CN105890450A - 一种带环形插接器的电磁发射器 - Google Patents

Abstract

为解决现有电磁炮用导轨供电使得弹头与导轨之间存在接触和摩擦不能提高速度并且会产生火花及烧蚀的缺点，本发明提供一种带环形插接器的电磁发射器，用环形插接器来连接弹头线圈和电源，并在弹头飞出发射管口时能自动断电并与弹头脱离，采用光电控制器和电磁继电器来控制各种线圈的电流的开关和方向，使多个发射管线圈均可同时施加电磁力，使弹头能获得更大的电磁力和加速度，制造工艺非常简单，更加经济可靠并且能马上投入实用。

Description

一种带环形插接器的电磁发射器

技术领域：

本发明涉及国防武器领域和电磁发射领域，尤其涉及一种带环形插接器的电磁发射器。

背景技术：

电磁炮是利用电磁力来将炮弹发射出去的一种先进武器，是利用电磁场的作用力将弹丸发射出去，在未来武器的发展计划中，它已成为越来越重要的部分，据悉，美国研发的电磁轨道炮在试射中曾将弹丸以音速5倍的极速射向200公里外目标，射程为海军常规武器的10倍，且破坏力惊人。

电磁炮的基本原理是著名的法拉第电磁感应定律，目前常见的电磁炮分类有轨道炮、线圈炮、电热炮以及重接炮等几种，其中轨道炮是电磁炮最常见的式样，它由两条平行的长直导轨组成，导轨间放置一质量较小的滑块作为弹丸，当两轨接入电源时，强大的电流从一导轨流入，经滑块从另一导轨流回时，在两导轨平面间产生强磁场，通电流的滑块在安培力的作用下，弹丸会以很大的速度射出。

线圈炮是根据通电线圈之间磁场的相互作用的原理而工作的，加速线圈中通入交变电流时，产生的交变磁场就会在弹丸线圈中产生感应电流，感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场互相作用，产生电磁场力，使弹丸加速运动并发射出去，线圈炮种类繁多，可分为两大类：一是两线圈间有直接电联系的线圈炮，二是两线圈无直接电联系的线圈炮，在两线圈间有直接电联系的线圈炮中，常见的是电刷换向的螺旋线圈炮，也叫螺旋导轨炮，这种电刷换向的缺点在于滑动接触和摩擦，导致弹丸速度不能有更大的提高，为了克服该缺点，出现了无刷的螺旋线圈炮，两线圈无直接电联系，线圈之间不用电刷换向，驱动线圈和弹丸线圈各有自己的电流源，一般弹丸线圈电流比驱动线圈电流小，特点是弹丸线圈的电流是由于驱动线圈电流变化导致磁通变化而使弹丸线圈自己感生出来的，由于在弹丸线圈内感应的电流是反向的，所以在脉冲感应线圈炮中只存在推斥方式的驱动力，弹丸线圈还可以由多个单级线圈串列而成多级脉冲感应线圈炮。

无论是轨道炮还是线圈炮，基本都只能存在单个推斥方式的驱动力，个别同时存在推斥力和牵引力的方式也是用两个线圈来实现的，需要增大弹丸的长度和体积，所以在磁场不够强的情况下，要想提高加速能力就只能让炮弹通过足够大的电流，于是就产生了大电流发热和炮身烧蚀等麻烦，而且流经弹丸的电流都不可能超过导轨或驱动线圈的电流，感应线圈炮的弹丸由于是感应产生电流，所以还会产生涡流，发热比较严重，并且由于驱动线圈中是交变电流，弹丸本身的磁场也随时发生变化，所以很难对弹丸同时施加推斥力和牵引力，而电刷换向的螺旋线圈炮更是存在滑动接触和摩擦的缺点，这就导致弹丸速度不能有更大的提高。

另外还有电热炮、重接炮等形式，但总的来看，各种电磁炮方式最主要的是要解决如何为弹丸供电并最大限度地让其产生较大的电磁力并最终获得较大的发射速度，以及发射器磁场对弹丸做功的效率如何。

发明内容：

本发明目的是提供一种带环形插接器的电磁发射器，用一条软质线缆以及与其相连接的一个或两个环形插接器来连接弹头线圈和电源，以解决现有电磁炮用导轨供电使得弹头与导轨之间存在接触和摩擦不能提高速度并且会产生火花及烧蚀的缺点，环形插接器的环形接口结构使其无论怎么连接都能保证正确的正负极，并在弹头飞出发射管口时能自动断电并与弹头脱离，采用光电控制器和电磁继电器来控制各种线圈的电流的开关和方向，使弹头前方和后方的多个发射管线圈均可同时施加电磁力，使弹头能获得更大的电磁力和加速度，大大降低因需要增大电流来增加电磁力而对电源设备的苛刻要求，弹头可以直接高效地从电源单独获得强大的直流电，从而能产生更强的磁场并受到更大的磁场力作用，发射出去的速度更高，制造工艺非常简单，更加经济可靠并且能马上投入实用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是，一种带环形插接器的电磁发射器，由软质线缆、环形插接器、被发射部和发射部构成，其特征是，所述的软质线缆由两条彼此互相绝缘的导线组成，有一定的柔韧性，可以盘绕搁放在弹壳内部，可以在两端各固定一个环形插接器，其中一根导线的两端可以分别连接两个环形插接器上的外面环形电极，另一根导线的两端可以分别连接两个环形插接器上的中间圆形电极，软质线缆的长度要满足在起始端位置不变的情况下其末端能够与弹头一起到达发射管管口位置或者发射管管口光电控制器的位置，并在弹头线圈电路断路后，末端能及时将其拉直并将起始端一起拖离开，软质线缆也可以只有一端固定在环形插接器上，且该端的两根导线分别连接在环形插接器的外面环形电极和中间圆形电极上，未接环形插接器的一端可以固定在弹头的底部并且该端的两根导线可以分别连接弹头线圈的两端，其长度要满足在起始端位置不变的情况下其末端能够与弹头一起到达发射管管口位置或者发射管管口光电控制器的位置，并在弹头线圈电路断路后，末端能及时将其拉直并将起始端一起拖离开，未接环形插接器的一端还可以直接固定在发射器的固定基座上，且该端的两根导线分别通过弹头继电器与强电电源连接，弹头继电器的开关合上后，两根导线能分别与强电电源的正负极接通，软质线缆要由一定强度的材料组成，使其具有很强的抗拉性，其总长度要使其末端能够与弹头一起到达发射管管口位置或者发射管管口光电控制器的位置并且能使末端所连接的环形插接器始终保持在发射管的内部，这时的软质线缆可以重复利用，因此可以在固定基座上增加设计一自动回收机构，软质线缆还可以由多条彼此绝缘的导线组成。

所述的环形插接器由导电的外面环形电极和中间圆形电极以及固定两个电极的绝缘基座构成，其特征是两电极是同轴的或同圆心的环形或圆形结构，可以是凸起结构，也可以是凹槽结构，甚至也可以是平面结构，主要利用其它部件产生的强大磁场来实现连接，平面结构时可以通过在中心或周边设一定位结构来实现定位以使对应的电极正确对接，它还可以是与日常的耳机插头相似的柱状结构或圆筒状结构或圆锥形结构等，外面环形电极还可以是环状排列的多插头结构，以避免封闭的环形结构容易造成涡流的缺点，电极可以由铁磁性材料做成，也可以在绝缘基座上固定一块铁磁性衬体，可以带有一定的磁性，以使环形插接器在需要时能被牢牢吸附在有磁性的部件上，中间圆形电极上可以设有弹性金属片，以保证两个电极与所要连接的导电体能充分接触连接，当软质线缆由多条导线组成时，环形插接器还可以有多个环形电极或单个环形结构的内外侧分别有不同的电极，且各个电极分别与软质线缆的不同导线相连，可以为不同的用电元件提供电能，上还可以有线圈，线圈的两端分别连接不同的导线。

所述的被发射部可以由弹头、弹头线圈、弹壳组成，可以与软质线缆及固定于两端的两个环形插接器组合成一体。

所述的弹头卡在弹壳的头部开口上，可以由铁磁性材料制成，上面缠绕有弹头线圈，内部可以填充弹药，底部可以设有与连接它的环形插接器相配合的插座结构，是同轴或同圆心的环形或圆形结构，可以是凹槽结构，也可以是凸起结构，在环形插接器是凸起结构时，它就是凹槽结构，在环形插接器是凹槽结构时，它就是凸起结构，还可以是与环形插接器相匹配的柱状结构或圆筒状结构，外面环形和中间圆形结构上分别设有金属极片，两金属极片彼此绝缘并分别连接弹头线圈的两端，在与环形插接器相接时，能分别接通环形插接器的外面环形电极和中间圆形电极，为了避免涡流，金属极片可以做成有缺口的圆形或环形或片断，由于环形插接器可以是平的，两者可以通过磁力来实现连接，所以弹头底部还可以是平的，并在中心或周边相对应设一定位结构以使对应的电极正确对接，两金属极片可以比底面稍凸出一点且分别处于与环形插接器两电极相对应的圆周上。

所述的弹头线圈缠绕固定在弹头上，两端分别连接在弹头底部外面环形和中间圆形结构上的金属极片上，也可以分别与软质线缆的两根导线直接连接。

所述的弹壳可以由金属材料制成，也可以由非金属材料制成，可以由塑料制成以降低成本，头部开口将弹头卡住在一起，底部中央位置设有一圆形开孔并可将一环形插接器卡在上面，软质线缆可以按一定规律盘绕搁放在弹壳内部，靠近弹头一端的环形插接器吸附插接在弹头底部的插座结构上，另一端的环形插接器在底部从弹壳内部卡在弹壳底部的圆形开孔上，弹壳的作用是将软质线缆、环形插接器及弹头等部件封装固定在一个整体上，便于储存和运输，也有利于在发射时提高发射的频率，对于本技术方案的整体构思来说不是必要技术特征，它的有无不会影响本技术方案主要是用软质线缆和环形插接器来解决为弹头线圈有效供电不产生火花和降低摩擦的问题，以及最大限度地提高发射管线圈对弹头做功的效率问题，后面的实施例中包含了一个不包括弹壳的情况。

所述的发射部由发射管、两个以上的光电控制器、两个以上的发射管线圈、两个以上的电磁继电器、弹头继电器、撞针插座、撞针线圈、弱电电源、强电电源、移动基座和固定基座组成，所述的发射管固定在固定基座上，由不导磁材料制成，不能对周围线圈的磁场产生影响，内壁光滑，以降低对弹头的摩擦，管壁上沿轴线方向开有若干穿孔，每个穿孔中可以安装一个光电控制器，穿孔的个数要根据对弹头的光电控制需要来确定，穿孔的间距要根据弹头的圆柱面长度及设计要求来确定，可以比柱面长度短，也可以比柱面长度长。

所述的光电控制器由发光二极管和光敏元件及固定它们的电路板组成，数目为两个以上，安装固定在发射管的穿孔中并与穿孔一一对应，发光二极管通过电路和总开关直接和弱电电源相连，在总开关接通后即发光工作，光敏元件也处于准备工作状态，并通过电路与电磁继电器的线圈、弱电电源及总开关串联在一起，不能直接接收到发光二极管所发出的光，在有物体靠近将光反射给光敏元件时，光敏元件才起作用并能使电磁继电器的线圈中产生脉冲电流，其工作方式类似光电鼠标的光电组件，每个光电控制器可以控制一个对应位置的电磁继电器。

所述的发射管线圈固定在发射管上，数目为两个以上，其数目及位置与安在发射管穿孔的光电控制器相一一对应，可以通强电流以产生强磁场，它与发射管之间可以加有铁心以增强磁场的强度，位于发射管管口的光电控制器处可以不对应发射管线圈，每个发射管线圈可以连接相对应位置的单个电磁继电器，由单个电磁继电器控制，也可以同时连接两个或两个以上的电磁继电器，受两个或两个以上的电磁继电器控制，在不同的电磁继电器控制下根据设计需要可以有相同或不同的电流方向，可以产生方向相同或相反的磁场。

所述的电磁继电器固定在固定基座上，也可以固定在发射管上，数目为两个以上，为常开开关，每个电磁继电器都与控制它的光电控制器一一对应，电磁继电器的线圈与对应光电控制器的光敏元件、弱电电源及总开关串联在一起，总开关合上后，光电控制器的光敏元件即处于准备工作状态，遇到光便能向电磁继电器的线圈发送脉冲电流，触点开关部分有多个触点，并且分别连接强电电源的正负极和它所控制的单个或多个发射管线圈的两端，电磁继电器的线圈有电流时触点开关会合上，所控制的单个或多个发射管线圈能与强电电源的正负极接通并有强电流通过，在同时控制两个或两个以上的发射管线圈时，可以使所控制的所有发射管线圈产生两组方向相反的电流。

所述的弹头继电器固定在固定基座上，且为常闭开关，主要控制输往弹头线圈的电路的开断，其线圈与位于发射管管口位置的光电控制器的光敏元件相连并受其控制，当光敏元件给弹头继电器的线圈发送脉冲电流时，触点开关断开，所控制电路的电流中断，光敏元件无脉冲电流时，所控制的电路接通，其触点开关部分的多个触点分别与强电电源的正负极和撞针插座的两个电极相连，能使撞针插座的两个电极分别与强电电源的正负极接通，它还可以同时控制撞针线圈，有两个开关触点分别接弱电电源的一极和撞针线圈的一端，撞针线圈的另一端连接在弱电电源的另一极上，在触点开关闭合时，可使撞针线圈中有电流并产生磁场，在触点开关断开时，使撞针线圈的电路断开，磁场消失。

所述的撞针插座固定在移动基座上且相对其凸出一部分，由同轴或同圆心的彼此绝缘的外面的圆管形电极和套在内部的圆柱形电极构成，可以由导磁材料制成，两电极分别用导线连接在弹头继电器的开关触点上，触点开关闭合时能分别与强电电源的正负极接通，靠近环形插接器的一端的结构形状可以与弹壳底部的环形插接器相配合衔接在一起，可以是同轴的外面环形和中间圆形凹槽结构，也可以是凸起结构，在环形插接器是凸起结构时，它就是凹槽结构，在环形插接器是凹槽结构时，它就是凸起结构，还可以是与环形插接器相匹配的柱状结构或圆筒状结构等，其位置高度能正对上弹壳底部的环形插接器，内部的圆柱形电极上可以设有弹性金属片，以使两个电极能与环形插接器的两个电极充分接触连接，靠近环形插接器的一端还可以有多个环形电极或单个环形结构的内外侧分别有不同的电极，各个电极分别与控制该电路的继电器开关相连。

所述的撞针线圈固定在撞针插座上，两端分别与弹头继电器和弱电电源相连，弹头继电器开关合上后，撞针线圈中通有弱电电流并产生磁场，其磁场可使撞针插座带有磁性，使其能吸附住弹壳底部的环形插接器，弹头继电器开关断开后，所产生的磁场消失。

所述的弱电电源固定在固定基座上，可以利用强电电源通过降压处理来获得，也可以是单独的独立电源，主要为发射器中使用低电压弱电流的电子元器件提供电能。

所述的强电电源固定在固定基座上，通过电磁继电器与发射器中需要用强电流来产生强磁场的发射管线圈和弹头线圈相连并提供电能。

所述的移动基座固定在固定基座上，并能沿固定基座上的导轨来回移动，并将被发射部推送到发射管中的起始位置，上面可以固定有撞针插座，上面也可以设有通孔和定位凹槽，使软质线缆可以穿过通孔以及环形插接器可以定位并嵌在定位凹槽中。

所述的固定基座与发射管固定在一起，是相对固定不动的部分，上面设有导轨，移动基座可以沿该导轨移动。

所述的被发射部也可以与软质线缆及固定于一端的一个环形插接器组合成一体，软质线缆可以按一定规律盘绕搁放在弹壳内部，靠近弹头的一端固定在弹头底部，并且该端的两根导线可以分别与弹头线圈的两端直接相接，另一端接环形插接器，环形插接器在底部从弹壳内部卡在弹壳底部的圆形开孔上，弹头底部可以是平的。

所述的被发射部还可以只由弹头和弹头线圈组成，且发射部与软质线缆及固定在它一端的一个环形插接器组合成一体，发射部由发射管、两个以上的光电控制器、两个以上的发射管线圈、两个以上的电磁继电器、弹头继电器、弱电电源、强电电源、移动基座和固定基座组成，软质线缆未接环形插接器的一端固定在固定基座上并且该端的两根导线可以通过弹头继电器分别与强电电源的正负极相连，固定基座上可以增加设计一自动回收机构，撞针插座与撞针线圈同样不是必要技术特征，这里也可以去掉。

本发明的技术效果是：软质线缆及与其相连接的环形插接器连接弹头线圈与电源，采用光电控制器控制各个发射管线圈电流和方向，使弹头在发射过程中能获得更大的磁场力和多个线圈的多次作用力，从而可以大大提高发射速度，降低对硬件设备的要求，环形插接器在弹头发射出发射管时能自动断开电源并脱离，不会给弹头的后续飞行造成阻力，由于采用直流电，弹头线圈产生的磁场方向不变，所以只需控制电流的强度就可以改变弹头的受力大小，控制起来很容易，不需要很复杂的电磁学技术、理论以及电子设备。

附图说明：

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的环形插接器分别为凸起结构的和环状排列的多插头结构以及与其相配合的弹头底部插座结构的示意图。

图3是本发明的凹槽结构的环形插接器及与其相配合的撞针插座结构示意图。

图4是本发明的平面结构的环形插接器及与其相配合的弹头底部插座结构以及在中心和周边设的定位结构示意图。

图5是本发明发射前软质线缆与其它各部分连接状态示意图。

图6是本发明的撞针插座将第二环形插接器顶进弹壳内部时的状态以及电流在几个主要部件中的流经路线示意图。

图7是本发明的弹头飞出发射管口时两个环形插接器分别与连接对象脱离的状态示意图。

图8是本发明的弹壳改进后使环形插接器得到固定的结构示意图。

图9是本发明的光电控制器分别在未接近弹头的圆柱面时光敏元件不能产生脉冲电流和接近弹头的圆柱面时产生脉冲电流的状态示意图。

图10是本发明的弹头在第一个光电控制器控制的电磁继电器200闭合时受到前后两个发射管线圈作用力时的电路连接示意图。

图11是本发明的弹头在第二个光电控制器控制的电磁继电器201闭合时受到前后两个发射管线圈作用力时的电路连接示意图。

图12是本发明的软质线缆一端固定在固定基座上并增加一回收机构时的立体结构示意图。

具体实施方式：

下面对照附图1叙述具体实施方式：一种带环形插接器的电磁发射器，由软质线缆1、环形插接器2、被发射部和发射部构成，其特征是，所述的软质线缆1由两条彼此互相绝缘的导线组成，有一定的柔韧性，可以盘绕搁放在弹壳5内部，可以在两端各固定一个环形插接器2，其中一根导线的两端可以分别连接两个环形插接器2上的外面环形电极，另一根导线的两端可以分别连接两个环形插接器2上的中间圆形电极，软质线缆1的长度要满足在起始端位置不变的情况下其末端能够与弹头3一起到达发射管6管口位置或者发射管6管口光电控制器7的位置，并在弹头线圈4电路断路后，末端能及时将其拉直并将起始端一起拖离开，软质线缆1也可以只有一端固定在环形插接器2上，且该端的两根导线分别连接在环形插接器2的外面环形电极和中间圆形电极上，未接环形插接器2的一端可以固定在弹头3的底部并且该端的两根导线可以分别连接弹头线圈4的两端，其长度要满足在起始端位置不变的情况下其末端能够与弹头3一起到达发射管6管口位置或者发射管6管口光电控制器7的位置，并在弹头线圈4电路断路后，末端能及时将其拉直并将起始端一起拖离开，未接环形插接器2的一端还可以直接固定在发射器的固定基座16上，且该端的两根导线分别通过弹头继电器10与强电电源14连接，弹头继电器10的开关合上后，两根导线能分别与强电电源14的正负极接通，软质线缆1的保护层要由一定强度的材料组成，使其具有很强的抗拉性，其总长度要使其末端能够与弹头3一起到达发射管6管口位置或者发射管6管口光电控制器7的位置并且能使末端所连接的环形插接器2始终保持在发射管6的内部，这时的软质线缆可以重复利用，因此可以在固定基座16上增加设计一自动回收机构，软质线缆1还可以由多条彼此绝缘的导线组成。

所述的环形插接器2由导电的外面环形电极和中间圆形电极以及固定两个电极的绝缘基座构成，其特征是两电极是同轴的或同圆心的环形或圆形结构，可以是凸起结构，也可以是凹槽结构，甚至也可以是平面结构，平面结构时可以通过在中心或周边设一定位结构来实现定位以使对应的电极正确对接，它还可以是柱状结构或圆筒状结构或圆锥形结构等，外面环形电极还可以是环状排列的多插头结构，电极可以由铁磁性材料做成，也可以在绝缘基座上固定一块铁磁性衬体，可以带有一定的磁性，中间圆形电极上可以设有弹性金属片，当软质线缆1由多条导线组成时，环形插接器2还可以有多个环形电极或单个环形结构的内外侧分别有不同的电极，且各个电极分别与软质线缆1的不同导线相连，上还可以有线圈，线圈的两端分别连接不同的导线。

所述的被发射部可以由弹头3、弹头线圈4、弹壳5组成，可以与软质线缆1及固定于两端的两个环形插接器2组合成一体。

所述的弹头3卡在弹壳5的头部开口上，可以由铁磁性材料制成，上面缠绕有弹头线圈4，内部可以填充弹药，底部可以设有与连接它的环形插接器2相配合的插座结构，是同轴或同圆心的环形或圆形结构，可以是凹槽结构，也可以是凸起结构，在环形插接器2是凸起结构时，它就是凹槽结构，在环形插接器2是凹槽结构时，它就是凸起结构，还可以是与环形插接器2相匹配的柱状结构或圆筒状结构，外面环形和中间圆形结构上分别设有金属极片，两金属极片彼此绝缘并分别连接弹头线圈4的两端，在与环形插接器4相接时，能分别接通环形插接器的外面环形电极和中间圆形电极，为了避免涡流，金属极片可以做成有缺口的圆形或环形或片断，由于环形插接器可以是平的，两者可以通过磁力来实现连接，所以弹头底部还可以是平的，并在中心或周边相对应设一定位结构以使对应的电极正确对接，两金属极片可以比底面稍凸出一点且分别处于与环形插接器2两电极相对应的圆周上。

所述的弹头线圈4缠绕固定在弹头3上，两端分别连接在弹头3底部外面环形和中间圆形结构上的金属极片上，也可以分别与软质线缆1的两根导线直接连接。

所述的弹壳5可以由金属材料制成，也可以由非金属材料制成，可以由塑料制成以降低成本，头部开口将弹头3卡住在一起，底部中央位置设有一圆形开孔并可将一环形插接器2卡在上面，软质线缆1可以按一定规律盘绕搁放在弹壳5内部，靠近弹头3一端的环形插接器2吸附插接在弹头3底部的插座结构上，另一端的环形插接器2在底部从弹壳5内部卡在弹壳5底部的圆形开孔上。

所述的发射部由发射管6、两个以上的光电控制器7、两个以上的发射管线圈8、两个以上的电磁继电器9、弹头继电器10、撞针插座11、撞针线圈12、弱电电源13、强电电源14、移动基座15和固定基座16组成，所述的发射管6固定在固定基座16上，由不导磁材料制成，不能对周围线圈的磁场产生影响，内壁光滑，管壁上沿轴线方向开有若干穿孔，每个穿孔中可以安装一个光电控制器7，穿孔的间距要根据弹头的圆柱面长度及设计要求来确定，可以比柱面长度短，也可以比柱面长度长。

所述的光电控制器7由发光二极管和光敏元件及固定它们的电路板组成，数目为两个以上，安装固定在发射管6的穿孔中并与穿孔一一对应，发光二极管通过电路和总开关直接和弱电电源13相连，在总开关接通后即发光工作，光敏元件也处于准备工作状态，并通过电路与电磁继电器9的线圈、弱电电源13及总开关串联在一起，不能直接接收到发光二极管所发出的光，在有物体靠近将光反射给光敏元件时，光敏元件才起作用并能使电磁继电器9的线圈中产生脉冲电流，每个光电控制器7可以控制一个对应位置的电磁继电器9。

所述的发射管线圈8固定在发射管6上，数目为两个以上，其数目及位置与安在发射管6穿孔的光电控制器7相一一对应，可以通强电流以产生强磁场，它与发射管6之间可以加有铁心以增强磁场的强度，位于发射管6管口的光电控制器7处可以不对应发射管线圈8，每个发射管线圈8可以连接相对应位置的单个电磁继电器9，由单个电磁继电器9控制，也可以同时连接两个或两个以上的电磁继电器9，受两个或两个以上的电磁继电器9控制，在不同的电磁继电器9控制下根据设计需要可以有相同或不同的电流方向，可以产生方向相同或相反的磁场。

所述的电磁继电器9固定在固定基座16上，也可以固定在发射管6上，数目为两个以上，为常开开关，每个电磁继电器9都与控制它的光电控制器7一一对应，电磁继电器9的线圈与对应光电控制器7的光敏元件、弱电电源13及总开关串联在一起，总开关合上后，光电控制器7的光敏元件即处于准备工作状态，遇到光便能向电磁继电器9的线圈发送脉冲电流，触点开关部分有多个触点，并且分别连接强电电源14的正负极和它所控制的单个或多个发射管线圈8的两端，电磁继电器9的线圈有电流时触点开关会合上，所控制的单个或多个发射管线圈8能与强电电源14的正负极接通并有强电流通过，在同时控制两个或两个以上的发射管线圈8时，可以使所控制的所有发射管线圈8产生两组方向相反的电流。

所述的弹头继电器10固定在固定基座16上，且为常闭开关，主要控制输往弹头线圈4的电路的开断，其线圈与位于发射管6管口位置的光电控制器7的光敏元件相连并受其控制，当光敏元件给弹头继电器10的线圈发送脉冲电流时，触点开关断开，所控制电路的电流中断，光敏元件无脉冲电流时，所控制的电路接通，其触点开关部分的多个触点分别与强电电源14的正负极和撞针插座11的两个电极相连，能使撞针插座11的两个电极分别与强电电源14的正负极接通，它还可以同时控制撞针线圈12，有两个开关触点分别接弱电电源13的一极和撞针线圈12的一端，撞针线圈12的另一端连接在弱电电源13的另一极上，在触点开关闭合时，可使撞针线圈12中有电流并产生磁场，在触点开关断开时，使撞针线圈12的电路断开，磁场消失。

所述的撞针插座11固定在移动基座16上且相对其凸出一部分，由同轴或同圆心的彼此绝缘的外面的圆管形电极和套在内部的圆柱形电极构成，可以由导磁材料制成，两电极分别用导线连接在弹头继电器10的开关触点上，触点开关闭合时能分别与强电电源14的正负极接通，靠近环形插接器2的一端的结构形状可以与弹壳5底部的环形插接器2相配合衔接在一起，可以是同轴的外面环形和中间圆形凹槽结构，也可以是凸起结构，在环形插接器2是凸起结构时，它就是凹槽结构，在环形插接器2是凹槽结构时，它就是凸起结构，还可以是与环形插接器2相匹配的柱状结构或圆筒状结构等，其位置高度能正对上弹壳5底部的环形插接器2，内部的圆柱形电极上可以设有弹性金属片，以使两个电极能与环形插接器2的两个电极充分接触连接，靠近环形插接器2的一端还可以有多个环形电极或单个环形结构的内外侧分别有不同的电极，各个电极分别与控制该电路的继电器开关相连。

所述的撞针线圈12固定在撞针插座11上，两端分别与弹头继电器10和弱电电源13相连，弹头继电器10开关合上后，撞针线圈12中通有弱电电流并产生磁场，其磁场可使撞针插座11带有磁性，使其能吸附住弹壳5底部的环形插接器2，弹头继电器10开关断开后，所产生的磁场消失。

所述的弱电电源13固定在固定基座16上，可以利用强电电源14通过降压处理来获得，也可以是单独的独立电源，主要为发射器中使用低电压弱电流的电子元器件提供电能。

所述的强电电源14固定在固定基座16上，通过电磁继电器与发射器中需要用强电流来产生强磁场的发射管线圈8和弹头线圈4相连并提供电能。

所述的移动基座15固定在固定基座16上，并能沿固定基座16上的导轨来回移动，并将被发射部推送到发射管6中的起始位置，上面可以固定有撞针插座11，上面也可以设有通孔和定位凹槽。

所述的固定基座16与发射管6固定在一起，是相对固定不动的部分，上面设有导轨，移动基座15可以沿该导轨移动。

所述的被发射部也可以与软质线缆1及固定于一端的一个环形插接器2组合成一体，软质线缆1可以按一定规律盘绕搁放在弹壳5内部，靠近弹头3的一端固定在弹头3底部，并且该端的两根导线可以分别与弹头线圈4的两端直接相接，另一端接环形插接器2，环形插接器2在底部从弹壳5内部卡在弹壳5底部的圆形开孔上，弹头2底部可以是平的。

所述的被发射部还可以只由弹头3和弹头线圈4组成，且发射部与软质线缆1及固定在它一端的一个环形插接器2组合成一体，发射部由发射管6、两个以上的光电控制器7、两个以上的发射管线圈8、两个以上的电磁继电器9、弹头继电器10、弱电电源13、强电电源14、移动基座15和固定基座16组成，软质线缆1未接环形插接器2的一端固定在固定基座16上并且该端的两根导线可以通过弹头继电器10分别与强电电源14的正负极相连，固定基座16上可以增加设计一自动回收机构。

下面对照附图1以及电路图附图10和附图11，以三个具体实例说明一种带环形插接器的电磁发射器的工作原理：

实例1，说明被发射部由弹头3、弹头线圈4、弹壳5组成，与软质线缆1及固定于两端的两个环形插接器2组合成一体的情况：为了便于描述，实例中的弹头线圈4和所有发射管线圈8的绕向均一致，有两个环形插接器2时，与弹头3插接的称为第一环形插接器，卡在弹壳5底部开孔的为第二环形插接器，并且分别按顺序对于多个的光电控制器7编号为100、101、102，相对应的电磁继电器9编号为200、201、202，相对应的发射管线圈8编号为300、301、302，如附图9所示，为了便于区别，电路图附图10和附图11中的弱电控制电路部分用虚线表示，且省略了光电控制器7的发光二极管部分的电路，由于单个电磁继电器9控制单个发射管线圈8的情况非常简单，所以在实例中只以控制两个为例进行说明，使用时，先合上总开关，使整个发射器处于准备工作状态，由人工或机械机构将被发射部即组合成一体的弹头3、弹头线圈4、弹壳5以及内部的软质线缆1和固定于两端的两个环形插接器2放在发射管6的发射位置，移动基座15沿固定基座16上的导轨向前移动将被发射部整体推进到发射管6的前端口中，弹壳5底部的外沿被发射管6挡住后，由于移动基座15上面固定的撞针插座11是凸出来的且位置正对准弹壳5底部的第二环形插接器，所以撞针插座11便将卡在弹壳5底部开孔中的第二环形插接器顶进弹壳内5部，同时，由于弹头继电器10是常闭开关，总开关合上后它所控制的电路部分是处于通电状态，所以固定在撞针插座11上的撞针线圈12被接通弱电电源13产生电流并产生磁场，该磁场使撞针插座11也带有磁性并将第二环形插接器牢牢吸附住并使相应的电极接通，弹头继电器10同时也使撞针插座11的两极分别接通强电电源14的正负极，使电路处于通电状态，由于第一环形插接器带有适量的磁性，吸附在弹头3的底部，也使相关电极也紧密接触，所以整个电路形成一个完整的回路，电流的流经路线如附图6所示，分别流经：强电电源14的正极、弹头继电器10的一个触点、撞针插座11的内部电极、第二环形插接器的中间电极、软质线缆1的一根导线、第一环形插接器的中间电极、弹头3中间圆形结构上的金属极片、弹头线圈4、弹头3外面环形结构上的金属极片、第一环形插接器的外面环形电极、软质线缆1的另一根导线、第二环形插接器的外面环形电极、撞针插座11的外面电极、弹头继电器10的另一个触点、强电电源14的负极，整个电路使弹头线圈4产生磁场，由于弹头3同时也是弹头线圈4的铁心，所以该磁场可以被加强并一起作用到弹头3上，而整个被发射部在被推进发射管6时，弹头3的圆柱面刚好接近到安装发射管6穿孔中的第一个光电控制器100的位置，相关电路连接如附图10所示，光电控制器100的发光二极管发出的光被弹头3的圆柱面反射到光敏元件上，比如是光敏电阻，使其所控制的电磁继电器200的线圈中有电流经过，产生的磁场使触点开关合上，将它所控制的发射管线圈300和301分别与强电电源14的正负极接通，并且使位于弹头3尾部的发射管线圈300的电流方向和弹头线圈4的方向相反，而位于弹头3头部的发射管线圈301的电流方向和弹头线圈4的方向相同，这样由于线圈的绕向均一致，发射管线圈300就会给弹头线圈4连同弹头3一个向前的推力，而发射管线圈301则会给它们一个向前的吸引力，在二力的作用下，弹头线圈4连同弹头3一起脱离弹壳5并沿发射管6内壁向前运动，同时弹头线圈4产生的强磁场也将第一环形插接器牢牢吸附住并一起向前运动，并且固定在上面的软质线缆1也被拖拽着向前运动，盘绕搁放的软质线缆1便被顺次拉开，使另一端的第二环形插接器不会受到拉力，由于本例中一个电磁继电器9只控制两个发射管线圈8，所以发射管6的开孔的间距要稍大于弹头3的圆柱面长度，弹头3向前运动到圆柱面离开光电控制器100时，光电控制器100的发光二极管发出的光不能被反射到光敏元件上，光敏元件上控制的电磁继电器200的线圈中的电流中断，从而使得电磁继电器200的触点开关断开，它所控制的发射管线圈300和301电流中断并使产生的磁场消失，弹头3由于惯性继续向前运动，在圆柱面接近到第二个光电控制器101的位置时，相关电路连接如附图11所示，与光电控制器100相似，光电控制器101使电磁继电器201所控制的发射管线圈301和302产生电流，并且使位于弹头3尾部的发射管线圈301的电流方向和弹头线圈4的方向相反，产生的是推斥力，而位于弹头3头部的发射管线圈302的电流方向和弹头线圈4的方向相同，产生的是吸引力，这样在二力的合并作用下，弹头线圈4连同弹头3获得加力继续向前运动，该过程一个最大的变化是发射管线圈301的电流方向发生变化，对弹头3的作用力也由吸引力变为推力，前后两次对其作用力，使用效率更高，同等条件下，弹头3获得的加速度更大，这样弹头3连同弹头线圈4继续向前不断重复该过程，最终获得很高的速度向发射管6的管口运动，当到达处于管口位置的一个光电控制器7时，该光电控制器7还控制常闭弹头继电器10，产生的脉冲电流使弹头继电器10的触点开关断开，与其相接的从撞针插座11到弹头线圈4的整个电路便不再有电流通过，弹头3连同弹头线圈4的磁场消失，被其吸住的第一环形插接器便失去了作用其前进的外力，但由于惯性作用还会继续向前运动，同时，断开的电路也使撞针线圈12的电流中断并失去磁性，撞针插座11对第二环形插接器的吸附力也消失，这样，在软质线缆1到达长度极限，惯性向前运动的第一环形插接器便拉着展开的软质线缆1并同时使第二环形插接器拉脱离撞针插座11，然后一起飞出发射管6，第二环形插接器被拉离时速度由零变为与第一环形插接器一致，期间它也会对第一环形插接器一个强大的反作用力，促使第一环形插接器与弹头3脱离，使其不会再影响弹头3的后续飞行，长长的软质线缆1在空气中受到一定阻力，一段时间后便会一起掉落，一定条件下还可以回收再利用，而最终弹头3与弹头线圈4一起作为工作部则飞向所需要的目标，该发射过程完后，发射部的移动基座15与固定在上面的撞针插座11及撞针线圈12一起沿固定基座16的导轨后撤到起始位置，而弹头继电器10的触点开关在弹头3飞出发射管6后恢复闭合，等待被发射部就位后再进行下一个循环，本实例中，第一环形插接器虽然有一定磁性能吸附在弹头3底部，但在运输过程中有可能会脱落，所以将弹壳5的结构稍设计改进一下便可解决该问题，如附图8所示，另外，在实际的应用中，还可以通过增加光电控制器7和发射管线圈8的密度或增加电磁继电器9控制发射管线圈8的数量的方式来提高弹头3的发射速度，而且同时对弹头3施加作用力的两个发射管线圈8往往需要错开，如第1个与第4个，第2个与第5个，第3个与第6个等，当第一环形插接器上有线圈时，可以通过软质线缆1的其它导线及继电器开关与弱电电源13相连，在最后的脱离阶段使其产生一个与弹头线圈4相反的磁场以将其推离。

实例2，说明被发射部与软质线缆1及固定于一端的一个环形插接器2组合成一体的情况：该实例与实例1基本一致，只是将实例1中弹头3底部的第一环形插接器去掉，工作时电流通过导线直接到弹头线圈4，整个过程基本不变，只是在最后弹头3飞出发射管6的管口的时候，软质线缆1及固定于一端的一个环形插接器2与弹头3不能分离，几个部件一起飞向目标，该实例的优点是少了一个部件，工艺上更简单可靠，缺点是软质线缆1会增加空气阻力影响速度，本实例还有其它缺点，不是优选方案。

实例3，下面对照附图12说明被发射部只由弹头3和弹头线圈4组成，软质线缆1的一端固定在固定基座16上的情况：与实例1相比，本实例去掉了撞针插座11、撞针线圈12以及弹壳5，并且只有一个环形插接器，被发射部只由弹头3和弹头线圈4组成，结构更简单，发射时，弹头3处于发射管6的发射位置，软质线缆1固定在固定基座16上的一端通过弹头继电器10与强电电源14处于接通状态，另一端穿过移动基座15的穿孔连接环形插接器2，同时环形插接器2嵌在移动基座15的定位槽中，以便使其能准确定位到弹头3底部的插座结构上，移动基座15带动环形插接器2沿着固定基座16的轨道向前运动，在将弹头3推进发射管6中的同时，将环形插接器2插进弹头3底部的插座结构并接通电路，使弹头线圈4产生电流并进而产生磁场，然后其光电控制过程与运动过程与实例1的相关环节相同，而在最后阶段弹头3和弹头线圈4运动到发射管6的管口位置受控断电并与环形插接器2脱离时，本实例中由于软质线缆1的一端固定在固定基座16上，其长度限定环形插接器2飞不出发射管6，所以环形插接器2就被强力拉住留在发射管6中，弹头3和弹头线圈4则脱离环形插接器2一起继续飞向目标，发射完后，软质线缆1通过移动基座15的穿孔可以被拉回并使环形插接器2被自动嵌在定位凹槽中，然后准备下一次发射，拉回的动作可以由人力完成，也可以增加设计一回收机构来自动完成，如附图12所示，可以增加一固定在固定基座16上的固定机构21和移动机构22，上面分别设有可转动的轮子，软质线缆1从两轮子中间穿过，在回收软质线缆1时，移动机构22的轮子向下靠紧固定机构21的轮子并在电动机带动下以图中箭头方向旋转，被两个轮子挤压住的软质线缆1便被回收散放到固定基座16后部，在发射时，固定机构21和移动机构22分开，使软质线缆1处于完全无约束状态，以便使弹头3在拉着软质线缆1前进的过程中不会受到阻力，由于回收的方式可以有很多种，且不是必要的技术特征，所以不对具体的方式加以罗列和要求，该实例经济效益较高，弹头3和弹头线圈4组成的被发射部最简单最小，但对软质线缆1的抗拉性要求较高，并且高速前进的环形插接器2也会对固定基座16造成一定冲击。

所有技术方案还可以用于民用产品领域，可发射多种形状物体，可以与军用或民用的无人机结合，将无人机以一定速度发射到出去，使其在目标空域能有更多的滞空时间，实例3的技术方案还可以用到航空母舰的电磁弹射器上，且不需要环形插接器，只需对弹头施以正向电流就可实现弹射加力，而施以反向电流则可以缓冲减速至停止甚至是返回到起始位置，简捷方便且快速。

本发明的最佳实施实例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种带环形插接器的电磁发射器，由软质线缆、环形插接器、被发射部和发射部构成，其特征是：

所述的软质线缆由两条彼此互相绝缘的导线组成，有一定的柔韧性，可以盘绕搁放在弹壳内部，可以在两端各固定一个环形插接器，其中一根导线的两端可以分别连接两个环形插接器上的外面环形电极，另一根导线的两端可以分别连接两个环形插接器上的中间圆形电极，软质线缆的长度要满足在起始端位置不变的情况下其末端能够与弹头一起到达发射管管口位置或者发射管管口光电控制器的位置，软质线缆也可以只有一端固定在环形插接器上，且该端的两根导线分别连接在环形插接器的外面环形电极和中间圆形电极上，未接环形插接器的一端可以固定在弹头的底部并且该端的两根导线可以分别连接弹头线圈的两端，其长度要满足在起始端位置不变的情况下其末端能够与弹头一起到达发射管管口位置或者发射管管口光电控制器的位置，未接环形插接器的一端还可以直接固定在固定基座上，且该端的两根导线分别通过弹头继电器与强电电源连接，软质线缆要由一定强度的材料组成，其总长度要使其末端能够与弹头一起到达发射管管口位置或者发射管管口光电控制器的位置并且能使末端所连接的环形插接器始终保持在发射管的内部，软质线缆还可以由多条彼此绝缘的导线组成。

2.如权利要求1所述的一种带环形插接器的电磁发射器，其特征在于：所述的环形插接器由导电的外面环形电极和中间圆形电极以及固定两个电极的绝缘基座构成，两电极是同轴的或同圆心的环形或圆形结构，可以是凸起结构，也可以是凹槽结构，甚至也可以是平面结构，平面结构时可以通过在中心或周边设一定位结构来实现定位，它还可以是柱状结构或圆筒状结构或圆锥形结构，外面环形电极还可以是环状排列的多插头结构，电极可以由铁磁性材料做成，也可以在绝缘基座上固定一块铁磁性衬体，可以带有一定的磁性，中间圆形电极上可以设有弹性金属片，环形插接器还可以有多个环形电极或单个环形结构的内外侧分别有不同的电极，且各个电极分别与软质线缆的不同导线相连，上还可以有线圈，线圈的两端分别连接不同的导线。

3.如权利要求1所述的一种带环形插接器的电磁发射器，其特征在于：所述的被发射部可以由弹头、弹头线圈、弹壳组成，可以与软质线缆及固定于两端的两个环形插接器组合成一体，所述的弹头卡在弹壳的头部开口上，可以由铁磁性材料制成，上面缠绕有弹头线圈，内部可以填充弹药，底部可以设有与连接它的环形插接器相配合的插座结构，是同轴或同圆心的环形或圆形结构，可以是凹槽结构，也可以是凸起结构，还可以是柱状结构或圆筒状结构，外面环形和中间圆形结构上分别设有金属极片，两金属极片彼此绝缘并分别连接弹头线圈的两端，在与环形插接器相接时，能分别接通环形插接器的外面环形电极和中间圆形电极，金属极片可以做成有缺口的圆形或环形或片断，弹头底部还可以是平的，并在中心或周边相对应设一定位结构，两金属极片可以比底面稍凸出一点且分别处于与环形插接器两电极相对应的圆周上。

所述的弹头线圈缠绕固定在弹头上，两端分别连接在弹头底部外面环形和中间圆形结构上的金属极片上，也可以分别与软质线缆的两根导线直接连接。

4.如权利要求3所述的一种带环形插接器的电磁发射器，其特征在于：所述的弹壳可以由金属材料制成，也可以由非金属材料制成，头部开口将弹头卡住在一起，底部中央位置设有一圆形开孔并可将一环形插接器卡在上面，软质线缆可以按一定规律盘绕搁放在弹壳内部，一端的环形插接器在底部从弹壳内部卡在弹壳底部的圆形开孔上。

5.如权利要求1所述的一种带环形插接器的电磁发射器，其特征在于：所述的发射部由发射管、两个以上的光电控制器、两个以上的发射管线圈、两个以上的电磁继电器、弹头继电器、撞针插座、撞针线圈、弱电电源、强电电源、移动基座和固定基座组成，所述的发射管固定在固定基座上，由不导磁材料制成，内壁光滑，管壁上沿轴线方向开有若干穿孔，每个穿孔中可以安装一个光电控制器。

所述的光电控制器由发光二极管和光敏元件及固定它们的电路板组成，数目为两个以上，安装固定在发射管的穿孔中并与穿孔一一对应，每个光电控制器可以控制一个对应位置的电磁继电器。

6.如权利要求5所述的一种带环形插接器的电磁发射器，其特征在于：所述的发射管线圈固定在发射管上，数目为两个以上，其数目及位置与安在发射管穿孔的光电控制器相一一对应，它与发射管之间可以加有铁心，位于发射管管口的光电控制器处可以不对应发射管线圈，每个发射管线圈可以连接相对应位置的单个电磁继电器，由单个电磁继电器控制，也可以同时连接两个或两个以上的电磁继电器，受两个或两个以上的电磁继电器控制，在不同的电磁继电器控制下可以有相同或不同的电流方向，可以产生方向相同或相反的磁场。

7.如权利要求5所述的一种带环形插接器的电磁发射器，其特征在于：所述的电磁继电器固定在固定基座上，也可以固定在发射管上，数目为两个以上，为常开开关，每个电磁继电器都与控制它的光电控制器一一对应，触点开关部分有多个触点，并且分别连接强电电源的正负极和它所控制的单个或多个发射管线圈的两端，在同时控制两个或两个以上的发射管线圈时，可以使所控制的所有发射管线圈产生两组方向相反的电流。

所述的弹头继电器固定在固定基座上，且为常闭开关，其线圈与位于发射管管口位置的光电控制器的光敏元件相连并受其控制，其触点开关部分的多个触点分别与强电电源的正负极和撞针插座的两个电极相连，它还可以同时控制撞针线圈，有两个开关触点分别接弱电电源的一极和撞针线圈的一端，撞针线圈的另一端连接在弱电电源的另一极上。

8.如权利要求5所述的一种带环形插接器的电磁发射器，其特征在于：所述的撞针插座固定在移动基座上且相对其凸出一部分，由同轴或同圆心的彼此绝缘的外面的圆管形电极和套在内部的圆柱形电极构成，可以由导磁材料制成，两电极分别用导线连接在弹头继电器的开关触点上，靠近环形插接器的一端的结构形状可以与弹壳底部的环形插接器相配合衔接在一起，可以是同轴的外面环形和中间圆形凹槽结构，也可以是凸起结构，还可以是与环形插接器相匹配的柱状结构或圆筒状结构等，其位置高度能正对上弹壳底部的环形插接器，内部的圆柱形电极上可以设有弹性金属片，靠近环形插接器的一端还可以有多个环形电极或单个环形结构的内外侧分别有不同的电极，各个电极分别与控制该电路的继电器开关相连。

所述的撞针线圈固定在撞针插座上，两端分别与弹头继电器和弱电电源相连，弹头继电器开关合上后，撞针线圈中通有弱电电流并产生磁场，弹头继电器开关断开后，所产生的磁场消失。

所述的弱电电源固定在固定基座上，可以利用强电电源通过降压处理来获得，也可以是单独的独立电源。

所述的强电电源固定在固定基座上，通过电磁继电器与发射器中的发射管线圈和弹头线圈相连并提供电能。

所述的移动基座固定在固定基座上，并能沿固定基座上的导轨来回移动，并将被发射部推送到发射管中的起始位置，上面可以固定有撞针插座，上面也可以设有通孔和定位凹槽，使软质线缆可以穿过通孔以及环形插接器可以定位并嵌在定位凹槽中。

所述的固定基座与发射管固定在一起，是相对固定不动的部分，上面设有导轨，移动基座可以沿该导轨移动。

9.如权利要求1所述的一种带环形插接器的电磁发射器，其特征在于：所述的被发射部也可以与软质线缆及固定于一端的一个环形插接器组合成一体，软质线缆可以按一定规律盘绕搁放在弹壳内部，靠近弹头的一端固定在弹头底部，并且该端的两根导线可以分别与弹头线圈的两端直接相接，另一端接环形插接器，环形插接器在底部从弹壳内部卡在弹壳底部的圆形开孔上，弹头底部可以是平的。

10.如权利要求1所述的一种带环形插接器的电磁发射器，其特征在于：所述的被发射部还可以只由弹头和弹头线圈组成，且发射部与软质线缆及固定在它一端的一个环形插接器组合成一体，发射部由发射管、两个以上的光电控制器、两个以上的发射管线圈、两个以上的电磁继电器、弹头继电器、弱电电源、强电电源、移动基座和固定基座组成，软质线缆未接环形插接器的一端固定在固定基座上并且该端的两根导线可以通过弹头继电器分别与强电电源的正负极相连，固定基座上可以增加设计一自动回收机构。