关于连发电磁炮的供弹机构，在业余爱好者圈子里，目前主要的做法分类两大类：

1. 电磁铁。包括推拉电磁铁，以及电磁直供。

2. 正反转的旋转电机，加“旋转-直线”转换机构。比如电机+丝杆，齿轮齿条，舵机。

这两大类做法，除了电磁直供以外，想要做高射速，比如1000rpm以上，都比较困难。其共性的问题在于：“无功功率”过大。“无功功率”指用来加速（或减速）供弹机构本身的功率，相对的，“有功功率”则指用来加速弹丸的功率。在常见的供弹机上，无功功率往往要比有功功率大很多。

这是因为，在供弹机构上，有许多零件需要高速运动，比如推拉电磁铁中的撞针，电机里的转子。想要做到高速供弹，需要在短时间内把这些零件加速到高速，把弹丸推出去，再在短时间内刹停，并反向加速，使结构回归到初始位置，并刹停，为下一发弹丸做准备。这里，每次加速和刹停，都需要由电机（或电磁铁）提供功率。随着供弹速度的提高，这个功率会很快超出电机的能力。

使用更大尺寸的，功率更大的电机，对这个问题并没有帮助。因为电机大了，转子也大，转动惯量也就大，反而需要更大的功率来加速和减速，搞不好还比小电机还慢。相对的，用更轻更小的电机，虽然加速减速可能更快，但电机功率也小，会推不动弹丸。这对于推拉电磁铁来说也一样。

因此，想要进一步提高供弹速度，必须想办法避免“无功功率”，避免用“电”来做频繁的加减速。

从这个角度看，推拉电磁铁应该是没救了，毕竟它是直线运动机构，原理上就必须频繁加减速。对于旋转电机，则可以让它始终沿一个方向旋转，再配合其他机械结构，把连续的旋转运动，转换为往复直线运动。

有很多机械结构可以做到这一点，其中最常见的结构是“曲柄连杆”，示意图如下：

我做了一个简单的例子，如下：

视频里的曲柄的半径是1cm，滑块总行程是2cm，速度我没测。

视频里的滑块是MGN7C，配合线轨，运动起来非常丝滑，阻力极小，游隙也非常小。性能可能有些过于好了，用在这里感觉有点浪费。价格也比较高，这一套线轨大概要20块钱。而且有点重，具体重量我没量，手册上写的是10g。

电机是淘宝成品的N20减速电机。不贵，我当年（21年）买的时候是9块钱一个。标称性能是，带0.3kgf*cm的负载时，额定转速800rpm，堵转力矩2.4kgf*cm。同系列的产品标称性能具体如下：

选电机的时候，注意一定要选“强磁电机”。视频里的N20电机就是强磁电机。强磁电机的功率密度要比普通电机高很多倍，对于电磁炮这种场合，功率密度高是很重要的。

曲柄连杆机构的主要优点有：

1. 可以提供很大的供弹力。一方面是因为，电机本身的堵转力矩就很大，比如上面视频里的电机，额定电压下的堵转力矩有2.4kgf*cm。用1cm的曲柄，能提供最小约2.4kgf的供弹力。注意这个2.4kgf是“最小”力，因为曲柄连杆机构有天然的“减速”效果：在供弹刚开始时，撞针退回到最里侧时，曲柄的圆周运动的运动方向几乎和线轨的方向垂直，此时会产生一个近乎无穷大的减速比，能提供极大的供弹力，可以显著大于2.4kgf。这种“刚开始的时候供弹力最大”的特点，对于克服弹丸的静摩擦力非常有帮助，可以避免弹丸卡住。作为对比，推拉电磁铁和电磁直供，都是“刚开始的时候供弹力最小”，对付静摩擦力，就会比较恼火。

2. 可以避免前面提到的“无功功率”的问题。因为电机始终是朝一个方向转的，不需要在加减速上浪费功率。虽然滑块和撞针还会频繁加减速，但此时电机转子起到了飞轮储能的作用：当滑块减速时，其能量会通过曲柄连杆，转移到电机转子上（电机转速加快）。之后在加速时，这个能量会重新释放到滑块上（电机转速减慢） 。

3. 供弹速度可以非常高。从结构上看，电机每转一圈，就会供一次弹。电机有多少rpm，它的供弹速度也就是多少rpm。而电机的转速可以轻松达到几万rpm。甚至说，这种小电机想要输出几千rpm的转速，反而还需要配一个减速器。

4. 另外，电机可以大幅度超压使用。供弹机这种应用，既不需要长时间连续工作，又对寿命没什么要求。毕竟电机有多少rpm，供弹速度就是多少rpm。连发时，一个弹匣几秒钟就清空了，电机的散热可以靠“热容”挺住。全寿命周期内，就算要打一万发弹丸，也就是总计几分钟的工作时间，不用担心电刷之类的零件损坏。完全可以随便提高电压电流，只要不消磁，就万事大吉。这样供弹力和速度还能进一步提高。

对于曲柄连杆机构，限制供弹速度的，不再是推弹丸的速度，而是弹匣里的弹丸移动到位的速度。视频里的机构没有给弹匣留多少时间，高速时可能会因为弹匣的速度不够而卡住。要解决这个问题，可以对“撞针”的结构进行修改，在它上面加个钩子，用这个钩子来推弹丸，这样留给弹匣的时间就非常充裕了。示意图如下：

除了曲柄连杆以外，常见的往复运动机构，还有苏格兰轭和凸轮，示意图如下：

苏格兰轭

凸轮

这些结构总体上和曲柄连杆类似，前面提到的曲柄连杆的优点，基本也都适用于它们。

它们的主要特点在于：苏格兰轭和曲柄连杆相比，因为少了个连杆，可以做的稍微更紧凑一些。另外，通过改变滑槽的形状，可以灵活的编辑直线运动的“位置-时间”关系，实现急回，间歇等特性。凸轮的行程较短，但是不占“厚度”，还可以更灵活的编辑“位置-时间”关系。

对于复杂运动，这两种机构比较有优势。我当年（21年）用这两种机构配合起来，做了一个弹链供弹机，视频如下：

弹链的帖子当年单独发过：https://www.kechuang.org/t/86798

这个供弹机的撞针由苏格兰轭驱动，滑槽形状经过设计，使得撞针的运动表现为：在推弹丸的时候，使用正常速度前进；弹丸推到位后，撞针会以“更快的速度”收回到起点；之后在起点处停留一段时间，再开始推弹丸，如此往复。相应的，凸轮的形状则是设定为：在“撞针停下的那段时间”里，驱动弹链前进一格。

前面提到的三种机构，都是“严格”的直线运动机构。除此之外，还有“近似”直线运动机构。其中最适合供弹机用的，应该是“Chebyshev λ形连杆”，和“Hoecken连杆”。他们的示意图如下：

Chebyshev λ形连杆

Hoecken连杆

这些结构也具有“曲柄连杆”的那些优点。但是这些结构产生的不是完美的直线运动，而是和直线差别很小的曲线运动。不过对于供弹机的应用来说，这种差别并不重要。

我基于Hoecken连杆的结构，做了一个供弹机。

它最明显的特点是：前面提到的供弹机，都是放在弹匣后面的，而这个供弹机是放在弹匣侧面的。实际使用的的时候，要在上面加一个钩子，把弹丸钩出去（照片里没有加）。这个供弹机的行程特别大，直线运动的行程大约有40mm，即使是带尾翼的弹丸，也够用了。电机用的也是N20电机，但是这个电机没带减速器的，3.7v供电下，卖家实测的空载转速能达到31500rpm（我没测）。这个电机超级便宜，1块2一个，比供弹机里的轴承都便宜，应该是“大厂尾货”性质的东西。

31500rpm的转速太高了，没法直接用，所以我用3d打印齿轮做了一个减速器，减速比大约10倍，这样算上带载时的降速，以及超压时的提速，最后应该能做到3000rpm左右的供弹速度。齿轮是0.5模的，基本是喷头直径0.4mm时的极限了，误差挺大的，但凑合着能用。

供弹机动起来是下面视频里这样的。有点吓人，只敢加到1.7V，没接着往上加电压，速度我没测。

另外做了个动画，展示其内部结构（动画里的结构，和视频里的不是同一个版本的，略有差别）：