[发明专利]一种可重复利用工质的气动抛射装置及方法

说明书

本发明公开了一种可重复利用工质的抛射装置及方法，装置包括托筒、电磁助推器、缓冲密封件、行程传感器、抛射腔壁、托筒拉杆、导通孔、拉杆堵头、伺服电机a、拉杆架、伺服电机b、补偿压力传感开关、压力补偿孔、储气腔壁、工质补偿腔壁、增压孔、工质气体发生器、小型增压机；利用高压工质气体的势能转化为动能，来推动托筒运动，进而对待抛射载体实现抛射动作，并结合采用电磁助推器在待抛射载体脱离托筒接触面的瞬间，启动电磁助推器，实现对待抛射载体的二次加速。本发明实现了工质气体的重复利用，通过设置电磁助推器，实现了待抛射物的二次加速，减少频繁更换外接气瓶的次数，降低发射过程的时间成本，大大提高发射系统的使用效率。

技术领域

本发明涉及一种利用双伺服电机提高工质能量利用率的抛射装置，尤其适用于发射工质不便补给、更换，需采用重复利用的使用场合，属于抛射系统的功能优化、增强技术领域。

背景技术

近年来，国内外对探月工程、深空探测的活动越来越多，对大量的小型无动力探测器抛射需求也与日俱增，同时，在空间航天器平台上一些微纳卫星的低工质发射等需求，极大的推动了空间低工质、高效率抛射器的研制进程，作为获得一定速度发射探测器、微纳卫星的有效实现手段，利用气体工质的动能抛射器在这种需求背景下迅速的发展起来。

抛射器是用来将抛射物料、重物以一定的速度抛射至一定距离以外的器械，广泛应用于工农业生产生活中，同时，也在早期战争中有所应用。

现有的可用于小型探测器抛射装置，主要为消耗工质型以及压缩弹簧蓄能型，前者是通过工质推动活塞，进而实现对待抛射载体的加速，后者是通过前期压缩状态下储存的势能转化为动能，直接作用于待抛射载体上进而实现加速。

现有技术中，传统的抛射装置存在如下问题：

1、压缩弹簧蓄能型抛射器不仅无法实现大动能的抛射能力，由于机理限制，欲实现具备一定抛射能力，会造成就会造成自身的结构、体积过大的问题，无法实现某些特定场合的应用。

对外接储气设备耐压性要求过高，传统轻气炮气室无自身的增能机制，故外接储气设备必须满足超高的压强，才能保证对气室持续的充气，完成弹丸的超高速发射，因此，对外接储气设备耐压要求极为苛刻，大大的增大了系统安全性的隐患。

2、消耗工质型抛射器，每次施行抛射后，都会消耗掉一定量的工质，并且随着工质的消耗，其所具备的抛射能力会越来越弱，尤其是无法满足某些补充、更换工质困难的应用场合，严重的制约了使用效率以及其应用范围。

3、消耗工质型抛射器，欲实现多次抛射，需要另外配备高压、大质量的工质存储设备以及压力调制设备，严重的增大了整个抛射系统的质量，显著提升了运输、使用成本，增加设备操作的安全隐患。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种可重复利用工质气体实现高次数抛射的装置及方法，实现工质气体的重复利用，克服传统工质抛射装置每次都需造成工质的损耗的缺点。

本发明的技术解决方案是：一种可重复利用工质的气动抛射装置，包括一个抛射腔、一个储气腔、动力源；所述抛射腔与储气腔固接在一起并密封，二者之间设置导气结构；所述抛射腔上设置抛射开口，待抛射载体安装在活塞式结构上且能够随着活塞式结构在抛射腔内线性运动，所述的活塞式结构与抛射腔之间形成密封空间；活塞式结构线性运动的动力为安装在储气腔内动力源；抛射前，通过动力源带动活塞式结构运动至抛射腔的下侧，通过堵头堵住所述的导气结构，使储气腔内的压力满足要求；抛射时，导气结构导通，储气腔内的气体从导气结构进入抛射腔，带动活塞式结构将待抛射载体从所述的抛射开口抛射，完成单次抛射。

优选的，还包括二次加速部件；该部件安装在待抛射载体与所述活塞式结构之间，用于对待抛射载体进行二次加速。

优选的，所述的二次加速部件为电磁助推器，待抛射载体底部与其相接触。