[发明专利]力度可控的电磁弹射装置及其电磁弹射方法

权利要求书

1.一种力度可控的电磁弹射装置，其特征在于，包括直流电源、调压模块、充电电路、储能模块、放电电路以及控制器，其中，所述直流电源通过调压模块与充电电路相连接，所述充电电路通过储能模块与放电电路相连接，所述控制器分别与调压模块、充电电路以及放电电路连接。

2.根据权利要求1所述的力度可控的电磁弹射装置，其特征在于，所述调压模块为脉宽调制模块，所述脉宽调制模块的输入占空比与输出电压正相关，通过改变脉宽调制模块的占空比来调节输出电压的大小。

3.根据权利要求2所述的力度可控的电磁弹射装置，其特征在于，所述控制器用于向调压模块提供输入占空比以及给调压模块、充电电路和放电电路提供通断信号。

4.根据权利要求3所述的力度可控的电磁弹射装置，其特征在于，所述控制器为单片机。

5.根据权利要求1所述的力度可控的电磁弹射装置，其特征在于，所述充电电路用于连接调压模块和储能模块，并提供储能模块储蓄所需的能量，充电电路包括依次连接的充电继电器S₁、充电电阻R_L、充电继电器S₂和充电电阻R_C，所述充电继电器S₁和充电继电器S₂作为充电电路的导通控制器，并与控制器相连接。

6.根据权利要求1所述的力度可控的电磁弹射装置，其特征在于，所述储能模块用于存储直流电源通过调压模块控制后输出的电能，包括一个或多个通过串联和/或并联连接的储能元件。

7.根据权利要求1所述的力度可控的电磁弹射装置，其特征在于，所述放电电路包括：弹射继电器、放电电阻R、两条相互之间平行固定且可导电的弹射轨道、电枢以及发射体，其中，所述弹射继电器与放电电阻R相连接，所述放电电阻R与其中一条弹射轨道相连接，所述电枢安装于发射体末端并置于两条弹射轨道之间，用于连接弹射轨道；所述弹射继电器作为放电电路的导通控制器，并与控制器相连接。

8.一种基于权利要求1至7中任一项所述的力度可控的电磁弹射装置的电磁弹射方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，取电磁弹射装置的总电感梯度L’为一常数，则电磁力F由回路电流i控制；回路电流i由储能模块提供，储能模块的储能电压直接由调压模块的输出电压决定，同时，调压模块的输出电压由输入占空比D_C控制；通过改变输入占空比而获得不同的输出电压，继而获得大小不同的弹射力度；

第二步，确定目标电压，充电电路的导通控制器闭合，储能模块通过充电电路的充电电阻R_C充电，此时，储能模块的电压为充电电阻R_L两端的电压，当储能模块电压超过所需电压时，通过充电电路的充电电阻放电，从而控制储能模块上的目标电压；

第四步，放电模块的弹射继电器接收弹射信号后闭合，储能模块的能量通过放电电阻R释放，电流i由储能模块的正极依次流过U型弹射轨道的一条边、电枢，然后沿U型弹射轨道的另一条边流入储能模块负极，构成回路；电流i将在轨道之间产生磁场，电枢在磁场、电流i的作用下将受到电磁力F，从而驱动发射体前进。

9.根据权利要求8所述的力度可控的电磁弹射装置的电磁弹射方法，其特征在于，所述储能模块中的储能元件为电容C_eq。

10.根据权利要求8所述的力度可控的电磁弹射装置的电磁弹射方法，其特征在于，

所述目标电压为：

UC=2FR2L′,]]>

所还储能模块的充电时间为：

t=R_CC_eq，

其中，当S₂断开时，电容C_eq将保持其已获得的电压，以备弹射时使用；当S₁断开，S₂闭合时，电容C_eq将通过电阻R_C和R_L进行放电；

所述储能模块的放电时间为：

t＝(R_C+R_L)C_eq；

所述放电电路的放电时间为：

t＝RC_eq。