CN111422333B - 一种气囊充气装置 - Google Patents

Abstract

一种气囊充气装置，包括固定外筒（1），与固定外筒的滑动连接的运动筒（3），设置在运动筒外表面上的V型槽（4），设置在固定外筒（1）上的弹珠安装孔（5），置于弹珠安装孔（5）内的弹珠（6），内壁与固定外筒（1）连接的限位套（7），与固定外筒（1）和限位套（7）连接的拉簧（8），两端分别与固定外筒（1）和限位套（7）连接的碳膜电阻（9），与固定外筒（1）一端连接的安装板（10），与安装板（10）近运动筒（3）一侧连接的回弹腔体（11），穿过回弹腔体（11）与安装板（10）连接的刺针（12），分别设置在固定外筒（1）和运动筒（3）上的出气孔（13），位于固定外筒（1）和运动筒（3）之间的压缩弹簧（14）。

Description

一种气囊充气装置

技术领域

本发明涉及水下探测设备技术领域，尤其涉及一种探测设备气囊的充气装置。

背景技术

部分小型水下探测设备入水后需要通过一个激发装置激发气瓶对信号传输端气囊充气，使其信号传输端浮出水面进行信号传输，传统的方式是如图1所示，采用拉杆方式，利用弹簧蓄能，通过碳膜电阻a对拉杆b进行定位，工作时，对碳膜电阻a通电使其熔断，弹簧c拉动拉杆向下运动，拉杆末端通过杠杆原理将弹簧力放大并将这个力传递至刺针d，刺针d刺穿气瓶e对气囊充气，此种方式存在以下不足：第一，因为需要将整个装置安装于浮标横截面上，占用空间较大，且因尺寸限制，气瓶不能超过一定尺寸；第二，因碳膜电阻自身的拉断力限制，使得经杠杆放大后的刺破力有限，难以刺破普通气瓶，需定制专门气瓶；第三，刺针刺破气瓶后，刺针留在刺孔中不能退出，影响气瓶的出气速度。

CN208544408U公开了一种气囊充气装置及便携式救生环。气囊充气装置包括一壳体、一储气瓶、一顶针、一撞击杆、一限制机构、一蓄力机构和一触发机构；该顶针滑动设置在所述壳体内，该顶针可沿一刺破方向从一初始位置向一刺破位置直线滑移；该撞击杆滑动设置在所述壳体内，该撞击杆从其初始位置向其击发位置移动时可撞击所述顶针；限制机构用以使撞击杆保持于其初始位置；该蓄力机构使撞击杆具有向其击发位置移动的趋势；触发机构与用于解除限制机构对所述撞击杆的限制。该实用新型摒弃了传统的杠杆结构，采用直线运动的撞击杆和顶针结构。其采用压缩弹簧蓄能，机械限位，激发后，弹簧使撞击杆向前冲击刺针刺破气瓶，此种方式可通过调整弹簧尺寸得到较大的刺穿力，满足普通气瓶的刺穿需求，但是需要增加额外的撞击杆作为冲击质量，造成其纵向尺寸过长。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是如何提供一种结构体积较小，可靠性较高，不影响气瓶出气速度的气囊充气装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供的气囊充气装置方案之一，包括固定外筒，与所述固定外筒的内壁滑动连接、用于安装气瓶的运动筒，设置在所述运动筒外表面上的V型槽，若干个与所述V型槽的位置相配合、设置在所述固定外筒上的弹珠安装孔，若干个分别置于所述弹珠安装孔内的弹珠，内壁与所述固定外筒的外表面滑动连接、限制所述弹珠能否脱离V型槽的限位套，两端分别与所述固定外筒和限位套连接的拉簧，两端分别与所述固定外筒和限位套连接的碳膜电阻，与所述固定外筒一端连接的安装板，与所述安装板近运动筒一侧连接的回弹腔体，穿过回弹腔体与所述安装板连接的刺针，分别设置在所述固定外筒和运动筒上的出气孔，位于所述固定外筒和运动筒之间的压缩弹簧；所述限位套的内腔近安装板端具有限位凹台段和过渡到所述限位凹台段的限位斜面段，限位斜面段使限位套的内腔直径逐渐增大，当弹珠与限位凹台段接触时，弹珠脱离所述V型槽。

为了解决上述技术问题，本发明提供的气囊充气装置方案之二，包括固定外筒，与所述固定外筒的内壁滑动连接、用于安装气瓶的运动筒，设置在所述运动筒外表面上的V型槽，若干个与所述V型槽的位置相配合、设置在所述固定外筒上的弹珠安装孔，若干个分别置于所述弹珠安装孔内的弹珠，内壁与所述固定外筒的外表面滑动连接、限制所述弹珠能否脱离V型槽的限位套，与所述固定外筒一端连接的安装板，与所述安装板近运动筒一侧连接的回弹腔体，穿过回弹腔体与所述安装板连接的刺针，分别设置在所述固定外筒和运动筒上的出气孔，位于所述固定外筒和运动筒之间的压缩弹簧，设置在所述安装板上的拉线槽，设置在所述安装板上与所述拉线槽交叉的碳膜电阻安装槽，安装在所述碳膜电阻安装槽内的第二碳膜电阻，穿过拉线槽后两端分别与所述限位套连接的拉线；所述拉线通过碳膜电阻安装槽时、缠绕在第二碳膜电阻的外围；所述限位套的内腔近安装板端具有限位凹台段和过渡到所述限位凹台段的限位斜面段，限位斜面段使限位套的内腔直径逐渐增大，当弹珠与限位凹台段接触时，弹珠脱离所述V型槽。

作为本发明的进一步改进方案，本发明提供的气囊充气装置，所述固定外筒的内腔近安装板端具有凹台段，所述运动筒的近安装板端具有与所述凹台段滑动连接的凸台，所述压缩弹簧位于凹台段的台阶与凸台之间。

作为本发明的进一步改进方案，本发明提供的气囊充气装置，所述运动筒的内腔具有气瓶安装座。

作为本发明的进一步改进方案，本发明提供的气囊充气装置，所述回弹腔体的远离安装板端具有刺针安装孔。

在方案2的基础上，作为本发明的进一步改进方案，本发明提供的气囊充气装置，还具有设置在所述固定外筒远离安装板一端，限制所述限位套脱离的限位螺栓。

在不冲突的情况下，前述改进方案可单独或组合实施。

本发明提供的技术方案，采用冲击式刺破方式，利用气瓶自身的质量作为冲击质量，不设计额外的冲击质量，即刺针固定，气瓶运动，结构体积较小，提高了空间利用率；采用压缩弹簧蓄能，压缩弹簧释放后使运动筒和气瓶整体向前运动，气瓶主动撞击刺针被刺破放气，采用弹珠和限位套对气瓶上锁，采用拉簧和碳膜电阻、或拉线对限位套限位，刺破力的大小可通过调整压缩弹簧的弹力来改变，能提供较大的刺破力，对气瓶的适应性强；采用回弹腔式设计，使气瓶撞击刺针被刺破后能利用自身气压产生的压力回弹，避免影响气瓶的出气速度。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有气囊充气装置的结构原理示意图；

图2为实施例1气囊充气装置的立体图；

图3为实施例1气囊充气装置的左视结构原理示意图；

图4为图3的A—A向结构原理示意图；

图5为图3的B—B向结构原理示意图；

图6为实施例气囊充气装置的固定外筒的立体结构原理示意图；

图7为实施例气囊充气装置的固定外筒的轴向剖视结构原理示意图；

图8为实施例气囊充气装置的运动筒的立体结构原理示意图；

图9为实施例气囊充气装置的运动筒的轴向剖视结构原理示意图；

图10为实施例气囊充气装置的限位套的立体结构原理示意图；

图11为实施例气囊充气装置的限位套的轴向剖视结构原理示意图；

图12为实施例气囊充气装置的回弹腔体的立体结构原理示意图；

图13为实施例气囊充气装置的回弹腔体的轴向剖视结构原理示意图；

图14为实施例气囊充气装置处于刺破状态示意图；

图15为实施例气囊充气装置处于回弹状态示意图；

图16为实施例弹珠及限位套受力分析图；

图17为实施例2气囊充气装置的左视结构原理示意图；

图18为图17的A—A结构原理示意图；

图19为图17的B—B结构原理示意图；

图20为实施例2气囊充气装置的安装板的主视结构原理示意图；

图21为图20的C—C向结构原理示意图；

图22为实施例2气囊充气装置的安装板的立体结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：如图2至图5所示的气囊充气装置，包括固定外筒1，与固定外筒1的内壁滑动连接、用于安装气瓶2的运动筒3，设置在运动筒3外表面上的V型槽4，若干个与V型槽4的位置相配合、设置在固定外筒1上的弹珠安装孔5，若干个分别置于弹珠安装孔5内的弹珠6，内壁与固定外筒1的外表面滑动连接、限制弹珠6能否脱离V型槽4的限位套7，两端分别与固定外筒1和限位套7连接的拉簧8，两端分别与固定外筒1和限位套7连接的碳膜电阻9，与固定外筒1一端连接的安装板10，与安装板10近运动筒3一侧连接的回弹腔体11，穿过回弹腔体11与安装板10连接的刺针12，分别设置在固定外筒1和运动筒3上的出气孔13，位于固定外筒1和运动筒3之间的压缩弹簧14；拉簧8和碳膜电阻9的组合为二套，对称地设置在固定外筒1和限位套7的外部。如图10和图11所示，限位套7的内腔近安装板10端具有限位凹台段16和过渡到限位凹台段16的限位斜面段15，限位斜面段15使限位套7的内腔直径逐渐增大，当弹珠6与限位凹台段16接触时，弹珠6脱离所述V型槽4。当碳膜电阻9熔断时，拉簧8提供一个拉力，使限位套7更加可靠地向远离刺针12方向移动，当限位套7移动到一定位置，弹珠6脱离所述V型槽4时，拉簧8提供一个弹力，使限位套7不能再向远离刺针12方向移动，使弹珠6仍位于限位凹台段16内，防止弹珠6掉落。

工作原理：气瓶2安装在运动筒3内，运动筒3可沿固定外筒1的内壁滑动，刺针12位置固定。V型槽4、弹珠安装孔5、弹珠6、限位套7、拉簧8、碳膜电阻9构成限制触发机构。当处于上锁状态时：拉簧8和碳膜电阻9形成一个平衡力，弹珠6的一部分位于V型槽4内，限位套7对弹珠6施加一个压力。如图16所示，弹珠6受到V型槽4对它的压力F1，固定外筒1对它的力F2，以及限位套7对它的力F3，限位套7受到弹珠6对它的反作用力F3＇，Fm为F3＇产生的摩擦力，Fm＇为Fm在水平方向上的分力，当F4＝Fm＇时，限位套7处于临界位置，此时，限位套7没有运动的趋向；当F4＞Fm＇时，限位套7有向远离刺针12方向运动的趋向，即解锁的趋向，此时需要碳膜电阻9拉住限位套7保持其上锁状态，设计上通过控制限位斜面段15的倾斜度、V型槽4的角度使得F4＞Fm＇。压缩弹簧蓄能，使运动筒3具有向近刺针12方向运动的趋向，当处于上锁状态时，运动筒3因被弹珠6卡死不能向近刺针12方向运动。刺破力的大小由压缩弹簧14决定，可通过调整压缩弹簧的弹力来改变，而碳膜电阻9的拉力大小，可通过调整拉簧8的拉力、限位斜面段15的倾斜度或V型槽4的角度来调整，因此，理论上本发明提供的技术方案能提供较大的刺破力，对气瓶的适应性强。

参见图14，解锁时，给碳膜电阻9通熔断电流，碳膜电阻9熔断，在拉簧8和V型槽4的共同作用下，限位套7被弹珠顶着向远离刺针12方向运动；限位套7与V型槽4之间的距离不断增大，弹珠6沿着限位斜面段15运动直至弹珠离开V型槽4，与限位凹台段16接触；没有弹珠6的限位，运动筒3解锁并被压缩弹簧14推着向近刺针12方向运动直至气瓶2被刺破。参见图15，气瓶2被刺破后，气体进入回弹腔内，气体冲击回弹腔，在气体的反作用下推动运动筒3向远离刺针12方向运动，气瓶2和刺针12分离，可提高气瓶2出气速度。

本发明采用冲击式刺破方式，利用气瓶2自身的质量作为冲击质量，不设计额外的冲击质量，即刺针12固定，运动筒3带动气瓶2运动，结构体积较小，提高了空间利用率；采用压缩弹簧14蓄能，压缩弹簧14释放后使运动筒3和气瓶2整体向刺针12方向运动，气瓶2主动撞击刺针12被刺破放气；采用弹珠6和限位套7对气瓶上锁，采用拉簧8和碳膜电阻9对限位套7限位；设计有回弹腔，使气瓶撞击刺针12被刺破后，能利用自身释放气压产生的冲击力实现回弹，避免影响气瓶的出气速度。

作为实施例之一，如图4，图6至图9所示，本发明提供的气囊充气装置，固定外筒1的内腔近安装板10端具有凹台段17，运动筒3的近安装板10端具有与凹台段17滑动连接的凸台18，压缩弹簧14位于凹台段17的台阶与凸台18之间。

作为实施例之一，如图8和图9所示，本发明提供的气囊充气装置，运动筒3的内腔具有气瓶安装座19。

作为实施例之一，如图12和图13所示，本发明提供的气囊充气装置，回弹腔体11的远离安装板10端具有刺针安装孔20。

实施例2：如图17至图22所示的气囊充气装置，包括固定外筒1，与固定外筒1的内壁滑动连接、用于安装气瓶2的运动筒3，设置在运动筒3外表面上的V型槽4，若干个与V型槽4的位置相配合、设置在固定外筒1上的弹珠安装孔5，若干个分别置于弹珠安装孔5内的弹珠6，内壁与固定外筒1的外表面滑动连接、限制弹珠6能否脱离V型槽4的限位套7，与固定外筒1一端连接的安装板10，与安装板10近运动筒3一侧连接的回弹腔体11，穿过回弹腔体11与所述安装板10连接的刺针12，分别设置在所述固定外筒1和运动筒3上的出气孔13，位于固定外筒1和运动筒3之间的压缩弹簧14，设置在安装板10上的拉线槽21，设置在安装板10上与拉线槽21交叉的碳膜电阻安装槽22，安装在碳膜电阻安装槽22内的第二碳膜电阻23，穿过拉线槽21后两端分别与限位套7连接的拉线24；第二碳膜电阻23安装在拉线槽21与碳膜电阻安装槽22的交叉位置，拉线24通过碳膜电阻安装槽22时，拉线24在第二碳膜电阻23上打一个单结，缠绕在第二碳膜电阻23的外围，拉线两头从拉线槽21引出，穿过安装板10后系在限位套7上，拉线两头对称地位于限位套7的外表面。限位套7的内腔近安装板10端具有限位凹台段16和过渡到限位凹台段16的限位斜面段15，限位斜面段15使限位套7的内腔直径逐渐增大，当弹珠6与限位凹台段16接触时，弹珠6脱离所述V型槽4。

工作原理：气瓶2安装在运动筒3内，运动筒3可沿固定外筒1的内壁滑动，刺针12位置固定。V型槽4、弹珠安装孔5、弹珠6、限位套7、拉线24、第二碳膜电阻23构成限制触发机构。当处于上锁状态时：弹珠6的一部分位于V型槽4内，限位套7对弹珠6施加一个压力，拉线24对限位套7施加一个拉力，使限位套7与固定外筒1之间不产生相对运动，拉线24拉住限位套7保持其上锁状态。压缩弹簧蓄能，使运动筒3具有向近刺针12方向运动的趋向，当处于上锁状态时，运动筒3因被弹珠6卡死不能向近刺针12方向运动。刺破力的大小由压缩弹簧14决定，可通过调整压缩弹簧的弹力来改变。利用拉线24拉住限位套7保持其上锁状态，理论上本发明提供的技术方案能提供较大的刺破力，对气瓶的适应性强。

解锁时，给第二碳膜电阻23通电，第二碳膜电阻23发热将拉线24烧断；限位套7可沿固定外筒1滑动，弹珠6被运动筒3从V型槽中顶出，运动筒3可沿固定外筒1的内壁滑动；运动筒3被压缩弹簧14推着向近刺针12方向运动，直至气瓶2被刺破；气瓶2被刺破后气体在回弹腔体11作用下推动运动筒3向远离刺针12方向运动，气瓶2和刺针12分离，气瓶2出气速度增加。采用一根拉线24对限位套7进行上锁，解锁时拉线24被从中间烧断，拉线24对限位套7二侧的拉力同步觖除，使解锁时更平顺，可靠性更高。

作为实施例之一，如图19所示，本发明提供的气囊充气装置，还具有设置在固定外筒1远离安装板10一端，限制限位套7脱离的限位螺栓25。解锁时限位螺栓25限定限位套7的运动距离，使弹珠6不能脱离限位凹台段16区域，防止弹珠6掉落，便于回收利用。

对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明权利要求的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种气囊充气装置，其特征在于，包括固定外筒（1），与所述固定外筒（1）的内壁滑动连接、用于安装气瓶（2）的运动筒（3），设置在所述运动筒（3）外表面上的V型槽（4），若干个与所述V型槽（4）的位置相配合、设置在所述固定外筒（1）上的弹珠安装孔（5），若干个分别置于所述弹珠安装孔（5）内的弹珠（6），内壁与所述固定外筒（1）的外表面滑动连接、限制所述弹珠（6）能否脱离V型槽（4）的限位套（7），两端分别与所述固定外筒（1）和限位套（7）连接的拉簧（8），两端分别与所述固定外筒（1）和限位套（7）连接的碳膜电阻（9），与所述固定外筒（1）一端连接的安装板（10），与所述安装板（10）近运动筒（3）一侧连接的回弹腔体（11），穿过回弹腔体（11）与所述安装板（10）连接的刺针（12），分别设置在所述固定外筒（1）和运动筒（3）上的出气孔（13），位于所述固定外筒（1）和运动筒（3）之间的压缩弹簧（14）；所述限位套（7）的内腔近安装板（10）端具有限位凹台段（16）和过渡到所述限位凹台段（16）的限位斜面段（15），限位斜面段（15）使限位套（7）的内腔直径逐渐增大，当弹珠（6）与限位凹台段（16）接触时，弹珠（6）脱离所述V型槽（4）；所述固定外筒（1）的内腔近安装板（10）端具有凹台段（17），所述运动筒（3）的近安装板（10）端具有与所述凹台段（17）滑动连接的凸台（18），所述压缩弹簧（14）位于凹台段（17）的台阶与凸台（18）之间。

2.一种气囊充气装置，其特征在于，包括固定外筒（1），与所述固定外筒（1）的内壁滑动连接、用于安装气瓶（2）的运动筒（3），设置在所述运动筒（3）外表面上的V型槽（4），若干个与所述V型槽（4）的位置相配合、设置在所述固定外筒（1）上的弹珠安装孔（5），若干个分别置于所述弹珠安装孔（5）内的弹珠（6），内壁与所述固定外筒（1）的外表面滑动连接、限制所述弹珠（6）能否脱离V型槽（4）的限位套（7），与所述固定外筒（1）一端连接的安装板（10），与所述安装板（10）近运动筒（3）一侧连接的回弹腔体（11），穿过回弹腔体（11）与所述安装板（10）连接的刺针（12），分别设置在所述固定外筒（1）和运动筒（3）上的出气孔（13），位于所述固定外筒（1）和运动筒（3）之间的压缩弹簧（14），设置在所述安装板（10）上的拉线槽（21），设置在所述安装板（10）上与所述拉线槽（21）交叉的碳膜电阻安装槽（22），安装在所述碳膜电阻安装槽（22）内的第二碳膜电阻（23），穿过拉线槽（21）后两端分别与所述限位套（7）连接的拉线（24）；所述拉线（24）通过碳膜电阻安装槽（22）时、缠绕在第二碳膜电阻（23）的外围；所述限位套（7）的内腔近安装板（10）端具有限位凹台段（16）和过渡到所述限位凹台段（16）的限位斜面段（15），限位斜面段（15）使限位套（7）的内腔直径逐渐增大，当弹珠（6）与限位凹台段（16）接触时，弹珠（6）脱离所述V型槽（4）；所述固定外筒（1）的内腔近安装板（10）端具有凹台段（17），所述运动筒（3）的近安装板（10）端具有与所述凹台段（17）滑动连接的凸台（18），所述压缩弹簧（14）位于凹台段（17）的台阶与凸台（18）之间。

3.根据权利要求1或2所述的气囊充气装置，其特征在于，所述运动筒（3）的内腔具有气瓶安装座（19）。

4.根据权利要求1或2所述的气囊充气装置，其特征在于，所述回弹腔体（11）的远离安装板（10）端具有刺针安装孔（20）。

5.根据权利要求2所述的气囊充气装置，其特征在于，还具有设置在所述固定外筒（1）远离安装板（10）一端，限制所述限位套（7）脱离的限位螺栓（25）。

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