CN110935113B - 一种失重状态下自动感应开伞逃生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种失重状态下自动感应开伞逃生装置，包括包体，包体内设有充气装置和伞绳，伞绳连接有伞体，伞体设有与充气装置连接的气囊；充气装置连接有控制器，控制器连接有重力加速度传感器；包体内还设有弹射装置，弹射装置用于将伞体弹出包体。当用户坠落时，重力加速度传感器可以检测到用户的重力加速度，并将检测的信号发送至控制器，控制器再控制充气装置向气囊充气，从而打开伞体。本发明的逃生装置在用户下坠失重状态时能够自动开伞，避免了未经训练逃生人员因恐慌等原因无法打开降落伞而造成的安全问题，其打开速度较快，安全性能较高。

Description

一种失重状态下自动感应开伞逃生装置

技术领域

本发明属于救援设备技术领域，具体涉及一种失重状态下自动感应开伞逃生装置。

背景技术

随着全球城市化的发展，在一些大都市，建筑物越来越高，有的高达几百米，人类活动的空间也随之越来越高。但是，较高的地方也有着致命的缺陷，那就是一旦发生地震、火灾等特殊灾害，高层建筑物逃生与救援，就成了人们现在面临的一大难题。

降落伞是目前人类高空救援的主要技术手段，已有近百年的历史，但是传统降落伞由于受场地等条件限制，及降落伞使用复杂、操作困难、对跳伞者要求较高、降落伞开伞高度要求高等客观因素限制，不能得到很好的实际应用。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种失重状态下自动感应开伞逃生装置，在用户下坠失重状态时能够自动开伞，其打开速度较快，安全性能较高，适合高层建筑物逃生使用。

本发明所采用的技术方案为：一种失重状态下自动感应开伞逃生装置，包括包体，所述包体内设有充气装置和伞绳，所述伞绳连接有伞体，所述伞体设有与所述充气装置连接的气囊；所述充气装置连接有控制器，所述控制器连接有重力加速度传感器；所述包体内还设有弹射装置，所述弹射装置用于将所述伞体弹出包体。

作为优选方式，所述伞绳为导气管，所述气囊通过所述导气管与充气装置连接。

作为优选方式，所述气囊为环形，且气囊设置在所述伞体的四周边缘。

作为优选方式，所述充气装置包括高压气瓶，所述高压气瓶连接有用于打开所述高压气瓶的电机组件，所述电机组件与所述控制器连接。

作为优选方式，所述电机组件包括驱动电机，所述驱动电机的输出端设有主动齿轮，所述主动齿轮与所述高压气瓶的阀门传动连接。

作为优选方式，所述驱动电机为步进电机。

作为优选方式，所述高压气瓶为压缩氦气瓶。

作为优选方式，所述弹射装置包括弹射板，所述弹射板连接有压缩弹簧，所述主动齿轮啮合连接有从动齿轮，所述从动齿轮上设有用于固定所述压缩弹簧位置的插销。

作为优选方式，所述导气管包括内导管，内导管外设有外导管，所述内导管的两端分别与所述充气装置和气囊连通，所述外导管与气囊连通，且外导管与气囊之间设有单向阀。

作为优选方式，所述包体包括顶部开口的腔体，所述腔体表面设有背带。

本发明的有益效果为：

1、本发明提供了一种失重状态下自动感应开伞逃生装置，充气装置连接有控制器，控制器连接有重力加速度传感器。当用户坠落时，重力加速度传感器可以检测到用户的重力加速度，并将检测的信号发送至控制器，控制器再控制充气装置向气囊充气，从而打开伞体。由于逃生装置在用户下坠失重状态时能够自动开伞，避免了未经训练逃生人员因恐慌等原因无法打开降落伞而造成的安全问题。本发明的包体内还设有弹射装置，通过弹射装置迅速将伞体和气囊弹出到包体外，从而加快逃生装置的打开速度，加强了逃生装置的安全性能。

2、本发明的充气装置包括高压气瓶，高压气瓶连接有用于打开高压气瓶的电机组件，电机组件包括驱动电机，驱动电机的输出端设有主动齿轮，主动齿轮与高压气瓶的阀门传动连接。控制器控制驱动电机转动，使驱动电机输出端的主动齿轮转动，主动齿轮转动过程中驱动高压气瓶的阀门转动，从而打开高压气瓶，使高压气瓶对气囊进行充气，其结构简单，工作可靠性高，避免了用户因为紧张、恐慌等因素不会或忘记开伞而造成事故。

3、本发明的弹射装置包括弹射板，弹射板连接有压缩弹簧，主动齿轮啮合连接有从动齿轮，从动齿轮上设有用于固定压缩弹簧位置的插销。弹射装置通过驱动电机进行控制，使弹射板将伞体和气囊弹出包体，加快逃生装置的打开速度，使用户可以安全落地，保障了用户的安全。

4、本发明的导气管包括内导管，内导管外设有外导管，内导管的两端分别与充气装置和气囊连通，外导管与气囊连通，且外导管与气囊之间设有单向阀。高压气瓶通过内导管可以快速将氦气传输给气囊，气囊内的氦气充满后，气囊内的氦气再传输给外导管，保证了导气管的强度。

附图说明

图1是本发明提供的一种失重状态下自动感应开伞逃生装置的结构示意图；

图2是本发明提供的一种失重状态下自动感应开伞逃生装置中弹射装置的结构示意图；

图中：1-伞绳；2-伞体；3-气囊；4-导气管；5-高压气瓶；6-驱动电机；7- 主动齿轮；8-弹射板；9-压缩弹簧；10-从动齿轮；11-插销；12-腔体；13-背带。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种失重状态下自动感应开伞逃生装置，包括包体，所述包体内设有充气装置和伞绳1，所述伞绳1连接有伞体2，所述伞体2设有与所述充气装置连接的气囊3。逃生装置在不使用时，充气装置、伞绳1、伞体2和气囊3均收纳在包体内，需要使用时，由充气装置向气囊3充气，使伞绳1、伞体2和气囊3均伸到包体外。

所述充气装置连接有控制器，所述控制器连接有重力加速度传感器。重力加速度传感器是一种能够测量重力加速度的传感器，重力加速度传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。优选地，所述控制器为单片机，单片机可以采用STC89C52RC芯片，重力加速度传感器可以采用的型号为MMA7260。当用户坠落时，重力加速度传感器可以检测到用户的重力加速度，并将检测的信号发送至控制器，控制器再控制充气装置向气囊3充气，从而打开伞体2。由于逃生装置在用户下坠失重状态时能够自动开伞，避免了用户因为紧张、恐慌等因素不会或忘记开伞而造成事故。

所述包体内还设有弹射装置，所述弹射装置用于将所述伞体2弹出包体。通过弹射装置迅速将伞体2和气囊3弹出到包体外，从而加快逃生装置的打开速度，加强了逃生装置的安全性能。

在本实施方式中，所述伞绳1为导气管4，所述气囊3通过所述导气管4 与充气装置连接。伞绳1可以设置为4根，充气装置通过伞绳1向气囊3充气，加快逃生装置的打开速度。

在本实施方式中，所述气囊3为环形，且气囊3设置在所述伞体2的四周边缘。在本实施方式中，所述充气装置包括高压气瓶5，所述高压气瓶5连接有用于打开所述高压气瓶5的电机组件，所述电机组件与所述控制器连接。

具体地，所述电机组件包括驱动电机6，所述驱动电机6的输出端设有主动齿轮7，所述主动齿轮7与所述高压气瓶5的阀门传动连接。优选地，所述驱动电机6为步进电机，步进电机与控制器连接。控制器控制步进电机转动，使步进电机输出端的主动齿轮7转动，主动齿轮7转动过程中驱动高压气瓶5 的阀门转动，从而打开高压气瓶5，使高压气瓶5对气囊3进行充气，其结构简单，工作可靠性高。

在本实施方式中，所述高压气瓶5为压缩氦气瓶。氦气是一种无色无味，且不可燃的气体，使用氦气对气囊3进行充气，安全性较高。压缩氦气瓶的排气管道与各个导气管4连通，各个导气管4的一端固定在包体内壁，另一端与气囊3连通。

在本实施方式中，所述弹射装置包括弹射板8，所述弹射板8连接有压缩弹簧9，所述主动齿轮7啮合连接有从动齿轮10，所述从动齿轮10上设有用于固定所述压缩弹簧9位置的插销11。逃生装置在不使用时，伞绳1、伞体2和气囊3均收纳在包体内，伞体2和气囊3均放置在弹射板8上，压缩弹簧9处于压缩状态，插销11伸入压缩弹簧9中对压缩弹簧9的位置进行固定。逃生装置需要使用时，驱动电机6驱动主动齿轮7转动，从动齿轮10随着主动齿轮7转动，插销11随着从动齿轮10转动90度从而伸出压缩弹簧9外，压缩弹簧9 失去插销11的固定作用后，对弹射板8施加作用力，使弹射板8将伞体2和气囊3弹出包体，弹射板8可以移动到包体顶部，直接将伞体2和气囊3弹到包体上方，加快逃生装置的打开速度。使用户可以安全落地，保障了用户的安全。

在本实施方式中，所述导气管4包括内导管，内导管外设有外导管，所述内导管的两端分别与所述充气装置和气囊3连通，所述外导管与气囊3连通，且外导管与气囊3之间设有单向阀。内导管的直径较小，高压气瓶5通过内导管可以快速将氦气传输给气囊3，气囊3内的氦气充满后，气囊3内的氦气再传输给外导管，保证了导气管4的强度。优选地，所述外导管上设有排气阀，通过排气阀排出气囊3内的氦气，方便将伞体2和气囊3收纳在包体内。

在本实施方式中，所述包体包括顶部开口的腔体12，所述腔体12表面设有背带13。当用户遇突发灾害需高层逃生时，用户可背负该逃生装置从高空下坠，或者用户在高空作业不小心坠落时，下坠过程中重力加速度传感器可以检测到用户的重力加速度，控制器在极短时间内启动步进电机，步进电机驱动高压气瓶5的阀门打开，高压气瓶5内的高压氦气通过导气管4向气囊3充气，使逃生装置快速打开，减少了开伞时间，降低了安全事故的发生。本发明操作简单，适合普通民众使用，并且其开伞迅速，30秒内即可完成开伞，使用安全可靠，适合高层建筑物逃生使用。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (5)

1.一种失重状态下自动感应开伞逃生装置，包括包体，其特征在于，所述包体内设有充气装置和伞绳（1），所述伞绳（1）连接有伞体（2），所述伞体（2）设有与所述充气装置连接的气囊（3）；所述充气装置连接有控制器，所述控制器连接有重力加速度传感器；所述包体内还设有弹射装置，所述弹射装置用于将所述伞体（2）弹出包体；

所述充气装置包括高压气瓶（5），所述高压气瓶（5）连接有用于打开所述高压气瓶（5）的电机组件，所述电机组件与所述控制器连接；所述电机组件包括驱动电机（6），所述驱动电机（6）的输出端设有主动齿轮（7），所述主动齿轮（7）与所述高压气瓶（5）的阀门传动连接；所述弹射装置包括弹射板（8），所述弹射板（8）连接有压缩弹簧（9），所述主动齿轮（7）啮合连接有从动齿轮（10），所述从动齿轮（10）上设有用于固定所述压缩弹簧（9）位置的插销（11）；

所述伞绳（1）为导气管（4），所述气囊（3）通过所述导气管（4）与充气装置连接；所述气囊（3）为环形，且气囊（3）设置在所述伞体（2）的四周边缘。

2.根据权利要求1所述的失重状态下自动感应开伞逃生装置，其特征在于，所述驱动电机（6）为步进电机。

3.根据权利要求1所述的失重状态下自动感应开伞逃生装置，其特征在于，所述高压气瓶（5）为压缩氦气瓶。

4.根据权利要求1所述的失重状态下自动感应开伞逃生装置，其特征在于，所述导气管（4）包括内导管，内导管外设有外导管，所述内导管的两端分别与所述充气装置和气囊（3）连通，所述外导管与气囊（3）连通，且外导管与气囊（3）之间设有单向阀。

5.根据权利要求1所述的失重状态下自动感应开伞逃生装置，其特征在于，所述包体包括顶部开口的腔体（12），所述腔体（12）表面设有背带（13）。