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一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构及其方法

阅读：831发布：2024-01-08

专利汇可以提供一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构及其方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构及其方法涉及常规武器技术领域，具体涉及一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构及其方法，包括开栓结构外壳及设置在开栓结构外壳内的电机，电机通过减速器连接有滚珠丝杠，滚珠丝杠上螺纹连接有开栓滑块，滚珠丝杠两端设置有限位传感器，所述减速器上连接有用于实时检测开栓滑块移动位置的位置检测装置，所述位置检测装置固定设置在开栓结构外壳内。本发明结构简单，使用方便，利用实时检测开栓滑块移动位置的位置检测装置来检测开栓滑块的实时位置，进而可对电机做到更精准的控制，由此在保证开栓时间的情况下，避免了开栓过程中的过冲、高速撞击等问题。，下面是一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构及其方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构，包括开栓结构外壳（1）及设置在开栓结构外壳（1）内的电机（2），电机（2）通过减速器（5）连接有滚珠丝杠（3），滚珠丝杠（3）上螺纹连接有开栓滑块（4），滚珠丝杠（3）两端设置有限位传感器（6），其特征在于，所述减速器（5）上连接有用于实时检测开栓滑块（4）移动位置的位置检测装置（13），所述位置检测装置（13）固定设置在开栓结构外壳（1）内。
2.如权利要求1所述一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构，其特征在于，所述位置检测装置（13）包括多圈型电位计（11），所述电位计（11）上转动连接有一电位计轴（10），所述电位计轴（10）通过连接装置与所述减速器（5）相连，当减速器（5）通过连接装置驱动电位计轴（10）旋转，电位计（11）输出实时变化的电信号，所述电位计（11）与开栓结构外壳（1）固定相连。
3.如权利要求2所述一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构，其特征在于，所述连接装置包括初级传递齿轮（7）和中间齿轮（8）及冠齿轮（9），所述初级传递齿轮（7）与减速器（5）上的末级减速齿轮相啮合，初级传递齿轮（7）通过中间齿轮（8）与冠齿轮（9）相连；所述冠齿轮（9）套接在电位计轴（10）上，所述初级传递齿轮（7）和中间齿轮（8）均与开栓结构外壳（1）相连。
4.如权利要求3所述一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构，其特征在于，所述冠齿轮（9）套接在电位计轴（10）上，且冠齿轮（9）与电位计轴（10）过盈配合。
5.如权利要求4所述一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构，其特征在于，所述中间齿轮（8）为大小齿轮一体齿轮且同轴设置，且中间齿轮（8）上小齿轮的齿数不同，中间齿轮（8）的小齿轮与冠齿轮（9）相啮合，中间齿轮（8）的大齿轮与初级传递齿轮（7）啮合。
6.一种基于位置检测的高可靠性电动开栓方法，其特征在于，采用如权利要求3所述一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构实时检测开栓滑块（4）在开栓行程中的具体位置，具体如下：电位计轴（10）上通过连接装置与减速器（5）相连，减速器（5）带动电位计轴（10）转动，并根据电位计（11）输出的电信号得出开栓滑块（4）的移动位置，实现开栓滑块（4）实时位置的检测。
7.如权利要求6所述一种基于位置检测的高可靠性电动开栓方法，其特征在于，电位计（11）输出的电信号得出开栓滑块（4）的移动位置的方法具体如下：将电位计轴（10）转动范围与开栓行程通过连接装置匹配后，开栓行程与电位计（11）量程形成了线性比例关系，当减速器（5）通过滚珠丝杠（3）带动开栓滑块（4）移动位置后，同时减速器（5）通过连接装置带动电位计轴（10）转动，从而使得电位计（11）输出实时变化的电信号，即可对应得出开栓滑块（4）在开栓行程中的实时位置。

说明书全文

一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及常规武器技术领域，具体涉及一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构及其方法。

背景技术

[0002] 随着枪支加装自动化技术产品的发展，枪支的电动开栓方式目前有很多种形式，实现方法基本相同，即通过电机、减速器、滚珠丝杠、开栓滑块、及两端加装限位传感器的方式实现。这种方式可以实现枪支的电动开栓，但存在诸多不可靠性。较为突出的问题有以下几点：1.无法得知开栓滑块当前实时位置；2.电机通过滚珠丝杠带动开栓滑块高速到达两端限位传感器所在位置时，易产生过冲、高速撞击、堵转等现象，出现故障频繁、损坏结构件、烧坏电机等不可靠性问题；3.为了避免过冲、高速撞击等问题，一般采取低速运行但开栓时间加长；若采取先高速运行，快到限位时再降速方式，当开栓滑块初始位置不定时，此种方式将很容易出现问题；4.得知故障报警判断时间长：若在开栓过程中出现故障，无法及时获得故障状态，一般通过人为判断，即超过了正常开栓所需时间还未开栓成功，通过人为或超时自动报警获得故障状态，这些处理方式均不及时。

发明内容

[0003] 为了解决上述问题，本发明提供一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构及其方法，本发明成本低，由此增加的体积可忽略，同时控制简单，既解决了上述问题，又简单可靠，同时也不会导致控制复杂化。本发明所采用的位置检测部件为电位计，相对其它位置检测部件来说，具有成本低、体积小、闭环控制简单等特点。

[0004] 本发明一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构，包括开栓结构外壳及设置在开栓结构外壳内的电机，电机通过减速器连接有滚珠丝杠，滚珠丝杠上螺纹连接有开栓滑块，滚珠丝杠两端设置有限位传感器，所述减速器上连接有用于实时检测开栓滑块移动位置的位置检测装置，所述位置检测装置固定设置在开栓结构外壳内。

[0005] 优选地，位置检测装置包括多圈型电位计，所述电位计上转动连接有一电位计轴，所述电位计轴通过连接装置与所述减速器相连，当减速器通过连接装置驱动电位计轴旋转，电位计输出实时变化电信号，所述电位计与开栓结构外壳固定相连。

[0006] 优选地，连接装置包括初级传递齿轮和中间齿轮及冠齿轮，所述初级传递齿轮与减速器上的末级减速齿轮相啮合，初级传递齿轮通过中间齿轮与冠齿轮相连；所述冠齿轮套接在电位计轴上，所述初级传递齿轮和中间齿轮均与开栓结构外壳相连。

[0007] 优选地，冠齿轮套接在电位计轴上，且冠齿轮与电位计轴过盈配合。

[0008] 优选地，中间齿轮为大小齿轮一体齿轮且同轴设置，且中间齿轮上小齿轮的齿数不同，中间齿轮的小齿轮与冠齿轮相啮合，中间齿轮的大齿轮与初级传递齿轮啮合。

[0009] 采用一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构实时检测开栓滑块在开栓行程的具体位置，具体如下：电位计轴上通过连接装置与减速器相连，减速器带动电位计轴转动，并根据电位计输出的电信号得出开栓滑块的移动位置，实现开栓滑块实时位置的检测。

[0010] 电位计输出的电信号得出开栓滑块的移动位置的方法具体如下：将电位计量程与开栓滑块行程通过连接装置匹配后，开栓行程与电位计量程形成了线性比例关系，当减速器通过滚珠丝杠带动开栓滑块移动位置后，同时减速器通过连接装置带动电位计轴转动，从而使得电位计输出实时变化的电信号，即可对应得出开栓滑块在开栓行程中的实时位置。

[0011] 本发明结构简单，使用方便，利用实时检测开栓滑块移动位置的位置检测装置来检测开栓滑块的实时位置，进而可对电机做到更精准的控制，由此在保证开栓时间的情况下，避免了开栓过程中的过冲、高速撞击等问题。

[0012] 本发明所采用的位置检测部件为电位计，相对其它位置检测部件来说，具有成本低、体积小、闭环控制简单等特点。附图说明

[0013] 图1为开栓结构示意图。

[0014] 图2为位置检测装置示意图。

[0015] 图3为控制电路结构图。

[0016] 附图标记：1-开栓结构外壳，2-电机，3-滚珠丝杠，4-开栓滑块，5-减速器，6-限位传感器，7-初级传递齿轮，8-中间齿轮，9-冠齿轮，10-电位计轴，11-电位计，12-电气接口，13-位置检测装置。

具体实施方式

[0017] 本发明一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构，包括开栓结构外壳1及设置在开栓结构外壳1内的电机2，电机2通过减速器5连接有滚珠丝杠3，滚珠丝杠3上螺纹连接有开栓滑块4，滚珠丝杠3两端设置有限位传感器6，所述减速器5上连接有用于实时检测开栓滑块4移动位置的位置检测装置13，所述位置检测装置13固定设置在开栓结构外壳1内。

[0018] 位置检测装置13包括多圈型电位计11，所述电位计11上转动连接有一电位计轴10，所述电位计轴10通过连接装置与所述减速器5相连，当减速器5通过连接装置驱动电位计轴10旋转，电位计11输出实时变化的电信号，所述电位计11与开栓结构外壳1固定相连。

[0019] 连接装置包括初级传递齿轮7和中间齿轮8及冠齿轮9，所述初级传递齿轮7与减速器5上的末级减速齿轮相啮合，初级传递齿轮7通过中间齿轮8与冠齿轮9相连；所述冠齿轮9套接在电位计轴10上，所述初级传递齿轮7和中间齿轮8均与开栓结构外壳1相连。

[0020] 冠齿轮9套接在电位计轴10上，且冠齿轮9与电位计轴10过盈配合。

[0021] 中间齿轮8为大小齿轮一体齿轮且同轴设置，且中间齿轮8上小齿轮的齿数不同，中间齿轮8的小齿轮与冠齿轮9相啮合，中间齿轮8的大齿轮与初级传递齿轮7啮合。

[0022] 一种基于位置检测的高可靠性电动开栓方法，采用一种基于位置检测的高可靠性电动开栓结构实时检测开栓滑块4在开栓行程的具体位置，具体如下：电位计轴10上通过连接装置与减速器5相连，减速器5带动电位计轴10转动，并根据电位计11输出的电信号得出开栓滑块4的移动位置，实现开栓滑块4实时位置的检测。

[0023] 电位计11输出的电信号得出开栓滑块4的移动位置的方法具体如下：将电位计11量程与开栓行程通过连接装置匹配后，开栓行程与电位计11量程形成了线性比例关系，当减速器5通过滚珠丝杠3带动开栓滑块4移动位置后，同时减速器5通过连接装置带动电位计轴10转动，从而使得电位计11输出实时变化的电信号，即可对应得出开栓滑块4在开栓行程中的实时位置。

[0024] 本发明结构简单，使用方便，利用实时检测开栓滑块4移动位置的位置检测装置13来检测开栓滑块4的实时位置，进而可对电机2做到更精准的控制，由此在保证开栓时间的情况下，避免了开栓过程中的过冲、高速撞击等问题。

[0025] 本发明所采用的位置检测部件为电位计11，相对其它位置检测部件来说，具有成本低、体积小、闭环控制简单等特点。

[0026] 开栓过程为：本发明根据电气接口12接收到的开栓指令，通过如图3控制电路对开栓指令进行解析，并对开栓过程进行全程闭环监测和控制，控制电机2运转，电机2经过减速器5减速后带动滚珠丝杠3旋转；滚珠丝杠3旋转带动其上开栓滑块4移动，开栓滑块4又与枪支拉栓机构相连接，从而带动枪支拉栓机构运动，即带动枪支拉栓机构从枪支前端拉到枪支后端。枪支拉栓到位后，开栓结构再带动开栓滑块4返回前端初始位置，整个开栓过程结束。其中，限位传感器6的被探测块与开栓滑块4固连在一起，随开栓滑块4在滚珠丝杠3上运动，当到达前或后限位传感器6固定块时，限位传感器6即可探测到开栓滑块4到位，从而控制电机2停转。位置检测装置13中的齿轮组主要用来匹配开栓行程与电位计11圈数；电位计11为多圈型电位计，经过齿轮组将电位计11量程与开栓行程相匹配，从而可根据检测电位计11变化的电信号，实时得知开栓滑块4在整个开栓行程中的位置，进而可对电机2做到更精准的控制，由此在保证开栓时间的情况下，避免了开栓过程中的过冲、高速撞击等问题。

[0027] 基于电位计11实时变化的电信号根据现有的控制电路，即可得出开栓滑块4在整个开栓行程中的位置；控制电路如图3所示，在一个实施例中，所选电位计11圈数为10圈，阻值为10K，在电位计11两端所加电源为DC5V电源；ADC采集芯片采用单片机内部集成ADC，采集信号范围为0～3.3V；信号调理采用运放对输入信号与ADC采集信号范围进行调理适配，在本实施例中，将电位计11的0～5V信号调理成ADC要求范围内的0～2.5V进行实时采集。

[0028] 电位计11量程与开栓行程通过位置检测装置13中的齿轮组匹配后，即开栓行程与电位计11量程形成了线性比例关系，当采集到电位计11实时电信号后，即可对应得出开栓滑块4在开栓行程中的实时位置。

[0029] 单片机通过实时检测电位计11电信号，再通过设计所确定的线性比例关系对应出开栓滑块4的实时位置，并以RS422通信方式通过电气接口12传输至控制端，便于控制端根据开栓滑块4的实时位置，更精准的控制电机2的运转，从而保证电机2以最优的转速控制进行运转以保证最短的开栓时间，避免了开栓过程中的过冲、高速撞击等问题。

[0030] 本发明结构简单，使用方便，利用实时检测开栓滑块4移动位置的位置检测装置13来检测开栓滑块4的实时位置，进而可对电机2做到更精准的控制，由此在保证开栓时间的情况下，避免了开栓过程中的过冲、高速撞击等问题。

[0031] 本发明所采用的位置检测部件为电位计11，相对其它位置检测部件来说，具有成本低、体积小、闭环控制简单等特点。

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