CN218455416U - 一种供弹盘以及供弹机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供弹盘以及供弹机构，在所述供弹盘内设置有环形弹仓，在所述环形弹仓内装填有若干弹丸，所述若干弹丸依次排列且相互抵靠，输弹机构的驱动力作用于环形弹仓内的弹丸，依次将环形弹仓内的弹丸推出。本实用新型采用弹丸沿供弹盘的环形弹仓内依次排列且相互作用的结构设计，通过简单、可靠的供弹方式，在实现供弹性能的同时，有效的保证了整个供弹机构的轻量化，从而实现空间平台的轻量化搭载要求。而且，输弹机构选用无源的涡簧机构替代有源的电机驱动的弹盘推杆式供弹机构，不需要空间平台额外的提供电力，并且涡簧结构具有对空间复杂环境适应能力较强、可靠性较高、质量较轻的特点。

Description

一种供弹盘以及供弹机构

技术领域

本实用新型属于弹丸发射系统技术领域，特别涉及一种供弹盘以及供弹机构。

背景技术

现有的弹丸发射系统多采用火药作为弹丸的发射动能，但是在某些特殊环境空间要求下，则需要采用压缩气体代替传统火药燃烧产生的高压气来完成对弹丸的发射。

现有利用压缩气体驱动弹丸发射的装置中，供弹机构更多考虑装弹量的要求，弹仓中弹丸装填方式复杂，造成供弹可靠性较低，经常出现卡弹的现象。而且，现有发射装置中在弹丸供弹能源方面普遍采用电机驱动的方式，电机驱动虽然能保证驱动力的稳定性，但其同样需要设计传动机构，同时也会消耗空间平台系统的电力资源，对电路控制的可靠性也有非常高的要求，尤其是在某些复杂环境下，适应性较差，无法保证系统的稳定性及可靠性，而且质量较重。

此外，由于弹丸在发射过程中会产生较大的后坐力，其产生的后坐力作用于炮膛轴线方向，对发射系统以及搭载平台会产生较大的力矩作用，若发射系统无法确保其质心与炮膛发射方向一致，则会对整个发射系统的发射精度造成影响。

发明内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够有效提高输弹可靠性，且整体轻量化的供弹盘以及供弹机构。

本实用新型通过下述技术方案来实现：一种供弹盘，其特征在于：在所述供弹盘内设置有环形弹仓，在所述环形弹仓内装填有若干弹丸，所述若干弹丸依次排列且相互抵靠，输弹机构的驱动力作用于环形弹仓内的弹丸，依次将环形弹仓内的弹丸推出。

本实用新型所述的供弹盘，其所述输弹机构设置在供弹盘内部，包括拨弹杆、涡簧以及弹盘转轴，所述弹盘转轴可转动地设置在供弹盘轴心处，所述涡簧内接口与弹盘转轴相连接，所述拨弹杆的一端与弹盘转轴固定连接，其另一端抵靠在环形弹仓内最后一个弹丸的后端面。

本实用新型所述的供弹盘，其所述涡簧的输出推力通过拨弹杆作用于环形弹仓内最后一个弹丸的后端面，且涡簧的输出推力能够将环形弹仓内的所有弹丸推出环形弹仓。

本实用新型所述的供弹盘，其在所述拨弹杆上安装有码盘，在所述码盘上设置有若干检测点，所述若干检测点以弹盘转轴为中心均匀分布在圆周之上，在所述码盘任意一侧设置有检测传感器，所述检测传感器用于检测码盘上检测点的变化。

一种供弹机构，其特征在于：包括对称地设置在进弹机构两侧的上述供弹盘，对称布置的供弹盘形成双弹盘结构，所述供弹盘的环形弹仓的出弹口与进弹机构的进弹段内腔相连，所述输弹机构用于将进弹机构两侧供弹盘内的弹丸交替式的输送至进弹机构的进弹段内。

本实用新型所述的供弹机构，其所述进弹机构包括姿态控制机构、转动体以及进弹壳体，所述进弹壳体内部形成进弹段内腔，所述转动体可转动地设置在进弹壳体内，所述姿态控制机构设置在进弹壳体上，且姿态控制机构的驱动端与转动体连接，所述转动体沿其径向设置有装弹通孔，所述装弹通孔的一端为进弹口，在装弹状态时，所述转动体的装弹通孔的进弹口与对应侧供弹盘的出弹口连通，而另一侧供弹盘内的弹丸被阻止进入装弹通孔内。

本实用新型所述的供弹机构，其在所述装弹通孔内远离进弹口的一端设置有阻挡定位部，所述阻挡定位部用于阻挡装弹通孔对应端口弹丸的进入，并对由进弹口进入的弹丸装填位置进行定位。

本实用新型所述的供弹机构，其在所述进弹壳体内部的轴向两端分别设置有密封件，当所述转动体处于发射状态位置时，所述密封件用于对进弹壳体内部轴向两端的开口与转动体上装弹通孔的两端开口周边形成密封结构。

本实用新型采用弹丸沿供弹盘的环形弹仓内依次排列且相互作用的结构设计，通过简单、可靠的供弹方式，在实现供弹性能的同时，有效的保证了整个供弹机构的轻量化，从而实现空间平台的轻量化搭载要求。而且，输弹机构选用无源的涡簧机构替代有源的电机驱动的弹盘推杆式供弹机构，不需要空间平台额外的提供电力，并且涡簧结构具有对空间复杂环境适应能力较强、可靠性较高、质量较轻的特点。

附图说明

图1是本实用新型中供弹盘的结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是图1的剖视图。

图4是本实用新型中供弹机构的结构示意图。

图5是本实用新型在发射系统中的应用示意图。

图6是本实用新型中发射身管的结构示意图。

图7是本实用新型中线膛身管的结构示意图。

图8是本实用新型中测速系统的原理示意图。

图中：1为发射管，2为供弹盘，3为弹丸，4为环形弹仓，5为拨弹杆，6 为涡簧，7为弹盘转轴，8为码盘，9为检测点，10为检测传感器，11为姿态控制机构，12为进弹壳体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

如图1、2和3所示，一种供弹盘，在所述供弹盘2内设置有环形弹仓4，在所述环形弹仓4内装填有若干弹丸3，所述若干弹丸3依次排列且相互抵靠，输弹机构的驱动力作用于环形弹仓4内的弹丸3，依次将环形弹仓4内的弹丸3 推出。

其中，所述输弹机构设置在供弹盘2内部，包括拨弹杆5、涡簧6以及弹盘转轴7，所述弹盘转轴7可转动地设置在供弹盘2轴心处，所述涡簧6内接口与弹盘转轴7相连接，所述拨弹杆5的一端与弹盘转轴7固定连接，其另一端抵靠在环形弹仓4内最后一个弹丸3的后端面，通过拨弹杆5的圆周式运动，将所述涡簧6的输出推力作用于环形弹仓4内最后一个弹丸3的后端面，即输弹机构的动力源采用涡簧力矩输出，且涡簧6的输出推力能够将环形弹仓4内的所有弹丸3推出环形弹仓4，所述涡簧的输出力矩可根据需求进行调节。

本方案中选用了无源的涡簧机构替代有源的电机驱动的弹盘推杆式供弹机构。在供弹能源方面，电机驱动虽然能保证驱动力的稳定性，但其同样需要设计传动机构，同时也会消耗空间平台系统的电力资源，而且对电路控制的可靠性也有非常高的要求。而采用无源的涡簧推弹机构，是不需要空间平台额外的提供电力，而且涡簧结构对空间复杂环境适应能力较强、可靠性较高、质量较轻的特点。

其中，在所述拨弹杆5上安装有码盘8，在所述码盘8上设置有若干检测点 9，所述若干检测点9以弹盘转轴7为中心均匀分布在圆周之上，在所述码盘8 任意一侧设置有检测传感器10，所述检测传感器10用于检测码盘8上检测点9 的变化。输弹机构每输送一颗弹丸，拨弹杆带着码盘旋转一定的角度，码盘下端的传感器即可检测到一个旋转信号。该检测信号通过遥测信号反馈，通过上位机计算，即可判断出弹丸是否输送弹正常以及所输送的弹丸的具体位号，从而实现了，上位机对供弹机构的监测与计数。

本方案中通过码盘及传感器的设计，对弹丸供弹动作进行了实时信号检测，对弹丸是否供弹到位以及供弹弹丸位号进行监测及计数，可及时反馈供弹状态的遥测信号。

实施例2

如图4所示，一种供弹机构，包括对称地设置在进弹机构两侧的实施例1 中所述的供弹盘2，对称布置的供弹盘2形成双弹盘结构，以使整个动能发射系统的质心与发射管的炮膛发射方向一致，减少了发射后坐力对发射装置以及搭载平台作用的力矩，从而提高了整个发射系统的发射精度；所述供弹盘2的环形弹仓4的出弹口与进弹机构的进弹段内腔相连，所述输弹机构用于将进弹机构两侧供弹盘2内的弹丸3交替式的输送至进弹机构的进弹段内。

具体地，所述进弹机构包括姿态控制机构11、转动体以及进弹壳体12，所述进弹壳体12内部形成进弹段内腔，所述转动体可转动地设置在进弹壳体12 内，所述姿态控制机构11设置在进弹壳体12上，且姿态控制机构11的驱动端与转动体连接，所述转动体沿其径向设置有装弹通孔，所述装弹通孔的一端为进弹口，在装弹状态时，所述转动体的装弹通孔的进弹口与对应侧供弹盘2的出弹口连通，而另一侧供弹盘2内的弹丸3被阻止进入装弹通孔内；在发射状态时，所述转动体的装弹通孔与发射管1同轴且与发射管1的管膛相连通，所述装弹通孔内装填的弹丸3经高压气体驱动由发射管1发射；所述姿态控制机构11驱动转动体在进弹壳体12内转动，以使其在装弹状态和发射状态之间切换。

使用时，姿态控制机构的驱动电机带动转动体向左侧旋转90°，使转动体的进弹口与左侧供弹盘连通，左侧供弹盘内的弹丸在输弹机构涡簧推力的作用下，向转动体内部的装弹通孔运动，刚好运动一个弹丸的身位。然后姿态控制机构的驱动电机带动转动体回转90°，转动体带着弹丸回转至炮膛方向，从而实现了弹丸入膛动作。

具体地，在所述装弹通孔内远离进弹口的一端设置有阻挡定位部，所述阻挡定位部用于阻挡装弹通孔对应端口弹丸3的进入，并对由进弹口进入的弹丸3 装填位置进行定位。通过阻挡定位部的设计，能够在转动体一侧装弹的情况下，确保另一侧的弹丸无法进入到转动体内，同时对进入转动体内弹丸的装填位置进行精确定位，便于后续动作的实现，而且阻挡定位部的设置也不会影响弹丸在发射状态下高压气体对弹丸的驱动。

为了进一步确保弹丸发射时，对进弹壳体内高压气体的有效密封，在所述进弹壳体12内部的轴向两端分别设置有密封件，当所述转动体处于发射状态位置时，所述密封件用于对进弹壳体12内部轴向两端的开口与转动体上装弹通孔的两端开口周边形成密封结构。

如图5所示，为将本实施例中的供弹机构用于双弹盘动能发射系统的结构设计，具体包括发射装置系统、供气系统以及控制系统，所述发射装置系统包括发射管1、进弹机构以及供弹机构，所述控制系统分别与发射装置系统和供气系统相连，用于对发射装置系统的发射流程及供气系统的动作进行控制。

本发射装置系统是发射系统的主体部分，是一种高过载动能发射系统，根据动力学相似原理，使用压缩空气代替传统火药燃烧产生的高压气体来完成对弹丸的发射。发射时，通过快开阀的快速打开，气体压力直接作用到弹丸底部，弹丸被加速得到一定的动能后，从炮口射出。本方案的设计，充分结合了以往的25mm口径原理样机设计经验，同时根据空间环境下应用的要求，以满足指标要求的炮口初速为设计基础，同时做到结构上的安全性、可靠性，并再此基础上做到结构的最佳优化，以保证产品的轻量化、小型化、模块化。

其中，所述进弹机构进弹段内腔的轴向两端分别与发射管1和供气系统相连，所述供气系统用于向进弹机构的进弹段内腔提供驱动气体，具体地，所述进弹机构的进弹段内腔靠近供气系统一侧与高压气室相连，在所述高压气室与进弹段内腔之间设置有快开阀，用于关闭高压气室前端出口以隔离气体或迅速开启高压气室前端出口以沟通高压气室与进弹段内腔。

具体地，所述发射管主要作用是完成弹丸的发射任务，弹丸通过快开阀开启后，在气压的推动下，在炮管内部进行加速直至获得一定的弹丸动能后，由炮口射出完成发射动作。所述发射管采用高强度铝合金材料，考虑到炮膛内的承压，设计合理的身管壁厚。如图6和7所示，所述发射管1包括发射身管和线膛身管，所述发射身管一端与进弹机构的进弹段相连，其另一端与线膛身管相连，在所述发射身管中部设置有两个加强段，在保证身管承压、强度刚度的同时，合理的减少整体壁厚，从而减少了身管质量，身管接口采用大尺寸矩形螺纹连接接口；为了提高发射系统的打击精度，本系统还设计了一个线膛身管，在所述线膛身管的内膛导向部管壁上设置有与身管轴线成一定倾斜角度的若干条螺旋形凸起与凹槽，其作用是赋予弹丸在出膛时有一定的旋转速度，以保证弹丸在飞行过程中的稳定性。同时线膛身管与发射身管的接口保持一致，使其具备互换性条件。

具体地，快开阀起着隔离气体和迅速开启的作用，通常安装在高压气室前端。注气时，快开阀处于关闭状态，以保证气体只注入高压气室内，而不向发射身管段泄漏；放气时，快开阀能迅速开启，使得高压气室内大量气体立即作用到位于供弹段内弹丸的底部。本方案中的快开阀优选采用活塞式的压力释放机构，以提高结构的设计优化，和对气室压力的控制，实现活塞杆的高速运动，从而实现了快速开启的功能，开启速度约10ms。

其中，高压气室的作用是储存高压气体，为弹丸的加速提供能量。在本实施例中，其容积设计为1L，由内弹道计算满足供弹初速要求，高压气室内径为 70mm，高压气室整体采用高轻度铝合金加工，依照15MPa的超载压力进行设计，保证一定的安全系数。

所述供气系统与高压气室相连，用于向高压气室提供惰性气体，是保障发射系统正常工作的动力源，具体地，供气系统是本发射系统必不可少的外围设备，其由储气罐、调节阀、输送管路组成。其中，储气罐内储存的气体介质为惰性气体，由调节阀调节输出压力值，并通过输送管路实现对高压气室供气的功能，其主要任务是保障高压力气体的存储与释放。

所述控制系统分别与发射装置系统和供气系统相连，用于对发射装置系统的发射流程及供气系统的动作进行控制。所述控制系统主要根据空间环境下的应用要求，对发射系统的执行动作进行控制与反馈，对发射系统的状态参数进行检测及控制，整个控制盒的核心在于系统的供配电、遥控遥测、供弹机构控制、阀门开关控制、充气压力控制等。

具体地，所述控制系统包括电机旋变控制系统、压力控制系统、传感器控制系统以及地面测试系统。所述电机旋变控制系统与姿态控制机构11的驱动电机相连，用于对转动体12的转动进行控制；所述供气系统包括储气罐、调节阀以及输送管路，所述压力控制系统分别与快开阀和调节阀相连；所述传感器控制系统与供弹盘2内的检测传感器10相连，用于对弹丸的供弹状态进行监测。

其中，所述地面测试系统在地面环境下，对发射系统的整体性能进行测试，包括发射速度，弹丸初速，打击精度等指标。具体地，所述地面测试系统包括回收室、靶板以及测速系统，所述回收室用于对发射弹丸的回收。

如图8所示，所述测速系统用于测量弹丸的炮口初速。弹丸在射出炮口的一瞬间，其弹丸已经获得了一定的初速动能。弹丸开始移动瞬间，经过第一个发射对射弹道屏传感器的红外屏改变遮光量，第一传感器产生第一方波反馈给控制器，弹丸运动经过第二个着弹对射弹道屏传感器，第二传感器产生第二方波并反馈给控制器，通过第一方波和第二方波的时间差计算出弹射时间，从而根据公式计算出弹丸的炮口初速。

本发射系统，在考虑到结构功能性能实现的同时，优化了结构强度，接口强度，并根据空间应用环境下的环境及力学要求，对局部薄弱的结构进行了结构优化，整个供弹机构通过了空间搭载平台所要求的环境及力学要求。

本发射系统，通过对高压惰性气体的控制和释放，从而实现了对弹丸的加速发射过程。由于采用高分子量的惰性气体，与传统火药发射相比，气体介质更单一，由于其摩尔数高的原因，其转化的动能更加充分。同时相应的对发射后坐力影响较小，对系统搭载平台的姿态影响较小。

本发射系统，采用惰性气体为驱动能源，整个发射过程可认为是冷态发射过程，不含火工装置，具备较高的可靠性及安全性。

本发射系统，采用双弹盘的供弹机构，并选用无源的涡簧机构替代有源的电机驱动的弹盘推杆式供弹机构。在供弹能源方面，电机驱动虽然能保证驱动力的稳定性，但其同样需要设计传动机构，同时也会消耗空间平台系统的电力资源，而且对电路控制的可靠性也有非常高的要求。而采用无源的涡簧推弹机构，是不需要空间平台额外的提供电力，而且涡簧结构对空间复杂环境适应能力较强、可靠性较高、质量较轻的特点，同时在空间平台搭载的技术也较为成熟。

本发射系统，采用双弹盘的供弹机构，通过双弹盘的对称性设计结构，将整个发射装置的质心与炮膛发射方向一致，从而实现了弹丸发射过程中，其产生的后坐力作用于炮膛轴线方向，从而减少了发射后坐力对发射装置以及搭载平台所产生的的力矩作用，从而有效的提高整个发射系统的发射精度。

本发射系统，通过码盘及传感器的设计，对弹丸供弹动作进行了实时信号检测，对弹丸是否供弹到位以及供弹弹丸位号进行监测及计数，可及时反馈供弹状态的遥测信号。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种供弹盘，其特征在于：在所述供弹盘(2)内设置有环形弹仓(4)，在所述环形弹仓(4)内装填有若干弹丸(3)，所述若干弹丸(3)依次排列且相互抵靠，输弹机构的驱动力作用于环形弹仓(4)内的弹丸(3)，依次将环形弹仓(4)内的弹丸(3)推出。

2.根据权利要求1所述的供弹盘，其特征在于：所述输弹机构设置在供弹盘(2)内部，包括拨弹杆(5)、涡簧(6)以及弹盘转轴(7)，所述弹盘转轴(7)可转动地设置在供弹盘(2)轴心处，所述涡簧(6)内接口与弹盘转轴(7)相连接，所述拨弹杆(5)的一端与弹盘转轴(7)固定连接，其另一端抵靠在环形弹仓(4)内最后一个弹丸(3)的后端面。

3.根据权利要求2所述的供弹盘，其特征在于：所述涡簧(6)的输出推力通过拨弹杆(5)作用于环形弹仓(4)内最后一个弹丸(3)的后端面，且涡簧(6)的输出推力能够将环形弹仓(4)内的所有弹丸(3)推出环形弹仓(4)。

4.根据权利要求2所述的供弹盘，其特征在于：在所述拨弹杆(5)上安装有码盘(8)，在所述码盘(8)上设置有若干检测点(9)，所述若干检测点(9)以弹盘转轴(7)为中心均匀分布在圆周之上，在所述码盘(8)任意一侧设置有检测传感器(10)，所述检测传感器(10)用于检测码盘(8)上检测点(9)的变化。

5.一种供弹机构，其特征在于：包括对称地设置在进弹机构两侧的权利要求1至4中任意一项所述的供弹盘(2)，对称布置的供弹盘(2)形成双弹盘结构，所述供弹盘(2)的环形弹仓(4)的出弹口与进弹机构的进弹段内腔相连，所述输弹机构用于将进弹机构两侧供弹盘(2)内的弹丸(3)交替式的输送至进弹机构的进弹段内。

6.根据权利要求5所述的供弹机构，其特征在于：所述进弹机构包括姿态控制机构(11)、转动体以及进弹壳体(12)，所述进弹壳体(12)内部形成进弹段内腔，所述转动体可转动地设置在进弹壳体(12)内，所述姿态控制机构(11)设置在进弹壳体(12)上，且姿态控制机构(11)的驱动端与转动体连接，所述转动体沿其径向设置有装弹通孔，所述装弹通孔的一端为进弹口，在装弹状态时，所述转动体的装弹通孔的进弹口与对应侧供弹盘(2)的出弹口连通，而另一侧供弹盘(2)内的弹丸(3)被阻止进入装弹通孔内。

7.根据权利要求6所述的供弹机构，其特征在于：在所述装弹通孔内远离进弹口的一端设置有阻挡定位部，所述阻挡定位部用于阻挡装弹通孔对应端口弹丸(3)的进入，并对由进弹口进入的弹丸(3)装填位置进行定位。

8.根据权利要求6所述的供弹机构，其特征在于：在所述进弹壳体(12)内部的轴向两端分别设置有密封件，当所述转动体处于发射状态位置时，所述密封件用于对进弹壳体(12)内部轴向两端的开口与转动体上装弹通孔的两端开口周边形成密封结构。

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