CN205403588U - 光电控制式多级电磁发射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光电控制式多级电磁发射装置，包括电源、电源开关、充电开关、继电器、升压模块、电压检测模块、发射开关、电容组、光电触发器组、可控硅组以及发射线圈组。本实用新型利用多级线圈对弹丸进行加速，能够确保弹丸的出膛动能，提高发射效果；通过逐级对各电容进行触发，不会影响弹丸在炮管的加速；利用电压检测模块对升压模块的输出电压进行检测，以相应控制各电容的充电，减少电容损耗，延长使用寿命。

Description

光电控制式多级电磁发射装置

技术领域

本实用新型涉及电磁加速领域，具体涉及一种光电控制式多级电磁发射装置。

背景技术

现有的电磁发射装置一般仅由升压模块、安装在炮管上用于给炮管中的弹丸加速的发射线圈以及电容等组成，电路结构简单，而且炮管径较小，子弹质量较轻。在公开号为CN1254827A的专利申请中介绍了一种手枪式电磁发射方案，其包括两个并联的发射线圈，通过同时触发对弹丸进行加速并发射。但是，这种单级触发方式发射的弹丸只能实现一次加速，并且由于其质量小，故出膛动能也相对较小，发射效果较差。公开号为CN202501798U的专利申请中公开了一种线圈加速式电磁轨道炮，其采用多级线圈对弹丸进行加速，但是其线圈采用接近开关进行触发，会影响弹丸在炮管中的加速。

同时，上述两种电磁发射方案都没有对升压模块的输出电压(即电容的充电电压)进行监测，会给电容造成过多损耗，从而导致电容的使用寿命降低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于，提供一种能实现逐级光电触发、多级线圈加速的光电控制式多级电磁发射装置。

本实用新型提出的一种光电控制式多级电磁发射装置，包括电源、电源开关、充电开关、继电器、升压模块、电压检测模块、发射开关、电容组、光电触发器组、可控硅组以及发射线圈组；

电容组包括多级电容，该多级电容至少包括第一级电容、第二级电容和第三级电容；光电触发器组至少包括用于设置在炮管上的第一级光电触发器和第二级光电触发器；发射线圈组至少包括用于设置在炮管上的第一级线圈、第二级线圈和第三级线圈；可控硅组至少包括第一级可控硅、第二级可控硅和第三级可控硅；

所述电源与电源开关电连接，电源开关与充电开关、升压模块三者电连接；升压模块与电容组中各级电容分别电连接，其与充电开关接通时进行升压以对各级电容进行充电；电压检测模块分别与升压模块的输出端、继电器电连接，以检测升压模块的输出电压，相应控制继电器动作；继电器根据电压检测模块的检测结果控制充电开关与升压模块之间的通断；

发射开关连接在电源开关与第一级可控硅之间，以控制第一级可控硅的触发；第二级可控硅、第三级可控硅分别与电源开关电连接；

第一级电容分别与第一级可控硅、第一级线圈电连接，第一级电容在第一级可控硅的触发下向第一级线圈供电，第一级线圈得电后对炮管中的弹丸进行第一级加速；第二级电容分别与第二级可控硅、第二级线圈电连接，第二级可控硅与第一级光电触发器电连接，第一级光电触发器感应到所述弹丸时，第二级可控硅触发第二级电容向第二级线圈供电，第二级线圈得电后对所述弹丸进行第二级加速；第三级电容分别与第三级可控硅、第三级线圈电连接，第三级可控硅与第二级光电触发器电连接，第二级光电触发器感应到所述弹丸时，第三级可控硅触发第三级电容向第三级线圈供电，第三级线圈得电后对所述弹丸进行第三级加速。

在本实用新型的其中一优选方案中，还包括测速仪，所述测速仪设置在炮管发射口处以测量所述弹丸的发射初速。

在本实用新型的其中一优选方案中，所述第一级可控硅、第二级可控硅和第三级可控硅为场效应管。

在本实用新型的其中一优选方案中，第一级电容、第二级电容和第三级电容均为闪光灯电容。

在本实用新型的其中一优选方案中，第一级电容、第二级电容和第三级电容的额定电压均为330V，容量均为240uF。

在本实用新型的其中一优选方案中，所述炮管为透明的亚克力材质炮管，其内径为11mm，外径为12mm。

在本实用新型的其中一优选方案中，所述升压模块包括有ZVS单元。

在本实用新型的其中一优选方案中，所述电压检测模块的驱动核心为达林顿管。

在本实用新型的其中一优选方案中，所述电源为锂电池。

在本实用新型的其中一优选方案中，所述第一级线圈、第二级线圈和第三级线圈的绝缘线环绕方向均一致，每一级线圈长30mm且包括13层绕线。

本实用新型至少具备以下有益效果：

1、能够利用多级线圈对弹丸进行加速，确保弹丸的出膛动能，提高发射效果。

2、采用光电触发器(第一级光电触发器、第二级光电触发器)逐级对各电容进行触发，不会影响弹丸在炮管的加速。

3、利用电压检测模块对升压模块的输出电压进行检测，以相应控制各电容的充电，减少电容损耗，延长使用寿命。

附图说明

图1是实施例提出的一种光电控制式多级电磁发射装置的连接结构示意图。

图中：10-电源，11-电源开关，12-充电开关，13-继电器，14-升压模块，15-电压检测模块，16-发射开关，21-第一级电容，22-第二级电容，23-第三级电容，31-第一级光电触发器，32-第二级光电触发器，41-第一级线圈，42-第二级线圈，43-第三级线圈，51-第一级可控硅，52-第二级可控硅，53-第三级可控硅，60-测速仪，70-炮管。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步描述。

请参阅图1，实施例提出的一种光电控制式多级电磁发射装置，包括电源10、电源开关11、充电开关12、继电器13、升压模块14、电压检测模块15、发射开关16、电容组、光电触发器组、可控硅组以及发射线圈组。

其中，电容组包括多级电容，该多级电容至少包括第一级电容21、第二级电容22和第三级电容23；光电触发器组至少包括用于设置在炮管70上的第一级光电触发器31和第二级光电触发器32；发射线圈组至少包括用于设置在炮管70上的第一级线圈41、第二级线圈42和第三级线圈43；可控硅组至少包括第一级可控硅51、第二级可控硅52和第三级可控硅53。

本实施例中，第一级可控硅51、第二级可控硅52和第三级可控硅53具体可以是场效应管，第一级电容21、第二级电容22和第三级电容23优选为闪光灯电容，额定电压可以是330V，容量可以是240uF，当然也可采用其他规格的电容。炮管70优选为透明的亚克力材质炮管，其内径可以是11mm，外径可以是12mm，当然也可采用其他规格。升压模块14优选具有ZVS单元。电压检测模块15的驱动核心为达林顿管。电源10具体可以是锂电池。第一级线圈41、第二级线圈42和第三级线圈43具体可以是绝缘线环绕方向一致的线圈，每一级线圈长30mm且包括13层绕线，当然也可采用其他合适的规格。

电源10与电源开关11电连接，电源开关11与充电开关12、升压模块14三者电连接；升压模块14与电容组中各级电容分别电连接，其与充电开关12接通时进行升压以对各级电容进行充电；电压检测模块15分别与升压模块14的输出端、继电器13电连接，以检测升压模块14的输出电压，相应控制继电器13动作；继电器13根据电压检测模块15的检测结果控制充电开关12与升压模块14之间的通断。

发射开关16连接在电源开关11与第一级可控硅51之间，以控制第一级可控硅51的触发；第二级可控硅52、第三级可控硅53分别与电源开关11电连接。

第一级电容21分别与第一级可控硅51、第一级线圈41电连接，第一级电容21在第一级可控硅51的触发下向第一级线圈41供电，第一级线圈41得电后对炮管70中的弹丸(图未示出)进行第一级加速；第二级电容22分别与第二级可控硅52、第二级线圈42电连接，第二级可控硅52与第一级光电触发器31电连接，第一级光电触发器31感应到所述弹丸时，第二级可控硅52触发第二级电容22向第二级线圈42供电，第二级线圈42得电后对所述弹丸进行第二级加速；第三级电容23分别与第三级可控硅53、第三级线圈43电连接，第三级可控硅53与第二级光电触发器32电连接，第二级光电触发器32感应到所述弹丸时，第三级可控硅53触发第三级电容23向第三级线圈43供电，第三级线圈43得电后对所述弹丸进行第三级加速。

此外，本实施例还可进一步包括测速仪60，测速仪60设置在炮管70发射口处以测量所述弹丸的发射初速，可以为下一次发射提供修改及调整参考。

工作原理

请参阅图1，首先按下电源开关11和充电开关12，升压模块14开始工作并对各级电容进行充电；电压检测模块15检测升压模块14的输出电压，当达到切断电压值(譬如450V)时，电压检测模块15(达林顿管)驱动继电器13，由继电器13切断充电开关12与升压模块14之间的通路。其次，按下发射开关16，第一级可控硅51将触发第一级电容21向第一级线圈41供电，第一级线圈41在瞬间环绕电流的作用下产生强磁场吸引炮管70中的弹丸由静止开始进行第一级加速，弹丸沿炮管70飞行；当弹丸经过第一级光电触发器31的感应区域时，将由第二级可控硅52触发第二级电容22向第二级线圈42供电，第二级线圈42得电后对弹丸进行第二级加速，弹丸继续沿炮管70飞行；当弹丸经过第二级光电触发器32的感应区域时，将由第三级可控硅53触发第三级电容23向第三级线圈43供电，第三级线圈43得电后对弹丸进行第三级加速，并最终从炮管70的发射口发射出去。

当然，本实施例的发射线圈组还可以是更多级线圈，其工作原理与本实施例中的三级线圈相似，同时各电容、光电触发器、可控硅等的级数相应设置即可。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光电控制式多级电磁发射装置，其特征在于，包括电源、电源开关、充电开关、继电器、升压模块、电压检测模块、发射开关、电容组、光电触发器组、可控硅组以及发射线圈组；

电容组包括多级电容，该多级电容至少包括第一级电容、第二级电容和第三级电容；光电触发器组至少包括用于设置在炮管上的第一级光电触发器和第二级光电触发器；发射线圈组至少包括用于设置在炮管上的第一级线圈、第二级线圈和第三级线圈；可控硅组至少包括第一级可控硅、第二级可控硅和第三级可控硅；

所述电源与电源开关电连接，电源开关与充电开关、升压模块三者电连接；升压模块与电容组中各级电容分别电连接，其与充电开关接通时进行升压以对各级电容进行充电；电压检测模块分别与升压模块的输出端、继电器电连接，以检测升压模块的输出电压，相应控制继电器动作；继电器根据电压检测模块的检测结果控制充电开关与升压模块之间的通断；

发射开关连接在电源开关与第一级可控硅之间，以控制第一级可控硅的触发；第二级可控硅、第三级可控硅分别与电源开关电连接；

第一级电容分别与第一级可控硅、第一级线圈电连接，第一级电容在第一级可控硅的触发下向第一级线圈供电，第一级线圈得电后对炮管中的弹丸进行第一级加速；第二级电容分别与第二级可控硅、第二级线圈电连接，第二级可控硅与第一级光电触发器电连接，第一级光电触发器感应到所述弹丸时，第二级可控硅触发第二级电容向第二级线圈供电，第二级线圈得电后对所述弹丸进行第二级加速；第三级电容分别与第三级可控硅、第三级线圈电连接，第三级可控硅与第二级光电触发器电连接，第二级光电触发器感应到所述弹丸时，第三级可控硅触发第三级电容向第三级线圈供电，第三级线圈得电后对所述弹丸进行第三级加速。

2.根据权利要求1所述的光电控制式多级电磁发射装置，其特征在于，还包括测速仪，所述测速仪设置在炮管发射口处以测量所述弹丸的发射初速。

3.根据权利要求1所述的光电控制式多级电磁发射装置，其特征在于，所述第一级可控硅、第二级可控硅和第三级可控硅为场效应管。

4.根据权利要求1所述的光电控制式多级电磁发射装置，其特征在于，第一级电容、第二级电容和第三级电容均为闪光灯电容。

5.根据权利要求4所述的光电控制式多级电磁发射装置，其特征在于，第一级电容、第二级电容和第三级电容的额定电压均为330V，容量均为240uF。

6.根据权利要求1所述的光电控制式多级电磁发射装置，其特征在于，所述炮管为透明的亚克力材质炮管，其内径为11mm，外径为12mm。

7.根据权利要求1所述的光电控制式多级电磁发射装置，其特征在于，所述升压模块包括有ZVS单元。

8.根据权利要求1所述的光电控制式多级电磁发射装置，其特征在于，所述电压检测模块的驱动核心为达林顿管。

9.根据权利要求1所述的光电控制式多级电磁发射装置，其特征在于，所述电源为锂电池。

10.根据权利要求1所述的光电控制式多级电磁发射装置，其特征在于，所述第一级线圈、第二级线圈和第三级线圈的绝缘线环绕方向均一致，每一级线圈长30mm且包括13层绕线。