本发明公开了一种引信后坐－爆炸驱动双行程直线运动发电机及其发电方法，包括本体、单行程直线电机、针刺爆炸元件、压螺、保险片、中心环和螺堵，单行程直线电机包括磁芯和电枢，本体中心放置所述单行程直线电机，磁芯位于电机中轴线上，磁芯外壳下部带有击针尖，击针尖通过保险片中心孔露出，针刺爆炸元件位于击针尖下方。弹丸发射时形成本发电机工作所需的后坐环境，磁芯在后坐力作用下克服磁体产生的吸力，剪切保险片后向下运动切割线圈中的磁力线而产生电能，本发明可使单行程直线电机的发电能力提高约一倍，从而大大解决了因空间所限而带来的供电能力不足的缺陷，特别适合于高炮防雹增雨弹此类体积受限而发射时后坐力较大的引信。
1.一种引信后坐－爆炸驱动双行程直线运动发电机，其特征在于：包括本体(1)、单行程直线电机、针刺爆炸元件(15)、压螺(8)、保险片(2)、中心环(3)和螺堵(16)，所述单行程直线电机包括磁芯和电枢，所述本体(1)中心放置所述单行程直线电机，磁芯位于电机中轴线上，所述磁芯包括磁芯本体(4)，所述磁芯本体(4)下部带有击针尖，所述磁芯本体(4)由环形保险片(2)支撑，击针尖通过保险片(2)中心孔露出，所述针刺爆炸元件(15)位于击针尖下方，由螺堵(16)支撑固定在本体(1)底部，保险片(2)与电枢下端面之间设置有中心环(3)以固定保险片(2)，磁芯上部外侧与电枢上端面设置有压螺(8)将单行程直线电机固定在本体(1)内。
2.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于：所述磁芯本体(4)下部的击针尖与针刺爆炸元件(15)的位置互换，即所述针刺爆炸元件(15)设置在所述磁芯本体(4)下部，所述击针尖设置在螺堵(16)上且针尖指向针刺爆炸元件(15)。
3.根据权利要求1或2所述的发电机，其特征在于：所述磁芯由带击针尖的磁芯本体(4)、磁芯本体(4)内位于两端的磁极片(5)、同极性对应的两个永磁体(6)和两个永两磁体(6)之间的中心块(7)组成，所述电枢包括端盖(9)、输出线(10)、绝缘带(11)、漆包线绕组(12)、线圈骨架(13)和线圈外壳(14)。
4.根据权利要求1或2所述的发电机，其特征在于：所述磁芯本体(4)、本体(1)和螺堵(16)的材料为中碳钢或合金钢。
5.根据权利要求4所述的发电机，其特征在于：所述中碳钢为50钢，所述合金钢为
6.根据权利要求3所述的发电机，其特征在于：当所述磁芯本体(4)的下部为击针尖时，所述击针尖与磁芯本体(4)内的磁极片(5)之间具有一定的轴向厚度以隔离爆炸产生的冲击；当所述磁芯本体(4)的下部为针刺爆炸元件(15)时，所述针刺爆炸元件(15)与磁芯本体(4)内的磁极片(5)之间具有一定的轴向厚度以隔离爆炸产生的冲击。
7.根据权利要求1或2所述的发电机，其特征在于：所述针刺爆炸元件(15)是针刺火帽或输入端有爆轰输出的雷管。
8.一种采用如权利要求3所述的发电机发电的方法，当所述磁芯本体(4)的下部为击针尖时，其特征在于，弹丸发射时形成所述发电机工作所需的后坐环境，首先所述磁芯在后坐力作用下克服磁体(6)产生的吸力，剪切保险片(2)后向下运动切割电枢线圈中的磁力线而产生电能，然后随着磁芯的下移，其底部击针尖刺发针刺爆炸元件(15)，针刺爆炸元件(15)发火后产生的气体压力作用于磁芯，推动其向上运动，切割线圈中的磁力线从而再次产生电能。
9.一种采用如权利要求3所述的发电机发电的方法，当所述磁芯本体(4)的下部为针刺爆炸元件(15)时，其特征在于，弹丸发射时形成所述发电机工作所需的后坐环境，首先所述磁芯在后坐力作用下克服磁体(6)产生的吸力，剪切保险片(2)后向下运动切割电枢线圈中的磁力线而产生电能，然后随着磁芯的下移，其底部针刺爆炸元件(15)被击针尖刺发，针刺爆炸元件(15)发火后产生的气体压力作用于磁芯，推动其向上运动，切割线圈中的磁力线从而再次产生电能。
一种后坐-爆炸驱动的双行程直线运动发电机及其发电方法
技术领域
[0001] 本发明属于引信直线发电机技术，具体涉及一种引信后坐-爆炸驱动的双行程直线运动发电机及其发电方法。
背景技术
[0002] 直线运动发电机是利用磁芯与电枢发生直线相对运动来发电的装置，驱动方式有惯性力和弹簧力等，典型产品为磁后坐发电机和弹簧驱动直线发电机。引信用磁后坐发电机驱动铁心运动的原动力是弹丸发射时的后坐力。一般的引信直线运动发电机只能利用后坐力驱动电枢运动一次，输出一个电脉冲，该电脉冲可以作为机电引信的电源，储存在电容器上，供CMOS微功耗电子电路或起爆电爆炸元件使用，甚至作为传感器使用。
[0003] 目前国内已有后坐驱动的单行程直线运动发电机，也有爆炸驱动的单行程直线运动发电机，此类直线运动发电机产生的电压取决于所用的磁性材料、线圈匝数、气隙尺寸和驱动力的大小。然而对体积有限的引信，例如目前国内的年使用量可达60万发的37mm人工降雨弹引信，体积受限故而要求电源体积小、输出电压高，特别是要求多路输出时，就难以满足电路所需能量的要求。
[0004] 国内研究人员对直线运动发电机作了相关的研究，但这些研究均未能很好地解决体积受限所带来的电能不足问题。如中国发明专利201180057614.8所述电磁发电机能够与外部的振动环境配合而宽范围地调整永磁体移动方向的固有振动频率，但是无法应用于无振动环境的场合；中国发明专利201610455202.4所述小振幅直线永磁发电机采用长方体和线圈两端外置的设计、窄磁钢片设计使得所述直线永磁发电机、外置的线圈充分自然地散热、减去了传统直线电机外壳的重量、提高了直线自发电电机的自散热效果、减小了用在电动车上的自身耗能，在小振幅的状态下也能稳定地发电，但体积仍难以满足引信的使用要求。中国实用新型专利201720143582.8所述便携式永磁发电机组便于利用推杆和行走轮推动行走，通过底板支撑，更加稳定，不易滑动。并且在具有减震单元的方案中，减震效果好，但仍然不能解决体积所限带来的电能不足问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种引信后坐-爆炸驱动的双行程直线运动发电机及其发电方法，以解决空间受限而带来的供电能力不足的问题，特别适合于高炮防雹增雨弹此类体积受限而发射时后坐力较大的引信。
[0006] 实现本发明目的的技术解决方案：一种引信后坐－爆炸驱动双行程直线运动发电机，包括本体、单行程直线电机、针刺爆炸元件、压螺、保险片、中心环和螺堵，所述单行程直线电机包括磁芯和电枢，所述本体中心放置所述单行程直线电机，磁芯位于电机中轴线上，所述磁芯包括磁芯本体，所述磁芯本体下部带有击针尖，所述磁芯本体由环形保险片支撑，击针尖通过保险片中心孔露出，所述针刺爆炸元件位于击针尖下方，由螺堵支撑固定在本体底部，保险片与电枢下端面之间设置有中心环以固定保险片，磁芯上部外侧与电枢上端面设置有压螺将单行程直线电机固定在本体内。
[0007] 进一步地，所述磁芯本体下部的击针尖与针刺爆炸元件的位置互换，即所述针刺爆炸元件设置在所述磁芯本体下部，所述击针尖设置在螺堵上且针尖指向针刺爆炸元件。
[0008] 进一步地，所述磁芯由带击针尖的磁芯本体、磁芯本体内位于两端的磁极片、同极性对应的两个永磁体和两个永两磁体之间的中心块组成，所述电枢包括端盖、输出线、绝缘带、漆包线绕组、线圈骨架和线圈外壳。
[0009] 进一步地，所述磁芯本体、本体和螺堵的材料为中碳钢或合金钢。
[0010] 进一步地，所述中碳钢为50钢，所述合金钢为35CrMnSiA。
[0011] 进一步地，当所述磁芯本体的下部为击针尖时，所述击针尖与磁芯本体内的磁极片之间具有一定的轴向厚度以隔离爆炸产生的冲击；当所述磁芯本体的下部为针刺爆炸元件时，所述针刺爆炸元件与磁芯本体内的磁极片之间具有一定的轴向厚度以隔离爆炸产生的冲击。
[0012] 进一步地，所述针刺爆炸元件是针刺火帽或输入端有爆轰输出的雷管。
[0013] 一种采用如上述的发电机发电的方法，当所述磁芯本体的下部为击针尖时，弹丸发射时形成所述发电机工作所需的后坐环境，首先所述磁芯在后坐力作用下克服磁体产生的吸力，剪切保险片后向下运动切割电枢线圈中的磁力线而产生电能，然后随着磁芯的下移，其底部击针尖刺发针刺爆炸元件，针刺爆炸元件发火后产生的气体压力作用于磁芯，推动其向上运动，切割线圈中的磁力线从而再次产生电能。
[0014] 一种采用如上述的发电机发电的方法，当所述磁芯本体的下部为针刺爆炸元件时，其特征在于，弹丸发射时形成所述发电机工作所需的后坐环境，首先所述磁芯在后坐力作用下克服磁体产生的吸力，剪切保险片后向下运动切割电枢线圈中的磁力线而产生电能，然后随着磁芯的下移，其底部针刺爆炸元件被击针尖刺发，针刺爆炸元件发火后产生的气体压力作用于磁芯，推动其向上运动，切割线圈中的磁力线从而再次产生电能。
[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0016] (1)本发明无需通过增加磁芯运动行程或加大电枢直径以增加直线运动电机产生的电能，占用尺寸小；(2)在与使用单行程直线运动电机基本相同的空间内，可比单行程直线运动电机发电能力提高约1倍。
附图说明
[0017] 图1为本发明引信后坐-爆炸驱动的双行程直线运动发电机的结构示意图。
[0018] 图2为保险片处的剖面图。
[0019] 图中1是本体、2是保险片、3是中心环、4-7是磁芯(包括磁芯本体4、磁极片5，磁体6和中心块7)、8是压螺、9-14是电枢(包括端盖9、输出线10、绝缘带11、漆包线绕组12、线圈骨架13和线圈外壳14)、15是针刺爆炸元件、16是螺堵。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
[0021] 结合图1，本发明所述的一种引信后坐-爆炸驱动的双行程直线运动发电机，包括本体1、单行程直线电机(含电枢9-14和带击针的磁芯4-7)、针刺爆炸元件15、压螺8、保险片2、中心环3和螺堵16；本体1中心放置单行程直线运动电机，单行程直线运动电机由电枢和磁芯组成。电枢由电枢外壳及其内的线圈部件构成。线圈部件内的线圈为漆包线，绕制在线圈骨架上，线圈最外侧包裹有绝缘带，将线圈与外壳隔离。磁芯位于中轴线上，下部带有击针，由带击针尖的磁芯本体4、本体4内位于两端的磁极片5、同极性对应的两个永磁体6和两个永两磁体之间的中心块7组成。磁芯本体4底部设有击针尖，击针部分通过保险片2中心露出，平时由支撑它的环形保险片2保证磁芯在勤务处理过程中意外跌落后不会向下运动产生电能。针刺爆炸元件15位于击针下方，由螺堵16支撑，固定在本体1底部。保险片2与线圈下端面之间设置有中心环3以固定保险片2。磁芯上部外侧与线圈上端面上设置有压螺8。
[0022] 本发明后坐-爆炸驱动的双行程直线发电机的工作过程为：弹丸发射时形成本发电机工作所需的后坐环境，磁芯在后坐力作用下克服磁体6产生的吸力，剪切保险片2后向下运动切割线圈中的磁力线而产生电能。随着磁芯的下移，其底部击针刺发针刺爆炸元件15(针刺火帽或针刺雷管)，针刺爆炸元件15发火后产生的气体压力作用于磁芯，推动其向上运动，切割线圈中的磁力线从而再次产生电能。
[0023] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
