[发明专利]环形加速导弹电磁炮

摘要

一种环形加速导弹电磁炮，由电动炮轮、轮毂式减速电机、环形挡板、环形钢板、电磁开关、提前开关、红外发射头、红外接收头、智能控制器、环形炮膛、球形导弹和电磁环形加速器组成，电磁环形加速器由6个相同的单一电磁驱动器组成，环形加速器功率加大后，球形炮弹旋转越来越快，环形钢板首尾端的炮弹出口瞬时间提前打开，球形炮弹依靠强大的离心力从出口飞出，实现超高音速度的直线飞行后按照弹道轨迹飞行，球形导弹自动变成弹头，伸出方管变成弹身，多种传感器共同搜索并且锁定目标，向智能控制器发出控制信号，控制垂直翼和水平翼改变球形导弹的飞行方向，自动跟踪目标。

主权项

1.一种环形加速导弹电磁炮，主要由电动炮轮、轮毂式减速电机、环形挡板、环形钢板、球形导弹、电磁开关、电磁环形加速器、提前开关、红外发射头、红外接收头、智能控制器、凸形底座、U形支架、滑环、电刷、导弹发射操作台组成，其特征在于：所述环形加速导弹电磁炮设置电动炮轮，电动炮轮中心设有轮毂式减速电机（1），轮毂式减速电机的外壳设有左端盖（2）和右端盖（3），左端盖设有高圆台（4），高圆台的外圆设有左环形挡板（5），左环形挡板由4个螺丝钉（6）固定在左端盖上，右端盖设有低圆台（7），低圆台的外圆设有右环形挡板（8），右环形挡板由4个螺丝钉（9）固定在右端盖上，左环形挡板和右环形挡板之间设有环形钢板（10），环形钢板是用弹性钢板加工成的环形弹簧，在不受力的原始状态下，环形钢板右视图形的内圆是封闭的圆形，环形钢板的首端设有上螺丝孔和下螺丝孔，左环形挡板和右环形挡板分别设有上连接孔和下连接孔，上螺丝孔和下螺丝孔分别与上连接孔和下连接孔对齐，用上螺丝钉（11）和下螺丝钉（12）将左环形挡板、环形钢板和右环形挡板紧固为一体化的环形炮膛（13），环形炮膛与轮毂式减速电机一体化组成电动炮轮，环形炮膛的宽度等于环形钢板的宽度，等于轮毂式减速电机外壳的左端盖与右端盖之间的宽度，环形炮膛的内圆设有球形导弹（14），球形导弹是一种能变形的铁球，球形导弹直径略小于环形钢板的宽度，使球形导弹能在左环形挡板和右环形挡板之间沿环形钢板的内圆滚动，右环形挡板上设有球形导弹的圆形入口（15），环形钢板的首端较厚，尾端渐薄，当环形钢板的首尾端受到水平方向的外力时，首尾端之间处于开口的状态，使环形钢板的右视图形为圆的渐开线形状，首尾端之间的开口处设置为球形导弹的出口（16），环形钢板首尾端的外力消失后，环形钢板的内圆恢复封闭的圆形，所述左环形挡板和右环形挡板选用高强度塑料制造，左环形挡板和右环形挡板前端均设有轨道槽（17），左、右轨道槽大小相等、左右对称，环形钢板的尾端设有左滑动轴和右滑动轴（18），左、右滑动轴大小相等、左右对称，左滑动轴装在左轨道槽内，右滑动轴装在右轨道槽内，左环形挡板左端设有左电磁开关，右环形挡板右端设有右电磁开关，左、右电磁开关型号相同，对称于左环形挡板和右环形挡板的外端，所述电磁开关设有导磁筒（19），导磁筒内设有线圈骨架（20），线圈骨架内绕制漆包线，制造成吸铁线圈（21），线圈骨架前端设有环形导磁盖（22），环形导磁盖与导磁筒焊接为一体，环形导磁盖内圆与线圈骨架内圆一致，导磁筒设有上连接耳（23）和下连接耳（24），左环形挡板和右环形挡板的外端分别设有上螺杆和下螺杆，由上螺帽（25）和下螺帽（26）固定上连接耳和下连接耳，将左电磁开关固定在左环形挡板的左端、右电磁开关固定在右环形挡板的右端，环形导磁盖内圆与线圈骨架内圆设有滑动铁芯（27），滑动铁芯前端设有连接孔，左电磁开关左滑动铁芯的连接孔连接左滑动轴，右电磁开关右滑动铁芯的连接孔连接右滑动轴，当左、右吸铁线圈同时受电后，左滑动铁芯和右滑动铁芯同时吸入左吸铁线圈和右吸铁线圈的底部，瞬间将左滑动轴和右滑动轴拉到左轨道槽和右轨道槽的后端，拉动环形钢板的尾端，使环形钢板的首尾端张开，当左、右电磁开关的吸铁线圈同时断电后，左滑动铁芯和右滑动铁芯失去磁力，环形钢板的复原弹力瞬间将左滑动轴和右滑动轴分别拉到左轨道槽和右轨道槽的前端，左滑动铁芯和右滑动铁芯同时拉到左吸铁线圈和右吸铁线圈的前端，使环形钢板的首尾端闭合，环形钢板的内圆恢复封闭的圆形；电动炮轮设有中心轮轴（28），中心轮轴与轮毂式减速电机的中心轴是同一个轴，中心轮轴与左环形挡板和右环形挡板同心，中心轮轴左、右端分别设有2个并列的螺帽，电动炮轮设有U形支架（29），左并列螺帽（30、31）将中心轮轴左端固定在U形支架的左上端，右并列螺帽（32、33）将中心轮轴右端固定在U形支架的右上端，U形支架下端连接大转盘（34），大转盘下端焊接内齿圈（35），大转盘中心设有立轴（36），立轴中心设有电线孔（37），电动炮轮设有凸形底座（38），立轴安装在凸形底座的中心孔内，凸形底座前端设有转向电机（39），转向电机上端设有小驱动齿轮（40），小驱动齿轮与内齿圈啮合，所述转向电机是一种减速无刷电机，转向电机正反转动时驱动大转盘使电动炮轮在水平方向360度范围内左右转向，所述轮毂式减速电机是一种减速比很大的谐波减速电机，轮毂式减速电机的中部设有谐波减速器（41），谐波减速器的外围设有外转子无刷永磁电机（42），轮毂式减速电机的转速很低，正反转动时驱动电动炮轮在垂直方向的仰角范围内上下转向，轮毂式减速电机顺时针旋转时是环形加速导弹电磁炮的启动状态；轮毂式减速电机右端盖的低圆台中心设有连接圈（43），连接圈外圆安装绝缘套（44），绝缘套外圆安装左滑环（45）和右滑环（46），左、右滑环下端设有电刷，所述电刷设有炭刷架（47），炭刷架安装在U形支架的右支架左端，用上、下螺丝钉（48、49）紧固，炭刷架内部设有左炭刷腔和右炭刷腔，左、右炭刷腔内设有左弹簧（50）和右弹簧（51），左、右弹簧上端设有左炭刷（52）和右炭刷（53），左炭刷和右炭刷下端分别设有电源线（54），电源线通过立轴电线孔引出机外，左、右炭刷在弹簧的压力下分别紧贴左滑环和右滑环，轮毂式减速电机外壳的上端设有智能控制器一（55），智能控制器一内部设有无线信号发射和接收模块、无刷电机控制模块、电磁驱动控制模块、炮弹速度传感换算模块、水平转向角度传感换算模块和垂直方向的仰角传感换算模块；所述环形加速导弹电磁炮设置导弹发射操作台（56），导弹发射操作台上面设有数据信息显示器（57）、电源按钮、水平转向按钮、仰角转向按钮、启动按钮、加速按钮、发射按钮（58），导弹发射操作台里面设有智能控制器二（59）和可调直流电源（60），智能控制器二内部设有无线信号发射和接收模块、无刷电机控制模块，其中水平转向按钮、仰角转向按钮、启动按钮、发射按钮的输出端分别连接智能控制器二内部无线信号发射和接收模块的相关输入端，智能控制器二的无线信号传递到智能控制器一内部无线信号发射和接收模块的相关输入端，炮弹发射操作台内的可调直流电源输入端连接普通功率的发电机电源，可调直流电源是一种开关电源，给环形加速导弹电磁炮供电，加速按钮连接可调直流电源的控制输入端，调整可调直流电源的电压高低，可调直流电源的正负输出端分别连接左炭刷的电源线和右炭刷的电源线，左炭刷和右炭刷连接左滑环和右滑环，左滑环和右滑环分别焊接输电线（61），输电线经过绝缘套的线槽引出，右环形挡板设有穿线孔（62），输电线经过穿线孔连接智能控制器一的电源端，智能控制器一内的无刷电机控制模块的输出端连接轮毂式减速电机的输出线；所述电磁环形加速器由6个相同的单一电磁驱动器组成，单一电磁驱动器由左电磁线圈、右电磁线圈、红外发射头一、红外接收头一、红外发射头二和红外接收头二和双稳开关电路组成，电动炮轮的左环形挡板圆面设有左设定圆，左设定圆上设有6个等分的左电磁线圈，右环形挡板圆面设有右设定圆（63），右设定圆设有6个等分的右电磁线圈，左、右设定圆相等，设定圆与闭合环形钢板的内圆同心，与左环形挡板和右环形挡板同心，闭合环形钢板内圆的直径与设定圆的直径差等于所述球形导弹的直径，所述电磁线圈设有柱形铁芯（64），柱形铁芯外圆紧配合安装线圈骨架，线圈骨架内绕制漆包线，左环形挡板和右环形挡板的设定圆上均设有6个等分的相等的安装孔，安装孔内分别安装12个电磁线圈，左环形挡板的6个安装孔与右环形挡板的6个安装孔互相对齐，12个电磁线圈的柱形铁芯的外圆分别紧配合安装在12个安装孔内，左环形挡板的右端平面与6个柱形铁芯的右端平面一致，右环形挡板的左端平面与6个柱形铁芯的左端平面一致，左环形挡板的6个柱形铁芯的中心均设有发射孔，6个发射孔内均安装红外发射头一，右环形挡板的6个柱形铁芯的中心均设有接收孔，6个接收孔内均安装红外接收头一（65），6个红外发射头一与6个红外接收头一互相对齐，在左环形挡板的设定圆上，每一个电磁线圈与电磁线圈之间均设有发射孔，6个发射孔内均安装红外发射头二，在右环形挡板的设定圆上，每一个电磁线圈与电磁线圈之间均设有接收孔，6个接收孔内均安装红外接收头二（66），6个红外发射头二与6个红外接收头二互相对齐，在智能控制器一内，所述电磁驱动控制模块中设有6个相同的双稳开关电路，所述双稳开关电路由双稳态触发器和开关三极管组成，单一电磁驱动器的电路连接是：双稳态触发器（67）的输入端一连接红外接收头一（65），双稳态触发器的输入端二连接红外接收头二（66），开关三极管（68）输出端连接并联的左电磁线圈（69）和右电磁线圈（70），左、右电磁线圈的磁极方向一致，双稳开关电路的接地端连接可调直流电源负极，双稳开关电路的电源端（71）连接可调直流电源正极；所述电磁环形加速器设有提前开关，所述电磁驱动控制模块中设有提前开关电路，提前开关电路设有单稳态定时器和开关三极管，提前开关的电路连接是：在左环形挡板前端的两个电磁线圈之间的设定圆上设有发射孔，发射孔内安装红外发射头三（72），在右环形挡板前端的两个电磁线圈之间的设定圆上设有接收孔，接收孔内安装红外接收头三（73），红外发射头三对准红外接收头三，所述单稳态定时器（74）是暂稳一段时间的定时器，单稳态定时器输入端连接红外接收头三，开关三极管（75）输出端连接并联的左电磁开关（76）和右电磁开关（77），所述发射按钮的开关信号无线传输到智能控制器一的相关输入端，智能控制器一输出信号控制红外接收头三，提前开关电路的接地端连接可调直流电源负极，提前开关电路的电源端（78）连接可调直流电源正极，所述6个红外发射头一和6个红外发射头二的输出线以及红外发射头三的输出线分别连接智能控制器一的相关输出端，所述转向电机的输出线连接智能控制器二内无刷电机控制模块的输出端，智能控制器一和智能控制器二内部分别设置的无线信号发射和接收模块，二者以交互通讯的方式实现数据信息的互联，实现导弹发射操作台无线遥控电动炮轮；所述转向电机和轮毂式减速电机均属于无刷永磁电机，正反转动时均产生换相脉冲，换相脉冲的频率与转速成正比，转向电机的换相脉冲经过水平转向角度传感换算模块输出水平转向角度的数据信息到显示器，轮毂式减速电机的换相脉冲经过仰角传感换算模块输出仰角转向角度的数据信息到显示器，根据探测和计算手段得到目标的坐标信息，操作水平转向按钮和仰角转向按钮，显示器显示出电动炮轮的水平方向和垂直方向的数据信息，对准目标的坐标位置，最后操作加速按钮和发射按钮发射导弹；所述球形导弹选用铁质材料制造，球形导弹设有左半球（79）和右半球（80），左、右半球合并后焊接成球形，球形导弹中心设有方孔，方孔内松配合安装方管（81），方管后端设有球面端盖（82），所述方孔在左半球设有左半方孔，右半球设有右半方孔，左、右半方孔合并成方孔，左半方孔左端设有左导向槽（83），右半方孔右端设有右导向槽（84），方管前端设有滑动轴（85），滑动轴左端装进左导向槽，滑动轴右端装进右导向槽，方管在方孔内前后滑动，滑动轴在左、右导向槽的范围内前后滑动，左半方孔上端设有左弹簧槽，右半方孔上端设有右弹簧槽，左、右弹簧槽合并成弹簧孔，弹簧孔内设有复位弹簧（86），方管上端设有弹簧挡架（87），弹簧挡架前端设有弹簧轴（88），弹簧轴上安装复位弹簧，左半方孔下端设有左线圈槽，右半方孔下端设有右线圈槽，左、右线圈槽合并成线圈腔，线圈腔内设有线圈骨架（89），线圈骨架内绕制漆包线，制造成锁头电磁线圈（90），线圈骨架内圆设有柱形铁芯（91），位于线圈腔下端的左半球和右半球之间设有锁孔（92），方管下端设有锁眼（93），锁眼与柱形铁芯对准时，柱形铁芯向上滑动进入锁眼将方管锁定，方管内设有左水平翼电机（94），左水平翼电机中心设有左驱动轴，方管设有左轴孔，左驱动轴穿进左轴孔，左驱动轴安装左水平翼（95），方管内设有右水平翼电机（96），右水平翼电机中心设有右驱动轴（97），方管设有右轴孔，右驱动轴穿进右轴孔，右驱动轴安装右水平翼（98），左、右水平翼电机型号相同，左右对称，左、右水平翼电机前端设有垂直翼电机（99），垂直翼电机的中心设有垂直驱动轴（100），方管设有上轴孔和下轴孔，垂直驱动轴的上、下端分别穿进上轴孔和下轴孔，垂直驱动轴上端安装上垂直翼（101）、下端安装下垂直翼（102），左、右水平翼电机和垂直翼电机均为谐波减速器电机，谐波减速器电机是谐波减速器与永磁无刷电机一体化的低转速电机，左水平翼、右水平翼、上垂直翼和下垂直翼，均为大小相同的导弹尾翼，左、右水平翼电机正反转动时分别驱动左水平翼和右水平翼上下转向，垂直翼电机正反转动时驱动上垂直翼和下垂直翼同步左右转向，所述左半孔后端设有左翼槽，右半孔后端设有右翼槽，位于方口上端的左半球和右半球之间设有上翼槽，位于方口下端的左半球和右半球之间设有下翼槽，方管向前滑动，复位弹簧压缩，左水平翼、右水平翼、上垂直翼和下垂直翼分别装入左翼槽、右翼槽、上翼槽和下翼槽内，方管的锁眼与柱形铁芯对准时，用钢条穿进锁孔推动柱形铁芯向上滑动进入锁眼将方管锁定在方孔内，此时方管的后端球面以及左水平翼、右水平翼、上垂直翼和下垂直翼的后端均与导弹的球面一致，使球形导弹变成球形，当锁头电磁线圈通电后，电磁力将柱形铁芯吸入线圈骨架内圆下端，柱形铁芯向下滑动脱离锁眼，复位弹簧将方管向后弹出，使球形导弹变成弹头，方管变成弹身，左水平翼、右水平翼、上垂直翼和下垂直翼变成弹尾；方管内前端设有智能控制盒（103），智能控制盒内部设有陀螺水平传感器、无刷电机控制模块和智能控制模块，智能控制盒后端设有蓄电池盒（104），球形导弹的方孔前端设有圆凹面，圆凹面内镶嵌球面端盖（105），球面端盖中心设有摄像孔，摄像孔内安装摄像机（106），摄像孔四周的球面端盖上设有4个传感器孔，4个传感器孔内分别安装上红外传感器（107）、下红外传感器（108）和左激光雷达传感器（109）、右激光雷达传感器（110），球面端盖下端设有指示灯孔，指示灯孔内安装启动指示灯（111），所述锁孔前上端设有霍尔传感器（112），所述钢条上端具有磁性，钢条接近霍尔传感器时触发霍尔传感器处于导通或者截止的开关状态，方管前端设有导线缺口（113），左半球和右半球之间设有线孔，霍尔传感器的输出线（114）和锁头电磁线圈的输出线（115）经过线孔和导线缺口与摄像机、上红外传感器、下红外传感器和左激光雷达、右激光雷达以及陀螺水平传感器的输出线汇集成伸缩式的电缆（116），传感器电缆到达智能控制盒内，各个传感器的输出线分别与智能控制模块的相关输入端连接，无刷电机控制模块多个输出端分别连接左水平翼电机、右水平翼电机和垂直翼电机，智能控制模块多个输出端分别连接无刷电机控制模块输入端、锁头电磁线圈以及启动指示灯。/n