气球地面放飞装备的制作方法

1.本发明涉及气球放飞装备技术领域，具体涉及一种气球地面放飞装备。


背景技术：

2.平流层气球主要应用在大气同温层带，是天文学和高空气象学等科学领域进行科学研究的重要途径。随着科学技术的发展，高空气象及天文学领域专家急切需要通过平流层气球搭载仪器舱进行高空试验，仪器舱内安装有各种相应的测试测量仪器可完成对需要信息的采样从而为科学研究提供必要的数据。
3.现有的气球地面放飞装备在放飞过程中放飞部件的囊体由水平到竖直状态，囊体行程大、冲击大，其他部件会对放飞部件产生干涉。
4.为了解决上述问题，亟需一种能够避免其他部件会对放飞部件产生干涉的放飞装备。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种气球地面放飞装备，解决了现有放飞装备在放飞时其他部件会对放飞部件产生干涉的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
9.一种气球地面放飞装备，包括：
10.放飞部件，其包括气球和载荷部；其中，所述气球包括充气的第一囊体以及未充气的第二囊体，且所述第二囊体与载荷部固定连接；
11.放飞方向调节部件，用于承载各个部件，以及在放飞前将放飞方向调至顺风方向；
12.第二囊体支撑部件，其包括平面支撑部以及脊型支撑部，且所述脊型支撑部的一端铰接在所述放飞方向调节部件的端部，脊型支撑部的另一端与所述平面支撑部的一端固定连接；
13.举升部件，其设置在放飞方向调节部件上，用于驱动所述第二囊体支撑部件以所述脊型支撑部铰接的一端为轴线进行转动并锁定；
14.若干个第二囊体释放部件，其设置在第二囊体支撑部件上，用于在放飞前将所述第二囊体沿第二囊体支撑部件长度方向进行约束，并在放飞时沿第一囊体至载荷部方向依次解除对所述第二囊体的约束；
15.载荷部释放部件，其设置在放飞方向调节部件上，用于在放飞前将所述载荷部约束在脊型支撑部铰接的一端下方，并在气球的升力超过预设阈值时解除对所述载荷部的约束。
16.进一步的，当第二囊体释放部件的数量不小于三个时，其中一个所述第二囊体释放部件设置在所述平面支撑部远离脊型支撑部的端部，另一个所述第二囊体释放部件设置
在所述脊型支撑部的脊部，其余的第二囊体释放部件沿长度方向设置在平面支撑部上。
17.进一步的，所述平面支撑部和脊型支撑部沿长度方向均设置有收纳槽，所述收纳槽用于收纳第二囊体。
18.进一步的，所述放飞方向调节部件包括风向感知组件和方向调节组件，其中，风向感知组件用于感知风向，方向调节组件用于根据风向感知组件获取的风向同步调节所述放飞部件、第二囊体支撑部件和载荷部释放部件的朝向，使放飞方向与风向相同。
19.进一步的，所述方向调节组件包括设备安装台和安装在所述设备安装台下方的方向调节轮。
20.进一步的，所述举升部件为液压举升缸或电动举升缸，其一端与所述第二囊体支撑部件铰接，另一端与所述放飞方向调节部件铰接。
21.进一步的，所述脊型支撑部为l构型。
22.进一步的，所述风向感知组件还用于感知风速，且所述举升部件根据风速大小和第一囊体的大小控制第二囊体支撑部件的举升角度，风速和第一囊体越大，举升角度越大。
23.(三)有益效果
24.本发明提供了一种气球地面放飞装备。与现有技术相比，具备以下有益效果：
25.1.在结构设计上，本发明的第二囊体固定在第二囊体支撑部件上，可以在举升部件的驱动下预先升起一定高度，大大减小第二囊体释放前后竖直方向位移差，对囊体冲击小，安全系数更高，放飞更易把控，可靠性更高，此外，第二囊体支撑部件包括脊型支撑部设计，且脊型支撑部与水平面存在一定夹角，该夹角加上举升部件举升角度能够令最后一级放飞囊体与地面整体角度呈锐角，使气球脱离放飞车控制后避免载荷部干涉，具有自适应性，可靠性更好。
26.2.在放飞方法上，第二囊体释放部件数量可以根据需要选择，在举升状态，第二囊体释放部件依次释放，每次释放后气球的竖直位移变化量小，且气球的仰角一直顺着风向，具有环境适应性好、可靠性高、自动化程度高等优点。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明实施例的放飞前的示意图；
29.图2为本发明实施例的最后一个第二囊体释放部件解除约束后的示意图；
30.图3为本发明实施例中气球地面放飞装备在举升完成后的状态示意图；
31.图4为本发明实施例中气球地面放飞装备在首个第二囊体释放部件解除约束后的状态示意图；
32.图5为本发明实施例中气球地面放飞装备在第二个第二囊体释放部件解除约束前的状态示意图；
33.图6为本发明实施例中气球地面放飞装备在载荷部释放部件解除约束后的状态示意图。
34.图中：放飞部件1；气球11；第一囊体111；第二囊体112；载荷部12；放飞方向调节部件2；风向感知组件21；方向调节组件22；设备安装台221；方向调节轮222；第二囊体支撑部件3；平面支撑部31；脊型支撑部32；举升部件4；第二囊体释放部件5；载荷部释放部件6。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
36.本技术实施例通过提供一种气球地面放飞装备，解决了现有放飞装备在放飞时其他部件会对放飞部件产生干涉的问题。
37.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
38.实施例1：
39.如图1～2所示，本发明提供了一种气球地面放飞装备，包括：
40.一放飞部件1，放飞部件1包含：气球11和载荷部12；载荷部12连接在气球11的下端；其中，气球11在放飞前安装在气球地面放飞装备上，气球11的上部(即第一囊体111)内充有能够产生一定浮力的气体，而其他部分(即第二囊体112)则被气球地面放飞装备约束，未充入气体。
41.在本实施例中，大型平流层气球囊体可容纳气体高达400立方米，升力大，尺寸包络大，冲击大，对放飞装置可靠性要求高，可实现1.5s内完成全部放飞过程，机动性强。
42.一放飞方向调节部件2，用于承载各个部件，并在放飞前将放飞方向调至顺风方向；
43.在具体实施时，所述放飞方向调节部件2可进一步包含：风向感知组件21和方向调节组件22，所述风向感知组件21用于检测实时的风向和风速，而方向调节组件22用于实现运载功能以及根据风向感知组件21获取的风向调节气球地面放飞装备的朝向，使放飞方向与风向相同。
44.在具体实施时，方向调节组件22可包括设备安装台221和安装在所述设备安装台221下方的方向调节轮222，通过驱动方向调节轮222的转向来调整放飞方向。
45.一第二囊体支撑部件3，用于收纳第二囊体112，并对第二囊体112进行约束；
46.在具体实施时，第二囊体支撑部件3包括：平面支撑部31以及脊型支撑部32，所述脊型支撑部32具体可以为l构型，且所述脊型支撑部32的一端铰接在所述放飞方向调节部件32的端部，脊型支撑部32的另一端与所述平面支撑部31的一端固定连接，为了进一步方便收纳，所述平面支撑部31和脊型支撑部32沿长度方向均设置有收纳槽，用于收纳第二囊体112。
47.一举升部件4，用于驱动所述第二囊体支撑部件3以所述脊型支撑部32铰接的一端为轴线进行转动并锁定；
48.在具体实施时，所述举升部件4为液压举升缸或电动举升缸，其一端与所述第二囊体支撑部件3铰接，另一端与所述放飞方向调节部件2铰接。且在进行举升时，所述举升部件
4根据风速大小和第一囊体111的大小控制第二囊体支撑部件3举升角度，风速和第一囊体111越大，举升角度越大，且如图3所示，举升部件4的最小举升角度α与脊型支撑部32角度值β之和大于90度。
49.若干第二囊体释放部件5，用于在放飞前将所述第二囊体112沿第二囊体支撑部件3长度方向进行约束；
50.在具体实施时，所述第二囊体释放部件5可采用公告号为cn110001915b中记载的锁紧释放装置，且第二囊体释放部件5的数量不小于三个，且其中一个所述第二囊体释放部件5设置在所述平面支撑部31远离脊型支撑部32的端部，另一个所述第二囊体释放部件5设置在所述脊型支撑部32的脊部，其余的第二囊体释放部件5沿长度方向设置在平面支撑部31上。
51.一载荷部释放部件6，用于在放飞前将所述载荷部12约束在脊型支撑部32铰接的一端下方，并在气球11的升力超过预设阈值时解除对所述载荷部12的约束；
52.在具体实施时，载荷部释放部件6可采用公告号为cn108516074b中记载的自动放飞装置，来实现上述效果。
53.下面对本实施例中的气球地面放飞装备的使用步骤进行详细说明：
54.第一步：在放飞前，如图1所示，将放飞部件1安装到水平放置的第二囊体支撑部件3上。
55.具体的，将气球11的上部(即第一囊体111)内充入能够产生一定浮力的气体，而其他部分(即第二囊体112)通过三个第二囊体释放部件5将其约束在收纳槽中，并通过载荷部释放部件6将所述载荷部12约束在脊型支撑部32铰接的一端下方。
56.第二步：在安装完成后，实施调节整体的朝向，使放飞方向(即第一囊体111至第二囊体112的方向)与风向相同。
57.第三步：如图3所示，通过举升部件4根据风速大小和第一囊体111的大小控制第二囊体支撑部件3举升角度α，将第二囊体支撑部件3举升至一定角度。
58.具体的，举升部件4的举升角度α与脊型支撑部32角度值β之和始终大于90度，可以保证放飞时气球斜向上飞起，防止与放飞车干涉。
59.第四步：参考图4、5、2的顺序，按气球11至载荷部12的方向依次解除各个第二囊体释放部件5对第二囊体112的约束，此时第一囊体111和第二囊体112连通，第二囊体112内也充入有气体；结合举升部件4的动作，使得在放飞过程中，第二囊体112在竖直方向行程小，对囊体以及结构冲击较小。
60.第五步：如图6所示，当所有第二囊体释放部件5都解除约束后，气球11产生一定的升力，载荷部释放部件6检测到升超过阈值后，载荷部释放部件6解除对载荷部12的约束，放飞部件1与第二囊体支撑部件3脱离，气球11带动载荷部12升起，完成放飞。
61.本实施例的有益效果为：
62.1.在结构设计上，本发明的第二囊体固定在第二囊体支撑部件上，可以在举升部件的驱动下预先升起一定高度，大大减小第二囊体释放前后竖直方向位移差，对囊体冲击小，安全系数更高，放飞更易把控，可靠性更高，此外，第二囊体支撑部件包括脊型支撑部设计，且脊型支撑部与水平面存在一定夹角，该夹角加上举升部件举升角度能够令最后一级放飞囊体与地面整体角度呈锐角，使气球脱离放飞车控制后避免载荷部干涉，具有自适应
性，可靠性更好。
63.2.在放飞方法上，第二囊体释放部件数量可以根据需要选择，在举升状态，第二囊体释放部件依次释放，每次释放后气球的竖直位移变化量小，且气球的仰角一直顺着风向，具有环境适应性好、可靠性高、自动化程度高等优点。
64.需要说明的是，通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
65.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种气球地面放飞装备，其特征在于，包括：放飞部件(1)，其包括气球(11)和载荷部(12)；其中，所述气球(11)包括充气的第一囊体(111)以及未充气的第二囊体(112)，且所述第二囊体(112)与载荷部(12)固定连接；放飞方向调节部件(2)，用于承载各个部件，以及在放飞前将放飞方向调至顺风方向；第二囊体支撑部件(3)，其包括平面支撑部(31)以及脊型支撑部(32)，且所述脊型支撑部(32)的一端铰接在所述放飞方向调节部件(32)的端部，脊型支撑部(32)的另一端与所述平面支撑部(31)的一端固定连接；举升部件(4)，其设置在放飞方向调节部件(2)上，用于驱动所述第二囊体支撑部件(3)以所述脊型支撑部(32)铰接的一端为轴线进行转动并锁定；且举升部件(4)的最小举升角度与脊型支撑部(32)角度值之和大于90度；若干个第二囊体释放部件(5)，其设置在第二囊体支撑部件(3)上，用于在放飞前将所述第二囊体(112)沿第二囊体支撑部件(3)长度方向进行约束，并在放飞时沿第一囊体(111)至载荷部(12)方向依次解除对所述第二囊体(112)的约束；载荷部释放部件(6)，其设置在放飞方向调节部件(2)上，用于在放飞前将所述载荷部(12)约束在脊型支撑部(32)铰接的一端下方，并在气球(11)的升力超过预设阈值时解除对所述载荷部(12)的约束。2.如权利要求1所述的一种气球地面放飞装备，其特征在于，当第二囊体释放部件(5)的数量不小于三个时，其中一个所述第二囊体释放部件(5)设置在所述平面支撑部(31)远离脊型支撑部(32)的端部，另一个所述第二囊体释放部件(5)设置在所述脊型支撑部(32)的脊部，其余的第二囊体释放部件(5)沿长度方向设置在平面支撑部(31)上。3.如权利要求1所述的一种气球地面放飞装备，其特征在于，所述平面支撑部(31)和脊型支撑部(32)沿长度方向均设置有收纳槽，所述收纳槽用于收纳第二囊体(112)。4.如权利要求1所述的一种气球地面放飞装备，其特征在于，所述放飞方向调节部件(2)包括风向感知组件(21)和方向调节组件(22)，其中，风向感知组件(21)用于感知风向，方向调节组件(22)用于根据风向感知组件(21)获取的风向同步调节所述放飞部件(1)、第二囊体支撑部件(3)和载荷部释放部件(6)的朝向，使放飞方向与风向相同。5.如权利要求4所述的一种气球地面放飞装备，其特征在于，所述方向调节组件(22)包括设备安装台(221)和安装在所述设备安装台(221)下方的方向调节轮(222)。6.如权利要求1所述的一种气球地面放飞装备，其特征在于，所述举升部件(4)为液压举升缸或电动举升缸，其一端与所述第二囊体支撑部件(3)铰接，另一端与所述放飞方向调节部件(2)铰接。7.如权利要求1所述的一种气球地面放飞装备，其特征在于，所述，所述脊型支撑部(32)为l构型。8.如权利要求6所述的一种气球地面放飞装备，其特征在于，所述风向感知组件(21)还用于感知风速，且所述举升部件(4)根据风速大小和第一囊体(111)的大小控制第二囊体支撑部件(3)举升角度，风速和第一囊体(111)越大，举升角度越大。

技术总结
本发明提供了一种气球地面放飞装备，涉及气球放飞装备技术领域。本发明的第二囊体固定在第二囊体支撑部件上，可以在举升部件的驱动下预先升起一定高度，大大减小第二囊体释放前后竖直方向位移差，对囊体冲击小，安全系数更高，放飞更易把控，可靠性更高，此外，第二囊体支撑部件包括脊型支撑部设计，脊型支撑部与水平面存在一定夹角，该夹角加上举升部件举升角度能够令最后一级放飞囊体与地面整体角度呈锐角，使气球脱离放飞车控制后避免载荷部干涉，具有自适应性，可靠性更好。可靠性更好。可靠性更好。


技术研发人员：邱坤滨 李彪 张怡 房景仕 何文杰 张增太 郑传荣 廖攀攀 吴影生
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第三十八研究所
技术研发日：2023.02.10
技术公布日：2023/5/9