CN104534924B - 一种可转动的轻气炮装置 - Google Patents

Abstract

一种可转动的轻气炮装置，它涉及一种轻气炮，以解决现有丝杠式旋转轻气炮存在使用不便捷，旋转速度比较慢，工作效率较低以及适应性差的问题，它包括气室；它还包括发射管、弹托分离装置、支撑平台、双向液压油缸、底座支架、角度传感器和两个测速仪；气室、发射管和支撑平台位于底座支架的上方，气室和发射管均固装在支撑平台的上表面上，所述弹托分离装置包括制成一体的套桶和锥形筒，发射管的一端与气室连通且二者可拆卸连接，发射管的另一端与套桶连接，锥形筒置于发射管内；底座支架上安装有角度传感器；双向液压油缸的一端与支撑平台的一端转动连接，双向液压油缸的另一端与底座支架转动连接。本发明用于航天器或材料性能研究等领域。

Description

一种可转动的轻气炮装置

技术领域

本发明涉及一种轻气炮，具体涉及一种可以在竖直平面内旋转发射的轻气炮装置。

背景技术

轻气炮装置能发射不同形状、材料的弹丸，满足各种高速、超高速实验需求，目前在动能武器效应研究、地球空间物理研究、航天器防护研究，高应变率下材料性能研究等领域得到广泛应用，是最为通用的高速、超高速驱动设备。可转动的轻气炮装置相比于普通轻气炮装置具有可以不同角度发射弹体，实现不同角度撞击目标的特点。

目前国内外对旋转角度的轻气炮涉及极少。美国宇航局(NASA)艾姆斯研究中心拥有一套可旋转角度的轻气炮；该轻气炮用以研究行星地质学和地球物理学，能够实现0-90度旋转发射，但由于其使用的是丝杠方式驱动旋转，存在使用不便捷，旋转速度比较慢，工作效率较低，适应性差的问题，国内尚无其它可转动的轻气炮装置。

发明内容

本发明是为解决现有丝杠式旋转轻气炮存在使用不便捷，旋转速度比较慢，工作效率较低以及适应性差的问题，进而提供一种可转动的轻气炮装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的一种可转动的轻气炮装置包括气室；它还包括发射管、弹托分离装置、支撑平台、双向液压油缸、底座支架、角度传感器和两个测速仪；

气室、发射管和支撑平台位于底座支架的上方，发射管水平布置，气室和发射管均固装在支撑平台的上表面上，所述弹托分离装置包括制成一体的套桶和锥形筒，锥形筒的大直径端面与套桶内的底端面连接，锥形筒的中部与套桶的底部加工有能穿过弹体的同轴的通孔；发射管的一端与气室连通且二者可拆卸密封连接，发射管的另一端与套桶密封连接，锥形筒置于发射管内，通孔与发射管同轴设置；支撑平台的下表面与底座支架转动连接，底座支架上安装有角度传感器，角度传感器的轴与支撑平台和底座支架连接的转轴连接；

双向液压油缸的一端与支撑平台的一端转动连接，双向液压油缸的另一端与底座支架转动连接，双向液压油缸的运动带动支撑平台能沿竖直平面转动；发射管上与弹托分离装置相邻的侧面上安装有用于测定弹体运行速度的两个测速仪，发射管上加工有排气孔。

本发明的有益效果是：一、本发明的支撑平台与底座支架转动连接，发射管是可以连续旋转角度的，可以实现在竖直平面内(发射管的轴线与水平面夹角0-90度)呈0-90度之间任意方向旋转，液压油缸为双向驱动型，角度增减快捷稳定，角度调整方便，准确，快捷，工作效率高，工作效率提高了30％-60％。本发明可以实现在竖直平面内以0-90°的旋转范围的弹体的发射，适应性好。

二、本发明通过控制双向液压油缸配置的液压泵工作和停止，采用角度传感器测量转动角度，角度测量准确，误差仅为±1度。

三、本发明使用的发射管与支撑平台连接方式可采用快开机构和导轨连接，发射管移动方便，弹体容易装入，连接快速，效率较高。

四、本发明弹托分离装置直接连接在发射管末端，与发射管同轴性好，拆装方便。弹托分离装置采用了在发射管内部分离的方式，解决了弹托分离装置的安装和同轴性问题；发射管在靠近出口一侧具有排气口，有利于气体排出，有利于速度的准确测量以及减少高压气体对目标靶体的干扰，测到的弹丸的速度为均匀速度。

五、本发明的气室接固定在支撑平台上，不允许其移动，有利于气体管路的连接和辅助配套的发射控制系统的安装以及线路的布局。

六、本发明底座机架与支撑平台及发射管相对独立，有利于气炮的改装利用，如支撑平台上将气炮改为二级驱动，下方底座支架(支撑平台及以下)仍可继续使用，方便不同加载速度的要求，适应性好。本发明可转动轻气炮相对于普通轻气炮，尤其适用于弹体斜撞击本身不易旋转的目标，例如弹体斜入水，侵入沙子等。

附图说明

图1是本发明垂直发射状态的整体结构示意图，图2是本发明水平发射状态的整体结构示意图，图3是双向液压油缸、底座支架和支撑平台连接结构的侧视图，图4是发射管、测速装置和弹托分离装置的连接结构示意图，图5是底座上的基座的结构示意图，图6是角度传感器、支座和支撑平台连接的结构示意图，图7是双向液压油缸的工作过程示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图7说明，本实施方式的一种可转动的轻气炮装置包括气室1；它还包括发射管2、弹托分离装置5、支撑平台6、双向液压油缸7、底座支架13、角度传感器10和两个测速仪4；

气室1、发射管2和支撑平台6位于底座支架13的上方，发射管2水平布置，气室1和发射管2均固装在支撑平台6的上表面上，所述弹托分离装置5包括制成一体的套桶5-2和锥形筒5-1，锥形筒5-1的大直径端面与套桶5-2内的底端面连接，锥形筒5-1的中部与套桶5-2的底部加工有能穿过弹体的同轴的通孔5-3；发射管2的一端与气室1连通且二者可拆卸密封连接，发射管2的另一端与套桶5-2密封连接，锥形筒5-1置于发射管2内，通孔5-3与发射管2同轴设置；支撑平台6的下表面与底座支架13转动连接，底座支架13上安装有角度传感器10，角度传感器10的轴与支撑平台6和底座支架13连接的转轴连接；

双向液压油缸7的一端与支撑平台6的一端转动连接，双向液压油缸7的另一端与底座支架13转动连接，双向液压油缸7的运动带动支撑平台6能沿竖直平面转动；发射管2上与弹托分离装置5相邻的侧面上安装有用于测定弹体运行速度的两个测速仪4，发射管2上加工有排气孔2-1。

本实施方式的双向液压油缸包括活塞杆7-1，两个油缸安装孔7-5，两个高压油入口7-3和缸桶7-2，两个油缸安装孔7-5分别与支撑平台6和底座支架13转动连接。

本实施方式的通孔的直径小于发射管的内径略大于弹体的直径。本实施方式的发射管与套桶匹配设置，截面形状均为圆柱形。

具体实施方式二：结合图5说明，本实施方式的锥形筒5-1的圆锥角为45°。如此设置，能满足带弹托的弹体的发射以及弹托的与弹体的分离。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图5说明，本实施方式所述测速仪4为激光测速仪。如此设置，激光测速仪为非接触精密测量物体运行速度和长度的仪器，精度高，耗能少，使用时两个激光测速仪具有一定的距离，激光测速仪的激光发射器和激光接收器安装在发射管的侧壁上，每个激光测速仪上的激光发射器和激光接收器正对布置，通过两束平行激光测定弹体通过时的速度。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1和图2说明，本实施方式的发射管2在竖直平面内的转动的角度范围为0-90°。如此设置，能满足发射管连续旋转角度的发射弹丸。其它与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图5说明，本实施方式的套桶5-2的内侧面与发射管2的另一端的外侧面螺纹连接。如此设置，连接方便可靠，使用便捷，套桶5-2的外侧面上加工两个盲孔以便于使用扳手拧紧和松开。其它与具体实施方式一、二或四相同。

具体实施方式六：结合图2和图6说明，本实施方式的支撑平台6的下表面与底座支架13铰接，双向液压油缸7的一端与支撑平台6的一端铰接，双向液压油缸7的另一端与底座支架13铰接。本实施方式支撑平台6通过铰链11与底座支架13的连接，双向液压油缸7的一端与支撑平台6的一端通过铰链铰接，双向液压油缸7的另一端与底座支架13通过铰链铰接。其它与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图2说明，本实施方式所述装置还包括两个支撑座3，发射管2通过两个支撑座3安装在支撑平台6上。本实施方式的支撑平台的上表面加工有导轨，本实施方式的支撑座为带有快开结构的支撑座，快开结构具有弧形凹槽一放置发射管，发射管与支撑座固定，快开结构打开时，支撑座与导轨之间可以相对滑动，发射管移动方便，方便装入弹体，关上时，支撑座与导轨相对固定，保持发射过程稳定安全，效率高。其它与具体实施方式一、二或四相同。

具体实施方式八：结合图1和图2说明，本实施方式所述底座支架13包括支座8和基座9，所述的支座8包括支板8-2、两个第一支杆8-1和两个第二支杆8-3；两个第一支杆8-1和两个第二支杆8-2呈倾斜布置，支板8-2竖向布置，支板8-2位于两个第一支杆8-1和两个第二支杆8-2之间，两个第一支杆8-1的上端和两个第二支杆8-2的上端均与支板8-2连接，两个第一支杆8-1的下端和两个第二支杆8-2的下端分别与基座9连接，支撑平台6的下表面与支板8-2的上端转动连接，双向液压油缸7的另一端与基座9转动连接。如此设置，结构稳定牢靠，便于发射管的发射。其它与具体实施方式七相同。

工作过程

一次完整的发射试验，初始状态下支撑平台6和发射管2应处于水平状态，首先打开支撑座3的快开结构，沿支撑平台6的导轨推动发射管2到合适的位置，装入带弹托的弹体14，将发射管2和气室1通过法兰或其它方式连接，关闭支撑座3的快开结构锁死发射管2；设定角度传感器10的控制器到指定的角度，启动液压泵向双向液压油缸7内泵油，在双向液压油缸7的作用下发射管2连同支撑平台6一同转动，当达到指定角度时，角度传感器10控制液压泵及双向液压油缸7自动停止，发射管2停止旋转；向气室1中充入指定压强的气体，准备发射；启动发射控制开关，高压气体进入发射管2，带弹托的弹体14在高压气体作用下一同加速，到达测速仪4时，完成测速记录；当带弹托的弹体14到达发射管2的末端时，弹托在弹托分离装置5的锥形筒5-1的作用下脱离弹体，弹体14以一定速度飞离发射管2，以设定角度撞击指定目标，实验完成；之后通过角度传感器10的控制器将支撑平台6连同发射管2恢复水平位置，将发射管2从气室1拆下，同时拆下弹托分离装置5取出弹托，再将弹托分离装置5装回发射管2的末端，整个试验过程结束，准备下一发试验。

Claims (8)

1.一种可转动的轻气炮装置，它包括气室(1)；其特征在于：它还包括发射管(2)、弹托分离装置(5)、支撑平台(6)、双向液压油缸(7)、底座支架(13)、角度传感器(10)和两个测速仪(4)；

气室(1)、发射管(2)和支撑平台(6)位于底座支架(13)的上方，发射管(2)水平布置，气室(1)和发射管(2)均固装在支撑平台(6)的上表面上，所述弹托分离装置(5)包括制成一体的套桶(5-2)和锥形筒(5-1)，锥形筒(5-1)的大直径端面与套桶(5-2)内的底端面连接，锥形筒(5-1)的中部与套桶(5-2)的底部加工有能穿过弹体的同轴的通孔(5-3)；发射管(2)的一端与气室(1)连通且二者可拆卸密封连接，发射管(2)的另一端与套桶(5-2)密封连接，锥形筒(5-1)置于发射管(2)内，通孔(5-3)与发射管(2)同轴设置；支撑平台(6)的下表面与底座支架(13)转动连接，底座支架(13)上安装有角度传感器(10)，角度传感器(10)的轴与支撑平台(6)和底座支架(13)连接的转轴连接；

双向液压油缸(7)的一端与支撑平台(6)的一端转动连接，双向液压油缸(7)的另一端与底座支架(13)转动连接，双向液压油缸(7)的运动带动支撑平台(6)能沿竖直平面转动；发射管(2)上与弹托分离装置(5)相邻的侧面上安装有用于测定弹体运行速度的两个测速仪(4)，发射管(2)上加工有排气孔(2-1)。

2.根据权利要求1所述的一种可转动的轻气炮装置，其特征在于：锥形筒(5-1)的圆锥角为45°。

3.根据权利要求1或2所述的一种可转动的轻气炮装置，其特征在于：所述测速仪(4)为激光测速仪。

4.根据权利要求3所述的一种可转动的轻气炮装置，其特征在于：发射管(2)在竖直平面内的转动的角度范围为0-90°。

5.根据权利要求1、2或4所述的一种可转动的轻气炮装置，其特征在于：套桶(5-2)的内侧面与发射管(2)的另一端的外侧面螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种可转动的轻气炮装置，其特征在于：支撑平台(6)的下表面与底座支架(13)铰接，双向液压油缸(7)的一端与支撑平台(6)的一端铰接，双向液压油缸(7)的另一端与底座支架(13)铰接。

7.根据权利要求1、2或4所述的一种可转动的轻气炮装置，其特征在于：所述装置还包括两个支撑座(3)，发射管(2)通过两个支撑座(3)安装在支撑平台(6)上。

8.根据权利要求7所述的一种可转动的轻气炮装置，其特征在于：所述底座支架(13)包括支座(8)和基座(9)，所述的支座(8)包括支板(8-2)、两个第一支杆(8-1)和两个第二支杆(8-3)；两个第一支杆(8-1)和两个第二支杆(8-2)呈倾斜布置，支板(8-2)竖向布置，支板(8-2)位于两个第一支杆(8-1)和两个第二支杆(8-2)之间，两个第一支杆(8-1)的上端和两个第二支杆(8-2)的上端均与支板(8-2)连接，两个第一支杆(8-1)的下端和两个第二支杆(8-2)的下端分别与基座(9)连接，支撑平台(6)的下表面与支板(8-2)的上端转动连接，双向液压油缸(7)的另一端与基座(9)转动连接。