测速系统绕线自动化、安装方法改进及测速新方法实现

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　　【摘  要】本文针对传统复杂、工作量相对较大的子弹测速过程中的相对复杂的人工绕线方法，通过inventor、Auto cad等软件，设计一台绕线的装置，实现绕线过程的自动化。实现测系统绕线、装板的自动化与智能化。
　　一、研究背景与现状
　　弹丸测速不仅可以作为鉴定发射型产品性能的一项重要的检测手段，还可以用来对产品进行出厂检测。本项目的主要任务是确定各种粒子状弹丸所发射的出口速度，从而估算出产品的射速性价比，为产品进行分类管理及选择提供依据，因而弹丸测速实验是进行武器设计时一项必不可少得环节。
　　目前国内外弹丸测速实验多，弹丸测速系统纷繁复杂，
　　大多提倡通过新兴技术来改变测速方法，但目前国内通常采用的通过两块测速板，根据两块测速板之间电流变化的时间差来计算弹丸速度的古老方法，由于其操作简单，测量误差小等优点在军工领域比较受欢迎。但是测速板的绕制工作也消耗了不少人力和时间
　　二、研究的目的和意义
　　针对传统复杂、工作量相对较大的弹丸测速过程中的相对复杂的人工绕线方法，通过inventor、Auto cad等软件，设计一台绕线的装置，实现绕线过程自动化。目前国内外对这种绕线机的设计还处于空白阶段，设计的这台绕线机，对改进弹丸测速研究进程、降低实验周期和实验成本都具有重大意义。
　　三、方案设计与实施计划
　　1.半自动板材绕线机：针对目前国内采用的两板电流变化测速法的弹丸测速系统所面临的“测速所用板材大多由人工缠绕制成，存在由于人工绕线而造成的效率低下、产品参差不齐等众多缺陷”问题，参考缝纫机自动上线原理设计一台半自动的绕线机，通过机械传动和无线遥控实现绕线过程的自动化。绕线机构主要组成部分有电动机、线接头旋转齿轮、板材平移传输齿轮、夹具和固定架等。绕线工作开始前，将漆包线接于线接头齿轮，参考缝纫机自动上线原理将线筒固定于一侧可自由旋转的固定台上，并于线筒固定台上安装可变弹簧以保证绕线的松紧程度。手动将待绕板材固定于前后的固定夹具上，并将绕接线线头留出一定长度（用于测速接线），考虑到固定板材的穩定性，启动电机时通过设计单片机实现对齿轮转速的控制。主动齿轮带动线接头旋转齿轮使线头做匀速圆周运动。同时，主动齿轮带动另一个副齿轮进行轴传动，通过锥齿轮和齿条传动使固定板材的工作台以一定速度水平运动。通过合理设计齿轮转速比即可实现板材的均匀准确绕线，通过单片机设计进行电机控制和红外遥控功能。
　　通过这种半自动绕线机，可以快速完成纸板——金属丝的制作，节省了大量的人力，在很大程度上提高了实验的进度。
　　2.常接断导线接头接线装置：在安装绕有漆包线的纸质板材时，考虑线头接触稳定性对实验数据的影响，需用传统的接线方式对线头进行连接，并用胶带包裹。考虑传统接线过程比较繁琐，且线路接通和断开频率较高，因此设计一个圆筒形接头控制器简化接线过程。具体原理为圆筒形接头两侧留出圆锥形小孔（考虑接线的速度、效率和准确性）圆筒形接头器中填装有软性导电材料，使用时只需将两根线头分别插入两侧小孔即可接通电源。适用于接通和断路频率比较高的场合。
　　四、创新点和结论
　　1.本设计在原有弹丸测速系统的基础上，对其中人工绕线方式和常接断导线头进行改进，通过半自动板材绕线机和常接断导线接头，实现了绕线的半自动化和接线过程的简单化。改变了原来手动绕线和贴纸的全过程，解决了人工绕线所造成的效率低下、产品参差不齐等众多缺陷。半自动板材绕线机还可改进进入民用领域，在常规绕线中发挥巨大作用。
　　2.设计简易的带导电液体或导电软性固体圆孔装线装置，实现插入线头的同时导线接通，简化接线过程。在电路接断频率高的工作场合应用前景广阔。
　　3.测速板固定采用红外感应装置，通过红外自动感应或者远程遥控，控制支架打开或者闭合，免去手动拆装固定钳过程。
　　五、成果的应用前景
　　该绕线自动化技术可以应用于子弹测速仪中线圈板的制作，传统的手工绕线重复次数过多，对人的耐力有很大挑战，该技术可以代替人工劳动，在目前毫无技术突破的测速板材绕线领域中可谓首例。未来在没有很大的技术突破的情况下将会在很长一段时间使用测速板进行测速，因而此与相适用的板材绕线机也将会在子弹测速领域中发挥很大的作用。
　　除此之外，该绕线机还可经过简单改装之后应用于民用领域。众所周知，线圈技术在电磁感应领域应用广泛。在初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）等变压器核心部件的元器件制作过程中，绕线技术必不可少。
　　当前交流电技术是国际上采取的主流发电以及输电技术。在输电过程中，为了尽量减少电能的损耗，输电线路一般采用高压输电法，即在保证一定的供电电功率的前提下，通过提高电压的方式来减小电流，从而使焦耳热损耗减少。但是过于高的电压不仅在发电环节上会有一定问题，在电力的应用上也会有过于危险的问题，因此，变压器的存在显得尤为重要。并且由于交变电流的特殊性，交变电流可以采用变压器来进行升压与降压处理。而变压器的核心部件就是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。在电器领域，电器产品大多需要由漆包铜线（简称漆包线）绕制成的电感线圈。在这些元器件的制作过程中，绕线技术必不可少。若是采用人力进行绕线，不仅效率低下，并且还会带来成本升高等一系列问题。所以绕线技术在这些领域的应用决定了电气工程未来的发展与走向。
　　因此这台半自动板材绕线机在军用领域和民用领域都极具应用前景。
　　参考文献：
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