CN212340049U - 一种电动仿真玩具枪单、连发电控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动仿真玩具枪单、连发电控装置，属于仿真玩具枪的自动控制技术领域。其特征是所述的驱动电机的供电回路中串联一个由场效应管构成的控制开关，所述的驱动电机的两端并联一个与所述的控制开关同步反向开关的由场效应管构成的短接开关，所述的控制开关和短接开关与一个驱动电路相连接，所述的驱动电路连接一霍尔传感器，所述的霍尔传感器与玩具枪的活塞驱动齿轮上的磁铁耦合组成控制回路。可以对电动仿真玩具枪的齿轮系统进行了闭环控制，故连发和单发的运作得到准确的模拟，且每次击发完毕后仿真玩具枪内部用于反复推动活塞的弹簧处于最舒展状态，有效解决了弹簧可能处于过度压缩状态导致的寿命缩短问题。

Description

一种电动仿真玩具枪单、连发电控装置

技术领域

本实用新型公开了一种电动仿真玩具枪的电控装置，属于仿真玩具枪的自动控制技术领域。

背景技术

电动仿真玩具枪与真实枪械具有相似的外观，采用电池作为动力，通过驱动电机带动减速齿轮组及齿条，推动活塞压缩弹簧产生反作用力，在释放活塞的时候，由弹簧推动活塞在气缸中运动产生压缩空气，并由这部分压缩空气将气缸前部的弹丸吹出，模拟枪械发射弹丸。电动仿真玩具枪既可以作为国防教具，合理使用又可作为玩具，用途广泛。

市面上常见的电动仿真玩具枪缺乏有效可靠的单连发切换机构，少数具备单、连发切换机构的，由于采用机械控制，结构不完善故障率高，也无法正确模拟枪械单连发功能。

因此，发明一种控制可靠，安装方便的电动仿真玩具枪单连发电控装置十分必要。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种控制可靠，安装方便的电动仿真玩具枪电控装置。

本实用新型的技术方案是：

设置了两个同步交替翻转的电子开关电路，分别与仿真玩具枪的驱动电机的供电回路和驱动电机的两端连接，构成了驱动电机旋转及停止的精确控制；

设置了一个单刀双掷的微动开关，与玩具枪的扳机联动，构成玩具枪与电控装置的联动；

设置了与玩具枪单连发控制按钮联动的磁铁驱动霍尔开关，控制相关电路，实现电控单连发转换控制；

设置了与玩具枪的活塞驱动齿轮联动的磁铁驱动霍尔开关，控制相关电路，实现玩具枪的适时击发控制。

具体包括扳机开关，单连发档位检测机构，短时间储能系统，齿轮组行程检测机构，击发状态锁定机构，大功率场效应管开关。

扳机开关采用一端常闭的自复位单刀双掷微动开关。

单连发档位检测机构由磁铁和一片霍尔元件以及仿真玩具枪机匣外部的单连发选择旋钮组成，旋钮中安装磁铁，霍尔元件安装于机匣内部。

短时储能系统主要由电容构成，齿轮行程检测机构由另一片霍尔元件和固定于齿轮上的磁铁组成。

击发状态锁定机构主要由可控硅构成，一片或一组N沟道场效应管和P沟道场效应管作为受控的电子开关，对电机的运转，停止和刹车进行控制。

当单连发档位检测机构处于单发档位，扳机开关按下时，常开端闭合，常闭端断开，此时电路整体上电，但储能系统不储能，齿轮行程检测机构处于工作状态，击发状态锁定机构处于开启状态，大功率N沟道场效应管开通，P沟道场效应管关闭，电机运转，齿轮转动并压缩弹簧，当弹簧压缩完毕进入释放状态，齿轮组行程检测机构的霍尔元件检测到齿轮上的磁铁磁场，马上使击发状态锁定机构的可控硅锁定，锁定信号输出给大功率场效应管，N沟道场效应管关闭，电机断电，P沟道场效应管开通，电机处于短接状态，实现刹车快速停转，松开扳机开关后，扳机开关复位，电路整体复位，仿真玩具枪的一次单发操作完成。

当单连发档位检测机构处于连发档位，扳机开关按下时，常开端闭合，常闭端断开，此时电路整体上电，储能系统进行储能，齿轮行程检测机构处于未开启状态，击发状态锁定机构处于开启状态，大功率N沟道场效应管开通，P沟道场效应管关闭，电机持续运转，齿轮持续转动并反复压缩弹簧，仿真玩具枪进入连发状态，当扳机开关松开，开关复位，此时开关常闭端闭合，齿轮行程检测机构处于工作状态，储能系统向齿轮行程检测机构，击发状态锁定机构，大功率场效应管短暂供电，电机保持运转直到最后一次击发完成即齿轮组行程检测机构的霍尔元件检测到齿轮上的磁铁磁场，此时击发状态锁定机构的可控硅锁定，锁定信号输出给大功率场效应管，N沟道场效应管关闭，电机断电，P沟道场效应管开通，电机处于短接状态，实现刹车快速停转，短时储能系统电能迅速耗尽，电路整体复位。仿真玩具枪的连发操作完成。

综上所述，一种电动仿真玩具枪单、连发电控装置，包括工作电源、驱动电机，其特征是所述的驱动电机的供电回路中串联一个由场效应管构成的控制开关，所述的驱动电机的两端并联一个与所述的控制开关同步反向开关的由场效应管构成的短接开关，所述的控制开关和短接开关与一个驱动电路相连接，所述的驱动电路连接一霍尔传感器，所述的霍尔传感器与玩具枪的活塞驱动齿轮上的磁铁耦合组成控制回路；

所述的驱动电路的供电回路中串联一个单刀双掷微动开关的常开接点，所述的驱动电路的供电回路中连接一个由储能电容器、场效应管构成的控制开关组成的充放电回路，场效应管的栅极连接一霍尔传感器，该霍尔传感器与玩具枪单连发控制按钮联动的磁铁耦合组成控制回路；

所述的单刀双掷的微动开关与玩具枪的扳机联动，构成玩具枪的击发控制机构。

所述的驱动电路由两级晶体三极管构成的直流放大电路构成，第一级晶体三极管直流放大电路的输出负载连接霍尔传感器，其输入端与单刀双掷的微动开关的常闭接点连接；第二级晶体三极管直流放大电路的输出负载与可控硅的触发控制端连接，所述的可控硅负载端与所述的控制开关和短接开关的输入端连接构成控制回路。

所述的控制开关由一级直流耦合的场效应管组成的开关电路构成。

所述的短接开关由三级直流耦合的场效应管组成的开关电路构成。

本实用新型的电路外形和元件摆放可根据具体齿轮组布局灵活调整以适应各种型号仿真玩具枪的安装使用，其结构，原理和功能不变。

本实用新型控制可靠，安装方便。由于对电动仿真玩具枪的齿轮系统进行了闭环控制，齿轮组和对空气进行压缩的活塞都得到精确控制，故连发和单发的运作得到准确的模拟，且每次击发完毕后仿真玩具枪内部用于反复推动活塞的弹簧处于最舒展状态，有效解决了弹簧可能处于过度压缩状态导致的寿命缩短问题。

附图说明

附图1是本实用新型的电路图。

附图2是本实用新型的实施例，用于仿真玩具枪的元件设置分布及连接示意图。

具体实施方式

参照说明书附图，对本实用新型的实施例做进一步说明。

本实施例系仿真玩具手枪的具体实施方式。

电路图参见图1，结构安装参见图2。

一种电动仿真玩具枪单、连发电控装置，包括工作电源、驱动电机，其特征是所述的驱动电机的供电回路中串联一个由场效应管Q2构成的控制开关，所述的驱动电机的两端并联一个与所述的控制开关同步反向开关的由场效应管Q6、Q7、Q3构成的短接开关，所述的控制开关和短接开关与一个驱动电路相连接，所述的驱动电路连接一霍尔传感器H2，所述的霍尔传感器与玩具枪的活塞驱动齿轮上的磁铁耦合组成控制回路；

所述的驱动电路的供电回路中串联一个单刀双掷微动开关SS1的常开接点，所述的驱动电路的供电回路中连接一个由储能电容器C1、场效应管Q5构成的控制开关组成的充放电回路，场效应管的栅极连接一霍尔传感器H1，该霍尔传感器与玩具枪单连发控制按钮联动的磁铁耦合组成控制回路；

所述的单刀双掷的微动开关SS1与玩具枪的扳机联动，构成玩具枪的击发控制机构。

所述的驱动电路由两级晶体三极管Q1、Q4构成的直流放大电路构成，第一级晶体三极管Q1直流放大电路的输出负载连接霍尔传感器H2，其输入端与单刀双掷的微动开关SS1的常闭接点连接；第二级晶体三极管Q4直流放大电路的输出负载与可控硅D1的触发控制端连接，所述的可控硅负载端与所述的控制开关和短接开关的输入端连接构成控制回路。

所述的控制开关由一级直流耦合的场效应管Q2组成的开关电路构成。

所述的短接开关由三级直流耦合的场效应管Q6、Q7、Q3组成的开关电路构成。

具体工作过程：

1、当霍尔元件H1处在磁场中

初始状态时，微动开关常闭位置接通即1、2端导通，当常开位置接通时即2、3导通，1、2断开，霍尔元件H1获得工作电压，因其处在磁场中，H1的2、3端导通，场效应管Q5的Vgs低于阀值电压Vgs(th)，故Q5截止，R5及电解电容C1电压为零，C1不充电储能；由于H1的2、3端导通，所以霍尔元件H2获得电压，但因齿轮上磁铁磁场尚未到达H2，H2的2、3端截止，三极管Q4的基极电压Vb接近电源电压，E和C极饱和导通，可控硅D1的G极低电压，A、K极不导通，Q2，Q6，栅极高电压，D、S极导通。Q3的Vgs电压接近0，未到达Vgs(th)，故Q3截止，因Q2开通，Q3截止，所以电机开始工作，带动齿轮转动，当齿轮上的磁铁磁场到达H2，H2的2、3端导通，Q4截止，D1的G极接收到一个高电压，A、K极导通并锁定导通状态，只要SS1状态不发生改变，D1的A、K极保持导通，这时，Q2截止，Q3紧接着导通，电机两端失去电压后又迅速进入短接状态，电机转子产生感生电流，在磁场中受到迫使它停止转动的力矩，电机刹车停转，当SS1复位后，电路状态回复到初始状态。

2、当霍尔元件H1不处在磁场中

初始状态时，微动开关常闭位置接通即1、2端导通，当常开位置接通时即2、3导通，1、2断开，霍尔元件H1获得工作电压，因其不处在磁场中，H1的2、3端不导通，且此时Q1处于截止状态，故场效应管Q5的Vgs接近电源电压，高于阀值电压Vgs(th)，所以Q5导通，R5及电解电容C1电压接近电源电压，C1充电储能；由于H1的2、3端不导通，所以霍尔元件H2无法获得工作所需电压，故不工作，无论是否有磁场靠近H2，它的2、3端都不导通，三极管Q4的基极高电压，e和c极饱和导通，可控硅D1的G极低电压，A、K极不导通，Q2，Q6，栅极高电压，D、S极导通。Q3的Vgs电压接近0，未到达Vgs(th)，故Q3截止，因Q2开通，Q3截止，所以电机开始工作，带动齿轮持续转动，当SS1释放即1，2端导通时，由于C1已经充电，Q2，Q3，状态不变，电机和齿轮保持运转，Q1基极高电压，E和C极导通，H2获得工作电压，当齿轮上的磁铁磁场到达H2，H2的2、3端导通，Q4截止，D1的G极接收到一个高电压，A、K极导通并锁定导通状态，这时，Q2截止，Q3紧接着导通，电机两端失去电压后又迅速进入短接状态，电机刹车停转，C1放电完毕，电路回复到初始状态。

3、电路对于意外情况的保护措施

储能电容C1的容量值，可以通过计算或试验的方式确定，最低情况下要提供安装磁铁的齿轮完成旋转一周所需的延时工作电量，一般在100ms左右，在上述第2工作方式中，当齿轮组出现故障，SS1在释放后，H2始终不能进入磁场，随着C1的放电，Q2的栅极电压降低，低于阀值电压时Q2关闭，C1继续放电，Q6的栅极电压低于阀值电压后Q6关闭，于是Q3导通，此时电机已经断电并进入刹车过程。如果不存在R2，Q4，R4，Q7，那么Q3栅极直接连接于D1的A极，在以上这种意外情况下随着C1的放电，Q3和Q2将会同时打开，对于内阻只有数毫欧姆的场效应管来说，此时的电流过大，极易烧毁。所以为了避免意外情况下电路损坏，由R2，Q4，R4，Q7组成的保护电路，对本实用新型来说也必不可少。

Claims (4)

1.一种电动仿真玩具枪单、连发电控装置，包括工作电源、驱动电机，其特征是所述的驱动电机的供电回路中串联一个由场效应管构成的控制开关，所述的驱动电机的两端并联一个与所述的控制开关同步反向开关的由场效应管构成的短接开关，所述的控制开关和短接开关与一个驱动电路相连接，所述的驱动电路连接一霍尔传感器，所述的霍尔传感器与玩具枪的活塞驱动齿轮上的磁铁耦合组成控制回路；

所述的驱动电路的供电回路中串联一个单刀双掷微动开关的常开接点，所述的驱动电路的供电回路中连接一个由储能电容器、场效应管构成的控制开关组成的充放电回路，场效应管的栅极连接一霍尔传感器，该霍尔传感器与玩具枪单连发控制按钮联动的磁铁耦合组成控制回路；

所述的单刀双掷的微动开关与玩具枪的扳机联动，构成玩具枪的击发控制机构。

2.根据权利要求1所述的电动仿真玩具枪单、连发电控装置，其特征是所述的驱动电路由两级晶体三极管构成的直流放大电路构成，第一级晶体三极管直流放大电路的输出负载连接霍尔传感器，其输入端与单刀双掷的微动开关的常闭接点连接；第二级晶体三极管直流放大电路的输出负载与可控硅的触发控制端连接，所述的可控硅负载端与所述的控制开关和短接开关的输入端连接构成控制回路。

3.根据权利要求1所述的电动仿真玩具枪单、连发电控装置，其特征是所述的控制开关由一级直流耦合的场效应管组成的开关电路构成。

4.根据权利要求1所述的电动仿真玩具枪单、连发电控装置，其特征是所述的短接开关由三级直流耦合的场效应管组成的开关电路构成。

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