专利名称：气压发射器的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种发射装置；特别是关于一种气压发射装置。
背景技术：
对于各种产业，产品的耐冲击力关系着产品是否会在一般使用或运送过程 中损坏，而影响产品的可靠度。产品是否耐用或容易失效，更是关系着使用者 对各公司产品品质的信心。因此，对于各产业界而言，产品的耐冲击测试经常 列为产品在大量生产前必需通过的测试。以近来发展快速的太阳能光电板为 例，此太阳能光电板通常必须设置于户外的环境以吸收太阳能，然而为提高其 吸收太阳能的效率，太阳能光电板外通常并无任何屏障而仅仅设有由一强化玻 璃所构成的防护外框以资保护。因此，此防护外框必须有效抵挡户外环境所可 能发生的任何冲击，例如异物掉落冲击或者冰雹冲击等。换言之，太阳能光 电板的防护外框必需通过模拟冰雹或其他异物落下时发生撞击的测试，以避免 无法耐冲击的太阳能光电板在户外实际使用时受到冰雹或其他异物落下冲击 而损坏。
承上所述，以目前公知用以测试太阳能光电板的撞击试验手段主要分为两 种， 一种是利用重物自然落下的撞击试验；另一种则是利用发射装置射出一发 射体的撞击试验。前者，由于仅利用地心引力作为撞击物加速之用，因此测试 设备的高度尺寸则与欲模拟的撞击速度呈正相关，换言之，若所需撞击的速度 愈快，测试设备的高度就必须愈高。显然地，此种测试设备所能模拟的测试范 围极为有限。相对而言，后者以发射装置射出发射体的模拟测试应该是较为可 行的手段。
一般而言，目前常见利用发射装置射出发射体的手段主要可区分为以下三
类
l.引燃一爆裂物，藉由爆裂物燃烧时产生的爆炸能转换为推动发射体的动能，将发射体射出；
2. 利用一加压流体推动发射体，令发射体获得动能后发射出去；以及
3. 利用致动器推动发射体。
上述第一种手段，因爆裂物具有一定的危险性，因此基于安全考量，其应 用多半受到限制。另一方面，上述第三种手段，为了控制发射体的速度及符合 高速发射的需求，致动器本身必须具有精准控制速度及负载的能力。例如，若 使用线性马达作为致动器时，此线性马达通常需要高功率的电源供应与庞大的 控制设备以驱动与控制线性马达。若使用一般旋转马达作为致动器，还势必需 要配备将转动转换为高速线性移动的传动机构，以推动发射体。因此，使用致 动器推动发射体的测试手段通常具有设备复杂度及成本过高的问题。
相较前述二种测试手段，上述使用加压流体以加速发射体的测试方式较为 普遍。然而，此种测试设备多半必须利用一独立的蓄压槽连接加压气源与发射 装置间，使用上不仅使得整体发射设备的体积过大，占据大量空间，而且亦甚 为不便。
有鉴于此，为符合撞击测试的需求，如何克服现有发射系统具有危险性高、 复杂度过高、体积过大或使用不便等问题，乃为此技术领域亟待解决的问题。
发明内容
本实用新型的一目的在于提供一种气压发射器，可高速射出一发射体，且 具有可精准控制、安全性高、复杂度低、整合性高以及体积小等特性。
为达到上述目的，本实用新型的气压发射器与一加压气源气体连通，并包 含一蓄压槽、 一缸体以及一活塞。其中，蓄压槽包含一蓄压腔，而活塞是滑动 配合于缸体内，用以控制蓄压腔与外界间的气体连通。加压气源经由缸体而储 存一加压气体于蓄压腔中，并使缸体中的加压气体压迫活塞，使活塞实质地阻 隔蓄压腔与外界间的气体连通。当移除加压气源时，活塞开启蓄压腔与外界间 的气体通连，使蓄压腔内的加压气体可推动发射体自气压发射器发射而出。其 中，气压发射器适可以控制加压气源是否连接至气体发射器，使发射体以一高 速射出，并调控加压气体的气压以控制射出发射体的射速。由此，本实用新型 的气压发射器不需使用爆裂物，而具有可精准控制、高安全性、结构简单、整合性高，体积小等优点。
为让本上述目的、技术特征、和优点能更明显易懂，下文是以较佳实施例 配合所附图式进行详细说明。
图1A为本实用新型气压发射器的剖面示意图；以及 图1B为本实用新型气压发射器的爆炸示意图。
主要元件符号说明:
1气压发射器11.蓄压槽
110蓄压腔111第二内环壁
112第二外环壁113第二底璧
114气道12端板
120缸体121第一内环壁
122第一外环壁123第一底璧
124加压阀125安全阀
13活塞130余隙
131斜角14发射管
15橡胶环16发射体
17梭动环
具体实施方式
首先参考图1A，其显示本实用新型气压发射器1的一实施例。此气压发 射器1可与一加压气源(图未示)呈气体连通，以发射一发射体16，撞击待测 试物。具体而言，气压发射器1包含一蓄压槽11、 一端板12、 一活塞13以及 一发射管14。为更清楚解释，气压发射器1中各元件的连接关系，请合并参考 图1B,而图1B中的各元件可沿A-A组装线气密地组装成图1A所示的完整气 压发射器1。
具体而言，端板12可密合地与蓄压槽11装配在一起，使蓄压槽11与端板12共同地形成一蓄压腔110。端板12上具有一缸体120，活塞13则滑动地 配置于端板12的缸体120内。当端板12与蓄压槽11密合后，活塞13可在蓄 压槽11与端板12间的缸体120中上下作往复运动。活塞13与缸体120间可 界定一余隙130,使加压气体可自端板12的一入口进入缸体120后，经由余隙 130自缸体120渗透至蓄压槽110的蓄压腔110中，并蓄积于蓄压槽110中。 另一方面，发射管14可分离且气密地套设于蓄压槽11的下端并连接于蓄压槽 11的一气道114的一开口，并且设置有一橡胶环15。橡胶环15设置于发射管 14的一内壁，用以暂时性放置发射体16。
上述蓄压槽11的材质与活塞的材质较佳地是选自铝、镁、硅及其合金所 组成的群组。再者，上述发射体16可配合撞击测试的需求而为任何适当的物 质，以前述太阳能光电板的冰雹撞击测试为例，此发射体16可为一冰球，而 且为配合容纳冰球，发射管14内橡胶环15的材料较佳地是由聚氨酯(Poly Urethane，PU)所制成。因为橡胶环15的热传导系数低，以致冰球可暂时性地 放置于橡胶环15中，而不会吸收大量来自发射管14的热量而快速融化，使气 压发射器1可借由控制外加气源的气压，模拟冰雹或其他物体以不同速度撞击 太阳能光电板或其他物体上的实际情形。
更详细而言，气压发射器1中各元件的详细构造，请合并参考图1A、图 1B及如下说明。其中，上述端板12包含一第一内环壁121、一第一外环壁122、 一第一底壁123以及一加压阀124。第一内环壁121环设于第一底壁123上， 并与第一底壁123界定出上述缸体120以及一缸体开口。端板12的加压阀124 设置于第一内环壁121内侧及第一底壁123上，用以气体连接至加压气源，使 加压气源得对缸体120以及蓄压腔110进行加压充气。第一外环壁122环设于 第一内环壁121外缘的第一底壁123上。在较佳实施例中，加压阀124可连接 一电磁开关(图未示)，借由一控制装置(图未示)控制此电磁开关的开合， 以作为实际控制气压发射器1的加压或泄压发射等作动，达到精密控制气压发 射器1的目的。
上述蓄压槽11包含一第二内环壁111、一第二外环壁112以及一第二底壁 113。第二内环壁111环设于第二底壁113上且具有一开口贯穿第二底壁113， 以界定气道1M。此气道114与外界呈气体连通。第二外环壁112环设第二底壁113上，并设置于第二内环壁111外侧，且端板12的第一外环壁122套设 于蓄压槽11的第二外环壁112内缘，使端板12气密地与蓄压槽11相配合， 并使蓄压槽11的第二内环壁111、第二底壁113、第二外环壁112与端板12 的第一外环壁122、第一底壁123、第一内环壁121以及活塞13界定出蓄压腔 110，以储存加压气体。
为使蓄压腔110可顺利地储存加压气体，在较佳实施例中，上述活塞13 的圆周可在其中段附近朝其顶端逐渐减小形成一斜角131，并与缸体120的第 一内环壁121间界定余隙130，如图1A中的部分放大图所示。加压气源得经由 加压阀124进入缸体120后，藉由斜角131适当引导加压气体，使其经由余隙 130进入蓄压腔110，进行加压充气。当加压气源对缸体120提供加压气体时， 活塞13因加压气体在缸体120内所产生的压力而向下作动至缸体120的开口 端处，并顶持在第二内环壁111的顶端。当加压气源自加压阀124上移除后， 缸体120内的加压气体自加压阀124向外泄露后，缸体120内的气压瞬间减弱， 此时活塞13受到蓄积在蓄压腔110内加压气体的压迫而向上作动至第一底璧 123。在此需说明者的是，为明显绘示斜角131及余隙130，在图1A中斜角131、 余隙130是以放大的比例绘制。
在较佳实施例中，为避免气压发射器1终止发射程序并将加压气源自加压 阀124上移除后，蓄压槽11的蓄压腔110内残留的加压气体会压迫活塞13向 上作动并流至气道114中，而发生不预期的发射动作，端板12还包含一安全 阀125，设置于第一底壁123上及第一内环壁121内，用以控制蓄压腔110与 外界呈气体通连。当气压发射器1终止发射体16的发射程序后，使用者可控 制安全阀125开启，使蓄压腔110内的残留加压气体可经由安全阀125外泄于 外界，以避免不预期的发射动作。
为方便放置发射体16于发射管14中，本实用新型的气压发射器1还包含 一梭动环17，套设于发射管14的外围。当将梭动环17向上移动，梭动环17 可显露一开口，发射体16可经由此开口放置入气压发射器1中，并暂时性地 卡合于发射管14的橡胶环15中。当发射体16置入发射管14后，下移梭动环 17，以闭合该开口，完成发射前的准备动作。
为清楚了解气压发射器1的作动原理，请配合前述气压发射器1各元件的说明，并参考以下步骤
步骤(a)，连接加气压源至端板12的加压阀124，此加压气源得储存加压气 体于缸体120中，并藉由缸体120的第一内环壁121与活塞13间斜角131的 引导，经余隙130而储存于蓄压腔110中。此时，缸体120中的加压气体逐渐 地压迫活塞13，使活塞13向下作动并移动至缸体120的开口端，以实质地阻 隔蓄压腔110与气道114，进而使蓄压腔110与气道114间的气体连通受到阻 隔。
步骤(b)，移除加压气源，使加压气源不再输送加压气体至气压发射器1。 因此，缸体120中的加压气体自缸体120中经加压阀124外泄，造成缸体120 内的气压降低。活塞13因而受到蓄压腔110内的加压气体压迫而向上作动， 令活塞13开启蓄压腔110与气道114间的气体通连。
步骤(c)，蓄压腔110内的加压气体于蓄压腔110与气道114呈气体通连的 瞬间，可经由缸体120及气道114迅速地推动放置于发射管14的橡胶环15中 的发射体16，使发射体16于气压发射器1的发射管14中加速，并自发射管 14中发射而出。以前述将冰球作为发射体16为例，冰球受气压发射器1高压 气体的作用而高速射出，并撞击如太阳能光电板等待测物，可模拟冰雹或其他 异物冲击太阳能光电板的冲击测试。
总结而言，本实用新型的气压发射器1仅控制加压阀124的开合，即可以 一高速射出发射体16。另外，本实用新型的气压发射器1仅调控加压气源所提 供的加压气体的气压上限，即可控制射出发射体16的射速。本实用新型的气 压发射器1整合蓄压槽11、端板12、活塞13及发射管14为一完全的发射器， 即可射出发射体16，不必包含其他复杂的传动装置或多个未加整合的设备，而 具有高度整合性，可縮小体积；且不使用具高危险性的爆裂物，而具有安全性 高的特性。
上述的实施例仅用来例举本实用新型的实施态样，以及阐释本实用新型的 技术特征，并非用来限制本实用新型的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完 成的改变或均等性的安排均属于本实用新型所主张的范围，本实用新型的权利 保护范围应以申请专利范围为准。
权利要求1.一种气压发射器，可与一加压气源气体连通，其特征在于，包含一蓄压槽，包含一蓄压腔；一缸体；以及一活塞，滑动配合于所述缸体内，用以控制所述蓄压腔与外界呈气体连通；其中，所述加压气源经由所述缸体而储存一加压气体于所述蓄压腔中，并使所述活塞阻隔所述蓄压腔与外界间的气体连通；当移除所述加压气源时，所述活塞开启所述蓄压腔与外界间的气体通连，所述蓄压腔内的所述加压气体推动一发射体从所述气压发射器发射而出。
2. 如权利要求1所述的气压发射器，其特征在于，还包含一端板，所述端 板包含一第一内环壁、 一第一外环壁以及一第一底壁，其中所述第一内环壁环 设于所述第一底壁上，并与所述第一底壁界定出所述缸体以及一缸体开口，所 述第一外环壁环设于所述第一内环壁外缘的所述第一底壁上。
3. 如权利要求2所述的气压发射器，其特征在于，所述蓄压槽还包含一第 二内环壁、 一第二外环壁以及一第二底壁，其中所述第二内环壁环设于所述第 二底壁上且具有一开口贯穿所述第二底壁，以界定一气道与外界呈气体连通， 所述第二外环壁环设所述第二底壁上，且其中所述第一外环壁环可套设于所述 第二外环壁内缘，并与所述第二外环壁、所述第二内环壁、所述第二底壁、所 述第一内环壁、所述第一底壁以及所述活塞界定所述蓄压腔。
4. 如权利要求3所述的气压发射器，其特征在于，所述端板还包含一加压 阀，所述加压阀设置于所述第一内环壁内侧的所述第一底壁上，用以连接所述 加压气源，以对所述缸体以及所述蓄压腔进行加压充气，当所述加压气源自所 述加压阀上移除时，所述活塞受所述蓄压腔中的所述加压气体的推动，朝所述 第一底壁移动，以开启所述蓄压腔与外界间的气体通连。
5. 如权利要求4所述的气压发射器，其特征在于，所述活塞中段的圆周朝 所述活塞顶端逐渐减小，并与所述缸体间界定一余隙，使所述加压气源经由所 述加压阀、所述余隙对所述蓄压腔进行加压充气，并使所述缸体内的所述加压 气体压迫所述活塞，以阻隔所述蓄压腔经由所述气道与外界气体连通。
6. 如权利要求3所述的气压发射器，其特征在于，还包含一发射管，所述 发射管连接于所述气道的所述开口，用以暂时性放置所述发射体，并使所述发 射体经由所述发射管发射而出。
7. 如权利要求6所述的气压发射器，其特征在于，所述发射管还包含一橡 胶环，所述橡胶环设置于所述发射管的一内壁，所述发射体是暂时性放置于所 述橡胶环中。
8. 如权利要求2所述的气压发射器，其特征在于，所述端板还包含一安全 阀，所述安全阀设置于所述第一底壁上，用以控制所述蓄压腔与外界呈气体通 连，使所述蓄压腔内的所述加压气体由所述安全阀外泄于外界。
9. 如权利要求1所述的气压发射器，其特征在于，所述蓄压槽的材质是选 自铝、镁及硅，及其合金所组成的群组。
10. 如权利要求1所述的气压发射器，其特征在于，所述活塞的材质是选自 铝、镁及硅，及其合金所组成的群组。
专利摘要本实用新型涉及一种气压发射器。气压发射器与一加压气源气体连通，并包含一蓄压槽、一缸体以及一活塞，活塞滑动配合于缸体内，用以控制蓄压槽的一蓄压腔与外界间的气体连通。加压气源经由缸体储存一加压气体于蓄压腔中，并使活塞实质地阻隔蓄压腔与外界间的气体连通。当移除加压气源后，活塞开启蓄压腔与外界间的气体通连，使蓄压腔内的加压气体可推动一发射体从气压发射器发射而出。
文档编号F15B21/06GK201162735SQ20082000853
公开日2008年12月10日 申请日期2008年3月17日 优先权日2008年3月17日
发明者李昆达 申请人:李昆达