CN110901940B - 一种超矮型探空气球自动释放装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超矮型探空气球自动释放装置，包括上端设有放球口的本体，放球口的上端边沿处设有转动座，还包括顶盖开合机构和升降机构，本体的上端设有可伸缩的放球筒，放球筒的下端开口与转动座的上端连通，本体的上方水平设有顶板，顶板上设有与放球筒的上端对应的通孔，放球筒的上端与通孔的下边沿连通，顶板的上端设有可打开或关闭通孔的顶盖，顶盖的后端与顶板的上端转动连接，顶盖开合机构驱动顶盖绕其后端转动，本体的中部水平套设有一轴承，升降机构的上端与顶板传动连接，其下端通过轴承与本体转动连接，升降机构带动顶板及顶盖升降，顶板升降过程中向上拉伸放球筒或向下压缩放球筒。
Description
技术领域
本发明涉及探空设备领域。更具体地说，本发明涉及一种超矮型探空气球自动释放装置。
背景技术
探空气球是人类研究平流层的重要工具，在气象学发展和天气预报工作中起到了重要作用。探空气球主要用于把无线电探空仪携带到高空，以便进行温度、压力、湿度和风等气象要素的探测，对高空气象数据进行采集。
高空气象探测是大气探测的重要组成部分，采集过程必须完成探空气球的施放工作。现阶段探空气球施放主要采用人工施放，在大风天气条件下正常成功施放探空气球一直是气象部门，特别是气象研究单位的愿景。当地面或海面风速超过7m/s时就无法正常进行人工施放探空气球了，这给天气预报，特别是气候研究造成了数据缺失，影响了预报的准确性。
目前国内外主流高空气象探测装备厂家相继推出了自动放球系统，可应对最高八级大风情况下的探空气球自动施放。这些自动放球系统高度均在2-3米左右，对某些有限高要求的环境则无法安装使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种超矮高度的探空气球自动放球装备和自动探空系统。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种超矮型探空气球自动释放装置，包括上端设有放球口的本体，所述放球口的上端边沿处设有转动座，还包括顶盖开合机构和升降机构，所述本体的上端设有可伸缩的放球筒，所述放球筒的下端开口与所述转动座的上端连通，所述本体的上方水平设有顶板，所述顶板上设有与所述放球筒的上端对应的通孔，所述放球筒的上端与所述通孔的下边沿连通，所述顶板的上端设有可打开或关闭所述通孔的顶盖，所述顶盖的后端与所述顶板的上端转动连接，所述顶盖开合机构驱动所述顶盖绕其后端转动，所述本体的中部水平套设有一轴承，所述升降机构设置在所述顶板和所述轴承之间，所述升降机构的上端与所述顶板传动连接，其下端通过所述轴承与所述本体转动连接，所述升降机构带动所述顶板及所述顶盖升降，所述顶板升降过程中向上拉伸所述放球筒或向下压缩所述放球筒。
优选的是，所述的一种超矮型探空气球自动释放装置中，所述顶盖上端由后向前倾斜。
优选的是，所述的一种超矮型探空气球自动释放装置中，所述顶盖的上端为长方形，且其前端设有圆弧形的延伸部。
优选的是，所述的一种超矮型探空气球自动释放装置中，所述升降机构包括多个升降单元和与所述升降单元一一对应的且水平设置的延伸件，多个所述升降单元均布在所述放球筒四周，其上端均通过对应的延伸件与所述顶板的下端连接，其下端均与所述轴承的外圈连接，并与所述本体连接固定。
优选的是，所述的一种超矮型探空气球自动释放装置中，所述升降单元为伺服电缸，所述伺服电缸均与所述轴承的外圈连接，其伸缩杆竖直向上设置并与对应的所述对应的延伸件连接。
优选的是，所述的一种超矮型探空气球自动释放装置中，所述放球筒的上下两端分别同轴设有一圆环，两个所述圆环分别与所述通孔的下边沿和所述本体上端的放球口连接。
优选的是，所述的一种超矮型探空气球自动释放装置中，所述顶盖开合机构包括两根电液推杆和推杆驱动组件，所述顶盖内部中空，其下端的后端的左右两侧分别设有一条形凹槽，两根所述电液推杆分别设置在所述放球筒的左右两侧，所述顶板左右两端分别水平延伸至所述本体上方外侧，且其下端的左右有两端分别设有一连接件，所述连接件的上端与所述顶板的下端连接，其下端向下延伸至所述本体外侧，两根所述电液推杆的伸缩杆的端部分别与两个所述连接件转动连接，两根所述电液推杆的缸体的端部分别伸入两个所述条形凹槽中并与所述条形凹槽的内壁转动连接，两根所述电液推杆均与设置在所述顶盖内部的推杆驱动组件传动连接，所述推杆驱动组件驱动两根所述电液推杆同步伸缩。
优选的是，所述的一种超矮型探空气球自动释放装置中，所述推杆驱动组件包括驱动单元和与两根所述电液推杆一一对应的两个传动单元，所述驱动单元设置在两根所述电液推杆之间，所述传动单元包括第一转轴、第二转轴、第一万向节和齿轮传动合件，所述齿轮传动合件设置在所述电液推杆的缸体的端部上，并与对应的所述电液推杆的双向油泵传动连接，所述第一转轴沿左右方向设置，其一端与所述驱动单元传动连接，所述第二转轴沿左右方向设置，其一端与所述齿轮传动合件传动连接，所述第一万向节设置在所述第一转轴第二转轴之间，且其两端分别与所述第一转轴的另一端和第二转轴的另一端转动连接。
优选的是，所述的一种超矮型探空气球自动释放装置中，所述驱动单元包括驱动电机和齿轮箱，所述驱动电机与所述齿轮箱传动连接，所述齿轮箱具有两根输出轴，所述齿轮箱的两根所述输出轴均沿左右方向设置，并分别与两根所述第一转轴的一端转动连接。
优选的是，所述的一种超矮型探空气球自动释放装置中，所述齿轮传动合件包括套筒、第三转轴、第一蜗杆和连接轴，所述套筒沿左右方向固定设置在所述电液推杆的缸体的端部上，所述第二转轴为蜗杆，所述第二转轴的一端伸入对应的所述套筒内，并可转动的设置在所述套筒内，其另一端与对应的所述第一万向节转动连接，所述套筒上设有与所述第二转轴的螺纹对应的容纳腔，所述容纳腔的内壁上设有与所述电液推杆的缸体内部连通的连接孔，所述第三转轴和第一蜗杆上下间隔的沿左右方向设置的所述电液推杆的缸体内部，且其两端均与所述电液推杆的缸体的内壁转动连接，所述第三转轴上同轴套设有一涡轮，所述涡轮分别与所述第二转轴和第一蜗杆啮合，所述第一蜗杆上还同轴套设有第一伞齿轮，所述连接轴的一端与所述电液推杆的双向油泵传动连接，其另一端同轴连接有第二伞齿轮，所述第二伞齿轮与所述第一伞齿轮啮合。
本发明的探空气球自动释放装置相对于现有的探空气球放球设备，减少了固定式放球筒，减少了整个探空气球自动释放装置的高度。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述的探空气球自动释放装置顶盖打开时的结构示意图；
图2为本发明所述的探空气球自动释放装置顶盖关上时的结构示意图；
图3为本发明所述的推杆驱动组件的结构示意图；
图4为本发明所述的齿轮传动合件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-图2所示，本发明的实施例提供一种超矮型探空气球自动释放装置，包括上端设有放球口的本体1，所述放球口的上端边沿处设有转动座21，还包括顶盖开合机构和升降机构，所述本体1的上端设有可伸缩的放球筒2，所述放球筒2的下端开口与所述转动座21的上端连通，所述本体1的上方水平设有顶板3，所述顶板3上设有与所述放球筒2的上端对应的通孔，所述放球筒2的上端与所述通孔的下边沿连通，所述顶板3的上端设有可打开或关闭所述通孔的顶盖4，所述顶盖4的后端与所述顶板3的上端转动连接，所述顶盖开合机构驱动所述顶盖4绕其后端转动，所述本体1的中部水平套设有一轴承22，所述升降机构设置在所述顶板和所述轴承22之间，所述升降机构的上端与所述顶板3传动连接，其下端通过所述轴承22与所述本体1转动连接，所述升降机构带动所述顶板3及所述顶盖4升降，所述顶板3升降过程中向上拉伸所述放球筒2或向下压缩所述放球筒2。
该实施例中，本体1采用现有技术，例如申请人之前申请的申请号为201910688994.3的《一种小型全自动探空设备》的发明申请中所记载的小型全自动探空设备，其上端放球口处设有可旋转的转动座21；本实施例中，为了降低整个释放装置的高度，改变了常见的固定式的放球筒2，采用可伸缩的放球筒2，放球筒2采用类似于伸缩橡胶管的结构，放球筒2的下端与转动座21的上端连通，上端与通孔的下边沿连通，探空气球自动释放装置不放球时，盖体将通孔封住，放球筒2被压缩，而在探空气球自动释放装置开始放球时，在探空气球充气过程中，升降机构带动顶板3及顶盖4向上移动至指定位置，顶板4向上移动过程中带动放球筒2伸直，然后转动座21开始转动，转动座21带动放球筒2转动至指定位置，转动座21转动的同时，放球筒2带动顶板4和升降机构同步转动，升降机构的下端通过轴承22的外圈固定连接，轴承22水平套设在本体1上，其内圈与本体1固定连接；当放球筒转动至指定位置后，顶盖开合机构驱动顶盖4绕其后端转动，逐步打开通孔，充好气的探空气球就会从通孔的上端开口处放出，而在完成放球作业后，顶盖开合机构驱动顶盖4绕其后端转动至封住通孔，转动座21带动放球筒2以及顶板4和升降机构转回至初始位置，升降机构带动顶板3及顶盖4向下移动至指定位置；现有的自动放球系统高度均在2-3米左右，对某些有限高要求的环境则无法安装使用，本方案中通过将放球筒2设置为可伸缩的结构，本方案的超矮型探空气球自动释放装置的整体高度可降至1.4米左右。
优选地，作为本发明另外一个实施例，所述顶盖4上端由后向前倾斜。
该实施例中，所述顶盖4上端由后向前倾斜，其为导风面设计，从后端向前端逐渐降低高度，便于打开时将吹来的风导向上方，且所述顶盖4的后端为方形设计，前端为圆形或方形设计，便于打开时更大面积挡住吹来的风。
优选的是，所述的一种超矮型探空气球自动释放装置中，所述顶盖4的上端为长方形，且其前端设有圆弧形的延伸部。
优选地，作为本发明另外一个实施例，所述升降机构包括多个升降单元和与所述升降单元一一对应的且水平设置的延伸件23，多个所述升降单元均布在所述放球筒2四周，其上端均通过对应的延伸件23与所述顶板3的下端连接，其下端均与所述轴承22的外圈连接，并与所述本体1连接固定，所述升降单元为伺服电缸5，所述伺服电缸5均与所述轴承22的外圈连接，其伸缩杆竖直向上设置并与对应的所述对应的延伸件23连接。
该实施例中，多个伺服电缸5同步升降，带动顶板3及顶盖4稳定升降，从而带动放球筒2的上端随之升降。伺服电缸5性能稳定，控制精度较高。
优选地，作为本发明另外一个实施例，所述放球筒2的上下两端分别同轴设有一圆环，两个所述圆环分别与所述通孔的下边沿和所述本体1上端的放球口连接。
该实施例中，在放球筒2的上下两端分别同轴设有一圆环，将两个圆环分别顶板3和本体1连接，可以使得放球筒2的连接更加稳定。
优选地，作为本发明另外一个实施例，如图3-图4所示，所述顶盖开合机构包括两根电液推杆6和推杆驱动组件，所述顶盖4内部中空，其下端的后端的左右两侧分别设有一条形凹槽7，两根所述电液推杆6分别设置在所述放球筒2的左右两侧，所述顶板3左右两端分别水平延伸至所述本体1上方外侧，且其下端的左右有两端分别设有一连接件20，所述连接件20的上端与所述顶板3的下端连接，其下端向下延伸至所述本体1外侧，两根所述电液推杆6的伸缩杆的端部分别与两个所述连接件20转动连接，两根所述电液推杆6的缸体的端部分别伸入两个所述条形凹槽7中并与所述条形凹槽7的内壁转动连接，两根所述电液推杆6均与设置在所述顶盖4内部的推杆驱动组件传动连接，所述推杆驱动组件驱动两根所述电液推杆6同步伸缩；所述推杆驱动组件包括驱动单元和与两根所述电液推杆6一一对应的两个传动单元，所述驱动单元设置在两根所述电液推杆6之间，所述传动单元包括第一转轴8、第二转轴9、第一万向节10和齿轮传动合件，所述齿轮传动合件设置在所述电液推杆6的缸体的端部上，并与对应的所述电液推杆6的双向油泵传动连接，所述第一转轴8沿左右方向设置，其一端与所述驱动单元传动连接，所述第二转轴9沿左右方向设置，其一端与所述齿轮传动合件传动连接，所述第一万向节10设置在所述第一转轴8第二转轴9之间，且其两端分别与所述第一转轴8的另一端和第二转轴9的另一端转动连接。
该实施例中，顶盖开合机构包括两根电液推杆6和推杆驱动组件，将推杆驱动组件设置在顶盖4内部，再在顶盖4下端的后端分别设有一条形凹槽7，两根电液推杆6的缸体的端部分别伸入两个所述条形凹槽7中并与条形凹槽7的内壁转动连接，驱动单元设置在两根电液推杆6之间，并通过两个传动单元分别带动电液推杆6伸缩，具体的，传动单元带动两根第一转轴8同步转动，第一转轴8通过第一万向节10带动对应的第二转轴9转动，第二转轴9通过齿轮传动合件带动电液推杆6的双向油泵工作，从而实现电液推杆6的伸缩，电液推杆6在伸缩过程中，其伸缩杆的端部与放球筒2下端转动，其缸体的端部与对应的条形凹槽7的内壁转动，此时第二转轴9的另一端与第一杆体的另一端的相对位置也会变化，即通过第一万向节10来实现第二转轴9的另一端与第一杆体的另一端的连接；如图3中所示，可在顶盖4内部设置一轴承座，第二转轴9的另一端穿过所述轴承座并与所述轴承座的内圈连接，通过轴承座使得第一转轴8的转动更加稳定。
优选地，作为本发明另外一个实施例，所述驱动单元包括驱动电机11和齿轮箱12，所述驱动电机11与所述齿轮箱12传动连接，所述齿轮箱12具有两根输出轴，所述齿轮箱12的两根所述输出轴均沿左右方向设置，并分别与两根所述第一转轴8的一端转动连接。
该实施例中，驱动电机11通过齿轮箱12带动两根第一转轴8同步转动，可以保证两根第一杆体同步正转或反转，从而保证两根电液推杆6能够同步伸缩。
优选地，作为本发明另外一个实施例，所述齿轮传动合件包括套筒13、第三转轴14、第一蜗杆15和连接轴16，所述套筒13沿左右方向固定设置在所述电液推杆6的缸体的端部上，所述第二转轴9为蜗杆，所述第二转轴9的一端伸入对应的所述套筒13内，并可转动的设置在所述套筒13内，其另一端与对应的所述第一万向节10转动连接，所述套筒13上设有与所述第二转轴9的螺纹对应的容纳腔，所述容纳腔的内壁上设有与所述电液推杆6的缸体内部连通的连接孔，所述第三转轴14和第一蜗杆15上下间隔的沿左右方向设置的所述电液推杆6的缸体内部，且其两端均与所述电液推杆6的缸体的内壁转动连接，所述第三转轴14上同轴套设有一涡轮17，所述涡轮17分别与所述第二转轴9和第一蜗杆15啮合，所述第一蜗杆15上还同轴套设有第一伞齿轮18，所述连接轴16的一端与所述电液推杆6的双向油泵传动连接，其另一端同轴连接有第二伞齿轮19，所述第二伞齿轮19与所述第一伞齿轮18啮合。
该实施例中，第二转轴9为蜗杆，通过在第三转轴14上设置涡轮17，通过第二转轴9转动带动涡轮17转动，涡轮17再带动第一蜗杆15及其上的第一伞齿轮18转动，第一伞齿轮18带动第二伞齿轮19转动，从而使得连接轴16随之转动，再通过连接轴16带动电液推杆6的双向油泵工作，驱动单元可带动第一转轴8正转或反转，从而带动第二转轴9正转或反转，第二转轴9转动的方向不同，使得双向油泵的工作状态不同，从而使得该电液推杆6的伸缩杆收缩或伸长。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (10)
1.一种超矮型探空气球自动释放装置，包括上端设有放球口的本体(1)，所述放球口的上端边沿处设有转动座(21)，其特征在于，还包括顶盖开合机构和升降机构，所述本体(1)的上端设有可伸缩的放球筒(2)，所述放球筒(2)的下端开口与所述转动座(21)的上端连通，所述本体(1)的上方水平设有顶板(3)，所述顶板(3)上设有与所述放球筒(2)的上端对应的通孔，所述放球筒(2)的上端与所述通孔的下边沿连通，所述顶板(3)的上端设有可打开或关闭所述通孔的顶盖(4)，所述顶盖(4)的后端与所述顶板(3)的上端转动连接，所述顶盖开合机构驱动所述顶盖(4)绕其后端转动，所述本体(1)的中部水平套设有一轴承(22)，所述升降机构设置在所述顶板和所述轴承(22)之间，所述升降机构的上端与所述顶板(3)传动连接，其下端通过所述轴承(22)与所述本体(1)转动连接，所述升降机构带动所述顶板(3)及所述顶盖(4)升降，所述顶板(3)升降过程中向上拉伸所述放球筒(2)或向下压缩所述放球筒(2)。
2.如权利要求1所述的一种超矮型探空气球自动释放装置，其特征在于，所述顶盖(4)上端由后向前倾斜。
3.如权利要求1所述的一种超矮型探空气球自动释放装置，其特征在于，所述顶盖(4)的上端为长方形，且其前端设有圆弧形的延伸部。
4.如权利要求1所述的一种超矮型探空气球自动释放装置，其特征在于，所述升降机构包括多个升降单元和与所述升降单元一一对应的且水平设置的延伸件(23)，多个所述升降单元均布在所述放球筒(2)四周，其上端均通过对应的延伸件(23)与所述顶板(3)的下端连接，其下端均与所述轴承(22)的外圈连接，并与所述本体(1)连接固定。
5.如权利要求4所述的一种超矮型探空气球自动释放装置，其特征在于，所述升降单元为伺服电缸(5)，所述伺服电缸(5)均与所述轴承(22)的外圈连接，其伸缩杆竖直向上设置并与对应的所述对应的延伸件(23)连接。
6.如权利要求1所述的一种超矮型探空气球自动释放装置，其特征在于，所述放球筒(2)的上下两端分别同轴设有一圆环，两个所述圆环分别与所述通孔的下边沿和所述本体(1)上端的放球口连接。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种超矮型探空气球自动释放装置，其特征在于，所述顶盖开合机构包括两根电液推杆(6)和推杆驱动组件，所述顶盖(4)内部中空，其下端的后端的左右两侧分别设有一条形凹槽(7)，两根所述电液推杆(6)分别设置在所述放球筒(2)的左右两侧，所述顶板(3)左右两端分别水平延伸至所述本体(1)上方外侧，且其下端的左右有两端分别设有一连接件(20)，所述连接件(20)的上端与所述顶板(3)的下端连接，其下端向下延伸至所述本体(1)外侧，两根所述电液推杆(6)的伸缩杆的端部分别与两个所述连接件(20)转动连接，两根所述电液推杆(6)的缸体的端部分别伸入两个所述条形凹槽(7)中并与所述条形凹槽(7)的内壁转动连接，两根所述电液推杆(6)均与设置在所述顶盖(4)内部的推杆驱动组件传动连接，所述推杆驱动组件驱动两根所述电液推杆(6)同步伸缩。
8.如权利要求7所述的一种超矮型探空气球自动释放装置，其特征在于，所述推杆驱动组件包括驱动单元和与两根所述电液推杆(6)一一对应的两个传动单元，所述驱动单元设置在两根所述电液推杆(6)之间，所述传动单元包括第一转轴(8)、第二转轴(9)、第一万向节(10)和齿轮传动合件，所述齿轮传动合件设置在所述电液推杆(6)的缸体的端部上，并与对应的所述电液推杆(6)的双向油泵传动连接，所述第一转轴(8)沿左右方向设置，其一端与所述驱动单元传动连接，所述第二转轴(9)沿左右方向设置，其一端与所述齿轮传动合件传动连接，所述第一万向节(10)设置在所述第一转轴(8)和第二转轴(9)之间，且其两端分别与所述第一转轴(8)的另一端和第二转轴(9)的另一端转动连接。
9.如权利要求8所述的一种超矮型探空气球自动释放装置，其特征在于，所述驱动单元包括驱动电机(11)和齿轮箱(12)，所述驱动电机(11)与所述齿轮箱(12)传动连接，所述齿轮箱(12)具有两根输出轴，所述齿轮箱(12)的两根所述输出轴均沿左右方向设置，并分别与两根所述第一转轴(8)的一端转动连接。
10.如权利要求8所述的一种超矮型探空气球自动释放装置，其特征在于，所述齿轮传动合件包括套筒(13)、第三转轴(14)、第一蜗杆(15)和连接轴(16)，所述套筒(13)沿左右方向固定设置在所述电液推杆(6)的缸体的端部上，所述第二转轴(9)为蜗杆，所述第二转轴(9)的一端伸入对应的所述套筒(13)内，并可转动的设置在所述套筒(13)内，其另一端与对应的所述第一万向节(10)转动连接，所述套筒(13)上设有与所述第二转轴(9)的螺纹对应的容纳腔，所述容纳腔的内壁上设有与所述电液推杆(6)的缸体内部连通的连接孔，所述第三转轴(14)和第一蜗杆(15)上下间隔的沿左右方向设置的所述电液推杆(6)的缸体内部，且其两端均与所述电液推杆(6)的缸体的内壁转动连接，所述第三转轴(14)上同轴套设有一涡轮(17)，所述涡轮(17)分别与所述第二转轴(9)和第一蜗杆(15)啮合，所述第一蜗杆(15)上还同轴套设有第一伞齿轮(18)，所述连接轴(16)的一端与所述电液推杆(6)的双向油泵传动连接，其另一端同轴连接有第二伞齿轮(19)，所述第二伞齿轮(19)与所述第一伞齿轮(18)啮合。
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