一种加速发射装置的制作方法

本发明属于物体发射技术领域，具体涉及一种能够提升发射速度的加速发射装置，以及使用该装置的弩和薄型箭矢发射装置。

背景技术：

弓弩是古代的一种冷兵器，是古代兵车战法中的重要组成部分。弓弩对发射速度的要求比较大，主要包括滑轮弓弩和单纯利用弩臂回弹力的弓弩。

1.滑轮弓弩：由于弓弩的偏心轮的圆心不在滑轮的中心，偏心轮转动时所运动的半径就不一样，由短半径运动到长半径，所产生的拉力就不一样，由费力杠杆变成了省力杠杆，所以滑轮弓弩拉开时开始需要很大的力量拉开，然后力量就逐渐变小，可以用很小的力就可以维持拉弓状态，有利于射手的瞄准。开弓的时候，轮径大需要的力量较小，满弓时轮径小需要力量大，符合人体特征，肌肉在最初收缩时力量较小，越收缩力量越大，滑轮的半径越小力量越大，半径越大速度越快，箭在初发时需要较大的力量此时由小轮径获得，在即将离弦时需要的力量相对较小，渐大的轮径可以得到加快的速度。

2.单纯利用弩臂回弹力的弓弩：弩的结构可以分为三个部分：臂、弓、机。“臂”一般为木制；“弓”横于臂前部；“机”装在臂偏后的地方。弩最重要的部分是“机”，弩机一般为铜制，装在弩“郭”(匣状)内，前方是用于挂弦的“牙”(挂钩)，“牙”后连有“望山”(用于瞄准的准星)；西汉开始弩的“望山”上刻有刻度，作用相当于现代枪械上的表尺，便于按目标距离调整弩发射的角度，提高射击的命中率。在铜郭的下方有“悬刀”(即扳机)，用于发射箭矢。当弩发射时先张开弦，将其持于弩机的“牙”上，将箭矢装于“臂”上的箭槽内，通过“望山”进行瞄准后，扳动“悬刀”使“牙”下缩，弦脱钩，利用张开的弓弦急速回弹形成的动能，高速将箭射出。

但是，目前常见的弓弩普遍存在以下缺点：

1.射速较低，射程较近：在制作材料远超古人的情况下，目前市场上的弩普遍速度较低，网上能查阅到的最快速度为125m/s。重新制造的床弩射程也普遍偏低，达不到古书中的记载的水平。《宋史·魏丕传》记：“旧床子弩射止七百步，令丕增造至千步。”宋代一步合1.536米，千步有1536米。

2.弩臂运动对功的浪费：弓弩主要通过拉力将箭矢射出，拉弓或者上弦所做的功除了作用在箭矢上，还有一部分作用在弩臂上。同等的材料，越是拉力大的弓弩，为了不至于断裂，弩臂就越粗，弩臂浪费的功和弩臂的质量等比例增加。而弩的射速加大，弩臂摆动的速度就增加，功的消耗成射速的指数倍上升。

3.材料对弩臂末端速度的限制：目前市场上常见的弓弩速度在100m/s左右，弓弩的拉力很好增加，把两个相同的弓并在一起就可以做到，难的是弓弩的材料特性导致弓弩的速度被限制，即使力量再大，如果不改变弓弩的结构，对于弓弩的极限发射速度也是改变有限。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种能够应用于弩等箭矢发射装置上的加速发射装置，以解决如何在使用同等材料的条件下，提升发射速度的技术问题。(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种加速发射装置，该加速发射装置包括弦线和相对于发射物的出射轴线对称设置的加速发射机构，每个加速发射机构均包括多个相邻布置的弹性装置，每个弹性装置的弹性形变方向均和与其相邻的弹性装置相反设置；用于搭载发射物的弦线，依次从每个弹性装置的可移动端通过，并且弦线的两端固定在相对于出射轴线对称的位置；弦线在被牵拉时，能够通过各个可移动端对所有弹性装置进行压缩，以获得加速发射力。

进一步地，弹性装置的可移动端具有低摩擦力材质或布置有低摩擦力结构。

进一步地，弹性装置的可移动端安装有滑轮，弦线从滑轮上通过。

进一步地，相邻的弹性装置之间呈一定角度布置。

进一步地，弹性装置包括弹簧、弹性片状物、弹性条状物、气压装置或液压装置。

此外，本发明还提出一种弩，该弩具有上述加速发射装置；其中，加速发射装置设置在弩的弩身两侧；弩身两侧分别设置有多个竖直排列的弩臂，相邻弩臂的发射方向相反设置，弩臂作为加速发射装置的弹性装置；弦线的两端分别固定在弩身两侧。

进一步地，弦线的两端分别固定在弩身两侧的与弹性装置分开设置的弩臂上。

此外，本发明还提出一种薄型箭矢发射装置，该薄型箭矢发射装置具有上述加速发射装置；其中，薄型箭矢发射装置包括框体，加速发射装置固定在框体内；框体具有供箭矢发射的开口。

进一步地，每个弹性装置的不可移动端均固定在框体上。

进一步地，弦线的两端分别固定在框体上。

(三)有益效果

本发明提出的加速发射装置，在每个加速发射机构中设置多个相邻布置的弹性装置，并将每个弹性装置的弹性形变方向均和与其相邻的弹性装置相反设置，使得弦线在被牵拉时，通过各个可移动端对所有弹性装置进行压缩，由此能够在使用同等材料的条件下下大幅度提升发射装置的极限发射速度，具有增加做功效率，规避材料特性的限制，减少对材料的强度要求，节省成本，结构简单，节省空间等优点。

附图说明

图1为本发明实施例加速发射机构的基本结构；

图2为本发明实施例1的弩立体结构示意图；

图3为本发明实施例1的弩侧视图；

图4为本发明实施例2的薄型箭矢发射装置立体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本实施例提出一种加速发射装置。该加速发射装置包括弦线和相对于发射物的出射轴线对称设置的加速发射机构。每个加速发射机构均包括多个相邻布置的弹性装置，每个弹性装置的弹性形变方向均和与其相邻的弹性装置相反设置。用于搭载发射物的弓弦线，依次从每个弹性装置的可移动端通过，并且弓弦线的两端固定在相对于出射轴线对称的位置。弓弦线在被牵拉时，能够通过各个可移动端对所有弹性装置进行压缩，以获得加速发射力。加速发射机构的基本结构如图1所示。其中，弹性装置的可移动端具有低摩擦力材质(如在可移动端缠绕低摩擦力材质，并且涂抹润滑油)或布置有低摩擦力结构(如在可移动端安装有滑轮，弦线从滑轮上通过，形成类似动滑轮的结构)。相邻的弹性装置之间可以水平布置也可以呈一定角度布置。弹性装置包括弹簧、弹性片状物、弹性条状物、气压装置或液压装置。

以下，通过两个具体实施例，对加速发射装置进行详细描述。

实施例1

本实施例提出一种弩，其结构如图2和3所示。该弩具有设置在弩身两侧的加速发射装置。该弩包括滑轨1、箭矢发射位置2、弦线3、滑轮4、弩臂5、弩身6以及弦线末端固定位置7。其中，弩身6两侧分别设置有n＝16个竖直排列的弩臂5，相邻弩臂5的发射方向相反设置，弩臂5作为加速发射装置的弹性装置。弩臂5的可移动端套设有滑轮4，弦线3呈s型从各个滑轮4上依次通过，并且弦线3的两端均固定在与弹性装置分开设置的单独的弩臂7上。

该实施例1提出的弩，在弩臂材料相同的情况下，能够使弩的发射速度增加。理想状态下增加速度为同样弩臂的单臂弩的2n倍，n＝16时，在忽略滑轮摩擦力和弓弦质量的理想情况下，发射速度可以达到同样材料的单臂弩的32倍，突破了单臂弓弩因弩臂材料强度导致的发射速度限制，可以达到极高的速度，实现射程1500m。此外，因为做功和速度的平方成正比，和质量成正比，所以在发射速度相同时，本实施例消耗在弩臂上的做功低于单臂弩，约为1/2n。

实施例2

本实施例提出一种薄型箭矢发射装置，其结构如图4所示。该薄型箭矢发射装置同样具有加速发射装置。其中，薄型箭矢发射装置包括框体8、弹簧9、滑轮10、弦线11、箭矢12和开口13。其中，箭矢12的出射轴线两侧分别设置n＝3个的弹簧9，3个弹簧9的发射方向相反设置，并固定相对的框体8上。弹簧9的可移动端套安装有滑轮10，弦线11呈s型从各个滑轮10上依次通过，并且弦线11的两端均固定在框体8上。在框体8上开设有供箭矢12发射的开口13。

该薄型箭矢发射装置具有薄型结构，厚度可以低于1mm。该装置的摆放自由度较大，可以根据需要对弹簧及滑轮的数量以及框体的形状进行调整，能够把小质量物体以极高的速度发射出去。如果将尺寸增大，也可以用于发射大质量的物体。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。