專利名稱：氣球逃逸放氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣球的安全控制裝置，尤其是一種用于當(dāng)升空的氣球失控逃逸后的 放掉氣球內(nèi)氣體的氣球逃逸放氣裝置。
技術(shù)背景目前，商業(yè)、氣象等領(lǐng)域使用氣球進行商業(yè)廣告宣傳、高空探測等已經(jīng)越來越普遍，也 時常發(fā)生因為繩索斷裂、松脫等原因造成的氣球失控升空的現(xiàn)象。失控升空的氣球漂浮在空 中，會給航空飛行物或其他的高空物體造成極大的安全隱患，給航空運輸業(yè)特別是民航飛行 帶來危險。據(jù)了解，目前對于氣球失控升空的問題，國內(nèi)外尚沒有一個很好的解決方案。本 申請人:于2006年9月14日遞交了申請?zhí)枮?00620035584. 7、名稱為"氣球逃逸放氣裝置"的 實用新型專利申請，該裝置包括帶有進氣端口和放氣端口的筒體以及設(shè)置在放氣端口處的上 蓋，上蓋通過鎖緊機構(gòu)與筒體連接，鎖緊時上蓋與筒體之間通過頂蓋密封圈將放氣端口密封 ，鎖緊機構(gòu)安裝在筒體上并與控制電路電連接，控制電路連接有電源。這種氣球逃逸放氣裝 置可在大氣壓傳感器檢測到氣球升空逃逸后，發(fā)出開蓋信號，由控制電路向步進電機發(fā)出開 啟上蓋的指令，電機電源開啟，步進電機帶動減速齒輪組轉(zhuǎn)動，使其上蓋在開蓋彈簧的作用 下彈開上蓋，將氣球內(nèi)的氣體從放氣口放出，讓氣球自動下落，從而避免對航空飛行物或其 它高空物體造成損害。但上述氣球逃逸放氣裝置的不足之處在于鎖緊機構(gòu)在開啟時所需時 間相對較長，電池或蓄電池的使用時間相對較短。實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種開蓋迅速、能耗低的氣球逃逸放氣裝置。 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是氣球逃逸放氣裝置，包括帶有進氣端 口和放氣端口的筒體以及設(shè)置在放氣端口處的上蓋，上蓋通過鎖緊機構(gòu)與筒體連接，鎖緊時 上蓋將筒體的放氣端口密封，鎖緊機構(gòu)安裝在筒體上并由連接有電源的控制電路控制。鎖緊 時，鎖緊機構(gòu)中的鎖緊部件被具有力矩放大結(jié)構(gòu)的傳動裝置限位，傳動裝置與動力源傳動連 接，鎖緊機構(gòu)具有自鎖結(jié)構(gòu)和快速開啟結(jié)構(gòu)。通過具有力矩放大結(jié)構(gòu)的傳動裝置，即可利用 較小的開啟力矩進行傳動，控制鎖緊機構(gòu)進行開啟和關(guān)閉，同時由于鎖緊機構(gòu)具有自鎖結(jié)構(gòu) 和快速開啟結(jié)構(gòu)，從而可以減小電源的功率和延長電源的使用時間，同時還可縮短開啟的時 間。使用時，本裝置安裝在氣球頂部的開口處，向氣球內(nèi)注入氫氣、氦氣等即可使用?？刂齐娐房赏ㄟ^程控、遙控、線控以及信號檢測的自動控制等多種方式控制鎖緊機構(gòu)的適時開啟 ，使其上蓋與筒體之間脫離密封狀態(tài)，從而將氣球內(nèi)的氣體從放氣端口放出，氣球返回地面作為優(yōu)選的技術(shù)方案，上述動力源為步進電機，傳動裝置為設(shè)置有限位結(jié)構(gòu)的減速齒輪 組。利用步進電機在未通電的情況下永磁轉(zhuǎn)子對錠子產(chǎn)生的磁力，再通過減速齒輪的傳動比 產(chǎn)生一個很大的自鎖定位力矩，使鎖緊機構(gòu)具有自鎖功能，實現(xiàn)裝置上蓋的鎖定，限位結(jié)構(gòu) 可有效的將減速齒輪組的轉(zhuǎn)動限定在一定的范圍內(nèi)，保證其運轉(zhuǎn)的可靠性。作為對上述技術(shù)方案的改進，筒體上設(shè)置有與控制電路連接的大氣壓傳感器。工作時， 控制電路對大氣壓傳感器傳遞來的信號進行數(shù)據(jù)分析，如壓力超出設(shè)定值，控制電路發(fā)出指 令并控制步進電機轉(zhuǎn)動，從而打開上蓋使氣球內(nèi)的氫氣泄放，氣球下落。本實用新型的有益效果是由于采用了具有力矩放大功能的傳動裝置與動力源傳動連接 ，且鎖緊機構(gòu)具有自鎖功能和快速開啟結(jié)構(gòu)，使其開蓋阻力極小，開啟快速，極大的延長了 電源的使用時間，提高了裝置的運行可靠性。采用大氣壓傳感器以測量大氣壓力數(shù)據(jù)作為氣 球逃逸時的檢測信號，從而控制步進電機的啟動，可在極短的時間內(nèi)檢測到其所處的失控狀 態(tài)，在瞬間自動將氣球內(nèi)的氫氣泄放讓氣球自動下落，避免對航空飛行物或其它高空物體造 成傷害，大大降低了氣球升空失控后所帶來的各種危害，從而極大地保障了航空運輸業(yè)特別 是民航飛行的安全。返回的氣球以及氣球逃逸放氣裝置還可多次重復(fù)使用，可有效的節(jié)約成 本，尤其適合與在現(xiàn)有用纜繩和地面連接的系留氣球上使用。


圖l是本實用新型在關(guān)閉上蓋時的主視圖，圖中示出了各零部件之間的位置和作用關(guān)系圖2是本實用新型中使用減速齒輪組作為具有力矩放大功能的傳動裝置以及鎖緊機構(gòu)的 示意圖。圖3是圖2的后視示意圖。圖4是圖1中A處的局部示意圖，圖中示出了氣球與本裝置的密封安裝結(jié)構(gòu)。 圖5是圖1中B處的局部示意圖，圖中示出了關(guān)閉上蓋時上蓋與筒體之間的密封連接結(jié)構(gòu)圖6是本實用新型的開啟上蓋時的外形圖。圖7是圖1去掉上蓋后的俯視圖，圖中示出了筒體內(nèi)各個零部件的位置，尤其是步進電機 的位置。圖中標(biāo)記為步進電機l、減速齒輪組2、大氣壓入口3、電源9、上蓋IO、開蓋彈簧12、 鎖舌13、限位擋圈14、控制電路16、推力彈簧17、進氣端口19、筒體20、放氣端口21、中心 桿23、限位槽24、斜面25、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)27、鎖緊部件50、滑槽51、鎖緊限位塊52、安裝口53、 大氣壓傳感器54、密封倉55、通道56、傳感薄膜57、氣球安裝環(huán)58、密封圈59、密封圈60、 鎖卡齒61、中心軸62、彈簧63、限位結(jié)構(gòu)64、鎖卡65。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。如圖1 圖7所示，氣球逃逸放氣裝置，包括帶有進氣端口19和放氣端口21的筒體20以及 設(shè)置在放氣端口21處的上蓋10，上蓋10通過鎖緊機構(gòu)與筒體20連接，鎖緊時上蓋10將筒體20 的放氣端口21密封，鎖緊機構(gòu)安裝在筒體20上并由連接有電源9的控制電路16控制。鎖緊時 ，鎖緊機構(gòu)中的鎖緊部件50被具有力矩放大功能的傳動裝置限位，傳動裝置與動力源傳動連 接，鎖緊機構(gòu)具有自鎖功能和快速開啟結(jié)構(gòu)。使用時將氣球頂部開口，并將開口套裝在進氣 端口19上，鎖緊機構(gòu)鎖緊上蓋10與筒體20，從而將放氣端口21密封，氣球從進氣口充氣后即 可使用，具有自鎖功能的鎖緊機構(gòu)可以在不消耗電能的情況下保持鎖緊狀態(tài)。氣球升空后， 控制電路16可通過程控、遙控、線控以及信號檢測的自動控制等多種方式控制具有快速開啟 結(jié)構(gòu)的鎖緊機構(gòu)的適時開啟，如圖6所示，使其上蓋10與筒體20之間脫離密封狀態(tài)，從而將 氣球內(nèi)的氣體從放氣端口21放出，氣球返回地面而不至于滯留在空中漂浮，返回后的氣球及 其裝置還可多次重復(fù)使用。具有力矩放大功能的傳動裝置可以在提供極小的驅(qū)動力矩的情況 下開啟鎖緊部件50，從而有效的延長電源的使用時間，提高整個裝置工作的可靠性。要使傳動裝置具有力矩放大功能以及鎖緊機構(gòu)具有自鎖功能，可以采用多種機械領(lǐng)域常 規(guī)采用的多種結(jié)構(gòu)，例如蝸輪蝸桿傳動、絲桿螺母傳動、絲桿螺母加連桿結(jié)構(gòu)等，但在本實 用新型中，為了得到較大的力矩放大倍數(shù)以及方便的實現(xiàn)自鎖，最好采用動力源為步進電機 1、傳動裝置為設(shè)置有限位結(jié)構(gòu)64的減速齒輪組2的結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。關(guān)閉上蓋10后，利 用步進電機l在未通電的情況下永磁轉(zhuǎn)子對錠子產(chǎn)生的磁力，再通過減速齒輪組2的大傳動比 的力矩放大作用產(chǎn)生一個很大的自鎖力矩，實現(xiàn)裝置上蓋10的鎖定。開啟上蓋10時，由控制 電路16發(fā)出開蓋指令并控制步進電機1轉(zhuǎn)動，電機電源開啟，錠子線圈得電，產(chǎn)生一個與電 機永磁轉(zhuǎn)子磁力相反的磁力，自鎖力矩消失，并加快開啟上蓋io。同樣的道理，鎖緊機構(gòu)也可以采用機械領(lǐng)域常規(guī)采用的多種結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，例如棘輪結(jié)構(gòu) 、鎖舌結(jié)構(gòu)等，也可以采用如下結(jié)構(gòu)鎖緊機構(gòu)包括設(shè)置在上蓋10上并伸入筒體20內(nèi)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)27的中心桿23，鎖緊部件50上設(shè)置有鎖卡65，鎖卡65與傳動裝置上設(shè)置的鎖卡齒61匹配形成快速開啟結(jié)構(gòu)；鎖緊部件50內(nèi) 設(shè)置有鎖舌13，中心桿23上設(shè)置有與鎖舌13匹配的限位槽24;鎖緊部件50可繞中心軸62轉(zhuǎn)動 并通過彈簧63，將其轉(zhuǎn)動至由筒體20內(nèi)的鎖緊限位塊52限定的鎖緊位置。鎖舌13設(shè)置在鎖緊部件50內(nèi)的滑槽51中并可沿滑槽51在一定范圍內(nèi)滑動，鎖舌13上靠近 上蓋10的一面的端部設(shè)置有斜面25，鎖舌13的后端部與滑槽51的底部之間設(shè)置有推力彈簧17使用時，首先如圖6所示，上蓋10處于的開啟狀態(tài)，同時如圖r3所示，鎖緊部件50在彈 簧63的作用下，以中心軸62為圓心逆時針旋轉(zhuǎn)至鎖緊限位塊52處并被限位(如圖3所示)； 由控制電路16向步進電機1發(fā)出關(guān)閉上蓋10的指令，由步進電機1通過減速齒輪組2帶動鎖卡 齒61作順時針旋轉(zhuǎn)(如圖3所示)，并轉(zhuǎn)動至限位結(jié)構(gòu)的一端后，鎖緊部件50上的鎖卡65與 鎖卡齒61緊密接觸，步進電機l停止轉(zhuǎn)動。此時可通過控制電路16的蜂鳴器發(fā)出提示音，采 用人工壓下上蓋10與筒體20緊密接觸，中心桿23上的限位槽24上端通過鎖舌13上的斜面25將 鎖舌13向滑槽51的底部方向推動，推力彈簧17壓縮；當(dāng)上蓋10到達密封鎖緊位置后，中心桿 23上與鎖舌13匹配的限位槽24下端的位置低于鎖舌13的位置時，鎖舌13推力彈簧17的反作用力下，向前移動鎖住上蓋io。當(dāng)氣球升空逃逸時，由控制電路16向步進電機1發(fā)出開啟上蓋10的指令，電機電源開啟 ，步進電機1帶動減速齒輪組2轉(zhuǎn)動同時帶動鎖卡齒61作逆時針旋轉(zhuǎn)，并轉(zhuǎn)動至限位結(jié)構(gòu)的另 一端后，步進電機l停止轉(zhuǎn)動，上蓋10在開蓋彈簧12的作用下彈開上蓋10，氣球內(nèi)的氣體經(jīng) 下密封倉20，到放氣口21放出。為了達到快速放氣的目的，中心桿23與筒體20內(nèi)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)27之間設(shè)置有作用于上蓋10 與筒體20之間的開蓋彈簧12，控制電路16控制鎖緊機構(gòu)開啟后，上蓋10與筒體20之間脫離密 封狀態(tài)，開蓋彈簧12迅速將上蓋10頂開，達到快速放氣的目的；為了防止上蓋10完全脫離筒 體20后下落而造成新的危險，筒體20與上蓋10之間還設(shè)置有開啟限位結(jié)構(gòu)，使得開蓋彈簧12 頂開上蓋10后仍然被限制在筒體20上。開啟限位結(jié)構(gòu)可以采用多種形式方便的實現(xiàn)，其中， 開啟限位結(jié)構(gòu)為設(shè)置在中心桿23的末端的限位擋圈14實現(xiàn)起來最為方便，制作也容易。為了達到自動控制的目的，筒體20上設(shè)置有與控制電路16連接的大氣壓傳感器54，上蓋 10上設(shè)置有密封倉55，密封倉55通過傳感膜57外部大氣隔離，同時，控制電路16、電源9也 安裝在密封倉55內(nèi)。大氣經(jīng)設(shè)置在上蓋10上的大氣壓入口3進入，在傳感膜57上產(chǎn)生壓力， 經(jīng)通道56進入密封倉55，使密封倉55內(nèi)的壓力發(fā)生同步變化，使其大氣壓傳感器54可以同步 跟蹤外部大氣壓力的變化。工作時，控制電路16對大氣壓傳感器54傳遞來的信號進行數(shù)據(jù)分析，如壓力超出設(shè)定值，控制電路16發(fā)出指令打開上蓋10，氣球內(nèi)的氫氣泄放，使其由于繩 索斷裂、松脫等造成失控的氣球下落。為了防止氣球升空后雨水等對大氣壓傳感器54、控制電路16、電源9等的侵蝕，在上蓋 10中設(shè)置有密封倉55，大氣壓傳感器54、控制電路16和電源9設(shè)置在密封倉55中，密封倉55 上設(shè)置有與外部連通的通道56，通道56上設(shè)置有傳感薄膜57。通過傳感薄膜57，即可將筒體 20外部的大氣壓力傳遞到密封倉55中，使其大氣壓傳感器54可以檢測到外部大氣壓力的變化 ，同時傳感薄膜57也起到了密封通道56的作用。由于氣球的材料具有較強的彈性，因此氣球頂部開設(shè)的安裝口53套裝在進氣端口19上一 般即可達到密封的效果。為了使其密封效果更好，筒體20上設(shè)置有氣球安裝環(huán)58，氣球安裝 環(huán)58與筒體20之間設(shè)置有密封圈59。使用時，將氣球頂部的開設(shè)的安裝口套裝在密封圈59上 并用氣球安裝環(huán)58固定即可，通常情況下，為了便于安裝和放氣快速，氣球安裝環(huán)58最好套 裝在筒體20的外表面上，如圖3所示。關(guān)閉上蓋10后，上蓋10與筒體20之間的密封可以通過密封圈60將放氣端口21密封。
權(quán)利要求1. 氣球逃逸放氣裝置，包括帶有進氣端口(19)和放氣端口(21)的筒體(20)以及設(shè)置在放氣端口(21)處的上蓋(10)，上蓋(10)通過鎖緊機構(gòu)與筒體(20)連接，鎖緊時上蓋(10)將筒體(20)的放氣端口(21)密封，鎖緊機構(gòu)安裝在筒體(20)上并由連接有電源(9)的控制電路(16)控制，其特征是鎖緊機構(gòu)中設(shè)置有鎖緊部件(50)，鎖緊時，鎖緊部件(50)被具有力矩放大結(jié)構(gòu)的傳動裝置限位，傳動裝置與動力源傳動連接，鎖緊機構(gòu)具有自鎖結(jié)構(gòu)和快速開啟結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求l所述的氣球逃逸放氣裝置，其特征是動力源為步進 電機(1)，傳動裝置為設(shè)置有限位結(jié)構(gòu)(64)的減速齒輪組(2)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的氣球逃逸放氣裝置，其特征是鎖緊機構(gòu)包 括設(shè)置在上蓋(10)上并伸入筒體(20)內(nèi)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(27)的中心桿(23)，鎖緊部件( 50)上設(shè)置有鎖卡(65)，鎖卡(65)與傳動裝置上設(shè)置的鎖卡齒(61)匹配形成快速開啟 結(jié)構(gòu)；鎖緊部件(50)內(nèi)設(shè)置有鎖舌(13)，中心桿(23)上設(shè)置有與鎖舌(13)匹配的限 位槽(24);鎖緊部件(50)可繞中心軸(62)轉(zhuǎn)動并通過彈簧(63)，將其轉(zhuǎn)動至由筒體 (20)內(nèi)的鎖緊限位塊(52)限定的鎖緊位置。
4.如權(quán)利要求3所述的氣球逃逸放氣裝置，其特征是鎖舌(13)設(shè) 置在鎖緊部件(50)內(nèi)的滑槽(51)中并可沿滑槽(51)在一定范圍內(nèi)滑動，鎖舌(13)上 靠近上蓋(10)的一面的端部設(shè)置有斜面(25)，鎖舌(13)的后端部與滑槽(51)的底部 之間設(shè)置有推力彈簧(17)。
5.如權(quán)利要求3所述的氣球逃逸放氣裝置，其特征是中心桿(23) 與筒體(20)內(nèi)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(27)之間設(shè)置有作用于上蓋(10)與筒體(20)之間的開蓋彈 簧(12)，筒體(20)與上蓋(10)之間還設(shè)置有開啟限位結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的氣球逃逸放氣裝置，其特征是所述開啟限位 結(jié)構(gòu)為設(shè)置在中心桿(23)的末端的限位擋圈(14)。
7.如權(quán)利要求l所述的氣球逃逸放氣裝置，其特征是筒體(20)上設(shè)置有與控制電路(16)連接的大氣壓傳感器(54)。權(quán)利要求8如權(quán)利要求7所述的氣球逃逸放氣裝置，其特征是上蓋(10)中 設(shè)置有密封倉(55)，大氣壓傳感器(54)、控制電路(16)和電源(9)設(shè)置在密封倉( 55)中，密封倉(55)上設(shè)置有與外部連通的通道(56)，通道(56)上設(shè)置有傳感薄膜( 57)。權(quán)利要求9如權(quán)利要求l所述的氣球逃逸放氣裝置，其特征是筒體(20)上 設(shè)置有氣球安裝環(huán)(58)，氣球安裝環(huán)(58)與筒體(20)之間設(shè)置有密封圈(59)。權(quán)利要求IO如權(quán)利要求l所述的氣球逃逸放氣裝置，其特征是上蓋(10) 與筒體(20)之間通過密封圈(60)將放氣端口 (21)密封。
專利摘要本實用新型公開了一種用于當(dāng)升空的氣球失控逃逸后的放掉氣球內(nèi)氣體的氣球逃逸放氣裝置，其開蓋迅速、能耗低。該裝置的上蓋通過鎖緊機構(gòu)與筒體連接，鎖緊時上蓋將筒體的放氣端口密封，鎖緊機構(gòu)安裝在筒體上并由筒體內(nèi)連接有電源的控制電路控制。鎖緊時，鎖緊機構(gòu)中的鎖緊部件被具有力矩放大結(jié)構(gòu)的傳動裝置限位，傳動裝置與動力源傳動連接，鎖緊機構(gòu)具有自鎖結(jié)構(gòu)和快速開啟結(jié)構(gòu)。較小的開蓋阻力和快速的開啟結(jié)構(gòu)可以極大的延長了電源的使用時間，提高了裝置的運行可靠性，返回的氣球以及氣球逃逸放氣裝置還可多次重復(fù)使用，可有效的節(jié)約成本，尤其適合與在現(xiàn)有用纜繩和地面連接的系留氣球上使用。
文檔編號B64B1/46GK201124927SQ20072020086
公開日2008年10月1日 申請日期2007年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日
發(fā)明者王建軍, 黃賢良 申請人:黃賢良;王建軍