枪械用环形活塞系统 |
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| 申请号 | CN201280057329.0 | 申请日 | 2012-11-23 | 公开(公告)号 | CN103959008B | 公开(公告)日 | 2015-12-02 |
| 申请人 | 郑劲; | 发明人 | 郑劲; | ||||
| 摘要 | 一种枪械环形 活塞 系统，包括枪管、导气箍组件、活塞和 弹簧 。枪管沿纵向带有多个分段，其中一个分段带有至少一个导气口孔以便从枪管排放气体。导气箍组件环形布置在枪管周围，可通过至少一个导气口孔来进行调节，以控制从枪管流出的气体量。 活塞环 形地布置在枪管第三分段周围，在枪管流出的气体的推动下，活塞可沿枪管纵向移动。弹簧环形地布置在枪管第三分段周围并连接到活塞上。当活塞被从枪管流出的气体推动移动时，弹簧可限制活塞沿枪管纵向移动的距离。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种枪械用环形活塞系统，该环形活塞系统包括： |
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| 说明书全文 | 枪械用环形活塞系统[0002] 本专利申请要求2011年11月23日提交的第61/563,278号美国临时专利申请的优先权益，其全文以引用的方式并入本文中。 [0003] 发明背景 技术领域[0004] 本公开内容一般涉及枪械。更具体地说，本公开内容涉及一种枪械用环形活塞系统。 [0005] 相关技术说明 [0006] 在枪械中，气体动作方式是一种向自动装填枪械提供能量的操作系统。在气体动作时，来自所发射子弹的一部分高压气体用来向退壳和进弹的机构提供动力。来自气体的能量通过枪管的导口或枪口处的集气杯(trap)来控制。这种高压气体撞击在诸如活塞头的表面上，以便为射击动作开锁、抽退弹壳、击发底火、装填新弹以及闭锁提供动能。 [0007] 目前的大多数气动系统使用某种类型的活塞。枪械枪管发射药燃烧产生的气体会作用在活塞表面上。传统的基于活塞的气动系统是一种圆柱形活塞，其在枪械枪管顶部、侧面或下方往复动作。导气箍引入气体，将气体引向活塞所处位置。这些设计通常都比较简单，可靠。然而，由于活塞偏离枪管中心，基于活塞的气动系统往往会在射击时将弯矩引向步枪，对枪械精度会造成不良影响。另一方面，直接的气体冲击系统在很大程度上使运动部件与枪管同心，从而具有较好的精度。然而，这种系统会趋于将热气体直接引向枪械的机匣。结果，这使得枪械机匣处于热应力下，并在枪械机匣内留下火药残渣，造成枪械更易卡壳。 [0008] 有些历史枪械带有环形活塞设计形式。一个是第二次世界大战时德国的瓦尔特Mkb42(w)枪。该枪在设计上使用了一种环形活塞和半圆套筒来将动量传递给枪机框。这会降低传递给枪管的弯曲动量，虽然不能完全消除。由于这种设计构型制造复杂，Mkb42(w)不如Haenel MKb42(h)更有效，后者与其相似，但使用的是位于枪管顶部的圆柱形活塞系统。后来，Haenel MKb42(h)枪改进成著名的Stg44，第一个所谓的“突击步枪”。另一个示例是前捷克斯洛伐克的VZ52。该枪使用一种环形活塞和半圆套筒来将动量传递给枪机框，很像瓦尔特MKb42(w)。然而，套筒和枪机框并不是相互锁定。这就是所谓的“短冲程”活塞系统。上面所述的两种步枪都带有位于枪机匣或枪托内的主弹簧。为此，很难缩短枪的总长。 发明内容[0009] 本公开内容针对一种环形活塞系统，这种系统设计用来保持活塞系统的可靠性，同时与使用传统活塞系统的枪械相比，枪械精度更高。 [0010] 根据本公开内容的一个机枪构型实施方式，枪械环形活塞系统包括枪管、导气箍组件、活塞和弹簧。枪管沿纵向带有多个分段。枪管的第一分段带有第一外径。枪管第二分段毗连第一分段，并带有第二外径。枪管的第三分段毗连第二分段，并带有第三外径。第一分段的远端是枪管的第一远端，第三分段的远端是枪管的第二远端，第二远端在枪管第一远端的对面。第二分段带有至少一个导气口孔，穿过该分段的壁厚部分。导气箍组件环形地布置在枪管第一和第二分段周围，可由操作手通过至少一个导气口孔来进行调整，以便控制从枪管流出的气体量。活塞环形地布置在枪管第三分段周围，在枪管流出的气体的推动下，活塞沿枪管纵向移动。弹簧环形地布置在枪管第三分段周围并连接到活塞上。当活塞被流出枪管的气体推动向枪管第二远端移动时，弹簧可限制活塞沿枪管纵向移动的距离。 [0011] 在一些实施方式中，第三外径大于第二外径，第二外径大于第一外径。 [0012] 在一些实施方式中，枪管的第一远端包括螺纹部分，枪管的第二远端包括螺纹部分。在一些实施方式中，环形活塞系统进一步包括枪口装置和枪管延伸部。枪口装置与枪管第一远端上的螺纹部分接合。枪管延伸部与枪管第二远端上的螺纹部分接合。在一些实施方式中，环形活塞系统进一步包括两个或多个活塞杆、活塞锁紧环和枪管锁定装置。枪管延伸部包括用于两个或多个活塞杆的匹配的空隙缺口。活塞杆连接到活塞上并布置在弹簧和枪管之间。活塞锁紧环环形布置在枪管和活塞杆周围，并连接到活塞上。枪管锁定装置环形布置在枪管延伸部周围。弹簧第一端连接到活塞锁紧环上，弹簧的第二端在第一端的对面，连接到枪管锁定装置上。 [0013] 在一些实施方式中，弹簧除了可使活塞和枪机框返回到击发位置的功能外，还可向两个或多个活塞杆提供离心力限制。 [0014] 在一些实施方式中，两个或多个活塞杆均匀地分布在枪管周围。至少其中一个活塞杆上带有释放缺口，以便清理弹匣供弹或弹链供弹的弹药。 [0016] 在一些实施方式中，导气箍组件包括导气箍、导气箍锁紧环和环致动器。导气箍环形地布置在枪管第一分段周围并可相对于枪管沿圆周方向移动。导气箍锁紧环环形地布置在枪管第一分段周围并位于枪管和导气箍之间，并可连接到导气箍上。环致动器环形地布置在枪管第一分段周围和枪管与导气箍之间。环致动器连接到导气箍锁紧环上并相对于枪管而沿圆周方向移动，以便在第一位置和第二位置之间推拉导气箍锁紧环。当导气箍锁紧环处于第一位置时，导气箍相对于枪管被锁定。当导气箍锁紧环处于第二位置时，导气箍相对于枪管被开锁。 [0017] 在一些实施方式中，枪管第一分段的一部分外表面上带有多个呈锯齿状的突出部分，用来将导气箍相对于枪管沿纵向固定。 [0018] 在一些实施方式中，导气箍组件进一步包括气体调节器，其环形地布置在枪管第二分段周围。气体调节器带有穿过调节器壁厚部分的第一孔和第二孔。第一孔的尺寸近似于至少一个导气口孔的尺寸。第二孔的尺寸小于至少一个导气口孔的尺寸。气体调节器可由操作手相对于枪管沿圆周方向在第一位置和第二位置之间移动，第一位置用来将第一孔与至少一个导气口孔对准，以便从枪管排出较多的气体，第二位置用来将第二孔与至少一个导气口孔对准，以便从枪管排出较少的气体。 [0019] 根据本公开内容的适用于常规枪械构型的另一种实施方式，枪械的环形活塞系统包括枪管、导气箍组件、活塞和弹簧。枪管沿纵向带有多个分段。枪管的第一分段带有第一外径。枪管的第二分段毗连第一分段，并带有第二外径。枪管的第三分段毗连第二分段，并带有第三外径。第一分段的远端是枪管的第一远端，第三分段的远端是枪管的第二远端，第二远端在枪管第一远端的对面。第二分段带有至少一个穿过其壁厚部分的导气口孔。导气箍组件环形地布置在枪管第一和第二分段周围，可由操作手通过至少一个导气口孔来进行调整，以便控制从枪管流出的气体量。活塞环形地布置在枪管第三分段周围，在枪管流出的气体的推动下，活塞沿枪管纵向移动。弹簧环形地布置在枪管第三分段周围并连接到活塞上。当活塞被流出枪管的气体推动向枪管第二远端移动时，弹簧可限制活塞沿枪管纵向移动的距离。 [0020] 在一些实施方式中，第三外径大于第二外径，第二外径大于第一外径。 [0021] 在一些实施方式中，枪管第三分段外表面上带有至少一个直槽。或者，枪管第三分段外表面上带有至少一个螺旋线形槽。 [0022] 在一些实施方式中，枪管的第一远端包括螺纹部分，枪管的第二远端包括螺纹部分。在一些实施方式中，环形活塞系统进一步包括枪口装置和枪管延伸部。枪口装置与枪管第一远端上的螺纹部分接合。枪管延伸部与枪管第二远端上的螺纹部分接合。在一些实施方式中，环形活塞系统进一步包括两个或多个活塞杆、活塞锁紧环，和枪管锁定装置。枪管延伸部包括用于两个或多个活塞杆的匹配的空隙缺口。活塞杆连接到活塞上并布置在弹簧和枪管之间。活塞锁紧环环形地布置在枪管和活塞杆周围并连接到活塞上。枪管锁定装置环形地布置在枪管延伸部周围。弹簧第一端连接到活塞锁紧环上，弹簧的第二端在第一端的对面，连接到枪管锁定装置上。 [0023] 在一些实施方式中，弹簧除了可使活塞和枪机框返回到击发位置的功能外，还可向两个或多个活塞杆提供离心力限制。 [0024] 在一些实施方式中，两个或多个活塞杆均匀地分布在枪管周围。至少其中一个活塞杆上带有释放缺口，以便清理弹匣供弹或弹链供弹的弹药。 [0025] 在一些实施方式中，枪管第一分段的一部分外表面上带有多个呈锯齿状的突出部分。导气箍组件包括导气箍、导气箍锁紧环和锁紧弹簧。导气箍环形地布置在枪管第一分段周围并相对于枪管沿圆周方向移动。导气箍在其内径上带有多个内径突起部分，当这些内径突起部分与枪管第一分段上的锯齿状突起部分接合时，导气箍便可相对于枪管而予以固定。导气箍锁紧环环形地布置在枪管第一分段周围并位于枪管和导气箍之间。导气箍锁紧环连接到导气箍上。锁紧弹簧环形布置在枪管第一分段周围并位于枪管和导气箍之间。锁紧弹簧压缩连接在导气箍锁紧环和枪管第二分段之间，这样，锁紧弹簧压缩时，导气箍被纵向地移向枪管第二远端，使得导气箍内径突起部分与枪管第一分段锯齿状突起部分分离，导气箍相对于枪管沿圆周方向转动。 [0026] 在一些实施方式中，导气箍带有穿过其壁厚处的第一孔和第二孔。第一孔的尺寸近似于至少一个导气口孔的尺寸。第二孔的尺寸小于至少一个导气口孔的尺寸。导气箍在第一位置和第二位置之间相对于枪管沿圆周方向转动，第一位置用来将第一孔与至少一个导气口孔对准，以便从枪管排放更多的气体，第二位置用来将第二孔与至少一个导气口孔对准，以便从枪管排放较少的气体。 [0027] 根据本公开内容的用于轻型步枪构型的再一个实施方式，枪械环形活塞系统包括枪管、导气箍、活塞和弹簧。枪管沿纵向带有多个分段。枪管的第一分段带有第一外径。枪管的第二分段毗连第一分段，并带有第二外径。枪管的第三分段毗连第二分段，并带有第三外径。枪管的第四分段毗连第三分段，并带有第四外径。第一分段的远端是枪管的第一远端。第四分段的远端是枪管的第二远端，第二远端在枪管第一远端的对面。第二分段带有至少一个穿过其壁厚部分的导气口孔。导气箍环形布置在枪管的第一和第二分段周围。操作手可通过至少一个导气口孔来调整导气箍以控制流出枪管的气体量。活塞环形地布置在枪管第三分段周围，在枪管流出的气体的推动下，活塞沿枪管纵向移动。弹簧环形地布置在枪管第三和第四分段周围并连接到活塞上。当活塞被流出枪管的气体推动向枪管第二远端移动时，弹簧可限制活塞沿枪管纵向移动的距离。 [0028] 在一些实施方式中，第四外径大于第三外径。第三外径大于第二外径。第二外径大于第一外径。 [0029] 在一些实施方式中，枪管第三分段外表面上带有至少一个直槽。或者，枪管第三分段外表面上带有至少一个螺旋线形槽。 [0030] 在一些实施方式中，朝向枪管第一远端的导气箍第一远端布置成起枪口作用。枪管第二远端包括螺纹部分。在一些实施方式中，环形活塞系统进一步包括枪管延伸部，与枪管第二远端上的螺纹部分接合。此外，环形活塞系统还可包括两个或多个活塞杆、活塞锁紧环，和枪管锁定装置。活塞杆可连接到活塞上并布置在弹簧和枪管之间。活塞锁紧环环形地布置在枪管和活塞杆周围并连接到活塞上。枪管锁定装置环形地布置在枪管延伸部周围。弹簧的第一端连接到活塞锁紧环上。弹簧的第二端在第一端的对面，连接到枪管锁定装置上。 [0031] 在一些实施方式中，弹簧向两个或多个活塞杆提供离心力限制。 [0032] 在一些实施方式中，两个或多个活塞杆均匀地分布在枪管周围。至少其中一个活塞杆上带有释放缺口，以便清理弹匣供弹或弹链供弹的弹药。 [0033] 在一些实施方式中，枪管第一分段的一部分外表面上带有多个呈锯齿状的突出部分。导气箍内径可带有多个内径突起部分，这样，当内径突起部分与枪管第一分段上锯齿状突起部分接合时，导气箍相对于枪管而固定。在一些实施方式中，环形活塞系统进一步包括导气箍锁紧环和锁紧弹簧。导气箍锁紧环环形地布置在枪管第一分段周围并位于枪管和导气箍之间，并可连接到导气箍上。锁紧弹簧环形布置在枪管第一分段周围并位于枪管和导气箍之间。锁紧弹簧压缩连接在导气箍锁紧环和枪管第二分段之间，这样，锁紧弹簧压缩时，导气箍被纵向地移向枪管第二远端，使得导气箍内径突起部分与枪管第一分段锯齿状突起部分分离，导气箍相对于枪管沿圆周方向转动。在一些实施方式中，导气箍带有穿过其壁厚处的第一孔和第二孔。第一孔的尺寸近似于至少一个导气口孔的尺寸。第二孔的尺寸小于至少一个导气口孔的尺寸。导气箍在第一位置和第二位置之间相对于枪管沿圆周方向转动，第一位置用来将第一孔与至少一个导气口孔对准，以便从枪管排放更多的气体，第二位置用来将第二孔与至少一个导气口孔对准，以便从枪管排放较少的气体。 [0035] 附图简要说明 [0036] 所列附图用来进一步理解本公开内容，并纳入本公开内容及构成本公开内容的组成部分。附图示出了本公开内容的实施方式，与发明说明一起，用来说明本公开内容的原理。可以理解的是，附图不一定成比例，因为所示的一些部件可能与实际实施时的尺寸不成比例，其目的是更清楚地说明本公开内容的理念。 [0037] 图1为机枪构型的枪管-活塞系统组件的侧视图，在该机枪构型中，使用了根据本公开内容实施方式的装配好的环形活塞系统。 [0038] 图2为图1所示环形活塞系统的分解图。 [0039] 图3为图2所示环形活塞系统的装配图。 [0040] 图4为图2所示环形活塞系统的重型枪管的透视图。 [0041] 图5A为根据本公开内容实施方式的导气箍锁定机构的开锁位置。 [0042] 图5B为图5A所示导气箍锁定机构的锁定位置。 [0043] 图6A为根据本公开内容实施方式的导气箍的装配图。 [0044] 图6B为根据本公开内容实施方式的活塞的透视图。 [0045] 图7A为根据本公开内容实施方式的活塞杆。 [0046] 图7B为根据本公开内容实施方式的隔热管。 [0047] 图8为根据本公开内容第二实施方式的常规枪的环形活塞系统的装配图。 [0048] 图9为图8所示环形活塞系统的分解图。 [0049] 图10为图8所示环形活塞系统的枪管的透视图 [0050] 图11A为根据本公开内容实施方式的导气箍锁定机构。 [0051] 图11B为根据本公开内容实施方式的导气箍调节器功能示意图。 [0052] 图12为根据本公开内容第三实施方式的环形活塞系统的装配图。 [0053] 图13为图12所示环形活塞系统的分解图。 [0054] 图14为图12所示环形活塞系统的轻型枪管的透视图。 [0055] 图15为图12所示轻型枪管导气箍的透视图。 [0056] 优选实施方式的具体说明 [0057] 概述 [0058] 本公开内容的各种实施方式都涉及一种环形活塞系统，该系统设计用来保持活塞系统的可靠性，同时,与使用传统活塞系统的枪械相比，这种枪械获得的精度更高。这些实施方式提供了一种环绕在枪管周围的环形长冲程活塞系统，以提供步枪抽退弹壳并重新装填新子弹所需之往复动作。本公开内容提供了适用于不同枪械的几种构型。第一种构型，即图1至图7B所示环形活塞系统100，适合于快速持续射击的机枪或特种步枪。第二种构型，即图8至图11B所示环形活塞系统200，适合于常规步枪。第三种构型，即图12至图15所示环形系统300，适合于轻型步枪。 [0059] 下面详细参照本公开内容的优选实施方式，这些优选实施方式的示例如附图所示。只要可能，附图和说明中所使用的相同编号均表示相同或类似部件。 [0060] 本公开内容中所使用的位置术语，诸如“前方”、“前部”、“后方”、“后部”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“头部”、“尾部”或诸如此类的术语都系指枪械处于正常射击位置，即枪械所处位置是其枪管纵轴通常为水平状态，以及距离枪械操作手的射击点“前部”的方向。同样情况也适用于此处所使用的方向描述。 [0061] 机枪的实施方式示例 [0062] 根据本公开内容的一个实施方式，枪械的环形活塞系统包括枪管、导气箍组件、活塞和弹簧。枪管沿纵向带有多个分段。枪管的第一分段带有第一外径。枪管的第二分段毗连第一分段，并带有第二外径。枪管的第三分段毗连第二分段，并带有第三外径。第一分段的远端是枪管的第一远端，第三分段的远端是枪管的第二远端，第二远端在枪管第一远端的对面。第二分段带有至少一个穿过其壁厚部分的导气口孔。导气箍组件环形地布置在枪管第一和第二分段周围，由操作手通过至少一个导气口孔来进行调整，以控制从枪管流出的气体量。活塞环形地布置在枪管第三分段周围，在枪管流出的气体的推动下，活塞沿枪管纵向移动。弹簧环形地布置在枪管第三分段周围并连接到活塞上。当活塞被流出枪管的气体推动向枪管第二远端移动时，弹簧可限制活塞沿枪管纵向移动的距离。 [0063] 在一些实施方式中，第三外径可大于第二外径，而第二外径可大于第一外径。 [0064] 在一些实施方式中，枪管的第一远端包括螺纹部分，枪管的第二远端包括螺纹部分。在一些实施方式中，环形活塞系统进一步包括枪口装置和枪管延伸部。枪口装置与枪管第一远端上的螺纹部分接合。枪管延伸部与枪管第二远端上的螺纹部分接合。在一些实施方式中，环形活塞系统进一步包括两个或多个活塞杆、活塞锁紧环，和枪管锁定装置。活塞杆连接到活塞上，并布置在弹簧和枪管之间。活塞锁紧环环形布置在枪管和活塞杆周围，并连接到活塞上。枪管锁定装置环形布置在枪管延伸部的周围。弹簧第一端连接到活塞锁紧环上，弹簧的第二端在第一端的对面，连接到枪管锁定装置上。 [0065] 在一些实施方式中，弹簧向两个或多个活塞杆提供离心力限制。 [0066] 在一些实施方式中，两个或多个活塞杆均匀地分布在枪管周围。至少其中一个活塞杆上带有释放缺口，以便清理弹匣供弹或弹链供弹的弹药。 [0067] 在一些实施方式中，环形活塞系统进一步包括隔热管，该隔热管环形布置在枪管周围并罩着导气箍组件、活塞和弹簧。至少一部分长度的隔热管上带有多个通风孔。 [0068] 在一些实施方式中，导气箍组件包括导气箍、导气箍锁紧环和环致动器。导气箍环形地布置在枪管第一分段周围并可相对于枪管沿圆周方向移动。导气箍锁紧环环形地布置在枪管第一分段周围和枪管与导气箍之间，并连接到导气箍上。环致动器环形地布置在枪管第一分段周围和枪管与导气箍之间。环致动器连接到导气箍锁紧环上并相对于枪管而沿圆周方向移动，以便在第一位置和第二位置之间推/拉导气箍锁紧环。当导气箍锁紧环处于第一位置时，导气箍相对于枪管被锁定。当导气箍锁紧环处于第二位置时，导气箍相对于枪管被开锁。 [0069] 在一些实施方式中，枪管第一分段的一部分外表面上带有多个呈锯齿状的突出部分，用来将导气箍相对于枪管沿纵向固定。 [0070] 在一些实施方式中，导气箍组件进一步包括气体调节器，其环形地布置在枪管第二分段周围。气体调节器带有穿过其壁厚部分的第一孔和第二孔。第一孔的尺寸近似于至少一个导气口孔的尺寸。第二孔的尺寸小于至少一个导气口孔的尺寸。气体调节器可由操作手相对于枪管沿圆周方向在第一位置和第二位置之间移动，第一位置用来将第一孔与至少一个导气口孔对准，以便从枪管排出较多的气体，第二位置用来将第二孔与至少一个导气口孔对准，以便从枪管排出较少的气体。 [0071] 图1为机枪构型的枪管-活塞系统组件，在该机枪中，使用了装配好的气动环形活塞系统100。图2示出的是环形活塞系统100的分解图。图3示出的是环形活塞系统100的装配图。图4示出的是环形活塞系统100的重型枪管102。 [0072] 如图2所示，环形活塞系统100包括枪口装置101、特殊形状的枪管102、枪管延伸部103、枪管锁定装置104、导气箍锁紧环105、环致动器106、导气箍107、气体调节器108、活塞109、活塞锁紧环110、隔热管111、两个或多个活塞杆112，以及主弹簧113。 [0073] 如图4所示，枪管102从后端向前端沿纵向呈大致逐渐减小形状。也就是说，枪管102可被看作带有多个分段，靠近后端的分段的直径最大，面向前方的每个连续分段的直径较小，前端的分段的直径最小。这种特性方便了环形活塞系统100的分解。在枪管102的前半部分，台阶(step)114上带有螺纹，装配时，枪口装置101与此接合。呈锯齿状的台阶 115用来沿纵向固定导气箍107。导气箍107带有匹配的内台阶，以便与枪管102上的台阶 115相接合。台阶115的后端上设有销子116，用作安装环致动器106的锚定柱。之后，枪管 102带有凸起的部分，此处称之为导气口台阶(gas port step)117。在导气口台阶117处，在枪管102的壁上，钻有一个或多个导气口孔，装配后，这些孔将热气体引入导气箍107。导气口台阶117处的一个或多个导气口孔可相对于枪管102的壁垂直地或者相对于枪管102的轴线按一定角度来钻。气体调节器108就安装在这儿。导气口台阶117之后，枪管102的直径保持不变，直到枪管延伸部的螺纹台阶118处。正是在枪管延伸部的螺纹台阶118处，枪管延伸部103与枪管102接合。枪管锁定装置104可以是一种枪管螺母(如图2所示)，也可以是机枪枪管设计中常用的某种快换枪管锁定装置。 [0074] 图5A示出的是导气箍锁定机构的开锁位置。图5B示出的是图5A导气箍锁定机构的锁定位置。 [0075] 如图5A和5B所示，导气箍锁紧环105和环致动器106都分别在其壁上沿纵向带有切口119或120。导气箍锁紧环105和环致动器106的内径都稍大于其所安装的枪管102的直径，而外径则稍小于安装时其所位于的导气箍107的内径。为了通过枪管102前侧将导气箍锁紧环105和环致动器106安装到枪管102上，导气箍锁紧环和环致动器需要从壁上的切口119和120处弹开，以便越过(clear)枪管102上的较大直径的台阶115。环致动器106带有一个或多个齿121，与导气箍锁紧环105的致动槽112接合。环致动器106上的凸轮槽123与枪管102上的锚定销116接合。当环致动器106转动时，它会推或拉导气箍锁紧环105前后移动，从而沿周围切向方向将导气箍107与枪管102锁定或解开锁定。导气箍锁紧环105和环致动器106将导气箍107固定或锁定到枪管102上。装配时，导气箍107被推入与台阶115成右指数关系(right index relationship)的位置。导气箍锁紧环105与导气箍107一起被推回。当导气箍107上的齿离开相应台阶115时，导气箍107可以转动。当环致动器106处于锁紧位置时，一旦导气箍107上的齿不再挡道时，导气箍锁紧环105将锁紧导气箍107。导气箍锁紧环105和环致动器106也可进一步方便活塞系统 100的分解与结合。 [0076] 如图5A和5B所示，气体调节器108为环形部件,在环形壁的每一侧(顶部和底部)上带有两个气孔124(一大一小)并在壁的某个位置上带有开关杆125。气体调节器108安装时，其气孔124与枪管102台阶117上的导气口孔相对准。较大的孔的直径与导气口台阶117的一个或多个导气口孔的直径大体相同，而较小的孔的直径则小于导气口台阶117的一个或多个导气口孔的直径。在正常情况下，正是较小的气孔124与导气口台阶 117的一个或多个导气口孔相对准。然而，如果枪械10所处的环境需要更多气体来可靠动作时，可转动气体调节器108，这样，较大的气孔124则与导气口台阶117的一个或多个导气口孔相对准，于是，更多的气体会进到环形活塞系统100，以有助可靠动作。 [0077] 图6A示出了导气箍组件。图6B示出了活塞109。图7A示出了多个活塞杆112。图7B示出了隔热管111。 [0078] 如图6A所示，气体调节器108上的开关杆125穿过导气箍107上的检查孔126而指向下方。通过检查孔126，可以执行两个不同功能的两个动作。其中一个功能是该系统的操作手推/拉导气箍锁紧环105，以便通过环致动器106的壁缺口120来锁定/解锁导气箍107。这个执行动作可以采用新弹药的子弹头来进行；这样，就无需专门的工具。环致动器 106在其壁上带有缺口120，这样就留出供弹头插入的间隙。该间隙用来在导气箍107的检查孔126处正确定位，以确保其始终是可以进入的，不论是处在打开还是关闭位置。另一个功能是，在检查孔126处，操作手转动气体调节器108的开关杆125可调节流入导气箍107内的气体量。导气箍107带有多个通风孔130，位于导气箍107气室的外部。这些通风孔 130的用途是，随着被活塞109和活塞锁紧环110的往复运动所推动，将枪管102周围的热空气排出隔热管111。 [0079] 如图6A-6C所示，活塞109在其头部带有一个或多个(图示为两个)尖头，对应于导气口台阶117上的一个或多个导气口孔，这些孔钻在枪管102上。当步枪的枪机框处于锁定位置时，尖头127被插入到导气箍107上的排气孔128(如图6C所示)中，以便密封气室。气室是导气箍107和枪管102之间形成的空间，大致为环形，以容纳活塞109。当射击新子弹时，子弹穿过枪管102。当子弹经过导气口台阶117时，一部分热气体通过导气口台阶117上的一个或多个导气口孔而进入导气箍107的气室，并推动活塞109向后。当活塞109达到某个转速时，需要将热气体排出导气箍107的气室，这样，活塞109就不会再加速了。这时，活塞109的尖头127离开导气箍107的排气孔128。在活塞109的背部，设有多个钩129，用来与两个或多个活塞杆112相连。钩129的数量取决于实际步枪设计时活塞杆 112的数量。不论数量多少，活塞杆112都可均匀地分布在枪管102的周围。 [0080] 如图7A所示，提供有两个或多个活塞杆112(所示示例为3个)，与活塞109的钩129相连接。在每个活塞杆112的头部上，槽131用来安装活塞109的其中一个钩129。在主弹簧113拉力的作用下，活塞109和两个或多个活塞杆112的连接通过活塞锁紧环110来实现。主弹簧113环绕在两个或多个活塞杆112的周围，并与枪管102相分开，为此，不会受到枪械持续射击所产生热量的影响。主弹簧113还可用作两个或多个活塞杆112的离心力限制器，以限制后座期间压缩力所造成的变形。对于重型枪管来讲，两个或多个活塞杆 112用来与枪管102接触，以便枪管102可以用作活塞杆112的向心力限制器。在每个活塞杆112的端部，这种设计包括与枪机框(图中未示)连接的钩132或孔133。在某些实施方式中，钩132或孔133只是焊接到枪机框上。如图7A所示，根据使用的供弹方法和该装置应用位置，在一个或一些或全部活塞杆112上提供有释放缺口134，以便清理弹匣供弹或弹链供弹的弹药。 [0081] 如图7B所示，隔热管111可以是薄壁板材的金属管，带有多个通风孔135，分布在至少一部分长度的隔热管111上，例如，在后部。装配后，隔热管111的前端与导气箍107接触，隔热管111的后端与枪管锁定装置104接触，如图1所示。当活塞109和活塞锁紧环110在气体的作用下被向后推向枪管后端且又在主弹簧113张力作用下复进时，活塞和活塞锁紧环则转而推动枪管102周围的热空气离开枪管102，并引导新鲜空气流到枪管102周围，从而协助冷却枪管102。隔热管111有助于促进这种空气冷却效果。当活塞109被向后推动时，枪管102周围的热空气就会通过通风孔135而被推出隔热管111。与此同时，新鲜空气通过通风孔130被引入移动活塞109所建立的枪管隔热真空区。当活塞109停止并在主弹簧113拉力作用下返回时，上述冷却循环动作则相反。新鲜空气通过通风孔135被引入枪管隔热真空区，热空气通过通风孔130和排气孔128被推出。隔热管111还可阻挡来自枪管102辐射的热量，从而将枪械操作手感觉到的辐射热量降到最低。 [0082] 常规步枪的实施方式示例 [0083] 根据本公开内容的另一个实施方式，枪械环形活塞系统包括枪管、导气箍组件、活塞和弹簧。枪管沿纵向带有多个分段。枪管的第一分段带有第一外径。枪管的第二分段毗连第一分段，并带有第二外径。枪管的第三分段毗连第二分段，并带有第三外径。第一分段的远端是枪管的第一远端，第三分段的远端是枪管的第二远端，第二远端在枪管第一远端的对面。第二分段带有至少一个穿过其壁厚部分的导气口孔。导气箍组件环形布置在枪管第一和第二分段周围，并由操作手通过至少一个导气口孔来进行调整，以控制从枪管流出的气体量。活塞环形地布置在枪管第三分段周围，在枪管流出的气体的推动下，活塞沿枪管纵向移动。弹簧环形地布置在枪管第三分段周围并连接到活塞上。当活塞被流出枪管的气体推动向枪管第二远端移动时，弹簧可限制活塞沿枪管纵向移动的距离。 [0084] 在一些实施方式中，第三外径大于第二外径，第二外径大于第一外径。 [0085] 在一些实施方式中，枪管第三分段外表面上带有至少一个直槽。或者，枪管的第三分段外表面其上带有至少一个螺旋线形槽。 [0086] 在一些实施方式中，枪管的第一远端包括螺纹部分，枪管的第二远端包括螺纹部分。在一些实施方式中，环形活塞系统进一步包括枪口装置和枪管延伸部。枪口装置与枪管第一远端上的螺纹部分接合。枪管延伸部与枪管第二远端上的螺纹部分接合。在一些实施方式中，环形活塞系统进一步包括两个或多个活塞杆、活塞锁紧环，和枪管锁定装置。活塞杆连接到活塞上，并布置在弹簧和枪管之间。活塞锁紧环环形地布置在枪管和活塞杆周围，并连接到活塞上。枪管锁定装置环形地布置在枪管延伸部周围。弹簧第一端连接到活塞锁紧环上，弹簧第二端在第一端的对面，连接到枪管锁定装置上。 [0087] 在一些实施方式中，弹簧向两个或多个活塞杆提供离心力限制。 [0088] 在一些实施方式中，两个或多个活塞杆均匀地分布在枪管周围。至少其中一个活塞杆上带有释放缺口，以清理弹匣供弹或弹链供弹的弹药。 [0089] 在一些实施方式中，枪管第一分段的一部分外表面上带有多个呈锯齿状的突出部分。导气箍组件包括导气箍、导气箍锁紧环和锁紧弹簧。导气箍环形地布置在枪管第一分段周围并相对于枪管沿圆周方向移动。导气箍在其内径上带有多个内径突起部分，当这些内径突起部分与枪管第一分段上的锯齿状突起部分接合时，导气箍便可相对于枪管而固定。导气箍锁紧环环形地布置在枪管第一分段周围并位于枪管和导气箍之间。导气箍锁紧环连接到导气箍上。锁紧弹簧环形布置在枪管第一分段周围并位于枪管和导气箍之间。锁紧弹簧压缩连接在导气箍锁紧环和枪管第二分段之间，这样，锁紧弹簧压缩时，导气箍被纵向地移向枪管第二远端，使得导气箍内径突起部分与枪管第一分段锯齿状突起部分分离，导气箍相对于枪管沿圆周方向转动。 [0090] 在一些实施方式中，导气箍带有穿过其壁厚处的第一孔和第二孔。第一孔的尺寸近似于至少一个导气口孔的尺寸。第二孔的尺寸小于至少一个导气口孔的尺寸。导气箍在第一位置和第二位置之间相对于枪管沿圆周方向转动，第一位置用来将第一孔与至少一个导气口孔对准，以便从枪管排放更多的气体，第二位置用来将第二孔与至少一个导气口孔对准，以便从枪管排放较少的气体。 [0091] 图8示出了常规步枪气动环形活塞系统200的装配图。图9示出了环形活塞系统200的分解图。图10示出了环形活塞系统200的枪管202。 [0092] 如图9所示，环形活塞系统200包括枪口装置201、特殊形状的枪管202、枪管延伸部203、枪管锁定装置204、导气箍锁紧环205、锁紧弹簧206、导气箍207、活塞209、活塞锁紧环210、多个活塞杆212，以及主弹簧213。环形活塞系统200类似于环形活塞系统100，尽管导气箍组件设计不同。导气箍组件包括导气箍207、导气箍锁紧环205，和锁紧弹簧206，导气箍207具有气体调节器的双重功能。这种设计可用在环形活塞系统100，反之亦然。由于环形活塞系统200未带隔热管，导气箍207的外部几何形状因此而不同。 [0093] 如图10所示，枪管202从后端向前端沿纵向呈大致逐渐减小形状。也就是说，枪管202可被看作带有多个分段，靠近后端的分段的直径最大，面向前方的每个连续分段的直径较小，前端的分段的直径最小。这种特性方便了环形活塞系统200的分解。在枪管202的前半部分，台阶214上带有螺纹，装配时，枪口装置201与此连接。呈锯齿状的台阶215用来沿纵向固定导气箍207。导气箍207带有匹配的内台阶，以便与枪管202上的台阶215相接合。之后，枪管202带有凸起的部分，此处称之为导气口台阶217。此处，在枪管202的壁上钻有两个孔217，彼此之间稍许隔开，以便装配后可将热气体导入导气箍207内。这两个孔可相对于枪管202的壁垂直地或者相对于枪管202的轴线按一定角度来钻。此处，导气箍207用作气体调节器的双重作用，功能类似于环形活塞系统100气体调节器108的功能。 在导气口217台阶之后，枪管202的直径保持不变，直到枪管延伸部螺纹台阶218。为减小枪管重量，在枪管202上切割有一些槽或沟槽216，如图所示螺旋形，或者为直槽。枪管延伸部103在枪管延伸部螺纹台阶218处与枪管102接合。枪管锁定装置204可以是一种枪管螺母(如图9所示)，也可以是机枪枪管设计中常用的某种快换枪管锁定装置。 [0094] 图11A示出了导气箍锁定机构。图11B示出了导气箍调节器的功能。 [0095] 如图11A所示，导气箍锁紧环205在其壁的侧面沿纵向带有缺口219。导气箍锁紧环205的内径稍大于其所安装的枪管202的外径，而导气箍锁紧环205的外径则稍小于安装时其所位于的导气箍207的内径。为了通过枪管202的前侧来安装导气箍锁紧环205，导气箍锁紧环205需要从壁上的缺口弹开，以便越过枪管202上的较大直径的台阶215。锁紧弹簧206通过台阶215转动，以便装配到位。装配时，导气箍207被推入到与台阶215成右指数关系的位置。导气箍锁紧环205与导气箍207一起被推回。当导气箍207上的齿离开相应台阶215时，导气箍207可以转动。在锁紧弹簧206的拉力作用下，一旦导气箍207上的齿不再挡道时，导气箍锁紧环205将锁紧导气箍207。分解时，可使用两个弹头来通过壁上的两个推动孔220(每侧一个)将导气箍锁紧环205向后推。导气箍207在其壁上也带有对应的空隙缺口224(如图11B所示)。当导气箍锁紧环205被向后推而不挡道时，导气箍207就可转动而从锁紧位置拉出。 [0096] 图11B示出了导气箍207是如何作为气体调节器来工作的，类似于环形活塞系统100中的气体调节器108。与导气箍107相比，导气箍207的壁上钻有两个水平盲孔221。 在两个孔221的同一平面上，在导气箍207的壁上钻有两组气孔222和223，这两组孔成一定角度且与孔221相通。气孔222的直径小于气孔223的直径，而气孔223的直径则与导气口217的直径相同。在顶部和底部，共有四个气孔222和223。每组两个孔，每个气孔222或223都与导气口孔217相对准，但不是同时对准。因为制造时的需要，另外两个气孔222和两个气孔223在导气箍壁上都是通孔。如图11B所示，两个导气口孔217的位置相隔一定距离，该距离相当于气孔222和气孔223之间的距离。当导气箍207装配在第一位置时，如图11B所示，每个气孔222都与对应的导气口孔217相对准。当需要更多气体时，导气箍 207转动180度到第二位置(图中未示)，这样，每个气孔223都与每个对应的导气口孔217对准，于是，使得导气箍207除作为导气箍外还可用作气体调节器。 [0097] 活塞209、活塞杆212和活塞锁紧环210都分别与环形活塞系统100的这些部件相同。 [0098] 轻型步枪的实施方式示例 [0099] 根据本公开内容的再一个实施方式，枪械的环形活塞系统包括枪管、导气箍、活塞和弹簧。枪管沿纵向带有多个分段。枪管的第一分段带有第一外径。枪管的第二分段毗连第一分段，并带有第二外径。枪管的第三分段毗连第二分段，并带有第三外径。枪的第四分段毗连第三分段，并带有第四外径。第一分段的远端是枪管的第一远端。第四分段的远端是枪管的第二远端，第二远端在枪管第一远端的对面。第二分段带有至少一个穿过其壁厚部分的导气口孔。导气箍环形布置在枪管的第一和第二分段周围。操作手可通过至少一个导气口孔来调整导气箍以控制流出枪管的气体量。活塞环形地布置在枪管第三分段周围，在枪管流出的气体的推动下，活塞沿枪管纵向移动。弹簧环形地布置在枪管第三和第四分段周围并连接到活塞上。当活塞被流出枪管的气体推动向枪管第二远端移动时，弹簧可限制活塞沿枪管纵向移动的距离。 [0100] 在一些实施方式中，第四外径大于第三外径。第三外径大于第二外径。第二外径大于第一外径。 [0101] 在一些实施方式中，枪管第三分段外表面上带有至少一个直槽。或者，枪管第三分段外表面上带有至少一个螺旋线形槽。 [0102] 在一些实施方式中，朝向枪管第一远端的导气箍第一远端布置成起枪口作用。枪管第二远端包括螺纹部分。在一些实施方式中，环形活塞系统进一步包括枪管延伸部，与枪管第二远端上的螺纹部分接合。此外，环形活塞系统还可包括两个或多个活塞杆、活塞锁紧环，和枪管锁定装置。活塞杆连接到活塞上并布置在弹簧和枪管之间。活塞锁紧环环形地布置在枪管和活塞杆周围并连接到活塞上。枪管锁定装置环形地布置在枪管延伸部周围。弹簧的第一端连接到活塞锁紧环上。弹簧的第二端在第一端的对面，连接到枪管锁定装置上。 [0103] 在一些实施方式中，弹簧向两个或多个活塞杆提供离心力限制。 [0104] 在一些实施方式中，两个或多个活塞杆均匀地分布在枪管周围。至少其中一个活塞杆上带有释放缺口，以便清理弹匣供弹或弹链供弹的弹药。 [0105] 在一些实施方式中，枪管第一分段的一部分外表面上带有多个呈锯齿状的突出部分。导气箍内径可带有多个内径突起部分，这样，当内径突起部分与枪管第一分段上锯齿状突起部分接合时，导气箍相对于枪管而固定。在一些实施方式中，环形活塞系统进一步包括导气箍锁紧环和锁紧弹簧。导气箍锁紧环环形地布置在枪管第一分段周围和枪管与导气箍之间，并连接到导气箍上。锁紧弹簧环形布置在枪管第一分段周围和枪管与导气箍之间。锁紧弹簧压缩连接在导气箍锁紧环和枪管第二分段之间，这样，锁紧弹簧压缩时，导气箍被纵向地移向枪管第二远端，使得导气箍内径突起部分与枪管第一分段锯齿状突起部分分离，导气箍相对于枪管沿圆周方向转动。在一些实施方式中，导气箍带有穿过其壁厚处的第一孔和第二孔。第一孔的尺寸近似于至少一个导气口孔的尺寸。第二孔的尺寸小于至少一个导气口孔的尺寸。导气箍在第一位置和第二位置之间相对于枪管沿圆周方向转动，第一位置用来将第一孔与至少一个导气口孔对准，以便从枪管排放更多的气体，第二位置用来将第二孔与至少一个导气口孔对准，以便从枪管排放较少的气体。 [0106] 对于一些特种用途的步枪，优选轻型枪管。如图12所示,气动环形活塞系统300设计用来适合这种需求。图12示出了环形活塞系统300的装配图。图13示出了环形活塞系统300的分解图。图14示出了环形活塞系统300的轻型枪管302。图15示出了轻型枪管302的导气箍307。 [0107] 如图13所示，环形活塞系统300包括轻型枪管302、枪管延伸部303、枪管锁定装置304、导气箍锁紧环305、锁紧弹簧306、导气箍307、活塞309、活塞锁紧环310、多个活塞杆312，以及主弹簧313。环形活塞系统300类似于环形活塞系统200。然而，导气箍307具有导气箍207和枪口装置201的综合功能。枪管302、导气箍锁紧环305、锁紧弹簧306、活塞309和活塞锁紧环310类似于环形活塞系统200中的对应部件，但尺寸不同。枪管延伸部303、枪管锁紧装置304、活塞杆312和主弹簧313都分别与构型200中的这些部件相同。 [0108] 如图14所示，轻型枪管302的直径类似于但小于环形活塞系统200枪管202的直径。特别是，枪管302带有多个槽缺口316，与环形活塞系统200枪管202相比，整体直径较小。锯齿状台阶315位于台阶314上。台阶318与台阶218相同，从而可使用相同的枪管延伸部303。 [0109] 如图15所示，导气箍307后部321与导气箍207后部相同，但后部321直径稍小些。导气箍307前部319设计成可起枪口装置的作用。前部319和后部321通过长柄322相连。安装台阶320和空隙孔324都靠近枪管302的枪口装置。这种设计还可使导气箍307起气体调节器作用，其功能设计与环形活塞系统200相同。 [0110] 结论 [0111] 显然，对于所属领域技术人员来讲，本公开内容的结构可以进行各种改进或改动，但都没有脱离本公开内容的范围或精神。鉴于上述描述，只要本公开内容的改进或改动在随后权利要求和等同内容范围内，本公开内容旨在包括本公开内容的这些改进和变动。 |
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