1363〇24 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明疋有關於一種降落傘，特別是指一種可判定適 當開傘時機，以自動且即時地啟動開傘動作的自動安全啟 動降落傘。 【先前技術】 降落傘是應用空氣阻力原理的—種氣動力減速器平 時折疊於包内，並透過一連接元件與一降落體相連接，且於 使用時可展開以增加該降落體的運動阻力，使其減速下降與 穩定其運動姿態，藉此，能達到使該㈣體穩定且安全地降 落到地面的目的。 參閱圖1與圖2 ’現有的_降落傘丨具有—個適於背負 在-使用们G或-物體上的背袋u、—收納在該背袋" 内的主伞部12、一設置在該背袋11上用於開啟該背袋U 使該主傘部12自該背袋u脫出的扣件13，及一與該扣件 13相連接的拉绳14。當-使用者⑺自高空降落時，在離地 -段預歧離處，需以手動方式拉動該拉们4以將該扣件 13解開，使該背袋u開啟’進而使該主伞部η被拉出及 由收折狀態展開為傘狀，該主㈣12展開後就能增大阻力 面，產生減連和穩定使用者1〇姿勢的作用 得以安全著陸。 用# 10 增加下降阻力 列缺失： 需有精確的判 雖然現有的降落傘1可於使用時展開以 進而達到安全著陸的目的，但實際上仍具有下 一、當以手動方式開傘時，則使用者10 1363024 斷力掌握開傘時機才能確保安全著陸，若太快開伞，則該使 用者ίο在高空停留的時間較久’容易受氣流吹動而遠離預 定的降落目標，可能造成該使用者10迷失方位，或因降落 地點不佳而危及使用者10的安全，若太慢開傘，則著地時 的下墜速度無法獲得充份緩衝，易導致該使用者1〇在著地 時受傷，此外，在高速下降的過程中，若使用者1〇突然身 體不適或昏迷，則會因錯失開傘時機而造成嚴重的意外，因 此，現有手動方式開傘的降落傘！易因使用者1〇的判斷錯 誤而發生危險，而有安全性相對較不足的缺失。 二、以手動拉動該拉繩14解開該扣件13以開啟背袋 11，進而讓主傘部12張開的開傘方式，易因下降過程中該 拉繩14被使用者1 〇身上的其他配件纏住，或因該扣件1 3 與该拉繩14之間的連動機構老舊無法順利作動，導致無法 解開扣件13，同樣會造成嚴重的意外事件，而使現有降落 傘1具有安全性相對較低的缺失。 【發明内容】 因此，本發明的目的，是在提供一種能夠在適當時機 自動且即時地進行開傘動作，以增加降落傘使用上之安全 性的自動安全啟動降落傘。 於是，本發明自動安全啟動降落傘，包含一降落傘單 元，及一用以啟動該降落傘單元開傘的控制裝置。 該降落傘單元包括一個適於背負與固定在一降落體上 的收納背袋、一個分別能夠被收藏在該收納背袋内，與自 該收納者袋脫出並展開成一傘狀的傘主體、一個設置在該 4 1363024 背袋上並能相互接合與脫離以分別使該收衲背袋收合與張 開的開關組合體，及多數條相間隔地連接在該傘主體周緣 與該收納背袋之間的傘繩。 該控制裝置包括-個連動該開關組合體自相接合的關 閉狀態轉換為相脫離的開啟狀態的磁控單元、一個控制該 磁控單7G作動的控制單元、一個與該控制單元電連接的中 央處理单71：、分別與該中央處理單元電-連接以傳送資料至 該中央處理單元的一個加速旋轉定向器、一個全球衛星定 位（GPS)系統單疋及__個輸人單元，該加速旋轉定向器是用 以量測該降落體下降過程中在相垂直的一前後方向、一水 平方向及一直立方向上的旋轉速度。 沖本發明的有益效果在於：藉由與該控難置之中央處 理早7L相連接的加速旋轉定向器與全球衛星定位系统單元 可量測該降落體下降過程中的高度變化與旋轉情形，再配 合以該輪入單元所設定的落地剩餘時間，及該降落體在前 後、水平及直立方向上的旋轉速度之合角速度的上限值， 使該t央處理單元能根據所接收的資料與Μ值在預 時間點啟動該控制單元’以透過該控制單元使該磁控單元 作動’帶動該開關組合體由關閉狀態轉換為開啟狀態 而^收納背袋被打開’以便於該伞主體能在預定的時間 二該收納背袋脫出並展開成傘狀’讓該降落體可安 全而穩定地著陸，伟土欢 本發月具有月b自動偵測下降時的 與旋轉速度變化，以即時 _ 又 時開傘，而具有使用時的穩定性盥 女全性相對較佳的特性盥 /、 5 1363024 【貫施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中’將可 清楚的呈現。 參閱圖3、圖4與圖5,本發明自動安全啟動降落傘2 之較佳實施例包含一降落伞單元3,及一用以啟動該降落傘 單元3開傘的控制裝置4。 該降落傘單元3包括一個適於背負與固定在一降落體 上的收納背袋31、一個分別能夠被收藏在該收納背袋31内 與自該收納背袋31脫出並展開成一傘狀的傘主體32、一個 叹置在該背袋3 1上並能相互接合與脫離以分別使該收納背 袋31收合與張開的開關組合體33，及多數條相間隔地連接 在邊傘主體32周緣與該收納背袋31之間的傘繩34。 其中，該開關組合體33具有一個設置在該背袋31上 的第一扣件331、一個能與該第一扣件331相接合與相脫離 以为別使該收納背袋31收合與張開的第二扣件332、一個 與該第一扣件332相連接且由磁性材質所製成的活動環塊 333及個與該第二扣件332反向地凸設在該活動環塊 333的限位柱334。 該控制裝置4包括-個連動該開關組合體33自相接合 的關閉狀.4轉換為相脫離的開啟狀態的磁控單& 41、—個 控制相控單元41作動的控制單^ 42、—個與該控制單 疋42電連接的中央處理單元43、分別與該中央處理單 43電連接以傳送資料至該中央處理單元43的-個加速旋轉 6 1363024 定向器44、一個全球衛星定位系統單元45、-個輸入單元 46個邊音播放單元47及—個顯示器48。該加速旋轉定 向器44是用以量测該降落體下降過程中在相垂直的—前後 方向X、一水平方向Y及-直立方向Z上的旋轉速度Rvx、 :VZ ”中，該直立方向Z是與該降落體的下降方向相 平仃。此外’在本實施例中，是以飛機跳傘為例說明該自 動安全啟動㈣傘2的使用方法與功效，且在該實施例中 ’該降落體為—使用者1〇〇。 較佳地，該磁控單元41具有一個與該開關組合體33 =活動環塊333相間隔設置的中空管件411，及—纏繞在該 s件411 -外表面且與該控制單元42電連接的磁性線圈 "玄中二s件411具有一個與該活動環塊333相對應設 置疋由磁度材貝製成的環緣部413，-與該環緣部4! 3相 連接的管體部414,及—貫穿該環緣部413與該管體部414 用以供該開關組合體33的限餘334容置活動的通道415 要進行開傘時’是利用該控制單元42啟動該磁控單元4 i ’藉由改變流通於該磁性線圈412的電力使該中空管件411 生磁力並在該環緣部413形成一個吸引該活動環塊3 3 3 的磁吸力’使該活動環塊333受磁吸作用靠向該磁控單元 41位移’進而連動該第二扣件332自與該第-扣件331相 接。的位置移動到與該第—扣件33丄相脫離的位置，藉此 吏〇伞主體3 2能自張開的背袋31脫出而完成開傘動作 〇 該播放單元47具有一個與該中央處理單元電 7 連接的語音IC(integrated circuit，積體電路，簡稱為IC)471 ’及一個與該語音IC471電連接的喇叭472。在該實施例中 ，該自動安全降落傘2還包含一個適於穿戴在該使用者1〇〇 頭部的頭盔5，且該語音播放單元47的喇叭472是設置在 該頭盔5内與該使用者1〇〇耳部相鄰近的位置。但不應以 此限制該喇叭472的型式，該喇叭472也可以設計為適於 配戴在該使用者100耳部的耳機型式。 當該使用者100利用該自動安全啟動降落傘2進行高 空跳傘運動_，可先搭乘一錢1〇1 &行到一預定高度的 高空處停留，再自預定高度處跳離該飛機101，在落下過程 中，就能利用該控制裝置4感測外界條件並計算落下過程 各時間點的落地剩餘時間與合角速度，並和所設定的時間 下限值與速度上限值比對，以即時進行開傘，而能提供較 安全的保障。 參閱圖5、圖6與圖7，自跳傘的預備動作到安全著陸 使用該自動文全啟動降落傘2進行跳傘的詳細步驟可再 進一步說明如下： 步驟601是該使用者1〇〇在該預定高度的高空處，以 该輸入單το 46輸入落地剩餘時間設定值Δτ，及合角速度 设定值R，並設定在落地剩餘時間ΔΤ，及合角速度r 時，立即啟動開傘。其中，配合與該中央處理單元43 電連接的顯示H 48,讓該使料·在進行輸人時，可清 楚地辨識所輸人的設定值，並能便於快速完成輸入動作。 ，、中在落下過程令，該中央處理單元43可以根據不 全球★星定㈣、統單元45所接㈣的座標訊號 trr速度與加速度’進而能夠計算出該使用者⑽落 M ^ , 00 央處理早兀43還能根據該加速旋 水44所量測的該❹者⑽下降過程中在該前後、 ““立方向^2上的旋轉速度^、1^、1^計 ，"時的合角速度r，其中， ,2驟602為以該全球衛星定位系統單元45讀取起跳的 初口時間t〇時的全球衛星定位座標（X〇，Y0，Z〇，t〇)。 7 _是根據該初始時間t。時的全球衛星定位座標 〇: 定位初始位置高度，在本實施财，初始位 :二為Z。’並將該高度值及起跳時的該原始位置座標儲 存至该中央處理單元43。 伯田本驟6G4疋將為降落傘單元3的收納背袋3 1背負至該 — ⑽背部並11定好，使該自動安全啟動降落傘2與 〆，用=100形成穩固連接的狀態，裝備確認並檢查完成 通槐接著4使用者1〇0就能自該初始位置高度Z〇處跳離 飛機101。 步驟605疋在該使用者1〇〇落下過程中，該全球衛星 定位系統單元45及該加速旋料向器44即時躺各個不 _間點時的全球衛星定位座標〇^々），及該使用者（降 洛體)⑽在該前後、水平、直立方向χ、γ、ζ上的加速度 ax、h、az，及旋轉角速度 Rvx、Rvy、。 步驟606是將該全球衛星定位系統單元45及該加速旋 轉定向器44所_到的數值傳送到該中央處理單元43進 1363024 '一 並刀別算出當時的落地前剩餘時間At與合离 速度r。 ' 步驟607疋該中央處理單元43將所計算出的^地剩餘 時間At值與合角逮度r分別與步驟6〇ι所輸入的設定值相 比較X判斷疋否要啟動開傘。若比較結果顯示當時的落 地剩餘時間At大於ΛΤ β，人工^ ’則會再進行步驟608，並將當時 汁开出的口角速度Γ與步驟6〇1所輸入的合角速度設定值& 相比較’若r也小於ρ$ ^ _ JR，就再回到步驟605繼續量測不同 間點的位置座標與旋轉角速度，及在步驟606計算落地前 剩餘時間△ t與合角速度r。例如，當該使用者刚落下到 高度Zl時’該中央處理單元43計算㈣落蘭餘時間At= △t! At,大於ΔΤ ’且合角速度^小於r，則該控制裝置* 將不啟動開伞，传与·蚀田土 -X使用者100仍然背負該自動安全啟動 降，伞2快速地向下落。當該使用者1G0落下到高度4時 若i中央處理單元43計算出的落地乘J餘時間△ ^ ^， 且“小於等於步驟6〇1所設定的△丁時，則進行步驟_ ，該中央處理單元43會立刻送出啟動指令至該控制單元42 ’再透過該控制單元42啟動該磁控單元41，以連動該第 -扣件332與該第一扣件331相分離，並使該收納背袋η 的開口打開，使該傘主體32自該收納背袋3ι脫出及、自動 張開成傘狀’進而完成開傘動作，這時就能藉由該伞主體 32展開後所增大的面積，配合空氣作用形成阻力讓該使 •用者⑽的下降逮度減慢，及其下降姿勢獲得穩定，最疼 達到安全著地的目的。此外，若所算出的㈣剩餘時間△卜 10 △ h，且大於ΔΤ時，則會進行步驟6〇8，並將當時所 計算出的合角速度r與步驟601的r相比，若r大於等於 ’則進行步驟609,該中央處理單元43同樣會送出啟 令到該控制單元42，進而啟動開傘動作，達到安全著地= 目的。 值得說明的是，當該中央處理單元43判斷結果是要進 行開傘並送出啟動指令時，可同時啟動該語音播放單元Ο 的語音IC471 ’再利用該語音IC471啟動該喇叭472播放聲 音及進行著地前倒數計時，由於該喇叭472是設置在該使 用者100所戴的頭| 5内鄰近其耳部的位£，藉此，該使 用者100犯預先清楚地獲知著地前的剩餘時間，以預作心 理準備’而能更穩定地完成著地動作。 在該較佳實施例中，雖然是以飛機跳傘說明該自動安 全啟動降落傘2的使用方式，但不應以限制該降落傘2的 用途，該降落傘2也能供高山跳傘等其他類型的跳傘運動 使用，或者也能用作救生傘、投物傘、飛機阻力傘、航彈 傘、傘兵傘和回收傘等，都能藉由與該降落傘單元3相連 接的控制裝置4，配合開始時所輸入的限制條件，及落下過 程中所接收到的各項資料進行運算與判斷，進而在適當時 機自動啟動開傘動作，讓與該降落傘2相連接的人或物能 夠安全且無損傷地著陸。 ~納上述，本發明自動安全啟動降落傘2，可獲致下遂 的功效及優點，故能達到本發明的目的： 一、藉由與該控制裝置4之中央處理單元43相連接的 1363024 加速旋轉定向器44與全球衛星定位系統單元45，能夠在該 使用者（降落體）100下降過程中即時量測其高度、位置變化 與旋轉情形，再配合以該輸入單元46所設定的落地剩餘時 間與該降落體在前後、水平及直立方向χ、γ、ζ±的旋轉 速度RVx、RVY、RVz之合角速度的上限值，使該中央處理單 元43能客觀地根據所接收的資料與所設定的限制條件在預 定的時間點啟動該控制單元42 ’以透過該控制單元42使該 磁控單元41作動，並帶動該第二扣件332脫離該第一扣件 33 1 ’進而使該收納背袋3 1被打開，便於該傘主體32能即 時地自該收納背袋31脫出並展開成傘狀，讓該降落體2可 安全而穩定地著陸’藉此，能減少人為誤判造成開傘時機 不佳而引發意外的危險，且即使該使用者1〇〇在落下過程 中發生身體不適或意識昏迷等情形時，仍能透過該控制裝 置4進行判斷以在著地前的適當時機啟動開傘，讓該使用 者1〇(Μ乃能安全抵達地面，&本發明具有能輔助提升使用 時的穩定性與安全性的特性與優點。 一相較以手動方式拉動一拉繩"(見圖1)的現有開傘 方式與結構，本發明利用該磁控單元41連動該第二扣件 332脫離該第-扣件331達到開傘的效果，能有效避免因拉 繩14與其他配件缠繞導致無法順利開傘的情形發生，除了 &透過該控制裝置4量測與計算較佳的開傘時機外，還能 藉由該磁控單A 41連_第二扣件332的結構設計，使開 傘動作在不易$干擾的情況下順利完成，而具有使用上安 全性相對較高的優點。 12 1363024 參閱圖3與圖4’值得—提的是，除了能利用該控制裝 置4自動執行開傘動作外，該自動安全啟動降落伞2還包 ::個與該開關組合體33相連接用於執行手動開傘的手控 早兀6，該手控單元6包括一條穿設於該中空管件41】的通 道415且與該開關組合體33的限位柱334相連接的拉絕61 ，及一固接在該拉冑61 —末端的拉環62，當不透過該控制 2置4執订自動開伞時’該使用者⑽仍可藉由拉動該拉 %< 62 ’由該拉题61直接牽引該限位柱州與該活動環塊 ⑶位移，進而連動該第二扣件332脫離該第一扣件州， 藉此，同樣能完成開傘動作。 ▲准以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是一示意圖，說明現有的一降落傘； 圖2疋一不意圖，說明—使用者背負已開啟的該降落 傘往下降的情形； 圖3疋不思圖，說明本發明自動安全啟動降落伞一 較佳實施㈣-開關組合體呈關閉狀態的情形； 圖疋不忍圖，說明該較佳實施例的開關組合體呈 開啟狀態的情形； 圖5是―示意圖’說明—使用者使用該實施例進行飛 機跳傘的情形； 13 1363024 圖6是一方塊圖，說明該較佳實施例的一降落傘單元 的開關組合體受一控制裝置連動的情形；及 圖7是一流程圖，說明該較佳實施例的一接收處理模 組接收及處理各項參數資料的情形。 14 1363024 【主要元件符號說明】
2 ..........降落傘 3 ..........降落傘單元 31 .........收納背袋 32 .........傘主體 33 .........開關組合體 331 .......第一扣件 332 .......第二扣件 333 .......活動環塊 334 .......限位柱 34 .........傘繩 4 ..........控制裝置 41.........磁控單元 411 .......中空管件 412 .......磁性線圈 413 .......環緣部 414 .......管體部 415 .......通道 42 .........控制單元 43 .........中央處理單元 44 .........加速旋轉定向器 45 .........全球衛星定位 系統單元 46 .........輸入單元 47 .........語音播放單元
471 .......語音1C 472 .......剩口八 48 .........顯示器 5 ..........頭盔 6 ..........手控單元 61 .........拉繩 62 .........拉環 100 .......使用者 101 .......飛機 15