CN112811004A - 一种可展式充气膜结构空投装置及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空投包装箱领域，尤其是涉及一种可展式充气膜结构空投装置及其操作方法，包括外气囊式可展充气膜结构箱体、内气囊式可展充气膜结构箱体，外索杆骨架、内索杆骨架及弹性限位机构，所述的外索杆骨架安装在外气囊式可展充气膜结构箱体上的边部部位且与外气囊式可展充气膜结构箱体相连，本发明提出的可展式充气膜结构空投装置，实现了空投包降落冲击多重耗能机制，通过快速充气和装配节约了物资空中投递的时间和空间；解决了有伞空投命中率差、降落时间长的问题，适用于不同形状固体和液体物质投递，工作高效、结构合理、成本低廉、易产业化。
Description
技术领域
本发明涉及空投包装箱领域，尤其是涉及一种可展式充气膜结构空投装置及其操作方法。
背景技术
在建设、救灾及现代战争中经常需要采用空中投递的方式投放各类物资，比如地震受灾区域，由于房屋道路损坏严重，车辆无法正常通行，为保证人们的基本生活需要，常采用空投方式将救援物资及时地运送到指定区域。然而，常规箱式空投装置多采用木质或塑料包装箱结构，占用较多使用空间使飞机承载加大，影响空投装载量，在空投过程中抗冲击性能较差不利于平时运输及空投作业；而且，较大的箱体体积和质量不可避免地要求在空投过程中采用降落伞缓释，但由于在降落过程中降落伞会极大的受到风雨等不可控因素的影响，使得物资偏离预期落点或开伞困难，影响空投效果；此外，常规空投箱箱体多为刚性结构，周围和内部设有诸多防震装置，减小使用空间的同时极大的增加了造价成本，箱体损伤也多为不可修复损伤，经济性较低。因此，现有的空投箱装置急需解决以上难题，以保证尽可能准确安全的到达预期投放地点。
在现有技术中，对空投箱箱体的缓释和减震研究较多，如申请号为CN201821562641.6专利公开了一种空投箱的底板、申请号为CN201810078698.7专利公开了一种泡沫铝空投箱缓冲模块、泡沫铝空投箱、申请号为CN201520718781.8和CN201510590950.9专利公开了一种带有气囊保护装置的空投箱，此类专利局限于对缓震模块研究，减震对象多为刚性箱体；此外，也有如申请号为CN201910283305.0专利公开了一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置及其使用方法，其主要是为了准确的对空投后的箱体进行定位；另外，也有申请号为CN201920568639.8专利公开了一种充气式空投箱、申请号CN201110379163.1的专利公开了一种软叠式空投包，其二者开始着眼于将传统刚性空投箱体转变为柔性，但其减震耗能措施较少，实际应用困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种可展式充气膜结构空投装置及其操作方法，其能够采用轻质高强度的涂层织物类膜材作为空投箱主体材料，利用充气加压的方式为箱体提供抗冲击的刚度，同时也可作为缓震模块使用，以索杆骨架和弹性限位装置机构形成多重减震耗能机构，使得本发明的空投装置具有能够大量存储和运输、快速展开充气和组装、精确投放、易于产业化和装配化及侧板造价低的特点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的一种可展式充气膜结构空投装置，包括外气囊式可展充气膜结构箱体、内气囊式可展充气膜结构箱体，外索杆骨架、内索杆骨架及弹性限位机构，所述的外索杆骨架安装在外气囊式可展充气膜结构箱体上的边部部位且与外气囊式可展充气膜结构箱体相连，所述的内索杆骨架安装在内气囊式可展充气膜结构箱体上的边部部位且与内气囊式可展充气膜结构箱体相连，所述的用于对内气囊式可展充气膜结构箱体进行减震耗能的弹性限位机构一端与外索杆骨架相连另一端与内索杆骨架相连。
所述外气囊式可展充气膜结构箱与内气囊式可展充气膜结构箱为相同的结构组成，其二者主要包括，充气膜气囊、充气膜热合套筒、充气膜单向充气阀、充气膜水气密封拉链及充气膜充气导管，所述的充气膜气囊组成正多面体展开状态膜结构，所述的六组正多面体展开状态膜结构组成外气囊式可展充气膜结构箱与内气囊式可展充气膜结构箱本体，所述的两两之间的正多面体展开状态膜结构间通过充气膜热合套筒及充气膜水气密封拉链相连，所述的充气膜气囊之间通过充气膜充气导管相连通并进行彼此之间的气流的流通，所述的充气膜气囊上设置有用于对充气膜气囊进行充气的充气膜单向充气阀。
所述的外气囊式可展充气膜结构箱与内气囊式可展充气膜结构箱本体二者均通过对正多面体展开状态膜结构上的单向充气阀充气折叠而成。
所述的外索杆骨架与内索杆骨架二者为相同的结构组成，其二者主要包括，索杆、三向节点及辅助连接构件，所述的索杆贯穿于充气膜热合套筒且与充气膜热合套筒相连，所述的索杆的两端分别通过辅助连接构件与三向节点相连并形成受力骨架。
所述的弹性限位机构主要包括，弹性体、吊钩、橡胶套筒及吊环，所述的吊环固定安装在三向节点上，所述的弹性体的两侧端部分别固定安装有吊钩，所述的弹性体的两端通过吊钩分别钩挂于三向节点上的吊环上，所述橡胶套筒嵌套在弹性体、吊钩和吊环外部；所述的弹性体具有一定的刚度，进而确保弹性限位机构在拉压两种情况均有极限值。
进一步地，所述的外气囊式可展充气膜结构箱体及内气囊式可展充气膜结构箱体是由单层建筑膜材裁剪热耦合拼接而成的外部封闭内部用充气膜充气导管连通的气囊式结构体，通过充气加压后为空投作业提供抗冲击的刚度，同时也成为耗能模块。
进一步地，所述的外气囊式可展充气膜结构箱体及内气囊式可展充气膜结构箱体二者为正多面体结构；所述的外气囊式可展充气膜结构箱体及内气囊式可展充气膜结构箱体在存储状态为连续的正多面体展开平面堆叠；所述正多面体展开平面由连续的或不连续的正多边形组成；所述正多边形连接处和部分边界上设置有膜材热合形成的充气膜热合套筒。
进一步地，所述的索杆可根据不同使用需求采用柔性或刚性部件，在索杆的两端开设有U形凹槽；当所述索杆采用柔性部件时可应用于小重量物资低空无伞精确空投；当所述索杆采用刚性部件时可应用于大重量物资高空有伞空投，在使用时可根据实际空投高度需求灵活采用索杆部件，空投适应性更优越。
进一步地，所述三向节点可根据所形成的正多面体的形状需求改变三向夹角；所述三向节点为刚性节点，所述三向节点上的每一向端头管均为空心管壁式结构；所述三向节点的端头管内壁设有螺纹。
进一步地，所述辅助连接构件包括螺纹段和卡扣组件；所述辅助连接构件的一端通过螺纹段安装在三向节点上的端头管部位与端头管通过螺纹配合相连，另一端通过卡扣组件与索杆端部上的U形凹槽锁扣连接，使得索杆和三向节点之间的连接更为方便快捷。
进一步地，所述由充气膜气囊组成的正多面体展开状态膜结构展开平面边界上设有充气膜水气密封拉链；所述水气密封拉链通过涤纶带与充气膜气囊的膜面热耦合连接，所述水气密封拉链端部设有限位卡扣；所述充气膜气囊内设置有内置气压计，便于空投箱组装密封和充气膜内压监测。
进一步地，所述内气囊式可展充气膜结构箱体内部设有易撕泡沫板隔间及液体存储袋；所述易撕泡沫板与内气囊式可展充气膜结构箱体内部四周相抵接，实行固液分离存放。
进一步地，所述外气囊式可展充气膜结构箱体上的单向充气阀位于其充气膜气囊内膜侧边；所述内气囊式可展充气膜结构箱体上的单向充气阀位于其充气膜气囊外膜侧边，避免单向充气阀磕碰损伤。
进一步地，所述外气囊式可展充气膜结构箱体及内气囊式可展充气膜结构箱体上表面设有便于移动的提手。
另一方面，本发明提供了一种可展式充气膜结构空投装置的操作方法，基于上述可展式充气膜结构空投装置进行操作，具体包括如下操作步骤：
S1、准备工作
S1.1、确定空投箱形状和外气囊式可展充气膜结构箱体、内气囊式可展充气膜结构箱体的尺寸及展开平面，裁切膜材，并对其各面气囊和各边界进行卷边热合加工，在充气膜气囊气囊内放入内置气压计，充气膜气囊内气囊连通处放置充气导管，预制充气膜气囊本体及充气膜热合套筒；在设计部位安装充气膜单向充气阀和充气膜水气密封拉链；
S1.2、根据空投箱形状和尺寸，确定外气囊式可展充气膜结构箱体、内气囊式可展充气膜结构箱体上的三向节点张角和内外索杆尺寸；预制两端带有U形凹槽的索杆，带有吊环的三向节点，以及相配套的辅助连接构件；
S2、组装
S2.1、将索杆穿过平面充气膜气囊本体上指定边界的充气膜热合套筒；采用快速充气泵通过充气膜单向充气阀对平面充气膜气囊本体进行初步充气加压和检测，确保充气膜气囊本体无损伤和漏气；
S2.2、组装三向节点，依次将辅助连接构件螺纹段旋入三向节点端头管内；将索杆端部伸入辅助连接构件的卡扣组件卡扣锁紧，依次完成各三向节点与索杆的组装形成立体骨架；
S2.3、通过充气膜水气密封拉链将外气囊式可展充气膜结构箱体及内气囊式可展充气膜结构箱体密封闭合，仅留出一面充气和置物口；内气囊式可展充气膜结构箱体三向节点置于充气膜气囊本体外侧，外气囊式可展充气膜结构箱体三向节点置于充气膜气囊本体内侧，；
S3、充气加压
S3.1、通过无线设备读取内置气压计示数，根据外气囊式可展充气膜结构箱体、内气囊式可展充气膜结构箱体结构设计压力对其进行预加压至设计值的80%，使膜结构表面在较高应力水平下产生早期应力松弛；
S3.2、对内气囊式可展充气膜结构箱体结构内腔进行空间分隔，设置易撕泡沫板隔间及液体存储袋，然后进行物资置放，并通过充气膜水气密封拉链进行密封闭合；对内气囊式可展充气膜结构箱体结构进行充气加压至设计压力值，考虑到膜结构应力损伤较大，可根据实际情况超加压5%~10%；
S3.3、将内气囊式可展充气膜结构箱体放置于外气囊式可展充气膜结构箱体中，将弹性体穿过橡胶套筒并通过端部吊钩分别与内气囊式可展充气膜结构箱体及外气囊式可展充气膜结构箱体三向节点上的吊环相连；依次完成所有弹性限位机构的连接后，对外气囊式可展充气膜结构箱体结构进行充气加压至设计压力值，可根据实际情况超加压5%~10%；
S3.4、对内气囊式可展充气膜结构箱体及外气囊式可展充气膜结构箱体间进行缓震材料填塞，最后通过充气膜水气密封拉链将外气囊式可展充气膜结构箱体密封闭合，准备投递。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
a）本发明提供的一种可展式充气膜结构空投装置，构建起了外气囊式可展充气膜结构箱体与内气囊式可展充气膜结构箱体间缓震体系及外气囊式可展充气膜结构箱体、内气囊式可展充气膜结构箱体与弹性限位机构之间等多重减震耗能机制，使得空投箱体采用柔性材料成为可能，在极大减轻空投箱体质量的同时，通过膜内气压保证了箱体强度和刚度，适用于小重量物资低空无伞精准投放和大重量物资高空有伞投放；外气囊式可展充气膜结构箱体与内气囊式可展充气膜结构箱体的初始状态为由多个正多边形组成的平面，便于存储和运输，提高了空运物资装载量和空投效率；
b）本发明通过对外气囊式可展充气膜结构箱体与内气囊式可展充气膜结构箱体进行找形，将穿过膜内充气膜热合套筒的索杆通过辅助连接构件与三向节点拼装组成整体受力骨架，再将外气囊式可展充气膜结构箱体与内气囊式可展充气膜结构箱体通过弹性限位机构联系和约束，使得核心的内气囊式可展充气膜结构箱体与外气囊式可展充气膜结构箱体直接产生的有限位移进行耗能，最后通过一体设计的充气膜水气密封拉链封装，各部件可预加工存储，现场使用时操作简单，装配方便，便于二次回收利用，易于实现产业化、装配化、绿色化目标；
c）本发明提供的一种可展式充气膜结构空投装置的操作方法，该方法操作步骤较少，操作内容简单，易于实现，同时，通过对充气膜多次加压尽可能减小了膜面应力松弛，读取气压计示数，能确保膜内气压均匀施加且随时可修正，实现了操作过程中的可控化，能够广泛应用于充气膜结构的加压过程。
附图说明
图1为本发明实施例中的内部结构示意图；
图2为本发明实施例中外气囊式可展充气膜结构箱与内气囊式可展充气膜结构箱本体结构展开图；
图3为本发明实施例外气囊式可展充气膜结构箱整体组装示意图；
图4为本发明实施例中内气囊式可展充气膜结构箱组装示意图；
图5为本发明实施例中内气囊式可展充气膜结构箱结构示意图；
图6为本发明实施例中外索杆骨架、内索杆骨架连接示意图；
图7为本发明实施例中弹性限位机构安装连接示意图；
图8为本发明实施例中充气膜热合套筒的构造图；
图9为本发明实施例中热合边界构造图；
图中标号为：1-外气囊式可展充气膜结构箱、2-内气囊式可展充气膜结构箱、3-索杆骨架、4-弹性限位机构、11-外气囊式可展充气膜结构箱上的充气膜气囊、12-外气囊式可展充气膜结构箱上充气膜热合套筒、13-充气膜热合边界、14--外气囊式可展充气膜结构箱上的充气膜单向充气阀、15-充气膜水气密封拉链、17-外气囊式可展充气膜结构箱上的充气膜提手、21-内气囊式可展充气膜结构箱上的充气膜气囊、22-内气囊式可展充气膜结构箱上充气膜热合套筒、24-内气囊式可展充气膜结构箱上的充气膜单向充气阀、26-充气膜充气导管、27-内气囊式可展充气膜结构箱上的充气膜提手、28-易撕泡沫板、31-索杆、32-三向节点、33-辅助连接构件、41-弹性体、42-吊钩、43-橡胶套筒、311-U形凹槽、321-空心管壁、322-吊环、331-螺纹段、332-卡扣组件。
具体实施方式
具体实施例1：下面将结合实施例对本发明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做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：本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。本发明中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。本发明中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“1.5～2.5”表示本文中已经全部列出了“1.5～2.5”之间的全部实数，“1.5～2.5”只是这些数值组合的缩略表示。本发明所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。本发明中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本发明中。
如说明书附图1所示，本发明的一种可展式充气膜结构空投装置，包括外气囊式可展充气膜结构箱体1、内气囊式可展充气膜结构箱体2，索杆骨架3（外索杆骨架、内索杆骨架）及弹性限位机构4，外索杆骨架安装在外气囊式可展充气膜结构箱体1上的边部部位，内索杆骨架安装在内气囊式可展充气膜结构箱体2上的边部部位，用于对内气囊式可展充气膜结构箱体2进行减震耗能的弹性限位机构4的一端与外索杆骨架相连另一端与内索杆骨架相连；
如说明书附图3及说明书附图4所示，外气囊式可展充气膜结构箱1与内气囊式可展充气膜结构箱2为相同的结构组成，其二者主要包括，充气膜气囊（11、21）、充气膜热合套筒（12、22）、充气膜单向充气阀（14、24）、充气膜水气密封拉链15及充气膜充气导管26，所如说明书附图2所示，充气膜气囊（11、21）组成正多面体展开状态膜结构，六组正多面体展开状态膜结构组成外气囊式可展充气膜结构箱1与内气囊式可展充气膜结构箱2本体，两两之间的正多面体展开状态膜结构间通过充气膜热合套筒（12、22）及充气膜水气密封拉链15相连，如说明书附图8、说明书附图9所示，在充气膜气囊（11、21）之间通过充气膜充气导管26相连通并进行彼此之间的气流的流通，充气膜气囊（11、21）上设置有用于对充气膜气囊（11、21）进行充气的充气膜单向充气阀（14、24），外气囊式可展充气膜结构箱1与内气囊式可展充气膜结构箱2本体二者均通过对正多面体展开状态膜结构上的充气膜单向充气阀（14、24）充气折叠而成。
如说明书附图3及说明书附图4所示，用于对外气囊式可展充气膜结构箱1与内气囊式可展充气膜结构箱2起到支撑作用的外索杆骨架与内索杆骨架二者为相同的结构组成，其二者主要包括，索杆31、三向节点32及辅助连接构件33，索杆31贯穿于充气膜热合套筒（12、22）且与充气膜热合套筒（12、22）相连，索杆31的两端分别通过辅助连接构件33与三向节点32相连并形成受力骨架，如说明书附图6所示，辅助连接构件33包括螺纹段331和卡扣组件332，辅助连接构件33的一端通过螺纹段331安装在三向节点32上的端头管部位与端头管通过螺纹配合相连，另一端通过卡扣组件332与索杆31端部上的U形凹槽311锁扣连接，使得索杆31和三向节点32之间的连接更为方便快捷。
如说明书附图7所示，弹性限位机构4主要包括，弹性体41、吊钩42、橡胶套筒43及吊环322，吊环322固定安装在三向节点32上，在弹性体41的两侧端部分别固定安装有吊钩42，弹性体41的两端通过吊钩42分别钩挂于三向节点32上的吊环322上，橡胶套筒43嵌套在弹性体41、吊钩42和吊环322外部；弹性体41具有一定的刚度，可以确保弹性限位机构4在拉压两种情况均有极限值。
本发明中的外气囊式可展充气膜结构箱体1及内气囊式可展充气膜结构箱体2是由单层建筑膜材裁剪热耦合拼接而成的外部封闭内部用充气膜充气导管26连通的气囊式结构体，通过充气加压后为空投作业提供抗冲击的刚度，同时也成为耗能模块。
本发明中的外气囊式可展充气膜结构箱体1及内气囊式可展充气膜结构箱体2二者为正多面体结构；外气囊式可展充气膜结构箱体1及内气囊式可展充气膜结构箱体2的存储状态为连续的正多面体展开平面堆叠，正多面体展开平面由连续的或不连续的正多边形组合而成，在正多边形连接处和部分边界上设置有膜材热合形成的充气膜热合套筒（12、22），充气膜热合套筒（12、22）内安装索杆31。
本发明中的索杆31可根据不同使用需求采用柔性或刚性部件，在索杆31的两端开设有U形凹槽311；当所述索杆31采用柔性部件时可应用于小重量物资低空无伞精确空投；当所述索杆31采用刚性部件时可应用于大重量物资高空有伞空投，在使用时可根据实际空投高度需求灵活采用索杆部件，空投适应性更优越。
如说明书附图6所示，本发明中的三向节点32可根据所形成的正多面体的形状需求改变三向夹角，三向节点32为刚性节点，在三向节点32上的每一向端头管均为空心管壁321式结构，在三向节点32的端头管内壁设有与辅助连接构件33相安装配合的螺纹。
在本发明中由充气膜气囊组成的正多面体展开状态膜结构展开平面边界上设有充气膜水气密封拉链，充气膜水气密封拉链通过涤纶带与充气膜气囊的膜面热耦合连接，在水气密封拉链端部设有限位卡扣，在充气膜气囊内设置有内置气压计，便于空投箱组装密封和充气膜内压监测。
如说明书附图5所示，在本发明中的内气囊式可展充气膜结构箱体2内部设有易撕泡沫板28隔间及液体存储袋；易撕泡沫板28与内气囊式可展充气膜结构箱体2内部四周相抵接，实行固液分离存放。本发明中的外气囊式可展充气膜结构箱体1上的单向充气阀14位于其充气膜气囊内膜侧边，内气囊式可展充气膜结构箱体2上的单向充气阀24位于其充气膜气囊外膜侧边，避免单向充气阀磕碰损伤，在本发明中的外气囊式可展充气膜结构箱体1及内气囊式可展充气膜结构箱体2上表面设有便于移动的提手（17、27）。
本发明提供了一种可展式充气膜结构空投装置的操作方法，基于上述可展式充气膜结构空投装置进行操作，具体包括如下操作步骤：
S1、准备工作
S1.1、首先确定空投箱形状和空投箱（外气囊式可展充气膜结构箱体1、内气囊式可展充气膜结构箱体2）的尺寸及展开平面，裁切膜材，并对其各面气囊和各边界进行卷边热合加工，在充气膜气囊气囊内放入内置气压计，充气膜气囊（11、21）内气囊连通处放置充气膜充气导管26，预制充气膜气囊本体（11、21）及充气膜热合套筒（12、22），在设计部位安装充气膜单向充气阀（14、24）和充气膜水气密封拉链15；
S1.2、根据空投箱（外气囊式可展充气膜结构箱体1、内气囊式可展充气膜结构箱体2）形状和尺寸，确定外气囊式可展充气膜结构箱体1、内气囊式可展充气膜结构箱体2上的三向节点32张角和内外索杆31尺寸，预制两端带有U形凹槽311的索杆31，带有吊环322的三向节点32，以及相配套的辅助连接构件33；
S2、组装
S2.1、将索杆31穿过平面充气膜气囊本体（11、21）上指定边界上的充气膜热合套筒（12、22），采用快速充气泵通过充气膜单向充气阀（14、24）对平面充气膜气囊本体进行初步充气加压和检测，确保充气膜气囊本体无损伤和漏气；
S2.2、组装三向节点32，依次将辅助连接构件33上的螺纹段331旋入三向节点32端头管内的空心管壁321处，将索杆31端部伸入辅助连接构件33的卡扣组件332卡扣锁紧，依次完成各三向节点32与索杆31的组装形成立体骨架；
S2.3、通过充气膜水气密封拉链15将外气囊式可展充气膜结构箱体1及内气囊式可展充气膜结构箱体2密封闭合，仅留出一面用于充气和置物的口，在此过程中，内气囊式可展充气膜结构箱体2上的三向节点32置于充气膜气囊本体外侧，外气囊式可展充气膜结构箱体1上的三向节点32置于充气膜气囊本体内侧。
S3、充气加压
S3.1、通过外部无线控制设备读取内置气压计示数，根据外气囊式可展充气膜结构箱体1、内气囊式可展充气膜结构箱体2结构设计压力对其进行预加压至设计值的80%，使膜结构（充气膜气囊本体）表面在较高应力水平下产生早期应力松弛；
S3.2、如说明书附图5所示，对内气囊式可展充气膜结构箱体2结构内腔进行空间分隔，安装设置易撕泡沫板28隔间及液体存储袋，然后进行物资置放，并通过充气膜水气密封拉链15进行密封闭合；对内气囊式可展充气膜结构箱体2结构进行充气加压至设计压力值，考虑到膜结构应力损伤较大，可根据实际情况超加压5%~10%；
S3.3、将内气囊式可展充气膜结构箱体2放置于外气囊式可展充气膜结构箱体1中，将弹性体41穿过橡胶套筒43并通过端部吊钩42分别与内气囊式可展充气膜结构箱体2及外气囊式可展充气膜结构箱体1中三向节点32上的吊环322相连（吊钩42卡勾在吊环322上）；依次完成所有弹性限位机构4的安装后（主要是对内气囊式可展充气膜结构箱体2及外气囊式可展充气膜结构箱体1上的彼此之间三向节点32的安装相连），对外气囊式可展充气膜结构箱体1结构进行充气加压至设计压力值，可根据实际情况超加压5%~10%；
S3.4、对内气囊式可展充气膜结构箱体2及外气囊式可展充气膜结构箱体1间的空间部位进行缓震材料的填塞，最后通过充气膜水气密封拉链15将外气囊式可展充气膜结构箱体1密封闭合，准备投递作业。
Claims (10)
1.一种可展式充气膜结构空投装置，其特征在于，包括外气囊式可展充气膜结构箱体、内气囊式可展充气膜结构箱体，外索杆骨架、内索杆骨架及弹性限位机构，所述的外索杆骨架安装在外气囊式可展充气膜结构箱体上的边部部位且与外气囊式可展充气膜结构箱体相连，所述的内索杆骨架安装在内气囊式可展充气膜结构箱体上的边部部位且与内气囊式可展充气膜结构箱体相连，所述的用于对内气囊式可展充气膜结构箱体进行减震耗能的弹性限位机构一端与外索杆骨架相连另一端与内索杆骨架相连。
2.根据权利要求1所述的一种可展式充气膜结构空投装置，其特征在于，所述外气囊式可展充气膜结构箱与内气囊式可展充气膜结构箱为相同的结构组成，其二者主要包括，充气膜气囊、充气膜热合套筒、充气膜单向充气阀、充气膜水气密封拉链及充气膜充气导管，所述的充气膜气囊组成正多面体展开状态膜结构，所述的六组正多面体展开状态膜结构组成外气囊式可展充气膜结构箱与内气囊式可展充气膜结构箱本体，所述的两两之间的正多面体展开状态膜结构间通过充气膜热合套筒及充气膜水气密封拉链相连，所述的充气膜气囊之间通过充气膜充气导管相连通并进行彼此之间的气流的流通，所述的充气膜气囊上设置有用于对充气膜气囊进行充气的充气膜单向充气阀。
3.根据权利要求1所述的一种可展式充气膜结构空投装置，其特征在于，所述的外气囊式可展充气膜结构箱与内气囊式可展充气膜结构箱本体二者均通过对正多面体展开状态膜结构上的单向充气阀充气折叠而成。
4.根据权利要求1所述的一种可展式充气膜结构空投装置，其特征在于，所述的外索杆骨架与内索杆骨架二者为相同的结构组成，其二者主要包括，索杆、三向节点及辅助连接构件，所述的索杆贯穿于充气膜热合套筒且与充气膜热合套筒相连，所述的索杆的两端分别通过辅助连接构件与三向节点相连并形成受力骨架。
5.根据权利要求1所述的一种可展式充气膜结构空投装置，其特征在于，所述的弹性限位机构主要包括，弹性体、吊钩、橡胶套筒及吊环，所述的吊环固定安装在三向节点上，所述的弹性体的两侧端部分别固定安装有吊钩，所述的弹性体的两端通过吊钩分别钩挂于三向节点上的吊环上，所述橡胶套筒嵌套在弹性体、吊钩和吊环外部；所述的弹性体具有一定的刚度，进而确保弹性限位机构在拉压两种情况均有极限值。
6.根据权利要求1所述的一种可展式充气膜结构空投装置，其特征在于，所述的外气囊式可展充气膜结构箱体及内气囊式可展充气膜结构箱体是由单层建筑膜材裁剪热耦合拼接而成的外部封闭内部用充气膜充气导管连通的气囊式结构体，通过充气加压后为空投作业提供抗冲击的刚度，同时也成为耗能模块，所述的外气囊式可展充气膜结构箱体及内气囊式可展充气膜结构箱体二者为正多面体结构；所述的外气囊式可展充气膜结构箱体及内气囊式可展充气膜结构箱体在存储状态为连续的正多面体展开平面堆叠；所述正多面体展开平面由连续的或不连续的正多边形组成；所述正多边形连接处和部分边界上设置有膜材热合形成的充气膜热合套筒。
7.根据权利要求4所述的一种可展式充气膜结构空投装置，其特征在于，所述的索杆可根据不同使用需求采用柔性或刚性部件，在索杆的两端开设有U形凹槽；当所述索杆采用柔性部件时可应用于小重量物资低空无伞精确空投；当所述索杆采用刚性部件时可应用于大重量物资高空有伞空投，在使用时可根据实际空投高度需求灵活采用索杆部件，空投适应性更优越。
8.根据权利要求4所述的一种可展式充气膜结构空投装置，其特征在于，所述辅助连接构件包括螺纹段和卡扣组件；所述辅助连接构件的一端通过螺纹段安装在三向节点上的端头管部位与端头管通过螺纹配合相连，另一端通过卡扣组件与索杆端部上的U形凹槽锁扣连接，使得索杆和三向节点之间的连接更为方便快捷。
9.根据权利要求2所述的一种可展式充气膜结构空投装置，其特征在于，所述由充气膜气囊组成的正多面体展开状态膜结构展开平面边界上设有充气膜水气密封拉链；所述水气密封拉链通过涤纶带与充气膜气囊的膜面热耦合连接，所述水气密封拉链端部设有限位卡扣；所述充气膜气囊内设置有内置气压计，便于空投箱组装密封和充气膜内压监测。
10.一种可展式充气膜结构空投装置的操作方法，包括如权利要求1至权利要求9中任一项所述的可展式充气膜结构空投装置，其特征在于，包括如下操作步骤：S1、准备工作
S1.1、确定空投箱形状和外气囊式可展充气膜结构箱体、内气囊式可展充气膜结构箱体的尺寸及展开平面，裁切膜材，并对其各面气囊和各边界进行卷边热合加工，在充气膜气囊气囊内放入内置气压计，充气膜气囊内气囊连通处放置充气导管，预制充气膜气囊本体及充气膜热合套筒；在设计部位安装充气膜单向充气阀和充气膜水气密封拉链；
S1.2、根据空投箱形状和尺寸，确定外气囊式可展充气膜结构箱体、内气囊式可展充气膜结构箱体上的三向节点张角和内外索杆尺寸；预制两端带有U形凹槽的索杆，带有吊环的三向节点，以及相配套的辅助连接构件；
S2、组装
S2.1、将索杆穿过平面充气膜气囊本体上指定边界的充气膜热合套筒；采用快速充气泵通过充气膜单向充气阀对平面充气膜气囊本体进行初步充气加压和检测，确保充气膜气囊本体无损伤和漏气；
S2.2、组装三向节点，依次将辅助连接构件螺纹段旋入三向节点端头管内；将索杆端部伸入辅助连接构件的卡扣组件卡扣锁紧，依次完成各三向节点与索杆的组装形成立体骨架；
S2.3、通过充气膜水气密封拉链将外气囊式可展充气膜结构箱体及内气囊式可展充气膜结构箱体密封闭合，仅留出一面充气和置物口；内气囊式可展充气膜结构箱体三向节点置于充气膜气囊本体外侧，外气囊式可展充气膜结构箱体三向节点置于充气膜气囊本体内侧，；
S3、充气加压
S3.1、通过无线设备读取内置气压计示数，根据外气囊式可展充气膜结构箱体、内气囊式可展充气膜结构箱体结构设计压力对其进行预加压至设计值的80%，使膜结构表面在较高应力水平下产生早期应力松弛；
S3.2、对内气囊式可展充气膜结构箱体结构内腔进行空间分隔，设置易撕泡沫板隔间及液体存储袋，然后进行物资置放，并通过充气膜水气密封拉链进行密封闭合；对内气囊式可展充气膜结构箱体结构进行充气加压至设计压力值，考虑到膜结构应力损伤较大，可根据实际情况超加压5%~10%；
S3.3、将内气囊式可展充气膜结构箱体放置于外气囊式可展充气膜结构箱体中，将弹性体穿过橡胶套筒并通过端部吊钩分别与内气囊式可展充气膜结构箱体及外气囊式可展充气膜结构箱体三向节点上的吊环相连；依次完成所有弹性限位机构的连接后，对外气囊式可展充气膜结构箱体结构进行充气加压至设计压力值，可根据实际情况超加压5%~10%；
S3.4、对内气囊式可展充气膜结构箱体及外气囊式可展充气膜结构箱体间进行缓震材料填塞，最后通过充气膜水气密封拉链将外气囊式可展充气膜结构箱体密封闭合，准备投递。
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