[发明专利]一种精确控制速度的电磁发射装置

说明书

技术领域

本发明涉及电磁炮控制技术领域，特别涉及一种精确控制速度的电磁发射装置。

背景技术

电炮是全部或部分地利用电能为射弹提供推力的一类新型超高速发射装置，又称作电(磁)发射器。它包括电磁炮、电热炮和混合炮三大类。其中电磁炮是借助电磁力推进射弹的装置，又称作电磁发射器，其基本原理是利用导体在磁场中受到洛伦兹力作用而被推动前进，而抛体中也带有电流，感应产生的轴向磁场力推动抛体运动，径向力保持抛体悬浮以减少与导体的摩擦。

电炮与传统化学发射器(火炮、火箭等)相比有许多优点，最主要的是电磁炮能发射出具有超高动能的射弹，可应用在军事、航天技术、高压物理实验等方面。本发明应用领域为霍普金森杆实验技术，利用导体的电磁弹射研究材料在冲击加载条件下的高应变力学响应，有助于材料的工程应用和工程设计。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种精确控制速度的电磁发射装置，在已有的普通电磁发射装置的基础上引入单片机闭环控制，能够实时读取电容蓄电池电压，控制电容充电速度和精确控制滚珠导体的弹射速度，能够方便进行霍普金森杆实验。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种精确控制速度的电磁发射装置，包括电源模块、电源开关、充电升压控制模块、电压检测模块、速度设定模块、液晶显示模块、单片机控制模块、分压模块、电容组、可控硅组和发射线圈组，其中

所述电源模块用于给整个电磁发射装置提供电源或者给所述电容组充电；

所述充电升压控制模块用于提升所述电容组的充电电压；

所述电压检测模块用于实时检测所述电容组的电压值；

所述速度设定模块用于设定弹丸的发射速度和控制弹丸的发射；

所述液晶显示模块用于显示当前弹丸的发射速度；

所述单片机控制模块用于控制所述电容组的充电速度；

所述分压模块用于将所述电容组的电压分压给所述电压检测模块；

所述电容组用于存储电源并给所述电磁发射装置供电；

所述可控硅组用于触发电磁发射装置的发射；

所述发射线圈组用于产生磁力并弹射弹丸。

进一步地，所述充电升压控制模块包括ZVS零电压开关和升压板。

进一步地，所述电压检测模块包括数码管、模数转换芯片和电压表。

进一步地，所述速度设定模块包括速度增加按键、速度减少按键和发射按键。

进一步地，所述液晶显示模块包括液晶显示器。

进一步地，所述单片机控制模块采用stm32单片机。

进一步地，所述可控硅组包括可控硅元件。

进一步地，所述电磁发射装置还包括炮膛，所述炮膛的后部设置有磁铁。

进一步地，所述电磁发射装置具体实施方法为：

S1、在电磁发射装置的炮膛装填弹丸，炮膛后部的磁铁将弹丸固定在一定的初始位置；

S2、打开电源开关，电源模块给单片机控制模块和充电升压控制模块上电；此时，液晶显示模块显示当前的发射速度，通过速度设定模块设定发射速度；

S3、所述电压检测模块与所述电容组经分压后电气连接，实时显示当前电压；其中，充电电压与发射速度之间进行关系式的换算，当电压即将达到预定电压时，充电速度会缓慢上升以保证准确到达预定值，当电压达到预定值时停止充电；

S4、所述速度设定模块包括速度增加按键、速度减少按键和发射按键，三个按键用于控制触发发射，导电性弹珠被发射出去，所述液晶显示模块显示实际的发射速度，速度设定模块等待下一次设定和发射。

采用上述技术方案后，本发明至少具有如下有益效果：

(1)精确控制发射速度：霍普金森杆研究材料在不同加载条件下的应变力响应，本发明装置可以人为设定导体的弹射速度，从而产生不同的加载条件；

(2)操作简单：本发明装置只需要打开开关，用按键设定液晶显示器上的发射速度，再通过按键发射即可；

(3)工作稳定，重复性好：本发明不存在常规火炮因点火过程和发射药燃烧的微量变化而出现的延迟点火、突然撞击和加速度突变等问题，每一次的发射都保证精确，误差小。

附图说明

图1是本发明一种精确控制速度的电磁发射装置的主体结构示意图；

图2是本发明一种精确控制速度的电磁发射装置的电路设计示意图；

图3是本发明一种精确控制速度的电磁发射装置的单片机控制模块、速度设定模块和液晶显示模块的集成硬件结构示意图；