CN108579104B - 一种用于气球的自动放飞装置及放飞方法 - Google Patents

Abstract

一种用于气球的自动放飞装置，包括控制器、拘束机构、充气机构和放飞机构；拘束机构包括可拆卸连接的固定部和活动部，气球的开口端固定套设在活动部上，活动部内穿设有与气球连通的气门芯；充气机构包括气罐，气罐通过通气管与气门芯的进气端相连通，通气管的中部设置有用于导通或者截断通气管的电磁阀，电磁阀与控制器电连接；放飞机构包括舵机，舵机与控制器电连接，舵机通过传动单元驱动活动部与固定部分离，从而将活动部与气球共同放飞。本发明提供一种用于气球的自动放飞装置及放飞方法，能够实现自动充气和放飞，人工只需要将气球固定好即可，大大提高了放飞气球的效率，降低了人力消耗。

Description

一种用于气球的自动放飞装置及放飞方法

技术领域

本发明涉及庆典用品领域，具体的说是一种用于气球的自动放飞装置及放飞方法。

背景技术

在庆典、婚宴、开幕式等各种喜庆的场合，人们为了烘托喜庆的场合，往往采用烟花爆竹的方式，但是这种方式容易引起火灾，并造成烟雾弥漫污染空气。目前也有采用灯笼、鲜花、彩带等来烘托气氛的，但是这些静态的物品无法达到烟火、爆竹那种动态的喜庆效果。所以现在人们更多的采用释放气球来烘托喜庆的气氛，气球的颜色多姿多彩，上升速度较慢，可以四处飞扬，能够带来一种祥和、热闹的气氛。但是目前这些场合释放气球的方式一般是提前将气球吹好，有专人看管，然后进行人工释放等。这种方法耗费人力，不方便统一管理。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种用于气球的自动放飞装置及放飞方法，能够实现自动充气和放飞，人工只需要将气球固定好即可，大大提高了放飞气球的效率，降低了人力消耗。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种用于气球的自动放飞装置，包括控制器、拘束机构、充气机构和放飞机构；所述拘束机构包括可拆卸连接的固定部和活动部，所述气球的开口端固定套设在活动部上，活动部内穿设有与气球连通的气门芯；所述充气机构包括气罐，气罐通过通气管与所述气门芯的进气端相连通，通气管的中部设置有用于导通或者截断通气管的电磁阀，电磁阀与所述控制器电连接；所述放飞机构包括舵机，舵机与所述控制器电连接，舵机通过传动单元驱动所述活动部与所述固定部分离，从而将活动部与所述气球共同放飞。

所述固定部呈圆柱形，固定部的一端开设有插孔，插孔为圆孔，插孔的孔壁上开设有沿固定部的长度方向延伸的滑槽和沿固定部的圆周方向延伸的锁紧槽，滑槽与锁紧槽相连通；所述活动部包括圆柱形的插块，插块与所述插孔相匹配，插块上固定连接有锁紧块，锁紧块穿过所述滑槽后插入所述锁紧槽中将活动部与所述固定部连接起来。

所述固定部的另外一端开设有用于安装所述通气管的固定孔，固定孔通过第一导气通道与所述插孔相连通；所述活动部还包括与所述插块固定连接的连接块，连接块呈圆柱形，连接块的中心处穿设有安装管，所述气门芯固定设置在安装管内，当活动部与所述固定部相连接时安装管与所述第一导气通道相连通。

所述连接块的直径大于所述插块的直径，连接块与插块之间固定连接有过渡段，在从连接块到插块的方向上过渡段的直径逐渐减小，过渡段上固定连接有推力板，所述传动单元包括固定套设在所述舵机的输出轴上的摆杆，舵机带动摆杆转动，由摆杆推动推力板，进而通过过渡段和插块带动所述锁紧块从所述锁紧槽中脱离。

所述连接块的周侧壁上开设有一条或者多条连接槽，所述气球的开口端卡设在连接槽中完成固定。

所述气球的开口端卡设在所述连接槽中之后通过弹力固定环锁紧。

还包括安装板，所述气罐、所述电磁阀、所述舵机和所述固定部均与安装板固定连接。

所述气罐的出气口还设置有气罐开关。

所述气罐穿过所述安装板。

一种用于气球的自动放飞装置的放飞方法，包括如下步骤：

S1、将所述气球的开口端固定套设在所述活动部上；

S2、所述控制器控制所述电磁阀打开，使所述气罐内的气体依次经过所述通气管和所述气门芯进入到所述气球中，对气球进行充气，充气完毕后控制器控制电磁阀关闭；

S3、所述控制器控制所述舵机输出，由舵机通过传动单元带动所述活动部与所述固定部分离；

S4、所述气球带动所述活动部共同向上升起。

有益效果：本发明能够自动对气球进行充气和放飞操作，人工只需将气球固定好即可，能够大大减少人力消耗。而且固定好的气球是未充气的状态，体积小，与现有的先充气后固定的方式相比，能够大大减小对空间的占用量，方便管理，而且能够避免发生爆炸的危险。此外，本发明采用气球带动活动部同步放飞的方式，无需在充气后手动扎气球，能够大大提高放飞气球的效率。

附图说明

图1是本发明自动放飞装置的整体结构示意图；

图2是本发明的拘束机构的整体结构示意图；

图3是本发明的拘束机构的整体结构剖视图；

图4是本发明放飞方法的流程图。

附图标记：1、气球，2、气罐，3、气罐开关，4、通气管，5、电磁阀，6、舵机，7、固定部，8、活动部，9、固定孔，10、第一导气通道，11、插孔，12、滑槽，13、锁紧槽，14、锁紧块，15、插块，16、过渡段，17、推力板，18、安装管，19、气门芯，20、连接块，21、第二导气通道，22、连接槽，23、弹力固定环，24、摆杆，25、安装板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至3，一种用于气球的自动放飞装置，包括控制器、拘束机构、充气机构和放飞机构。

控制器可以采用单片机。

拘束机构用于固定气球，拘束机构包括可拆卸连接的固定部7和活动部8，可拆卸连接的方式可以采用销连接、转动连接或者卡扣连接等方式。气球1的开口端固定套设在活动部8上，活动部8内穿设有与气球1连通的气门芯19。

充气机构包括气罐2，气罐2内装有氢气、氦气或者其他密度小于空气的气体，气罐2通过通气管4与气门芯19的进气端相连通，通气管4的中部设置有用于导通或者截断通气管4的电磁阀5，电磁阀5与控制器电连接。

放飞机构包括舵机6，舵机6与控制器电连接，舵机6通过传动单元驱动活动部8与固定部7分离，从而将活动部8与气球1共同放飞。因为舵机6是能够将电能直接转换为机械能的设备，所以选择舵机6作为放飞机构的动力源，然后根据固定部7和活动部8之间可拆卸连接的方式选择不同的传动单元，即可顺利地将活动部8与固定部7分离开。例如可拆卸连接选择销连接时，传动单元应当选择将舵机6的转动输出转化为直线输出的结构，例如常用的直线往复运动装置；可拆卸连接选择转动连接时，传动单元应当选择将舵机6的转动输出直接传递出去的结构，如常用的齿轮组。

在使用时，先将气球1固定在拘束机构的活动部8上，然后通过充气机构对气球1进行充气，充气完成后通过气门芯19防止气球1内的气体外泄，最后利用舵机6推动固定部7与活动部8分离，使气球1与活动部8同步向上升起，完成放飞。本发明能够自动对气球1进行充气和放飞操作，人工只需将气球1固定好即可，能够大大减少人力消耗。而且固定好的气球1是未充气的状态，体积小，与现有的先充气后固定的方式相比，能够大大减小对空间的占用量，方便管理，而且能够避免发生爆炸的危险。此外，本发明采用气球1带动活动部8同步放飞的方式，无需在充气后手动扎气球，能够大大提高放飞气球1的效率。对于一些大型可回收的气球1，活动部8和气门芯19的体积也都比较大，相应的制造成本较高，在回收气球1的时候可以将活动部8与气门芯19同时回收以便重复利用。对于体积较小无需回收的气球1，活动部8和气门芯19的体积也比较小，相应的制造成本比较低，即使不进行回收也不会导致成本大幅提高。

本发明中，将可拆卸连接的方式选择为转动连接。具体的说，固定部7呈圆柱形，固定部7的一端开设有插孔11，插孔11为圆孔，插孔11的孔壁上开设有沿固定部7的长度方向延伸的滑槽12和沿固定部7的圆周方向延伸的锁紧槽13，滑槽12与锁紧槽13相连通。活动部8包括圆柱形的插块15，插块15与插孔11相匹配，插块15上固定连接有锁紧块14，锁紧块14穿过滑槽12后插入锁紧槽13中将活动部8与固定部7连接起来。在安装时，将插块15插入到插孔11内，同时锁紧块14沿滑槽12滑动到插孔11的底部，然后转动活动部8，使锁紧块14卡在锁紧槽13内，即可完成活动部8与固定部7的连接。相应的，传动单元只需要将舵机6的转动输出传递给活动部8并带动活动部8转动，使锁紧块14从锁紧槽13移动到滑槽12内，然后在空气浮力的作用下，气球1即可带动活动部8上浮。采用这样的形式，舵机6只需要很小的输出量即可将活动部8与固定部7分离，从而减少电能的消耗来那个。

固定部7的另外一端开设有用于安装通气管4的固定孔9，固定孔9通过第一导气通道10与插孔11相连通。活动部8还包括与插块15固定连接的连接块20，连接块20呈圆柱形，连接块20的中心处穿设有安装管18，气门芯19固定设置在安装管18内，当活动部8与固定部7相连接时安装管18与第一导气通道10相连通。安装管18的长度也可以小于活动部8的总长度，然后在活动部8上远离固定部7的一端开设一个第二导气通道21，使气门芯19从第二导气通道21中穿过。因为气球1需要和活动部8同步放飞，因此当活动部8与固定部7分离时气门芯19也应当与通气管4分离，因此将气门芯19固定设置在活动部8内，而将通气管4固定设置在固定部7上，通气管4通过第一导气通道10与气门芯19相连通而不会与气门芯19直接接触，既能够保证顺利对气球1进行充气，而且还能够使活动部8在升起时气门芯19可以直接与通气管4分离。在放飞一个气球1之后，只需要重新在固定部7上安装一个活动部8即可准备下一次使用，非常方便。

基于上述可拆卸连接的方式，将连接块20的直径大于插块15的直径，连接块20与插块15之间固定连接有过渡段16，在从连接块20到插块15的方向上过渡段16的直径逐渐减小，过渡段16上固定连接有推力板17，传动单元包括固定套设在舵机6的输出轴上的摆杆24，舵机6带动摆杆24转动，由摆杆24推动推力板17，进而通过过渡段16和插块15带动锁紧块14从锁紧槽13中脱离。传动单元只需要一个摆杆24即可，结构简单，成本低廉，而且不容易发生损坏。

为了避免气球1在充气之后从开口端发生漏气，因此开口端与活动部8之间应当足够牢固，因为气球1的开口端通常都设置有一个胶环，所以在连接块20的周侧壁上开设有一条或者多条连接槽22，气球1开口端的胶环卡设在连接槽22中完成对气球1的固定，避免漏气。为了进一步防止气球1内压强过高造成开口端漏气，还可以在气球1的开口端卡设在连接槽22中之后通过弹力固定环23锁紧。

为了保证拘束机构、充气机构和放飞机构能够精确配合，应当使各个机构的位置都保持固定不变，因此放飞装置还包括安装板25，气罐2、电磁阀5、舵机6和固定部7均与安装板25固定连接。气罐2的出气口还设置有气罐开关3，气罐2穿过安装板25。

在材质方面，活动部8可以采用塑料或者硅胶等较轻的材质，从而避免对气球1的上升造成不利影响，而且成本低廉。并且可以采用3D打印或者模具浇筑直接成型，加工过程简单，能够进一步降低成本。

在本发明其它的实施方式中，因为气罐2内存储的气体量是非常大的，能够同时对许多个气球1进行充气，所以拘束机构和放飞机构均可以设置为多个，并且拘束机构和放飞机构一一对应，然后气罐2通过一个多通管连通多条通气管4，每个通气管4连接一个拘束机构。这样可以有效减少气罐2的数量，从而减小放飞装置总体的体积和重量，便于移动和安放。

请参阅图4，基于上述放飞装置，本发明还提供一种用于气球的自动放飞装置的放飞方法，包括步骤S1至S4。

S1、将气球1的开口端固定套设在活动部8上。

S2、控制器控制电磁阀5打开，使气罐2内的气体依次经过通气管4和气门芯19进入到气球1中，对气球1进行充气，充气完毕后控制器控制电磁阀5关闭。

S3、控制器控制舵机6输出，由舵机6通过传动单元带动活动部8与固定部7分离。

S4、气球1带动活动部8共同向上升起。

采用本方法，能够自动实现对气球1的充气和放飞，人工只需要将气球1安装在活动部8上即可，大大提高了放飞气球1的效率。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种用于气球的自动放飞装置，其特征在于：包括控制器、拘束机构、充气机构和放飞机构；

所述拘束机构包括可拆卸连接的固定部（7）和活动部（8），所述气球（1）的开口端固定套设在活动部（8）上，活动部（8）内穿设有与气球（1）连通的气门芯（19）；

所述放飞机构包括舵机（ 6 ），舵机（ 6 ）与所述控制器电连接，舵机（ 6 ）通过传动单元驱动所述活动部（ 8 ）与所述固定部（ 7 ）分离，从而将活动部（ 8 ）与所述气球（ 1 ）共同放飞 ;

所述固定部（7）呈圆柱形，固定部（7）的一端开设有插孔（11），插孔（11）为圆孔，插孔（11）的孔壁上开设有沿固定部（7）的长度方向延伸的滑槽（12）和沿固定部（7）的圆周方向延伸的锁紧槽（13），滑槽（12）与锁紧槽（13）相连通；

所述活动部（8）包括圆柱形的插块（15），插块（15）与所述插孔（11）相匹配，插块（15）上固定连接有锁紧块（14），锁紧块（14）穿过所述滑槽（12）后插入所述锁紧槽（13）中将活动部（8）与所述固定部（7）连接起来；

所述固定部（7）的另外一端开设有用于安装所述通气管（4）的固定孔（9），固定孔（9）通过第一导气通道（10）与所述插孔（11）相连通；

所述活动部（8）还包括与所述插块（15）固定连接的连接块（20），连接块（20）呈圆柱形，连接块（20）的中心处穿设有安装管（18），所述气门芯（19）固定设置在安装管（18）内，当活动部（8）与所述固定部（7）相连接时安装管（18）与所述第一导气通道（10）相连通；

所述连接块（20）的直径大于所述插块（15）的直径，连接块（20）与插块（15）之间固定连接有过渡段（16），在从连接块（20）到插块（15）的方向上过渡段（16）的直径逐渐减小，过渡段（16）上固定连接有推力板（17），所述传动单元包括固定套设在所述舵机（6）的输出轴上的摆杆（24），舵机（6）带动摆杆（24）转动，由摆杆（24）推动推力板（17），进而通过过渡段（16）和插块（15）带动所述锁紧块（14）从所述锁紧槽（13）中脱离；

所述充气机构包括气罐（2），气罐（2）通过通气管（4）与所述气门芯（19）的进气端相连通，通气管（4）的中部设置有用于导通或者截断通气管（4）的电磁阀（5），电磁阀（5）与所述控制器电连接。

2.如权利要求1所述的一种用于气球的自动放飞装置，其特征在于：所述连接块（20）的周侧壁上开设有一条或者多条连接槽（22），所述气球（1）的开口端卡设在连接槽（22）中完成固定。

3.如权利要求2所述的一种用于气球的自动放飞装置，其特征在于：所述气球（1）的开口端卡设在所述连接槽（22）中之后通过弹力固定环（23）锁紧。

4.如权利要求1所述的一种用于气球的自动放飞装置，其特征在于：还包括安装板（25），所述气罐（2）、所述电磁阀（5）、所述舵机（6）和所述固定部（7）均与安装板（25）固定连接。

5.如权利要求4所述的一种用于气球的自动放飞装置，其特征在于：所述气罐（2）的出气口还设置有气罐开关（3）。

6.如权利要求4所述的一种用于气球的自动放飞装置，其特征在于：所述气罐（2）穿过所述安装板（25）。

7.如权利要求1所述的一种用于气球的自动放飞装置的放飞方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、将所述气球（1）的开口端固定套设在所述活动部（8）上；

S2、所述控制器控制所述电磁阀（5）打开，使所述气罐（2）内的气体依次经过所述通气管（4）和所述气门芯（19）进入到所述气球（1）中，对气球（1）进行充气，充气完毕后控制器控制电磁阀（5）关闭；

S3、所述控制器控制所述舵机（6）输出，由舵机（6）通过传动单元带动所述活动部（8）与所述固定部（7）分离；

S4、所述气球（1）带动所述活动部（8）共同向上升起。

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