一种带牵引线的可重复弹射装置及其工作方法

本发明涉及弹射装置，特别涉及一种带牵引线的可重复弹射装置及其工作方法。

背景技术：

1、目前，弹射发射装置被广泛的应用于航空航天、工业以及机械自动化等领域。现有技术中的弹射装置主要以弹簧蓄势，包括电机，蓄能机构，弹射机构，解锁块，滑轨等部件，现有弹射装置的弹射步骤为由控制系统发出弹射指令，电机收到弹射信号后便压缩弹簧进行蓄能，直至弹射机构与解锁块接触，实现弹射过程。利用这种方式完成整个弹射过程耗时较长，其由于增加了额外的触发机构，整体的结构也更为复杂。

2、参考公开号cn 211543929 u的实用新型专利，其公开了一种弹射装置，通过活动挂钩与固定挂钩来缩短弹射响应，具体实现过程为当弹簧处于压缩状态时，活动挂钩与固定挂钩钩在一起，收到弹射指令后，活动挂钩与固定挂钩脱离，完成弹射过程的响应。该装置加快了弹射响应，提高了弹射效率，但仍然使用了额外的触发机构，增加了装置的整体复杂度。

3、参考公开号cn 109173293 a的实用新型专利，其公开了一种弹射装置，其安装有两级弹射装置，能够实现对较重物体的弹射过程，且射程比较远。但其装置体积偏大，且将物体弹射出去后无法继续对被弹射物体施加作用力进而调节被弹射物体的弹射速度。

4、因此，如何不使用额外的触发机构来完成弹射过程的响应以及弹射之后如何调节被弹射物体的速度是一个有待解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种带牵引线的可重复弹射装置及其工作方法，不仅结构合理，而且不需要额外的触发结构，实现自动控制。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种带牵引线的可重复弹射装置，包括底板，所述底板上固设有水平置放的导向管座，所述导向管座内同轴滑动连接有滑筒，所述导向座顶部开设有滑移槽并于滑移槽内的滑筒顶部固连有以利驱动滑筒轴向滑移的齿条，所述齿条上啮合有不完全齿轮，所述不完全齿轮经蓄能电机驱动；所述导向管座一端固设有后盖板，所述后盖板与滑筒之间顶接有弹簧，所述滑筒另一端顶接有作业器，该作业器端部经牵引线依次穿过滑筒、后盖板并绕设于收放线机构上。

3、进一步的，所述不完全齿轮周部由轮齿部以及非轮齿面组成，所述不完全齿轮经轮齿部与齿条啮合并由非轮齿面释放齿条供其线性滑移。

4、进一步的，所述收放线机构包括卷线电机，电机座以及卷线轮，卷线电机经电机座固连在底板上，所述卷线轮经卷线电机驱动旋转绕线。

5、进一步的，所述滑筒前端固设有前盖板，所述前盖板与后盖板上均开设有供牵引线穿过的通孔，所述后盖板顶部朝下竖向开设有圆柱形孔洞与通孔相通，该圆柱形孔洞内插设有迷你电缸以张紧牵引线。

6、进一步的，所述作业器包括圆柱状的主体以及主体前端固连且呈圆锥状的作业器球帽，所述作业器球帽与导向管座内均嵌设有无线陀螺仪。

7、进一步的，所述导向管座前端同轴固连有导向管，所述导向管后端延伸至导向管座内并于后端部内壁设置第一光电传感器，所述导向管前端部内壁设置有第二光电传感器。

8、进一步的，所述导向管前端连接有截面呈半圆弧状的导向回收槽。

9、进一步的，所述蓄能电机经电机支架固定在底板上，所述电机支座正对导向管座一侧设置有霍尔传感器，所述不完全齿轮端面设置有磁铁。

10、一种带牵引线的可重复弹射装置的工作方法，按以下步骤进行：初始状态下，弹簧处于完全压缩的蓄能状态，不完全齿轮靠近非轮齿面的轮齿部与齿条啮合，霍尔传感器处于高磁性状态；

11、当蓄能电机收到弹射命令，蓄能电机带动不完全齿轮旋转，不完全齿轮的轮齿部与齿条脱离啮合状态，蓄能电机停止转动，弹簧回弹将作业器弹射出去；

12、弹射过程中通过导向管上的第一光电开关和第二光电开关监测作业器的初始弹射速度，并通过两个无线陀螺仪监测作业器和底板的加速度和速度信号；

13、作业器弹射的过程中卷线电机带动卷线轮转动，放松牵引线，并配合作业器上陀螺仪的速度数据控制卷线轮放绳速度，使其与作业器的速度相匹配，减少牵拉力；

14、作业器弹射出导向管后，导向管端部的光电开关发出指示信号，完成弹射过程；

15、完成弹射过程之后，开始为下一次的弹射过程准备，蓄能电机转动带动不完全齿轮旋转，转至不完全齿轮轮齿部再次与齿条啮合，再次带动齿条沿着滑移槽向后盖板做线性运动，压缩弹簧，当不完全齿轮旋转到预设位置时，霍尔传感器感应到磁场变化，便完成了再次蓄能过程，蓄能电机停止转动，等待作业器归位便可进行下一次的弹射过程；

16、当回收过程开始后，迷你电缸伸出下放张紧牵引线，避免牵引绳缠绕，由卷线电机驱动的卷线轮转动将牵引线收回在卷线轮上，牵引线带动作业器沿回收导向槽回到导向管内，直到贴紧前盖板，整个系统回到初始蓄能状态，便可进行下一次弹射。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

18、1．不需要额外的触发机构来完成弹射过程的响应，能够简化机械结构，实现全自动控制。

19、2．通过对作业器弹射/回收全程的基座和作业器的加速度、速度和位移进行实时监测，借助卷线电机的恒位置控制功能可实现作业器弹射阶段主动精准放绳，使放线速度与作业器飞行速度相匹配，实现零张力放线控制。

20、3．通过电机恒转矩控制功能实现卷线轮恒转矩输出，保证系绳牵拉阻尼可调，实现作业器弹射和回收全过程恒张力控制。

21、下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种带牵引线的可重复弹射装置，其特征在于：包括底板，所述底板上固设有水平置放的导向管座，所述导向管座内同轴滑动连接有滑筒，所述导向座顶部开设有滑移槽并于滑移槽内的滑筒顶部固连有以利驱动滑筒轴向滑移的齿条，所述齿条上啮合有不完全齿轮，所述不完全齿轮经蓄能电机驱动；所述导向管座一端固设有后盖板，所述后盖板与滑筒之间顶接有弹簧，所述滑筒另一端顶接有作业器，该作业器端部经牵引线依次穿过滑筒、后盖板并绕设于收放线机构上。

2.根据权利要求1所述的一种带牵引线的可重复弹射装置，其特征在于：所述不完全齿轮周部由轮齿部以及非轮齿面组成，所述不完全齿轮经轮齿部与齿条啮合并由非轮齿面释放齿条供其线性滑移。

3.根据权利要求1所述的一种带牵引线的可重复弹射装置，其特征在于：所述收放线机构包括卷线电机，电机座以及卷线轮，卷线电机经电机座固连在底板上，所述卷线轮经卷线电机驱动旋转绕线。

4.根据权利要求1所述的一种带牵引线的可重复弹射装置，其特征在于：所述滑筒前端固设有前盖板，所述前盖板与后盖板上均开设有供牵引线穿过的通孔，所述后盖板顶部朝下竖向开设有圆柱形孔洞与通孔相通，该圆柱形孔洞内插设有迷你电缸以张紧牵引线。

5.根据权利要求1所述的一种带牵引线的可重复弹射装置，其特征在于：所述作业器包括圆柱状的主体以及主体前端固连且呈圆锥状的作业器球帽，所述作业器球帽与导向管座内均嵌设有无线陀螺仪。

6.根据权利要求1所述的一种带牵引线的可重复弹射装置，其特征在于：所述导向管座前端同轴固连有导向管，所述导向管后端延伸至导向管座内并于后端部内壁设置第一光电传感器，所述导向管前端部内壁设置有第二光电传感器。

7.根据权利要求6所述的一种带牵引线的可重复弹射装置，其特征在于：所述导向管前端连接有截面呈半圆弧状的导向回收槽。

8.根据权利要求1所述的一种带牵引线的可重复弹射装置，其特征在于：所述蓄能电机经电机支架固定在底板上，所述电机支座正对导向管座一侧设置有霍尔传感器，所述不完全齿轮端面设置有磁铁。

9.一种带牵引线的可重复弹射装置的工作方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一所述的一种带牵引线的可重复弹射装置，并按以下步骤进行：

技术总结
本发明涉及一种带牵引线的可重复弹射装置及其工作方法，包括底板，所述底板上固设有水平置放的导向管座，导向管座内同轴滑动连接有滑筒，导向座顶部开设有滑移槽并于滑移槽内的滑筒顶部固连有以利于驱动滑筒轴向滑移的齿条，齿条上啮合有不完全齿轮，所述不完全齿轮经蓄能电机驱动；导向管座一端固设有后盖板，后盖板与滑筒之间顶接有弹簧，滑筒另一端顶接有作业器，该作业器端部经牵引线依次穿过滑筒、后盖板并绕设于收放线机构上，利用不完全齿轮与弹簧完成蓄能与弹射过程，通过弹射作业器实现反方向位移，无需额外的触发机构来实现弹射响应，简化了装置的整体结构，且能借助电机实现对弹射物体的弹射和回收全过程恒张力控制。

技术研发人员：谢钰,谭显庆,陈剑雄,陈晖,林述温,孙凯霖,张文炜
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17