CN111366482B - 一种动态高速加载弹射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种动态高速加载弹射装置，涉及加载装置技术领域，包括动力及传动机构、蓄能机构、释放机构和缓冲机构；所述动力及传动机构用于驱动所述蓄能机构进行蓄能，所述释放机构通过所述蓄能机构的驱动配合所述缓冲机构发射飞片。利用电机驱动产生高速度加载，克服目前工程试验中300m/s以下发射速度难以准确控制、发射设备占地大的问。本装置利用数根弹簧压缩蓄能，通过弹簧压缩量大小控制发射速度，可进行速度连续可调、飞片成组自动发射试验，本装置最大输出力可达80000N，为进行中低速度动态撞击试验提供了很好的范例。本装置结构精巧，占用空间较小，便携性好，易于和大型测试仪器对接。本装置可自动化操作，试验效率大幅度提高，发射速度更准确。

Description

一种动态高速加载弹射装置
技术领域
本发明涉及加载装置技术领域，特别是涉及一种动态高速加载弹射装置。
背景技术
随着冲击动力学发展和对材料动态力学性质研究的需求，对动态加载装置发射速度提出了更精准的要求。
现有的电磁发射、轻气炮发射、火炮发射装置，或者可以实现几米每秒速度，或者是接近六七百米甚至上千米每秒的速度，且对于速度的控制需要经验或者多次调试来确定。轻气炮这些设备对试验环境要求较高，而且需要占用非常大的空间，操作系统复杂，且设备的调整也需人工进行，这在一定程度上也限制了其适用范围。进行连续试验难度较大，尤其对于实现m/s以下的发射速度，以上设备很难精确控制发射。
因此，为了克服以上高速加载设备的缺点，亟需一种小型高速动态发射装置，可实现便携可移动的动态加载，且能精确控制发射速度，能满足更广加载速度范围的需求。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种动态高速加载弹射装置，可实现动态加载，且能精确控制发射速度，能满足更高需求。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种动态高速加载弹射装置，包括动力及传动机构、蓄能机构、释放机构和缓冲机构；所述动力及传动机构用于驱动所述蓄能机构进行蓄能，所述释放机构通过所述蓄能机构的驱动配合所述缓冲机构发射飞片。
可选的，所述动力及传动机构包括动力源，所述动力源的动力输出端与一伸缩杆的一端传动连接，所述伸缩杆的另一端与所述释放机构相连接。
可选的，所述释放机构包括发射盘和发射钳，所述发射盘的一个端面上设置有抓取杆，所述发射盘的中部设置有第一连接部；所述发射钳的后端与所述动力及传动机构相连接，所述发射钳的开口端与所述抓取杆位于同一高度，所述飞片通过所述第一连接部设置于所述发射钳上。
可选的，所述释放机构还包括安装件，所述安装件一端设置有发射腔口，所述飞片设置于所述发射腔口内，所述安装件另一端设置有第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部相连接使所述安装件可拆卸的设置于所述发射盘上。
可选的，所述缓冲机构与所述蓄能机构之间设置有第一导向轴，所述发射盘活动设置于所述第一导向轴上。
可选的，所述缓冲机构与所述动力及传动机构之间设置有第二导向轴，所述发射钳活动设置于所述第二导向轴上。
可选的，所述蓄能机构包括多个设置于所述释放机构与所述动力及传动机构之间的蓄能弹性件。
可选的，所述缓冲机构包括缓冲前板、缓冲中板和缓冲后板；所述缓冲前板中部设置有通道，所述通道尺寸大于所述释放机构的尺寸，所述缓冲中板与所述缓冲后板的中部与所述飞片同轴设置有贯穿孔，所述贯穿孔的直径大于所述飞片的直径；所述缓冲前板与所述缓冲后板之间设置有多个导杆，所述缓冲中板活动设置于所述多个导杆上，所述缓冲后板与所述缓冲中板之间的所述多个导杆上套设有缓冲弹性件，所述缓冲中板上设置有多个阻尼器，所述阻尼器的活动端与所述通道的位置相对应。
可选的，所述缓冲后板上设置有多个缓冲通孔，所述多个缓冲通孔与所述多个阻尼器的位置相对应，且所述多个缓冲通孔的直径大于所述多个阻尼器的外径。
可选的，还包括自动装卸机，所述自动装卸机用于向所述释放机构中安装飞片。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明中的动态高速加载弹射装置，用于解决小型设备无法产生高速度效果的问题。本装置利用数根弹簧压缩蓄能，通过弹簧压缩量的大小来控制发射速度，可进行速度连续可调的多组试验，装置最大输出力可达N，能够进行高速撞击试验。本装置结构精巧，占用空间较小，无需进行固定。此外，本装置可进行自动化操作，减少人工消耗，实用性更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明动态高速加载弹射装置的整体结构主视示意图；
图2为本发明动态高速加载弹射装置的整体结构立体图；
图3为本发明动态高速加载弹射装置中内部结构示意图；
图4为本发明动态高速加载弹射装置中内部主要结构示意图；
图5为本发明动态高速加载弹射装置中动力及传动机构和释放机构的结构示意图；
图6为本发明动态高速加载弹射装置中动力及传动机构和释放机构的另一视角的结构示意图；
图7为本发明动态高速加载弹射装置中动力及传动机构、释放机构、蓄能机构和缓冲机构的结构示意图；
图8为本发明动态高速加载弹射装置中缓冲机构的结构示意图；
图9为本发明动态高速加载弹射装置中发射钳的结构示意图；
图10为本发明动态高速加载弹射装置中发射盘的结构示意图；
图11为本发明动态高速加载弹射装置中发射盘的另一视角的结构示意图；
图12为本发明动态高速加载弹射装置中安装件的结构示意图；
图13为本发明动态高速加载弹射装置中安装件另一视角的结构示意图。
附图标记说明：1、动力及传动机构；2、蓄能机构；3、释放机构；4、缓冲机构；5、自动装卸机；6、第一导向轴；7、第二导向轴；8、机架；
1-1、电机；1-2、起重机；1-3、伸缩杆；
2-1、蓄能弹簧；2-2、导向筒；
4-1、缓冲后板；4-2、缓冲中板；4-3、缓冲前板；4-4、阻尼器；4-5、导杆；4-6、缓冲弹簧；4-7、缓冲通孔；
9-1、抓取杆；9-2、安装件；9-3、飞片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1所示，本实施例提供一种动态高速加载弹射装置，包括动力及传动机构1、蓄能机构2、释放机构3和缓冲机构4；所述动力及传动机构1用于驱动所述蓄能机构2进行蓄能，所述释放机构3通过所述蓄能机构2的驱动配合所述缓冲机构4发射飞片9-3。
动机及传动机构驱动释放机构3对蓄能机构2进行蓄能，蓄能完成后，蓄能机构2积蓄的能量驱动释放机构3运动，使释放机构3带动飞片9-3向缓冲机构4运动，在缓冲机构4的作用下，释放机构3逐步停止，飞片9-3则继续前进，完成高速撞击试验。
于本具体实施例中，如图1-13所示，所述动力及传动机构1包括动力源，所述动力源的动力输出端与一伸缩杆1-3的一端传动连接，所述伸缩杆1-3的另一端与所述释放机构3相连接。
于更具体的实施例中，动力源采用电机1-1，电机1-1的动力输出轴驱动起重机1-2，由起重机1-2驱动伸缩杆1-3进行伸缩。
本实施例中，起重机1-2选用美国JOYCE公司生产的型号为JD-WJ810U1S-001.00-STDX-10T的起重机1-2。
所述释放机构3包括发射盘和发射钳，所述发射盘的一个端面上设置有抓取杆9-1，所述发射盘的中部设置有第一连接部；所述发射钳的后端与所述动力及传动机构1相连接，所述发射钳的开口端与所述抓取杆9-1位于同一高度，所述飞片通过所述第一连接部设置于所述发射钳上。
发射钳采用气缸驱动，具体的，如图9所示。发射钳的钳口内设置有一气缸，通过气缸中伸出的气压杆的伸缩以控制发射钳钳口的闭合与张开。
所述释放机构3还包括安装件9-2，所述安装件9-2一端设置有发射腔口，所述飞片设置于所述发射腔口内，所述安装件9-2另一端设置有第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部相连接使所述安装件9-2可拆卸的设置于所述发射盘上。
本实施例中，第一连接部为内螺纹，第二连接部为外螺纹。
所述缓冲机构4与所述蓄能机构2之间设置有第一导向轴6，所述发射盘活动设置于所述第一导向轴6上。
第一导向轴6设置于飞片的上下两端，飞片的顶端和底端设置有与第一导向轴6相匹配的凹槽，通过凹槽活动卡至在第一导向轴6上，使飞片能够沿第一导向轴6前后直线运动，从而保证飞片9-3的直线运动。
所述缓冲机构4与所述动力及传动机构1之间设置有第二导向轴7，所述发射钳活动设置于所述第二导向轴7上。
所述蓄能机构2包括多个设置于所述释放机构3与所述动力及传动机构1之间的蓄能弹性件。
本实施例中，蓄能弹性件为八个蓄能弹簧2-1，蓄能弹簧2-1的一端与发射盘的端面相接触，蓄能弹簧2-1的另一端插入导向筒2-2内，在电机1-1的驱动下，伸缩杆1-3收缩，使发射钳能够将八个蓄能弹簧2-1压缩到导向筒2-2内，从而完成蓄能。
所述缓冲机构4包括缓冲前板4-3、缓冲中板4-2和缓冲后板4-1；所述缓冲前板4-3中部设置有通道，所述通道尺寸大于所述释放机构3的尺寸，所述缓冲中板4-2与所述缓冲后板4-1的中部与所述飞片同轴设置有贯穿孔，所述贯穿孔的直径大于所述飞片的直径；所述缓冲前板4-3与所述缓冲后板4-1之间设置有多个导杆4-5，所述缓冲中板4-2活动设置于所述多个导杆4-5上，所述缓冲后板4-1与所述缓冲中板4-2之间的所述多个导杆4-5上套设有缓冲弹性件，所述缓冲中板4-2上设置有多个阻尼器4-4，所述阻尼器4-4的活动端与所述通道的位置相对应。
所述缓冲后板4-1上设置有多个缓冲通孔4-7，所述多个缓冲通孔4-7与所述多个阻尼器4-4的位置相对应，且所述多个缓冲通孔4-7的直径大于所述多个阻尼器4-4的外径。
本实施例中，缓冲后板4-1为左右对称设置的两块板，两块板之间的通道宽度大于发射盘的宽度，缓冲前板4-3和缓冲后板4-1均固定设置于机架8上，缓冲中板4-2上设置有四个阻尼器4-4，阻尼器4-4外侧设置有四个导杆4-5，每个导杆4-5上套设有一缓冲弹簧4-6，缓冲弹簧4-6位于缓冲前板4-3与缓冲中板4-2之间。
在发射盘撞击阻尼器4-4的自由端后，阻尼器4-4开始对发射盘减速，当阻尼器4-4压缩到最大后，阻尼器4-4与缓冲中板4-2一起移动，使缓冲中板4-2压缩缓冲弹簧4-6，阻尼器4-4则通过缓冲通孔4-7，避免阻尼器4-4阻碍缓冲弹簧4-6的压缩；飞片则穿过缓冲前板4-3、缓冲中板4-2和缓冲后板4-1完成高速撞击试验。
实施例二：
本实施例是在实施例一的基础上改进的实施例。
本实施例中的动态高速加载弹射装置还包括自动装卸机5，所述自动装卸机5用于向所述释放机构3中安装飞片。
自动装卸机5包括水平滑轨和竖直滑轨，水平滑轨的一端设置有水平电机1-1，水平电机1-1的动力输出轴上设置有水平丝杆，水平丝杆上设置有水平丝母；竖直滑轨一端设置有竖直电机1-1，竖直电机1-1的动力输出轴上设置有竖直丝杆，竖直丝杆上设置有竖直丝母；水平丝母与竖直丝母相连接；竖直滑轨底端设置有第三滑轨，第三滑轨与第一导向轴6平行设置，第三滑轨一端设置有第三电机1-1，第三电机1-1的动力输出轴与第三丝杆相连接，第三丝杆上设置有第三丝母，第三丝母下方活动设置有安装电机1-1，安装电机1-1的动力输出轴上设置有卡爪。
安装件9-2朝向卡爪的一端，外壁上设置有卡接槽，卡爪与卡接槽相匹配。
水平电机1-1驱动水平丝母沿水平丝杆线性运动，竖直丝杆驱动竖直丝母沿竖直丝杆线性运动，从而实现安装电机1-1的上下左右运动，再通过第三电机1-1驱动第三丝母沿第三丝杆线性运动，使安装电机1-1能够沿第一导向轴6的方向运动，从而，卡爪与卡接槽相卡接，配合安装电机1-1的上下前后左右运动将安装件9-2从支架上取下并将安装件9-2安装到发射盘上或从发射盘上取下放回支架上。
实施例三：
本实施例是在实施例二的基础上改进的实施例。
本实施例中的动态高速加载弹射装置还包括底板，机架8设置于底板上，底板底部设置有四个地脚，通过调整地脚的高度从而使底板保持水平，从而使飞片能够沿水平方向飞出。
实施例四：
本实施例是在实施例三的基础上改进的实施例。
本实施例中的动态高速加载弹射装置还包括框架，框架为与底板上方，机架8、动力及传动机构1、蓄能机构2、释放机构3、缓冲机构4和自动装卸机5全部设置于框架内部，框架上设置有挡板和门。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种动态高速加载弹射装置，其特征在于，包括动力及传动机构、蓄能机构、释放机构和缓冲机构；所述动力及传动机构用于驱动所述蓄能机构进行蓄能，所述释放机构通过所述蓄能机构的驱动配合所述缓冲机构发射飞片；
所述缓冲机构包括缓冲前板、缓冲中板和缓冲后板；所述缓冲前板中部设置有通道，所述通道尺寸大于所述释放机构的尺寸，所述缓冲中板与所述缓冲后板的中部与所述飞片同轴设置有贯穿孔，所述贯穿孔的直径大于所述飞片的直径；所述缓冲前板与所述缓冲后板之间设置有多个导杆，所述缓冲中板活动设置于所述多个导杆上，所述缓冲后板与所述缓冲中板之间的所述多个导杆上套设有缓冲弹性件，所述缓冲中板上设置有多个阻尼器，所述阻尼器的活动端与所述通道的位置相对应。
2.根据权利要求1所述的动态高速加载弹射装置，其特征在于，所述动力及传动机构包括动力源，所述动力源的动力输出端与一伸缩杆的一端传动连接，所述伸缩杆的另一端与所述释放机构相连接。
3.根据权利要求1所述的动态高速加载弹射装置，其特征在于，所述释放机构包括发射盘和发射钳，所述发射盘的一个端面上设置有抓取杆，所述发射盘的中部设置有第一连接部；所述发射钳的后端与所述动力及传动机构相连接，所述发射钳的开口端与所述抓取杆位于同一高度，所述飞片通过所述第一连接部设置于所述发射钳上。
4.根据权利要求3所述的动态高速加载弹射装置，其特征在于，所述释放机构还包括安装件，所述安装件一端设置有发射腔口，所述飞片设置于所述发射腔口内，所述安装件另一端设置有第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部相连接使所述安装件可拆卸的设置于所述发射盘上。
5.根据权利要求3所述的动态高速加载弹射装置，其特征在于，所述缓冲机构与所述蓄能机构之间设置有第一导向轴，所述发射盘活动设置于所述第一导向轴上。
6.根据权利要求3所述的动态高速加载弹射装置，其特征在于，所述缓冲机构与所述动力及传动机构之间设置有第二导向轴，所述发射钳活动设置于所述第二导向轴上。
7.根据权利要求1所述的动态高速加载弹射装置，其特征在于，所述蓄能机构包括多个设置于所述释放机构与所述动力及传动机构之间的蓄能弹性件。
8.根据权利要求1所述的动态高速加载弹射装置，其特征在于，所述缓冲后板上设置有多个缓冲通孔，所述多个缓冲通孔与所述多个阻尼器的位置相对应，且所述多个缓冲通孔的直径大于所述多个阻尼器的外径。
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