CN115127388B - 一种基于直线电机的自动装填抛投装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于直线电机的自动装填抛投装置及方法，该装置包括直线电机、第一转动单元、第二转动单元和多个负载填装筒组，所述直线电机固定设置在抛投位置，所述第一转动单元与多个负载填装筒组连接，驱动多个负载填装筒组转动，进而使多个负载填装筒组轮循转动至所述抛投位置；所述负载填装筒组包括多个负载填装筒，所述第二转动单元与多个负载填装筒连接，驱动多个负载填装筒转动，进而使多个负载填装筒轮循转动至所述抛投位置；所述直线电机通过推动件抵推在位于所述抛投位置的负载填装筒内的负载底部，所述推动件在所述直线电机驱动下推动负载向负载填装筒外抛投。本发明能够满足快速、连续地抛投实验需求。

Description

一种基于直线电机的自动装填抛投装置及方法

技术领域

本发明涉及自动装填技术领域，特别涉及一种自动装填抛投实验装置。

背景技术

自动装填技术一直是世界各国武器研究与发展的热点，是关乎自动武器作战性能优劣的一项极为重要技术，直接影响自动武器的最大射速与击靶精度。目前随着火药武器发展越发成熟，火药爆发能量有效利用率现基本到达瓶颈，若想提高弹药发射速度就必须增大火药质量，弹药就必须做的更大，火药本身爆发能量的局限性也逐渐暴露。相比之下电磁以其发射能量高，发射过程可控、安全性高等优势逐渐进入人们视野，成为现代武器的新亮点，是当今世界各国武器研究的重中之重，也是面向未来战场超高射速、超高精度武器研究和发展的重要方向，因此，电磁武器具有极高的开发利用价值。

直线电机作为试验平台可进行推动、抛投等试验工作，但基于直线电机的自动装填抛投装置鲜有报道，现有自动装填抛投装置装填速度和连续抛投能力存在不足，无法满足连续、快速地抛投实验负载的需要。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够满足快速、连续抛投实验需求的基于直线电机的自动装填抛投装置及方法。

为实现上述目的，本发明的基于直线电机的自动装填抛投装置，包括直线电机、第一转动单元、第二转动单元和多个负载填装筒组，所述直线电机固定设置在抛投位置，所述第一转动单元与多个负载填装筒组连接，驱动多个负载填装筒组转动，进而使多个负载填装筒组轮循转动至所述抛投位置；所述负载填装筒组包括多个负载填装筒，所述第二转动单元与多个负载填装筒连接，驱动多个负载填装筒转动，进而使多个负载填装筒轮循转动至所述抛投位置；所述直线电机通过推动件抵推在位于所述抛投位置的负载填装筒内的负载底部，所述推动件在所述直线电机驱动下推动负载向负载填装筒外抛投。

进一步，所述第一转动单元包括第一转盘和第一驱动单元，所述第一驱动单元与所述第一转盘动力连接，所述第一转盘上设置有多个围绕第一转盘中心周向布置的多个负载填装筒组；所述第一驱动单元驱动所述第一转盘转动，进而带动所述第一转盘上的多个负载填装筒组轮循转动至所述抛投位置。

进一步，所述第二转动单元包括第二转盘和第二驱动单元，所述第二驱动单元与所述第二转盘动力连接，所述第二转盘上设置有多个围绕着第二转盘中心周向布置的多个负载填装筒；所述第二驱动单元驱动所述第二转盘转动，进而带动所述第二转盘上的多个负载填装筒轮循转动至所述抛投位置。

进一步，所述第二转盘的数量与所述负载填装筒组的数量相同，每个负载填装筒组设置在各自对应的第二转盘上，所述第二转盘围绕所述第一转盘中心周向布置。

进一步，所述第一转动单元还包括第三转盘，所述第一转盘和所述第三转盘设置在所述负载填装筒组的两端，并将所述负载填装筒组夹持固定。

进一步，沿所述负载填装筒轴向设置有贯穿负载填装筒内外的顶推槽。

进一步，所述推动件设置在所述直线电机的动子上，沿所述第一转盘的径向延伸至所述抛投位置处，且穿过所述顶推槽抵推在负载填装筒内的负载底部。

进一步，所述直线电机、第一转动单元、第二转动单元和多个负载填装筒组设置在外壳中，所述外壳的一端设置有抛投口，所述抛投口的大小与所述负载填装筒组的端面大小相配，使得从所述负载填装筒中抛投出的负载可以从所述抛投口向外发射。

进一步，所述自动装填抛投装置还包括底座和角度调节架，所述外壳通过所述角度调节架架设在所述底座上，通过调整所述角度调节架能够调节所述自动装填抛投装置的抛投角度。

本发明的基于直线电机的自动装填抛投方法，包括如下步骤：

1)配置如上述的自动装填抛投装置；

2)通过所述第一转动单元驱动多个负载填装筒组之一至所述抛投位置；

3)通过直线电机驱动所述推动件推动负载填装筒组中处于抛投位置的负载填装筒内负载向筒外抛投；

4)通过所述第二转动单元驱动负载填装筒组中下一个负载填装筒转动至抛投位置后，重复步骤3)、4)直至负载填装筒组中所有负载填装筒内负载抛投完毕；

5)通过所述第一转动单元驱动多个负载填装筒组中的下一个至所述抛投位置，然后重复步骤3)-5)直至所有负载填装筒组中的负载抛投完毕。

本发明多个负载填装筒组以及负载填装筒组中的每个负载填装筒均能够在抛投位置轮转，通过一个直线电机就可以实现所有负载填装筒中负载的自动状态抛投，能够满足快速、连续地抛投实验需求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明一实施例的自动装填抛投装置结构示意图；

图2为本发明一实施例的自动装填抛投装置俯视图；

图3为本发明一实施例的负载装填筒组局部放大示意图；

图4A和图4B为本发明一实施例的直线电机动子带动负载抛投的示意图；

图5为本发明一实施例的角度调节架的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”、“左右方向”、“上下方向”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1-5所示，本发明的基于直线电机的自动装填抛投装置，包括直线电机1、第一转动单元、第二转动单元和多个负载填装筒组2，所述直线电机1固定设置在抛投位置，所述第一转动单元与多个负载填装筒组2连接，驱动多个负载填装筒组2转动，进而使多个负载填装筒组2轮循转动至所述抛投位置；所述负载填装筒组2包括多个负载填装筒21，所述第二转动单元与多个负载填装筒21连接，驱动多个负载填装筒21转动，进而使多个负载填装筒21轮循转动至所述抛投位置；所述直线电机1通过推动件3抵推在位于所述抛投位置的负载填装筒21内的负载4底部，所述推动件3在所述直线电机1驱动下推动负载4向负载填装筒21外抛投。

所述第一转动单元包括第一转盘5和第一驱动单元6，第一驱动单元6可以为驱动电机和减速器，驱动电机的动力输出端连接减速器，并通过减速器与第一转盘5连接，通过驱动电机和减速器可以精确驱动第一转盘5的转动位置。第一转盘5为圆盘，其上设置有多个安装负载填装筒组2的安装位置，多个负载填装筒组2围绕第一转盘5中心周向布置的多个负载填装筒组2。所述第一驱动单元驱动所述第一转盘5转动，进而带动所述第一转盘5上的多个负载填装筒组2轮循转动至所述抛投位置。在第一驱动单元6和第一转盘5的驱动下多个负载填装筒组2可以快速、连续地移动至抛投位置，方便后续的抛投动作。多个负载填装筒组2可以绕第一转盘5中心周向均匀布置，如此可以降低第一驱动单元6驱动控制难度，通过第一驱动单元6以每次相同角度驱动第一转盘5旋转即可保证负载填装筒组2能够轮循准确地转动至抛投位置。本实施例中第一转盘5周向均布8个负载填装筒组，然而本发明并不以此为限制，第一转盘上设置的负载填装筒组的数量可以根据实际需要进行调整。

所述第二转动单元包括第二转盘7和第二驱动单元8，第二驱动单元8可以为驱动电机和行星减速器组成的伺服模块，驱动电机的动力输出端连接行星减速器，并通过行星减速器与第二转盘7连接，通过驱动电机和行星减速器可以精确驱动第二转盘7的转动位置。第二转盘7为圆盘，其上设置有多个安装负载填装筒21的安装位置，多个负载填装筒21围绕第二转盘7中心周向布置。每个第二转盘7上设置的多个负载填装筒21组成负载填装筒组2。所述第二驱动单元8驱动所述第二转盘7转动，进而带动所述第二转盘7上的多个负载填装筒21轮循转动至所述抛投位置。在第二驱动单元8和第二转盘7的驱动下多个负载填装筒21可以快速、连续地移动至抛投位置，方便后续的抛投动作。多个负载填装筒21可以绕第二转盘7中心周向均匀布置，如此可以降低第二驱动单元8驱动控制难度，通过第二驱动单元8以每次相同角度驱动第二转盘7旋转即可保证负载填装筒组2能够轮循准确地转动至抛投位置。本实施例中第二转盘7周向均布4个负载填装筒21，然而本发明并不以此为限制，第二转盘上设置的负载填装筒的数量可以根据实际需要进行调整。负载填装筒21为圆柱形筒结构，每个负载填装筒21中预设有与负载填装筒21形状相配的圆柱形负载，负载填装筒21的底部封闭，顶部开口，负载填装筒21底部具有支撑结构将负载填装筒21支撑起来，使得圆柱形负载底部与负载填装筒21底部之间具有一定间隙，便于推动件3伸入承接于负载底部。负载在外部动力推动下可以从下至上沿负载填装筒21移动，进而从负载填装筒21顶部开口抛投出去。沿所述负载填装筒21轴向设置有贯穿负载填装筒21内外的顶推槽22。顶推槽22沿负载填装筒21轴向自负载填装筒21底部延伸至负载填装筒21顶部，第二转盘7上与负载填装筒21顶推槽22对应位置设置有缺口71，推动件3的顶推端可以经由缺口71和顶推槽22伸入负载填装筒21并伸入承接于负载4底部。所述推动件3设置在所述直线电机1的动子11上，沿径向延伸至所述抛投位置处，且穿过所述顶推槽22抵推在负载填装筒21内的负载4底部，直线电机的动子11自下而上移动，可以带动推动件3沿顶推槽22自负载填装筒21底部至上部移动，进而推动负载4从负载填装21底部向顶部移动并从开口处抛投出去。

所述第二转盘7的数量与所述负载填装筒组2的数量相同，每个负载填装筒组2设置在各自对应的第二转盘7上，多个第二转盘7围绕所述第一转盘中心周向均匀布置。所述第一转动单元还包括第三转盘9，所述第一转盘5和所述第三转盘9设置在所述负载填装筒组2的两端，并将所述负载填装筒组2夹持固定，保证负载填装筒组2安装的稳定性。第二转盘7的转轴72设置在第一转盘5的外周上，使得每个第二转盘7可以通过各自的转轴72相对第一转盘5转动。

所述直线电机1、第一转动单元、第二转动单元和多个负载填装筒组2设置在外壳10中，所述外壳10的一端设置有抛投口101，所述抛投口101的大小与所述负载填装筒组2的端面大小相配，使得从所述负载填装筒21中抛投出的负载4可以从所述抛投口101向外发射。所述自动装填抛投装置还包括底座15和角度调节架，所述外壳10通过所述角度调节架架设在所述底座15上，通过调整所述角度调节架能够调节所述自动装填抛投装置的抛投角度。角度调节架包括前端支撑座161、后端支撑座162，自动装填抛投装置前端与电动起竖缸163通过铰链连接，电动起竖缸163另一端与前端支撑座161通过铰链连接，自动装填抛投装置后端与后端支撑座162通过铰链连接，后端支撑座162的铰链位置安装有编码器，用来测定自动装填抛投装置的起竖角度。根据需要可以调整合适抛投角度进行抛投实验。

本发明的基于直线电机的自动装填抛投方法，包括如下步骤：

1)配置如上述的自动装填抛投装置；

2)通过所述第一转动单元驱动多个负载填装筒组之一至所述抛投位置；

3)通过直线电机驱动所述推动件推动负载填装筒组中处于抛投位置的负载填装筒内负载向筒外抛投；

4)通过所述第二转动单元驱动负载填装筒组中下一个负载填装筒转动至抛投位置后，重复步骤3)、4)直至负载填装筒组中所有负载填装筒内负载抛投完毕；

5)通过所述第一转动单元驱动多个负载填装筒组中的下一个至所述抛投位置，然后重复步骤3)-5)直至所有负载填装筒组中的负载抛投完毕。

综上所述，转盘减速机带动第一转盘转动，同时第一转盘上的伺服模块带动负载装填转筒转动以保证自动装填系统每一个试验负载高精度自动完成与动子推杆对准动作，达到快速装填的目的。多个负载装填转筒可装填多个试验负载，并且每一个装填筒具有沿轴线方向贯穿装填筒的矩形槽，以保证动子推杆可直接推动负载进行抛投试验，无需中间传力装置，结构紧凑减少能量损失。此外，电动起竖缸可带动整个自动装填系统完成俯仰动作，以达到整个系统在不同俯仰角进行抛投试验的目的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种基于直线电机的自动装填抛投装置，其特征在于，包括直线电机、第一转动单元、第二转动单元和多个负载填装筒组，所述直线电机固定设置在抛投位置，所述第一转动单元与多个负载填装筒组连接，驱动多个负载填装筒组转动，进而使多个负载填装筒组轮循转动至所述抛投位置；所述负载填装筒组包括多个负载填装筒，所述第二转动单元与多个负载填装筒连接，驱动多个负载填装筒转动，进而使多个负载填装筒轮循转动至所述抛投位置；所述直线电机通过推动件抵推在位于所述抛投位置的负载填装筒内的负载底部，所述推动件在所述直线电机驱动下推动负载向负载填装筒外抛投；

所述第一转动单元包括第一转盘和第一驱动单元，所述第一驱动单元与所述第一转盘动力连接，所述第一转盘上设置有多个围绕第一转盘中心周向布置的多个负载填装筒组；所述第一驱动单元驱动所述第一转盘转动，进而带动所述第一转盘上的多个负载填装筒组轮循转动至所述抛投位置；

所述第二转动单元包括第二转盘和第二驱动单元，所述第二驱动单元与所述第二转盘动力连接，所述第二转盘上设置有多个围绕着第二转盘中心周向布置的多个负载填装筒；所述第二驱动单元驱动所述第二转盘转动，进而带动所述第二转盘上的多个负载填装筒轮循转动至所述抛投位置；

所述第二转盘的数量与所述负载填装筒组的数量相同，每个负载填装筒组设置在各自对应的第二转盘上，所述第二转盘围绕所述第一转盘中心周向布置；

所述第一转动单元还包括第三转盘，所述第一转盘和所述第三转盘设置在所述负载填装筒组的两端，并将所述负载填装筒组夹持固定。

2.如权利要求1所述的自动装填抛投装置，其特征在于，沿所述负载填装筒轴向设置有贯穿负载填装筒内外的顶推槽。

3.如权利要求2所述的自动装填抛投装置，其特征在于，所述推动件设置在所述直线电机的动子上，沿所述第一转盘的径向延伸至所述抛投位置处，且穿过所述顶推槽抵推在负载填装筒内的负载底部。

4.如权利要求1所述的自动装填抛投装置，其特征在于，所述直线电机、第一转动单元、第二转动单元和多个负载填装筒组设置在外壳中，所述外壳的一端设置有抛投口，所述抛投口的大小与所述负载填装筒组的端面大小相配，使得从所述负载填装筒中抛投出的负载可以从所述抛投口向外发射。

5.如权利要求4所述的自动装填抛投装置，其特征在于，所述自动装填抛投装置还包括底座和角度调节架，所述外壳通过所述角度调节架架设在所述底座上，通过调整所述角度调节架能够调节所述自动装填抛投装置的抛投角度。

6.一种基于直线电机的自动装填抛投方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)配置如权利要求1-5任一项所述的自动装填抛投装置；

2)通过所述第一转动单元驱动多个负载填装筒组之一至所述抛投位置；

3)通过直线电机驱动所述推动件推动负载填装筒组中处于抛投位置的负载填装筒内负载向筒外抛投；

4)通过所述第二转动单元驱动负载填装筒组中下一个负载填装筒转动至抛投位置后，重复步骤3)、4)直至负载填装筒组中所有负载填装筒内负载抛投完毕；

5)通过所述第一转动单元驱动多个负载填装筒组中的下一个至所述抛投位置，然后重复步骤3)-5)直至所有负载填装筒组中的负载抛投完毕。