CN107108032B - 用于从飞行设备发射物体的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明的对象是用于从飞行设备发射物体的方法。在飞行设备中，在其某个部分中，诸如在包括至少底部(3)和壳体(4)的容器(2)中，放置弹簧(6)，诸如已被装载或装载为拉紧状态并且由固定装置(8,8c)锁定在该位置的压缩弹簧，并且另外，作为弹簧的延长部分，要从飞行设备发射的物体(1)被放置在容器中。固定装置(8,8c)是绳索、导线、棒、条、细绳、线或它们的某种组合，并且它的拉伸强度(T)大于由弹簧的推进力(F)对所述固定装置引起的拉伸负载。通过使用电能加热、燃烧或熔化所述固定装置，固定装置(8,8c)的拉伸强度(T)降低至小于所述拉伸负载，由此固定装置(8,8c)断裂，弹簧(6)向物体(1)的方向扩展，并且弹簧的推进力(F)将物体推出容器(2)并且与飞行设备分离。用于该方法中的设备也是本发明的对象。

Description

用于从飞行设备发射物体的方法和设备

本发明的对象是一种用于从飞行设备发射物体的方法和设备。已被装载或装载处于拉紧状态的压缩弹簧被放置在飞行设备中的某个位置(比如，包括至少底部和壳体的容器)，并且压缩弹簧被利用固定装置锁定在这种状态，并且另外，将要从飞行设备发射的物体被放置作为容器中的弹簧的延长部分。

本发明的应用是可能需要在飞行期间从其发射某个物体的这种不同的飞行和远程受控装置，比如例如多旋翼飞行器和小型飞机。

作为这种可发射物体的示例，可提及降落伞或所谓的导伞，所述导伞具有拉出已固定至其的实际降落伞的功能。当在飞行设备中发生故障并且存在飞行设备可能降落至地面的危险时，需要降落伞的发射。在这种飞行设备正在人群或居住区域上方飞行的情况下，尤其重要的是，它可在故障情况下借助于降落伞安全着陆。当然，为飞行设备装备降落伞以便使飞行设备在存在问题的情况下完整无缺地降落是合理的。

已知上述降落伞或它的导伞以这种方式固定到飞行物体：当需要时，它可被非常快速地发射，与飞行设备分离以支撑飞行设备并且使其降落减速。用于实现这一点的一个已知的解决方案是：将包括底部和壳体的容器布置到飞行设备，并且在这个容器的底部借助于固定装置装载压缩弹簧，并且将折叠降落伞作为压缩弹簧的延长部分布置到容器。当发射降落伞的需要出现时，固定装置与弹簧分离并且释放的弹簧的弹簧力从容器推出降落伞并且降落伞与飞行设备分离。降落伞使用带子、绳索或对应构件被固定到飞行设备，并且因此防止飞行设备快速降落。

例如，通过使用其中某个部件的某种移动释放弹簧的不同种类的机械发射设备，可实现上述固定装置的分离。可通过远程控制或例如由加速度、位置或压力传感器等自动地完成这种移动。

用于发射降落伞的另一已知方式是使降落伞后面的CO₂炸药爆炸，由此产生的过压将降落伞从它的存放位置推出。

在本领域中通常使用以上公开的技术。

与基于炸药爆炸的技术相关的最大缺点可能被认为是：在该领域中许多私人非专业人员和业余爱好团体在操作并且对爆炸装药的处置总是包括责任。另外，不同规则非常严格地管理爆炸物的使用，并且因此，非常难以在不违反法令和规章的情况下实现这种技术。

基于机械发射设备的方法的很大缺点可能被认为是它们的复杂性和高购买价格以及与操作的可靠性相关的问题。

本发明的目的在于实现一种避免已知技术缺点的用于从飞行设备发射物体的方法和设备。在权利要求1和3的特征部分中呈现的内容是根据本发明的方法的特性。

本发明的最大优点可能被认为是：根据本发明的方法和设备非常简单并且以低价格实现并且它们非常可靠。

在这个文档中，术语“容器”表示空间、限制所述空间的构件和存放待发射物体的空间的其它限制元件。壳体表示所述空间的除底部之外的某种其它壁部分。包含前缀“下”和“上”的术语表示本申请的附图，但它们不限定根据本发明的设备的唯一操作位置，相反地，所述设备可在不同位置操作。电阻器表示将电转换成热能的一种电阻器。

本发明被详细图示在附图中，其中

图1呈现在待机条件下并且从外部观看的根据本发明的设备，

图2呈现所述设备的纵向截开的横截面，

图3更详细地呈现图2中所示的所述设备的区域B，

图4呈现根据本发明的设备的固定装置的实施例，

图5呈现固定装置的另一实施例，

图6呈现不同于上述实施例的本发明的实施例。

在下面，通过参照上述附图来描述本发明的有益实施例的结构和操作。

在图1-3中，示意性地并且作为示例图示根据本发明的设备。所述设备已在这些附图中被呈现为准备好操作，并且与所述设备一起还呈现了待发射物体1。在这个示例中，物体1是降落伞，并且可在图2中看出，物体1已在容器2内部被放置在容器2的上部。容器的底部3是由绝缘并且弱导电材料制成的圆盘，圆盘的中间包括与它的中心轴线平行的开口3.1，并且圆盘的圆周包括孔3.2，孔3.2延伸到所述开口3.1并且另外稍微延伸到开口3.1的另一侧。容器具有圆柱形壳体4，并且在这个示例中，盖5也已被放置到壳体的上端。在容器内部存在弹簧6，在这个示例中，弹簧6是螺旋弹簧，并且弹簧的上端已被安装抵靠活塞形状的推进构件7，推进构件7包围弹簧的直径，适配为相对于壳体滑动，所述构件也由绝缘并且因此弱导电的材料制成。推进构件包括推进表面7.1以及周界7.2，周界7.2在壳体4和弹簧6之间延伸，并且推进构件的中间包括开口7.3，开口7.3与容器的中间轴线平行。弹簧6是压缩弹簧并且它已被压缩抵靠容器的底部3并且使用固定装置8锁定到这个拉紧位置，从而所述固定装置与第一锁定构件9和第二锁定构件10一起组合底部3、弹簧6和推进构件7。在这个示例中，固定装置8是(图4)细金属导线，并且在它的末端存在环8.1、8.2。第一锁定构件9是推进到孔3.2中的金属枢轴，并且第二锁定构件10是已被抵靠推进构件的推进表面7.1放置的金属枢轴。位于固定装置8的下端的环8.1围绕第一锁定构件9延伸，并且位于上端的另一个环8.2对应地围绕第二锁定构件10延伸，并且因此，弹簧6在底部3和推进构件7之间被锁定在拉紧状态，由此弹簧6的推进力F针对在这个示例中垂直并且作为固定装置8操作的导线引起对应量的拉伸应力。固定装置8已被确定尺寸，使得它的拉伸强度T(也就是，它的材料的拉伸强度除以面积单位(N/mm²))与它的总面积(mm²)的乘积）大于准备好操作的弹簧的推进力F。

在根据本发明的设备中，电流线缆11已连接到第一锁定构件9并且电流线缆12已连接到第二锁定构件10。所述电流线缆已被连接到飞行设备的电源13，诸如蓄电池或电池组。所创建的电路14(电路14包括所述电流线缆、锁定构件、固定装置和电源)已装备有开关14.1，开关14.1在正常情况下使所述电路保持断开连接。电路14可按照上文所述方式与远程控制装置连接或与自动装置连接。已按照上文所述方式利用与电路接触的其它部分的材料选择防止短路。

根据本发明的方法起作用，使得当希望从飞行设备发射物体1(诸如，降落伞)时，开关14.1在远程控制下被连接，或者开关14.1通过来自例如加速度、位置或压力传感器或对应装置的信号而被连接，并且然后在电路14中形成电流。当电流经过固定装置8时，作为固定装置的金属导线作为电阻器操作并且电能在那里转换成热量并且固定装置的温度上升。电流强度I和电压U被确定大小，从而使得固定装置8的温度非常迅速地上升，由此固定装置的材料的拉伸强度也迅速地降低并且在降低量方面使得弹簧6的推进力F (N)变得高于固定装置8的拉伸强度T (N)。所述拉伸强度T因此是固定装置的材料在断裂点的拉伸强度值(N/mm²)乘以正在讨论的横截面积(mm²)。在这种情况下，固定装置8断裂或熔化断裂，并且弹簧的推进力F被释放，由此弹簧6推进位于它前面的推进构件7并且推进构件推进位于它前面的物体1，导致这样的结果：所述物体将松弛地位于其位置的盖5推进得远离其位置，并且所述物体被从容器2发射并且与飞行设备分离。当物体1是固定到飞行设备的降落伞时，降落伞打开并且以预期方式限制飞行设备的降落速度。

为了下一次飞行，飞行设备可在容器2中装备有重新装载的弹簧6、新的固定装置8和重新包装的物体1。

物体1也可以是除降落伞之外的某种东西。作为示例，可提及蛇形卷筒或一组这些卷筒。也可考虑将要被从飞行设备发射的许多其它物体。

容器2可总是根据情况而被确定为具有合适的尺寸或形状。在以上示例中，容器2已被确定尺寸为适合于多旋翼飞行器的降落伞，但也可通过具有某种其它形状来实现容器2。可通过任何已知方法来实现将所述容器固定到飞行设备，从而使得被掷出的物体自由接触外部空气。在一些情况下，所述容器也可没有盖5。

底部3也具有许多实现方式。对于底部3重要的是，底部3可直接地或通过锁定构件9支撑固定装置8。可提到的一个替代方案是这样的构造：锁定构件9倚靠底部3的下表面并且固定装置穿过整个底部延伸到锁定构件9。在一些情况下，固定装置8可直接固定到底部，由此电流线缆11直接固定到固定装置8。

在一些情况下，可使用例如板簧原理以与以上呈现的方式不同的方式实现弹簧6。重要的是，弹簧力F指向物体1将要被发射的方向。

可在不同变型中实现推进构件7，但是总是使得推进构件7通过由弹簧力F推进而足够好地指向正确方向。在以上示例中，推进构件的周界7.2与活塞的周界指向相同的路径以使其沿容器的纵轴线的方向移动。在一些情况下，固定装置8也可被直接固定到推进构件7，由此电流线缆12被直接固定到固定装置8。在一些情况下，推进构件7也可以是弹簧6的末端。

可按照许多不同方式实现固定装置8。它可以是绳索、导线、棒、条或对应构件或上述各项的组合或者是作为保险丝操作的电阻器或在其中具有作为保险丝操作的电阻器或通过其传导电流的任何物体。固定装置也可被组装，以使得仅其一部分属于电路14，在这种情况下，仅通过这个部分传导电流，并且断裂或熔化随后发生在这个所述部分中。作为固定装置8的材料，可使用钢、铜金属、铝或足够坚固并且导电的任何其它材料。

可按照许多不同的已知方式实现锁定构件9、10。如果按照除了经锁定构件之外的某种其它方式布置经固定装置的电循环，则锁定构件9、10不必属于电路14。如果锁定构件属于电路14，则相同的规则适用于以上在固定装置8的情况下已经叙述的它们的材料选择。

也可按照一种方式在根据本发明的设备中布置电路14使得电流流到作为保险丝操作的固定装置8或从那里沿着弹簧6向前流动。在这种情况下，当确定弹簧尺寸时，必须考虑到由电流引起的温度上升和由其导致的材料强度的降低。

本发明的一个实施例是这样的解决方案：底部3、拉紧弹簧6、推进构件7和固定装置8一起构成预制封壳，所述预制封壳被放置在壳体4内部，并且在所述壳体的下部被支撑到位。在相同类型的另一实施例中，可利用可放置在弹簧下方的分开的叠片支撑部分替换所述封壳中的底部3，在这种情况下，所述预制封壳被放置为抵靠容器的底部3。在此之后，电流线缆11、12连接到所述设备，从而固定装置8或它的一部分变为电路14的一部分。

在图5中，已图示本发明的一个这种实施例：固定装置8是经锁定构件9a、9b在两个点固定到底部3并且通过锁定构件15在一个点固定到推进构件7的导线或对应构件。在这种情况下，固定装置形成所谓的滑轮设置，从而使得它的第一部分8a从锁定构件9a前进至锁定构件15并且，在环绕锁定构件15之后，它的第二部分8b从那里前进至锁定构件9b。在这种情况下，推进力F针对所述部分8a、8b引起拉伸负载，其程度取决于这些部分相对于推进力F的方向的方向。在这种设置中，可结合以上示例使用更细的固定装置或相应更大的推进力F。所述电路可被设置为根据图5前进，使得仅固定装置的各部分之一(在这种情况下为第一部分8a)属于所述电路，由此电流沿着电流线缆11从电源前进至锁定构件9a并且进一步沿着固定装置的第一部分8a前进至锁定构件15并且从那里沿着电流线缆12向前前进至电源，或反之。在这个实施例中，与具有一个部分的固定装置的相同尺寸的实施例中相比，可利用相对较小的电功率使固定装置8断裂。这种两部分固定装置8也可被实现为使得电流被设置为经过整个固定装置，换句话说，从锁定构件9a经锁定构件15到锁定构件9b。在这些实施例中，与早前描述的实施例相比，更容易将弹簧6设置为拉紧。应该注意的是，在这个解决方案模型中，固定装置的各部分8a、8b可以有可能基本上关于推进力F被叉开，在这种情况下，固定装置8的将要断裂的部分的拉伸强度降低至小于由推进力F引起的拉伸负载。固定装置8可包括超过两个所述种类的部分。

本发明还可被以这种方式应用：使用已连接固定装置安装的电阻器的温度或通过可在引线之间形成的电弧的温度燃烧或熔化断裂将要断裂的固定装置。在图6中，已图示这样的设置：电阻器16抵靠固定装置8c放置。这个电阻器是所谓的永久电阻器，这意味着它可被多次使用。当通过电阻器16传导电流时，它的温度上升，并且这通过加热、燃烧或熔化固定装置来引起固定装置的拉伸强度的降低。与这个实施例类似的另一上述实施例因此放置引线17以替换电阻器16，由此当电路连接时形成引线之间的电弧。在这种情况下，电弧的电能破坏固定装置8c，并且当固定装置8c的拉伸强度降低至低于弹簧的推进力F或低于由推进力对固定装置引起的拉伸负载时，固定装置断裂。固定装置8c可以是较好地或较弱地导电的绳索、导线、棒、条、细绳、线或前面列出的各项的对应构件或者组合或者其强度可按照上述方式降低的任何构件。

使用的电流的强度I和电压U可在所有情况下被有益地设置为应用专用和情况专用，从而使得可足够快速地实现使固定装置8、8c断裂所需的能量。

应该注意的是，即使这种描述局限于本发明的某种有益的示例性实施例，但不希望将本发明的使用仅限于这种示例，相反地，在由权利要求指定的发明构思内可存在许多变化。

Claims (7)

1.一种用于从飞行设备发射物体(1)的方法，根据所述方法：

a.容器(2)属于飞行设备，其中所述容器至少包括底部(3)和壳体(4)，弹簧(6)被抵靠所述底部放置，所述弹簧(6)是压缩弹簧并且已被装载或被装载为拉紧状态，从而使得它的推进力(F)指向物体(1)的方向，

b.弹簧(6)的所述拉紧状态被固定装置(8, 8c)锁定或已在早前被固定装置(8, 8c)锁定，从而使得由推进力(F)引起的拉伸负载指向所述固定装置，

c.待发射的物体(1)被放置到容器(2)中作为所述弹簧(6)的延长部分，

d.固定装置(8, 8c)是导线、棒或它们的某种组合，并且它的拉伸强度(T)大于由弹簧(6)的推进力(F)对所述固定装置引起的拉伸负载，

e.通过使用电能加热、燃烧或熔化所述固定装置(8, 8c)，固定装置(8, 8c)的拉伸强度(T)降低至小于所述拉伸负载，

f.固定装置(8, 8c)断裂，弹簧(6)向物体(1)的方向扩展，并且弹簧(6)的推进力(F)将物体(1)推出容器(2)并且与飞行设备分离，

其特征在于：传导电流经过具有导电材料的固定装置(8, 8c)的将要断裂的部分，由此电能在固定装置(8, 8c)中转换成热能，并且所述固定装置的将要断裂的部分的温度按照一定量上升，使得所述固定装置的将要断裂的部分的拉伸强度(T)降低至低于由弹簧(6)的推进力(F)对所述部分引起的所述拉伸负载；或

引线(17)被安装为连接到固定装置(8, 8c)并且经所述引线传导电，由此电弧形成在所述引线之间，电弧的热能按照一定量加热、燃烧或熔化固定装置(8, 8c)的将要断裂的部分，使得所述部分的拉伸强度(T)降低至低于由弹簧(6)的推进力(F)对所述部分引起的拉伸负载。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述容器的底部(3)和推进构件(7)由绝缘的弱导电材料制成。

3.一种用于从飞行设备发射物体(1)的设备，所述设备具有

至少包括底部(3)和壳体(4)的容器(2)，

所述容器中的推进构件(7)，

压缩弹簧(6)，在推进构件和所述底部之间被拉紧并且被布置为向物体(1)的方向扩展，

已被安装以保持压缩弹簧(6)的推进力(F)的固定装置(8, 8c)，固定装置(8, 8c)是导线、棒或它们的某种组合，它的拉伸强度(T)大于由压缩弹簧(6)的推进力(F)对所述固定装置引起的拉伸负载，

其特征在于：

已经由固定装置(8, 8c)布置电路(14)，或者固定装置(8, 8c)已被安装在属于所述电路的引线(17)之间，并且按照一定量从电路的电产生热能，使得热能能够将固定装置(8,8c)的拉伸强度(T)降低至低于压缩弹簧(6)的推进力(F)的拉伸负载，以及

待发射的物体(1)能够放置到容器(2)中作为所述压缩弹簧（6）的延长部分。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述壳体是圆柱体。

5.如权利要求3或4所述的设备，其特征在于，所述压缩弹簧(6)是螺旋弹簧。

6.如权利要求3或4所述的设备，其特征在于，所述电路(14)包括固定装置(8, 8c)、锁定构件(9, 10)、电流线缆(11, 12)和电源(13)中的至少一部分，并且所述电路(14)装备有开关(14.1)。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述开关(14.1)已被布置为通过来自加速度、位置或压力传感器的信号自动地连接电路(14)或通过远程控制来连接电路(14)。

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