[發明專利]一種航母艦載機電磁彈射器

在審

• 申請號: 202010077190.2
• 申請日: 2020-01-24
• 公開（公告）號: CN111038725A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 朱幕松
• 申請（專利權）人: 朱幕松
• 主分類號: B64F1/06
• 分類號: B64F1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種航母艦載機電磁彈射器，由航母、艦載機、電磁彈射器、軌道滑輪車、錐體卷揚機、返程電機、電磁制動器、電磁離合器、蓄電池組、智能控制器和操作臺組成，其特征在于：航母（1）的甲板（2）上設置多個艦載機（3），艦載機包括輕型戰斗機和重型戰斗機或者無人戰斗機，航母的甲板上設置艦載機跑道，艦載機跑道的長度大于100米，航母的艙底（4）前端設置智能控制器（5），智能控制器后端設置蓄電池組（6），蓄電池組的輸出線連接智能控制器的電源端，航母的艦載發電機給蓄電池組充電，航母甲板下端設置電磁彈射器，電磁彈射器設有長槽形機殼（7），長槽形機殼的長度大于200米、小于航母甲板的長度，長槽形機殼的橫截面為U形，長槽形機殼上端設有左連接邊（8）和右連接邊（9）以及前連接邊（10）和后連接邊（11），4個連接邊上設有多個螺釘孔，多個固定螺絲釘（12）通過螺釘孔將長槽形機殼與航母甲板固定為一體，長槽形機殼內的左端面和右端面均設有連接板（13），左連接板右端設有左雙面軌道，右連接板左端設有右雙面軌道，所述左雙面軌道、右雙面軌道均設有上梯形軌道（14）和下梯形軌道（15），上梯形軌道和下梯形軌對稱于連接板，左雙面軌道與左連接板組成左T形軌道（16），右雙面軌道與右連接板組成右T形軌道（17），左T形軌道和右T形軌道規格相同，對稱于長槽形機殼底的左、右端，左形軌道、右T形軌道的長度略小于長槽形機殼的長度，電磁彈射器設有軌道滑輪車，軌道滑輪車設有條形車架（18），條形車架的橫截面為H形，條形車架的長度等于艦載機跑道的長度，條形車架設有前上輪軸和前下輪軸，以及后上輪軸（19）和后下輪軸（20），4個輪軸的左、右端均安裝軸承（21），8個軸承的外圓均安裝滑輪（22），4個輪軸的左、右端均安裝外卡簧（23），8個滑輪圓周均設有梯形槽，8個滑輪的規格均相同，8個滑輪的梯形槽均與雙面的梯形軌道吻合，前面的左上滑輪、左下滑輪和后面的左上滑輪、左下滑輪吻合在左雙面軌道上，沿左雙面軌道前后滾動運行；前面的右上滑輪、右下滑輪和后面的右上滑輪、右下滑輪吻合在右雙面軌道上，沿右雙面軌道前后滾動運行；條形車架的前上端焊接三角板架（24），航母甲板設有三角板槽（25），三角板槽的長度略大于艦載機跑道的長度，三角板槽位于長槽形機殼的上端中部與長槽形機殼平行，三角板架上端位于三角板槽內，位于三角板架后端的條形車架上設有滑輪軸（26），滑輪軸上設有軸承（27），軸承外圓安裝動滑輪（28），動滑輪圓周設有三角形槽，三角形槽內設有鋼絲繩索（29），滑輪軸下端設有下螺絲帽（30）將滑輪軸固定在條形車架上端，動滑輪后端設有繩索攔板（31），繩索攔板為U形，滑輪軸的上端設有上螺絲帽（32）緊固繩索攔板的上端，滑輪軸的下螺絲帽緊固繩索攔板的下端，繩索攔板將鋼絲繩索擋在三角形槽內，條形車架的右下端焊接齒條（33），齒條平行于條形車架，齒條的長度等于條形車架的長度，長槽形機殼的中部下端安裝電機軸，電機軸是一種臺階軸，電機軸左端是細軸，細軸右端是臺階細軸（34），臺階細軸上設有電磁制動器和電磁離合器，電機軸右端是粗軸，粗軸左端是臺階粗軸（35），臺階粗軸上設有外轉子永磁無刷電機，細軸安裝在長槽形機殼左端的中部下端，由電機小螺絲帽（36）緊固，粗軸安裝在長槽形機殼右端的中部下端，由電機大螺絲帽（37）緊固，由外轉子永磁無刷電機、電磁制動器和電磁離合器組成一種同軸安裝的機電一體化的可控多功能的返程電機，所述外轉子永磁無刷電機安裝在臺階粗軸上，臺階粗軸外圓緊配合安裝定子支架（38），定子支架外圓緊配合安裝定子鐵芯（39），定子鐵芯圓周設有多個T形齒牙，T形齒牙之間形成多個齒槽，定子鐵芯由多個硅鋼片疊加成型，多個齒槽內繞制39個磁極的3相線圈繞組（40），定子鐵芯圓周的齒槽內設有3個不同位置的霍爾傳感器（41），臺階細軸外圓安裝小軸承（42），臺階細軸右端設有小卡簧（43），小卡簧擋住小軸承，小軸承外圓安裝軸承架，軸承架外圓設有左端蓋（44），左端蓋外圓右端設有導磁筒（45），導磁筒右端內圓設有內螺紋，所述粗軸外圓安裝大軸承（46），粗軸外圓設有大卡簧（47），大卡簧擋住大軸承，大軸承外圓安裝軸承架，軸承架外圓設有右端蓋（48），右端蓋外圓設有外螺紋，所述內、外螺紋的齒牙模數相同，右端蓋擰進導磁筒右端內圓組成外轉子永磁無刷電機的外殼，導磁筒內圓設有永磁圈（49），永磁圈用40塊方塊形永磁體拼接組成，方塊形永磁體是用稀土材料制成的強磁體，相鄰的方塊形永磁體的極性互為相反，永磁圈內圓與定子鐵芯外圓之間設有均勻氣隙，永磁圈的左、右端與定子鐵芯的左、右端對齊，由40極的永磁轉子配合39極的電磁定子，組成低速外轉子永磁無刷電機，電機軸中心設有電線孔（50）；長槽形機殼內左端設有制動圓板（51），制動圓板的中心孔套進電機軸左端的細軸上，制動板圓板緊貼長槽形機殼內左端，制動板圓板與長槽形機殼之間設有穩釘（52），臺階細軸左端緊配合安裝左線圈骨架（53），左線圈骨架內繞制左電磁線圈（54），臺階細軸右端緊配合安裝右線圈骨架（55），右線圈骨架內繞制右電磁線圈（56），左電磁線圈、右電磁線圈和3相線圈繞組與電線孔之間均設有斜孔（57），左、右電磁線圈的輸出線與3相線圈繞組的輸出線和3個霍爾傳感器的輸出線分別經過斜孔，合并為一股輸出電纜（58）從電線孔引出長槽形機殼，輸出電纜的各個輸出線分別連接智能控制器的相關輸入端和輸出端，臺階細軸的外圓設有左滑動軸承（59）和右滑動軸承（60），臺階細軸的外圓與左、右滑動軸承內圓之間是滑動配合狀態，左、右滑動軸承的外圓緊配合安裝軸承架（61），軸承架外圓設有外齒圈（62），外齒圈與齒條嚙合，外齒圈的齒牙模數與齒條的齒牙模數相同，外齒圈左端設有制動環（63），制動環與制動板之間設有左間隙，外齒圈右端設有離合環（64），離合環與返程電機的左端蓋之間設有右間隙，左、右電磁線圈不通電，軌道滑輪車前后運動時，齒條驅動外齒圈空轉，外齒圈與制動環和離合環是一體化制造成型的導磁體，左電磁線圈通電后，制動環與制動板吸合，制動環與制動板之間的摩擦力成為軌道滑輪車的制動力，右電磁線圈通電后，離合環與左端蓋吸合，離合環與左端蓋之間的摩擦力成為返程電機驅動軌道滑輪車的傳動力；所述長槽形機殼內前端設有錐體卷揚機，錐體卷揚機由錐體卷揚筒（65）與高速外轉子永磁無刷電機（66）一體化組成，錐體卷揚機設有圓底座（67），圓底座用4個螺絲釘（68）固定在長槽形機殼的底部，圓底座中心設有臺階軸（69），臺階軸中部外圓緊配合安裝定子支架（70），定子支架外圓緊配合安裝定子鐵芯（71），定子鐵芯圓周設有多個T形齒牙，T形齒牙之間形成多個齒槽，定子鐵芯由多個硅鋼片疊加成型，多個齒槽內繞制3個磁極的3相線圈繞組（72），定子鐵芯圓周的齒槽內設有3個不同位置的霍爾傳感器（73），臺階軸中端的臺階上安裝上軸承（74），上軸承外圓設有中軸承架，中軸承架外圓設有上端蓋（75），上端蓋外圓下端設有導磁筒（76），導磁筒下端外圓設有連接圈（77），臺階軸下端的臺階上安裝下軸承（78），下軸承外圓設有下軸承架，下軸承架外圓設有下端蓋（79），下端蓋上端設有定位圈（80），下端蓋圓周設有多個固定螺絲釘（81）將連接圈緊固，組成外轉子永磁無刷電機的外殼，導磁筒內圓設有永磁圈（82），永磁圈用4塊弧形永磁體拼接組成，弧形永磁體是用稀土材料制成的強磁體，相鄰的弧形永磁體的極性互為相反，永磁圈內圓與定子鐵芯外圓之間設有均勻氣隙，永磁圈的左、右端與定子鐵芯的左、右端對齊，由4極的永磁轉子配合3極的電磁定子，組成高速外轉子永磁無刷電機，電機軸中心設有電線孔（83），圓底座下端長槽形機殼的底部設有與電線孔同心的線孔，3相線圈繞組的輸出線和3個霍爾傳感器的輸出線合并為一股輸出線（84）從電線孔引出長槽形機殼；所述中軸承架上端設有錐體卷揚筒，錐體卷揚筒設有上攔圈（85）和下攔圈（86），上攔圈內圓設有上軸承架，上軸承架內圓設有大軸承（87），大軸承安裝在臺階軸上方，臺階軸的上端安裝在航母甲板上的軸孔內，上攔圈和下攔圈之間是錐體卷揚筒，錐體卷揚筒下端設有首繩索孔（88），所述鋼絲繩索（29）的首端穿進首繩索孔后打一個首端死結（89），長槽形機殼的前端設有尾繩索孔（90），鋼絲繩索的尾端繞過動滑輪穿進尾繩索孔后打一個尾端死結（91），軌道滑輪車位于長槽形機殼的后端時，動滑輪兩邊的鋼絲繩索拉直張緊，鋼絲繩索的尾端位于錐體卷揚筒的下端，當錐體卷揚筒逆時針旋轉，鋼絲繩索從錐體卷揚筒的下端開始卷繞，拉動軌道滑輪車，由于錐體卷揚筒上大下小，拉力使鋼絲繩索卷繞時自動下滑、整齊排列，沿錐體表面自下而上地平行卷繞，高速外轉子永磁無刷電機的轉速不變，鋼絲繩索在錐體卷揚筒卷繞過程中的線速度是無級變速的加速度，鋼絲繩索卷滿到錐體卷揚筒上端時，鋼絲繩索的高度與動滑輪的高度一致，此時拉動軌道滑輪車的速度最高，錐體卷揚機將軌道滑輪車拉到長槽形機殼內前端，長槽形機殼內前端設有緩沖橡膠墊（92），軌道滑輪車前下輪軸的左端粘接永磁體顆粒（93），長槽形機殼前右端設有前傳感孔，前傳感孔內設有前霍爾傳感器（94），長槽形機殼后右端設有后傳感孔，后傳感孔內設有后霍爾傳感器（95），前、后霍爾傳感器的輸出線分別連接智能控制器的相關輸入端，高速外轉子永磁無刷電機和低速外轉子永磁無刷電機的輸出線分別連接智能控制器的相關輸出端，軌道滑輪車拉到長槽形機殼內前端時，永磁體顆粒與前霍爾傳感器對齊，使前霍爾傳感器控制高速外轉子永磁無刷電機自動關機，并且控制電磁制動器剎車，軌道滑輪車返回時，電磁離合器吸合，返程電機驅動軌道滑輪車后退到長槽形機殼內后端，永磁體顆粒與后霍爾傳感器對齊，使后霍爾傳感器控制返程電機自動關機，并且控制電磁制動器剎車，錐體卷揚機拉動軌道滑輪車向前加速時，后霍爾傳感器控制電磁離合器分離，避免返程電機的磁阻影響軌道滑輪車的加速；所述三角板架是艦載機的推進架，艦載機下端設有V形攔桿（96），V形攔桿用鋼筋彎成直角形，直角尖朝前下端，V形攔桿上端的左邊和右邊（97）與機身連接，三角板架上端位于V形攔桿的直角尖，三角板架向前推動V形攔桿驅動艦載機在跑道上加速，艦載機逐漸上升，V形攔桿在三角板架前端向上滑動到頂后脫離，艦載機起飛；航母甲板后方設置操作室（98），操作室內設置操作臺（99），操作臺上設置起飛按鈕（100）、高低電壓轉換按鈕（101）和電源按鈕（102），高低電壓轉換按鈕位于高電壓時彈射重型戰斗機，高低電壓轉換按鈕位于低電壓時彈射輕型戰斗機或者無人戰斗機，高低電壓轉換按鈕的輸出線連接智能控制器的轉換輸入端，起飛按鈕為調速式按鈕，起飛按鈕設有F形的推桿（103），推桿的中端設有上永磁顆粒（104），推桿的下端設有下永磁顆粒（105），上永磁顆粒與下永磁顆粒垂直對應，極性互為相反，推桿的上永磁顆粒與下永磁顆粒之間設有調壓霍爾傳感器（106），推桿的上端設有復位彈簧（107），調壓霍爾傳感器的輸出線連接智能控制器的調速輸入端，智能控制器輸出變化的驅動電壓到高速外轉子永磁無刷電機，調壓霍爾傳感器在變化的磁場中根據磁力線的強度和極性的變化，輸出高低不同的信號電壓，起飛按鈕靜止時，下永磁顆粒的S極靠近調壓霍爾傳感器，調壓霍爾傳感器輸出的信號電壓為0V，當按下起飛按鈕時，上永磁顆粒N極靠近調壓霍爾傳感器，調壓霍爾傳感器輸出的信號電壓為5V，起飛按鈕按下的過程是信號電壓從0V到5V的線性變化的過程，是高速外轉子永磁無刷電機的驅動電壓由低到高的變化過程，因此艦載機在柔性加速狀態下起飛，避免了在沖擊狀態下起飛。