四级连发下供蛋可关断电磁枪
托卡马克 2019-7-24原创 电磁炮

本人入坑五年,积累了不少经验,轨道电热感应都玩过,也有很多作品,但都没有公开发表出来。我入坑时炮吧被封,如今主群也凉了,看着论坛也失去往日的活力。但是电磁炮陪伴我度过了整个中学时代,我也一直没有放弃这个爱好。相比于各位大佬,我虽然不是萌新,但我不也太擅长理论上的计算,很多参数都是凭借经验和yy去摸索,我还有很多需要学习。由于是第一次发帖可能不太规范,欢迎大家批评。

我是受WangGC的作品https://www.kechuang.org/t/83079 的启发,看到了一种较低成本提升效率的的方法,于是在其电路上拓展完善



。在此感谢@WangGC  对控制电路的分享。

先上一段连发视频



1.开关采用的是单个IGBT AUPS4067D1,  二极管加5w0.5欧电阻续流

2.四级线圈采用0.74漆包线绕制,不锈钢管8.1*8.5,发射7g电枢22*7.95mm尖头蛋

3.12v供电,zvs升压,ad采集反馈电压给单片机,单极电容330v800uf

4.光电检测用的是成品,遮挡输出高电平,输入给tc4420芯片驱动,无输入时下拉零压关断。

5.机械结构采用弹夹式弹簧下供,由舵机推至遮挡光电门处。外壳采用3d打印。

TIM图片20190724110206.png


arduino nano做的控制板

default(4).jpeg

3d打印的弹夹,之前本来打算用推拉式电磁铁,结果弹簧弹力太大,摩擦力导致发射第四个弹丸之后就卡死了,扩容后能储存18发


default(7).jpeg

default(2).jpeg

关断效果的简单测试


组装后测试


机械结构上经过好多次该进,本来是想用https://www.kechuang.org/t/77988?page=0&highlight=798219#798219中的卧式弹夹,可惜本人技术水平有限,多次尝试无法做出稳定理想的效果,后采用电磁铁+下供蛋,由于弹夹和弹丸的摩擦力也没有成功。最终采用舵机供弹,由于是高压,对连射速度要求不是很高,三秒一发暂时满足需求。

下面视频可以清楚看出机械结构,舵机用的小型金属舵机MG90s


最终效果,200v电压测试效率12%300v标准效率8%,连续发射三十次进行测试,初速出口速度46m/s~58m/s左右,由于ZVS靠继电器控制,速度范围波动较大.。将会在下一版改良。





+2  科创币    马小甲   2019-07-24   外形感人
+1  科创币    rb-sama   2019-07-25   很不错的结构设计!磁阻可关断效率还是不错的
+1  科创币    qharryq   2019-11-03   可以可以 感觉倍儿6
来自 电磁炮
 
16
2019-7-24 22:30:02
1楼

支持新作品的研发,外形设计赞,看来这类外型设计已经成为大家公认的标准(笑。不过目前看来磁阻不应再局限于简单的控制电路,应向参数优化、模型改进上努力。而在本人看来,磁阻这个方面也并无什么可创新的领域了,可以尝试进军最近开始初见优势的感应、重接炮的实验。至于我那个工程还将缓慢继续下去,说来惭愧啊...

[修改于 5 个月前 - 2019-07-24 22:32:19]

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2019-07-25 07:25:35
2楼

你这个太厉害了,我做的则很简陋,单级不能连发...

昨天晚上由于升压模块不稳的问题..电容被击穿了..

1564010724982.jpg


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3楼

支持楼主,非常好的结构设计!

磁阻可关断,感觉难点在于TC4420和IGBT连接的走线上,串模电压可能会导致关断失效。

处理好了之后,即使不回收那一部分能量,防止反拉也能让初速度达到较理想的状态,

另外好奇问下,

枪体上那个OLED显示屏,准备用来显示什么内容?

我最近在设计一个感应手枪,也设计了一个条形OLED显示屏,但是没想好怎么显示。


[修改于 5 个月前 - 2019-07-25 10:46:42]

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托卡马克(作者)
4楼
引用 rb-sama 发表于 3 楼的内容:
支持楼主,非常好的结构设计!磁阻可关断,感觉难点在于TC4420和IGBT连接的走线上,串模电压可能.....

oled本来是想在枪口再装个光电返回一下速度值,现在只能显示电容和电源电压。

youtube  上外国人显示内容也是电压之类的,不过他的ui比我好看很多,可以参考一下

Screenshot_2019-07-25-11-35-18-564_net.upx.proxy..png


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2019-08-13 01:54:56
2019-8-13 01:54:56
5楼

(我竟然没来回个贴

这个效果可以说是挺优雅了。楼主是为啥选了“mos+二极管+电阻”,而不是带能量回收的“半桥”呢?是因为高端驱动比较麻烦吗?

如果能把能量回收加上,效率可能还能再提高一半

话说,楼主下一版还打算用8mm口径的话,也许可以试试用微波多普勒模块测弹丸位置,就不用再装那么多光电了。以楼主的水平应该还是挺容易做到的。

另外关于一楼 @WangGC 说的“磁阻这个方面也并无什么可创新的领域了”,个人感觉从实际性能和理论极限性能看,磁阻炮可以说是都没开始……理论极限大概是,即使用现有的元件做,比如1kj/kg的电容和70tps这样的可控硅,也是可以在3-5kg重量,60-100cm总长的情况下,做到比如200m/s的出速和30%的效率的——就是在效率和出速上同时达到世界第一是可行的……现有的磁阻炮性能,大概还有两到三个数量级可以发展呢

[修改于 4 个月前 - 2019-08-13 03:30:53]

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2019-08-16 11:22:36
2019-8-16 11:22:36
6楼
引用 三水合番 发表于 5 楼的内容:
(我竟然没来回个贴这个效果可以说是挺优雅了。楼主是为啥选了“mos+二极管+电阻”,而不是带能量回收.....

你好!我也想做一个口径为8.1mm 模块化的磁阻炮,一直找不到可以代替红外对管的东西,今天看了你的评论,去搜了微波多普勒模块,但发现模块都很大啊!没办法检测,而我又看见了一款tof激光测距模块发现体积够小,但看它的资料手册发现,单次测量时间最少为22ms,这样的话我们设当前速度为50m/s的话,它测量一次的时间铁芯就会跑了1.1m,所以不行,可不可以推荐一款微波多普勒模块!谢谢!

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7楼
引用 梦萦彼岸花 发表于 6 楼的内容:
你好!我也想做一个口径为8.1mm 模块化的磁阻炮,一直找不到可以代替红外对管的东西,今天看了你的评.....

Screenshot_20190816_133842.jpg

你找的是这种吗?这种不需要塞到炮管里。只需要把天线大概对着炮管,就能在弹丸运动的时候输出几十mv级别的信号。

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8楼
引用 三水合番 发表于 7 楼的内容:
你找的是这种吗?这种不需要塞到炮管里。只需要把天线大概对着炮管,就能在弹丸运动的时候输出几十mv级别.....

本人学渣一枚!我去淘宝看了这个模块,它好像测距最近的距离是20CM而精度却是±20CM!这确定可以用吗?我小白

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9楼

用这种模块精确测定高度运动的弹丸瞬时位置大概需要一些比较高级的算法。。

而且这玩意的本振频率其实会跟着近距离内的反射物位置漂23333

[修改于 4 个月前 - 2019-08-16 22:49:43]

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10楼
引用 radio 发表于 9 楼的内容:
用这种模块精确测定高度运动的弹丸瞬时位置大概需要一些比较高级的算法。。而且这玩意的本振频率其实会跟着.....

这样子啊!谢谢你了!我还是用光纤吧!

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11楼

找了好几天了!也没找到好的方案!原来不想打孔,原计划是线圈一个挨一个放,每次通电俩,12,23,34,45,这样控制!低压的,现在还在构思中,准备买件!

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2019-08-18 13:26:00
2019-8-18 13:26:00
12楼

日本人做的连发电磁,效率10%,高端玩家

3个线圈的导通 时间*电流 精确可控的,电流是闭环的

449c7ae8-s.png


[修改于 4 个月前 - 2019-08-18 13:35:26]

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2019-09-03 12:10:06
2019-9-3 12:10:06
托卡马克(作者)
13楼

我也是第一次尝试可关断的方案,所以先选的这种简单的结构。下一步准备打板做个半桥的试试。

模块的话可以考虑,有时间我先实验下精度是否满足。

另外试了下传统结构20mm口径的硅钢棒可以轻松达到20%的效率,被用在我们学校足球机器人的电磁弹射上了。

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托卡马克(作者)
14楼
引用 三水合番 发表于 5 楼的内容:
(我竟然没来回个贴这个效果可以说是挺优雅了。楼主是为啥选了“mos+二极管+电阻”,而不是带能量回收.....


我也是第一次尝试可关断的方案,所以先选的这种简单的结构。下一步准备打板做个半桥的试试。

模块的话可以考虑,有时间我先实验下精度是否满足。

另外试了下传统结构20mm口径的硅钢棒可以轻松达到20%的效率,被用在我们学校足球机器人的电磁弹射上了。


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2019-09-04 23:28:23
2019-9-4 23:28:23
15楼

与其控制导通时间,不如控制线圈形状和功率,让效率和性能达到最优。

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2019-09-06 14:56:42
2019-9-6 14:56:42
托卡马克(作者)
16楼
引用 refinder 发表于 15 楼的内容:
与其控制导通时间,不如控制线圈形状和功率,让效率和性能达到最优。

我是在线圈和电容的已经匹配过的基础上进行的关断控制。另外做传统结构优化的人大有人在,和目前已有的结果来看并不能提现你所说的“不如”这个观点。

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2019-10-22 11:53:00
2019-10-22 11:53:00
托卡马克(作者)
17楼

推出了第二版

由于电路上没有特别大的改动,就不新开帖子了

假期学了两周ad,画了主控板,重做了外壳,优化线圈参数后改用了单级330v700uf的电容。

IMG_20190906_145915.jpg

IMG_20190929_003014.jpg

IMG_20191009_223903.jpg

IMG_20191016_125740.jpg

IMG_20191016_164821.jpg

在中近距离还是比较精准的

剩下的问题就是钢柱的翻滚,有时间了会试试加上尾翼

初速还算稳定,动能在10j左右

IMG_20191019_223519.jpg


看了论坛各位大神作品,感觉我这个arduino zvs加电阻二极管续流的方案有些low了,不过也算是我完成度很高的作品了,发在这里献丑了

[修改于 2 个月前 - 2019-10-22 12:00:44]

+1  科创币    虎哥   2019-10-22   姿瓷,出速有点慢
+1  科创币    Mr_   2019-10-30   主群活了,然后希望楼主继续研发新木仓
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2019-10-31 11:37:06
2019-10-31 11:37:06
托卡马克(作者)
18楼

经过不断改进,现在的效果是这样:8.44g8*22钢销 电容组标称2900uf

250v状态下,输入83j 速度44m/s 动能8.17j效率9.8%

320v状态下输入128j速度52.5m/s动能11.6j效率9%

250v连发效果如下


[修改于 1 个月前 - 2019-10-31 11:40:14]

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19楼
引用 托卡马克 发表于 18 楼的内容:
经过不断改进,现在的效果是这样:8.44g8*22钢销 电容组标称2900uf250v状态下,输入8.....

楼主需要弹道凝胶不,找到一个很好的弹道凝胶制备比例

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