CN208264545U - 浮空装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种浮空装置，它包括从上往下依次相连的动力主体、分离舱、平衡主体和荷载舱，分离舱内设有能够使平衡主体与之分离的分离机构，平衡主体提供浮力以平衡平衡主体与荷载舱的重力，动力主体提供浮力使浮空装置能够上浮。释放后在动力主体的浮力作用下，浮空装置上升，当上升至一定高度后，分离舱内分离机构工作，使平衡主体与分离舱分离；此时动力主体与分离舱继续上浮，平衡主体提供的浮力平衡掉平衡主体与荷载舱的重力，使平衡主体和荷载舱失去上浮的加速度，在空气阻力的作用下平衡主体和荷载舱速度渐变为零，实现在零风层内驻留。
Description
技术领域
本实用新型属于飞行器领域，尤其涉及一种浮空装置。
背景技术
在距离地面20～100公里的空域被称为临近空间，这一空域空气比较稀薄，不受国界限制，具有较大的开发价值。在临近空间可以布置浮空器，搭载成像传感器，也可以实现对地成像侦察。由于浮空器装载的是比空气稀薄的气体，在临近空间是一种“飘浮”的状态，因此，维持其运动状态所耗费的能量极少。目前，国内只有超压球和某些薄膜材料零压球可实现高空驻留，但是这类气球价格昂贵，如果橡胶气球可以实现这一功能，成本可大大降低，目前我国还没有实现橡胶气球在空中任意高度驻留的技术，原则上橡胶气球在充气后会一直上升直至炸裂。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够在零风层内任意高度驻留的浮空装置。
本实用新型提供的这种浮空装置，它包括从上往下依次相连的动力主体、分离舱、平衡主体和荷载舱，分离舱内设有能够使平衡主体从其底部脱离的分离机构，平衡主体提供浮力以平衡平衡主体与荷载舱的重力，动力主体提供浮力使浮空装置能够上浮。
在一个具体实施方式中，在所述分离舱内设有挂杆，所述平衡主体通过橡胶绳连接于挂杆上。
在一个具体实施方式中，使所述分离机构包括电源、传感器、CPU和执行元件；电源用于向回路供电，传感器和执行元件分别与CPU相连，传感器用于判定浮空器当前状态，CPU用于根据传感器判定的浮空器状态控制执行元件是否工作。
为了便于提高分离的可靠性，使所述传感器包括时间传感器和高度传感器，时间传感器用于计时并将计时结果上传至所述CPU，高度传感器用于测量高度并将高度值上传至所述CPU，当高度和时间满足初始设定条件时，CPU控制执行元件工作。
作为优选，使所述执行元件为缠绕于所述橡胶绳上的电热熔丝或者为套于所述橡胶绳外的电热熔套。
为了保证各部件能够正常工作，在所述分离舱的内壁设有保温层。
作为优选，使所述动力主体和平衡主体均为内充氢气或氦气的橡胶气球。
为了便于回收利用，在所述分离舱和所述荷载舱上均设有回收伞。
本实用新型通过平衡主体提供浮力以平衡平衡主体与荷载舱的重力，通过动力主体提供浮力使浮空装置能够上浮；释放后在动力主体的浮力作用下，浮空装置上升，当上升至一定高度后，分离舱内分离机构工作，使平衡主体与分离舱分离；此时动力主体与分离舱继续上浮，平衡主体提供的浮力平衡掉平衡主体与荷载舱的重力，使平衡主体和荷载舱失去上浮的加速度，在空气阻力的作用下平衡主体和荷载舱速度渐变为零，实现在零风层内驻留。
附图说明
图1为本实用新型的布置示意图。
图2为图1中I处的放大示意图。
图3为本实用新型中分离机构的流程框图。
图示序号：
1—动力主体；
2—分离舱，21—挂杆，22—保温层，A—电热熔丝；
3—平衡主体；4—荷载舱；5—橡胶绳；6—回收伞。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实施例提供的这种浮空装置，它包括从上往下依次相连的动力主体1、分离舱2、平衡主体3和荷载舱4。分离舱和荷载舱外均设有回收伞6，当两个气球爆炸时，回收过程中回收伞打开以避免分离舱和荷载舱下落速度过快而损毁设备或意外伤人。
动力主体1和平衡主体3均选用为内充氢气或氦气的橡胶气球，当考虑成本因素时优选用氢气，当考虑安全因素时优选用氦气；平衡主体3通过橡胶绳5与分离舱2连接。
分离舱2内设有挂杆21和分离机构，分离舱的内壁设有能够避免分离机构在低温下工作的保温层22。平衡主体的顶部通过橡胶绳5绕接于挂杆21上。分离机构包括电源、传感器、CPU和执行元件；电源用于向回路供电，传感器和执行元件分别与CPU相连，传感器用于判定浮空器当前状态，CPU用于根据传感器判定的浮空器状态控制执行元件是否工作。其中传感器有时间传感器和高度传感器两种，时间传感器用于计时并将计时结果上传至所述CPU，高度传感器用于测量高度并将高度值上传至所述CPU，当高度和时间满足初始设定条件时，CPU控制执行元件工作；执行元件选用为绕于橡胶绳5上的电热熔丝A。
使用时首先给两个橡胶气球充气，平衡主体充到浮升气体产生的浮力等于载荷舱和平衡主体的重力为止，动力主体充到浮升气体产生的浮力大于整个浮空装置的重力即可。然后系绳连接各部分，检查舱内各仪器设备是否正常工作，准备放飞。放飞后，平衡主体提供浮力以平衡平衡主体与荷载舱的重力，动力主体提供浮力使浮空装置能够上浮；上浮至高度和时间均满足初始设定条件时CPU控制上分离舱工作，执行元件动作，使平衡主体从分离舱底部脱离；此时动力主体与分离舱继续上升，平衡主体提供的浮力平衡掉平衡主体与荷载舱的重力，使平衡主体和荷载舱失去上浮的加速度，在空气阻力的作用下平衡主体和荷载舱速度渐变为零，实现在高空中驻留。
本实施例中还可以将执行元件选用为电热熔套，电热熔套的内径大于橡胶绳的外径，电热熔套的套壁上沿长度方向设有口径大于橡胶绳外径的开口以便于橡胶绳卡入，使用时将橡胶绳卡入电热熔套内。或将执行元件选用为弹簧刀，采用弹簧刀切断系绳作为释放的方式。
Claims (8)
1.一种浮空装置，其特征在于：它包括从上往下依次相连的动力主体、分离舱、平衡主体和荷载舱，分离舱内设有能够使平衡主体与之分离的分离机构，平衡主体提供浮力以平衡平衡主体与荷载舱的重力，动力主体提供浮力使浮空装置能够上浮。
2.根据权利要求1所述的浮空装置，其特征在于：所述分离舱内设有挂杆，所述平衡主体通过橡胶绳连接于挂杆上。
3.根据权利要求2所述的浮空装置，其特征在于：所述分离机构包括电源、传感器、CPU和执行元件；电源用于向回路供电，传感器和执行元件分别与CPU相连，传感器用于判定浮空器当前状态，CPU用于根据传感器判定的浮空器状态控制执行元件是否工作。
4.根据权利要求3所述的浮空装置，其特征在于：所述传感器包括时间传感器和高度传感器，时间传感器用于计时并将计时结果上传至所述CPU，高度传感器用于测量高度并将高度值上传至所述CPU，当高度和时间满足初始设定条件时，CPU控制执行元件工作。
5.根据权利要求4所述的浮空装置，其特征在于：所述执行元件为缠绕于所述橡胶绳上的电热熔丝或者为套于所述橡胶绳外的电热熔套。
6.根据权利要求2所述的浮空装置，其特征在于：所述分离舱的内壁设有保温层。
7.根据权利要求1所述的浮空装置，其特征在于：所述动力主体和平衡主体均为内充氢气或氦气的橡胶气球。
8.根据权利要求1所述的浮空装置，其特征在于：所述分离舱和所述荷载舱上均设有回收伞。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201820445057.6U CN208264545U (zh) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 浮空装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201820445057.6U CN208264545U (zh) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 浮空装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN208264545U true CN208264545U (zh) | 2018-12-21 |
Family
ID=64676551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201820445057.6U Expired - Fee Related CN208264545U (zh) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 浮空装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN208264545U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109606606A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-12 | 中南大学 | 浮空信息支援系统及方法 |
-
2018
- 2018-03-30 CN CN201820445057.6U patent/CN208264545U/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN109606606A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-12 | 中南大学 | 浮空信息支援系统及方法 |
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