[發(fā)明專利]力度可控的電磁彈射裝置及其電磁彈射方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310043659.0
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103134383A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 王景川;劉成志;陳衛(wèi)東
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F41B6/00
• 分類號: F41B6/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種力度可控的電磁彈射裝置，其特征在于，包括直流電源、調(diào)壓模塊、充電電路、儲能模塊、放電電路以及控制器，其中，所述直流電源通過調(diào)壓模塊與充電電路相連接，所述充電電路通過儲能模塊與放電電路相連接，所述控制器分別與調(diào)壓模塊、充電電路以及放電電路連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的力度可控的電磁彈射裝置，其特征在于，所述調(diào)壓模塊為脈寬調(diào)制模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的輸入占空比與輸出電壓正相關，通過改變脈寬調(diào)制模塊的占空比來調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。

3.根據(jù)權利要求2所述的力度可控的電磁彈射裝置，其特征在于，所述控制器用于向調(diào)壓模塊提供輸入占空比以及給調(diào)壓模塊、充電電路和放電電路提供通斷信號。

4.根據(jù)權利要求3所述的力度可控的電磁彈射裝置，其特征在于，所述控制器為單片機。

5.根據(jù)權利要求1所述的力度可控的電磁彈射裝置，其特征在于，所述充電電路用于連接調(diào)壓模塊和儲能模塊，并提供儲能模塊儲蓄所需的能量，充電電路包括依次連接的充電繼電器S₁、充電電阻R_L、充電繼電器S₂和充電電阻R_C，所述充電繼電器S₁和充電繼電器S₂作為充電電路的導通控制器，并與控制器相連接。

6.根據(jù)權利要求1所述的力度可控的電磁彈射裝置，其特征在于，所述儲能模塊用于存儲直流電源通過調(diào)壓模塊控制后輸出的電能，包括一個或多個通過串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的儲能元件。

7.根據(jù)權利要求1所述的力度可控的電磁彈射裝置，其特征在于，所述放電電路包括：彈射繼電器、放電電阻R、兩條相互之間平行固定且可導電的彈射軌道、電樞以及發(fā)射體，其中，所述彈射繼電器與放電電阻R相連接，所述放電電阻R與其中一條彈射軌道相連接，所述電樞安裝于發(fā)射體末端并置于兩條彈射軌道之間，用于連接彈射軌道；所述彈射繼電器作為放電電路的導通控制器，并與控制器相連接。

8.一種基于權利要求1至7中任一項所述的力度可控的電磁彈射裝置的電磁彈射方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，取電磁彈射裝置的總電感梯度L’為一常數(shù)，則電磁力F由回路電流i控制；回路電流i由儲能模塊提供，儲能模塊的儲能電壓直接由調(diào)壓模塊的輸出電壓決定，同時，調(diào)壓模塊的輸出電壓由輸入占空比D_C控制；通過改變輸入占空比而獲得不同的輸出電壓，繼而獲得大小不同的彈射力度；

第二步，確定目標電壓，充電電路的導通控制器閉合，儲能模塊通過充電電路的充電電阻R_C充電，此時，儲能模塊的電壓為充電電阻R_L兩端的電壓，當儲能模塊電壓超過所需電壓時，通過充電電路的充電電阻放電，從而控制儲能模塊上的目標電壓；

第四步，放電模塊的彈射繼電器接收彈射信號后閉合，儲能模塊的能量通過放電電阻R釋放，電流i由儲能模塊的正極依次流過U型彈射軌道的一條邊、電樞，然后沿U型彈射軌道的另一條邊流入儲能模塊負極，構成回路；電流i將在軌道之間產(chǎn)生磁場，電樞在磁場、電流i的作用下將受到電磁力F，從而驅動發(fā)射體前進。

9.根據(jù)權利要求8所述的力度可控的電磁彈射裝置的電磁彈射方法，其特征在于，所述儲能模塊中的儲能元件為電容C_eq。

10.根據(jù)權利要求8所述的力度可控的電磁彈射裝置的電磁彈射方法，其特征在于，

所述目標電壓為：

UC=2FR2L′,]]>

所還儲能模塊的充電時間為：

t=R_CC_eq，

其中，當S₂斷開時，電容C_eq將保持其已獲得的電壓，以備彈射時使用；當S₁斷開，S₂閉合時，電容C_eq將通過電阻R_C和R_L進行放電；

所述儲能模塊的放電時間為：

t＝(R_C+R_L)C_eq；

所述放電電路的放電時間為：

t＝RC_eq。