[发明专利]一种动态线运动信号发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种运动信号发生装置，具体为一种动态线运动信号发生装置，属于动态信号发生装置术领域；主要包括：能量储备单元，能量锁定与释放执行单元，能量缓冲单元，和支撑与防护单元等组成。为一种运动信号可控制、运动过程可复现、运动目标可复用的线运动信号发生装置，该装置产生的线运动信号具有动态性和连续性，信号具有一定脉冲宽度和动态精度。

背景技术

线运动参数（线位移、线速度、线加速度）是描述运动目标状态的重要参数。例如，在导弹发射过程中，内弹道出筒（导弹发射筒/箱）速度是判定发射系统性能是否正常，发射过程成功与否的重要参数。近年来，科学技术与信息技术的高速发展，特别是国防尖端技术的快速发展，使得在航空、航天、武器，交通等不同社会领域对线运动参数的校准提出了新的要求。传统的静态校准已经满足不了诸多领域的技术要求，因此对线运动参数的动态校准是急待解决的重要课题。

实现对线运动参数的动态校准，首要的基本技术是产生动态线运动信号，即设计动态线运动信号发生装置，提供可控的动态线运动信号。目前，可以产生动态线运动信号的发生装置比较少，现列举三种常见的装置进行说明。

标准振动台作为一种线运动信号发生装置，它只能产生微位移和低幅度加速度信号，无法满足高速度线运动的动态校准需求。

机械碰撞装置作为一种线运动信号发生装置，它是利用两个物体的机械碰撞来产生冲击运动，包括跌落台、冲击摆、落球冲击装置等。机械碰撞装置只是动态测量环境的模拟，因此没有动态精度可言，无法完成对加速度传感器动态特性的确定。

空气炮是一种可以产生高速的线运动信号发生装置，它是利用压缩空气使在炮筒内的弹丸瞬间产生高速运动。此装置产生的是窄脉宽、高g 值的加速度信号。而且体积庞大，结构复杂，运动目标在实验完毕后被销毁，实验费用高，危险，不易控制，不适合于实验室内、较小空间内操作。

综上所述，目前的线运动信号发生装置中所产生的运动信号大都存在非动态性，可控性差，精度低，脉宽窄，且不连续等缺点，而且线运动过程不易重现，使得实验费用高，安全系数低，不易控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态线运动信号发生装置，以解决现有技术中的缺陷，为一种运动信号可控制、运动过程可复现、运动目标可复用的线运动信号发生装置，该装置产生的线运动信号具有动态性和连续性，信号具有一定脉冲宽度和动态精度。

本发明为一种动态线运动信号发生装置，具体由能量储备单元、能量锁定与释放执行单元、能量缓冲单元、支撑与防护单元等四个部分组成。

所述的能量储备单元，为一高强度弹射绳，用来储备能量。

所述的能量锁定与释放执行单元，用来锁定与释放由能量储备单元所存储的弹性势能，实现将弹性势能转化为运动目标动能的过程；它由电磁锁定机构，加载执行机构、导向与限位机构组成；所述的电磁锁定机构由电磁铁与运动目标组成； 所述的加载执行机构包括：步进电机，驱动器，减速器，联轴器，缆绳，卷筒，定滑轮，拉力传感器，缆绳滑动座和缆绳滑动座支架等组成；所述的导向与限位机构由精密导轨，定向光轴，直线轴承和光电限位开关盒组成。

所述的能量缓冲单元由缓冲橡胶圈和缓冲弹簧组成；用来缓解运动目标对导轨平台的冲击，可降低运动目标的运动次数，同时可保护直线轴承。

所述的支撑与防护单元由装置支撑台和装置防护罩组成；所述的装置支撑台包括：定滑轮支座，左支座，右支座，电机平台，导轨平台，平台支柱六个部分。

其中，电机平台和导轨平台以互相垂直的方式安装于带横梁的平台支柱上；步进电机、减速器和卷筒依次安装于电机平台上，卷筒通过联轴器与减速器相连接，减速器与步进电机相连接；左支座与右支座分别安装在导轨平台两侧；定滑轮支座安装于导轨平台上，且位于左支座的右边；精密导轨安装于导轨平台上；两根定向光轴固定于定滑轮支座与右支座之间、在精密导轨的上方并与精密导轨平行；光电限位开关盒固定在精密导轨左侧；缆绳滑动座、缆绳滑动座支架、拉力传感器和电磁铁四个部件依次相连接并穿入定向光轴后安置于精密导轨上；缆绳一端与电磁铁上的缆绳滑动座相连接，另一端绕在卷筒上；直线轴承和衔铁固定在运动目标上，并穿入定向光轴，且使其位于电磁铁右侧；上下各五个缓冲橡胶圈和四个缓冲弹簧分别穿入定向光轴，且位于运动目标的右侧；能量储备单元（即高强度弹射绳）一端与运动目标连接，另一端穿过右支座固定在平台支柱上；装置防护罩与装置支撑台安装结合。

其中，所述的弹射绳具有多种规格，可以采用不同规格的弹射绳改变储备的弹性势能，进而改变线运动参数的范围。