CN109855832A - 一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统及其工作方法，包括运动体高速运动管道、初级气动加速装置、次级气动加速装置、运动体回收装置和设置于运动体高速运动管道内的运动体；初级气动加速装置的出气口与运动体高速运动管道的初始管口连通，其用于气驱动运动体使其获得在运动体高速运动管道内高速运动的初速度；次级气动加速装置的出气口与运动体高速运动管道的管身连通，其用于多次气驱动运动体使其加速并在运动体高速运动管道内高速运动；运动体回收装置用于对从运动体高速运动管道射出的运动体进行回收。本发明在强冲击试验中能够对运动体进行连续加速，使其在运动体高速运动管道内高速运动，加速效果好。

Description

一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统及其工作方法

技术领域

本发明属于强冲击试验装置技术领域，尤其涉及一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统及其工作方法。

背景技术

强冲击实验中，需要用到气驱动加速设备对运动体进行加速，以模拟并探究高速运动体的运动状态，现有的气驱动加速设备具有以下不足：

一、对运动体的连续加速效果不好，导致强冲击试验的误差较大，降低准确度；

二、运动体回收装置回收运动体过程中容易造成运动体撞击损坏，导致运动体不能二次利用，造成浪费，增加了强冲击试验的投入成本。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统及其工作方法，在强冲击试验中能够对运动体进行连续加速，使其在运动体高速运动管道内高速运动，加速效果好。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统，包括运动体高速运动管道、初级气动加速装置、次级气动加速装置、运动体回收装置和设置于运动体高速运动管道内的运动体；所述初级气动加速装置的出气口与运动体高速运动管道的初始管口连通，其用于气驱动运动体使其获得在运动体高速运动管道内高速运动的初速度；所述次级气动加速装置的出气口与运动体高速运动管道的管身连通，其用于多次气驱动运动体使其加速并在运动体高速运动管道内高速运动；所述运动体回收装置的运动体进入口与运动体高速运动管道的末尾管口连通，其用于对从运动体高速运动管道射出的运动体进行回收。

进一步地，所述运动体靠近运动体高速运动管道的初始管口设置，且运动体的尾端可分离地抵靠有挡板；所述初级气动加速装置的出气方向与挡板保持垂直，且初级气动加速装置气驱动挡板推动运动体运动并使运动体与挡板分离。

进一步地，所述次级气动加速装置包括多个沿运动体运动方向布置的次级气动加速单元，所述运动体高速运动管道的管身上具有多个进气管组，所述次级气动加速单元的出气口与进气管组一一对应连通；

还包括控制器，所述控制器可分别控制各个次级气动加速单元对运动体进行气驱动加速；

所述次级气动加速单元包括两个次级高压储气罐，所述进气管组包括上、下分布的两个进气管道，所述次级高压储气罐的出气管道与进气管道连通设置；所述初级气动加速装置包括一个初级高压储气罐，所述初级高压储气罐以及所有次级高压储气罐内均存储有高压气体。

进一步地，还包括红外线检测装置，所述红外线检测装置包括设置于运动体高速运动管道内壁的红外线发射器和设置于运动体高速运动管道内壁的红外线接收器，所述红外线发射器与红外线接收器对应配合，且红外线接收器的信号发送端与控制器的信号接收端连接；所述红外线发射器与红外线接收器均靠近进气管道设置，且两者均位于所述进气管道靠近初级高压储气罐的一侧。

进一步地，所述运动体位于头部的正四棱锥体、位于中部的长方体和位于尾部的正三棱柱体，所述正四棱锥体、长方体、正三棱柱体三者一体成型构成运动体；所述正三棱柱体的其中一个长方形面与长方体结合，使正三棱柱体的另外两个长方形面上、下相对设置；所述正三棱柱体与挡板抵靠的部分为不透明体，所述正三棱柱体的其余部分、正四棱锥体以及长方体均为透明体；

所述红外线接收器接收不到红外线发射器发射的红外线状态下，所述红外线接收器将信号传输至控制器，所述控制器控制同一次级气动加速单元所属的上、下两个次级高压储气罐同步出气分别对正三棱柱体的上、下两个长方形面冲击，以气驱动运动体加速并在运动体高速运动管道内高速运动。

进一步地，所述运动体回收装置包括回收箱以及竖向设置于回收箱内的多个橡胶气垫，多个所述橡胶气垫以运动体的运动方向并排均布，将回收箱的内部空腔分隔成多个相互独立的缓冲间距，每个所述缓冲间距内填充有沙子与水的混合物，且所述回收箱的箱口内设置有塑料薄膜。

一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统的工作方法，具体步骤如下：

步骤一：通过初级高压储气罐向运动体高速运动管道内射入气体，气体气驱动挡板推动运动体运动，使运动体获得初速度，此过程中，运动体与挡板分离，运动体继续运动，挡板下落；

步骤二：当运动体运动至第一个运动体位置检测装置时，红外线接收器发射的红外线被运动体的不透明部分阻挡，使得红外线接收器接收不到红外线发射器发射的红外线，红外线接收器将信号传输至控制器，控制器控制第一个次级气动加速单元的上、下两个次级高压储气罐同步出气分别对正三棱柱体的上、下两个长方形面冲击，以气驱动运动体加速；

当运动体运动至第二个运动体位置检测装置时，通过同样方法对运动体进行气驱动加速，以此类推，实现运动体的连续加速，使得运动体在运动体高速运动管道内高速运动；

步骤三：运动体从运动体高速运动管道内射出，进而进入回收箱内，在多个橡胶气垫以及多个缓冲间距内的沙子与水的混合物的缓冲阻挡作用下，运动体逐渐减速，直至停止，实现运动体的回收。

有益效果：本发明的一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统及其工作方法，有益效果如下：

1)本发明在强冲击试验中能够对运动体进行连续加速，使其在运动体高速运动管道内高速运动，加速效果好，提高强冲击试验的准确度；

2)本发明具有运动体回收功能，且回收过程中不会对运动体造成损伤，便于运动体的二次利用，避免造成浪费，降低了强冲击试验的投入成本。

附图说明

附图1为本发明的整体结构示意图；

附图2为本发明的剖视图；

附图3为附图2中部分结构的放大示意图；

附图4为运动体的结构示意图；

附图5为运动体被加速状态的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至附图5所示，一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统，包括运动体高速运动管道1、初级气动加速装置2、次级气动加速装置3、运动体回收装置4和设置于运动体高速运动管道1内的运动体5；所述初级气动加速装置2的出气口与运动体高速运动管道1的初始管口连通，其用于气驱动运动体5使其获得在运动体高速运动管道1内高速运动的初速度；所述次级气动加速装置3的出气口与运动体高速运动管道1的管身连通，其用于多次气驱动运动体5使其加速并在运动体高速运动管道1内高速运动；所述运动体回收装置4的运动体进入口与运动体高速运动管道1的末尾管口连通，其用于对从运动体高速运动管道1射出的运动体7进行回收。本发明通过初级气动加速装置2对运动体5进行气驱动，从而使得运动体5获得初速度在运动体高速运动管道1内运动，然后依次次级气动加速装置3的多次加速，从而使得运动体5在连续的加速过程中在运动体高速运动管道1内高速运动，加速效果好，提高了强冲击试验的准确度。此外，本发明设置的运动体回收装置4能够无损伤的回收运动体5，以便于运动体5的重复利用，避免造成浪费，降低强冲击试验的投入成本。

所述运动体5靠近运动体高速运动管道1的初始管口设置，且运动体5的尾端可分离地抵靠有挡板6；所述初级气动加速装置2的出气方向与挡板6保持垂直，且初级气动加速装置2气驱动挡板6推动运动体5运动并使运动体5与挡板6分离。通过挡板6的设置，能够使得运动体5间接受气驱动的力较为集中，不分散，从而使得运动体5获得初始速度时其运动轨迹不发生偏斜。

具体的，所述次级气动加速装置3包括多个沿运动体5运动方向布置的次级气动加速单元31，所述运动体高速运动管道1的管身上具有多个进气管组11，所述次级气动加速单元31的出气口与进气管组11一一对应连通；

还包括控制器，所述控制器可分别控制各个次级气动加速单元31对运动体5进行气驱动加速，实现自动化控制，提高强冲击试验的效率以及准确度。

具体的，所述次级气动加速单元31包括两个次级高压储气罐311，所述进气管组11包括上、下分布的两个进气管道111，所述次级高压储气罐311的出气管道3111与进气管道111连通设置；所述初级气动加速装置2包括一个初级高压储气罐21，所述初级高压储气罐21以及所有次级高压储气罐311内均存储有高压气体。

还包括红外线检测装置7，所述红外线检测装置7包括设置于运动体高速运动管道1内壁的红外线发射器71和设置于运动体高速运动管道1内壁的红外线接收器72，所述红外线发射器71与红外线接收器72对应配合，且红外线接收器72的信号发送端与控制器的信号接收端连接；所述红外线发射器71与红外线接收器72均靠近进气管道111设置，且两者均位于所述进气管道111靠近初级高压储气罐21的一侧。

所述运动体5位于头部的正四棱锥体51、位于中部的长方体52和位于尾部的正三棱柱体53，正四棱锥体51的头部能够减小阻力，提高强冲击试验的准确度，所述正四棱锥体51、长方体52、正三棱柱体53三者一体成型构成运动体5，提高了运动体5整体结构的稳固性；所述正三棱柱体53的其中一个长方形面与长方体52结合，使正三棱柱体53的另外两个长方形面上、下相对设置；所述正三棱柱体53与挡板6抵靠的部分为不透明体，所述正三棱柱体53的其余部分、正四棱锥体51以及长方体52均为透明体；

所述红外线接收器72接收不到红外线发射器71发射的红外线状态下，所述红外线接收器72将信号传输至控制器，所述控制器控制同一次级气动加速单元31所属的上、下两个次级高压储气罐311同步出气分别对正三棱柱体53的上、下两个长方形面冲击，以气驱动运动体5加速并在运动体高速运动管道1内高速运动，通过这种上、下气驱动的方式，能够有效实现对运动体5的气驱动加速，结构布局合理，气驱动效果好。

所述运动体回收装置4包括回收箱41以及竖向设置于回收箱41内的多个橡胶气垫42，多个所述橡胶气垫42以运动体的运动方向并排均布，将回收箱41的内部空腔分隔成多个相互独立的缓冲间距412，每个所述缓冲间距412内填充有沙子与水的混合物，橡胶气垫42以及缓冲间距412填充的沙子与水的混合物能够有效对运动体5进行缓冲阻挡，使其减速，且不会对运动体5造成损伤，便于运动体5的再利用，避免造成浪费，降低了强冲击试验的投入成本，且所述回收箱41的箱口内设置有塑料薄膜43，塑料薄膜43能够将靠近箱口的缓冲间距412内的沙子与水的混合物密封在其内，避免沙子与水的混合物漏出。

一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统的工作方法，具体步骤如下：

步骤一：通过初级高压储气罐21向运动体高速运动管道1内射入气体，气体气驱动挡板6推动运动体5运动，使运动体5获得初速度，此过程中，运动体5与挡板6分离，运动体5继续运动，挡板6下落；

步骤二：当运动体5运动至第一个运动体位置检测装置7时，红外线接收器72发射的红外线被运动体5的不透明部分阻挡，使得红外线接收器72接收不到红外线发射器71发射的红外线，红外线接收器72将信号传输至控制器，控制器控制第一个次级气动加速单元31的上、下两个次级高压储气罐311同步出气分别对正三棱柱体53的上、下两个长方形面冲击，以气驱动运动体5加速；

当运动体5运动至第二个运动体位置检测装置7时，通过同样方法对运动体5进行气驱动加速，以此类推，实现运动体5的连续加速，使得运动体5在运动体高速运动管道1内高速运动；

步骤三：运动体5从运动体高速运动管道1内射出，进而进入回收箱41内，在多个橡胶气垫42以及多个缓冲间距412内的沙子与水的混合物的缓冲阻挡作用下，运动体5逐渐减速，直至停止，实现运动体5的回收。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统，其特征在于：包括运动体高速运动管道(1)、初级气动加速装置(2)、次级气动加速装置(3)、运动体回收装置(4)和设置于运动体高速运动管道(1)内的运动体(5)；所述初级气动加速装置(2)的出气口与运动体高速运动管道(1)的初始管口连通，其用于气驱动运动体(5)使其获得在运动体高速运动管道(1)内高速运动的初速度；所述次级气动加速装置(3)的出气口与运动体高速运动管道(1)的管身连通，其用于多次气驱动运动体(5)使其加速并在运动体高速运动管道(1)内高速运动；所述运动体回收装置(4)的运动体进入口与运动体高速运动管道(1)的末尾管口连通，其用于对从运动体高速运动管道(1)射出的运动体(7)进行回收。

2.根据权利要求1所述的一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统，其特征在于：所述运动体(5)靠近运动体高速运动管道(1)的初始管口设置，且运动体(5)的尾端可分离地抵靠有挡板(6)；所述初级气动加速装置(2)的出气方向与挡板(6)保持垂直，且初级气动加速装置(2)气驱动挡板(6)推动运动体(5)运动并使运动体(5)与挡板(6)分离。

3.根据权利要求2所述的一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统，其特征在于：所述次级气动加速装置(3)包括多个沿运动体(5)运动方向布置的次级气动加速单元(31)，所述运动体高速运动管道(1)的管身上具有多个进气管组(11)，所述次级气动加速单元(31)的出气口与进气管组(11)一一对应连通；

还包括控制器，所述控制器可分别控制各个次级气动加速单元(31)对运动体(5)进行气驱动加速；

所述次级气动加速单元(31)包括两个次级高压储气罐(311)，所述进气管组(11)包括上、下分布的两个进气管道(111)，所述次级高压储气罐(311)的出气管道(3111)与进气管道(111)连通设置；所述初级气动加速装置(2)包括一个初级高压储气罐(21)，所述初级高压储气罐(21)以及所有次级高压储气罐(311)内均存储有高压气体。

4.根据权利要求3述的一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统，其特征在于：还包括红外线检测装置(7)，所述红外线检测装置(7)包括设置于运动体高速运动管道(1)内壁的红外线发射器(71)和设置于运动体高速运动管道(1)内壁的红外线接收器(72)，所述红外线发射器(71)与红外线接收器(72)对应配合，且红外线接收器(72)的信号发送端与控制器的信号接收端连接；所述红外线发射器(71)与红外线接收器(72)均靠近进气管道(111)设置，且两者均位于所述进气管道(111)靠近初级高压储气罐(21)的一侧。

5.根据权利要求4述的一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统，其特征在于：所述运动体(5)位于头部的正四棱锥体(51)、位于中部的长方体(52)和位于尾部的正三棱柱体(53)，所述正四棱锥体(51)、长方体(52)、正三棱柱体(53)三者一体成型构成运动体(5)；所述正三棱柱体(53)的其中一个长方形面与长方体(52)结合，使正三棱柱体(53)的另外两个长方形面上、下相对设置；所述正三棱柱体(53)与挡板(6)抵靠的部分为不透明体，所述正三棱柱体(53)的其余部分、正四棱锥体(51)以及长方体(52)均为透明体；

所述红外线接收器(72)接收不到红外线发射器(71)发射的红外线状态下，所述红外线接收器(72)将信号传输至控制器，所述控制器控制同一次级气动加速单元(31)所属的上、下两个次级高压储气罐(311)同步出气分别对正三棱柱体(53)的上、下两个长方形面冲击，以气驱动运动体(5)加速并在运动体高速运动管道(1)内高速运动。

6.根据权利要求5所述的一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统，其特征在于：所述运动体回收装置(4)包括回收箱(41)以及竖向设置于回收箱(41)内的多个橡胶气垫(42)，多个所述橡胶气垫(42)以运动体的运动方向并排均布，将回收箱(41)的内部空腔分隔成多个相互独立的缓冲间距(412)，每个所述缓冲间距(412)内填充有沙子与水的混合物，且所述回收箱(41)的箱口内设置有塑料薄膜(43)。

7.根据权利要求6述的一种用于强冲击试验的运动体连续加速系统的工作方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一：通过初级高压储气罐(21)向运动体高速运动管道(1)内射入气体，气体气驱动挡板(6)推动运动体(5)运动，使运动体(5)获得初速度，此过程中，运动体(5)与挡板(6)分离，运动体(5)继续运动，挡板(6)下落；

步骤二：当运动体(5)运动至第一个运动体位置检测装置(7)时，红外线接收器(72)发射的红外线被运动体(5)的不透明部分阻挡，使得红外线接收器(72)接收不到红外线发射器(71)发射的红外线，红外线接收器(72)将信号传输至控制器，控制器控制第一个次级气动加速单元(31)的上、下两个次级高压储气罐(311)同步出气分别对正三棱柱体(53)的上、下两个长方形面冲击，以气驱动运动体(5)加速；

当运动体(5)运动至第二个运动体位置检测装置(7)时，通过同样方法对运动体(5)进行气驱动加速，以此类推，实现运动体(5)的连续加速，使得运动体(5)在运动体高速运动管道(1)内高速运动；

步骤三：运动体(5)从运动体高速运动管道(1)内射出，进而进入回收箱(41)内，在多个橡胶气垫(42)以及多个缓冲间距(412)内的沙子与水的混合物的缓冲阻挡作用下，运动体(5)逐渐减速，直至停止，实现运动体(5)的回收。