CN111824384B - 一种高空气球约束装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及浮空器技术领域，公开了一种高空气球约束装置，包括：球膜保护单元，球膜保护单元具有用于贴合高空气球其中一个环形段的外表面的第一侧面；约束机构，约束机构用于沿周向约束球膜保护单元；辅助释放单元，辅助释放单元位于约束机构朝向球膜保护单元的一侧，且用于施加朝向约束机构的弹性力；本发明结构简单、操作便捷，不仅保证了对高空气球的约束力，而且确保了对高空气球释放约束的可靠性，可有效防止高空气球发放过程中出现无法释放的现象。

Description

一种高空气球约束装置

技术领域

本发明涉及浮空器技术领域，特别是涉及一种高空气球约束装置。

背景技术

在高空气球发放之前，需要对高空气球的球体充气，充气的气体通常为氢气、氦气等，以提供高空气球上升所需的浮力。在对高空气球充气过程中，球体在不加约束下会呈松散状态。在地面风的影响下，球体会因其球膜的松散分布而导致受风面积较大，从而易对球膜造成破坏。针对该问题，通常使用约束装置对球体下方进行约束，使得球体在充气过程中的形状更为规则，确保球体在约束装置以上的位置总是充满气体，从而具备一定的抗风能力。

对于高空气球而言，在充气过程中，高空气球会因浮力作用而竖起上浮，并带动约束装置一同远离地面。由于高空气球的球膜比较薄，现有的约束装置通常在对高空气球实施约束时，因约束装置与高空气球的球膜直接接触，约束装置上的硬质结构，如：硬质棱边及其它尖端、凸起等，容易对球膜造成损伤。与此同时，当前主要是基于地面的远程操控来打开约束装置，以在高空气球上升至预设高度时，释放对其球体的约束，但在实际应用中，现有的约束装置因结构设计不合理，不能应地面人员的远程操控而可靠释放，导致高空气球发放过程中出现无法释放的现象。

发明内容

本发明实施例提供一种高空气球约束装置，用于解决现有的约束装置在对高空气球进行约束时容易会对其球膜造成损伤，并且不能对高空气球可靠地释放约束的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种高空气球约束装置，包括：球膜保护单元，所述球膜保护单元具有用于贴合高空气球其中一个环形段的外表面的第一侧面；约束机构，所述约束机构用于沿周向约束所述球膜保护单元；辅助释放单元，所述辅助释放单元位于所述约束机构朝向所述球膜保护单元的一侧，且用于施加朝向所述约束机构的弹性力。

其中，所述球膜保护单元包括柔性衬垫，所述柔性衬垫呈长条状。

其中，所述辅助释放单元内置于所述球膜保护单元中。

其中，所述辅助释放单元包括气囊。

其中，所述气囊包括膜和内衬，所述膜上形成有多条焊缝，所述内衬沿所述焊缝设置，并连接所述焊缝两侧的所述膜的内壁面。

其中，所述球膜保护单元具有用于远离于高空气球外表面的第二侧面，所述第二侧面连接所述约束机构。

其中，所述约束机构包括：柔性绑扎带与锁紧机构；所述锁紧机构包括：锁紧件与解锁件，所述锁紧件连接所述柔性绑扎带的两端，所述解锁件安装在所述锁紧件上。

其中，所述锁紧件包括：气眼扣与锥形插头；所述气眼扣与所述锥形插头分设于所述柔性绑扎带的两端，所述锥形插头可插装于所述气眼扣中；相应地，所述解锁件包括：插针；所述插针的一端插入至所述锥形插头中，另一端用于连接拉绳的一端。

其中，所述柔性绑扎带上还装有收紧结构。

其中，所述球膜保护单元上装有遮挡结构，所述遮挡结构用于遮挡所述收紧结构。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本发明实施例提供的高空气球约束装置，通过将球膜保护单元的第一侧面贴合高空气球其中一个环形段的外表面，基于约束机构对球膜保护单元施加沿周向的约束，以基于球膜保护单元对高空气球的相应环形段施加周向约束，可有效防止在约束机构直接约束高空气球时，约束机构上的硬质结构对高空气球的球膜造成损伤，与此同时，可基于辅助释放单元施加朝向约束机构的弹性力，以使得约束机构在约束状态下处于张紧状态，从而大大增强了对高空气球的约束力，并在约束机构释放约束时，约束机构也可在该弹性力的作用下加速释放，确保了对高空气球释放约束的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所示的高空气球约束装置对高空气球进行约束的结构示意图；

图2为本发明实施例所示的高空气球约束装置的平面展开结构示意图；

图3为本发明实施例所示的气囊的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例所示的图3的A-A结构示意图；

图5为本发明实施例所示的图3的B-B结构示意图；

图6为本发明实施例所示的锁紧机构在柔性绑扎带上设置的结构示意图(不包含解锁件)；

图7为本发明实施例所示的基于高空气球约束装置的约束方法的流程图。

图中，1、高空气球；2、柔性衬垫；3、气囊；31、膜；32、气嘴；33、内衬；4、柔性绑扎带；5、锁紧机构；51、锁紧件；511、气眼扣；512、锥形插头；52、解锁件；6、收紧结构；7、拉绳；8、遮挡布；9、魔术贴。

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。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1至图2，本实施例提供了一种高空气球约束装置，包括：球膜保护单元，球膜保护单元具有用于贴合高空气球1其中一个环形段的外表面的第一侧面；约束机构，约束机构用于沿周向约束球膜保护单元；辅助释放单元，辅助释放单元位于约束机构朝向球膜保护单元的一侧，且用于施加朝向约束机构的弹性力。

具体的，本实施例提供的高空气球约束装置，通过将球膜保护单元的第一侧面贴合高空气球1其中一个环形段的外表面，基于约束机构对球膜保护单元施加沿周向的约束，以基于球膜保护单元对高空气球1的相应环形段施加周向约束，可有效防止在约束机构直接约束高空气球时，约束机构上的硬质结构对高空气球1的球膜造成损伤，与此同时，可基于辅助释放单元施加朝向约束机构的弹性力，以使得约束机构在约束状态下处于张紧状态，从而大大增强了对高空气球1的约束力，并在对约束机构释放约束时，约束机构也可在该弹性力的作用下加速释放，确保了对高空气球1释放约束的可靠性。

在此应指出的是，由于高空气球的球膜比较薄，现有的约束装置通常在对高空气球实施约束时，因约束装置与高空气球的球膜直接接触，约束装置上的硬质结构，如：硬质棱边及其它尖端、凸起等，容易对球膜造成损伤，从而本实施例所示的球膜保护单元可以理解为用于垫施在高空气球1的外表面的柔性结构，该柔性结构可以为布料、棉料、泡沫等，以使得约束机构不与高空气球1的球膜直接接触，防止约束机构上的硬质结构对球膜造成损伤，其中，在实际安装应用时，球膜保护单元既可以连续性地环绕在高空气球1的外表面，也可间断性地环绕在高空气球1的外表面上，对此不作具体限定，只要使得高空气球1与约束机构相隔离即可。

与此同时，本实施例所示的辅助释放单元可以理解为本领域所公知的弹性构件，例如：弹性片、弹性杆及如下实施例所示的气囊等，以对约束机构施加朝向高空气球1外侧的弹性张力，在此应指出的是，在辅助释放单元为硬质构件时，可将该辅助释放单元设置在球膜保护单元与约束机构之间，或设置于球膜保护单元内，以防止辅助释放单元对高空气球1的球膜造成损伤；在辅助释放单元为柔性构件时，既可将辅助释放单元设置于球膜保护单元内，也可设置于高空气球1的外表面与球膜保护单元之间。

优选地，如图1与图2所示，本实施例中球膜保护单元包括柔性衬垫2，柔性衬垫2呈长条状，以环形包裹于高空气球1的外侧；和/或，辅助释放单元包括气囊3。

具体的，本实施例所示的柔性衬垫2可由棉布制成，以通过柔性衬垫2对约束机构形成隔离，防止约束机构对高空气球1的球膜造成损伤。

与此同时，可将辅助释放单元内置于球膜保护单元中，以实现辅助释放单元与球膜保护单元的一体化设计，由球膜保护单元对辅助释放单元进行定位，并便于操作人员携带和现场操作。在此，可进一步将辅助释放单元优选为气囊3，由于气囊3在充气后，会发生膨胀，并可根据向气囊3内的充气量来控制气囊3的形变量，从而，可利用气囊3的形变来对约束机构施加朝向高空气球1外侧的弹性力，并控制该弹性力的大小。

具体的，本实施例将气囊3夹设于柔性衬垫2中。如图3所示，气囊3包括：膜31、气嘴32及内衬33；气嘴32设置于膜31上，可将气泵基于气嘴32向气囊3内充气，气囊3在进行充气后，利用其膨胀效果，可以增加约束机构对高空气球1的约束力，同时由于气囊3的膨胀，在约束机构打开时，该气囊3有助于约束机构与高空气球1的分离。

与此同时，如图3所示，为了减轻结构重量，气囊3可采用PU(聚氨酯)材料的膜经过热合焊接而成，在膜31上形成有多条焊缝。其中，气囊3具体可采用一块膜31经过热合焊接而成，以在膜31上形成如图3所示的一条横向焊缝和左、右两条竖向焊缝。

如图4所示，由于竖向焊缝为上、下热合焊接的焊缝，为了防止充气后，气囊3因其内部气压过大将竖向焊缝撑裂，本实施例对该竖向焊缝的工艺进行了设计，在气囊3内还设有内衬33，内衬33沿竖向焊缝设置，并与竖向焊缝两侧的膜31的内壁面相连接，其中，内衬33可与膜31采用相同的材质，以便于与膜31焊接为一体。

当然，也可沿上述所示的横向焊缝设置内衬33，以进一步增强气囊3整体的强度。如图5所示，由于横向焊缝为相互搭接的焊缝，气囊3在充气后，横向焊缝两侧的内壁面的受力方向与横向焊缝的热合面相平行，从而该横向焊缝具有优异于上述竖向焊缝的承力效果，也可不在横向焊缝的内侧设置内衬。

优选的，为了便于携带，并由约束机构对球膜保护单元施加约束，本实施例可将约束机构连接球膜保护单元的第二侧面，其中，该球膜保护单元的第二侧面为远离于高空气球的外表面的一侧面。

优选地，如图1所示，本实施例中约束机构包括：柔性绑扎带4与锁紧机构5；锁紧机构5包括：锁紧件51与解锁件52，锁紧件51连接柔性绑扎带4的两端，解锁件52安装在锁紧件51上，以控制锁紧件51的锁紧状态。

具体的，本实施例所示的柔性绑扎带4可优选为尼龙织带。本实施例所示的锁紧件51用于在解锁件52的控制下，实现由闭锁状态到解锁状态的切换，显然，锁紧件51处于闭锁状态时，柔性绑扎带4的两端相连接，而锁紧件51处于解锁状态时，柔性绑扎带4的两端断开连接，此时在气囊3的弹性力作用下，柔性绑扎带4的两端可快速分离，以释放对高空气球1的约束。

在此应指出的是，锁紧件51可以理解为本领域所公知的锁扣结构、粘扣结构及夹具结构等。如图1与图6所示，在锁紧件51为锁扣结构时，可将锁紧件51设计为气眼扣511与锥形插头512；气眼扣511与锥形插头512分设于柔性绑扎带4的两端，锥形插头512可插装于气眼扣511中；相应地，解锁件52包括：插针；插针的一端插入至锥形插头512中，另一端用于连接拉绳7的一端。由此，在插针插装于锥形插头512中时，基于柔性绑扎带4上的张紧力与插针的限位作用，锥形插头512可较好地插装于气眼扣511中，以实现锥形插头512与气眼扣511之间的锁定；而地面的操作人员在通过拉绳7将插针从锥形插头512中拔出，以解除锥形插头512与气眼扣511之间的锁定时，锥形插头512可在柔性绑扎带4上的张紧力的作用下，即刻从气眼扣511中脱离，这也使得柔性绑扎带4的两端快速分离，以释放对高空气球1的约束。

与此同时，在锁紧件51为粘扣结构时，可以将粘扣结构的两个粘贴面分设在柔性绑扎带4的两端，解锁件52可以为与柔性绑扎带4的一端相连接的拉持结构，操作人员可通过施加在拉持结构上的外力，以将粘扣结构的两个粘贴面分离，以释放对高空气球1的约束。

另外，在锁紧件51为夹具结构时，可将柔性绑扎带4的一端连接夹具结构的固定座，柔性绑扎带4的另一端夹持于夹具结构的夹持端，相应地，解锁件52为与夹具结构相应的操作机构，通过控制夹具结构的夹持状态，以释放对高空气球1的约束。

基于上述实施例的改进，如图1与图2所示，本实施例还可在柔性绑扎带4上安装收紧结构6，该收紧结构6可优选为本领域所公知的日字扣，以便于操作人员较好地调节柔性绑扎带4环绕在柔性衬垫2外侧的长度，并实现收紧操作。

与此同时，本实施例可将柔性绑扎带4的中部连接柔性衬垫2，从而可将柔性绑扎带4集成于柔性衬垫2上，如此，既便于对柔性衬垫2上的固定位置(中部)施加约束，还可大大简化操作流程，并在现场操作过程中，及后续的对高空气球1的约束过程中，可有效防止柔性绑扎带4从柔性衬垫2上脱落。

在进一步的优选实施例中，如图2所示，可在柔性衬垫2上装有遮挡结构，该遮挡结构可以为遮挡布8，可将遮挡布8的一边与柔性衬垫2固定连接，柔性衬垫2的另一边通过魔术贴9与柔性衬垫2可拆卸式连接。在收紧结构6完成对柔性绑扎带4的收紧后，可通过该遮挡布8对本实施例所示的收紧结构6进行遮挡，同时，该遮挡布8也可对气囊3的气嘴32进行遮挡，以防止在约束机构解除约束后，约束机构上相应的日字扣及气嘴32对高空气球1的球膜产生意外划伤。

优选地，如图7所示，本实施例还提供了一种基于如上所述的高空气球约束装置的约束方法，包括：

S1，将内置有气囊的柔性衬垫环形包裹于高空气球的外侧，将柔性绑扎带环绕在柔性衬垫的外侧，柔性绑扎带的两端通过锁紧机构相连接；

S2，通过收紧结构将柔性绑扎带收紧，向气囊内充气，直至柔性绑扎带处于张紧状态。

具体的，本实施例所示的约束方法，通过进一步将气囊内置于柔性衬垫中，可直接将柔性衬垫环形包裹于高空气球的外侧，在将柔性绑扎带环绕在柔性衬垫的外侧，柔性绑扎带的两端通过锁紧机构相连接后，可通过收紧结构将柔性绑扎带收紧，并向气囊内充气，直至柔性绑扎带处于张紧状态。如此，该约束方法操作简单、便捷，不仅可基于柔性衬垫对高空气球进行较好地约束，防止对球膜造成损伤，而且还可基于气囊对约束机构提供的弹性张力，在进一步确保对高空气球进行较好地约束的同时，也可在释放阶段确保约束机构相应的锁紧机构能够可靠地释放，从而可有效防止高空气球发放过程中出现无法释放的现象。

其中，在释放约束时，只需地面操作人员通过拉绳对插针施加拉力，以使得插针从锥形插头中脱离，以解除锥形插头与气眼扣之间的锁定，在高空气球的侧向张力及气囊张力的综合作用下，锥形插头会自动从气眼扣中脱离，并且柔性绑扎带的两端也相应地会快速分离，以释放对高空气球的约束。

在此应指出的是，拉绳的长度可以根据高空气球的球体尺寸而适应性设定，以保证地面的操作人员能够接触到拉绳。为了防止因操作人员的施力不当而导致插针从锥形插头中意外脱离，可将拉绳与插针相连接的一端通过魔术贴预先粘贴于柔性衬垫上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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 (6)

1.一种高空气球约束装置，包括：

球膜保护单元，所述球膜保护单元具有用于贴合高空气球其中一个环形段的外表面的第一侧面；

约束机构，所述约束机构用于沿周向约束所述球膜保护单元；

辅助释放单元，所述辅助释放单元位于所述约束机构朝向所述球膜保护单元的一侧，且用于施加朝向所述约束机构的弹性力；所述辅助释放单元内置于所述球膜保护单元中，所述辅助释放单元为弹性构件；所述球膜保护单元具有用于远离于高空气球外表面的第二侧面，所述第二侧面连接所述约束机构；

所述约束机构包括：柔性绑扎带与锁紧机构；所述锁紧机构包括：锁紧件与解锁件，所述锁紧件连接所述柔性绑扎带的两端，所述解锁件安装在所述锁紧件上；所述锁紧件包括：气眼扣与锥形插头；所述气眼扣与所述锥形插头分设于所述柔性绑扎带的两端，所述锥形插头可插装于所述气眼扣中；相应地，所述解锁件包括：插针；所述插针的一端插入至所述锥形插头中，另一端用于连接拉绳的一端。

2.根据权利要求1所述的高空气球约束装置，其特征在于，所述球膜保护单元包括柔性衬垫，所述柔性衬垫呈长条状。

3.根据权利要求1所述的高空气球约束装置，其特征在于，所述辅助释放单元包括气囊。

4.根据权利要求3所述的高空气球约束装置，其特征在于，所述气囊包括膜和内衬，所述膜上形成有多条焊缝，所述内衬沿所述焊缝设置，并连接所述焊缝两侧的所述膜的内壁面。

5.根据权利要求1所述的高空气球约束装置，其特征在于，所述柔性绑扎带上还装有收紧结构。

6.根据权利要求5所述的高空气球约束装置，其特征在于，所述球膜保护单元上装有遮挡结构，所述遮挡结构用于遮挡所述收紧结构。

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