CN110220427B - 一种试验弹体减速回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种试验弹体减速回收系统，包括塔架、磁性减速装置和弹体下放装置；磁性减速装置包括左减速组件和右减速组件，左减速组件包括第一基体和第一控制器，第一基体通过第一电涡流阻尼器与塔架的左立柱铰接，第一基体的下侧面固定有第一抗磁体，第一抗磁体的下侧面固定有第一电磁铁，右减速组件包括第二基体和第二控制器，第二基体通过第二电涡流阻尼器与塔架的右立柱铰接，第二基体的下侧面固定有第二抗磁体，第二抗磁体的下侧面固定有第二电磁铁，弹体下放装置包括吊钩组件、测力传感器、牵引绳、电机和第三控制器。其具体有结构简单、操控方便、适应性强、安全可靠的优点，可对发射的试验弹体进行无损回收，有效降低试验成本。

Description

一种试验弹体减速回收系统

技术领域

本发明涉及一种试验弹体回收装置，具体涉及一种基于电磁技术的试验弹体多级减速回收系统。

背景技术

军事领域，在导弹的研制过程中通常需要进行大量的导弹发射试验，以验证动力装置的性能以及发射装置是否与导弹匹配，并获取导弹弹射过程的动力学特性。发射试验采用的为模拟弹或配重弹，试验中需在试验弹体上安装大量的传感器和测试设备，以获取相应的技术参数。对于由地面发射的导弹而言，现有的发射试验通常在空旷的场地进行，试验时将试验弹体以一定的初速度发射出去后让其自由落下。因试验弹体本身及安装的测试设备从高空跌落后会完全损毁，造成了单次试验的成本较高。尤其是对于地地导弹，其发射试验时要求试验弹体在质量特性、结构尺寸等方面均与真实状态完全一致，导致其加工要求高，使得单次试验的成本更高。受研制费用限制，该类导弹的发射试验次数往往不能全面覆盖设计工况，配套的发射装置也得不到充分验证，影响了导弹及发射装置的性能可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种试验弹体减速回收系统，其具体有结构简单、操控方便、适应性强、安全可靠的优点，可对发射的试验弹体进行无损回收，有效降低试验成本。

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供的一种试验弹体减速回收系统，包括塔架、磁性减速装置、弹体下放装置、弹头抗磁体、弹头电磁铁、弹中控制器和电池；所述磁性减速装置包括结构相同且呈左右对称分布的左减速组件和右减速组件，所述左减速组件包括第一基体和第一控制器，第一基体的左端通过第一电涡流阻尼器与塔架的左立柱铰接，第一基体的下侧面固定有第一抗磁体，第一抗磁体的下侧面固定有第一电磁铁，第一控制器固定于左立柱上且使其与第一电涡流阻尼器和第一电磁铁连接；所述右减速组件包括第二基体和第二控制器，第二基体的右端通过第二电涡流阻尼器与塔架的右立柱铰接，第二基体的下侧面固定有第二抗磁体，第二抗磁体的下侧面固定有第二电磁铁，第二控制器固定于右立柱上且使其与第二电涡流阻尼器和第二电磁铁连接；所述弹体下放装置包括由下至上依次连接的吊钩组件、测力传感器、牵引绳和电机，以及与电机连接的第三控制器，牵引绳从左减速组件和右减速组件之间的间隙穿过，吊钩组件用于与试验弹体的头部连接，电机和第三控制器固定于塔架的顶梁上；弹头抗磁体用于设置在试验弹体的头部，弹头电磁铁设置在弹头抗磁体的顶侧，弹中控制器和电池用于设置在试验弹体中。

进一步的，本发明一种试验弹体减速回收系统，其中，所述磁性减速装置沿上下方向间隔设有两组。

进一步的，本发明一种试验弹体减速回收系统，其中，还包括塔顶减速装置，所述塔顶减速装置包括第三抗磁体和第三电磁铁，第三抗磁体固定于塔架的顶梁下侧面，第三电磁铁固定于第三抗磁体的下侧面且使其与第三控制器连接，弹体下放装置的牵引绳从第三抗磁体和第三电磁铁开设的通道中穿过。

进一步的，本发明一种试验弹体减速回收系统，其中，所述第一基体的下侧设有由左下至右上的斜面，所述第一抗磁体嵌设在第一基体的斜面位置，所述第一电磁铁嵌设在第一抗磁体下侧面，所述第二基体的下侧设有由右下至左上的斜面，所述第二抗磁体嵌设在第二基体的斜面位置，所述第二电磁铁嵌设在第二抗磁体下侧面，第一电磁铁与第二电磁铁在左右两侧呈八字型分布。

进一步的，本发明一种试验弹体减速回收系统，其中，所述第三抗磁体嵌设在塔架的顶梁下侧面，第三电磁铁嵌设在第三抗磁体的下侧面。

进一步的，本发明一种试验弹体减速回收系统，其中，所述塔架的左立柱和右立柱底部均设有电动轮组。

本发明一种试验弹体减速回收系统与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置塔架、磁性减速装置和弹体下放装置，让磁性减速装置设置结构相同且呈左右对称分布的左减速组件和右减速组件；左减速组件包括第一基体和第一控制器，让第一基体的左端通过第一电涡流阻尼器与塔架的左立柱铰接，在第一基体的下侧面固定设置第一抗磁体，在第一抗磁体的下侧面固定设置第一电磁铁，让第一控制器固定于左立柱上且使其与第一电涡流阻尼器和第一电磁铁连接；右减速组件包括第二基体和第二控制器，让第二基体的右端通过第二电涡流阻尼器与塔架的右立柱铰接，在第二基体的下侧面固定设置第二抗磁体，在第二抗磁体的下侧面固定设置第二电磁铁，让第二控制器固定于右立柱上且使其与第二电涡流阻尼器和第二电磁铁连接；弹体下放装置包括由下至上依次连接的吊钩组件、测力传感器、牵引绳和电机，以及与电机连接的第三控制器，让牵引绳从左减速组件和右减速组件之间的间隙穿过，让电机和第三控制器固定于塔架的顶梁上。由此就构成了一种结构简单、操控方便、适应性强、安全可靠的试验弹体减速回收系统。在实际应用中，让发射试验装置置于塔架的底部，并使试验弹体的头部与弹体下放装置的吊钩组件连接后即可进行发射试验。其中，试验弹体为模拟弹，其头部设有弹头抗磁体和弹头电磁铁，其内部设有弹中控制器和电池。当第一控制器、第二控制器、第三控制器和弹中控制器接收到发射信号时，让第一电磁铁、第一电涡流阻尼器、第二电磁铁、第二电涡流阻尼器、弹头电磁铁和电机通电工作。在试验弹体上升过程中，通过第一电磁铁和第二电磁铁与弹头电磁铁之间产生同极磁性的排拆力，并结合第一电涡流阻尼器和第二电涡流阻尼器产生的阻尼以及试验弹体自身的重力势能，可对试验弹体进行有效减速，直至其停止。同时，在电机回收牵引绳的过程中，当测力传感器检测的受力等于试验弹体的重力时，让第一电磁铁、第一电涡流阻尼器、第二电磁铁、第二电涡流阻尼器、弹头电磁铁和电机断电停止工作，通过牵引绳即可防止试验弹体掉落。下放试验弹体时，让电机通电并将试验弹体缓慢下放到地面，即可实现试验弹体的无损回收。本发明解决了试验弹体及其测试设备从高空跌落损毁的问题，有效降低了试验成本，有利于通过增加试验次数验证导弹及发射装置的可靠性。同时，本发明可根据不同试验弹体的重量，通过调整第一电磁铁和第二电磁铁产生的电磁力以及第一电涡流阻尼器和第二电涡流阻尼器产生的阻尼大小，来实现不同试验弹体的无损回收，提高了回收系统的适应性和实用性。

下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种试验弹体减速回收系统作进一步详细说明：

附图说明

图1为本发明一种试验弹体减速回收系统的示意图；

图2为本发明一种试验弹体减速回收系统中弹体下放装置的示意图；

图3为试验弹体的示意图；

图4-7为利用本发明一种试验弹体减速回收系统进行试验弹体回收的过程示意图。

具体实施方式

首先需要说明的，本发明中所述的上、下、前、后、左、右等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本发明的技术方案以及请求保护范围进行的限制。

如图1至图7所示本发明一种试验弹体减速回收系统的具体实施方式，包括塔架1、磁性减速装置2和弹体下放装置3。磁性减速装置2包括结构相同且呈左右对称分布的左减速组件和右减速组件。左减速组件具体包括第一基体21和第一控制器22，让第一基体21的左端通过第一电涡流阻尼器23与塔架1的左立柱11铰接，在第一基体21的下侧面固定设置第一抗磁体211，在第一抗磁体211的下侧面固定设置第一电磁铁212，让第一控制器22固定在左立柱11上且使其与第一电涡流阻尼器23和第一电磁铁212连接。右减速组件具体包括第二基体24和第二控制器25，让第二基体24的右端通过第二电涡流阻尼器26与塔架1的右立柱12铰接，在第二基体24的下侧面固定设置第二抗磁体241，在第二抗磁体241的下侧面固定设置第二电磁铁242，让第二控制器25固定在右立柱12上且使其与第二电涡流阻尼器26和第二电磁铁242连接。弹体下放装置3具体包括由下至上依次连接的吊钩组件31、测力传感器32、牵引绳33和电机34，以及与电机34连接的第三控制器35，让牵引绳33从左减速组件和右减速组件之间的间隙穿过，并使电机34和第三控制器35固定于塔架1的顶梁13上。

通过以上结构设置就构成了一种结构简单、操控方便、适应性强、安全可靠的试验弹体减速回收系统。在实际应用中，让发射试验装置置于塔架1的底部，并使试验弹体5的头部与弹体下放装置3的吊钩组件31连接后即可进行发射试验。其中，试验弹体5为模拟弹，其头部设有弹头抗磁体51和弹头电磁铁52，其内部设有弹中控制器和电池。当第一控制器22、第二控制器25、第三控制器35和弹中控制器接收到发射信号时，让第一电磁铁212、第一电涡流阻尼器23、第二电磁铁242、第二电涡流阻尼器26、弹头电磁铁和电机34通电工作。在试验弹体发射上升过程中，通过第一电磁铁212和第二电磁铁242与弹头电磁铁之间产生同极磁性的排拆力，并配合第一电涡流阻尼器23和第二电涡流阻尼器26产生的阻尼以及试验弹体5自身的重力势能，可对试验弹体5进行有效减速。在试验弹体减速上升的过程中，通过电机34对牵引绳33进行回收，当测力传感器32检测的受力等于试验弹体的重力时，表示试验弹体的上升速度为零，此时让第一电磁铁212、第一电涡流阻尼器23、第二电磁铁242、第二电涡流阻尼器26、弹头电磁铁和电机34断电停止工作，通过牵引绳33即可防止试验弹体5掉落。下放试验弹体5时，让电机34通电并将试验弹体5缓慢下放到地面，即可实现试验弹体5的无损回收。本发明解决了现有发射试验时试验弹体及其测试设备从高空跌落损毁的问题，有效降低了试验成本，有利于通过增加试验次数验证导弹及发射装置的可靠性。同时，本发明可根据不同试验弹体的重量，通过调整第一电磁铁212和第二电磁铁242产生的电磁力以及第一电涡流阻尼器23和第二电涡流阻尼器26产生的阻尼大小，来实现不同试验弹体的无损回收，提高了回收系统的适应性和实用性。且本发明对发射装置停放位置的精度要求较低，降低了控制难度。

作为优化方案，本具体实施方式通过让磁性减速装置2沿上下方向间隔设置两组，就构成了两级减速回收系统，其中，下侧的磁性减速装置2为一级减速装置，上侧的磁性减速装置2为二级减速装置。本发明通过两级减速的结构设置，可提高试验弹体减速的平稳性和可靠性，并能有效防止弹体坠落，增强了安全性和实用性，且通过独立控制和调整两级减速装置，可提高回收系统的适应性。在实际应用中，当两级减速装置的第一控制器22和第二控制器25，以及弹体下放装置3的第三控制器35和试验弹体的弹中控制器接收到发射信号时，让两级减速装置的第一电磁铁212、第一电涡流阻尼器23、第二电磁铁242和第二电涡流阻尼器26，以及弹头电磁铁和电机34通电工作。试验弹体上升过程中，首先通过一级减速装置的第一电磁铁212和第二电磁铁242与弹头电磁铁之间产生同极磁性的排拆力，并结合一级减速装置的第一电涡流阻尼器23和第二电涡流阻尼器26产生的阻尼以及试验弹体自身的重力势能，对试验弹体进行一级减速；在试验弹体的头部与一级减速装置接触的瞬间，让一级减速装置的第一电磁铁212、第一电涡流阻尼器23、第二电磁铁242和第二电涡流阻尼器26断电停止工作，并使一级减速装置的第一基体21和第二基体24向上旋转90°呈打开状态。试验弹体以减速后较小的速度继续上升。然后通过二级减速装置的第一电磁铁212和第二电磁铁242与弹头电磁铁之间产生同极磁性的排拆力，并结合二级减速装置的第一电涡流阻尼器23和第二电涡流阻尼器26产生的阻尼以及试验弹体自身的重力势能，对试验弹体进行二级减速。在试验弹体减速上升的过程中，通过电机34对牵引绳33进行回收，当测力传感器32检测的受力等于试验弹体的重力时，表示试验弹体的上升速度为零，此时让二级减速装置的第一电磁铁212、第一电涡流阻尼器23、第二电磁铁242、第二电涡流阻尼器26，以及弹头电磁铁和电机34断电停止工作，通过牵引绳33即可防止试验弹体5掉落。下放试验弹体时，让电机34通电并将试验弹体缓慢下放到地面，即可实现试验弹体的无损回收。

作为进一步优化方案，本具体实施方式通过设置塔顶减速装置4，并配合两组上下间隔设置的磁性减速装置2，就构成了三级减速回收系统，其中，下侧的磁性减速装置2为一级减速装置，上侧的磁性减速装置2为二级减速装置，塔顶减速装置4为三级减速装置。本发明通过三级减速的结构设置，进一步提高了试验弹体减速的平稳性和可靠性，其安全性、适应性和实用性更强。塔顶减速装置4具体包括第三抗磁体41和第三电磁铁42，让第三抗磁体41固定在塔架1的顶梁13下侧面，让第三电磁铁42固定在第三抗磁体41的下侧面且使其与第三控制器35连接，并使弹体下放装置3的牵引绳33从第三抗磁体41和第三电磁铁42开设的通道中穿过。在实际应用中，当一、二级减速装置的第一控制器22和第二控制器25，以及弹体下放装置3的第三控制器35和试验弹体的弹中控制器接收到发射信号时，让一、二级减速装置的第一电磁铁212、第一电涡流阻尼器23、第二电磁铁242、第二电涡流阻尼器26，三级减速装置的第三电磁铁42，以及弹头电磁铁和电机34通电工作。试验弹体上升过程中，首先通过一级减速装置的第一电磁铁212和第二电磁铁242与弹头电磁铁之间产生同极磁性的排拆力，并结合一级减速装置的第一电涡流阻尼器23和第二电涡流阻尼器26产生的阻尼以及试验弹体自身的重力势能，对试验弹体进行一级减速；在试验弹体的头部与一级减速装置接触的瞬间，让一级减速装置的第一电磁铁212、第一电涡流阻尼器23、第二电磁铁242和第二电涡流阻尼器26断电停止工作，并使一级减速装置的第一基体21和第二基体24向上旋转90°呈打开状态。试验弹体减速后继续上升。然后通过二级减速装置的第一电磁铁212和第二电磁铁242与弹头电磁铁之间产生同极磁性的排拆力，并结合二级减速装置的第一电涡流阻尼器23和第二电涡流阻尼器26产生的阻尼以及试验弹体自身的重力势能，对试验弹体进行二级减速；在试验弹体的头部与二级减速装置接触的瞬间，让二级减速装置的第一电磁铁212、第一电涡流阻尼器23、第二电磁铁242和第二电涡流阻尼器26断电停止工作，并使二级减速装置的第一基体21和第二基体24向上旋转90°呈打开状态。试验弹体以较小的速度继续上升。接着通过三级减速装置的第三电磁铁42与弹头电磁铁之间产生同极磁性的排拆力，并结合试验弹体自身的重力势能，对试验弹体进行三级减速。在试验弹体减速上升的过程中，通过电机34对牵引绳33进行回收，当测力传感器32检测的受力等于试验弹体的重力时，表示试验弹体的上升速度为零，此时让三级减速装置的第三电磁铁42，以及弹头电磁铁和电机34断电停止工作，通过牵引绳33即可防止试验弹体5掉落。下放试验弹体时，让电机34通电并将试验弹体缓慢下放到地面，即可实现试验弹体的无损回收。

作为具体实施方式，本发明在第一基体21的下侧设置了由左下至右上的斜面，并让第一抗磁体211嵌设在第一基体21的斜面位置，让第一电磁铁212嵌设在第一抗磁体211下侧面。同时，在第二基体24的下侧设置了由右下至左上的斜面，并让第二抗磁体241嵌设在第二基体24的斜面位置，让第二电磁铁242嵌设在第二抗磁体241下侧面。且使第一电磁铁212与第二电磁铁242在左右两侧呈八字型分布。本发明通过嵌设的方式布置第一抗磁体211、第一电磁铁212、第二抗磁体241和第二电磁铁242，在增强结构稳定性的基础上使第一电磁铁212和第二电磁铁242产生的磁力更为集中，可避免磁力损失，提高磁力强度。同时，本发明通过在第一基体21下侧和第二基体24下侧设置斜面，并使第一电磁铁212与第二电磁铁242在左右两侧呈八字型分布，可提高磁性减速装置2的动作灵敏度和减速效果。同理，本发明通过让第三抗磁体41嵌设在塔架1的顶梁13下侧面，并让第三电磁铁42嵌设在第三抗磁体41的下侧面，同样可增强结构的稳定性，提高磁力强度和减速效果。

另外，为提高操控的便捷性，本发明还在塔架1的左立柱11和右立柱12底部均设置电动轮组14，并为电动轮组14设置了止动机构。通过电动轮组14使试验弹体减速回收系统具备了移动功能。在实际应用中，可通过移动发射试验装置使其置于塔架1的底部，也可通过电动轮组14将塔架1移至发射试验装置的上部，以满足发射装置不可移动的使用需求；且在试验弹体减速止动后，可通过电动轮组14将塔架1移动到指定的位置再下放试验弹体，灵活性更强。

需要说明的是，本发明中第一抗磁体211、第二抗磁体241和第三抗磁体41以及弹头抗磁体51均为非导磁材料。

以上实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域工程技术人员依据本发明的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种试验弹体减速回收系统，其特征在于，包括塔架(1)、磁性减速装置(2)、弹体下放装置(3)、弹头抗磁体(51)、弹头电磁铁(52)、弹中控制器和电池；所述磁性减速装置(2)包括结构相同且呈左右对称分布的左减速组件和右减速组件，所述左减速组件包括第一基体(21)和第一控制器(22)，第一基体(21)的左端通过第一电涡流阻尼器(23)与塔架(1)的左立柱(11)铰接，第一基体(21)的下侧面固定有第一抗磁体(211)，第一抗磁体(211)的下侧面固定有第一电磁铁(212)，第一控制器(22)固定于左立柱(11)上且使其与第一电涡流阻尼器(23)和第一电磁铁(212)连接；所述右减速组件包括第二基体(24)和第二控制器(25)，第二基体(24)的右端通过第二电涡流阻尼器(26)与塔架(1)的右立柱(12)铰接，第二基体(24)的下侧面固定有第二抗磁体(241)，第二抗磁体(241)的下侧面固定有第二电磁铁(242)，第二控制器(25)固定于右立柱(12)上且使其与第二电涡流阻尼器(26)和第二电磁铁(242)连接；所述弹体下放装置(3)包括由下至上依次连接的吊钩组件(31)、测力传感器(32)、牵引绳(33)和电机(34)，以及与电机(34)连接的第三控制器(35)，牵引绳(33)从左减速组件和右减速组件之间的间隙穿过，所述吊钩组件(31)用于与试验弹体的头部连接，电机(34)和第三控制器(35)固定于塔架(1)的顶梁(13)上；

所述弹头抗磁体(51)用于设置在试验弹体的头部，所述弹头电磁铁(52)设置在所述弹头抗磁体(51)的顶侧，所述弹中控制器和所述电池用于设置在试验弹体中。

2.按照权利要求1所述的一种试验弹体减速回收系统，其特征在于，所述磁性减速装置(2)沿上下方向间隔设有两组。

3.按照权利要求2所述的一种试验弹体减速回收系统，其特征在于，还包括塔顶减速装置(4)，所述塔顶减速装置(4)包括第三抗磁体(41)和第三电磁铁(42)，第三抗磁体(41)固定于塔架(1)的顶梁(13)下侧面，第三电磁铁(42)固定于第三抗磁体(41)的下侧面且使其与第三控制器(35)连接，弹体下放装置(3)的牵引绳(33)从第三抗磁体(41)和第三电磁铁(42)开设的通道中穿过。

4.按照权利要求3所述的一种试验弹体减速回收系统，其特征在于，所述第一基体(21)的下侧设有由左下至右上的斜面，所述第一抗磁体(211)嵌设在第一基体(21)的斜面位置，所述第一电磁铁(212)嵌设在第一抗磁体(211)下侧面，所述第二基体(24)的下侧设有由右下至左上的斜面，所述第二抗磁体(241)嵌设在第二基体(24)的斜面位置，所述第二电磁铁(242)嵌设在第二抗磁体(241)下侧面，第一电磁铁(212)与第二电磁铁(242)在左右两侧呈八字型分布。

5.按照权利要求4所述的一种试验弹体减速回收系统，其特征在于，所述第三抗磁体(41)嵌设在塔架(1)的顶梁(13)下侧面，第三电磁铁(42)嵌设在第三抗磁体(41)的下侧面。

6.按照权利要求5所述的一种试验弹体减速回收系统，其特征在于，所述塔架(1)的左立柱(11)和右立柱(12)底部均设有电动轮组(14)。

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