阅读说明：本技术 一种精确的火箭两级电子延时点火装置 (Accurate rocket two-stage electronic time delay ignition device ) 是由 赵汉青 王浩 刘晓 刘露露 杭佳 梁嘉琪 陈广凯 贾夏冬 梁甜 于 2020-05-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种精确的火箭两级电子延时点火装置,包括电源模块、加速度检测模块、AD采集模块、主控模块Ⅰ、安全点火电路Ⅰ、超级电容模块、主控模块Ⅱ及安全点火电路Ⅱ；电源模块、加速度检测模块、AD采集模块、主控模块Ⅰ及安全点火电路Ⅰ构成第一级点火装置；所述超级电容模块、主控模块Ⅱ及安全点火电路Ⅱ构成第二级点火装置；电源模块用于给加速度检测模块、AD采集模块及主控模块Ⅰ供电,并在两级电路分离前给第二级点火装置的主控模块Ⅱ供电,给第二级点火装置的超级电容模块充电。本发明通过两级点火装置控制延时点火时间,不依赖火工品燃烧性能,精确度高。(The invention provides an accurate rocket two-stage electronic delay ignition device which comprises a power supply module, an acceleration detection module, an AD acquisition module, a main control module I, a safe ignition circuit I, a super capacitor module, a main control module II and a safe ignition circuit II, wherein the acceleration detection module is connected with the AD acquisition module; the power supply module, the acceleration detection module, the AD acquisition module, the main control module I and the safe ignition circuit I form a first-stage ignition device; the super capacitor module, the main control module II and the safe ignition circuit II form a second-stage ignition device; the power supply module is used for supplying power to the acceleration detection module, the AD acquisition module and the main control module I, supplying power to a main control module II of the second-stage ignition device before the two-stage circuit separation, and charging the super capacitor module of the second-stage ignition device. The invention controls the delay ignition time through the two-stage ignition device, does not depend on the combustion performance of initiating explosive devices, and has high accuracy.)

一种精确的火箭两级电子延时点火装置

技术领域

本发明涉及火箭点火装置技术领域，具体涉及一种精确的火箭两级电子延时点火装置。

背景技术

火箭在民用领域中应用广泛。民用火箭在发射时，一般通过提供电能使火箭弹内火工品在规定的延时时间点引爆实现相应的功能。传统的民用火箭点火延时时间和火箭弹体内部火工品的燃烧性能有关，延时时间精度依赖火工品工艺，存在误差，制约了民用火箭的功能扩展。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种精确的火箭两级电子延时点火装置，通过两级点火装置控制延时点火时间，不依赖火工品燃烧性能，精确度高。

本发明采用的技术方案如下：

一种精确的火箭两级电子延时点火装置，包括电源模块、加速度检测模块、AD采集模块、主控模块Ⅰ、安全点火电路Ⅰ、超级电容模块、主控模块Ⅱ及安全点火电路Ⅱ；

所述电源模块、加速度检测模块、AD采集模块、主控模块Ⅰ及安全点火电路Ⅰ构成第一级点火装置；所述超级电容模块、主控模块Ⅱ及安全点火电路Ⅱ构成第二级点火装置；

电源模块用于给加速度检测模块、AD采集模块及主控模块Ⅰ供电，并在两级电路分离前给第二级点火装置的主控模块Ⅱ供电，给第二级点火装置的超级电容模块充电；

电源模块供电后，主控模块Ⅰ驱动AD采集模块采集第一级点火装置的火工品电阻，加速度检测模块对火箭加速度进行检测，主控模块Ⅰ根据火箭加速度和第一级点火装置火工品电阻控制第一级点火装置的火工品点火延时时间；在第一级点火装置的火工品点火延时时间内，超级电容模块为安全点火电路Ⅰ所连接的火工品提供点火能量，实现第一级点火；第一级点火成功后，两级点火装置分离，超级电容模块放电给主控模块Ⅱ供电，并按照主控模块Ⅱ设定的延时时间给安全点火电路Ⅱ所连接的火工品提供点火能量，实现第二级点火。

进一步地，所述加速度检测模块包括加速度传感器及振动开关，双路检测火箭加速度。

进一步地，所述主控模块Ⅰ、主控模块Ⅱ采用高速晶振控制延时时间。

进一步地，所述AD采集模块检测火工品电阻时，通过火工品电流在uA级别；检测完毕后AD采集模块断电。

有益效果：

1、本发明通过两级点火装置控制延时点火时间，不依赖火工品燃烧性能，精确度高。在实现第一级点火装置正常点火、火箭结构分离后电源不能供电的情况下，仍能实现第二级点火装置在精确延时时间点点火的功能；其次，点火装置功耗低，具备安全点火电路、点火安全可靠。

2、本发明加速度检测模块采用加速度传感器及振动开关双路检测火箭加速度，实现冗余备份，提高检测可靠性。

3、本发明主控模块Ⅰ、主控模块Ⅱ采用高速晶振控制延时时间，提升延时点火时间的可靠性。

4、本发明通过火工品的电流级别小，并在检测完毕后AD采集模块迅速断电，以此保证火工品安全。

附图说明

图1为本发明的整体模块示意图；

图2为本发明加速度检测模块原理图；

图3为本发明主控模块Ⅰ原理图；

图4为本发明AD采集模块原理图；

图5为本发明安全点火电路Ⅰ原理图；

图6为本发明超级电容模块原理图；

图7为本发明主控模块Ⅱ原理图；

图8为本发明安全点火电路Ⅱ原理图；

其中，A-振动开关，B-加速度传感器。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种精确的火箭两级电子延时点火装置，如图1所示，包括电源模块、加速度检测模块、AD采集模块、主控模块Ⅰ、安全点火电路Ⅰ、超级电容模块、主控模块Ⅱ及安全点火电路Ⅱ。

电源模块、加速度检测模块、AD采集模块、主控模块Ⅰ及安全点火电路Ⅰ构成第一级点火装置；超级电容模块、主控模块Ⅱ及安全点火电路Ⅱ构成第二级点火装置。

电源模块用于给加速度检测模块、主控模块Ⅰ、AD采集模块供电，并在两级点火装置分离前给第二级点火装置的主控模块Ⅱ供电，给第二级点火装置的超级电容模块充电。

加速度检测模块用于检测火箭加速度。采用加速度传感器B及振动开关A配合，以加速度满足一定数值要求的时刻作为主控模块Ⅰ启动延时点火的计时零点。

AD采集模块用于检测第一级点火装置的火工品电阻；检测火工品电阻时，通过火工品电流在uA级别，检测完毕后AD采集模块迅速断电，保证火工品安全。

主控模块Ⅰ根据火箭加速度和第一级点火装置的火工品电阻控制第一级点火装置的火工品点火延时时间；采用高速晶振控制延时时间，用于判断第一级点火装置火工品阻值是否正常和火箭加速度是否满足要求，并在满足要求时控制超级电容模块的充电过程及超级电容模块对第一级点火装置的火工品的放电过程。若不满足要求不进行点火发射。

安全点火电路Ⅰ连接第一级点火装置的火工品，可以连接一个以上火工品，用于保证第一级点火安全。

超级电容模块为第一、二级点火装置的火工品点火的储能元件，并在两级点火装置分离后，为第二级点火装置的主控模块Ⅱ供电。

主控模块Ⅱ采用高速晶振控制延时时间，用于控制第二级点火装置的火工品点火延时时间。

安全点火电路Ⅱ连接第二级点火装置的火工品，用于保证第二级点火安全。

电源模块供电后，主控模块Ⅰ驱动AD采集模块采集第一级点火装置的火工品电阻，加速度检测模块对火箭加速度进行检测；主控模块Ⅰ判断电阻值正常且火箭加速度满足要求后，对超级电容模块充电，超级电容模块按照主控模块Ⅰ设定的延时时间通过放电给安全点火电路Ⅰ所连接的第一级点火装置的火工品提供点火能量，实现第一级点火；若电阻值、火箭加速度不满足要求则不点火；第一级点火成功后，两级点火装置电路物理分离，第二级点火装置通过超级电容模块放电给主控模块Ⅱ供电，并按照主控模块Ⅱ设定的延时时间给安全点火电路Ⅱ所连接的第二级点火装置的火工品提供点火能量，实现第二级点火功能。

如图2所示，加速度检测模块中VCC5端接电源模块输出端，MISO端接主控模块Ⅰ中MISO端，SCL、SDA端分别与主控模块Ⅰ中SCL、SDA端连接。

如图3所示，主控模块Ⅰ中VCC5端接电源模块输出端，SCL、SDA端分别与加速度检测模块中SCL、SDA端连接，MISO端与加速度检测模块中MISO端连接；AD_ON(NSS)端与AD采集模块中AD_ON(NSS)端连接，AIN2(ref)、AIN3、AIN4端分别与AD采集模块中AIN2(ref)、AIN3、AIN4端连接；Firecmd1、Firecmd2端分别与安全点火电路Ⅰ中Firecmd1、Firecmd2端连接；PWR_ON、RxAIN6端分别与超级电容模块中PWR_ON、RxAIN6端连接。

如图4所示，AD采集模块中VCC5端接电源模块输出端，AD_ON(NSS)端与主控模块Ⅰ中AD_ON(NSS)端连接，AIN2(ref)、AIN3、AIN4端分别与主控模块Ⅰ中AIN2(ref)、AIN3、AIN4端连接，FireOut1+、FireOut2+端连接火工品。

如图5所示，安全点火电路Ⅰ中Firecmd1、Firecmd2端分别与主控模块Ⅰ中Firecmd1、Firecmd2端连接，VCC5Fire端与超级电容模块中VCC5Fire端连接，FireOut1+、FireOut2+端连接火工品。

如图6所示，超级电容模块中PWR_ON、RxAIN6端分别与主控模块Ⅰ中PWR_ON、RxAIN6端连接，VCC5Fire端与安全点火电路Ⅰ中VCC5Fire端连接，P2中的1、2两个端子分别与主控模块Ⅱ、安全点火电路Ⅱ中的VCC5、GND端连接。

如图7所示，主控模块Ⅱ中VCC5、GND端分别与超级电容模块中P2的1、2两个端子连接，Firecmd1端与安全点火电路Ⅱ中的Firecmd1端连接。

如图8所示，安全点火电路Ⅱ中VCC5、GND端分别与超级电容模块中P2的1、2两个端子连接，Firecmd1端与主控模块Ⅱ中的Firecmd1端连接，FireOut端连接火工品。

第一级点火成功后，两级点火装置从图6所示的超级电容模块中P2的1、2两个端子处物理断开分离。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。