一种提高轨道式电磁发射器中导电体旋转稳定性的电枢结构

文档序号:1813543 发布日期:2021-11-09 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 一种提高轨道式电磁发射器中导电体旋转稳定性的电枢结构 (Armature structure for improving rotation stability of electric conductor in rail type electromagnetic transmitter ) 是由 唐波 田慧 栗保明 林庆华 于 2021-08-08 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种提高轨道式电磁发射器中导电体旋转稳定性的电枢结构,包括电枢本体,电枢本体后部为设置有尾臂槽的电枢尾臂,电枢尾臂后部设置有结构加强环;电流从正极导轨流入电枢,再从电枢流回负极,导轨间产生的磁场与电枢间电流相互作用,形成强大电磁力带动电枢向前运动。电枢尾臂的作用是,使电枢中的电流与磁场相互作用产生使电枢旋转的电磁力矩,从而在带动电枢向前运动的同时,驱动电枢旋转;而电枢旋转后,导轨与电枢尾臂始终保持接触,电枢尾臂中电流继续与磁场作用产生电磁力矩,从而持续加速电枢旋转。(The invention discloses an armature structure for improving the rotation stability of a conductor in a track type electromagnetic transmitter, which comprises an armature body, wherein the rear part of the armature body is provided with an armature tail arm provided with a tail arm groove, and the rear part of the armature tail arm is provided with a structure reinforcing ring; the current flows into the armature from the positive guide rail and then flows back to the negative electrode from the armature, and the magnetic field generated between the guide rails and the current between the armatures interact to form strong electromagnetic force to drive the armatures to move forwards. The armature tail arm has the function of enabling the current in the armature to interact with the magnetic field to generate electromagnetic torque for rotating the armature, so that the armature is driven to rotate while the driving armature moves forwards; after the armature rotates, the guide rail is always in contact with the armature tail arm, and the current in the armature tail arm continuously acts with the magnetic field to generate electromagnetic torque, so that the armature rotation is continuously accelerated.)

一种提高轨道式电磁发射器中导电体旋转稳定性的电枢结构

技术领域

本发明涉及电磁发射技术领域,特别是涉及一种提高轨道式电磁发射器中导电体旋转稳定性的电枢结构。

背景技术

电磁发射是一种利用电磁场与大电流产生电磁力推动电枢与载体高速运动的技术。电磁发射常用于发射飞行器,飞行器在空中飞行时受到空气动力的作用,易形成翻转力矩导致翻滚而不稳定。常用的保持无尾臂等飞行器运动稳定的方法是陀螺稳定,即通过飞行体自身沿轴向高速旋转形成陀螺稳定性。例如一般的枪炮多使用刻有膛线的身管发射飞行体,使飞行物体高速旋转,实现旋转稳定。除了保持飞行稳定,也有一些载体在利用电磁发射时需要旋转运动。

目前,轨道型电磁发射器的结构主要由导电轨道,轨道间电枢,以及电枢推动的载体组成。电磁发射技术利用大电流产生电磁场与电磁力,推动电枢高速运动,而电枢则推动载体一起运动,最终实现较高的速度。一般电磁发射用的身管是高导电率材料、非金属绝缘材料等强度较低的材料制作,易被高速撞击破坏,不适合加工膛线。因此,轨道型电磁发射器不适合利用膛线带动电枢旋转。但电磁发射常常需要发射旋转运动的电枢或载体,以实现多样化功能。有学者利用电磁力驱动电枢旋转,取得了一定效果,但其提出的电枢结构设计存在电磁力波动较大、电磁力矩难以控制等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高轨道式电磁发射器中导电体旋转稳定性的电枢结构。

实现本发明目的的技术解决方案为:一种提高轨道式电磁发射器中导电体旋转稳定性的电枢结构,包括电枢本体,电枢本体后部为设置有尾臂槽的电枢尾臂,电枢尾臂后部设置有结构加强环。

进一步的,所述尾臂槽数量为多条;或者,所述尾臂槽数量为单条。

进一步的,所述尾臂槽相对于电枢中轴线是平行的。

进一步的,所述尾臂槽相对于电枢中轴线存在一定夹角,夹角≤90°。

进一步的,所述结构加强环后部设有斜面倒角。

进一步的,所述电枢本体前部为飞行体。

进一步的,所述飞行体前部为尖头圆弧形面。

进一步的,所述飞行体是与电枢本体分开的结构;或者,所述飞行体与电枢本体合成一体。

与现有技术相比,本发明的显著优点为:

(1)本发明设计有绝缘槽的尾臂,主要目的是产生持续的旋转电磁力矩;

(2)为了增加电枢尾部的强度防止变形,在电枢尾臂后部设计圆环结构,提高电枢运动稳定性。

附图说明

图1本发明提供的电枢结构示意图。

图2本发明提供的电枢尾部结构示意图。

其中,1—电枢尾臂槽;2—电枢尾臂;3—电枢后部结构加强环;4—电枢本体;5—电枢前部飞行体;6—斜面倒角。

具体实施方式

本发明提供了一种提高轨道式电磁发射器中导电体旋转稳定性的电枢结构,电枢用于在发射器内膛传导电流,发射器包括轨道、绝缘材料、高强度身管等。电枢在空气中飞行,电枢既能导电,同时具有良好的空气动力学特征,能够以较小的空气阻力在空中稳定飞行。

本发明设计的电枢在圆柱体部位带有绝缘槽的尾臂结构,电枢的尾臂能够导通正负极轨道的电流,电流从正极轨道流入电枢,再从电枢流回负极。轨道间产生的磁场与电枢内部垂直于电枢轴线的电流矢量相互作用,形成电磁力带动电枢向前运动,同时轨道间产生的磁场与电枢内部平行于电枢轴线的电流矢量作用,形成电磁力矩带动电枢沿轴线旋转。而电枢旋转后,轨道与电枢接触的尾臂周向切换,始终有尾臂沿着电枢轴线导通电流形成与电枢轴线平行的电流矢量,从而持续产生旋转力矩,使电枢不断加速旋转。为了增加电枢尾部的强度防止变形,在电枢尾臂后部设计圆环结构,即结构加强环,用于提高电枢运动稳定性。

电枢的尾臂相对于轨道轴线可以是平行的,但若在设计中将电枢尾臂改为与电枢轴线非平行,该结构仍然能产生旋转力矩,不影响本发明的原理。带有绝缘槽的尾臂主要目的是产生持续的旋转电磁力矩,尾臂后部的结构加强环主要是增加电枢尾臂的结构强度。

所述的电枢是轨道之间用于连接正负极轨道,用以导通轨道间的电流。电枢在导通电流时,会与导体产生的磁场相互作用,并产生电磁力。在电磁力的推动下,电枢会运动。

所述的电枢尾臂是指电枢后部导电臂,用以接触轨道,使轨道中的电流可以流入电枢。且该尾臂会形成贴紧轨道的电磁力,有向外膨胀的趋势,有利于增强电接触。

所述的电枢尾臂在结构上并非是整体,电枢尾臂之间有绝缘尾臂槽,尾臂间的绝缘尾臂槽,使得电枢中的导电回路存在一定的回转,所述的回转型回路是指电枢中的电流既有垂直于电枢轴线的电流分量,也会有平行于电枢轴线的电流分量。垂直于电枢轴线的电流分量将产生向前的电磁力,推动电枢向前运动,平行于电枢轴线的电流分量同时会产生旋转电磁力矩,带动弹丸沿轴线旋转。

所述的电枢中的回转型电流回路是电枢产生旋转电磁力矩的关键,原理是电枢在导通正负极轨道电流时,电流由正极轨道流入电枢,有部分电流沿着尾臂后部结构加强环流入负极轨道,还有一部分电流从正极轨道沿着尾臂流入电枢喉部,再从电枢喉部流入电枢另一侧的尾臂,之后再流入负极轨道,这样就在电枢中形成了与电枢轴线平行的电流分量,该电流分量与内膛磁场作用可以产生旋转力矩。

所述的电枢中的电流回路是通过电枢尾臂结构上的设计实现的,该电枢尾臂结构能够形成电磁力矩,使电枢产生绕轴线旋转。该电枢尾臂沿着电枢圆柱部结构的表面旋转一周排列,使电枢旋转后能够切换到另一个尾臂继续导通电流,使这个偏转电磁力持续产生,从而带动电枢持续旋转。

所述的沿电枢表面一周排列的电枢尾臂数量上不受原理的限制,可以是多个,根据实际电枢的结构特征设计。

所述的电枢,在传导电流的同时,还会在电枢周围产生磁场。磁场与导电的电枢相互作用时会产生推进力和旋转力矩,带动电枢前进与旋转。

电枢后部的圆柱面上有绝缘尾臂槽,或者导电尾臂,尾臂通过开槽的方式加工出。

尾臂和绝缘尾臂槽沿着电枢轴向排列。

所述的尾臂,在电磁力的作用下,可以略微扩张紧贴轨道表面。尾臂后部有结构加强环,能够增强尾臂的强度,同时传导部分电流。

所述的尾臂后部结构加强环,其后部有倒角,该倒角具有减小空气阻力的作用。结构加强环的宽度,其倒角的宽度、角度不影响本发明原理。

所述的尾臂槽,槽的数量不影响本发明原理,可以是单条或多条尾臂槽。槽的形状、长度设计能够产生旋转力矩即可,不影响本发明原理。

以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

实施例

本发明提出的尾臂形电枢结构如图1所示,图1为本发明提出电枢与飞行体5结合在一起的形式,飞行体5并没有结构上的限制,图1中只给出了示意图,原因是飞行体5的结构不影响本发明的内容,可以是与电枢分开的结构,也可以是与电枢合成一体的结构。图1中所示的飞行体5前部为尖头圆弧形面,有利于减少空气阻力,适合在空气中飞行;后部的圆柱形体即为电枢本体4。所谓的电枢本体4其主要功能是传导电流,电枢放入电磁轨道发射器内膛后,轨道间依靠电枢本体4导通回路,从而产生电磁力推动电枢运动,同时产生电磁力矩带动电枢旋转。

如图1所示,电枢本体4后部加工出多条尾臂槽1。如图2中所示,电枢后部为结构加强环3,电枢尾臂2后部有结构加强环,用于增强电枢尾臂的强度。电枢尾臂2之间为尾臂槽1,由于尾臂槽1的存在,电枢尾臂2之间是绝缘的。而且尾臂槽1相对于电枢中轴线是平行的,或存在一定夹角≤90°,这种结构下尾臂中导通电流时会有部分平行于电枢轴线的电流分量。

电枢尾臂2的作用有两个,一是增加电接触性能,由于电枢尾臂2之间是分离的,在电磁力的作用下,电枢尾臂具有向外扩张的趋势,从而贴紧轨道表面,增加电接触性能;二是电枢尾臂可以传导电流,从而产生使电枢旋转的电磁力矩,而圆形电枢持续产生旋转电磁力矩,驱动电枢旋转。图1中所示有多条尾臂槽1,实际上尾臂槽1的数量不影响本发明原理,针对不同电枢需求,设计不同数量尾臂槽1以及尾臂槽1长度、形状等,这些设计并不影响本发明原理。

如图2所示,电枢尾臂后部的结构加强环3有三个作用,一是增加电枢尾臂的强度,使电枢尾臂不易发生巨大的形变,保持电枢尾臂结构稳定性;二是结构加强环会导通部分电流,该电流会有垂直于电枢轴线的分量,这个电流分量能够产生推动电枢前进的电磁力,因此结构加强环3具有部分推动电枢前进的功能;三是结构加强环3后部有如图所示的斜面倒角6,该斜面倒角能够减少结构加强环产生的激波、膨胀波等,能够减少空气阻力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

7页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种发射角可调的便携式地面制导火箭发射架

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类