CN114198148B - 一种应急救援用发射装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种应急救援用发射装置及其使用方法，属于探测技术装备技术领域。所述应急救援用发射装置包括防护壳体和发射筒体，防护壳体和发射筒体的内部依次设置有气室容积调整机构、发射启动机构、活塞推动机构和弹射机构，发射筒体内部设置有气室和发射室，气室容积调整机构包括气室活塞和丝杠螺母结构，发射启动机构包括T型拉轴和伸缩结构，活塞推动机构包括活塞本体和设置于活塞本体内部的锁块，锁块与T型拉轴通过磁力吸合方式连接，活塞本体右侧设置有探测器，弹射机构包括与气室连通的高压管路。所述应急救援用发射装置及其使用方法通过高压气体提供发射能量，将探测器发射到灾区内，实现对不同距离进行探测，加快救援进度，提高救援效率。

Description

一种应急救援用发射装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及探测技术装备技术领域，特别涉及一种应急救援用发射装置及其使用方法。

背景技术

在矿井坍塌巷道、隧道等应急救援中，获取坍塌巷道、隧道等灾区内的影像与环境气体信息对救援工作的顺利开展具有重要作用。目前的探测设备由于受到使用方式的限制，只能在救援洞口进行近距离探测，探测设备由于无法进入灾区内，因此，无法实现远距离探测，无法采集到灾区内的影像与环境信息，阻碍了救援进度，尤其是在煤矿井下使用的探测设备必须满足防爆等级要求，使得电动伸缩类的探测设备的使用范围大大受限。因此，亟需一种能够将探测设备送入到灾区内的装置，以进行灾区内的影像与环境信息采集和探测。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种应急救援用发射装置及其使用方法，其通过高压气体提供发射能量，将探测器发射到灾区内，实现对不同距离进行探测，加快救援进度，提高救援效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种应急救援用发射装置，包括连通设置的防护壳体和发射筒体，所述防护壳体和发射筒体的内部依次设置有气室容积调整机构、发射启动机构、活塞推动机构和弹射机构，所述发射筒体内部设置有相互连通的气室和发射室；

所述气室容积调整机构包括位于气室内的气室活塞以及带动气室活塞左右移动的丝杠螺母结构，丝杠螺母结构带动气室活塞左右移动以实现气室容积的调节；

所述发射启动机构包括T型拉轴以及带动T型拉轴左右移动的伸缩结构，所述T型拉轴的一端位于气室靠近发射室的一侧，所述T型拉轴的另一端穿过气室活塞与位于防护壳体内的伸缩结构螺纹连接；

所述活塞推动机构包括活塞本体以及设置于活塞本体内部的锁块，所述锁块与T型拉轴的一端通过磁力吸合方式连接，所述活塞本体右侧设置有探测器；

所述弹射机构包括与所述气室连通的高压管路。

进一步的，所述弹射机构还包括与所述探测器连接的电源开启结构，所述电源开启结构包括步进调速电机，所述步进调速电机的输出端固定连接有主动齿轮，所述主动齿轮与设置于发射筒体端部的从动齿轮啮合，所述从动齿轮内部固定连接有永磁联轴器，所述永磁联轴器的内部设置有与其配合的内永磁联轴器，所述内永磁联轴器中心孔与探测器电源开关转轴紧配合，用于打开探测器的电源开关。

进一步的，所述丝杠螺母结构包括电动机一，所述电动机一通过联轴器一与空心丝杠连接，所述空心丝杠的外部套装螺母，所述螺母与拉杆的一端固定连接，所述拉杆的另一端与气室活塞固定连接。

进一步的，所述伸缩结构包括设置于空心轴内部的电动机二，所述空心轴设置于所述空心丝杠的内部，所述电动机二通过联轴器二与旋转螺母连接，所述旋转螺母与T型拉轴的另一端螺纹连接，电动机二带动旋转螺母转动，旋转螺母通过螺纹转动的方式带动T型拉轴左右移动。

进一步的，所述活塞本体的一端设置有圆柱腔体，另一端设置有球形槽；所述圆柱腔体的端部设置有挡圈螺母；所述圆柱腔体的内部设置所述锁块；所述圆柱腔体壁中心位置均匀分布有N个圆孔，每个所述圆孔内均设置有钢珠，钢珠外侧与发射筒体的凹槽接触，钢珠内侧与锁块凸面接触，使活塞本体与发射筒体可靠锁住；所述球形槽用于与探测器的端部配合。

进一步的，所述磁力吸合方式连接的具体设置为：所述T型拉轴的一端穿过挡圈螺母并设置有永磁强磁铁一，所述锁块设置有永磁强磁铁二，永磁强磁铁一端面与永磁强磁铁二的端面磁力吸合，进而实现锁块与T型拉轴连接。

进一步的，所述高压管路的一端与高压气体连通，所述高压管路的另一端通过输气管路与气室连通，输气管路上设置有单向阀。

进一步的，所述发射筒体设置有前端排气孔和后端排气孔，探测器发射时活塞本体在发射筒体内产生压缩的气体通过前端排气孔和后端排气孔排出，以减少对活塞本体移动产生阻力；后端排气孔还用于推动活塞本体到达终端后，高压气体进行泄压；所述发射筒体还设置有安装板，所述安装板与安装座通过轴销连接，以实现探测器发射方向的调节。

进一步的，所述应急救援用发射装置还包括控制机构，所述控制机构包括控制器、设置于发射筒体外部的测距传感器、与电动机一连接的旋转编码器一、与电动机二连接的旋转编码器二、设置于发射筒体内部并靠近活塞本体挡圈螺母的位置传感器、以及设置于所述输气管路的气体流量计和压力变送器，所述控制器分别与测距传感器、电动机一、旋转编码器一、电动机二、旋转编码器二、步进调速电机、位置传感器、气体流量计和压力变送器连接；所述控制器的控制面板上设置有显示屏、测距旋钮、气室旋钮、设置按钮、转换开关、发射按钮和换向开关。

一种应急救援用发射装置的使用方法，采用上述应急救援用发射装置，所述应急救援用发射装置的使用方法包括手动工作模式和自动工作模式：

(1)手动工作模式的使用方法如下：

使控制器控制面板上的转换开关位于手动位置，进入手动工作模式；

(1.1)气室容积调整过程：

按下控制器控制面板上的设置按钮，控制器触发显示屏进入参数设置状态；设置发射距离的方式为：通过手动顺时针旋转测距旋钮输出信号给控制器，控制器触发显示屏显示探测器的发射距离，当显示屏显示的发射距离达到发射距离设定值时，停止转动测距旋钮；控制器根据其内设的数据库确定将探测器发射到该发射距离所需要的气室容积；气室容积的调节方式为：手动顺时针旋转气室旋钮输出信号给控制器，控制器控制电动机一启动，电动机一带动旋转编码器一转动，旋转编码器一发送脉冲信号给控制器，控制器触发显示屏显示气室容积达到气室容积设定值时，停止转动气室旋钮，电动机一停止运转，气室容积调整完成；

(1.2)气室容积充气工作过程：

气室容积调整完成后，手动操作将控制器控制面板上的换向开关调到充气位置，控制器输出信号启动气体流量计，高压气体通过高压管路和输气管道进入气室，压力变送器检测气室内的压力并发给控制器，当压力变送器检测的压力值达到气体压力设定值时，控制器控制气体流量计停止工作，控制器触发显示屏显示充气过程完成，然后，手动操作将控制器控制面板上的换向开关调到零位位置；

(1.3)探测器发射工作过程：

按下控制器控制面板上的发射按钮，控制器控制电动机二启动，电动机二带动旋转编码器二和旋转螺母转动，旋转螺母带动T型拉轴和锁块向左移动，当T型拉轴的移动距离达到移动距离设定值时，控制器控制电动机二停止工作，在气室高压气体推动下，活塞本体在发射筒体内向右快速移动，将探测器从发射筒体内发射出去；

(2)自动工作模式的使用方法如下：

使控制器控制面板上的转换开关位于自动位置，进入自动工作模式；

(2.1)气室容积调整过程：

测距传感器测量探测器到前方灾区的距离并发送给控制器，控制器根据其内设的数据库确定将探测器发射该距离所需要的气室容积；控制器控制电动机一启动，电动机一带动旋转编码器一转动，旋转编码器一将脉冲信号发送给控制器，当气室容积达到气室容积设定值时，控制器输出信号使转动电动机一停止工作，气室容积调整完成；

(2.2)气室充气工作过程：

气室容积调整完成后，控制器控制气体流量计启动，高压气体通过高压管路和输气管道进入气室，压力变送器检测气室内的压力并发给控制器，当压力变送器检测的压力值达到气体压力设定值时，控制器控制气体流量计停止工作，充气过程完成；

(2.3)探测器发射工作过程：

充气完成后，控制器控制电动机二启动，电动机二带动旋转编码器二和旋转螺母转动，旋转螺母带动T型拉轴和锁块向左移动，当T型拉轴的移动距离达到移动距离设定值时，控制器控制电动机二停止工作，在气室高压气体推动下，活塞本体在发射筒体内向右快速移动，将探测器从发射筒体内发射出去。

本发明的有益效果：

1)本发明通过高压气体提供发射能量，将探测器发射到坍塌巷道、隧道等灾区内，能够对不同距离进行探测，有利于加快救援进度，提高救援效率；

2)本发明的应急救援用发射装置能够使探测器准确、快速的进入灾区进行探测，提高了探测设备的使用范围，提高了救援进度；

3)本发明在探测器发射前打开其电源，便于探测器进入灾区后正常工作，比如传输影像、采集环境气体信息等；

4)本发明不仅可以应用于密闭环境的救援中，还可以用于矿山密闭火区的治理中。

本发明的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种应急救援用发射装置的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的气室容积调整机构组成示意图；

图3是本发明实施例提供的发射启动机构组成示意图；

图4是本发明实施例提供的活塞推动机构组成示意图；

图5是本发明实施例提供的活塞本体的结构示意图；

图6是图5的B-B剖视图；

图7是本发明实施例提供的充气过程的示意图；

图8是本发明实施例提供的活塞本体与发射筒体的解锁启动过程示意图；

图9是本发明实施例提供的高压气体推力作用下永磁强磁铁一和永磁强磁铁二脱离过程示意图；

图10是本发明实施例提供的高压气体推力作用下发射过程示意图；

图11是本发明实施例提供的发射完成后高压气体通过后端排气孔排出的示意图；

图12是本发明实施例提供的复位时活塞本体回到原位过程的示意图；

图13是本发明实施例提供的复位时活塞本体与发射筒体锁紧过程的示意图。

说明书附图中的附图标记包括：

1-防护壳体，2-旋转编码器一，3-电动机一，4-联轴器一，5-轴承端盖，6-轴承，7-空心丝杠，8-螺母，9-拉杆，10-空心轴，11-旋转编码器二，12-电动机二，13-联轴器二，14-旋转螺母，15-T型拉轴，16-永磁强磁铁一，17-永磁强磁铁二，18-气室，19-气室活塞，20-底部密封圈，21-O型圈，22-挡圈螺母，23-钢珠，24-密封圈，25-活塞本体，26-锁块，27-缓冲垫，28-发射筒体，29-电源开关转轴，30-探测器，31-测距传感器，32-前端排气孔，33-从动齿轮，34-永磁联轴器，35-内永磁联轴器，36-挡圈，37-主动齿轮，38-步进调速电机，39-安装板，40-轴销，41-安装座，42-输气管路，43-气体流量计，44-高压管路，45-控制器，46-显示屏，47-测距旋钮，48-气室旋钮，49-设置按钮，50-转换开关，51-发射按钮，52-换向开关，53-单向阀，54-压力变送器，55-后端排气孔，56-位置传感器。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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“一”、“二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。

为了解决现有技术存在的问题，如图1至图13所示，本发明提供了一种应急救援用发射装置，包括连通设置的防护壳体1和发射筒体28，防护壳体1和发射筒体28的内部依次设置有气室容积调整机构、发射启动机构、活塞推动机构和弹射机构，发射筒体28内部设置有相互连通的气室18和发射室；

气室容积调整机构包括位于气室18内的气室活塞19以及带动气室活塞19左右移动的丝杠螺母结构，丝杠螺母结构带动气室活塞19左右移动以实现气室18容积的调节；

发射启动机构包括T型拉轴15以及带动T型拉轴15左右移动的伸缩结构，T型拉轴15的一端位于气室18靠近发射室的一侧，T型拉轴15的另一端穿过气室活塞19与位于防护壳体1内的伸缩结构螺纹连接；

活塞推动机构包括活塞本体25以及设置于活塞本体25内部的锁块26，锁块26与T型拉轴15的一端通过磁力吸合方式连接，活塞本体25右侧设置有探测器30；

弹射机构包括与气室8连通的高压管路44。

本实施例中，气室容积调整机构位于防护壳体1和发射筒体28的内部，根据探测器30到灾区的距离进行气室18容积调节。发射启动机构位于丝杠螺母结构以及气室18的内部，以带动锁块26向左移动。活塞推动机构位于发射室内部，用于推动探测器30发射。弹射机构位于发射筒体28的外侧，实现气室18充气和探测器30电源开启，进入准备发射状态，开启探测器30的电源，为其放射后的后续工作做准备。

如图1所示，弹射机构还包括与探测器30连接的电源开启结构，电源开启结构包括步进调速电机38，步进调速电机38的输出端固定连接有主动齿轮37，主动齿轮37与设置于发射筒体28端部的从动齿轮33啮合，从动齿轮33内部固定连接有永磁联轴器34，永磁联轴器34的内部设置有与其配合的内永磁联轴器35，内永磁联轴器35中心孔与探测器30电源开关转轴29紧配合，用于打开探测器30的电源开关。

如图2所示，丝杠螺母结构包括电动机一3，电动机一3通过联轴器一4与空心丝杠7连接，空心丝杠7的外部套装螺母8，螺母8与拉杆9的一端固定连接，拉杆9的另一端与气室活塞19固定连接。本实施例中，气室容积调节的原理是：电动机一3带动空心丝杠7转动，螺母8随着空心丝杠7的转动，螺母8通过拉杆9带动气室活塞19向防护壳体1的方向平行移动，由于有拉杆9的限位使气室活塞19不能旋转，气室活塞19的行程由与电动机一3连接的旋转编码器一2信号进行控制。

如图3所示，伸缩结构包括设置于空心轴10内部的电动机二12，空心轴10设置于空心丝杠7的内部，电动机二12通过联轴器二13与旋转螺母14连接，旋转螺母14与T型拉轴15的另一端螺纹连接，电动机二12带动旋转螺母14转动，旋转螺母14通过螺纹转动的方式带动T型拉轴15左右移动。本实施例中，空心丝杠7的内壁与空心轴10的外壁之间设置有轴承6，轴承6的两侧均设置有轴承端盖5，靠近联轴器一4一侧的轴承端盖5与联轴器一4固定连接。本实施例中，空心轴10的端部设置有挡板，挡板同时与防护壳体1和发射筒体28通过螺栓连接，气室活塞19与气室18内壁之间设置有O型圈21，气室活塞19与T型拉轴15之间设置有底部密封圈20，以保证气室18的密封。

如图4至图6所示，活塞本体25的一端设置有圆柱腔体，另一端设置有球形槽；圆柱腔体的端部设置有挡圈螺母22；圆柱腔体的内部设置锁块26；圆柱腔体壁中心位置均匀分布有N个圆孔，每个圆孔内均设置有钢珠23，钢珠23外侧与发射筒体28的凹槽接触，钢珠23内侧与锁块26凸面接触，使活塞本体25与发射筒体28可靠锁住；球形槽用于与探测器30的端部配合。本实施例中，活塞本体25的外壁与发射筒体28的内壁之间设置有钢珠23和密封圈24，活塞本体25的另一端设置有缓冲垫27，球形槽钢珠23外侧与发射筒体28内壁凹槽接触，锁块26为圆柱T形结构，其上部两侧面为凸面，下部两侧面为凹面，钢珠23内侧与锁块26凸面接触锁紧活塞本体25；密封圈24避免气体溢出，保证活塞本体25的推力；缓冲垫27避免活塞本体25高速移动后与发射筒体28内壁之间的碰撞，提高使用安全。

如图7至图10所示，磁力吸合方式连接的具体设置为：T型拉轴15的一端穿过挡圈螺母22并设置有永磁强磁铁一16，锁块26设置有永磁强磁铁二17，永磁强磁铁一16端面与永磁强磁铁二17的端面磁力吸合，进而实现锁块26与T型拉轴连接。当T型拉轴15向左移动一定距离时，锁块26凸面与钢珠23接触面断开，钢珠23与锁块26凹面接触，此时钢珠23脱离发射筒体28凹槽松开活塞本体25；T型拉轴15向左移动使气室18高压气体推动活塞本体25，当气室18高压气体推力大于磁铁的吸力时，锁块26被挡圈螺母22阻挡使永磁强磁铁二17与永磁强磁铁一16分开，活塞本体25在发射筒体28内向右快速移动，即实现T型拉轴放开锁块26，活塞本体25推动探测器30发射。

本发明中，高压管路44的一端与高压气体连通，高压管路44的另一端通过输气管路42与气室18连通，输气管路42上设置有单向阀53，本实施例中，输气管路42上依次设置有气体流量计43、单向阀53和压力变送器54，高压气体可以为放在钢瓶里氮气，气体流量计43用于显示流量，还起到开关的作用，控制器45控制气体流量计43打开，使氮气经气体流量计43、单向阀53和压力变送器54进入到气室18中，并通过压力变送器54检测气室18中的压力。

如图11所示，发射筒体28设置有前端排气孔32和后端排气孔55，探测器30发射时活塞本体25在发射筒体28内产生压缩的气体通过前端排气孔32和后端排气孔55排出，以减少对活塞本体25移动产生阻力；后端排气孔55还用于推动活塞本体25到达终端后，高压气体进行泄压；发射筒体28还设置有安装板39，安装板39与安装座41通过轴销40连接，以实现探测器30发射方向的调节。

应急救援用发射装置还包括控制机构，控制机构包括控制器45、设置于发射筒体28外部的测距传感器31、与电动机一3连接的旋转编码器一2、与电动机二12连接的旋转编码器二11、设置于发射筒体28内部并靠近活塞本体25挡圈螺母22的位置传感器56、以及设置于输气管路42的气体流量计43和压力变送器54，控制器45分别与测距传感器31、电动机一3、旋转编码器一2、电动机二12、旋转编码器二11、步进调速电机38、位置传感器56、气体流量计43和压力变送器54连接；控制器45的控制面板上设置有显示屏46、测距旋钮47、气室旋钮48、设置按钮49、转换开关50、发射按钮51和换向开关52。

如图7至图11所示，本发明还提供了一种应急救援用发射装置的使用方法，采用上述应急救援用发射装置，包括如下步骤：

S1、通过电动机一3带动气室活塞19移动，使气室18的容积达到气室18容积设定值；

S2、通过高压管路44向气室18内充气，使气室18内高压气体的压力达到气体压力设定值；

S3、步进调速电机38工作，打开探测器30内部电源开关，使探测器30通电进入工作状态；

S4、电动机二12工作带动旋转螺母14转动，旋转螺母14带动T型拉轴15和锁块26向左移动，使活塞本体25与发射筒体28解锁，气室18内的高压气体推动活塞本体25使永磁强磁铁二17与永磁强磁铁一16分开，将探测器30发射出去。

在实际使用时，一种应急救援用发射装置的使用方法包括手动工作模式和自动工作模式：

(1)手动工作模式的使用方法如下：

使控制器45控制面板上的转换开关50位于手动位置，进入手动工作模式；

(1.1)气室18容积调整过程：

按下控制器45控制面板上的设置按钮49，控制器45触发显示屏46进入参数设置状态；设置发射距离的方式为：通过手动顺时针旋转测距旋钮47，输出高模拟量信号给控制器45，控制器45触发显示屏46显示探测器30的发射距离，当显示屏46显示的发射距离达到发射距离设定值时，停止转动测距旋钮47；控制器45根据其内设的数据库，确定将探测器30发射到当前发射距离所需要的气室18容积，具体的，控制器45中可事先预设发射距离范围、气室18容积和气室18内气体压力的对应数据库，控制器45根据发射距离自动确定气室18容积(即确定了气室18容积设定值)；气室18容积调节方式为：手动顺时针旋转气室旋钮48，输出高模拟量信号给控制器45，控制器45输出启动信号给电动机一3，电动机一3带动旋转编码器一2转动，旋转编码器一2将脉冲信号发送给控制器45，控制器45触发显示屏46显示气室18容积逐渐增大到气室18容积设定值时，停止转动气室旋钮48，电动机一3停止运转，此时，气室18容积调整完成；

(1.2)气室18容积充气工作过程：

气室18容积调整完成后，手动操作将控制器45控制面板上的换向开关52调到充气位置，控制器45输出信号启动气体流量计43，高压气体通过高压管路44和输气管道42进入气室18，输气管路42上依次设置有气体流量计43、单向阀53和压力变送器54，压力变送器54检测气室18内的压力并发给控制器45，当压力变送器54检测的压力值达到气体压力设定值时，控制器45输出信号使气体流量计43停止工作，控制器45触发显示屏46显示充气过程完成，然后，手动操作将控制器45控制面板上的换向开关52调到零位位置；

(1.3)探测器30发射工作过程：

按下控制器45控制面板上的发射按钮51，控制器45输出电平信号给电动机二12，电动机二12带动旋转编码器二11和旋转螺母14转动，旋转螺母14带动T型拉轴15和锁块26向左移动，旋转编码器二11将脉冲信号发送给控制器45，使控制器45收到T型拉轴15的移动距离，当T型拉轴15的移动距离达到移动距离设定值时，控制器45输出信号使电动机二12停止运转，此时，锁块26凸面与钢珠23接触面断开，钢珠23与锁块26凹面接触，钢珠23脱离发射筒体28凹槽松开活塞本体25，在气室18高压气体推动下，活塞本体25在发射筒体28内向右快速移动，锁块26被挡圈螺母22阻挡使永磁强磁铁二17与永磁强磁铁一16分开，实现T型拉轴放开锁块26，锁块26和活塞本体25在高压气体的作用下推动探测器30，将探测器30从发射筒体28内发射出去。

(2)自动工作模式的使用方法如下：

使控制器45控制面板上的转换开关50位于自动位置，进入自动工作模式；

(2.1)气室18容积调整过程：

测距传感器31测量探测器30到前方灾区的距离并发送给控制器45，控制器45将该距离在显示屏46进行显示，并且，控制器45根据其内设的数据库，确定将探测器30发射该距离所需要的气室18容积，即确定了气室18容积设定值；然后，控制器45输出启动信号给电动机一3，电动机一3带动旋转编码器一2进行转动，旋转编码器一2将脉冲信号发送给控制器45，控制器45根据该脉冲信号能够得到气室18容积，当气室18容积达到气室18容积设定值时，控制器45输出信号使转动电动机一3停止转动，此时，气室18容积调整完成；

(2.2)气室18充气工作过程：

气室18容积调整完成，控制器45输出信号使气体流量计43启动，高压气体通过高压管路44和输气管道42进入气室18，输气管道42上的压力变送器54检测气室18内的压力并发给控制器45，当压力变送器54检测的压力值达到气体压力设定值时，控制器45输出信号使气体流量计43停止工作，充气过程完成；在本步骤中，控制器45在启动气体流量计43前，会对换向开关52的位置进行检测，换向开关52必须在零位位置时，才能进行气室18自动充气工作，如果换向开关52在充气位置，控制器45会触发显示屏46显示操作错误，也就是说，换向开关52只在手动工作模式时使用；

(2.3)探测器30发射工作过程：

充气完成后，控制器45输出电平信号给电动机二12，电动机二12带动旋转编码器二11和旋转螺母14转动，旋转螺母14带动T型拉轴15和锁块26向左移动，旋转编码器二11将脉冲信号发送给控制器45，使控制器45根据脉冲信号确定T型拉轴15的移动距离，当T型拉轴15的移动距离达到移动距离设定值时，控制器45输出信号使电动机二12停止运转，此时，锁块26凸面与钢珠23接触面断开，钢珠23与锁块26凹面接触，钢珠23脱离发射筒体28凹槽松开活塞本体25，在气室18高压气体推动下，活塞本体25在发射筒体28内向右快速移动，锁块26被挡圈螺母22阻挡使永磁强磁铁二17与永磁强磁铁一16分开，实现T型拉轴放开锁块26，锁块26和活塞本体25在高压气体的作用下推动探测器30，将探测器30从发射筒体28内发射出去。

本发明中，充气过程完成后、并且探测器30发射工作过程之前，开启探测器30的电源，探测器30的电源开启过程：控制器45输出给步进调速电机38，步进调速电机38通过主动齿轮37带动从动齿轮33旋转，从动齿轮33带动永磁磁力联轴器34转动，磁力联轴器34转动同时带动内磁力联轴器35转动，内磁力联轴器35转动打开探测器30内部电源开关，使探测器30主体通电进入工作状态。

本发明在实际使用时，如果探测器30到前面灾区的距离容易通过测距传感器31得到，就采用自动控制的方式；如果探测器30到前面灾区的距离不容易得到，或者需要分阶段得到，就采用自动控制的方式，实用性强。

本发明中，活塞本体25移动到位，即，活塞本体25在发射筒体28可靠锁住、位置传感器56接触到活塞本体25的端部，位置传感器56将活塞本体25移动到位的信号发送给控制器45，控制器45确定活塞本体25处于工作状态，此时，转换开关50才能正常使用。

如图12和图13所示，活塞本体25准备下次使用的复位过程如下：

先用专用工具手动将活塞本体25送入发射筒体28凹槽位置，位置传感器56检测到活塞本体25安装到位后(即位置传感器56与活塞本体25靠近气室18的一端接触后)，输出信号给控制器45，控制器45触发显示屏46显示活塞本体25安装到位；使控制器45控制面板上的转换开关50位于复位位置，此时，控制器45输出两路控制信号：

一路信号为：气室18容积恢复到最小容积工作过程：

控制器45输出启动信号给电动机一3，电动机一3带动空心丝杠7和旋转编码器2转动，螺母8随着空心丝杠7的转动，螺母8通过拉杆9带动气室活塞19向活塞本体25的方向平行移动，控制器45接收到旋转编码器一2信号值与预设的限位设定值一(本实施例中，限位设定值一为零值，即最小值点)相等时，控制器45输出信号使电动机一3停止运转，即此时气室18容积最小；

另一路信号为：活塞本体25锁住工作过程：

控制器45控制电动机二12工作，电动机二12同时带动旋转编码器二11和旋转螺母14转动，旋转螺母14带动T型拉轴15向活塞本体25方向平行移动，控制器45接收到旋转编码器二11的信号与预设的移动限位设定值二相等时，控制器45输出信号使电动机二12停止运转；T型拉轴15永磁强磁铁一16与锁块26永磁强磁铁二17通过磁力相互吸合，由于永磁强磁铁一16位置是静止固定而锁块26和永磁强磁铁二17位置是动态可移动；两者在磁力吸合下，锁块26向永磁强磁铁一16方向移动，锁块26凸面与钢珠23接触，此时，钢珠23进入发射筒体28凹槽锁住活塞本体25。

本发明中，控制器45控制面板上的转换开关50位于复位位置时，控制器45之前的所有设置参数均清零，需要重新设置参数才能工作，即为下一次使用作准备。

本实施例中，转换开关50为多功能转换旋钮；设置按钮49为自锁按钮，按下设置按钮49后自锁，测距旋钮47和气室旋钮48可正常使用，进行所需参数的设置，参数设置完成后，使设置按钮49抬起，测距旋钮47和气室旋钮48不可用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种应急救援用发射装置，其特征在于，包括连通设置的防护壳体和发射筒体，所述防护壳体和发射筒体的内部依次设置有气室容积调整机构、发射启动机构、活塞推动机构和弹射机构，所述发射筒体内部设置有相互连通的气室和发射室；

所述气室容积调整机构包括位于气室内的气室活塞以及带动气室活塞左右移动的丝杠螺母结构，丝杠螺母结构带动气室活塞左右移动以实现气室容积的调节；

所述发射启动机构包括T型拉轴以及带动T型拉轴左右移动的伸缩结构，所述T型拉轴的一端位于气室靠近发射室的一侧，所述T型拉轴的另一端穿过气室活塞与位于防护壳体内的伸缩结构螺纹连接；

所述活塞推动机构包括活塞本体以及设置于活塞本体内部的锁块，所述锁块与T型拉轴的一端通过磁力吸合方式连接，所述活塞本体右侧设置有探测器；

所述弹射机构包括与所述气室连通的高压管路；

所述活塞本体的一端设置有圆柱腔体，另一端设置有球形槽；所述圆柱腔体的端部设置有挡圈螺母；所述圆柱腔体的内部设置所述锁块；所述圆柱腔体壁中心位置均匀分布有N个圆孔，每个所述圆孔内均设置有钢珠；所述球形槽用于与探测器的端部配合。

2.根据权利要求1所述的一种应急救援用发射装置，其特征在于，所述弹射机构还包括与所述探测器连接的电源开启结构，所述电源开启结构包括步进调速电机，所述步进调速电机的输出端固定连接有主动齿轮，所述主动齿轮与设置于发射筒体端部的从动齿轮啮合，所述从动齿轮内部固定连接有永磁联轴器，所述永磁联轴器的内部设置有与其配合的内永磁联轴器，所述内永磁联轴器中心孔与探测器电源开关转轴紧配合，用于打开探测器的电源开关。

3.根据权利要求1所述的一种应急救援用发射装置，其特征在于，所述丝杠螺母结构包括电动机一，所述电动机一通过联轴器一与空心丝杠连接，所述空心丝杠的外部套装螺母，所述螺母与拉杆的一端固定连接，所述拉杆的另一端与气室活塞固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种应急救援用发射装置，其特征在于，所述伸缩结构包括设置于空心轴内部的电动机二，所述空心轴设置于所述空心丝杠的内部，所述电动机二通过联轴器二与旋转螺母连接，所述旋转螺母与T型拉轴的另一端螺纹连接，电动机二带动旋转螺母转动，旋转螺母通过螺纹转动的方式带动T型拉轴左右移动。

5.根据权利要求1所述的一种应急救援用发射装置，其特征在于，所述磁力吸合方式连接的具体设置为：所述T型拉轴的一端穿过挡圈螺母并设置有永磁强磁铁一，所述锁块设置有永磁强磁铁二，永磁强磁铁一端面与永磁强磁铁二的端面磁力吸合。

6.根据权利要求1所述的一种应急救援用发射装置，其特征在于，所述高压管路的一端与高压气体连通，所述高压管路的另一端通过输气管路与气室连通，输气管路上设置有单向阀。

7.根据权利要求1所述的一种应急救援用发射装置，其特征在于，所述发射筒体设置有前端排气孔和后端排气孔；所述发射筒体还设置有安装板，所述安装板与安装座通过轴销连接，以实现探测器发射方向的调节。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种应急救援用发射装置，其特征在于，还包括控制机构，所述控制机构包括控制器、设置于发射筒体外部的测距传感器、与电动机一连接的旋转编码器一、与电动机二连接的旋转编码器二、设置于发射筒体内部并靠近活塞本体挡圈螺母的位置传感器、以及设置于输气管路的气体流量计和压力变送器，所述控制器分别与测距传感器、电动机一、旋转编码器一、电动机二、旋转编码器二、步进调速电机、位置传感器、气体流量计和压力变送器连接；所述控制器的控制面板上设置有显示屏、测距旋钮、气室旋钮、设置按钮、转换开关、发射按钮和换向开关。

9.一种应急救援用发射装置的使用方法，采用权利要求8所述的应急救援用发射装置，其特征在于，包括手动工作模式和自动工作模式：

（1）手动工作模式的使用方法如下：

使控制器控制面板上的转换开关位于手动位置，进入手动工作模式；

（1.1）气室容积调整过程：

按下控制器控制面板上的设置按钮，控制器触发显示屏进入参数设置状态；设置发射距离的方式为：通过手动顺时针旋转测距旋钮输出信号给控制器，控制器触发显示屏显示探测器的发射距离，当显示屏显示的发射距离达到发射距离设定值时，停止转动测距旋钮；控制器根据其内设的数据库确定将探测器发射到该发射距离所需要的气室容积；气室容积的调节方式为：手动顺时针旋转气室旋钮输出信号给控制器，控制器控制电动机一启动，电动机一带动旋转编码器一转动，旋转编码器一发送脉冲信号给控制器，控制器触发显示屏显示气室容积达到气室容积设定值时，停止转动气室旋钮，电动机一停止运转，气室容积调整完成；

（1.2）气室容积充气工作过程：

气室容积调整完成后，手动操作将控制器控制面板上的换向开关调到充气位置，控制器输出信号启动气体流量计，高压气体通过高压管路和输气管道进入气室，压力变送器检测气室内的压力并发给控制器，当压力变送器检测的压力值达到气体压力设定值时，控制器控制气体流量计停止工作，控制器触发显示屏显示充气过程完成，然后，手动操作将控制器控制面板上的换向开关调到零位位置；

（1.3）探测器发射工作过程：

按下控制器控制面板上的发射按钮，控制器控制电动机二启动，电动机二带动旋转编码器二和旋转螺母转动，旋转螺母带动T型拉轴和锁块向左移动，当T型拉轴的移动距离达到移动距离设定值时，控制器控制电动机二停止工作，在气室高压气体推动下，活塞本体在发射筒体内向右快速移动，将探测器从发射筒体内发射出去；

（2）自动工作模式的使用方法如下：

使控制器控制面板上的转换开关位于自动位置，进入自动工作模式；

（2.1）气室容积调整过程：

测距传感器测量探测器到前方灾区的距离并发送给控制器，控制器根据其内设的数据库确定将探测器发射该距离所需要的气室容积；控制器控制电动机一启动，电动机一带动旋转编码器一转动，旋转编码器一将脉冲信号发送给控制器，当气室容积达到气室容积设定值时，控制器输出信号使转动电动机一停止工作，气室容积调整完成；

（2.2）气室充气工作过程：

气室容积调整完成后，控制器控制气体流量计启动，高压气体通过高压管路和输气管道进入气室，压力变送器检测气室内的压力并发给控制器，当压力变送器检测的压力值达到气体压力设定值时，控制器控制气体流量计停止工作，充气过程完成；

（2.3）探测器发射工作过程：

充气完成后，控制器控制电动机二启动，电动机二带动旋转编码器二和旋转螺母转动，旋转螺母带动T型拉轴和锁块向左移动，当T型拉轴的移动距离达到移动距离设定值时，控制器控制电动机二停止工作，在气室高压气体推动下，活塞本体在发射筒体内向右快速移动，将探测器从发射筒体内发射出去。