一种自发电装置及方法与流程

[0001]
本发明属于武器发射装置技术领域，具体涉及一种自发电装置及方法。


背景技术：

[0002]
目前的武器发射装置供电系统都是采用外置电源的结构形式，在发射前可以给系统供电，但是发射后外置电源就被切断了，待发射装置在飞行过程中无法得到供电。
[0003]
对于有的装置来说，比如内含电雷管的装置来说，如果能够在发射后给电雷管供电，则可从设计源头上防止电雷管在发射前作用，这样安全性就会得到根本保障。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种自发电装置及方法，弥补现有武器发射装置只能外置电源，发射后无法供电的问题。可在离开发射装置后供电，两道保险可有效防止误触发，还具备状态检测功能等优点。
[0005]
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种自发电装置，其特征在于，包括：
[0006]
本体，其内部开有空腔；
[0007]
击发机构、状态开关、爆电换能器安装于本体的空腔内；
[0008]
击发机构包括击针、击针簧和套筒，所述击针簧设于击针的后端，绝缘的所述套筒设于所述击针簧的外周；
[0009]
对称设于作为导体的所述击针的两侧的两个所述状态开关用于检测自发电装置的工作状态，其在原始状态下处于短路状态，在击发状态下处于断路状态；
[0010]
击发锁定解锁机构承载在本体中，用于对击发机构锁定或解锁；所述击发锁定解锁机构包括两道保险结构，即，
[0011]
电拔销器作为第一道保险结构，平时锁定击针，防止其误动作，发射时，由外部供电给电拔销器，解除对击发机构的第一道约束；
[0012]
滑膛销部件作为第二道保险结构，平时锁定击针，且发射前自身被固定防止第二道保险的误解除，自发电装置装入发射装置后手动解除该固定，由发射装置的筒壁限制第二道保险的解除，在发射后解除对击发机构的第二道约束；
[0013]
所述爆电换能器设置于所述击针的底部，在被击发后产生电能。
[0014]
在其中一个实施方式中，所述爆电换能器包括从上至下依次设置的针刺雷管、雷管套、若干个压电陶瓷片、绝缘垫片和电极片，还包括换能器导线；
[0015]
绝缘套防止爆电换能器与本体短路；电极片作为压电陶瓷片的电极的一极，雷管套为导体，既作为压电陶瓷片的电极的另一极，又固定针刺雷管；雷管套上端固定针刺雷管；若干个压电陶瓷片串联放置，下一个压电陶瓷片的正极与上一个压电陶瓷片的负极贴合，电极片和雷管套的尾部分别焊接一根换能器导线。
[0016]
在其中一个实施方式中，所述滑膛销部件包括第一滑膛销、锁定杆、第二滑膛销和
手动锁定销；所述击针、第一滑膛销、锁定杆、第二滑膛销、手动锁定销形成连续两两间、共四个垂直锁定解锁点；
[0017]
且所述手动锁定销具有在本体装入发射装置的筒壁之前锁定所述第二滑膛销的锁定状态；以及具有装入之后的手动拆除状态，而此时所述第二滑膛销背离所述锁定杆方向的一端被发射装置的筒壁挡住仍保持对所述锁定杆的锁定，在本体被发射出筒壁后，垂直锁定解锁点依次倒序解锁，最终解除对击针的约束。
[0018]
在其中一个实施方式中，所述第一滑膛销的前端与所述击针的环槽形成第一垂直锁定解锁点；
[0019]
所述第一滑膛销的后端与所述锁定杆的下端形成第二垂直锁定解锁点；
[0020]
所述滑膛销部件还包括第一推簧；
[0021]
所述第一推簧套设在所述第一滑膛销的前端，在第一滑膛销的前端与所述击针的环槽之间产生分离解锁的推力；
[0022]
所述滑膛销部件还包括第二推簧；
[0023]
所述第二推簧套设在所述锁定杆的下端，在所述第一滑膛销的后端与所述锁定杆之间产生分离解锁的推力。
[0024]
在其中一个实施方式中，所述锁定杆的上端与所述第二滑膛销的前端形成第三垂直锁定解锁点；
[0025]
所述滑膛销部件还包括第三推簧；
[0026]
所述第三推簧套设在所述第二滑膛销的前端，在所述锁定杆的上端与所述第二滑膛销之间产生分离解锁的推力。
[0027]
在其中一个实施方式中，所述第二滑膛销的后端与所述手动锁定销的下端形成第四垂直锁定解锁点。
[0028]
在其中一个实施方式中，所述电拔销器与所述击针平行设置，两者之间横向设有钢球，所述电拔销器的运动保持或解除所述钢球对击针环槽的锁定。
[0029]
在其中一个实施方式中，所述电拔销器的输出端为一阶梯状圆柱结构，包括电拔销器第一圆柱与电拔销器第二圆柱，两者之间的直径差值的一半大于所述钢球锁定所述击针的锁定量。
[0030]
在其中一个实施方式中，所述状态开关包括电极、弹簧和开关导线；
[0031]
所述弹簧将电极的前端推向所述击针，所述击针的后端引出开关导线。
[0032]
为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，还提供了一种所述的自发电装置的自发电方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0033]
平时电拔销器和滑膛销部件锁定击发机构，防止其误动作，此时的状态开关处于短路状态；
[0034]
自发电装置装入发射装置后，手动撤掉对滑膛销部件自身固定，由发射装置的筒壁限制第二道保险的解除；
[0035]
发射时，先外部供电给电拔销器，电拔销器动作，解除对击发机构的第一道约束；然后自发电装置被发射装置内的发射药推出，滑膛销部件在出筒壁后，失去发射装置的筒壁约束，解除对击发机构的第二道约束；
[0036]
击发机构动作，与之关联的状态开关转换处于断路状态，击发机构击发爆电换能
器，产生电能。
[0037]
上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0038]
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0039]
1、本发明的自发电装置及方法，可在离开发射装置后供电，两道保险可有效防止误触发，还具备状态检测功能等优点。
[0040]
2、本发明的自发电装置及方法，设置电拔销器和滑膛销部件作为导电体的两道保险，且两道保险的激励分别是供电系统和发射装置的结构特征，环境激励不同，不会引起共因失效，也就是意外同时解除两道保险的概率较小，安全性高。
[0041]
3、本发明的自发电装置及方法，具有脱离发射装置后才产生电能的功能，弥补了现有发射装置发射后无法供电的不足。
[0042]
4、本发明的自发电装置及方法，状态开关的设置，使装置具有状态检测的功能，使得状态可识别；
[0043]
5、本发明的自发电装置及方法，整个装置具有：1)产生的能量较高，一般为上千伏的高压；2)使用温度范围宽，不受环境温度影响；3)贮存期限长，可贮存30年；4)激活时间短，一般为几微秒；5)结构强度高；6)安全和可靠性高；7)噪声电平低等优点。
附图说明
[0044]
图1为本发明整体结构剖视图(图2中的a-a剖面)；
[0045]
图2为本发明的另一个截面的剖视图(图1中的b-b剖面)；
[0046]
图3为本发明滑膛销部件的另一种实施方式结构示意图；
[0047]
图4为本发明状态开关的其中一部分的结构示意图；
[0048]
图5为本发明爆电换能器的结构示意图。
具体实施方式
[0049]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。
[0050]
作为本发明的一种较佳实施方式，如图1-5所示，本发明提供一种自发电装置，包括：本体6，其内部开有空腔；击发机构1、状态开关4、爆电换能器5安装于本体6的空腔内。
[0051]
如图1-2所示，所述击发机构1包括击针1-1、击针簧1-2和套筒1-3，套筒1-3为绝缘不导电材料，初始状态，击针簧1-2处于压缩状态，为击针1-1的运动提供动能，套筒1-3置于击针簧1-2外部，起到导向和隔绝击针簧1-2与外部的接触，防止击针簧1-2与状态开关4的电极4-1接触，造成状态开关4状态误判。
[0052]
如图2、4所示，对称设于作为导体的所述击针1-1的两侧的两个所述状态开关4用于检测自发电装置的工作状态，其在原始状态下处于短路状态，在击发状态下处于断路状态。在其中一个实施方式中，所述状态开关4包括电极4-1，弹簧4-2，壳体4-3，第一压螺4-4和开关导线4-5；电极4-1的材料为铍青铜，开关导线4-5焊接在电极4-1的尾端，壳体4-3的
材料为绝缘不导电材料，第一压螺4-4将电极4-1，弹簧4-2封闭在壳体4-3内。
[0053]
原始状态，击针1-1作为导体，将两侧的电极4-1导通，状态开关4处于短路状态，当击针1-1在击针簧1-2的推力作用下运动后，击针1-1脱离与状态开关4的两个电极4-1接触，同时击针1-1运动后，套筒1-3随着击针1-1一起运动，防止击针簧1-2与状态开关4的两个电极4-1接触，这时状态开关4处于断路状态。
[0054]
如图5所示，所述爆电换能器5设置于所述击针1-1的底部，在被击发后产生电能。
[0055]
在其中一个实施方式中，所述爆电换能器5包括针刺雷管5-1、若干个压电陶瓷片5-2、电极片5-3、绝缘垫片5-4、雷管套5-5、绝缘套5-6、第二压螺5-7和换能器导线5-8，从上至下依次为针刺雷管5-1、雷管套5-5、若干个压电陶瓷片5-2、绝缘垫片5-4、电极片5-3和第二压螺5-7，第二压螺5-7将置于其上的针刺雷管5-1、雷管套5-5、若干个压电陶瓷片5-2、绝缘垫片5-4和电极片5-3整体压紧固定。
[0056]
绝缘套5-6为绝缘材料(尼龙，聚砜棒或者模塑料fx-501或者fx-502)，防止爆电换能器5与本体6短路，电极片5-3为纯铜片，作为压电陶瓷片5-2的电极的一极，雷管套5-5为黄铜材料，既作为压电陶瓷片5-2的电极的另一极，又起到固定针刺雷管5-1的作用，雷管套5-5上端采用滚压工艺收口固定针刺雷管5-1，绝缘垫片5-4为聚酯薄膜材料，厚度0.1mm～0.2mm，压电陶瓷片5-2材料为钛酸钡batio3,若干个压电陶瓷片5-2串联放置，下一个压电陶瓷片5-2的正极与上一个压电陶瓷片5-2的负极贴合，电极片5-3和雷管套5-5的尾部分别焊接一根换能器导线5-8，整个结构通过第二压螺5-7封装固定成一体。
[0057]
当针刺雷管5-1受到其上端的击针1-1的戳击后，针刺雷管5-1爆炸产生的爆轰波冲击雷管套5-5产生较大的变形，挤压其下端的若干个压电陶瓷片5-2，压电陶瓷片5-2形变产生电能，电能通过电极片5-3和雷管套5-5上的换能器导线5-8输出。
[0058]
爆电换能器5使得装置整体具有以下主要特点：1)产生的能量较高，一般为上千伏的高压；2)使用温度范围宽，不受环境温度影响；3)贮存期限长，可贮存30年；4)激活时间短，一般为几微秒；5)结构强度高；6)安全和可靠性高；7)噪声电平低等。
[0059]
如图1所示，击发锁定解锁机构承载在本体6中，用于对击发机构锁定或解锁；所述击发锁定解锁机构包括两道保险结构，即，
[0060]
电拔销器2作为第一道保险结构，平时锁定击针，防止其误动作，发射时，由外部供电给电拔销器，解除对击发机构的第一道约束；
[0061]
滑膛销部件3作为第二道保险结构，平时锁定击针，且发射前自身被固定防止第二道保险的误解除，自发电装置装入发射装置后手动解除该固定，由发射装置的筒壁9限制第二道保险的解除，在发射后解除对击发机构的第二道约束；
[0062]
如图3所示，在其中一个实施方式中，所述滑膛销部件3是一种联锁互动机构，较远距离实现锁定和转换，包括第一滑膛销3-1，第一推簧3-2，第二推簧3-3，锁定杆3-4，第三推簧3-5，第二滑膛销3-6和手动锁定销3-7，滑膛销部件3为击发机构1的第二道保险，第一滑膛销3-1大圆柱端具有环形凹槽，另一端为小圆柱，第一推簧3-2套在第一滑膛销3-1的小圆柱上，锁定杆3-4插在第一滑膛销3-1的环形凹槽上，锁定杆3-4起到安全锁定第一滑膛销3-1的功能，锁定杆3-4为阶梯状圆柱体，底部放置第二推簧3-3，锁定杆3-4上端放置第二滑膛销3-6，第三推簧3-5嵌套在第二滑膛销3-6上，用以推动第二滑膛销3-6，第二滑膛销3-6上还具有手动锁定销3-7，手动锁定销3-7平时锁定第二滑膛销3-6，可以将整个滑膛销部件3
锁定，当装滑膛销部件3和本体11装入发射装置的筒壁12后，拆掉手动锁定销3-7，第二滑膛销3-6被筒壁12约束，滑膛销部件3这种结构形式不仅能锁定击针1-1，还可以将约束转移到击发式双保险发射后延期发火装置的尾部，只有击发式双保险发射后延期发火装置完全离开发射装置的筒壁12的约束，才解除保险，提高安全性；只有脱离筒壁12的约束，第二滑膛销3-6才会在第三推簧3-5的推力作用下运动，解除对锁定杆3-4的锁定，锁定杆3-4在第二推簧3-3作用下运动，解除对第一滑膛销3-1的锁定，第一滑膛销3-1在第一推簧3-2作用下运动，最终解除对击针1-1的约束。
[0063]
在其中一个实施方式中，所述滑膛销部件3还可以简化为如图1所示的结构，只设置前两个垂直锁定解锁点，锁定杆3-4作为装入发射装置后的手动解除件，第一滑膛销3-1的后端被筒壁9抵住。
[0064]
在其中一个实施方式中，所述电拔销器2与所述击针1-1平行设置，两者之间横向设有钢球7，所述电拔销器2的运动保持或解除所述钢球7对击针环槽的锁定。
[0065]
在其中一个实施方式中，电拔销器2作为第一道保险结构，与所述击针1-1平行设置，两者之间横向设有钢球9，所述电拔销器2的运动保持或解除所述钢球9对导电体环槽的锁定。电拔销器2的输出端为一阶梯状圆柱结构，输入端的导线与系统电源关联，大圆柱与小圆柱之间的直径差值的一半大于钢球9锁定击针1-1的锁定量，电拔销器2可以为电磁拔销器、火药拔销器、记忆合金拔销器中的一种。电拔销器2为虚约束，主要是使得电拔销器运动时，克服导电体较小的摩擦力，那么电拔销器只需较小的作用力即可，就可以小型化设计并且作用可靠。
[0066]
所述钢球7置于击针1-1和电拔销器2之间，钢球7锁定击针1-1的锁定量为钢球7自身直径的1/6～1/3，这种设置既能可靠锁定击针1-1，同时由于钢球7重心偏离击针1-1，更有利于击针1-1推动向一侧钢球7运动。
[0067]
钢球7主要作用是钢球的摩擦系数较小，且钢球7具有滚动性，可方便将电拔销器2的竖直方向的力通过滚动力矩的作用转换成水平方向的力，钢球7可方便锁定击针1-1，击针1-1向下运动时，只需挤压钢球7即可实现解除锁定的功能。
[0068]
第三压螺8用以固定电拔销器2。
[0069]
本发明还提供了一种所述的自发电装置的自发电方法，包括如下步骤：
[0070]
平时电拔销器2和滑膛销部件3锁定击发机构1，防止其误动作，此时的状态开关4处于短路状态；
[0071]
自发电装置装入发射装置后，手动撤掉对滑膛销部件3自身固定，由发射装置的筒壁9限制第二道保险的解除；
[0072]
发射时，先外部供电给电拔销器2，电拔销器3动作，解除对击发机构1的第一道约束；然后自发电装置被发射装置内的发射药推出，滑膛销部件3在出筒壁9后，失去发射装置的筒壁约束，解除对击发机构1的第二道约束；
[0073]
击发机构1动作，与之关联的状态开关4转换处于断路状态，击发机构1击发爆电换能器5，产生电能。
[0074]
综上所述，与现有技术相比，本发明的方案具有如下显著优势：
[0075]
本发明的自发电装置及方法，可在离开发射装置后供电，两道保险可有效防止误触发，还具备状态检测功能等优点。
[0076]
本发明的自发电装置及方法，设置电拔销器和滑膛销部件作为导电体的两道保险，且两道保险的激励分别是供电系统和发射装置的结构特征，环境激励不同，不会引起共因失效，也就是意外同时解除两道保险的概率较小，安全性高。
[0077]
本发明的自发电装置及方法，具有脱离发射装置后才产生电能的功能，弥补了现有发射装置发射后无法供电的不足。
[0078]
本发明的自发电装置及方法，状态开关的设置，使装置具有状态检测的功能，使得状态可识别；
[0079]
本发明的自发电装置及方法，整个装置具有：1)产生的能量较高，一般为上千伏的高压；2)使用温度范围宽，不受环境温度影响；3)贮存期限长，可贮存30年；4)激活时间短，一般为几微秒；5)结构强度高；6)安全和可靠性高；7)噪声电平低等优点。
[0080]
可以理解的是，以上所描述的系统的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0081]
另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本发明实施例的申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0082]
本发明实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本发明实施例的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明实施例公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明实施例的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。
[0083]
然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明实施例的单独实施例。
[0084]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。