电气电工电炮技术
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连载:3D打印8级磁阻加速器
清雨 2018-10-31 15:39:45

刚入坑,从理论开始学习,尝试打印一支8级的加速器。

solidworks画图,慢慢打印。

 

 

 

2018-10-31 16:03:36
清雨(作者)
1楼

关于触发电路,前段时间研究了一下放电管触发,实验了一个可用的电路,效果还不错,电路图在下面。

充电电压400-430V。

从图上可以看出,用了一只470V的放电管作为主回路的开关,触发绕组用漆包线在线圈上绕10匝,用一只小功率的可控硅开关产生触发电压。

设置350V放电管的目的是为了关断可控硅,否则可控硅一旦导通,100K的充电电阻完全可以维持导通,无法自动关断。设置350V放电管,当放电管两端的电压减小到几十V时放电管熄灭,流过可控硅的电流不足以维持导通就自行关断了。

上面这个电路实际工作还是比较可靠的,放电时还自带闪光和声音特效,实验过程放电有上百次没感觉放电管有明显的衰减。

后来改用传统的可控硅直接放电,没有用这个电路,是嫌它元件有点多,主要是手头的小可控硅没几只了懒得再买。

现在的单级电路就是传统电路。

 

 

清雨(作者)
2楼

单级PCB之间用4mm铜柱连接,4根铜柱还充当连接线,两根负极一根高压一根12V。用铜柱连接还有一个好处是结构比较坚固,PCB中间的加速管孔位有保证,能把加速管扶正。

忘了说了,弹丸用6mm钢珠,换弹匣的话也可以使用6mmX25mm的钢柱。

 

清雨(作者)
3楼

为了减小整体长度,把电池放在了弹夹里面,插入弹夹后,两个4mm香蕉插头插入到弹夹上取电。

上弹用了一个电磁铁,扳机按下时电磁铁把一枚弹丸撞入第一级,光电开关触发开启连锁反应加速。

 


清雨(作者)
4楼

机械设计基本完成了,配件准备的差不多,即将开始漫长的打印过程,保守估计,这一堆外壳至少需要打印一周的时间吧,不着急慢慢来。

清雨(作者)
5楼

说说线圈和线圈架,线圈架底径10mm,长度28mm,用0.8的线绕6层,大约160匝。

此前实验的时候用PLA打印了线圈架,结果实验过程中连续放电以后,它居然软掉变形了!

没办法找朋友用聚四氟材料车了10只,怎么样还不知道试过以后再说吧!

线圈架设计了安装孔位方便固定在PCB上。

 

6楼

关注中

7楼

能介绍下弹夹的设计吗?

清雨(作者)
8楼

弹夹内部分了两部分,一边是8mm的直管,6mm钢珠装在里面,用一根弹簧顶着。装弹的时候把弹夹倒过来,钢珠放进去以后压上弹簧,但是长弹簧直接往里面压很难操作,所以弹簧实际是固定在一根外径8mm内径6mm的亚克力管里的,管口锉出倒角,直接按进去就行了。描述起来不好理解,过两天弹夹打印出来组装好我再上图。

另一边安装一块3S锂电池,这个没啥可说的。


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清雨(作者)
9楼

晒晒准备的配件。

这款升压模块不错,设计紧凑。

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绕好的线圈

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还没焊好的PCB

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 光电开关和电磁铁(话说这个电磁铁买的太大啦,工作电流12V要8A,所以又为它配了一块延时断电控制板,按下扳机后,电磁铁通电0.5秒吸合一下立刻释放)

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10楼

额,放电管还是算了吧,寿命太短了,450v220u拿40tps08都可以的

11楼

钢珠的话只装一管有点太少了,不过把弹簧装在管子里以便直接插入的设计是不错的。可以参考电动玩具的弹仓结构,资料恐怕要在国外去找。

清雨(作者)
12楼

@虎哥,差不多能装20多发,单发五六秒能打一发就不错了,差不多吧,本来就是玩嘛!

13楼
引用:清雨 发表于9 楼的内容:
晒晒准备的配件。这款升压模块不错,设计紧凑。 绕好的线圈还没焊好的PCB &nb.....

那个升压模块发热有点猛……实测带64%负载的时候,输入端的电感可以在35秒的时间里从18℃升到80℃……

用3D打印件的话,得离它远点

清雨(作者)
14楼

@三水合番  真的吗真的吗!实验的时候没带重载真没注意温升,你这一说很有必要外壳上加散热栅隔。

清雨(作者)
15楼

@虎哥 曾经想过用水弹枪的电动上弹装置,那个直接一把弹丸倒进去就能一个一个往外弹。缺点是会有存蛋,不能完全打出来。考虑到这一版不做连发,对上弹速度和容量没要求所以暂时没用这个方案。可能下一版连发的话会考虑用。

17楼

小伙纸,你这个线圈散不了热,外壳给包的死死的,到时候你内部升温影响很大的

18楼

功率器件的散热是个问题。建议1、给外壳开一些散热孔,必要时加装风扇。或者参考某帖,尝试下相变储能材料。2、用ABS而不是PLA制作外壳。必要时可以试试铝型材。


19楼

支持支持,想起我之前用3D打印做过的某物模型。

这种触发结构和我的一摸一样,我谈一下经验,需要注意的是扳机靠微动开关触发。

是会存在一段距离的回差,由于杠杆的作用,微动开关的有效弹性距离是有限的,需要精确调试,而且很容易疲劳。

建议用二级扳机结构,或者和我一样用一根小的拉簧扣在扳机上,辅助复位。

再就是打印精度的问题,LZ的结构件可能需要切片软件支撑做的非常好,否则与热床接触面会粘连。

普通FDM的可能比较难以胜任,我后面是用打磨的方式加工装配的,很笨,最好能用一根光轴链接全身机匣。

这样会增加强度,并且便于装配。最后送上原来画的微动开关模型,仅供参考,欧姆龙的。

零件9.SLDPRT9次下载

 

 

2018-11-5 20:32:14
清雨(作者)
20楼
引用:wbh23333 发表于17 楼的内容:
小伙纸,你这个线圈散不了热,外壳给包的死死的,到时候你内部升温影响很大的

嗯嗯,散热问题肯定存在,现在只能先实现功能再做改进吧!

清雨(作者)
21楼

@rb-sama感谢感谢!

我用的微动开关比一般的大两号,型号好像是东南电子的kw3,体积电流和回弹力都比较大,装上感觉还凑合吧。

清雨(作者)
22楼

最新进度,打印基本完成了,开始组装喽!

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清雨(作者)
23楼

请大家忽略能逼死强迫症的颜色问题,打印材料库存不足,只能有啥用啥啦!

清雨(作者)
24楼

再补两张照片

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清雨(作者)
25楼

弹匣制作遇到大问题了……

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钢珠从这个孔里装进去,然后用带弹簧的管穿上,这个操作跟设想的一样,没毛病。问题是,由于打印精度限制,顶部6mm的孔按照7mm打印的,钢珠互相顶着的时候是偏的,当第一枚钢珠被捅出去以后,剩下的无法保持在稳定状态,会在弹簧的推动下突突突的全从孔里跑出去。

 

清雨(作者)
26楼

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27楼

供弹口有一带有孔的圆柱,旋转圆柱,吃进一颗钢珠,继续旋转90度到击发位置,圆柱同时堵住供弹口。“击发”时,一根无磁(比如黄铜)撞针向前推动钢珠到初始位置。当撞针缩回后,再次旋转圆柱,吃进第二颗钢珠,周而复始。

或者,一个带有孔的管,后部有一小磁铁。该管往复运动,吃进钢珠,向前与枪管内部台阶平滑连接,同时使钢珠正好位于初始位置。

总之解决方案有点多。

线圈绕骨架上距离子弹太远了,尽量直接绕在枪管上把。

28楼

楼主不会就用这么简陋的机瞄吧?

我觉得配置光学瞄准镜加激光指示器应该不错,远近结合,而且还很酷

29楼
引用:冥火 发表于28 楼的内容:
楼主不会就用这么简陋的机瞄吧?我觉得配置光学瞄准镜加激光指示器应该不错,远近结合,而

这种电磁枪的精度有1度都不错了,应该先研究提高其精度的办法,而不是搞一堆花哨而无用的东西装逼。

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