CN111688932A - 新型模块化智能控制弹射式减速/降落伞 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型模块化智能电控弹出式减速/降落伞，属于降落伞领域。其具有新型模块化底座和智能控制系统，新型弹出式伞包，弹出式伞包上的次级控制系统和数个开伞模块，以及一系列导向装置，多备份发射药(或压缩气)模块，可外接的手动控装置，可外接的增强模块，以及可与其他设备或控制系统进行联动的数据插口。
Description
技术领域
本发明涉及物体减速领域，具体涉及一种新型模块化智能弹射式降落伞
背景技术
由于目前人们日常所使用的降落伞或减速伞仍然沿用近一个世纪前降落伞设计原理，落后的纯被动式开伞程序经常因各种环境因素导致降落伞打不开，打开姿态不正确，如伞绳缠绕，或打开缓慢致使开伞高度有一定限制，从而危及降落伞使用这的人身安全，或导致空投物品损坏，如果继续沿用原有设计思路采用被动开伞程序，既满足不了复杂气象条件下的跳伞任务，也满足不了众多应急情况下的低空快速开伞要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明设计了一种全新的智能主动强制开伞式降落伞，既可以手动操控，也可以通过智能模块感知周围环境后自动打开。还可以将多个降落伞通过数据接口进行互联，统一管理，为大型设备的空投或减速提供更好的解决方式。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
制造一种全新的模块化弹射底座和模块化弹射伞包，伞包平时放入弹射底座，使用时打开电源开关，智能控制系统进行控制回路自检，检测后点亮相应的的状态灯，人员通过状态灯判断降落伞的工作状态，状态正常即可使用，使用时既可以先行手动激发降落伞，将伞包通过气体推动作用将伞包抛入半空自动打开再跳下，也可以事先预设高度，或通过数据接口外接增强模块实时测定人员所处高度与地面距离，智能控制模块根据各项数据自动设定开伞时机，当人员从高处跳下，控制模块通过内置程序和各种数据传感器(重力感应器，加速度感应器，气压及高度感应器等)自动计算人员降落速度和实时高度位置，达到预设的开伞高度立刻激发发射药(或释放压缩气)将降落伞包模块沿导向槽推出，降落伞包模块行程达到一定高度时，伞包主体再次激发发射药(或释放压缩气)将数个弹出式模块沿导向槽向不同方向推出，利用弹出式模块的质量将降落伞强制打开。
本发明的一种创新是，在人员不必跳下时即可提前将降落伞打开。
本发明的一种创新是，利用发射药(或压缩气)的物理膨胀作用将降落伞包以整体方式推出。
本发明的一种创新是，利用发射药(或压缩气)的物理膨胀作用将降落伞强制打开。
本发明的一种创新是，智能控制模块内置多种传感器(如重力感应器，海拔高度感应器，陀螺仪，加速度感应器等)可感知周围环境并可以实时计算伞包所处高度及运动速度。
本发明的一种创新是，具有外接设备的能力，增强控制模块的数据收集能力，如外接测距模块和视觉计算模块可精确收集距地面高度，是否有障碍物等。
本发明的一种创新是，可通过外接手动控制模块更灵活的掌握开伞时机，方便调整人员或物品在空中姿态。
本发明的一种创新是，新型降落伞内所有发射药(或压缩气)均为双备份双启动，且在受电激发(或释放)时均起作用，但副备份激发比主发射药(或压缩气)晚一定时间，如果主发射药正常激发，副备份再次激发时受力物体早已经弹出，无法再起任何作用，双备份间隔激发方式既避免了弹出力量过大可能造成的意外，又避免了因为故障不能启动造成安全事故。
本发明的一种创新是，智能控制模块具有自检回路，可自动检测降落伞工作状态是否正常，并通过多个状态指示灯提醒使用者。
本发明的一种创新是，智能控制模块预设可外接各种增强模块的接口，包括但不限于手动控制模块，环境感知模块，视觉计算模块，数字化显示模块，或额外的电源模块，接口可直接或通过附加转接头兼容各种设备，与其进行联动(如手机，汽车中控，飞行器控制系统等)。
本发明的一种创新是，智能控制模块拥有可外接的数据接口，可将多个本设备通过数据接口进行连接，统一管理，以便通过自动或手动设定不同设备的开伞时间，来调整物体的受力程度和行进姿态。(比如空投)
本发明的一种创新是，模块化降落伞可通过更换发射药模块(或压缩气体)，并折叠降落伞后反复使用，也可以通过快速更换各种零部件修复异常状态下存在的各种问题。
本发明的一种创新是，新型智能电控弹射式降落伞通过主动开伞设计原理可以很方便安装到应用到很多传统伞包不能应用的地方，比如各种车辆，电梯，矿井载人设备，高速铁路应急制动等，可在遇到意外情况时提供额外的停止力。
根据这种结构设计，本发明可以最大限度的减少降落伞开伞时间及降低开伞高度，并通过智能化强制开伞的过程控制避免了各种人为或意外因素引起的降落伞打不开，打开状态异常等造成的人身伤害或物品损坏。
附图说明
图1为新型模块化智能弹射降落伞收拢状态示意图
图2为新型模块化智能弹射降落伞半开状态示意图
图3为新型模块化智能弹射降落伞弹出时半开状态示意图
图4为新型模块化智能弹射降落伞弹出后全开状态示意图
图5为本发明原理的另一种展现形式，以显示本发明基本原理不受外观设计样式束缚
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本发明的优选设计方案。在说明书和附图中对具有相同功能和结构的组件用相同附图标记表示，并且省略对这些组件的重复说明。
图1所示出的为模块化智能弹射降落伞收拢状态示意图，该新型降落伞可根据本专利原理做成任意几何形状，本图采用方形仅为示意。
其图中1为弹出式降落伞底座主体
其图中2为外接安装模块，可方便的安装人员用背带，或外接到各种物品，交通工具，弹射座椅等上面
其图中3为智能控制模块，模块内包含电池组，智能控制芯片，自检电路，各种环境传感器，状态传感器等
其图中4为智能控制模块状态指示灯，指示灯为一个或多个，通过不同的指示灯显示不同的颜色代表不同的工作状态
其图中5为智能控制模块外接口，接口可设计一个或多个，通过外接不同的模块可实现不同的功能
其图中6为外接增强模块示意，增强模块包括但不限于，手动控制模块，环境感知模块，视觉计算模块，数字化显示模块，额外的电源模块等
其图中7为外接手动控制模块示意
其图中8为弹出式伞包主体
其图中9为弹出式模块导向管(槽)，靠近中间部位安装有模块化发射药 (或压缩气瓶)
图2为模块化智能弹射降落伞半开状态示意图，此半开为特意制作，仅为展示零部件基本原理而制作，本图仅为示意
其图中10为弹出式模块导向管(槽)
其图中11为弹出式伞绸模块
其图中12为弹出式伞包底座导向管，管内底部安装有模块化发射药(或压缩气瓶)兼具动力和导向作用
其图中13为导向管(槽)
其图中14为弹出式伞包次级控制模块，此模块内有控制和激发电路，用来检测和激发开伞动力模块，以快速展开伞绸
图3为降落伞正常弹出状态，本图仅为补充图二对应的工作状态
图4为降落伞完全打开状态，与图1，图2，图3互为对照，可完整展示新型降落伞的工作步骤
其图中15为降落伞伞绳
其图中16为降落伞伞绸
图5为本利用发明原理设计的另一种展现形式，以表示本发明原理可不受外观限制，可以应用其原理设计成多种适合背负或融入到具体使用环境的产品。
Claims (11)
1.一种新型智能控制弹射式降落伞，包括模块化弹射底座，可反复装填重复使用的双备份电控发射药模块或者电控压缩气体模块，弹出式伞包，弹出式伞包上的次级自动控制系统和数个开伞模块，降落伞，一系列导向装置，还包括弹射底座上的主智能控制系统，以及智能控制系统模块上多个可外接手动控制和其它设备的数据接口，接口具有互联能力，也可以与其他兼容的控制系统进行连接。
2.如权利要求1所述的新型智能弹出式降落伞其，特征在于，所述的弹射底座中包含导向装置，降落伞包和用于弹射伞包的电击发发射药或压缩气体模块，以及主智能控制系统。
3.如权利要求1所述的新型智能弹射式降落伞，其特征在于，所述的新型电控弹出式降落伞，通过电控发射药或者电控开启的压缩气体将伞包弹出，也可以通过更换控制和弹射模块后，满足一定条件下使用机械触发的打开方式。
4.如权利要求1所述的新型智能弹射式降落伞，其特征在于降落伞开启时通过发射药或压缩气体的膨胀作用强制推出伞包主体，伞包主体弹出后，伞包上的次级控制系统再次推出弹射开伞模块，通过开伞模块的运动展开伞绸，可大大减小开伞时间，降低开伞高度，在城市高层建筑救生中，可以先开后跳，这是普通降落伞做不到的。
5.如权利要求1所述的新型智能弹射式降落伞，其特征在于可重复装填的动力模块，以及可重复装填的伞包和开伞模块，通过重复装填大大降低使用成本。
6.如权利要求1所述的新型智能弹射式降落伞，其特征在于底座中的智能电控系统模块有工作状态指示灯，内部包含控制电路和自检电路，电路中含有微型计算芯片和各种数据传感器，包括但不限于重力感应器，加速度感应器，气压及高度感应器等，通过计算芯片对系统进行自检后，再对获得的高度，位置，运动数据等进行自主计算，确定系统工作状态和最佳开伞时机。
7.如权利要求1所述的新型智能弹射式降落伞所包含的智能控制系统可通过接口外接设备进行性能升级，增强，或与其它设备联动，可外接设备包括但不限于手动控制装置，视觉计算装置，测距仪，环境感知设备，数字化显示系统，额外的电源模块，兼容的智能设备和兼容的自动化控制系统，如手机，汽车中控等。
8.如权利要求1所述的新型智能弹射式降落伞动力模块为双或多备份，在激发时由控制系统根据使用要求制定工作方式，工作方式分多种模式，当处于更加安全的模式时，主副模块均起作用时，副备份激发比主动力模块晚一定时间，如果主模块正常激发，副备份再次激发时受力物体早已经弹出，无法再起任何作用，双备份间隔激发方式既避免了弹出力量过大可能造成的意外，又避免了单一模块因为故障不能启动造成安全事故。而处于比较经济的模式时，系统根据电路回馈检测主/次弹射模块是否正常工作，如状态正常则副备份模块不再工作，以节约资源，降低用户使用成本。
9.如权利要求1所述的新型智能弹射式降落伞，其特征在于，本发明基本原理不受外观形式束缚，可利用其原理做成多种弹出结构，如说明书附图图5所示侧向弹出方式等，可满足更多使用者的具体使用需求。
10.如权利要求1所述的新型智能弹射式降落伞，其特征在于模块化设计大大增加了系统的扩展性，允许用户通过定制化的设计方案制作出更多适合自己的产品，如增加控制模块和弹射动力模块增加开伞时的安全性，增大伞绸面积，增加开伞模块以获得更好的减速效果等。
11.如权利要求1所述的新型智能弹射式降落伞，其特征在于拥有可外接的数据接口，可将多个本设备通过设备接口进行连接，统一管理，以便通过自动或手动设定不同设备的开伞时间，来调整物体的受力程度和行进姿态。
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