具体实施方式
向紧急条件下的人群提供物资是极其危险的任务。典型地,运输基础设施已例如被自然灾难或者政治或社会动乱破坏。通常难以或不可能用卡车将救援物资运输到灾区,因为道路被毁坏,并且/或者进入点被封锁。此外,救援工作者本身处于危险之中,该危险可来自环境担忧(例如,洪水、泥流、地震、辐射)或地面上的危险军事行动。空运物资通常是灾害中的唯一可行的选项,但仍存在许多问题。因为散装提供物资,该过程大体上需要精确对准目标和与地面上的人相协调以避免对物资本身的损坏、对地面上的结构的损坏,以及对人和动物的伤害。无论是通过卡车、船只还是飞行器递送,物资通常被希望建立区域政治或军事支配的政府或人窃取或没收。因此,递送成本为高的,并且提供真实救援的效力是最小的。
已出人意料地发现,成本有效的物资包可被制造,并且以对地面上的结构、对物资本身的损坏的最小风险,和以对地面上的人和动物的伤害的最小风险来空投用于分配至大量的人,而同时最大化有需要的人们对物资的接收。然而常规递送方法典型地最大化所递送的量,诸如由卡车、船只或航空的散装递送,本文中所述的发明针对通过航空来递送大量轻质包,以使包在大预定区域之上均匀且随机地分布。在区域之上递送大量包使得所有物资难以或不可能被为非预期接收者的个人窃取或另外扣押。这有效地毁坏了可在无论是通过卡车、船只或航空来散装递送物资时形成的黑市可能性,并且更重要地,最大化由目标人员接收的物资的量。
优选地,每个包构造为单个递送单元,并且包被大量递送,因此最小化物资不到达预期难民或另外被窃取的风险。因此本发明的方面在于快速构建和组装大量包。单个工位和半自动化制造设备构造成每天产生数千至数万个包。包优选地包含一个或仅几个配额的物资,诸如例如食物、水或药品。尽管供应持续短时间,但因为成本最小化,所以递送可重复多次,而给所涉及的人带来最小风险。重要地,因为包通过航空来递送,所以救援工作者从不需要进入灾区本身。此外,取决于包的空气动力学构件,分配可从几乎任何海拔,再次保持救灾工作者安全而免于危险。
包能够在广阔区域之上分配或散布,或者靶向到精确或受限位置,再次以便最小化偷盗的风险和/或到达本身受限或较小的目标区域。范围优选地为预定的以便与由卡车、航空或船只的托盘分配相比最大化向有需要的个人的分配。
包构造成拥有空气动力学构件以减小或消除由重力产生的加速度。因为包的重量与散装物资相比较小,所以对应地最小化空气动力学构件。优选地,包本身在空气动力学上被设计成使得包下落到地面的速率与自由下落相比最小化。优选地,包以如下速度撞击地面,该速度造成对地面上的结构、其它物体或者包本身的内容物的损坏的较小风险或无风险,并且造成对人或动物的伤害(即,由于在下降期间包着陆在人或动物上)的较小风险或无风险。通过引入一个或更多个阻力和/或提升元件,由包本身的空气动力学构件精确地控制速率和速度。由于构件的结构,故可由提升或寄生来引起阻力。可添加的空气动力学构件包括但不限于一个或更多个翼状物、翅片、尾部结构、推进器或旋转桨叶、翼型件、帆或帆伞、长条旗、隧道、凹窝、通风狭缝、扇贝状边缘、锯齿状边缘以及降落伞。优选地,翼状物或翼型件构造成在包下降时迫使包盘旋或振荡以便将包递送定位到受限的区域。虽然天气条件可仍然有问题(当已知或预先预测时),特定空气动力学构件可由本领域技术人员构造以调整包的轨迹并且因此解决在包下降时包穿过空气的预期横向移动。此外,可通过每个包内的雷达(例如,多普勒)或跟踪装置(例如,GPS)来监测包分配以在各种地形之上和在各种天气条件下绘制散布分布图案。那些图案可用于确定最佳分配或者确定再分配是否是必要的。设计构造可包括例如可固定于预定位置的副翼和方向舵结构;以预定形状或攻角设定的翼状物和/或前边缘;包本身中的物资的不对称加载,和/或它们的组合。
优选地,包括空气动力学构件的包制造为单个单元以最小化制造成本。另外,优选地,供应物品在制造过程期间插入到包中,再次最小化成本。
如所实施和广泛描述的,本文中的公开提供了本发明的详细实施例。然而,公开的实施例只是例示以各种形式和可选形式实施的本发明。因此,意图是,特定结构和功能细节不应当是限制性的,而是,意图是,它们用作用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。
图1至图10示出了具有用于空中递送的物品11的包10。包10包括内包装12和外包装14。内包装12可例如沿着外包装14的基本上中心纵向延伸轴线设置。内包装12为用于空中递送的物品11,或者容纳用于空中递送的物品11。例如,物品11可为设置于内包装12中的蚊帐或水。在示出的实施例中,包10的内包装12和外包装14中的每一个在平面视图中具有四边形的形状。应当认识到,内包装12和其它包装14可在平面视图中根据需要具有其它形状,诸如圆形,椭圆形,三角形,以及不对称形状等。同样,包10的总大小将取决于许多因素,包括内包装12的内容物(包括用于递送的物品11)的大小和重量。在优选实施例中,外包装的尺寸为300mm×150mm,350mm×200mm,400mm×300mm,450mm×200mm,或另一个大小。可根据需要来调整大小与重量的比率来改变包10的空气动力学特征。
外包装14可由诸如例如聚乙烯的聚合材料形成。在某些实施例中,外包装14由诸如聚乙烯醇(PVA)的可生物降解的材料形成。在优选实施例中,外包装14也可由网状材料形成。在优选实施例中,外包装14由高性能屏障塑料形成。例如,高性能屏障塑料可为氧或二氧化碳清除剂或屏障。此外,外包装14可由许多层制成。例如,外包装14可具有聚乙烯内层和外层,以及超强防撕(rip-stop)尼龙的中间层。在优选实施例中,外包装14可涂覆有低摩擦涂层(例如,润滑剂、滑石粉、特氟龙、油或石墨)。此外,可存在层之间的粘合剂、促进热密封的层,以及提供光学透明度或不透明性的层。此外,外包装14的厚度可取决于包10的期望属性而变化。本领域技术人员可根据需要选定用于外包装14的合适材料和层数。
内包装12设置在外包装14内侧。在内包装12容纳物品11的情况下,内包装12的内容物可指定用于形成内包装12的特定材料。例如,形成内包装12的材料可由内包装12所容纳的物品11的期望的保存期限和储存时间来指定。在优选实施例中,内包装12由诸如聚乙烯的聚合材料形成。作为示例,内包装12可以可选地由包装行业中已知的任何常规材料,诸如纸板、金属、塑料、织物的材料或前述材料的组合形成。此外,内包装12可由缓冲材料制成或包含缓冲材料。例如,内包装12可由气泡膜外包材料(bubble wrap)或泡沫形成。
作为非限制性示例,内包装12可包含或为非易腐物品11,诸如蚊帐、毯子、工具、照明装置、电池、帐篷或其它遮盖物,雨衣或其它衣物和脚防护器具,卫生纸、湿巾、弹药、口腔卫生物资、载具或装备维修所需的零件,打猎和捕鱼的工具、水净化药丸、用以从水移除污染物的过滤饮用细管、通信和/或导航装置;加热装置,诸如用化学方式激活以发热的那些加热装置;提交给自然灾害或战争中的难民的视频或纸张信息说明书。在本公开的范围内,其它类型的非易腐物品11也可被内包装12所容纳。
在内包装12的内容物为非易腐的情况下,内包装12可特别地由可生物降解的材料,诸如例如聚乙烯醇(PVA),或者由穿孔材料形成。此外,内包装12可包括联接于包含于其中的物品11的每一端和外部包装14的一个或更多个突片。突片便于例如从外包装14移除内包装12。
内包装12也可用于递送易腐物品11。例如,内包装12可包含需要基本上不透流体和/或光和/或空气的材料的食物或液体。在内包装12的内容物对温度或光敏感(诸如药品)或易燃(诸如点火套件、用于点火的镁块,或燃料)的情况下,内包装12可由绝热材料,例如金属或复合箔形成。内包装12也可包括加热或冷却物质或装置以维持内包装12的内容物处于期望的温度。加热或冷却物质或装置还可由外包装14而不仅仅由内包装12所包含。作为非限制性示例,内包装12的医药内容物可包括胰岛素、破伤风疫苗、骨痛热症疫苗、疟疾疫苗、抗生素等。其它类型的易腐物品11也可根据需要由内包装12所容纳。
外包装14和内包装12可根据需要由相同材料或由不同材料形成。本领域技术人员可根据需要选定内包装12和外包装14的合适材料。
再次参考图1至图10,外包装14由一对叠置薄片16、18形成,该对叠置薄片16、18具有联结在一起的面对的表面。薄片16、18的顶边缘被密封在一起以形成包10的顶边缘密封20。同样,薄片16、18的底边缘密封在一起以形成包10的底边缘密封22。薄片16的侧边缘密封于薄片18的相对应的侧边缘以形成包10的一对相对的侧边缘密封24、26。邻近内包装12的薄片16、18的面对表面被密封在一起以形成包10的中包密封28、30。顶边缘密封20、底边缘密封22以及中包密封28、30将内包装12约束在外包装14内,例如,如图6中所示。
外包装14包括至少一个空气动力学构件32、34。空气动力学构件32、34优选地在使用期间在包10自由下落期间产生阻力,由此减缓包10的下降。此外,空气动力学构件32、34可提供空气动力学和稳定性特征,诸如升力、定向控制、推力、或重量。在图1-10中所示的实施例中,至少一个空气动力学构件32、34包括形成于包10的侧边缘密封24、26与中包密封28、30之间的一对凸缘或翼状物32、34。例如,通过使薄片16、18的相对应侧边缘折叠并且密封经折叠的边缘以形成翼状物密封36、38,形成了翼状物32、34,如图5和图7中所示。由于密封经折叠的边缘以形成翼状物密封36、38,故翼状物32、34通常闭合并且沿着包10的纵向轴线向内延伸。如图1和图2中所示通常在包10中闭合的翼状物32、34在包10在空气中掉落时如图3至图4中所示展开。虽然描绘了两个翼状物32、34,但是可使用任何数量的翼状物。图描绘了形成翼状物32、34的阶段。包10在进料口205处馈送到翼状物形成机构中,翼状物的第一部分形成于形成区210处,翼状物的第二部分形成于形成区215处,翼状物的第三部分形成于形成区220处,翼状物的第四部分形成于形成区225处,翼状物的第五部分形成于形成区230处,翼状物的边缘以边缘密封235密封,包10进入弯折区(reflex area)240,其中,翼状物被弯折开启245,并且最终包10发送至出包(packout)区250。单独包经由裁切型切割装置与所生产的联结包装分离,并且接着发送至出包区。
至少一个空气动力学构件32、34可在整个外包装14上有利地引起与层流相对的湍流,并且在操作中减小包10的下降速率。优选地,包10的速度从自由下落减小至例如每秒20米、每秒15米、每秒10米、每秒8米,或每秒5米。优选地,包10对地面的冲击从自由下落期间包对地面的冲击减少例如90%、75%、60%、50%或另一百分比。
尽管图1至图10中所示的实施例包括作为至少一个空气动力学构件32、34的翼状物32、34,但是本领域技术人员应当理解至少一个空气动力学构件32、34可以可选地包括尾部、翅片、翼型件、帆伞、降落伞、旋转桨叶、长条旗或尾部(见图18),或当包10在空气中降落时适于形成阻力的其它结构。作为其它类型的结构的非限制性示例,形成于外包装14中的隧道、凹窝、通风狭缝(见图19)、扇贝状或锯齿状边缘(见图20)、或孔可用于形成湍流。可根据需要来选定用于包10的合适空气动力学构件32、34。此外,可使用空气动力学元件的组合。例如,如图21中所示,孔可冲到翼状物32、34中以进一步控制降落速率和/或飞行特征。
图26,27和28示出了包10的附加实施例。图26,27和28中所示的实施例包括通气口2610,2710和2810。优选地,通气口2610,2710和2810允许空气的一部分越过包10,以改为在包10下降时穿过包10。此类空气流在部署期间提高了包与彼此分离的能力,并且改变了包的空气动力。通气口2610,2710和2810可定位在包10的端部处,在包10的侧部上,在包10的中部中或在另一个位置处。此外,可存在穿过包10的多个通气口2610,2710和2810和通气口2610,2710和2810的组合。通气口2610,2710和2810的孔口中的各个穿透包10的上表面的至少一部分和包10的下表面的一部分。包10的上表面和下表面中的孔口可共线或与彼此分开,从而允许空气通过一个孔口进入包10并且允许空气通过另一个孔口流出包10。通气口2610优选为包括网筛或另一种空气可渗透材料。尽管通气口2610示为正方形形状,但通气口2610可具有另一形状(例如,矩形、卵形、圆形或三角形)。通气口2710优选为来自包10的本体的切口。尽管通气口2710示为卵形形状,但通气口2610可具有另一形状(例如,矩形、正方形、圆形或三角形)。通气口2810优选为来自包10的本体的切口,具有联接于通气口2810的圆周的瓣片2815。优选地,瓣片2815具有与包10的本体相同的材料,然而瓣片2815可具有另一种材料。在优选实施例中,瓣片2815通过将"X"切割到包10的本体中来产生,然而瓣片2815可附接于包10(例如,以粘合剂或熔接于包10)。尽管通气口2810示为正方形形状,但通气口2810可具有另一形状(例如,矩形、卵形、圆形或三角形)。
在某些实施例中,空气动力学构件32、34控制包10的飞行路径。例如,翼状物可形成为迫使包10遵循螺旋下降、Z字形下降,或类似于正在着陆的飞机的下降。此类受控制的下降改进了将包10递送至期望的位置的准确性。
在某些实施例中,外包装14由适于阻碍包10折叠的基本上刚性的材料形成。参考图5和图8,外包装14还可包括适于向外包装14提供结构支承并且阻碍包10在操作中的不合乎需要折叠的至少一个刚性插件40、42。例如,刚性插件40、42可为密封和设置于外包装14的中包密封28、30与翼状物密封36、38之间的细长部件。刚性插件40、42可例如包括在外包装14内在侧向定向的肋状物,或者在外包装内在纵向定向的支承件。刚性插件40、42还可在形成顶边缘密封20和底边缘密封22期间联接于外包装14。理解的是,插件40、42可根据需要联接于顶边缘密封20和底边缘密封22。插件40、42还可邻近内包装12设置,或者联接于外包装14的外部。在优选实施例中,刚性插件40、42可包括用于包10的内容物的使用者的刚硬或折叠纸信息说明书(见图22)。在其它实施例中,刚性插件40、42为纸板或塑料插件,其具有足以阻碍外包装14折叠的刚度。在维持期望的柔性的情况下,本领域技术人员可根据需要选定插件40、42的合适刚性材料。外包装14还可具有压纹表面,真空密封部分,加压腔室和/或填充有气体(例如,氦、氢或空气)的腔室以调整包10的刚度。
如上文所确定的,内包装12为用于空中递送的物品11、或者容纳用于空中递送的物品11。如图9中所示,在内包装12容纳用于递送的物品11例如水的情况下,内包装12可与外包装14联接。特别地,内包装12的顶边缘44和底边缘46可分别利用顶部横向密封48和底部横向密封50而密封于薄片16、18之间。如图10中所示,在内包装12为用于空中递送的物品11的情况下,内包装可松动地设置于外包装14的薄片16、18之间。单独的或包装于多个内包装12内的多个物品11还可在包10的外包装14内基本上均匀地分布。还应当认识到,内包装12还可沿着外包装14的长度基本上均匀地分布,以便提供平衡的重量分布,并且便于包10在空气中递送(见图23)。可根据需要使用用于将内包装12设置于包10的外包装14内的其它手段,和任何数量的物品11。此外,多于一个内包装12可遍及外包装14设置。优选地,内包装可均匀地设置成遍及外包装14均匀地分配重量。在优选实施例中,允许物品11在内包装12内自由地移动。在优选实施例中,包10保持着100克、200克、300克、400克、750克、1千克、2千克或其它量的物品11。物品11的大小、柔性、(多个)空气动力学元件、材料和定位可全部取决于物品11的重量和含量来调整。此外,物品11可定位成使得包10具有正静态稳定性、中静态稳定性或负静态稳定性。
优选地,包10的内容物为单份或单配额的物品11。例如,内容物可为一份水,单根营养棒、急救箱,或卫生箱。在其中包10保持着一份物品11的实施例中,在空投期间实现了包的分配,因为包将优选地横跨空投场(drop zone)均匀地且随机地分配。
理解的是,本公开的各种密封20、22、24、26、28、30、36、38、48、50可根据需要通过化学密封操作而形成,诸如例如通过使用粘合剂或化学溶剂,或者通过热焊接操作。在特别地说明性的实施例中,通过热密封操作来形成各种密封20、22、24、26、28、30、36、38、48、50。还可根据需要采用用于形成各种密封20、22、24、26、28、30、36、38、48、50的可选手段。
本公开的包10还可包括穿孔52以便于开启包10。穿孔52可为防拆封(tamper-proof)或拆封警示(tamper-evident)的穿孔52。穿孔52可从应急包的边缘向内延伸并且横穿顶边缘密封20、底边缘密封22、顶部横向密封48和底部横向密封50中的至少一个、以便使得相同的密封可开启以容许由包10的终端使用者接近内包装12和用于空中递送的物品11。可添加如图24中所示的额外穿孔来形成具有携带把手的袋。
如本文中所确定的,外包装14适于包含内包装12。外包装14还可包含照明装置以便于特别地在夜间可看见包10的位置,诸如例如闪烁的LED、发光膜、或反射装置。可例如根据时间、温度、压力或冲击来启动照明装置。可选地,外包装14可由雷达反射材料或雷达消耗涂层形成。在某些实施例中,外包装14由光活化物质形成,或涂覆有光活化物质。外包装14还可包含跟踪装置,诸如GPS装置、RFID装置等,以便于跟踪包10或用于存货控制。此外,包装可包含噪音生成装置。例如,包装可包含在空气越过包装时,电气地或机械地启动的汽笛、蜂鸣器或呼叫器。在包降落或在降落位置处时,噪音生成装置可宣布包的到达和位置。在某些实施例中,包10具有不移动的零件、电气零件或机械零件。
外包装14可包括和/或包含标记。标记可包括有色材料或符号以指示其内容物。例如,蓝色标记可指示物品11为水,红色十字标记可指示物品11包括医药物资等。标记还可包括用于开启包10和用以指示其内容物的使用的多种语言的说明书或图解说明书。在某些实施例中,包10可为有色的。例如,包10可为蓝色、栗色、黄色、米黄色、或诸如格子或圆点花纹的图案。此外,包10可具有太阳能膜,其带有联接于包的印刷电路装置。装置可通过接收和发送AM/FM或短波信号来用于通信和/或导航目的。
为了空中分配包10,本领域技术人员可根据需要选定任何合适的空中分配系统。作为非限制性示例,分配系统可基本上如在以下专利中所述:名称为“Cargo Delivery System for Aircraft”的美国专利No. 4,349,168,该专利由此通过引用全部并入本文中;名称为“Aerial Delivery System”的美国专利No. 4,241,890,该专利由此通过引用全部并入本文中;以及名称为“Aerial Cargo Delivery System”的美国专利No. 4,374,578,该专利由此通过引用全部并入本文中。
图29a和29b描绘了空中储存和分配容器2900的实施例。容器2900优选由纸板制成。然而,容器2900可由其它材料制成,例如,塑料、金属、尼龙、木材、布、橡胶、发泡胶或其它天然产生或人造的材料。尽管容器2900示为立方体,但容器2900可具有其它形状。例如,容器2900可为圆锥形、角锥形、长方体、圆锥体、袋(例如,如图35a-c中所描绘)、囊袋(例如,用于附接于直升机的底部)或棱柱。在优选实施例中,多个容器2900可一个堆叠在另一个顶部上。各个容器2900优选能够容纳高达5000个包10,然而各个容器可容纳更多或更少的包10。
在优选实施例中,容器2900的上表面利用胶粘带密封,该胶粘带包括拉索2905。拉索2905优选嵌入在胶粘带中,并且当在部署容器2900的内容物之前被拉动时,拉索2905沿容器2900的上表面中的接缝分开胶粘带。在其它实施例中,容器2900可利用胶、螺栓、曲头钉、铆钉、螺钉、钉子、联锁盖、摩擦盖、螺旋顶盖、其它粘合剂、锁、合股线、绳或其它紧固装置来暂时密封。
优选地,存在联接于容器2900的底表面的系绳2910(如图29b中所示)。系绳2910可通过粘合剂、螺栓、铆钉、曲头钉、螺钉、钉子或另一紧固装置联接于容器2900的底表面。此外,系绳2910可并入到容器2900的底表面的材料中,或者可通过容器2900的底表面中的孔联接于容器2900的内侧。系绳2910可利用粘合剂、螺栓、铆钉、曲头钉、螺钉、钉子、合股线、绳或另一紧固装置来暂时地附连于容器2900的侧部(如图29a和29b中所示)。系绳2910优选由柔性的高强度无弹性材料制成,诸如,尼龙、橡胶、链、塑料或其它天然形成或人造的材料。在优选实施例中,系绳2910具有在与联接于容器2900的端部相对的系绳2910的端部处的环2915。环2915可能够联接于飞行器中的静止线或飞行器的另一部分。
在优选实施例中,系绳2910附连于容器2900的表面,该表面与拉索2905平行(如图29a和29b中所示)。然而,系绳2910可附连于垂直于拉索2905的容器2900的表面。容器2900可具有把手。把手可从容器2900的本体延伸,或者可切入容器2900的表面中。容器2900的底表面可附加地具有联接于其的滑动件。滑动件有助于迫使容器2900离开载具和分配内容物。例如,滑动件可为低摩擦盘、半球形塑料装置、辊、脚轮、轮或另一种装置。
容器2900可能够再使用或再循环。此外,在其中容器2900在部署位置处从载具释放的实施例中,容器2900可能够再为了二次使用。例如,容器2900可涂覆有防水涂层,所以容器2900可用作防护物,容器2900可注有材料(例如,蜡),以增加容器2900的焚烧时间,或者容器2900可隔离来保持在热中或远离热。
为了部署容器2900的内容物,在优选实施例中,容器2900加载到载具(例如,货机)上。取决于需要部署的内容物的量,一个或更多个容器2900可加载到载具上。一旦加载,则系绳2910的环2915联接于载具的静止线。优选地,容器2900定位在载具内,以使系绳2910面对载具内侧,并且容器2900的相对侧面对将通过其来部署内容物的开口。一旦联接于静止线,则拉动拉索2905,从而使容器2900开封。当载具到达部署位置时,容器2900被迫离开载具并且释放内容物。
容器2900可具有一个或更多个分散协助件,其安装成便于包10离开容器2900,而不夹持或以其它方式保持在一起。例如,如图35a-b中所示,容器2900可配备有偏置器3590。偏置器3590优选为泡沫,然而可使用其它材料(例如,纸板、塑料、木材、金属或其它天然产生或人造的材料)。当包10离开容器2900时,偏置器3590干扰外排包10的离开,引起包10分散。
图36a-b描绘了另一个分散协助件3692的实施例。分散协助件3692优选为联接于泡沫角锥3694的脊板。角锥3694可以可选地为纸板、塑料、木材、金属或其它天然产生或人造的材料。分散协助件3692优选联接于容器2900中的开口,并且当联接于角锥3694的系绳2910被拉动时,分散协助件3692被迫穿过容器2900,从而分散包10。容器2900中的开口可由粘合剂、弹性带或另一紧固装置装固。
分散协助件的另一个实施例在图37中示出。在图37的实施例中,包10置于交织(interweave)的膜3796的薄片之间。膜3796可为塑料、纸、布或另一天然产生或人造的材料。当部署容器2900时,膜3796连同置于膜3796的褶皱之间的包10离开容器2900。由于膜3796中的褶皱,故包10沿多个方向从容器2900受压。
图38描绘了另一个分散协助件的实施例。在图38的实施例中,隔板3893置于容器2900内。在所示的示例中,隔板在容器2900内产生四个区段,然而另一数量的区段可由隔板3898产生。优选地,隔板3898具有与容器2900相同的材料,然而可使用另一材料。隔板3898允许包10堆叠而没有重叠。然而,在其它实施例中,包10可随机地置于各个区段内或交错。在优选实施例中,偏置装置可安装在隔板3898的部分之间的中心交点处,以进一步分散包10。
图30a-c描绘了空中储存和分配容器300的另一个实施例。容器3000类似于容器2900,然而容器300还包括顶盖3037。顶盖3037优选为抗空气的装置。例如,顶盖3037可为降落伞、帆伞、翼或可旋转直升机。顶盖3037优选为由耐用的轻质材料构成。例如,顶盖3037可由尼龙、棉、帆布、丝、聚脂薄膜、橡胶,或另一天然产生或人造材料制成。此外,顶盖3037可能够再为了二次使用。例如,顶盖3037可为防水的,以用作防护物,顶盖3037可具有手柄以转换成袋,或者顶盖3037可为反射性的以用作太阳能炉具。
顶盖3037可储存在容器3000内或不由容器3000储存,或者可松开。例如,在图30a和30b中所示的实施例中,顶盖3037可储存在器皿3030中,器皿3030联接于容器3000的内盖瓣片3035。优选地,顶盖3037联接于系绳3010。在部署容器3000的内容物期间,当系绳3010被拉动时,顶盖3037优选只由于风阻而释放并且在空中展开。在图30a和30b中所示的实施例中,例如,顶盖3037通过容器3000中的开口3040拉动。容器3000接着从运输载具释放,并且仍附接于系绳3010的顶盖3037迫使容器300旋转,以使开口面朝地面上,并且因此清空。此外,顶盖3037优选减缓容器3000的下降,以防止对地面上的人或物体的伤害或损坏。顶盖3037和/或容器3000可装备有指示装置。指示装置可警告地面上的人容器下落,并且可一旦落地就引导人至容器3000。例如,指示装置可为灯、烟、噪音发生器(例如,汽笛)、GPS指示器或反射表面。
图31a-d描绘了空中储存和分配容器3100的另一个实施例。容器3100类似于容器2900,除了容器3100的底部具有交错的槽口3150。交错的槽口3150优选迫使系绳3110编织穿过容器3100的底部的若干层。如图31a中所示,系绳3110编织穿过交错的槽口3150,产生三圈。尽管示出了三圈,但可实施另一数量的圈数。优选地,系绳3110联接于板3155,板3155配合在容器3100的底部内。板3155可为绝缘纤维板、夹板、金属、塑料、纸板或另一材料。系绳3110可通过摩擦、滑结、铆钉、螺栓、曲头钉、粘合剂、螺钉或另一紧固装置联接于板3155。
交错的槽口3150有助于密封容器3100的底部,并且优选在容器3100部署时减小由容器3100经历的力。优选地,在容器3100的部署期间,容器3100的材料在系绳3110变直时撕开,从而减缓系绳3110的拉紧并且减小板3155上的压力。
如图31b-d中所示,系绳3110优选离开容器3100的底部,并且装固于容器3100的一侧和顶部。优选地,系绳3110通过纸带装固于容器3100,然而可使用其它紧固装置(例如,粘合剂、螺栓、铆钉、曲头钉、螺钉、钉子、合股线、绳或另一紧固装置)。优选地,系绳3100覆盖并且密封容器3100的盖的两个部分之间的接缝。当部署容器3100时,优选地,容器3100的盖的两个部分之间的接缝变为开封,从而允许容器3100的内容物离开容器3100。
图32a-b描绘了容器3200的另一个实施例。容器3200的顶部优选展开来形成斜槽3260,通过斜槽3260,容器3200的内容物可从载具分散。容器3200可能够联接于倾翻托盘3265,以有助于将容器3200的内容物引导出载具。
图39a-c描绘了容器袋3900的实施例。袋3900优选为可折叠的,用于如图39a中所描绘地装运。在袋3900的开口处,优选存在主环3944。主环3944优选具有内径上的成角凸缘(如图39c中所示)。成角凸缘优选在部署期间打断袋3900的内容物的飞行路径,以引起内容物散布。主环3944由袋固持环节段3946保持到袋3900上。尽管示出了两个袋固持环,但可使用另一数量(例如,一个环、三个环节段或四个环节段)。优选地,袋3900的开口边缘保持在主环3944与袋固持环节段3946之间。在优选实施例中,包分裂盘3948由带3942联接于主环3944。尽管示出了四个带3942,但另一数量的带3942可将包分裂盘3948联接于主环3944。优选地,在经过期间,包分裂盘3948用作袋3900的盖。然而,一旦部署,则包分裂盘3948通过带3942保持在离主环3944的一距离处。包分裂盘3948还在部署期间打断袋3900的内容物的飞行路径,引起内容物进一步散布。
在一些实施例中,保持着期望数量的包10的其它容器或盒设置于诸如例如C-130的飞机的货舱中。可采用用于将包10加载到飞机上的任何合适方法。例如,容器可使用在名称为“Channel Slide Cargo Handling System and Method”的美国专利申请公开No.2008/0219830中所述的系统和方法而加载到飞机上,该专利申请公开由此通过引用全部并入本文中。容器可设置成行和列,如飞机的货物的惯例。容器可包括期望数量的包10和物资类型,并且在军事行动或自然灾害的情况下可在整个美国和等待分配的世界中的战略位置处被制备和储存。
在优选实施例中,容器置于较大散装(或gaylord)箱中用于储存、装运和部署。图40a-c描绘了gaylord箱4000的一个实施例。优选地,箱4000容纳如本文中所述的八个容器,然而箱4000可容纳另一数量的容器(例如,4、6或10个)。在优选实施例中,箱4000以框架4010增强。框架4010可由木材、纸板、塑料、金属或另一有脊材料制成。优选地,框架4010经由系绳4020联接于箱4000。在优选实施例中,系绳4020系于或以其它方式附接于框架4010,并且穿过箱4000的底部中的开口。系绳4020接着可联接于部署载具(例如,飞机)或顶盖。在部署期间,箱4000从部署载具抛出,并且通过顶盖或通过附接于部署载具的系绳而被迫上下倒置。一旦上下倒置,则较小的容器离开箱4000,并且通过本文中所述的方法中的一种来清空它们的内容物。
图41描绘了gaylord箱4100的另一个实施例。箱4100类似于箱4000,然而替代框架,箱4100的底表面由托盘4130限定。托盘4130可由纸板、木材、塑料、金属或另一有脊材料制成。优选地,配合在托盘4130之上的箱4100和托盘4130两者具有用于叉车的开口,以保证容易装载到部署载具上。优选地,托盘4130和箱4100两者都加载到部署载具上,并且两者从部署载具在部署位置处抛出。
在部署期间,箱4000或箱4100从部署载具抛出,并且通过顶盖或通过附接于部署载具的系绳而被迫上下倒置。一旦上下倒置,则较小的容器离开箱,并且通过本文中所述的方法中的一种来清空它们的内容物。例如,如图42中所示,较小的容器可系于箱4000或箱4100的托盘,并且一旦部署较小的容器的内容物,则较小的容器和箱4000或箱4100可与联接于箱4000或箱4100的单个顶盖一起下降,减缓下降。
在示例性实施例中,在将容器运输到期望的位置期间,飞机的后舱口闭合,并且设置于容器下方的输送器系统缩回。一旦飞机已到达期望的位置,则飞机的后舱口开启并且输送器系统从货舱延伸。容器中的包10接着清空到输送器系统上,并且输送器系统使包10从后舱口离开飞机用于在空中分配到地面上的人。理解的是,容器的包10可被全部清空,或者包10可以以期望的速率被单独地计量到输送器系统上。包10从容器输送并且从飞机出来,以使包10并不聚拢或聚集在一起,并且实现了每个包10与其它包10的分离。
在另一个实施例中,如图33中所描绘,部署载具可装备有送料斗3370。送料斗3370优选联接于载具的一侧,并且可填充有包10,用于部署在期望位置处。一旦载具到达部署位置,则送料斗3370的至少一部分可升高以允许重力从载具压迫包10。在另一个实施例中,机械传送器从载具压迫包10。送料斗3370可为金属、塑料、木材或其它天然产生或人造的材料。如果载具是飞机,则送料斗及其内容物的重量可必须平衡。
在另一个实施例中,如图34a-c中所描绘,推车3480可用于从载具部署包10。推车3480可类似于具有一个轮的独轮车,或可具有多个轮。在优选实施例中,推车3480载有包10,并且在部署位置处,从载具倾翻,以使包10离开推车3480。推车3480可装备有防水布3485或其它覆盖物以防止包10流回到载具中。此外,推车3480可具有联接于底表面的钩,其接合安装于载具的出口的辊。钩和辊可有助于使推车3480翻倒。推车3480和防水布3485可为金属、塑料、木材或其它天然产生或人造的材料。
还已经令人意外地发现,当如图1至图10中所示的多个包10从地面上方的高点,诸如从飞机分配时,基本上全部包10定向成使得空气动力学构件32、34在薄片18与地面之间。此类方位导致空气动力学构件32、34被空气捕获,并且向外延伸以最小化包10的最终速度。空气动力学构件32、34的方位还有利地导致了在其上部署着包10的整个地面上的包10的随机和均匀分布。
由于包10的大小、其内包装12的内容物的比例,以及形成包10的材料,故包10适于达到足够低的期望的峰值最终速度,使得包10不伤害地面上的人或财产。如本文中所讨论的,包10的内容物的大小、重量和性质将指定用于形成内包装12和外包装14的材料和包10的大小。
包10的空气动力学构件32、34有利地提供抗风结构,该抗风结构进一步最小化其最终速度。任选地并入到包10中的刚性插件40提供了刚性来在空中分配期间阻碍包10的弯曲或折叠。通过阻碍弯曲或折叠,空气所接触的包10的表面积最大化,由此减小并且在某些情况下最小化包10的最终速度。
通过单独地分配包10,而不是在托盘上分配,可任选地实现包含于其中的物资的较广阔分配,并且物资的囤积更困难,由此确保了更多的人接收必要的物资。
如图11至17中所示,本公开还包括用于生产包10的连续系统100。还可利用本发明的系统100制造其它类型的包10。
参考图11,用于制造包10的系统100包括产品加载单元102、纵向中包和边缘密封单元104、横向热密封单元106、穿孔器单元108、翼状物折叠单元110、翼状物带密封单元112以及包分离器单元114。系统100还包括按顺序设置的一对纵向延伸的输送器116、118,在下文中被称作第一输送器116和第二输送器118,用于连续地运输包10和包10的相关子构件穿过系统100。第一输送器116和第二输送器118中的每一个可与至少一个真空室119连通,真空室119构造成在制造包10时将包10和包10的相关子构件装固于第一输送器116和第二输送器118。
参考图12,产品加载单元102构造成使内包装安置,该内包装在第一薄片与第二薄片之间包括用于空中递送的物品。产品加载单元102可包括第一薄片供应滚子120、第二薄片供应滚子122以及产品加载器124。第一薄片供应滚子120提供第一薄片,第二薄片供应滚子122提供第二薄片,并且产品加载器124提供用于包10的内包装。第一薄片供应滚子120连续地提供材料来形成包10的第一薄片。当第一薄片从第一薄片供应滚子120前移时,打印机可在其上打印出期望的标记。例如,打印机可用于打印创建日期、过期日期、跟踪信息和标记等。第一输送器116可使第一薄片前移穿过系统110。本领域技术人员应当理解,可根据需要,通过可选手段,诸如成对的协作的从动辊来使第一薄片前移穿过系统100。此外,第一薄片可如本文中所述包括多个层。
当第一薄片邻近产品加载器124前移时,由产品加载器124以期望的间隔将内包装安置在第一薄片上。从具有沿着第一薄片的基本上中心纵向延伸轴线而设置的内包装的包10获得了积极结果。根据需要,产品加载器124中的内包装可包含相同的物资,或者内包装可包含不同的物资。例如,一定量的含水内包装可供应到第一输送器116上的第一薄片,或者内包装可以可选地包含例如水、食物和个人卫生物资。在某些实施例中,包可为空的并且在稍后的时间或地点处填充。
第二薄片供应滚子122连续地提供了形成包10的第二薄片的材料。可例如由一对外包滚子将第二薄片从第二薄片供应滚子122在内包装和第一薄片之上分配。也可根据需要采用用于在内包装和第一薄片之上分配第二薄片的其它合适手段。第二薄片可与第一薄片相同,或者可与第一薄片不同。
在内包装已设置于第一薄片与第二薄片之间之后,包括内包装以及第一薄片和第二薄片的组件前移到纵向中包和边缘密封单元104,例如,如图13中所示。纵向中包和边缘密封单元104密封了第一薄片和第二薄片以形成容纳内包装的外包装。纵向中包和边缘密封单元104可为例如热密封器,但也可在本公开的范围内采用用于密封第一薄片与第二薄片之间的内包装的其它手段。
在特定实施例中,纵向中包和边缘密封单元104邻近内包装热密封第一薄片和第二薄片的侧边缘与第一薄片和第二薄片的中包位置两者。作为非限制性示例,纵向中包和边缘密封单元104可包括一对侧密封带126、128,该对侧密封带126、128构造成热密封第一薄片和第二薄片的侧边缘。纵向中包和边缘密封单元104还可包括一对中包密封带130、132,该对中包密封带130、132构造成邻近内包装热密封第一薄片和第二薄片的中包区。
如图13中所示,系统100的横向热密封单元106邻近纵向中包和边缘密封单元104设置。在横向热密封单元106处,密封了未密封的包10的第一薄片和第二薄片中的每一个的顶边缘和底边缘。横向热密封单元106包括一对线性轨道安装块134,一对热密封缸136可移动地安装在该对线性轨道安装块134上。线性轨道安装块134可包括例如轴承,并且例如利用弹簧等偏压以在由第一输送器116移动到第二位置之后返回到靠近于纵向中包和边缘密封单元104的第一位置。热密封缸136选择性地促动上部热密封杆138和下部热密封杆140。
部分密封的包10例如由第一输送器116前移到横向热密封单元106。第一薄片和第二薄片的顶边缘首先通过由热密封缸136促动上部热密封杆138和下部热密封杆140而密封,这使上部热密封杆138和下部热密封杆140在第一位置处压缩并加热在上部热密封杆138与下部热密封杆140之间的第一薄片和第二薄片。热密封缸136以及上部热密封杆138和下部热密封杆140经由联接第一输送器而与未密封的包10一起前移,未密封的包10经由与第一输送器的确定联接而沿着线性轨道安装块134移动。在预定时间段之后,该时间足以使第一薄片和第二薄片的顶边缘被密封,热密封缸136使上部热密封杆138和下部热密封杆140从第一薄片和第二薄片提升。上部热密封杆138和下部热密封杆140在第二位置处从第一薄片和第二薄片提升。接着,上部热密封杆138和下部热密封杆140返回至第一位置,并且过程重复以便密封第一薄片和第二薄片的底边缘。理解的是,生成纵向中包和边缘密封以及顶边缘密封和底边缘密封的步骤可根据需要以与目前所描述的相反的次序发生,或者可基本上同时发生。在某些实施例中,至少一个边缘被保持未密封,以使包可在稍后的时间或地点处被填充,之后密封了其余的边缘。
横向热密封单元106也可用于利用顶部横向密封和底部横向密封将至少一个内包装的顶边缘和底边缘装固在第一薄片与第二薄片之间。例如,上部热密封杆138和下部热密封杆140可具有突起的部分,该突起的部分产生了顶部横向密封和底部横向密封以及顶边缘密封和底边缘密封中的各个。在本公开的范围内,也可使用用于形成顶部横向密封和底部横向密封以使内包装与外包装联接的其它手段。
一旦形成了纵向中包和边缘密封以及横向顶边缘密封和横向底边缘密封,则使每个包10由第一输送器116移动经过热横向热密封单元106到穿孔器单元108。穿孔器单元108设置于横向热密封单元106与翼状物折叠单元110之间。穿孔器单元108使每个包10的第一薄片和第二薄片横向地穿孔以便于单独的包10的分离。此外,穿孔器单元108形成穿孔以便于包10的开启。
在图14中所示的特定实施例中,穿孔器单元108包括带有至少一个穿孔刀片144的穿孔辊142。穿孔辊142设置成与砧辊146相对。应当认识到,第一输送器116邻近穿孔器单元108的一侧终止,第二输送器118邻近穿孔器单元108的另一侧开始,并且穿孔辊142和砧辊146设置于第一输送器116与第二输送器118之间。穿孔辊142的穿孔刀片144与砧辊142协作以在包10在穿孔刀片144与砧辊142之间经过时使包10穿孔。穿孔刀片144可具有线性部分用于使一定宽度的应急包穿孔用于其分离,并且具有有角度的部分用于形成包10的穿孔开口。有角度的部分可为例如基本上V形。穿孔刀片144可根据需要具有其它形状。还可在本公开的范围内采用用于使包10穿孔的其它手段。
现在参考图15和图16,本系统100还包括翼状物折叠单元110和翼状物带密封单元112。翼状物折叠单元110和翼状物带密封单元112构造成在邻近至少一个内包装的外包装上形成一对空气动力学元件,诸如翼状物。当包10下落穿过空气时,空气动力学元件优选地引起横跨外包装的湍流并且减小或最小化在操作中包10的下降速率。空气动力学元件还可在包10下落穿过空气时有助于减小或最小化在操作中包10的下降速率。
当第二输送器118使穿孔的包10前移时,翼状物折叠单元110使包10的侧边缘的一部分折叠。例如,翼状物折叠单元110包括一对间隔开的折叠器基部146,以及邻近间隔开的折叠器基部146设置的一对折叠器引导板148。包10的侧边缘前移穿过折叠器引导板148,折叠器引导板148使每个侧边缘折叠以形成包10的阻力元件。
在折叠了包10的侧边缘之后,例如,如图16中所示,利用翼状物带密封单元112热密封折叠的侧边缘。类似于上文所描述的系统100的纵向中包和边缘密封单元104和横向热密封单元106,采用翼状物带密封单元112来密封包10的第一薄片和第二薄片。特别地,翼状物带密封单元112可包括一对受热密封带150、152,这对受热密封带150、152压缩并加热折叠边缘以形成翼状物密封。翼状物带密封单元112同时形成了包10的阻力元件和侧密封边缘。应当理解,包10的空气动力学元件或“翼状物”在形成时闭合,但在包10下落穿过空气时在操作中开启。
在本公开的另一个实施例中,在由翼状物带密封单元112的热密封之前,刚性插件可邻近第一薄片和第二薄片的侧边缘设置。刚性插件可根据需要热密封到空气动力学元件中,或者邻近在侧边缘密封与中包密封之间的密封边缘热密封。
参考图17,系统100还可包括包装分离器单元114。包装分离器单元114例如邻近翼状物带密封单元112设置。包装分离器单元114可包括裁切机154。裁切机154构造成沿着由穿孔器单元108形成的穿孔的至少一部分切割并且由此使每个包10分离。裁切机154由此形成包10中的单独包。当包10离开系统100时,收集并储存包10用于运输和分配。包10可收集在容器中,而不组织包10。可选地,包10可以以有组织的方式收集,导致堆叠的包10。例如,容器可为包盒,其包含了堆叠的期望数量的包10,其中包10的内包装与邻近包10的内包装偏移。可根据需要采用用于收集单独包10的其它手段。
在另一个实施例中,单独包10并未由包装分离器单元114分离,以提供在部署期间分离的包的线性“串”。
本公开还包括用于制造包10的方法。该方法可根据需要与本公开的系统100或另一种系统一起使用。该方法首先包括提供第一薄片和包括用于空中递送的物品的至少一个内包装的步骤。内包装接着安置在第一薄片上。第二薄片设置于内包装和第一薄片之上。接着密封了第一薄片和第二薄片以形成容纳内包装的外包装。至少一个空气动力学元件形成于外包装上,例如邻近至少一个内包装。空气动力学元件优选地引起横跨外包装的湍流,并且减小或最小化了在操作中包的下降速率。空气动力学元件也可减小或最小化在操作中包的下降速率。
密封第一薄片和第二薄片的步骤可包括在第一薄片和第二薄片上形成顶边缘密封、底边缘密封和间隔开的侧边缘密封。密封第一薄片和第二薄片的步骤还可包括形成一对中包密封。内包装由一对中包密封、顶边缘密封以及底边缘密封约束于外包装内。
形成至少一个空气动力学元件的步骤可包括使第一薄片和第二薄片的对应侧边缘折叠。例如,折叠边缘密封于侧边缘密封与中包密封之间以形成翼状物密封。
内包装还可联接于包10的外包装。例如,至少一个内包装的顶边缘和底边缘可利用顶部横向密封和底部横向密封而密封于第一薄片与第二薄片之间。由此,内包装联接于外包装。还可采用用于使内包装与外包装联接的其它合适手段,包括粘合剂、紧固件等。
本公开的包10还可被穿孔以便于包10的分离和单独包10的开启两者。例如,穿孔可从包10的顶边缘向内延伸。穿孔可横穿顶边缘密封、顶部横向密封以及底部横向密封中的至少一个,以便可开启密封。由此容许接近内包装。
由此提供了用于制造成本有效的物资包的方法和系统,该成本有效的物资包可在对物资和收集物资的人的损坏的最小风险的情况下容易地空投和分配到大量的人。
通过考虑本文中公开的本发明的说明书和实践,本发明的其它实施例和用途将对本领域技术人员而言为显而易见的。本文中引用的所有参考(包括所有公开、美国和外国的专利和专利申请)通过引用被明确且完全地并入。意图是,说明书和示例被认为只是示例性的,其中本发明的真实精神和范围由下列权利要求指示。此外,用语“包括”包括了用语“由…组成”和“基本上由…组成”,并且用语包括(comprising)、包括(including)和包含(containing)不意图为限制性的。