一种发射机构及多级水火箭的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种发射机构及多级水火箭，其中发射机构包括：第一滑块、第二滑块和在被控时发生转动的控制转盘；第一滑块嵌套于所述第二滑块内部，所述控制转盘的第一预设位置与所述第一滑块相连接，所述控制转盘上第二预设位置与所述第二滑块相连接，所述控制转盘在发生转动时带动第一滑块与第二滑块发生相对滑动，进而带动所述第一滑块的卡口和所述第二滑块的卡口的重合面积增大或减小，便于将放置于所述卡口中的待夹持对象放松或卡紧。本发明提供的发射机构可通过简单的滑动控制卡紧和放松物体，通过外接电机实现自动控制，从而实现飞行控制系统对发射的精准控制，避免了人为卡紧物体无法控制松紧的问题，结构简单、重量轻。
【专利说明】
一种发射机构及多级水火箭
技术领域
[0001]本发明涉及一种发射机构及多级水火箭。
【背景技术】
[0002]水火箭是一个利用质量比和气压作用而设计的玩具，同时是物理教学中著名的案例之一，可以培养学生对于物理学习的兴趣，而其中蕴含的物理原理是了解物理中力学的重要的基础。
[0003]目前的水火箭，采用喷水作为动力推动火箭前进，是利用废弃的饮料瓶制作成动力舱、箭体、箭头、尾翼、降落伞。灌入三分之一的水，利用打气筒充入空气到达一定的压力后发射。是利用水和空气的质量之比(水的密度是空气的771倍)，压缩空气把水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出，在反作用下，水火箭快速上升，加速度、惯性滑翔在空中飞行，像导弹一样有一个飞行轨迹，最后达到一定高度，在空中打开降落伞徐徐降落的火箭模型。
[0004]但是，目前的水火箭大多数都飞行时间较短，进而无法持续飞行较高的高度，无法满足学生的需求。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种发射机构及多级水火箭，将火箭设计模块化，同时设计多级飞行控制系统，使得多级水火箭设计大为简化，便于使用推广应用。
[0006]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种发射机构，包括:第一滑块、第二滑块和在被控时发生转动的控制转盘；
[0007]所述第一滑块嵌套于所述第二滑块内部，所述第一滑块和第二滑块上分别设有预设形状的卡口，所述控制转盘的第一预设位置与所述第一滑块相连接，所述控制转盘上第二预设位置与所述第二滑块相连接，所述第一预设位置与所述第二预设位置位于所述控制转盘任意一个直径的两端；
[0008]所述控制转盘在发生转动时带动第一滑块与第二滑块发生相对滑动，进而带动所述第一滑块的卡口和所述第二滑块的卡口的重合面积增大或减小，便于将放置于所述卡口中的待夹持对象放松或卡紧。
[0009]进一步，所述卡口分别设置在第一滑块和第二滑块的一端，第一滑块和第二滑块的另一端分别设有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽分别与所述控制转盘相连接。
[0010]进一步，所述控制转盘呈圆形，所述控制转盘的同侧面上分别设有两个立柱，两个所述立柱分别设于同一直径的两端，两个所述立柱分别插入第一凹槽和第二凹槽；
[0011]当所述控制转盘转动，带动两个立柱分别在所述第一凹槽和所述第二凹槽内沿相反方向滑动，带动所述第一滑块和所述第二滑块发生相对位移。
[0012]本发明还提供一种多级水火箭，包括:包括至少两个水容器、至少一个固定支撑架、至少一个立柱、一个发射平台和至少两个所述发射机构；
[0013]至少两个水容器分为至少两层上下层级设置，其中，顶层至倒数第二层的水容器分别倒置于每层之间的所述固定支撑架上，底层的水容器倒置于所述发射平台上，每个所述立柱的顶端均与其上部的固定支撑架固定，顶层的固定支撑架上设置的所述发射机构用于放松和卡紧位于上层的水容器的瓶口，顶层的固定支撑架以下的发射机构用于放松和卡紧立柱的底端；
[0014]在放松任意一层的所述发射机构时，该层级水容器会由于其内置的液体喷出，向液体喷出的相反方向运动，在卡紧所述发射机构时，可以将水容器固定于对应的所述固定支撑架上。
[0015]进一步，每两层相邻的水容器中，位于下层的水容器数量大于上层的水容器数量。
[0016]进一步，还包括多个设置于所述固定支撑架或者所述发射平台上的塞子，每个顶层至倒数第二层的所述水容器的瓶口分别与固定于所述固定支撑架上对应的塞子接触，每个底层的所述水容器的瓶口分别与固定于所述发射平台上对应的塞子接触。
[0017]本发明的有益效果是:本发明提供的发射机构可通过简单的滑动控制卡紧和放松物体，通过外接电机实现自动控制，从而实现飞行控制系统对发射的精准控制，避免人为卡紧物体无法控制松紧的问题，且结构简单、重量轻等特点。
[0018]通过将同一级的多个水容器固定在一起，可以实现每个级别的水火箭共同脱落，为上一级水火箭带来更大的动力，并且模块化的水容器更便于操作和实现，发射机构结构简单，平衡。
[0019]通过发射机构实现多级水火箭的联动控制，根据不同的发射机构控制不同级别的水容器，可实现分级脱离，进而增加动力，使水火箭的升空高度实现突破，本发明将火箭设计模块化，同时设计多级飞行控制系统，使得多级水火箭设计大为简化，便于使用推广应用。
[0020]通过上下两个级别之间的分离减轻整体水火箭系统的重力，并通过释放下一级别水容器的瓶口，实现动力二次增加。
【附图说明】
[0021 ]图1为本发明所述的一种发射机构结构示意图；
[0022]图2为本发明所述的一种发射机构的原理图；
[0023]图3为本发明实施例所述的一种多级水火箭的结构示意图；
[0024]图4为本发明实施例中支座的侧视图。
[0025]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0026]1、发射机构，11、第一滑块，12、第二滑块，13、控制转盘，14、第一凹槽，15、第二凹槽，16、立柱，20、支座、21、水容器，22、固定支撑架，23、支柱，24、塞子，30、发射平台。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0028]如图1所示，为本发明所述的一种发射机构10，包括:第一滑块11、第二滑块12和在被控时发生转动的控制转盘13;
[0029]所述第一滑块11嵌套于所述第二滑块12内部，所述第一滑块11和第二滑块12上分别设有预设形状的卡口，在实际应用中，卡口为穿透第一滑块11或者第二滑块12的通孔，预设形状可以如图1所示为矩形，也可以为圆形、椭圆形等等，具体形状可以以实际能够夹紧待夹持对象为准，所述控制转盘13的第一预设位置与所述第一滑块11相连接，所述控制转盘13上第二预设位置与所述第二滑块12相连接，所述第一预设位置与所述第二预设位置位于所述控制转盘13任意一个直径的两端；
[0030]所述控制转盘13在发生转动时带动第一滑块11与第二滑块12发生相对滑动，进而带动所述第一滑块11的卡口和所述第二滑块12的卡口的重合面积增大或减小，便于将放置于所述卡口中的待夹持对象放松或卡紧，如图1中，右侧内部为虚线、外部为实线的圆形为被卡紧的带夹持对象。
[0031]所述卡口分别设置在第一滑块11和第二滑块12的一端，第一滑块11和第二滑块12的另一端分别设有第一凹槽14和第二凹槽15，所述第一凹槽14和第二凹槽15分别与所述控制转盘13相连接。
[0032]所述控制转盘13呈圆形，所述控制转盘13的同侧面上分别设有两个立柱23，两个所述立柱23分别设于同一直径的两端，两个所述立柱23分别插入第一凹槽和第二凹槽；
[0033]当所述控制转盘13转动，带动两个立柱23分别在所述第一凹槽和所述第二凹槽内沿相反方向滑动，带动所述第一滑块11和所述第二滑块12发生相对位移。
[0034]如图4所示，还包括，用于支撑发射机构1的支座20。
[0035]如图2所示，为本发明所述的一种发射机构10的工作原理图，所述控制转盘13呈圆形，所述控制转盘13的同侧面上分别设有两个立柱16，两个所述立柱16分别设于同一直径的两端;两个所述立柱16分别插入第一凹槽14和第二凹槽15;当所述控制转盘13转动，带动两个立柱16在第一凹槽14和第二凹槽15内相对滑动，第一滑块11和第二滑块12发生相对位移。如图2所示，位置a为卡紧状态，虚线所示;位置b为释放状态，实线所示。左边为电机驱动轮，右边为水容器瓶口。当电机驱动轮顺时针转动到a位置时，卡紧；当电机驱动轮逆时针转至Ijb位置时，释放。
[0036]在实际应用中，可以设置于控制转盘协同使用的控制单元，控制单元中包括外部电机、处理器和无线发射接收模块等，所述控制转盘13可以与外部电机相连接，受外部电机驱动而转动，外部电机可以根据处理器发送的电机控制信号进行转动，无线发射接收模块可以接收地面上使用者通过遥控端发送的无线控制信号，并将无线控制信号发送给处理器，处理器根据无线控制信号生成用于控制电机转动的电机控制信号。
[0037]发射机构10由两个可相向滑动的第一滑块11和第二滑块12组成，第一滑块11安装在第二滑块12里面，可相对滑动。两个滑块右边可安装水容器的瓶嘴，双向滑块合拢就可以卡住瓶嘴的凹槽，分开就释放水容器;左边有一个电机驱动的控制转盘13，控制转盘13上有两个安装在对称位置的凸起的立柱16，在两个滑块上面分别刻有可安装立柱16的第一凹槽14和第二凹槽15，控制转盘13上的立柱16分别插入两个滑块上的第一凹槽14和第二凹槽15，在电机驱动控制转盘13转动时，通过立柱16可驱动两个滑块相对运动。这样，单片机控制电机正转或反转，就可以控制两个滑块相对合拢或分开，这样就可以实现滑块针对水容器瓶嘴的卡紧或释放。
[0038]如图3所示，为本发明实施例所述的一种模块化多级水火箭系统，包括至少两个水容器21、至少一个固定支撑架22、至少一个立柱23、一个发射平台30和至少两个如权利要求1-3任一项所述的发射机构10;
[0039]至少两个水容器21分为至少两层上下层级设置，其中，顶层至倒数第二层的水容器21分别倒置于每层之间的所述固定支撑架22上，底层的水容器21倒置于所述发射平台30上，每个所述立柱23的顶端均与其上部的固定支撑架22固定，顶层的固定支撑架22上设置的所述发射机构10用于放松和卡紧位于上层的水容器21的瓶口，顶层的固定支撑架22以下的发射机构10用于放松和卡紧立柱23的底端；
[0040]在放松任意一层的所述发射机构10时，该层级水容器21会由于其内置的液体喷出，向液体喷出的相反方向运动，在卡紧所述发射机构1时，可以将水容器21固定于对应的所述固定支撑架22上。
[0041 ]每两层相邻的水容器21中，位于下层的水容器数量大于上层的水容器数量。
[0042]还包括多个设置于所述固定支撑架或者所述发射平台30上的塞子24，每个顶层至倒数第二层的所述水容器21的瓶口分别与固定于所述固定支撑架22上对应的塞子24接触，每个底层的所述水容器21的瓶口分别与固定于所述发射平台30上对应的塞子24接触。
[0043]在实际应用中，位于最底层的水容器21为第一级水火箭，其余层级的水火箭级别由下到上依次递增;其中第一级水火箭可以包括两个水容器，第二级水火箭可以包括一个水容器。
[0044]水容器21可以为500ML的可乐瓶等，通过往水容器中打气加压，推动水从瓶口喷出，从而推动水容器21向反方向运动;两个发射机构10是用来分别卡住水容器21的，以便飞行控制系统控制何时释放水容器21;支撑固定架22用来支撑第二级水火箭和固定第一级水火箭，同时其向下延伸的支柱23用来给发射机构10卡住用，以便控制第一级水火箭的发射时机，第一级发射架底板为发射平台30，软胶塞子24用来堵住水容器21。
[0045]模块化多级水火箭将多个水容器21分别通过固定支撑架进行组合固定，通过飞行控制系统可将这些独立模块进行合理的串联使用，从而达到模块化多级水火箭发射。
[0046]第一级水火箭由两个水容器21组成，他们由支撑固定架22固定，第二级水火箭放置在第一级水火箭的支撑固定架22之上。第一级水火箭中最为关键的是如何同步启动这几个发射器，这里专门设计了一个启动发射机构10，多个水火箭水容器21的喷口由塞子24塞住，水容器21及塞子24倒立在发射架发射平台30上，支架中间有一根支柱23向下延伸到发射平台30上，由启动发射机构10卡住，启动发射机构10由单片机控制的电机驱动打开或者锁闭，从而可以释放或者固定第一级水火箭，由于支柱23与支撑固定架22是一体的，第一级水火箭水容器通过支撑固定架22固定在一起，通过释放支柱23，也就同时释放第一级的水容器21，这也就可以控制其同步发射了。
[0047]第二级发射单元10架构在支撑固定架22上，发射机构10与第一级发射机构10相同，也由单片机控制的电机驱动，这样可以由飞控模块控制每一级的发射。
[0048]启动发射机构10的结构如图2所示，它通过安装部件及其上的螺钉固定在支撑固定架22或者发射架发射平台30上，第一级水火箭和第二及水火箭中发射机构10的安装角度相差90度。安装部件为固定发射机构的支座，且有支撑滑块的滑槽和方孔。
[0049]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种发射机构，其特征在于，包括:第一滑块、第二滑块和在被控时发生转动的控制转盘； 所述第一滑块嵌套于所述第二滑块内部，所述第一滑块和第二滑块上分别设有预设形状的卡口，所述控制转盘的第一预设位置与所述第一滑块相连接，所述控制转盘上第二预设位置与所述第二滑块相连接，所述第一预设位置与所述第二预设位置位于所述控制转盘任意一个直径的两端； 所述控制转盘在发生转动时带动第一滑块与第二滑块发生相对滑动，进而带动所述第一滑块的卡口和所述第二滑块的卡口的重合面积增大或减小，便于将放置于所述卡口中的待夹持对象放松或卡紧。2.根据权利要求1所述的一种发射机构，其特征在于，所述卡口分别设置在第一滑块和第二滑块的一端，第一滑块和第二滑块的另一端分别设有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽分别与所述控制转盘相连接。3.根据权利要求2所述的一种发射机构，其特征在于，所述控制转盘呈圆形，所述控制转盘的同侧面上分别设有两个立柱，两个所述立柱分别设于同一直径的两端，两个所述立柱分别插入第一凹槽和第二凹槽； 当所述控制转盘转动，带动两个立柱分别在所述第一凹槽和所述第二凹槽内沿相反方向滑动，带动所述第一滑块和所述第二滑块发生相对位移。4.一种多级水火箭，其特征在于，包括:包括至少两个水容器、至少一个固定支撑架、至少一个立柱、一个发射平台和至少两个如权利要求1-3任一项所述的发射机构； 至少两个水容器分为至少两层上下层级设置，其中，顶层至倒数第二层的水容器分别倒置于每层之间的所述固定支撑架上，底层的水容器倒置于所述发射平台上，每个所述立柱的顶端均与其上部的固定支撑架固定，顶层的固定支撑架上设置的所述发射机构用于放松和卡紧位于上层的水容器的瓶口，顶层的固定支撑架以下的发射机构用于放松和卡紧立柱的底端； 在放松任意一层的所述发射机构时，该层级水容器会由于其内置的液体喷出，向液体喷出的相反方向运动，在卡紧所述发射机构时，可以将水容器固定于对应的所述固定支撑架上。5.根据权利要求4所述的多级水火箭，其特征在于，每两层相邻的水容器中，位于下层的水容器数量大于上层的水容器数量。6.根据权利要求4所述的多级水火箭，其特征在于，还包括多个设置于所述固定支撑架或者所述发射平台上的塞子，每个顶层至倒数第二层的所述水容器的瓶口分别与固定于所述固定支撑架上对应的塞子接触，每个底层的所述水容器的瓶口分别与固定于所述发射平台上对应的塞子接触。
【文档编号】A63H27/14GK105833536SQ201610269322
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】侯沐朗
【申请人】侯沐朗