技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在科教試驗(yàn)和娛樂(lè)活動(dòng)中使用的裝置。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于科教試驗(yàn)的電磁發(fā)射演示裝置。

背景技術(shù)：

電磁炮利用電磁力（洛侖茲力）沿導(dǎo)軌發(fā)射炮彈的武器。它主要由能源、加速器、開(kāi)關(guān)三部分組成。能源通常采用可蓄存10～100兆焦耳能量的裝置。當(dāng)前實(shí)驗(yàn)用的能源有蓄電池組、磁通壓縮裝置、單極發(fā)電機(jī)，其中單極發(fā)電機(jī)是最有前途的能源。加速器是把電磁能量轉(zhuǎn)換成炮彈動(dòng)能，使炮彈達(dá)到高速的裝置。主要有：使用低壓直流單極發(fā)電機(jī)供電的軌道炮加速器和離散或連續(xù)線圈結(jié)構(gòu)的同軸同步加速器兩大類(lèi)。開(kāi)關(guān)是接通能源和加速器的裝置，能在幾毫秒之內(nèi)把兆安級(jí)電流引進(jìn)加速器中，其中的一種是由兩根銅軌和一個(gè)可在其中滑動(dòng)的滑塊組成。

現(xiàn)有技術(shù)中用于科教試驗(yàn)的電磁炮存在如下缺點(diǎn)：一、應(yīng)用于軍事等研究領(lǐng)域，普通學(xué)習(xí)參觀者不容易體驗(yàn)到電磁炮的實(shí)驗(yàn)和展示過(guò)程；二、且成本投入巨大，制造工藝復(fù)雜,非專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)不足以制作和生產(chǎn)電磁炮；三、無(wú)防護(hù)措施，“炮彈”容易傷到人，且“炮彈”回收裝置，無(wú)法循環(huán)使用；四、能量損失較大，輸出功率不足，容易造成“炮彈”出膛初速度較小，不足以演示出電磁炮的威力；五、整個(gè)電磁炮結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較低，不能滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)演示，易損壞，返修率高。

如何設(shè)計(jì)出一款電磁發(fā)射演示裝置，利用電磁效應(yīng)原理，發(fā)射“炮彈”， 展示效果好，可實(shí)現(xiàn)對(duì)“炮彈”的回收利用，循環(huán)使用，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，這是急需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，公開(kāi)了一種電磁發(fā)射演示裝置。

本發(fā)明的一個(gè)目的在于，設(shè)計(jì)出一種電磁發(fā)射演示裝置，利用電磁效應(yīng)原理，發(fā)射“炮彈”， 展示效果好，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種電磁發(fā)射演示裝置，包括：

炮管，其具有炮彈的入射口和出射口的管狀結(jié)構(gòu)；

炮臺(tái)，其內(nèi)部中空，用于放置金屬炮彈，所述炮彈的入射口連通炮臺(tái)內(nèi)部，所述炮管活動(dòng)安裝在炮臺(tái)上，炮管在炮臺(tái)上實(shí)現(xiàn)多角度調(diào)節(jié)；

放電電路，其具有線圈和第一電容，所述線圈兩端連接在第一電容的正負(fù)極板上，所述線圈繞在炮管上；

充電電路，其具有橋堆，所述橋堆的兩輸入端連接電源，橋堆的兩輸出端連接在第一電容的正負(fù)極板上；

其中，所述炮臺(tái)上設(shè)有填彈口，用于將炮彈放進(jìn)炮臺(tái)內(nèi)部。

優(yōu)選的是，所述第一電容兩端連接電壓表。

優(yōu)選的是，所述橋堆的輸入端上連接第二電容。

優(yōu)選的是，所述炮臺(tái)相對(duì)位置設(shè)有標(biāo)靶。

優(yōu)選的是，所述標(biāo)靶由PVC板材和橡膠墊復(fù)合形成。

優(yōu)選的是，所述炮臺(tái)與標(biāo)靶底部之間連接軌道連接。

優(yōu)選的是，所述軌道設(shè)為斜面，在標(biāo)靶處的軌道端高于在炮臺(tái)處的軌道端。

優(yōu)選的是，所述線圈通過(guò)風(fēng)扇吹風(fēng)散熱。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：由于放電電路中的第一電容具有高電壓，第一電容放電使得線圈中瞬時(shí)大電流通過(guò)，線圈產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)吸引金屬炮彈，金屬炮彈在強(qiáng)磁性吸引下獲得大的初速度，金屬炮彈在慣性作用下順著炮管飛射出去，因此利用電磁效應(yīng)原理，產(chǎn)生較大的磁性，使得炮彈獲得動(dòng)能飛射出去，結(jié)構(gòu)巧妙，操作簡(jiǎn)單，增加趣味性，提高學(xué)習(xí)效果，可反復(fù)進(jìn)行展示，提高展示效果；由于炮臺(tái)上設(shè)有填彈口，炮管入射口位于炮臺(tái)內(nèi)，因此便于填彈迅速快捷，保證炮彈準(zhǔn)確定位在炮管入射口處，結(jié)構(gòu)新穎、穩(wěn)定，定位方便、準(zhǔn)確，調(diào)試率低；由于第一電容兩端連接電壓表，因此可根據(jù)電壓表判斷第一電容電荷存儲(chǔ)是否達(dá)到最大值，具有指示作用，提高操作的準(zhǔn)確性；由于橋堆的輸入端上連接第二電容，因此防止浪涌電流瞬時(shí)過(guò)大，具有保護(hù)電路的作用；由于炮臺(tái)相對(duì)位置設(shè)有標(biāo)靶，因此避免射炮彈射出，具有防護(hù)作用，使用更佳安全可靠，同時(shí)打靶訓(xùn)練增加趣味性，提高學(xué)習(xí)效果；由于標(biāo)靶由PVC板材和橡膠墊復(fù)合形成，因此提高標(biāo)靶的彈性，標(biāo)靶緩沖效果更佳；由于炮臺(tái)與標(biāo)靶底部之間連接軌道，且軌道設(shè)為斜面，在標(biāo)靶處的軌道端高于在炮臺(tái)處的軌道端，因此射出的炮彈落在軌道高端，炮彈在重力勢(shì)能作用下順著軌道滾回位于軌道低端的炮臺(tái)處，構(gòu)成完整的炮彈回收裝置，避免循環(huán)演練過(guò)程中的人力輸出，省時(shí)省力；由于線圈通過(guò)風(fēng)扇吹風(fēng)散熱，因此線圈產(chǎn)生的熱量能快速的散去，避免溫度過(guò)高燒毀線圈。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例中電磁發(fā)射演示裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例中電磁發(fā)射演示裝置的電路圖；

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例中電磁發(fā)射演示裝置炮臺(tái)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的實(shí)施例中電磁發(fā)射演示裝置炮管的調(diào)節(jié)裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。

圖1至4示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)形式，其中包括：炮管1，所述炮管1具有炮彈的入射口11和出射口12的管狀結(jié)構(gòu)，所述炮管1活動(dòng)安裝在炮臺(tái)2上，炮管1在炮臺(tái)2上實(shí)現(xiàn)多角度調(diào)節(jié)，所述炮臺(tái)2內(nèi)部開(kāi)設(shè)彈腔21，所述炮臺(tái)2的彈腔21的外壁上開(kāi)設(shè)填彈口22，所述炮管1上纏繞線圈L，線圈L連接在2200uf的電容C2兩端，電容C2兩端還連接橋堆的兩輸出端，橋堆的兩輸入端連接外部電源，所述電容C2的一端連接單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2的C觸點(diǎn)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2的A、B觸點(diǎn)分別連接橋堆的一個(gè)輸出端和線圈L的一端，與橋堆輸入端連接的火線上設(shè)有開(kāi)關(guān)S1。本發(fā)明的放電電路中的第一電容具有高電壓，第一電容放電使得線圈中瞬時(shí)大電流通過(guò)，線圈產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)吸引金屬炮彈，金屬炮彈在強(qiáng)磁性吸引下獲得大的初速度，金屬炮彈在慣性作用下順著炮管飛射出去，因此利用電磁效應(yīng)原理，產(chǎn)生較大的磁性，使得炮彈獲得動(dòng)能飛射出去，結(jié)構(gòu)巧妙，操作簡(jiǎn)單，增加趣味性，提高學(xué)習(xí)效果，可反復(fù)進(jìn)行展示，提高展示效果。

炮管1用于纏繞線圈，控制炮彈發(fā)射方向；入射口11炮彈的進(jìn)口；出射口12炮彈的出口；炮臺(tái)2用于固定炮管，并存儲(chǔ)炮彈；彈腔21用于放置和存儲(chǔ)炮彈；填彈口22用于將炮彈放進(jìn)炮臺(tái)內(nèi)部，便于填彈迅速快捷，保證炮彈準(zhǔn)確定位在炮管入射口處，結(jié)構(gòu)新穎、穩(wěn)定，定位方便、準(zhǔn)確，調(diào)試率低；線圈L利用電磁效應(yīng)原理，讓其產(chǎn)生磁性將炮彈獲得動(dòng)力飛射出去；電容C2用于存儲(chǔ)大量電荷，獲得高電壓放電至線圈L中；橋堆具有整流濾波的作用，交流電輸入直流電輸出。

在這種技術(shù)方案中，將金屬炮彈通過(guò)填彈口放入炮臺(tái)的彈腔內(nèi)，調(diào)節(jié)炮管角度，先閉合開(kāi)關(guān)S1，再將開(kāi)關(guān)S2閘刀閉合至A觸點(diǎn)，對(duì)電容C2充電，待充電結(jié)束后，將開(kāi)關(guān)S2閘刀閉合至B觸點(diǎn)，電容C2對(duì)線圈L放電，電容C2放電使得線圈L中瞬時(shí)大電流通過(guò)，線圈L產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)吸引金屬炮彈，金屬炮彈在強(qiáng)磁性吸引下獲得大的初速度，金屬炮彈在慣性作用下順著炮管飛射出去，因此利用電磁效應(yīng)原理，產(chǎn)生較大的磁性，使得炮彈獲得動(dòng)能飛射出去，結(jié)構(gòu)巧妙，操作簡(jiǎn)單，增加趣味性，提高學(xué)習(xí)效果，可反復(fù)進(jìn)行展示，提高展示效果。

在另一種實(shí)例中，所述電容C2兩端連接電壓表。采用這種方案可根據(jù)電壓表判斷第一電容電荷存儲(chǔ)是否達(dá)到最大值，具有指示作用，提高操作的準(zhǔn)確性的有利之處。并且，這種方式只是一種較佳實(shí)例的說(shuō)明，但并不局限于此。

在另一種實(shí)例中，所述橋堆的輸入端上連接35uf的電容C1。采用這種方案具有防止浪涌電流瞬時(shí)過(guò)大，具有保護(hù)電路的作用的有利之處。并且，這種方式只是一種較佳實(shí)例的說(shuō)明，但并不局限于此。

在另一種實(shí)例中，所述炮臺(tái)2相對(duì)位置設(shè)有標(biāo)靶3。采用這種方案具有避免射炮彈射出，具有防護(hù)作用，使用更佳安全可靠，同時(shí)打靶訓(xùn)練增加趣味性，提高學(xué)習(xí)效果的有利之處。并且，這種方式只是一種較佳實(shí)例的說(shuō)明，但并不局限于此。

在另一種實(shí)例中，所述標(biāo)靶3由PVC板材和橡膠墊復(fù)合形成。采用這種方案具有提高標(biāo)靶的彈性，標(biāo)靶緩沖效果更佳的有利之處。并且，這種方式只是一種較佳實(shí)例的說(shuō)明，但并不局限于此。

在另一種實(shí)例中，所述炮臺(tái)2與標(biāo)靶3底部之間連接軌道4，且軌道4設(shè)為斜面，在標(biāo)靶3處的軌道端高于在炮臺(tái)處的軌道端。采用這種方案使得射出的炮彈落在軌道高端，炮彈在重力勢(shì)能作用下順著軌道滾回位于軌道低端的炮臺(tái)處，構(gòu)成完整的炮彈回收裝置，具有避免循環(huán)演練過(guò)程中的人力輸出，省時(shí)省力的有利之處。并且，這種方式只是一種較佳實(shí)例的說(shuō)明，但并不局限于此。

在另一種實(shí)例中，所述炮臺(tái)2內(nèi)的彈腔21上部大下部下部小，彈腔21上下兩部分通過(guò)順滑面連接，整個(gè)彈腔21呈現(xiàn)近似漏斗狀，所述彈腔21底部連通一截彎管5一端，彎管5另一端向上延伸，所述彎管5與炮管1的入射口11之間連通一截軟管6，所述炮管1中部放置在支撐片7上邊，支撐片7下邊契合在滑軌8內(nèi)，所述支撐片7立在在滑軌8內(nèi)任意滑動(dòng)。采用這種方案的彈腔內(nèi)科存儲(chǔ)多個(gè)炮彈，炮彈在重力作用下順著順滑面自動(dòng)滾入彈腔底端，保證彈藥充足，能夠連續(xù)射擊，提高演示速率和學(xué)習(xí)效果；炮管與彈腔軟連接，使得炮管隨著支撐片在軌道上移動(dòng)，達(dá)到射擊方向任意調(diào)節(jié)的有利之處。并且，這種方式只是一種較佳實(shí)例的說(shuō)明，但并不局限于此。

在另一種實(shí)例中，所述線圈L通過(guò)風(fēng)扇吹風(fēng)散熱。采用這種方案具有線圈產(chǎn)生的熱量能快速的散去，避免溫度過(guò)高燒毀線圈的有利之處。并且，這種方式只是一種較佳實(shí)例的說(shuō)明，但并不局限于此。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于放電電路中的第一電容具有高電壓，第一電容放電使得線圈中瞬時(shí)大電流通過(guò)，線圈產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)吸引金屬炮彈，金屬炮彈在強(qiáng)磁性吸引下獲得大的初速度，金屬炮彈在慣性作用下順著炮管飛射出去，因此利用電磁效應(yīng)原理，產(chǎn)生較大的磁性，使得炮彈獲得動(dòng)能飛射出去，結(jié)構(gòu)巧妙，操作簡(jiǎn)單，增加趣味性，提高學(xué)習(xí)效果，可反復(fù)進(jìn)行展示，提高展示效果；由于炮臺(tái)上設(shè)有填彈口，炮管入射口位于炮臺(tái)內(nèi)，因此便于填彈迅速快捷，保證炮彈準(zhǔn)確定位在炮管入射口處，結(jié)構(gòu)新穎、穩(wěn)定，定位方便、準(zhǔn)確，調(diào)試率低；由于第一電容兩端連接電壓表，因此可根據(jù)電壓表判斷第一電容電荷存儲(chǔ)是否達(dá)到最大值，具有指示作用，提高操作的準(zhǔn)確性；由于橋堆的輸入端上連接第二電容，因此防止浪涌電流瞬時(shí)過(guò)大，具有保護(hù)電路的作用；由于炮臺(tái)相對(duì)位置設(shè)有標(biāo)靶，因此避免射炮彈射出，具有防護(hù)作用，使用更佳安全可靠，同時(shí)打靶訓(xùn)練增加趣味性，提高學(xué)習(xí)效果；由于標(biāo)靶由PVC板材和橡膠墊復(fù)合形成，因此提高標(biāo)靶的彈性，標(biāo)靶緩沖效果更佳；由于炮臺(tái)與標(biāo)靶底部之間連接軌道，且軌道設(shè)為斜面，在標(biāo)靶處的軌道端高于在炮臺(tái)處的軌道端，因此射出的炮彈落在軌道高端，炮彈在重力勢(shì)能作用下順著軌道滾回位于軌道低端的炮臺(tái)處，構(gòu)成完整的炮彈回收裝置，避免循環(huán)演練過(guò)程中的人力輸出，省時(shí)省力；由于線圈通過(guò)風(fēng)扇吹風(fēng)散熱，因此線圈產(chǎn)生的熱量能快速的散去，避免溫度過(guò)高燒毀線圈。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列運(yùn)用。它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域。對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改。因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。