JP2010197045A - 電子式無力化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子式無力化装置(200)は標的の動物または人間との接触用の第1および第2の電極(E1、E2)を有する。電極を通り、かつ標的を通る電流を供給することによって標的を無力化する。適切な電流の流れを確実化するために、電極の配置に起因して存在し得るエアギャップを電離させるために相対的に短い時間について相対的に高い電圧を電極にかける。短い時間的期間の後、電極を通って流れる無力化電流を維持するためにさらに低い電圧が使用される。
【選択図】図2
Description
アリゾナ州ScottsdaleのTaser International社は数年間、図1に例示されたタイプでTaser(登録商標)Model M18およびModel M26スタンガンで指定されるスタンガンを製造してきた。これらのような高出力スタンガンは、通常、約0.2から約0.88マイクロファラッドのキャパシタンスを有するエネルギー貯蔵用コンデンサ106を組み入れる。
装置200の動作によって供給され、電極E1とE2間の出力電圧VOUTは2つの回路部分201および203の各々によって供給される電圧の重ね合わせである。動作では、時間T0に電源202が作動させられる。時間間隔T0〜T1の間にコンデンサ204および210が充電される。図3の時間T1に、スイッチ制御器214がスイッチS1を閉じることでコンデンサ204を電圧増倍器208へと連結する。図3はVOUTを期間T1からT2までの間の相対的に高い電圧として示している。
装置1200では、安全スイッチS1を閉じる操作が高電圧電源1202の動作を有効化し、機器構成を動作させるための待ち受け/準備完了状態に装置1200を設定する。トリガスイッチS2を閉じる操作は、マイクロプロセッサ1224が高電圧電源1202に作動信号を行使する状態を生じさせる。それに応答して、電源1202はコンデンサ1204と1218を充電する電流I1およびコンデンサ1210を充電する電流I2を流し始める。このコンデンサ充電時間間隔がここで、図13から18の電圧vs.時間のグラフを参照しながらさらに述べられるであろう。
他の実施例では、T2からT3への間隔の持続時間について他の持続時間が使用される。この持続時間は約20から約200マイクロ秒の範囲にあることが可能である。
本発明の様々な態様によるバッテリー容量査定システムは、様々な負荷の下でかつ様々な温度条件下での臨界バッテリーパラメータの実験室測定に基づいて残りのバッテリー容量を推測する。これらの測定されたバッテリー容量パラメータは各々のバッテリーモジュールと共に含まれる電子式不揮発性メモリ装置内に一覧表として電子式に保存される(図22)。図21および22に例示されるように、適切なデータインターフェースの接触はマイクロプロセッサがバッテリーモジュール2200内に電子式に保存された一覧表と通信することを可能にし、それにより、バッテリー(2202および2204)の残りの容量を推測する。内蔵型電子式不揮発性メモリを備えたバッテリーモジュール2200はDigital Power Magazine(DPM)または単純にシステム・バッテリーモジュールと称されることが可能である。
図22はX26のバッテリーモジュールの内側に配置された電子回路を例示している。図22の概略図に例示されるように、取り外し可能なバッテリーモジュールは2連接続された3ボルトのCR123リチウム電池および不揮発性メモリ装置を有する。この不揮発性メモリ装置は128Kビットのデータストレージを有する24AA128フラッシュメモリの形をとることが可能である。図21および22に示されるように、X26システムのマイクロプロセッサとバッテリーモジュールの間の電気的なデータインターフェースは6ピンのジャックJP1によって確立され、データ伝送目的のための2線のI2Cシリアルバスを提供する。
0〜2秒:17PPS
2〜5秒:12PPS
5〜6秒:0.1PPS
6〜12秒:11PPS
12〜13秒:0.1PPS
13〜18秒:10PPS
18〜19秒:0.1PPS
18〜23秒:9PPS
のような様々な異なるパルス繰り返し数構成を作り出すようにプログラムされることも可能である。
Claims (76)
- 標的を無力化する方法であって、
第1の電圧の電力を得て前記標的のエアギャップを電離させて、前記標的内で電流を通電し、且つ
前記第1の電圧より低い第2の電圧の電力を得て、前記電流を前記標的内で通電し続けることから成ることを特徴とする方法。 - 標的を無力化する方法であって、
第1のエネルギー貯蔵用装置から第1の信号を前記標的に送って前記標的のエアギャップを電離させ、且つ
第2のエネルギー貯蔵用装置から第2の信号を前記標的に送って前記ギャップを通じて前記標的内で電流を通電し続けることから成り、前記第2のエネルギー貯蔵用装置は前記エアギャップを電離させるエネルギーを付与しないことを特徴とする方法。 - 標的を無力化する装置であって、
第1のエネルギー貯蔵用装置から第1の信号を前記標的に送って前記標的のエアギャップを電離させる手段と、
第2のエネルギー貯蔵用装置から第2の信号を前記標的に送って前記ギャップを通じて前記標的内で電流を通電し続ける手段とから成り、前記第2のエネルギー貯蔵用装置は前記エアギャップを電離させるエネルギーを付与しないことを特徴とする装置。 - 請求項1に記載の方法であって、
第1の電圧の電力を得ることが、第1の閉じた電流経路内で電流を通電させることから成り、且つ
第2の電圧の電力を得ることが、第2の閉じた電流経路内で電流を通電させることから成ることを特徴とする方法。 - 請求項2に記載の方法であって、
前記第1のエネルギー貯蔵用装置が、前記第1の信号を送る直前に第1の電圧を有し、
前記第2のエネルギー貯蔵用装置が、前記第2の信号を送る直前に第2の電圧を有し、
且つ
前記第1の電圧が、前記第2の電圧より大きいことを特徴とする方法。 - 請求項2に記載の方法であって、
前記第1のエネルギー貯蔵用装置が、前記第1の信号を送る直前に第1の貯蔵エネルギーを有し、
前記第2のエネルギー貯蔵用装置が、前記第2の信号を送る直前に第2の貯蔵エネルギーを有し、且つ
前記第2の貯蔵エネルギーが、前記第1の貯蔵エネルギーより小さいことを特徴とする方法。 - 請求項3に記載の方法であって、
前記第1のエネルギー貯蔵用装置が、前記第1の信号を送る直前に第1の電圧を有し、
前記第2のエネルギー貯蔵用装置が、前記第2の信号を送る直前に第2の電圧を有し、
且つ
前記第1の電圧が、前記第2の電圧より大きいことを特徴とする方法。 - 請求項3に記載の方法であって、
前記第1のエネルギー貯蔵用装置が、前記第1の信号を送る直前に第1の貯蔵エネルギーを有し、
前記第2のエネルギー貯蔵用装置が、前記第2の信号を送る直前に第2の貯蔵エネルギーを有し、且つ
前記第2の貯蔵エネルギーが、前記第1の貯蔵エネルギーより小さいことを特徴とする方法。 - 少なくとも1つの電極が設けられて、該電極と共に使用されて標的中に電流を通電させて該標的の骨格筋肉を収縮させて前記標的の歩行を妨害する電子無力化装置であって、
1次巻線及び2次巻線を有する昇圧変圧器と、
前記1次巻線及び第1のコンデンサを備える第1の回路であって、前記第1のコンデンサが該第1のコンデンサを通じて第1の電圧を有する第1の回路と、
第2のコンデンサ及び前記変圧器の前記2次巻線を備える直列回路であって、前記第2のコンデンサが該第2のコンデンサを通じて第2の電圧を有する直列回路とを備え、
前記電極と共に作動すると、前記変圧器が最初に前記第1の電圧よりも大きく且つ前記第2の電圧より大きい電圧を前記電極へ印加し、前記電極が前記直列回路と直列にされ、
且つ、前記電流が最初に前記第1のコンデンサの放電に応答すると共に、前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサの放電に応答し続けることを特徴とする電子無力化装置。 - 請求項9に記載の装置であって、
前記第1のコンデンサが前記第2のコンデンサより大きな容量を有することを特徴とする装置。 - 請求項9に記載の装置であって、
前記第1のコンデンサが約0.07マイクロファラッドの容量を有することを特徴とする装置。 - 請求項9に記載の装置であって、
前記第2のコンデンサが約0.01マイクロファラッドの容量を有することを特徴とする装置。 - 請求項9に記載の装置であって、
前記第1のコンデンサと前記第2のコンデンサとの容量比が約7であることを特徴とする装置。 - 請求項9に記載の装置であって、
前記電流がパルスより成り、且つ
該パルスの間に放電により放出される前記第1のコンデンサの貯蔵エネルギーと前記第2のコンデンサの貯蔵エネルギーとの合計は0.16ジュールであることを特徴とする装置。 - 請求項9に記載の装置であって、
前記第1のコンデンサを放電する第1の継続期間は前記第2のコンデンサを放電する第2の継続期間より短いことを特徴とする装置。 - 請求項15に記載の装置であって、
前記第1の継続期間が約1.5マイクロ秒であることを特徴とする装置。 - 請求項15に記載の装置であって、
前記第2の継続期間が約50マイクロ秒であることを特徴とする装置。 - 請求項9に記載の装置であって、
前記第1の回路が、更に、第1の期間に開くと共に第2の期間に閉じるスイッチを備えており、前記第1のコンデンサが前記第1の期間に充電し、前記第2の期間に放電することを特徴する装置。 - 請求項18に記載の装置であって、
前記第1の期間が前記第1の電圧が所定の大きさに到達するのに応答して終了することを特徴とする装置。 - 請求項18に記載の装置であって、
前記スイッチがスパークギャップを備えることを特徴とする装置。 - 請求項9に記載の装置であって、
前記直列回路が、更に、第1の期間に開くと共に第2の期間に閉じるスイッチを備えており、前記第2のコンデンサが前記第1の期間に充電し、前記第2の期間に放電することを特徴する装置。 - 請求項21に記載の装置であって、
前記第1の期間が前記第1の電圧が所定の大きさに到達するのに応答して終了することを特徴とする装置。 - 請求項21に記載の装置であって、
前記スイッチがスパークギャップを備えることを特徴とする装置。 - 請求項9に記載の装置であって、
前記第1の回路が、更に、第1のブレークオーバー電圧を有する第1のスパークギャップを備え、
前記直列回路が、更に、第2のブレークオーバー電圧を有する第2のスパークギャップを備え、且つ
前記第2のブレークオーバー電圧が前記第1のブレークオーバー電圧より大きいことを特徴とする装置。 - 第2の電極が設けられ、該第2の電極と共に使用される請求項9(120)に記載の装置であって、前記変圧器が、更に、作動すると前記第2の電極に結合される第2の2次巻線を備えることを特徴とする装置。
- 標的の骨格筋肉を収縮させて該標的の歩行を妨害する装置であって、少なくとも1つの電極が設けられ、前記装置が前記電極と共に使用されて前記標的に電流を通電させる装置において、
エネルギー源と、
該エネルギー源を前記電極へ結合して前記標的内で電流の通電を開始すると共に、第1の出力インピーダンスを有する第1の回路と、
前記エネルギー源を前記電極へ結合して前記標的内で電流の通電を継続すると共に、第1の出力インピーダンスとは異なる第2の出力インピーダンスを有する第2の回路とを備
えることを特徴とする装置。 - 請求項26に記載の装置であって、
前記第1の回路がスイッチを備えることを特徴とする装置。 - 請求項27に記載の装置であって、
前記スイッが通電して前記電流の通電を開始することを特徴とする装置。 - 請求項28に記載の装置であって、
前記エネルギー源がキャパシタンスを備え、前記スイッチが該キャパシタンスの充電に応答して通電することを特徴とする装置。 - 請求項26に記載の装置であって、
前記装置が、更に、前記エネルギー源を前記電極に結合すると共に、1次巻線及び2次巻線を備える変圧器を備え、
前記第1の回路が前記1次巻線を備え、且つ
前記第2の回路が前記2次巻線を備えることを特徴とする装置。 - 請求項30に記載の装置であって、
前記変圧器が電圧昇圧用巻線を有することを特徴とする装置。 - 請求項26に記載の装置であって、
前記エネルギー源がキャパシタンスを備え、前記電流が該キャパシタンスの放電に応答することを特徴とする装置。 - 請求項26に記載の装置であって、
前記エネルギー源が第1のキャパシタンス及び第2のキャパシタンスを備え、
前記電流の通電が始まると、前記第1のキャパシタンスが該第1のキャパシタンスを通じて第1の電圧大きさを有し、
前記電流の通電が始まると、前記第2のキャパシタンスが該第2のキャパシタンスを通じて第2の電圧大きさを有し、且つ
前記第1の電圧大きさが大きさにおいて前記第2の電圧大きさと略異なることを特徴とする装置。 - 請求項33に記載の装置であって、
前記第1の電圧大きさが前記第2の電圧大きさより大きいことを特徴とする装置。 - 請求項26に記載の装置であって、
前記エネルギー源が第1のキャパシタンス及び第2のキャパシタンスを素備え、
前記第1の回路が少なくとも前記第1のキャパシタンスを前記標的へ結合させ、前記第2の回路が前記第2のキャパシタンスを前記標的に結合することを特徴とする装置。 - 請求項26に記載の装置であって、
前記電極と前記標的間のギャップが電流を通電し始めた後で、前記第2の回路が前記エネルギー源からのエネルギーを前記標的へ結合することを特徴とする装置。 - 請求項36に記載の装置であって、
前記第1の回路が作動すると、前記ギャップが前記電流の通電を開始することを特徴とする装置。 - 請求項26に記載の装置であって、
前記第2の出力インピーダンスが前記第1の出力インピーダンスより小さいことを特徴とする装置。 - 請求項26に記載の装置であって、
更に、前記電極及び第2の電極を備え、前記電極及び前記第2の電極が前記標的に前記電流を通電させるものであることを特徴とする装置。 - 請求項26に記載の装置であって、
前記第1の回路が前記エネルギー源の第1のキャパシタンスを前記標的へ結合して第1の期間中に該第1のキャパシタンスを放電し、
前記第2の回路が前記エネルギー源の第2のキャパシタンスを前記標的へ結合して第2の期間中に該第2のキャパシタンスを放電し、且つ
前記第2の期間が前記第1の期間と重なって前記標的内で前記電流の通電を継続することを特徴とする装置。 - 標的の歩行を妨害する装置であって、電極が設けられて、該電極と共に使用されて前記標的内で電流を通電する装置において、
1次巻線及び2次巻線を備え、前記電極が結合されて前記2次巻線からの前記電流用のエネルギーを受領する昇圧変圧器と、
前記1次巻線を通して放電して前記電流用エネルギーを付与して、前記電流が前記電極及び前記標的間で直列に円弧形成する第1のキャパシタンスと、
前記第2次巻線を通して放電して、前記形成された円弧を通して前記電流用エネルギーを付与する第2のキャパシタンスと、
前記第1のキャパシタンス及び前記1次巻線との間で直列にされた第1のスパークギャップと、
前記第2のキャパシタンスと通電して前記第2のキャパシタンスを放電する前記2次巻線との間で直列にされた第2のスパークギャップとを備え、
前記第2のスパークギャップが前記第1のスパークギャップのブレークダウン電圧より大きなブレークダウン電圧を有すると共に、
前記電流が標的の骨格筋肉の収縮を生じさせて標的の歩行を妨害することを特徴とする装置。 - 請求項37に記載の装置であって、前記第1のブレークダウン電圧が約2000ボルトであることを特徴とする装置。
- 請求項37に記載の装置であって、前記第2のブレークダウン電圧が約3000ボルトであることを特徴とする装置。
- 第1の電極が設けられると共に第2の電極が設けられ、該第1の電極及び該第2の電極と共に使用され、前記第1及び第2の電極が標的内で通電することで該標的の歩行を妨害する装置であって、
1次巻線、第1の2次巻線及び第2の2次巻線を備え、前記第1の電極が結合されて前記第1の2次巻線からの前記電流用のエネルギーを受領すると共に、前記第2の電極が結合されて前記第2の2次巻線からの前記電流用のエネルギーを受領する昇圧変圧器と、
前記1次巻線を通して放電して前記電流用エネルギーを付与して、前記電流が前記第1の電極及び前記第2の電極の少なくとも1つと前記標的間で直列に円弧形成する第1のキャパシタンスと、
前記第1の2次巻線を通して放電して、前記形成された円弧を通して前記電流用エネルギーを付与する第2のキャパシタンスとを備え、
前記第1のキャパシタンスが第1の期間中放電し、
前記第2のキャパシタンスが前記第1の期間より長い第2の期間中放電し、且つ、
前記電流が前記標的の骨格筋肉の収縮を生じさせて該標的の歩行を妨害することを特徴とする装置。 - 請求項44に記載の装置であって、前記第1の期間が約1.5マイクロ秒であることを特徴とする装置。
- 請求項44に記載の装置であって、前記第2の期間が約50マイクロ秒であることを特徴とする装置。
- 請求項44に記載の装置であって、前記第2の期間と前記第1の期間の比が約33であることを特徴とする装置。
- 請求項44に記載の装置であって、
前記第1のキャパシタンスが前記1次巻線を通して第1の量のエネルギーを放電し、
前記第2のキャパシタンスが前記第1の量より少ない第2の量のエネルギーを前記第1の2次巻線から放電することを特徴とする装置。 - 請求項48に記載の装置であって、前記第1の量が0.28ジュール未満もしくは約0.28ジュールであることを特徴とする装置。
- 請求項48に記載の装置であって、前記第2の量が0.04ジュール未満もしくは約0.28ジュールであることを特徴とする装置。
- 請求項48に記載の装置であって、前記第1の量と前記第2の量の比が約7であることを特徴とする装置。
- 請求項44に記載の装置であって、前記第1のキャパシタンスが0.14マイクロファラッド未満もしくは約0.14マイクロファラッドを備えることを特徴とする装置。
- 請求項44に記載の装置であって、前記第2のキャパシタンスが0.02マイクロファラッド未満もしくは約0.02マイクロファラッドを備えることを特徴とする装置。
- それぞれ標的内または近傍に位置する第1の電極及び第2の電極を介して前記標的を不可動にする電子式無力化装置が実行する方法であって、
第1の電圧を有する第1のキャパシタンスを充電すると共に第2のキャパシタンスを充電し、
前記第1の電圧を感知すると共に、前記1の電圧が閾値を超えた場合に前記第1のキャパシタンスを電圧倍率器へ結合し、
前記第1のキャパシタンスを前記電圧倍率器を介して放電して前記第1の電極及び前記第2の電極を横断して逓倍された電圧を発生し、
少なくとも前記電極の一方と前記標的との間に存在するエアギャップを横断する低減インピーダンス電離経路を創造して前記第1及び第2の電極間及び前記標的内に電流を通電させ、
前記低減インピーダンスに応答して、前記第2のキャパシタンスを少なくとも前記第1の電極及び前記第2の電極の一方へ結合して前記第2のキャパシタンスを前記低減インピーダンス電離経路を介して放電して前記標的内の前記電流の流れを維持することから成る方法。 - 請求項54に記載の方法であって、感知がスパークギャップにより達成されることを特徴とする方法。
- 請求項54に記載の方法であって、前記第1のキャパシタンス及び前記第2のキャパシタンスが充電されて電圧の大きさが略等しくなると充電が完了することを特徴とする方法。
- 請求項54に記載の方法であって、
前記第1のキャパシタンスが第1の大きさのキャパシタンスを有し、
前記第2のキャパシタンスが第2の大きさのキャパシタンスを有し、且つ
前記第1の大きさが前記第2の大きさより略大きいことを特徴とする方法。 - 請求項54に記載の方法であって、前記電圧倍率器が1次巻線及び2次巻線を有する昇圧変圧器を備え、前記第1のキャパシタンスからの放電電流が前記1次巻線を通過することを特徴とする方法。
- 請求項54に記載の方法であって、前記逓倍電圧が前記電圧閾値を略超えることを特徴とする方法。
- 請求項54に記載の方法であって、
前記第1のキャパシタンスが第1の期間放電し、
前記第2のキャパシタンスが第2の期間放電し、且つ
前記第1の期間が前記第2の期間より略短いことを特徴とする方法。 - 請求項54に記載の方法であって、前記第1のキャパシタンスが前記電圧閾値と略等しい第1の破壊電圧を有する第1のスパークギャップを使用することから成る方法。
- 第1の電極が設けられると共に第2の電極が設けられ、該第1の電極及び該第2の電極と共に使用され、前記第1及び第2の電極が標的内で通電することで該標的の歩行を妨害する装置であって、
1次巻線、第1の2次巻線及び第2の2次巻線を備え、前記第1の電極が結合されて前記第1の2次巻線からの前記電流用のエネルギーを受領すると共に、前記第2の電極が結合されて前記第2の2次巻線からの前記電流用のエネルギーを受領する昇圧変圧器と、
前記1次巻線を通して放電して前記電流用エネルギーを付与して、前記電流が前記第1の電極及び前記第2の電極の少なくとも1つと前記標的間で直列に円弧形成する第1のキャパシタンスと、
前記第1の2次巻線を通して放電して、前記形成された円弧を通して前記電流用エネルギーを付与する第2のキャパシタンスとを備え、
前記第1のキャパシタンスが第1の期間中放電し、
前記第2のキャパシタンスが前記第1の期間より長い第2の期間中放電し、且つ、
前記電流が前記標的の骨格筋肉の収縮を生じさせて該標的の歩行を妨害することを特徴とする装置。 - 請求項62に記載の装置であって、前記第1の期間が約1.5マイクロ秒であることを特徴とする装置。
- 請求項62に記載の装置であって、前記第2の期間が約50マイクロ秒であることを特徴とする装置。
- 請求項62に記載の装置であって、前記第2の期間と前記第1の期間の比が約33であることを特徴とする装置。
- 請求項62に記載の装置であって、更に、前記第2のキャパシタンス及び通電して前記第2のキャパシタンスを放電する前記第1の2次巻線の間で直列にされたスイッチを備えることを特徴とする装置。
- 請求項66に記載の装置であって、前記スイッチが前記第1のキャパシタンスが前記1次巻線を介して放電されるのに応答して閉じることを特徴とする装置。
- 請求項66に記載の装置であって、前記スイッチが前記第2の巻線の電圧に応答して閉じることを特徴とする装置。
- 請求項62に記載の装置であって、更に、前記第2のキャパシタンス及び通電して前記第2のキャパシタンスを放電する前記2次巻線の間で直列にされた第1のスパークギャップを備えることを特徴とする装置。
- 請求項62に記載の装置であって、更に、前記第2のキャパシタンス及び前記第2の巻線との間で直列にされて、作動すると前記第2のキャパシタンスを放電する電圧起動スイッチを備え、前記起動電圧が前記第2のキャパシタンスの電圧より大きいことを特徴とする装置。
- 請求項62に記載の装置であって、
前記第1のキャパシタンスが前記1次巻線を介して第1の量のエネルギーを放電すると共に、
前記第2のキャパシタンスが前記第1の2次巻線を介して前記第1の量より少ない第2の量のエネルギーを放電することを特徴とする装置。 - 請求項71に記載の装置であって、前記第1の量が0.28ジュール未満もしくは約0.28ジュールであることを特徴とする装置。
- 請求項71に記載の装置であって、前記第2の量が0.04ジュール未満もしくは約0.04ジュールであることを特徴とする装置。
- 請求項71に記載の装置であって、前記第1の量と前記第2の量の比が約7であることを特徴とする装置。
- 請求項62に記載の装置であって、前記第1のキャパシタンスが0.14マイクロファラッド未満もしくは約0.14マイクロファラッドを備えることを特徴とする装置。
- 請求項62に記載の装置であって、前記第2のキャパシタンスが0.02マイクロファラッド未満もしくは約0.02マイクロファラッドを備えることを特徴とする装置。
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