[发明专利]一种运动目标发生装置

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种运动目标发生装置，其基于弹性势能存储，电磁机构释放可实时再现 动态线运动过程，运动目标可复用，并可产生一定范围动态线运动信号。属于运动目标发生 装置。

(二)背景技术：

在很多应用领域，都需要实时跟踪运动目标体，研究运动目标在运动过程中参数的变化 情况。例如，在导弹的发射过程中，内弹道出筒(导弹发射筒/箱)速度是判定发射系统性 能是否正常、发射过程成功与否的重要参数。目前的测试系统多种多样，导弹发射过程中运 动参数变化范围有限，仅在加速度为0～50g，速度为0～40m/s，位移为0～50mm的中等要求 范围内变化。因此，如何在实验室环境下，在较小的空间内，研制一种可以模拟导弹运动参 数变化过程，并可获取相应的线运动信号，进而评价导弹发射参数测试系统的性能的实验装 置，在航空、航天及相关领域具有十分重要的作用。

目前，可以产生线运动信号的运动目标发生装置比较少，现列举三种常见的装置进行 说明。

双离心机装置是用电机控制离心机，使其在规定时间内达到一定的转速，然后在一定的 时间内停止，从而产生一个标准的“角运动动态信号”的装置。

空气炮是一种可以产生高速的线运动信号装置，它是利用压缩空气使在炮筒内的弹丸瞬 间产生高速运动。如图1为空气炮结构简图。其结构主要由发射管，高压气室，释放机构和 靶室组成。实验初始，空气压缩机在气室1中充气至既定气压，释放快开阀2，气压直接作 用于弹丸3，使弹丸3加速，在发射管4内撞击靶室5内的测量装置6。此装置产生的是窄 脉宽、高g值的加速度信号。而且体积庞大，结构复杂，运动目标在实验完毕后被销毁， 实验费用高，危险，不易控制，不适合于实验室内、较小空间内操作。

清华大学发明了一种高速加速装置(专利号：200610114601.0)，如图2所示，采用惯 性轮14作为试验加速的动力，在绳索16的牵引下，使沿导轨17滑动的试件产生高速度。 此装置主要是在电机的作用下实现加速过程，因此产生的加速度信号小，加速过程漫长；另 外，它是在加速度恒定的前提下产生变化的速度信号，不能同时产生线位移，线加速度，线 速度三种动态变化的线运动信号。

综上所述，目前的运动目标发生装置中所产生的运动信号大都存在动态精度低，脉宽窄， 非线性且不连续等缺点，而且运动目标运动时间太长，不用重复使用，使得实验费用高，安 全系数低，不易控制。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种运动目标发生装置，以解决现有技术中的缺陷，为一种采用 弹簧存储弹性势能，电磁锁定机构锁定和释放能量相结合的方法，可再现动态线运动过程， 运动目标可复用的，产生范围可调、具有一定脉冲宽度与动态精度的，连续的，动态变化的 线运动信号的运动目标发生装置。

本发明为一种运动目标发生装置，具体由弹性势能存储单元、能量储备与释放执行机 构、装置支撑台、缓冲装置与防护装置五个部分组成。

所述的弹性势能存储单元，为一压缩弹簧，用来储备能量。

所述的能量储备与释放执行机构用来锁定或释放由弹性势能存储单元所存储的弹性势 能。它由步进电机、减速器、联轴器、卷筒、定滑轮、缆绳、光轴、直线导轨、电磁控制单 元、电磁铁、电磁铁安装架、运动目标、直线轴承组成，电磁铁、电磁铁安装架与运动目标 合称为电磁锁定机构。电磁控制电路与电磁铁相连，通过控制电流通断来控制电磁铁与运动 目标吸合与释放状态。压缩弹簧，电磁铁，运动目标、直线轴承，从左向右依次穿入光轴。 其中电磁铁与电磁安装架通过螺钉安装成一体，安装在两个直线导轨的滑块上。运动目标在 直线轴承左侧安装，可保护直线轴承。电磁铁平面与运动目标平面可完全水平吸合。光轴两 端分别固定于左、右支座。定滑轮安装于左支座；两平行于光轴的缆绳一端与电磁安装架相 连，一端通过定滑轮的滑道绕在卷筒上。步进电机与减速器相连，减速器又通过联轴器与卷 筒相连。

所述的装置支撑台用来支撑各组件。它包括左支座，右支座，组合支座以及工作台。左 支座、右支座、两个直线导轨、组合支座安装固定在工作台平面上。

所述的缓冲装置，安装在右支座上，用来缓解运动目标对工作台的冲击，可降低运动目 标的运动次数，同时可保护直线轴承。

所述的防护装置与工作台安装结合，用于隔离实验装置，实现实验过程中的安全保护。