发射状态，击发飞镖和再次蓄能 的功能
（这个结构体积小，成本低，提前勾住皮筋，赛中用电推杆再推到弩机上，
不复位不填弹做四个摞一块觉得也行，像连弩车）
（对手将诸葛连弩放置到装备区）
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橡筋的动能控制比摩擦轮的容易多了
摩擦轮在发射物体的应用领域是很稳定的
其实只要飞镖设计的形状适合摩擦轮
满足摩擦轮发射的需要
摩擦轮真的很香
别整其他这么多花里胡哨的了
主要是不需要点其他科技树啊
关键做出来确实也没问题
摩擦轮应该都很熟练了
具体的就各显神通了
高速机动躲避
或者难被击中的固定轨迹
螺旋桨 舵面控制
电池舵机轻量化 微型化
飞的好不好关键还是看飞镖的制作和调试
随缘更。
作者: Proton 时间: 2019-12-2 22:33
前排支持
作者: MAVIC 时间: 2019-12-2 22:51
火钳留名
作者: 宇神ε≡٩(๑>₃ 时间: 2019-12-3 00:53
秀啊兄弟
作者: tzh2017 时间: 2019-12-3 11:26
下次更新想讨论一下发射站怎么做。因为火箭型飞镖机器人的结构就这么多，而且形状相对固定，只需要调整参数就好了。但是发射架是千变万化的，可以说做发射装置是最有趣的地方。
弹道稳定全靠制作标准化还有发射架的稳定了。
回复讨论的少那就没动力更新了哦。
飞镖集群阵列
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作者: Edwin 蒙 时间: 2019-12-3 13:19
前来支持，厉害了
作者: 此名为Ta 时间: 2019-12-3 13:55
他们说只要我水的够多，积分和金币就限制不了我 赞
作者: battlecruiser 时间: 2019-12-3 16:34
给二营长倒一杯卡布奇诺
作者: 雾之湖的小球 时间: 2019-12-3 16:37
大佬牛逼
作者: Jason· 时间: 2019-12-3 16:58
单纯的气动也可以打这么远？
作者: 2380910632 时间: 2019-12-3 19:40
还有关于气动弹射的资料/网站吗
作者: ghost. 时间: 2019-12-3 22:12
zanzanzanzan
作者: Anson_XD 时间: 2019-12-4 00:32
思路跟我们想到一块儿去了 但是为了防止对面反导还应该做一个路径规划 简单的气动远达不到要求的精度和成功打击率
不过楼主给的资料给我们今年CADC提供了好多宝贵资料QAQ
作者: tzh2017 时间: 2019-12-4 01:26
比如机动变轨的钱学森弹道？
CADC的话，你是想要高压串联气瓶吧。
那些资料能用的前提是能找到他们用的这么直的瓶子。
作者: tzh2017 时间: 2019-12-4 01:55
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这个高度应该还行，而且喷气气压没多高。
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北京市少年宫活动的气箭
不加水的话，反冲会小很多。
但是可以相应的减少飞镖的重量和去获得速度。
水火箭发射的话，如果不加配重也是飞不远的。
简单的说，就是箭体重量和工质重量要相对应才能达到最远距离。
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气箭重量轻了，空阻就很明显了。
所以要考虑更多外形的流体力学性能来获得最远距离。
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作者: 花师小哲 时间: 2019-12-4 03:22
有意思有意思，后面可以尝试一些
作者: Wolfram 时间: 2019-12-4 12:14
诶，水火箭思路，感谢楼主，有空来交流航模啊。
作者: StNash10LA 时间: 2019-12-4 12:20
大佬牛批
作者: Jason· 时间: 2019-12-4 13:35
感谢楼主的答复，继续探讨，看是否能应用于比赛上面
作者: Anson_XD 时间: 2019-12-4 16:42
tzh2017 发表于 2019-12-4 01:26
比如机动变轨的钱学森弹道？
CADC的话，你是想要高压串联气瓶吧。
那些资料能用的前提是能找到他们用的这 ...
只要轨道在投影平面上不是一条 A-B的直线 就能避开80%的被动反导攻击（预测轨道覆盖弹丸）
作者: ghost. 时间: 2019-12-4 20:55
不是不能气动发射吗
作者: tzh2017 时间: 2019-12-6 20:59
气动弹射？
是说气锤还是？
（其实气动/电机摆臂投石机也很准的。参考2018ROBOCON飞龙绣球。）
各种方案都有命中可行性，但是这些方案能不能用就完全看规则怎么解释和限制了。
作者: tzh2017 时间: 2019-12-6 21:01
转一篇知乎文章：
我如何设计火箭动力滑翔机 作者：一本郑君
https://zhuanlan.zhihu.com/p/31875795
里面有气动参数的理论推演计算。
作者: 邢让 时间: 2019-12-7 16:33
气动不是被ban了吗
作者: You蓝 时间: 2019-12-7 16:49
秀的一笔
作者: 鳳禾 时间: 2019-12-7 21:36
我正在见证一名出色的的二营长的成长
作者: tzh2017 时间: 2019-12-8 23:34
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这个违规，说的也不是特别清楚。
是说发射速度超过18m/s（20m/s）违规，
还是说五到六个大气压的气瓶 (危险) 违规？
如果是前者，可以改小气流喷嘴，控制速度解决。
如果是后者，就没有气动了。
推重比不能大于1，那要看气体推力可否看作是发射架提供的。
“飞镖发射架为飞镖提供初始动力”
除去气动，要发射一个物体那就还有摩擦轮，投石机，弹性力，电磁力等等这类的方案。
感觉这个发射架的要求有点像“飞龙绣球”了。
另外推重比小于1，很难做反导机动。转个弯就失速炸机了哦。
tips：小型舵面控制，电池什么的加个“微型”去查就可以了，很成熟的体系，一两克的都有，还有电磁舵机之类的。
作者: 小白来了 时间: 2019-12-9 21:58
真心赞，待更
作者: Anson_XD 时间: 2019-12-12 20:03
"另外推重比小于1，很难做反导机动。转个弯就失速炸机了哦。"
这句话不适用于所有飞镖，飞镖设计合理甚至不需要留空时有动力
作者: MrW 时间: 2019-12-14 20:57
大佬牛逼，但气动发射现在好像禁止了，大佬有没有其他的思路分享了
作者: 武俊杰 时间: 2019-12-15 11:03
火钳刘明
作者: tzh2017 时间: 2019-12-17 00:29
前天周六做了个橡筋投球机玩，28米打点。投的是100g重的55mm直径圆球。
弹道稳定，调好之后多次落点都能集中在距离中心点正负五厘米以内。（在篮球场玩的，还可以投篮）
（稳定有可能是因为用的是圆球，飞 镖尚未清楚。）
可见动能控制很稳定。可控性高。
准是准，力量也好控制，成本也低
（20块钱橡筋的功率比电机高）
就是自动化设计比较难（再次蓄能过程比较难（或者做几个发射架放一块，提前蓄能））
对结构强度要求比较高（蓄能时橡筋弹力大）
发射架稳定性要高才能做到弹 道多次重复。（硬邦邦的发射架）
而且能不能实装在比赛里还得看规则要求。
飞镖规则不是要改参数嘛，看看会改成什么样。
分享一些投射的机器人资料：
2018年全国大学生机器人大赛 Robocon 飞龙绣球
把飞 镖投出去（或者甩出去）（飞镖就是用来投的嘛）
【2018RoboCon】全国总决赛 河北工程大学VS东北大学
ABU ROBOCON2018 飞龙绣球国际总决赛：中国东北大学(东大)VS越南【2018 ABU ROBOCON】日本东京大学15秒完胜
【【机器人动力结构】Robocon2018MR1结构设计（机械组）
作者: tzh2017 时间: 2019-12-17 00:35
链接发不了，bilibili av号
【2018RoboCon】全国总决赛 河北工程大学VS东北大学：av25308064
ABU ROBOCON2018 飞龙绣球国际总决赛：中国东北大学(东大)VS越南：av3037567【2018 ABU ROBOCON】日本东京大学15秒完胜：av2478395
【机器人动力结构】Robocon2018MR1结构设计（机械组）av70496555（东大兰博基尼太强了）
作者: tzh2017 时间: 2019-12-17 13:50
滑翔没问题，转个弯再转回去有难度。
就航模来说，转弯>失速>掉高。要想转弯不掉高炸机就得拉升降，加油门。
而且一般反导机动应该需求是比较急的弯。
不过绕个大弯打过去好像也没问题，这样要求没这么高。一开始想着的都是瞄准了打，再机动躲避。
但是可以不瞄准了打，打个弧线球也能实现反导。
两种反导思路吧，绕个大弯可行性高一点，也不需要什么推重比和动力了。
作者: Anson_XD 时间: 2019-12-18 19:09
转急弯的话 推重比有0.4就行了 不需要这么变态 1的推重比是很富裕的了
作者: MrW 时间: 2019-12-18 20:43
感谢大佬！！！！！！！
作者: tzh2017 时间: 2019-12-21 15:18
确实，如果能通过发射架达到18米每秒的速度，也不怎么怕失速。
就像滑翔机或者dlg有高度或者有速度就不需要推力了，一样道理。
这次飞镖难就难在尺寸要求，做不到滑翔机的展弦比升阻比什么的。
而且还要看弹头有多重。
有那种小孩玩的泡沫飞机。
能用弹射装置弹射出去，无动力飞，能滑翔，能控制转弯，轨迹也稳定（如果机翼尾翼没有额外的变形的话）
就是让它飞到想要的地方要调好多次，现成的尺寸不合要求，要改。
加个腰推螺旋桨应该能飞28米，就是飞的有点慢。
作者: Dominic 时间: 2019-12-23 00:45
有没有啥控制raw轴跟pitch轴的方案呢，整个体积增大之后几乎不可能使用传统的两个电机直驱的方式了
作者: lzzzzzm 时间: 2019-12-23 21:19
大佬有想过电磁加速吗
作者: tzh2017 时间: 2019-12-28 01:53
发射架建议固定角度，弹道方向通过飞镖自身去调整或者不调整。
而且其实发射架要转的话，重量不重，就是可能需要调整重心在旋转中心会好一点。
作者: 丿难于 时间: 2019-12-28 19:07
可乐瓶违规了吧，官方今年就禁止可乐瓶，必须有安全认证的气瓶
作者: tzh2017 时间: 2019-12-29 01:29
嗯是的。
气瓶从去年开始就要求要有安全认证的。
感觉应该会在下版规则手册的飞镖部分那明确说明的。
气动发射飞镖基本确定不允许了。
作者: tzh2017 时间: 2019-12-29 01:32
最近见到有120mm翼展的固定翼资料，感觉还行。
作者: H666 时间: 2019-12-30 21:00
楼主好强，满满干货 。 不过摩擦轮方案 用摩擦轮去发射一个柱形物体 很难排除其空中翻转的情况 然后尾翼也不好加 因为要考虑会不会被摩擦轮磨到的问题 想问下楼主用摩擦轮的话有无好想法稳定飞镖头朝向的问题
作者: tzh2017 时间: 2020-1-1 17:09
这些都有解决方案，而且有几种思路吧。详细的就没时间写。
要点就是一个，推
学业繁忙，新年快乐
作者: 2380910632 时间: 2020-1-1 21:14
有设计自动收回装置吗，最近搞这个头有点大
作者: 丿难于 时间: 2020-1-2 19:22
你说的气动发射是指飞镖自带的气动还是飞镖发射架提供的最初动力不能来源于气动，好像没有那个规则直接指明不允许飞镖发射架气动了吧，求解答，飞镖发射架因为这个耽搁许久了。
作者: tzh2017 时间: 2020-1-2 21:37
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来源：规则答疑。
现在的规则解释应该是这两种情况都被ban了。
emm我在官方规则解答那里看到的。
（我发现羽毛球发球机真香。）
#隐藏色号
作者: tzh2017 时间: 2020-1-2 21:40
除了改良摩擦轮的发射结构，还有个途径就是通过设计飞镖 去达到稳定头部朝向的目标。
作者: Proton 时间: 2020-1-3 12:00
空中翻转的情况如果加z轴旋转的话就好了 圆柱体不可能翻转的 参考网球拍效应 只有在xyz轴向转动惯量不相同的时候 自旋才会不稳定
作者: 丿难于 时间: 2020-1-6 20:16
用气缸推怎么样，这个没禁止，官方允许
作者: 努豆 时间: 2020-1-7 17:21
自动收回装置是神马？
作者: H666 时间: 2020-1-7 19:47
气缸自身伸缩速度没有特别快 更没可能把一个东西推到十几米每秒的速度。。
作者: H666 时间: 2020-1-7 19:49
摩擦轮发射的结构确实有很大影响
作者: H666 时间: 2020-1-7 19:50
是说想办法让飞镖自旋吗
作者: tzh2017 时间: 2020-1-8 00:43
规则答疑那里说不可以高压气瓶气压推动，我想着用气缸也属于高压气瓶气压推动的范畴吧。
先假设规则允许，气缸直推的话，一般气缸速度是500mm每秒，而且行程也不会特别长。
然后除了直推，还可以做一种摆臂式的投球机。
放一个开源的图纸吧：一款商品化的可调棒球气动弹射器。
气缸 弹簧 电磁铁
投棒球三四十米没问题
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作者: tzh2017 时间: 2020-1-8 00:51
用摩擦轮的方案很方便自旋，只需要调整摩擦轮的角度，让摩擦轮给飞镖一个切向速度去旋转就可以了。不过这样旋转的话是很难再去使用舵面什么的去控制的。
作者: tzh2017 时间: 2020-1-8 00:54
类似的蓄力思路可以参考那个棒球弹射器。
作者: tzh2017 时间: 2020-1-8 01:03
1. 参考一下羽毛球发球机和羽毛球的结构。
2. 可以让摩擦轮不直接作用于飞镖。可以设计一个“助推器”的结构，或者说类似于“轨道炮” 。摩擦轮作用于助推器，飞镖放置在助推器上，助推器在滑轨上运动，加速完成后，助推器自行与飞镖分离（助推器刹车留在发射架上，飞镖仍然向前飞出）。当然这会出现一些摩擦的问题，需要考虑滑轨质量。
作者: tzh2017 时间: 2020-1-8 01:34
棒球质量刚好是145克左右，有参考意义。
作者: cqq 时间: 2020-1-8 13:57
牛逼牛逼
作者: 努豆 时间: 2020-1-8 16:17
我有一个新想法，您看行不行。就是做一个飞艇形状的飞镖，里面充氦气，这样就能大大减缓飞行速度，给摄像头识别的时间就长了，而且飞的速度慢了还方便了姿态调整，后面整一个空心杯推动。这个想法如何？
作者: 努豆 时间: 2020-1-8 17:19
我算了一下，规定体积内的升力才2g左右，肯定不行了，浮也浮不起来。就当我没说
作者: qsl123 时间: 2020-1-9 19:25
看起来很秀
作者: tzh2017 时间: 2020-1-10 01:21
放慢了速度给自己带来识别时间的同时，也给对手得到了响应时间。对于反导步兵来说，这就是靶子呀
作者: A Dead Wood 时间: 2020-1-11 17:06
弹射起步的话，控制速度容易吗?
作者: tzh2017 时间: 2020-1-11 17:31
容易，通过控制伸长量，控制弹性势能，从而控制飞镖动能和速度
作者: H666 时间: 2020-1-14 09:13
好想法 可以一试
作者: xiaodong 时间: 2020-1-14 10:04
这么牛逼
作者: 骑着蜗牛追导弹 时间: 2020-1-15 19:59
学习了,加油冲冲冲冲冲冲冲冲冲冲冲
作者: 雾之湖的小球 时间: 2020-1-15 23:56
速度不够
作者: 1180400323 时间: 2020-1-19 23:04
这点确实厉害
作者: Anson_XD 时间: 2020-1-21 20:14
好久没来看贴了，给出一个思路。
建议参考飞翼的固定翼模型，有能力制造的话就是一个很方便并且很可控的飞镖方案
作者: tzh2017 时间: 2020-1-29 21:41
飞翼的翼展12cm会不会有点太小了
没地方装电装了呀
作者: Anson_XD 时间: 2020-2-3 16:40
小翼来补哈哈 设备舱也是可以做的嘛
作者: 三科石 时间: 2021-3-14 19:25
还可以支持水动力？？？
作者: 漆黑的魅影 时间: 2021-3-27 23:01
他们说只要我水的够多，积分和金币就限制不了我 赞+1
谢谢楼主
作者: 面壁 时间: 2021-3-28 11:47
作者: BB-8 时间: 2021-12-6 21:16
气动较难实现，飞镖容量不够，还是用摩擦轮或皮筋吧，螺旋桨可以考虑一下，但应该很难，目前好像没人试过
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