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原文传递双联电机航母舰载机电磁弹射器

专利名称：	双联电机航母舰载机电磁弹射器
摘要：	一种双联电机航母舰载机电磁弹射器，由弹射滑轮车、前双联电机、后双联电机和弹射连接器组成，弹射滑轮车定位在左抓手导轨与右抓手导轨之间，在长槽形机壳内上端稳定地前后平动，前双联电机与后双联电机之间相隔很近，均位于长槽形机壳前、后端的中间位置，双联电机与制动器和离合器之间交替驱动和制动弹射滑轮车，后双联电机低速挡加速舰载机，前双联电机高速挡加速舰载机，前、后双联电机均在相同的功率和转速范围内自动换挡、接力加速，发挥前、后双联电机的最大功率和最高效率，根据舰载机的大小，按动高低电压转换按钮，选择不同的起飞电压，实现推力可控的电磁弹射器，弹射连接器的V形拦杆具有自动连接、分离和收藏的功能。
专利类型：	发明专利
申请人：	朱幕松
发明人：	朱幕松
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
申请号：	CN202010083106.8
公开号：	CN111038727A
分类号：	B64F1/06;B;B64;B64F;B64F1;B64F1/06
申请人地址：	236008 安徽省阜阳市颍泉区颍州中路49号电业一村7号楼203室
主权项：	1.一种双联电机航母舰载机电磁弹射器，由航母、舰载机、起飞跑道、电磁弹射器、弹射滑轮车、前双联电机、后双联电机、弹射连接器、蓄电池组、智能控制器和操作台组成，其特征在于：航母（1）的甲板（2）上设置多个舰载机（3），舰载机包括重型战斗机和轻型战斗机或者无人战斗机，航母的甲板上设置舰载机电磁弹射的起飞跑道，起飞跑道的长度大于100米，航母的舱底前端设置智能控制器（4），智能控制器后端设置蓄电池组（5），蓄电池组的输出线连接智能控制器的电源端，航母的舰载发电机给蓄电池组充电，航母甲板下端设置电磁弹射器（6），电磁弹射器设有长槽形机壳（7），长槽形机壳的长度大于200米、小于航母甲板的长度，长槽形机壳的横截面为U形，长槽形机壳上端设有左连接边（8）和右连接边（9）以及前连接边（10）和后连接边（11），4个连接边上设有多个螺钉孔，多个固定螺丝钉（12）通过螺钉孔将长槽形机壳固定在航母甲板的下端，长槽形机壳内设有左上L形轨道和右上L形轨道，左上L形轨道的上端平面与左连接边的上端平面一致，右上L形轨道的上端平面与右连接边端的上端平面一致，左上L形轨道下方设有左下L形轨道，右上L形轨道下方设有右下L形轨道，左上L形轨道和右上L形轨道的下端均设有上梯形轨道，左下L形轨道和右下L形轨道的上端均设有下梯形轨道，左上梯形轨道（13）与左下梯形轨道（14）对应，组成左抓手导轨，右上梯形轨道（15）与右下梯形轨道（16）对应，组成右抓手导轨，左抓手导轨与右抓手导轨的规格相同，对称于长槽形机壳底部的左、右端，左、右抓手导轨的长度略小于长槽形机壳的长度；电磁弹射器设有弹射滑轮车，弹射滑轮车的长度等于起飞跑道的长度，弹射滑轮车设有底板（17），底板两端设有左直板（18）和右直板（19），底板、左直板和右直板均为导磁体，用铁质材料一体化制造成U型，弹射滑轮车设有前轮轴（20）和后轮轴（21），左直板和右直板均设有前轴孔和后轴孔，前轮轴和后轮轴分别安装在左、右直板的前轴孔和后轴孔内，前轮轴的左、右端和后轮轴的左、右端均安装轴承（22），前轮轴的左、右端和后轮轴的左、右端均安装外卡簧（23），4个外卡簧挡住4个轴承的外端，4个轴承的内端均设有轴套挡（24），4个轴承的外圆均安装滑轮（25），4个滑轮圆周均设有梯形槽，4个滑轮的规格均相同，弹射滑轮车的左边滑轮和右边滑轮对称，由于弹射滑轮车的重力因素，左前滑轮和左后滑轮的梯形槽均与左下梯形轨道吻合，均与左上梯形轨道之间设有一定的间隙，右前滑轮和右后滑轮的梯形槽均与右下梯形轨道吻合，均与右上梯形轨道之间设有一定的间隙，左前滑轮和左后滑轮卡在左上、下梯形轨道之间滚动运行，右前滑轮和右后滑轮卡在右上、下梯形轨道之间滚动运行，弹射滑轮车定位在左抓手导轨与右抓手导轨之间，在长槽形机壳内上端稳定地前后平动；所述底板的前上端中部焊接三角板架（26），航母甲板上设有三角板槽（27），三角板槽是一种长线槽，三角板槽的长度略大于舰载机跑道的长度，三角板槽位于长槽形机壳左右端的中部与长槽形机壳平行，三角板架上端位于三角板槽内，底板的下端中部设有长齿条（28），长齿条与底板平行，长齿条的长度等于弹射滑轮车的长度，长槽形机壳前后端的中部设有前双联电机（29）和后双联电机（30），前、后双联电机之间相隔很近，前双联电机电机设有大驱动齿轮，后双联电机设有小驱动齿轮，大、小驱动齿轮的齿牙模数均与长齿条的齿牙模数相同，均与长齿条啮合，所述双联电机是一种与制动器和离合器交替联动的无刷永磁外转子电机，前双联电机和后双联电机之间也是交替工作的联动关系，前双联电机和后双联电机的整体结构特征基本相同，前双联电机和后双联电机的无刷永磁外转子电机的规格完全相同，下面以前双联电机为例说明，前双联电机设有台阶轴，台阶轴右端是细轴，细轴左端是台阶细轴（31），台阶细轴上设有电磁制动器和电磁离合器，台阶轴左端是粗轴，粗轴右端是台阶粗轴（32），台阶粗轴上设有无刷永磁外转子电机，所述电磁制动器设有制动板架（33），制动板架为L形，细轴安装在制动板架上端，由电机小螺丝帽（34）紧固，制动板架下端用螺丝钉（35）固定在长槽形机壳底部，粗轴安装在长槽形机壳左端的中部，由电机大螺丝帽（36）紧固，无刷永磁外转子电机、电磁制动器和电磁离合器一体化同轴安装在长槽形机壳前后端的中部，台阶粗轴外圆紧配合安装定子支架（37），定子支架外圆紧配合安装定子铁芯（38），定子铁芯圆周设有18个T形齿牙，T形齿牙之间形成18个齿槽，定子铁芯由多个硅钢片叠加成型，18个齿槽内绕制18个磁极的3相线圈绕组（39），3相线圈绕组连接成Y形电路，定子铁芯圆周的齿槽内设有3个不同位置的霍尔元件（40），台阶粗轴右端外圆安装小轴承（41），台阶粗轴右端设有小卡簧（42）挡住小轴承，小轴承外圆安装右端盖（43），右端盖外圆左端设有导磁筒（44），导磁筒左端内圆设有内螺纹，所述粗轴外圆安装大轴承（45），粗轴左端设有大卡簧挡（46）住大轴承，大轴承外圆安装左端盖（47），左端盖外圆设有外螺纹，内、外螺纹的齿牙模数相同，左端盖拧进导磁筒左端内圆组成外转子电机的外壳，导磁筒内圆设有永磁圈（48），永磁圈用20块方块形永磁体拼接组成，方块形永磁体的轴向图形为弧形，方块形永磁体是用稀土材料制成的强磁体，相邻的方块形永磁体的极性互为相反，永磁圈内圆与定子铁芯外圆之间设有均匀气隙，永磁圈的左、右端与定子铁芯的左、右端对齐，由20极的永磁转子配合18极的电磁定子，组成无刷永磁外转子电机，台阶轴中心设有电线孔，3相线圈绕组的输出线和3个霍尔元件的输出线从电线孔引出；台阶细轴右端紧配合安装右线圈骨架（49），右线圈骨架内绕制右电磁线圈（50），台阶细轴左端紧配合安装左线圈骨架（51），左线圈骨架内绕制左电磁线圈（52），左电磁线圈、右电磁线圈和3相线圈绕组与电线孔之间均设有斜孔（53），左、右电磁线圈的输出线与3相线圈绕组的输出线和3个霍尔元件的输出线分别经过斜孔，合并为一股输出电缆（54）从电线孔引出长槽形机壳到智能控制器，左电磁线圈、右电磁线圈和3相线圈的输出线分别连接智能控制器的相关输出端，3个霍尔元件的输出线连接智能控制器的相关输入端；台阶细轴的外圆设有左滑动轴承（55）和右滑动轴承（56），台阶细轴的外圆与左、右滑动轴承内圆之间是滑动配合状态，左、右滑动轴承的外圆紧配合安装轴承圈架（57），轴承圈架外圆设有齿轮架（58），齿轮架外圆设有大驱动齿轮（59），大驱动齿轮转动长齿条，驱动弹射滑轮车高速挡向前加速，轴承圈架右端设有制动环（60），制动环与制动板架之间设有右间隙（61），轴承圈架左端设有离合环（62），离合环与外转子电机外壳的右端盖之间设有左间隙（63），左、右电磁线圈不通电弹射滑轮车前后运动时，长齿条驱动大驱动齿轮空转，轴承圈架、制动环和离合环是一体化制造成型的导磁体，右电磁线圈通电后，制动环与制动板架吸合，制动环与制动板架之间的摩擦力成为弹射滑轮车的制动力，左电磁线圈通电后，离合环与右端盖吸合，离合环与右端盖之间的摩擦力成为无刷永磁外转子电机驱动弹射滑轮车的传动力；长槽形机壳内前端设有缓冲橡胶垫（64），弹射滑轮车前轮轴的左端粘接永磁体颗粒（65），长槽形机壳前右端设有前传感孔，前传感孔内设有前霍尔传感器（66），长槽形机壳后右端设有后传感孔，后传感孔内设有后霍尔传感器（67），前、后霍尔传感器之间的中间位置设有中传感孔，中传感孔内设有中霍尔传感器（68），前、后、中3个霍尔传感器的输出线分别连接智能控制器的相关输入端，所述前双联电机的无刷永磁外转子电机的输出线和后双联电机的无刷永磁外转子电机的输出线分别连接智能控制器的相关输出端，所述后双联电机的轴承圈架（57）外圆设有小驱动齿轮（69），小驱动齿轮转动长齿条，驱动弹射滑轮车低速挡向前加速，后双联电机的其余部分的结构与前双联电机的结构完全相同，不再重复；航母甲板后方设置操作室（70），操作室内设置操作台（71），操作台上设置起飞按钮（72）、高低电压转换按钮（73）和电源按钮（74），起飞按钮、高低电压转换按钮的输出线连接智能控制器的相关输入端，高低电压转换按钮位于高电压时智能控制器输出高驱动电压，用于弹射重型战斗机，高低电压转换按钮位于低电压时智能控制器输出低驱动电压，用于弹射轻型战斗机或者无人战斗机，起飞按钮为调速式按钮，起飞按钮设有F形的推杆（75），推杆的中端设有上永磁颗粒（76），推杆的下端设有下永磁颗粒（77），上永磁颗粒与下永磁颗粒垂直对应，极性互为相反，推杆的上永磁颗粒与下永磁颗粒之间设有调压霍尔传感器（78），推杆的上端设有复位弹簧（79），调压霍尔传感器的输出线连接智能控制器的调速输入端，智能控制器输出的调压电流到后双联电机的无刷永磁外转子电机，调压霍尔传感器在变化的磁场中根据磁力线的强度和极性的变化，输出高低不同的信号电压，起飞按钮静止时，下永磁颗粒的S极靠近调压霍尔传感器，调压霍尔传感器输出的信号电压为0V，当按下起飞按钮时，上永磁颗粒N极靠近调压霍尔传感器，调压霍尔传感器输出的信号电压为5V，起飞按钮按下的过程是信号电压从0V到5V的线性变化的过程，智能控制器输出的驱动电压由低到高的驱动后双联电机的无刷永磁外转子电机，因此舰载机在柔性加速状态下起飞，避免了在冲击状态下起飞；电磁弹射器的三角板架是舰载机的推进架，舰载机下端设有弹射连接器，弹射连接器设有拦杆仓（80），拦杆仓后端设有伺服电机（81），伺服电机设有左驱动轴和右驱动轴（82），弹射连接器设有V形拦杆（83），V形拦杆用钢筋弯成锐角形，V形拦杆左边和右边的上端与左驱动轴和右驱动轴连接，起飞跑道后端设有机身位置的标记，准备电磁弹射的舰载机位于标记后端，舰载机根据摄像机提供的图像信息对准标记行驶，舰载机准确到位后，舰载机的智能控制器自动控制伺服电机顺时针旋转驱动V形拦杆落下，V形拦杆的锐角尖落向前下端，使三角板架上端位于V形拦杆的锐角尖，电磁弹射器的三角板架向前推动V形拦杆时，驱动舰载机在跑道上加速，舰载机加速接近跑道前端时逐渐上升起飞，V形拦杆在三角板架前端向上滑动到顶后脱离，舰载机起飞后，舰载机的智能控制器自动控制伺服电机逆时针旋转驱动V形拦杆上升，将V形拦杆收蔵在拦杆仓内。 2.根据权利要求1所述的双联电机航母舰载机电磁弹射器，其特征在于：当舰载机开始起飞时，按下起飞按钮，智能控制器控制后双联电机的电磁离合器吸合，小驱动齿轮转动长齿条，使后双联电机的无刷永磁外转子电机在低速挡工作，后双联电机在效率高、功率大的电机转速状态下驱动弹射滑轮车从低速阶段到中速阶段向前加速，当永磁体颗粒与中霍尔传感器对齐时，中霍尔传感器控制智能控制器，使后双联电机的无刷永磁外转子电机自动关机，使前双联电机的电磁离合器吸合，大驱动齿轮转动长齿条，使前双联电机的无刷永磁外转子电机在高速挡工作，前双联电机在效率高、功率大的电机转速状态下驱动弹射滑轮车从中速阶段到高速阶段向前加速，此时后双联电机的电磁离合器分离，避免后双联电机的无刷永磁外转子电机的磁阻影响弹射滑轮车的加速度，弹射滑轮车到达长槽形机壳前端时，永磁体颗粒与前霍尔传感器对齐，前霍尔传感器控制智能控制器，使前双联电机的无刷永磁直线电机自动关机，同时控制前、后双联电机的电磁制动器同时刹车，缓冲橡胶垫的作用是防止弹射滑轮车的高速惯性撞击，此时智能控制器按照设定程序继续进行控制，使后双联电机的无刷永磁外转子电机反转，后双联电机的电磁离合器吸合，驱动弹射滑轮车后退到长槽形机壳内后端，永磁体颗粒与后霍尔传感器对齐，后霍尔传感器控制智能控制器，使后双联电机的无刷永磁外转子电机自动关机，并且控制电磁制动器刹车，完成三角板架返回到电磁弹射器的初始状态，所述双联电机与制动器和离合器之间交替驱动和制动弹射滑轮车，后双联电机低速挡加速舰载机，前双联电机高速挡加速舰载机，前、后双联电机均在相同的功率和转速范围内自动换挡、接力加速，发挥前、后双联电机的最大功率和最高效率，后双联电机还具有驱动弹射滑轮车返程复位的功能，三角板架的行程是舰载机在甲板起飞跑道上加速起飞的长度，舰载机加速起飞的时间在4秒钟左右，舰载机在起飞行程范围内，三角板架的推力和加速度必需满足舰载机的起飞要求，前、后双联电机的驱动功率要大于舰载机的最大起飞功率，后双联电机驱动弹射滑轮车的末段速度要大于100公里/小时，前双联电机驱动弹射滑轮车的末段速度要大于300公里/小时，充分满足电磁弹射器将重型舰载机在短时间、短距离内加速到起飞的速度，蓄电池组的能量储存大，调整蓄电池的数量和电压，满足舰载机起飞时必需的电量和功率，根据舰载机的大小，按动高低电压转换按钮，选择不同的起飞电压，实现推力可控的电磁弹射器，弹射连接器的V形拦杆具有自动连接、分离和收藏的功能。
所属类别：	发明专利