[发明专利]真空储能弹射装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种新储能弹射装置，特别是以筒体和活塞构成的可变容积的真空室作为储能体，利用弦绳通过滑轮系改变真空室容积大小实现机械能的存储和释放，对物体进行弹射操作的装置。

 

背景技术

目前，人们造弓、弩、弹弓等设备，所用的弹性储能材料，如竹、木、复合材料、橡胶合成制品、金属到碳素复合板等等，一般符合一个普遍的规律，即虎克定律，材料的弹性变形与它承受的力成正比。直接用这些材料制作弓弩等设备时，张弓上弦末期需要的施力很大。这造成了张弓上弦的困难，为了克服这一现象，人们作过大量的工作，比如弓体的反曲设计、滑轮弓、滑轮弩、上弦装置等等，增加了工艺制造难度和结构的复杂化。同时，储能释放时，因为材料储能的特点，初始释放的力量最大，造成敲弦现象，影响弹射精度。在张弓和释放过程中，由于弦绳内应力同弦绳的所受外力有一定夹角，这个夹角越大，内力越大，甚至远大于所承受的外力。 为保证弦的强度而造成弦质量的增加，从而影响弹射物体所获得储能的比例。

发明内容

为克服弹性材料的虎克现象，使弹射物体受力均匀，改善弦的受力状况，本发明提供一种真空储能弹射装置，它具有恒力弹簧效果，从储能的开始到结束，克服的阻力为一定值，储能释放时，以一恒力输出，弹射过程中物体匀加速运动。同时减少弦绳内力方向与物体的运动方向的夹角，改善弦绳受力。

本发明所采取的技术方案是： 筒体的一端密封，筒体内置活塞，活塞同筒体组成的可变容积的密封腔体，腔体内保持真空，弦绳同过滑轮系与活塞连接。由于封闭腔体内保持真空，活塞两面产生压差，压力等于活塞两面承受的压差 乘以筒体的径向横截面积。活塞通过弦绳牵引 ，改变真空腔体的体积实现储能和储能释放。滑轮系的引入，一方面改变弦绳的拉力方向，一方面改变拉力大小和拉弦的距离。

本发明的有益效果是，由于采用真空储能，在不考虑摩擦及空气流动损失和大气压波动的前提下，储能过程中人体克服大气压力施出的力是一个恒定的值，释放时，大气推动活塞运动的驱动力也是一个恒定的值，实现了弹射装置的恒力储能和恒力输出，降低张弓上弦难度，物体发射过程中受力均衡，状态稳定。通过滑轮系，改变弦绳的拉动方向 ，减小弦绳内应力方向同物体运动方向的夹角，改善了弦绳的受力状况。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是真空储能弹射器的结构示意图

图2是图1的俯视局部剖视图

图3是没有动滑轮的真空储能弹射器的结构示意图

图4是真空储能弩的示意图

图5是真空储能弹弓的示意图

图6是真空储能弓的示意图

图中，1.定滑轮；2．挡弦体；3．弦绳；4． 筒体；5．动滑轮；6．活塞；7．真空室；8．阀 ；9．阻铁；10．弩体；11．扳机；12．弩箭；13．弹包；14．箭；15.箭台。

具体实施方式

在图1所示真空储能弹射器中，活塞6与筒体4的封闭端构成真空室7，真空室7端部有阀8起到向外排气的作用。定滑轮1安装于筒体4开口端， 动滑轮5安装于活塞6上，弦绳3的两端固定于绕过动滑轮5和定滑轮6挂在挡弦体2上。定滑轮1有两个，和动滑轮组5有两个 ，组成滑轮系，动滑轮5改变了弦绳的拉力大小和可拉动的距离，定滑轮1改变了弦绳拉动的方向。

 图2是图1的俯视局部剖视图。操作时，推动活塞6向筒体4封闭端运动，真空室7内的空气通过阀8排出，真空室7容积为零，阀8关闭，当弦绳拉动活塞6 向筒体4开口端运动时，真空室7容积变大，活塞将克服大气压产生的压力而运动，实现储能。当弦绳释放时，活塞在大气压力的推动下运动，实现储能的释放。阀8既可以是截止阀，也可以是单向阀。为单向阀时，气体只能从真空室内排出，无法从大气向真空室内流动。也可通过阀8调节真空室7内的真空度，改变弦绳拉力的大小。

图3所示的真空储能弹射装置没有动滑轮5，弦绳3的两端直接固定在活塞6上。

在图4所示，采用真空储能弹射装置制作真空储能弩。筒体4与弩体10同向布置，有效减少了弩的径向尺寸，便于弩的携带。

在图5所示的采用真空储能弹射装置制作真空储能弹弓。在弦绳3的中间加装一个弹包13，即可实现对弹丸的发射 。