CN113865448A - 一种炮射试验用能源装置 - Google Patents

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黄琼
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程舟
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Abstract

本发明公开了一种炮射试验用能源装置，属于能源技术领域，解决炮射试验引信供电问题。本发明包括管制机构、击发机构、热电池部件、锁定销、本体、压板和侧压螺。管制机构包括惯性体、弹簧、钢球和压螺，管制机构中惯性体和钢球利用膛内过载反向运动，钢球掉入本体的侧孔内，在出炮口后弹簧驱动惯性体正向运动，从而解除对击发机构的约束。击针在击针簧的抗力作用下击发热电池，热电池输出电能。本发明具有构思巧妙、安全性高、不易误触发、工作可靠等优点。

Description

一种炮射试验用能源装置
技术领域
本发明属于能源技术领域，具体涉及一种炮射试验用能源装置。
背景技术
炮射试验是考核引信和子弹性能的一项重要考核项目。而对于引信来说，通常需要能源给引信供电，为了确保引信在火炮内的安全，通常希望引信出炮口一定距离后，能源再给引信供电，这样可确保引信安全，从设计源头上确保炮射试验的安全。
由于一般引信的能源都是弹上系统提供，因此在炮射试验时，给引信供电的能源最好采取外挂的形式，这样可确保引信的状态改变的最少。能源装置的安全性和工作可靠性至关重要，因为其工作性能直接影响引信能否可靠工作。
发明内容
针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种炮射试验用能源装置，包括管制机构、击发机构、热电池部件、锁定销、本体、压板和侧压螺。管制机构包括惯性体、弹簧、钢球和压螺，管制机构中惯性体和钢球利用膛内过载反向运动，钢球掉入本体的侧孔内，在出炮口后弹簧驱动惯性体正向运动，从而解除对击发机构的约束。击针在击针簧的抗力作用下击发热电池，热电池输出电能。本发明解决了炮射试验引信供电问题，具有构思巧妙、安全性高、不易误触发、工作可靠等优点。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种炮射试验用能源装置，其中：包括本体及其内部的管制机构、击发机构、热电池部件、锁定销；
初始状态下，所述锁定销位于所述管制机构和击发机构之间，所述本体锁定所述管制机构的位置，所述管制机构锁定所述锁定销的位置，所述锁定销将击发机构锁定在热电池部件的上方、相互隔离；
在过载条件下，启动所述管制机构，保持对所述锁定销的锁定；
在过载条件消失后，所述本体、管制机构、锁定销、击发机构依次两两传递解锁，击发机构击发热电池部件，能源装置向外输出电能。
进一步优选地，所述管制机构包括惯性体、弹簧和钢球，沿轴线方向从上到下依次设置弹簧、惯性体和钢球。
进一步优选地，所述本体中依次设置有导向孔、容置孔和限位孔；
所述导向孔内安装有惯性体和弹簧；
所述钢球容置在所述容置孔中，限位孔的直径小于容置孔的直径和钢球的直径而大于惯性体的插入部分的直径；
初始状态下，所述惯性体借助弹簧将端部的钢球压制在容置孔中，此时惯性体的外壁抵接锁定所述锁定销，与所述热电池部件相互隔离，整个能源装置无法向外输出电能；
在过载条件下，所述惯性体和钢球压缩所述弹簧退回，所述容置孔解除对钢球的约束，惯性体的外壁仍然抵接锁定所述锁定销；
在过载消失后，所述钢球解除对惯性体的约束，惯性体插入限位孔，惯性体的外壁不再约束所述锁定销。
进一步优选地，所述导向孔的壁体上开有贯穿的侧向槽，用以在钢球退回并在重力作用下落入该侧向槽内，解除惯性体插入限位孔的限制。
进一步优选地，所述惯性体为大致T形，包括第一圆柱和第二圆柱；
所述第一圆柱滑动设置于所述导向孔的内壁；所述第二圆柱的端部在初始状态下抵住所述钢球，在过载消失后，插入所述限位孔中。
进一步优选地，所述本体中在所述管制机构的一侧还依次上下设置击发孔和电池孔，分别用于容纳击发机构和热电池部件。
进一步优选地，所述击发机构包括击针和击针簧，管制机构通过锁定销对击针进行锁定，击针簧初始处于压缩状态，用以为击针的运动提供动能。
进一步优选地，所述热电池部件包括热电池、隔热套和底垫；
热电池部件置于击发机构的下端，热电池的击发端面正对击针，热电池部件的底垫固定在本体上。
进一步优选地，所述锁定销置于惯性体的侧孔内，所述侧孔连通导向孔和击发孔；
锁定销一侧插入击针的侧边，另一侧抵住惯性体的外壁。
进一步优选地，锁定销一侧为球头结构，一侧为圆柱结构，球头一侧插入击针的侧向环形凹槽内，锁定击针，圆柱结构的一侧抵住惯性体的外壁。
上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.安全性高、不易误触发。能源装置即使受到晃动、离心力以及碰撞等作用，不会意外动作，且启动过载设置的较大，平时的环境不容易产生如此大的过载；并且能源装置要实现供电，必须使惯性体可靠运动到限位孔内，但是由于钢球的限位，造成了惯性体与本体限位孔的空间和物理隔离，这种结构形式不容易误动作。且能源装置装入火炮内后，根本无法动作，只有火炮产生膛压使得管制机构反向动作，此时，击发机构也无法动作，且出炮口使得膛压消失后，管制机构才能再次正向动作到位并解除对击发机构的约束，使得击发机构动作。这种设计从本质上确保了能源装置的安全性。
2.可靠性高，出炮口后再给引信供电。能源装置独特的结构设计，使得其只能感受较高的过载而启动，由于火炮的膛内过载一般在15000m/s2以上，因此惯性体能可靠反向运动到位，且钢球在膛内过载和重力作用下也能可靠掉入本体的侧向槽内，在膛内过载消失后，处于压缩状态的弹簧能可靠驱动惯性体运动到位，使惯性体的第二圆柱端插入本体限位孔内，从而可靠解除对锁定销的约束，锁定销运动到导向孔内，击针在击针簧的抗力作用下运动，产生的动能可靠击发热电池，热电池输出电能。从本质上确保了能源装置的工作可靠性。
附图说明
图1为本发明的能源装置初始状态结构示意图；
图2为本发明的能源装置受到膛内过载运动时的状态结构示意图；
图3为本发明的能源装置运动到位后的状态结构示意图；
图4为本发明的管制机构爆炸图；
图5为本发明的击发机构爆炸图；
图6为本发明的热电池部件爆炸图；
图7为本发明的压板装在热电池部件上的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。
作为本发明的一种较佳实施方式，如图1-7所示，本发明提供一种炮射试验的能源装置，其中：包括本体5及其内部的管制机构1、击发机构2、热电池部件3、锁定销4；
如图1所示，初始状态下，所述锁定销4位于所述管制机构1和击发机构2之间，所述本体5锁定所述管制机构1的位置，所述管制机构1锁定所述锁定销4的位置，所述锁定销4将击发机构2锁定在热电池部件3的上方、相互隔离；
如图2所示，在过载条件下，启动所述管制机构1，保持对所述锁定销4的锁定；
如图3所示，在过载条件消失后，所述本体5、管制机构1、锁定销4、击发机构2依次两两传递解锁，击发机构2击发热电池部件3，能源装置向外输出电能。
如图4所示，进一步优选地，所述管制机构1包括惯性体1-1、弹簧1-2和钢球1-3，沿轴线方向从上到下依次设置弹簧1-2、惯性体1-1和钢球1-3。
如图1-3所示，进一步优选地，所述本体5中依次设置有导向孔、容置孔和限位孔；
所述导向孔内安装有惯性体1-1和弹簧1-2；
所述钢球1-3容置在所述容置孔中，限位孔的直径小于容置孔的直径和钢球的直径而大于惯性体1-1的插入部分的直径；
初始状态下，所述惯性体1-1借助弹簧1-2将端部的钢球1-3压制在容置孔中，此时惯性体1-1的外壁抵接锁定所述锁定销4，与所述热电池部件3相互隔离，整个能源装置无法向外输出电能；
在过载条件下，所述惯性体1-1和钢球1-3压缩所述弹簧1-2退回，所述容置孔解除对钢球1-3的约束，惯性体1-1的外壁仍然抵接锁定所述锁定销4；
在过载消失后，所述钢球1-3解除对惯性体1-1的约束，惯性体1-1插入限位孔，惯性体1-1的外壁不再约束所述锁定销4。
进一步优选地，所述导向孔的壁体上开有贯穿的侧向槽，侧向槽外端还具有螺纹孔，用以放置侧压螺7，本体5的侧向槽的设置以及侧向槽的外端固定侧压螺7，主要是用以在钢球4退回并在重力作用下落入该侧向槽内，解除惯性体1-1插入限位孔的限制。
进一步优选地，所述侧向槽为连续的环扇形，或者为多个间隔的同心扇形，退回的钢球4位于圆心。优选地，安装时所述钢球的侧向槽朝向重力方向。
如图3-4所示，进一步优选地，所述惯性体1-1为大致T形阶梯状圆柱体，包括第一圆柱和第二圆柱；第一圆柱内部具有盲孔，用以放置弹簧1-2，所述弹簧1-2置于惯性体1-1和压螺1-4之间，并处于压缩状态，压缩量为10％～15％，惯性体1-1的第二圆柱端部抵在所述钢球1-3上从而被限位；所述第一圆柱滑动设置于所述导向孔的内壁；所述第二圆柱的端部在初始状态下抵住所述钢球1-3，在过载消失后，插入所述限位孔中。导向孔上端具有螺纹，安装有所述压螺1-4。
进一步优选地，所述第一圆柱和第二圆柱的半径差值，远小于钢球的直径，例如不到后者的三分之一(图1-3仅为示例，比例并不构成限定)，以避免钢球误落入第一圆柱的侧边的半径差空槽中，而是重力作用下直接落入侧向槽。或者，进一步优选地，即便是所述第一圆柱和第二圆柱的半径差值大于钢球的直径(未示出)，即便钢球万一落入半径差空槽中，通过将侧向槽上方的导向孔的壁面形成斜坡(越往下越朝向侧向槽)，第一圆柱复位的过程中仍将把钢球通过斜坡挤进侧向槽中；优选地，第一圆柱的下表面以从下到上，从内到外的倾斜；优选地，侧向槽的下表面以从下到上、从外到内的倾斜。或者，进一步优选地，所述导向孔也为T形槽(未示出)，分上槽和下槽，与所述惯性体的T形匹配，在到位状态下，第二圆柱的底部与位于下槽段的侧向槽的上内壁基本对齐，此时半径差空槽位于上槽段，在侧向槽开口的上方还有一定厚度距离，从而不影响钢槽的重力掉落；或者，进一步优选地，当惯性体和导向孔均为等直径通壁时(未示出)，到位时惯性接触体下端与侧向槽的上内壁也基本对齐。
进一步优选地，所述本体5中在所述管制机构1的一侧还依次上下设置击发孔和电池孔，分别用于容纳击发机构2和热电池部件3，电池孔底端还具有盲孔，用以放置压板6。
如图5所示，进一步优选地，所述击发机构2包括击针2-1和击针簧2-2，管制机构1通过锁定销4对击针2-1进行锁定，击针簧2-2初始处于压缩状态，用以为击针2-1的运动提供动能。
如图6-7所示，进一步优选地，所述热电池部件3包括热电池3-1、隔热套3-2和底垫3-3；热电池部件3置于击发机构2的下端，热电池3-1的击发端面正对击针2-1，热电池部件3的底垫3-3通过压板6和螺钉固定在本体5上。
如图1-3所示，进一步优选地，所述锁定销4置于惯性体1-1的侧孔内，所述侧孔连通导向孔和击发孔；锁定销4一侧插入击针2-1的侧边，另一侧抵住惯性体1-1的外壁。进一步优选地，锁定销4一侧为球头结构，一侧为圆柱结构，球头一侧插入击针2-1的侧向环形凹槽内，锁定击针2-1，圆柱结构的一侧抵住惯性体1-1的外壁。
进一步优选地，所述压板6用以固定热电池部件3,上面具有两个螺纹孔，通过螺钉固定在本体5上，压板6上具有缺口，便于热电池部件3的输出端导线引出。
进一步优选地，所述侧压螺7固定在本体5的侧向槽外端，防止钢球1-3从本体5内出来。
进一步优选地，装入炮膛内时，惯性体1-1指向弹簧1-2的方向与能源装置从炮膛内出来的运动方向相反。
进一步优选地，所述惯性体1-1的第二圆柱直径小于本体5限位孔的直径。
进一步优选地，初始安装状态，惯性体1-1第一圆柱上端面与压螺1-4的下端面之间的距离小于锁定销4的下端面与惯性体1-1第一圆柱下端面之间的距离；在钢球1-3运动到本体5的侧向槽内后，惯性体1-1的第二圆柱插入本体5的限位孔内后，惯性体1-1第一圆柱上端面位于锁定销4的下端，能完全解除对锁定销4的约束。
进一步优选地，所述本体5侧向槽指向其外端安装侧压螺7的方向与能源装置感受重力的方向重合，且侧向槽的高度和宽度均大于钢球1-3的直径。
进一步优选地，所述隔热套3-2为酚醛层压布棒加工而成，用以隔热，所述底垫3-3为厚度为1mm的6144硅橡胶板材料，且底垫3-3凸出本体5的电池孔端面约0.1mm～0.2mm，用以隔热和确保热电池部件3被压板6压紧固定。
进一步优选地，所述管制机构1中的弹簧1-2和惯性体1-1之间存在如下关系，惯性体1-1压缩弹簧1-2向压螺1-4方向运动时，需要的启动过载为2000m/s2～6000m/s2，惯性体1-1压缩弹簧1-2运动到压螺1-4位置时，需要的到位过载为8000m/s2～10000m/s2。
本发明的工作原理/供电方法是：
如图1所示，平时，管制机构中惯性体由于其上处于压缩状态弹簧的存在，挤压惯性体抵住钢球，钢球由于本体限位孔的存在被锁定在容置孔内，管制机构通过锁定销锁定击发机构，击发机构被约束而无法击发热电池。此时，整个能源装置无法向外输出电能。
如图2所示，当能源装置被装入火炮内安装时，惯性体指向弹簧的方向与能源装置从炮膛内出来的运动方向相反，且本体侧向槽指向其外端安装侧压螺的方向与能源装置感受重力的方向重合，火炮发射的时候，由于发射药的原因，导致膛内产生巨大的气压推动管控开关向外运动，此时产生巨大过载一般都在15000m/s2以上，致使惯性体和钢球均向能源装置相反的运动方向运动，钢球上端的惯性体解除对钢球的约束，钢球运动到本体的导向孔内时，还受到自身重力的作用从而滑落到本体的侧向槽内。
如图3所示，当能源装置从火炮膛内出来后，膛内过载消失，此时处于压缩状态的弹簧驱动惯性体向本体的限位孔内运动，由于钢球已经滑落到本体的侧向槽内，解除了对惯性体的约束，惯性体的第二圆柱端穿过本体的容置孔进入到限位孔内，惯性体解除了对锁定销的约束，击针在击针簧的抗力作用下运动，产生的动能可靠击发热电池，热电池输出电能。
综上所述，与现有技术相比，本发明的方案具有如下显著优势：
1.安全性高、不易误触发。能源装置即使受到晃动、离心力以及碰撞等作用，不会意外动作，且启动过载设置的较大，平时的环境不容易产生如此大的过载；并且能源装置要实现供电，必须使惯性体可靠运动到限位孔内，但是由于钢球的限位，造成了惯性体与本体限位孔的空间和物理隔离，这种结构形式不容易误动作。且能源装置装入火炮内后，根本无法动作，只有火炮产生膛压使得管制机构反向动作，此时，击发机构也无法动作，且出炮口使得膛压消失后，管制机构才能再次正向动作到位并解除对击发机构的约束，使得击发机构动作。这种设计从本质上确保了能源装置的安全性。
2.可靠性高，出炮口后再给引信供电。能源装置独特的结构设计，使得其只能感受较高的过载而启动，由于火炮的膛内过载一般在15000m/s2以上，因此惯性体能可靠反向运动到位，且钢球在膛内过载和重力作用下也能可靠掉入本体的侧向槽内，在膛内过载消失后，处于压缩状态的弹簧能可靠驱动惯性体运动到位，使惯性体的第二圆柱端插入本体限位孔内，从而可靠解除对锁定销的约束，锁定销运动到导向孔内，击针在击针簧的抗力作用下运动，产生的动能可靠击发热电池，热电池输出电能。从本质上确保了能源装置的工作可靠性。
可以理解的是，以上所描述的系统的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本发明实施例的申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本发明实施例的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明实施例公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明实施例的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。
然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明实施例的单独实施例。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种炮射试验用能源装置，其特征在于：包括本体及其内部的管制机构、击发机构、热电池部件、锁定销；
初始状态下，所述锁定销位于所述管制机构和击发机构之间，所述本体锁定所述管制机构的位置，所述管制机构锁定所述锁定销的位置，所述锁定销将击发机构锁定在热电池部件的上方、相互隔离；
在过载条件下，启动所述管制机构，保持对所述锁定销的锁定；
在过载条件消失后，所述本体、管制机构、锁定销、击发机构依次两两传递解锁，击发机构击发热电池部件，能源装置向外输出电能。
2.如权利要求1所述的炮射试验用能源装置，其特征在于：
所述管制机构包括惯性体、弹簧和钢球，沿轴线方向从上到下依次设置弹簧、惯性体和钢球。
3.如权利要求2所述的炮射试验用能源装置，其特征在于：
所述本体中依次设置有导向孔、容置孔和限位孔；
所述导向孔内安装有惯性体和弹簧；
所述钢球容置在所述容置孔中，限位孔的直径小于容置孔的直径和钢球的直径而大于惯性体的插入部分的直径；
初始状态下，所述惯性体借助弹簧将端部的钢球压制在容置孔中，此时惯性体的外壁抵接锁定所述锁定销，与所述热电池部件相互隔离，整个能源装置无法向外输出电能；
在过载条件下，所述惯性体和钢球压缩所述弹簧退回，所述容置孔解除对钢球的约束，惯性体的外壁仍然抵接锁定所述锁定销；
在过载消失后，所述钢球解除对惯性体的约束，惯性体插入限位孔，惯性体的外壁不再约束所述锁定销。
4.如权利要求3所述的炮射试验用能源装置，其特征在于：
所述导向孔的壁体上开有贯穿的侧向槽，用以在钢球退回并在重力作用下落入该侧向槽内，解除惯性体插入限位孔的限制。
5.如权利要求3所述的炮射试验用能源装置，其特征在于：
所述惯性体为大致T形，包括第一圆柱和第二圆柱；
所述第一圆柱滑动设置于所述导向孔的内壁；所述第二圆柱的端部在初始状态下抵住所述钢球，在过载消失后，插入所述限位孔中。
6.如权利要求2所述的炮射试验用能源装置，其特征在于：
所述本体中在所述管制机构的一侧还依次上下设置击发孔和电池孔，分别用于容纳击发机构和热电池部件。
7.如权利要求6所述的炮射试验用能源装置，其特征在于：
所述击发机构包括击针和击针簧，管制机构通过锁定销对击针进行锁定，击针簧初始处于压缩状态，用以为击针的运动提供动能。
8.如权利要求7所述的炮射试验用能源装置，其特征在于：
所述热电池部件包括热电池、隔热套和底垫；
热电池部件置于击发机构的下端，热电池的击发端面正对击针，热电池部件的底垫固定在本体上。
9.如权利要求7所述的炮射试验用能源装置，其特征在于：
所述锁定销置于惯性体的侧孔内，所述侧孔连通导向孔和击发孔；
所述锁定销一侧插入击针的侧边，另一侧抵住惯性体的外壁。
10.如权利要求9所述的炮射试验用能源装置，其特征在于：
所述锁定销一侧为球头结构，一侧为圆柱结构，球头一侧插入击针的侧向环形凹槽内，锁定击针，圆柱结构的一侧抵住惯性体的外壁。
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