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1、(10)申请公布号 CN 102380176 A (43)申请公布日 2012.03.21 CN 102380176 A *CN102380176A* (21)申请号 201110223606.8 (22)申请日 2011.08.05 A62B 99/00(2009.01) B64D 17/72(2006.01) (71)申请人 王昭东 地址 100027 北京市东城区东直门外春秀路 18 楼一单元 301 号 (72)发明人 王昭东 (54) 发明名称 一种用于高空作业的智能化降落伞 (57) 摘要 本发明涉及一种用于高空作业的智能化降落 伞， 属于高空作业技术领域。包括伞囊、 中央控制 室。
2、、 曝气室、 隔离层和伞绳， 其中曝气室带有喷气 口用于气体出口 ； 其连接关系为 ： 伞囊包裹在曝 气室的外部， 喷气口紧贴伞囊的中心部分 ； 伞囊 与曝气室固定在隔离层上， 中央控制室嵌入在隔 离层上 ； 伞绳与隔离层连接。本发明的使用将让 高空作业变得更加安全、 灵活、 方便 ； 其是对于中 低空空域的作业效果更加明显， 降落伞打开时间 短。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 CN 102380190 A1/1 页 2 1. 一种用于高空作业的智能化降落伞， 其特征在于 ： 包括伞囊 (1。
3、)、 中央控制室 (3)、 曝 气室 (4)、 隔离层 (5) 和伞绳 (6)， 其中曝气室 (4) 带有喷气口 (2) 用于气体出口 ； 伞囊 (1) 包裹在曝气室 (4) 的外部， 喷气口 (2) 紧贴伞囊 (1) 的中心部分 ； 伞囊 (1) 与曝气室 (4) 固定在隔离层 (5) 上， 中央控制室 (3) 嵌入在隔离层 (5) 上 ； 伞绳 (6) 与隔离层 (5) 连接 ； 中央控制室 (3) 包括电动开关 (7)、 手动开关 (8)、 步进电机 (9)、 单片机 (10)、 三轴陀螺仪 传感器 (11)、 自由落体传感器 (12) 和直流电源 (13) ； 单片机 (10) 采集三。
4、轴陀螺仪传感器 (11) 输出的表征空间 X、 Y、 Z 轴角速度的模拟量信号和自由落体传感器 (12) 输出的表征竖 直方向加速度的模拟量信号， 并控制电动开关 (7) 和步进电机 (9) ； 直流电源 (13) 分别对 三轴陀螺仪传感器 (11)、 自由落体传感器 (12)、 单片机 (10)、 电动开关 (7) 和步进电机 (9) 供电 ； 步进电机(9)控制喷气口(2)的角度和口径 ； 电动开关(7)通过控制曝气室(4)内的 安全栓来控制曝气室 (4) 发生曝气。 2.根据权利要求1所述的一种用于高空作业的智能化降落伞， 其特征在于 ： 曝气室(4) 内的物质为高压缩的氮气、 空气或其。
5、混合物， 采用安全栓的形式将其密封在曝气室 (4) 内 部。 3.根据权利要求1所述的一种用于高空作业的智能化降落伞， 其特征在于 ： 曝气室(4) 内的物质为叠氮化钠、 硝酸钾、 黑索今或硝基呱中的一种物质， 采用安全栓的形式密封在曝 气室 (4) 内部。 4.根据权利要求1所述的一种用于高空作业的智能化降落伞， 其特征在于 ： 曝气室(4) 内的物质为叠氮化钠、 硝酸钾、 黑索今或硝基呱中的两种或两种以上的混合物， 并分放在曝 气室 (4) 内不同的阁内并采用安全栓隔开。 5. 根据权利要求 1 所述的一种用于高空作业的智能化降落伞， 其特征在于 ： 用手动开 关 (8) 来控制曝气室 (。
6、4) 发生曝气， 从而实现在用户认为紧急状态时由用户控制打开降落 伞的目的。 权 利 要 求 书 CN 102380176 A CN 102380190 A1/4 页 3 一种用于高空作业的智能化降落伞 技术领域 0001 本发明涉及一种用于高空作业的智能化降落伞， 属于高空作业技术领域。 背景技术 0002 高空作业是一项， 危险性极高的工作， 他的危险性在于高空作业中的人或者器械 一旦坠落， 往往伴随着生命危险和财产损失。目前常规的做法是安全带， 安全网。安全带的 使用不仅限制了高空作业人员的工作范围， 而且限制了高空作业人员工作的灵活性， 同时 也有潜在的安全带脱落的危险性， 一旦脱落将。
7、人命关天。 安全网的使用则成本较高， 铺设不 方便， 保护范围有限。 0003 为了减少生命财产的损失， 保障高空人士的安全， 让人们更加安全方便灵活地进 行高空作业， 我发明了一种用于高空作业的智能化降落伞。 发明内容 0004 本发明的目的是为了解决高空工作危险、 高空工作不灵活的问题， 从而提出一种 用于高空作业的智能化降落伞。 0005 本发明的目的是通过下述技术方案实现的。 0006 本发明的一种用于高空作业的智能化降落伞， 包括伞囊、 中央控制室、 曝气室、 隔 离层和伞绳， 其中曝气室带有喷气口用于气体出口 ； 其连接关系为 ： 伞囊包裹在曝气室的 外部， 喷气口紧贴伞囊的中心部。
8、分 ； 伞囊与曝气室固定在隔离层上， 中央控制室嵌入在隔离 层上 ； 伞绳与隔离层连接 ； 0007 上述曝气室内的物质可以为高压缩的氮气、 空气或其混合物， 采用安全栓的形式 将其密封在曝气室内部 ； 0008 上述曝气室内的物质还可以为叠氮化钠、 硝酸钾、 黑索今或硝基呱中的一种或一 种以上的混合物， 当只有一种化学物质时， 采用安全栓的形式将该化学物质密封在曝气室 内部 ； 当化学物质为混合物时将其分放在曝气室内不同的阁内并采用安全栓隔开 ； 0009 上述伞囊用来存放降落伞， 该降落伞在工作期间随时准备打开， 伞囊的材料采用 帆布、 尼龙或人造纤维 ； 0010 上述中央控制室用来控制。
9、曝气室曝气的时间 ； 0011 上述喷气口用来控制曝气室曝气时气体喷出的方向和喷气量 ； 0012 中央控制室包括电动开关、 手动开关、 步进电机、 单片机、 三轴陀螺仪传感器、 自由 落体传感器和直流电源 ； 单片机负责采集三轴陀螺仪传感器输出的表征空间 X、 Y、 Z 轴角速 度的模拟量信号和自由落体传感器输出的表征竖直方向加速度的模拟量信号， 并负责控制 电动开关和步进电机 ； 直流电源分别对三轴陀螺仪传感器、 自由落体传感器、 单片机、 电动 开关和步进电机供电 ； 步进电机控制喷气口的角度和口径 ； 电动开关或者手动开关均可通 过控制曝气室内的安全栓来控制曝气室发生曝气 ； 0013。
10、 上述隔离层一方面是为了提高使用者和曝气室之间的安全性， 保护使用者的安 说 明 书 CN 102380176 A CN 102380190 A2/4 页 4 全， 一方面也是背带与伞绳的固定架， 背带用来固定使用者， 伞绳用来固定降落伞。该隔离 层采用人体曲线流线型设计， 同时可实现保温、 减震的作用 ； 0014 单片机通过获取三轴陀螺仪传感器提供的空间 X、 Y、 Z 轴的角速度信号来控制步 进电机运行， 继而改变喷气口的角度和口径， 以控制曝气室曝气时气体喷出的方向和喷气 量 ； 0015 单片机获取自由落体传感器提供的竖直方向加速度的值， 并分别与初始设定的阈 值作比较， 根据比较结。
11、果发出三个等级的操作 ： 提出提示、 提出警告和通过控制电动开关闭 合来自动打开降落伞 ； 0016 当电动开关闭合后， 曝气室内的安全栓被抽离原位置， 曝气室内部的高压气体的 体积急速膨胀或者内部化学物质发生反应并在极短的时间里生成大量气体， 此时曝气室发 生曝气， 气体通过喷气口给伞囊迅速充气， 从而快速打开降落伞 ； 0017 该发明也可以不经过单片和电动开关而直接通过用户手动控制手动开关来控制 曝气室发生曝气， 从而实现在用户认为紧急状态时由用户控制打开降落伞的目的。 0018 有益效果 0019 本发明的使用将让高空作业变得更加安全、 灵活、 方便 ； 其是对于中低空空域的作 业效果。
12、更加明显， 降落伞打开时间短。 附图说明 0020 图 1 为本发明的折叠状态下的侧面图 ； 0021 图 2 为本发明的打开状态下的侧面图 ； 0022 图 3 为本发明的中央控制室 3 的电路图 ； 0023 图 4 为本发明的流程图 ； 0024 其中， 1- 伞囊， 2- 喷气口， 3- 中央控制室， 4- 曝气室， 5- 隔离层， 6- 伞绳、 7- 电动 开关、 8- 手动开关、 9- 步进电机、 10- 单片机、 11- 三轴陀螺仪传感器、 12- 自由落体传感器、 13- 直流电源。 具体实施方式 0025 下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。 0026 实施例 1 00。
13、27 一种用于高空作业的智能化降落伞， 包括伞囊1、 中央控制室3、 曝气室4、 隔离层5 和伞绳 6， 其中曝气室 4 带有喷气口 2 用于气体出口 ； 其连接关系为 ： 伞囊 1 包裹在曝气室 4 的外部， 喷气口 2 紧贴伞囊 1 的中心部分 ； 伞囊 1 与曝气室 4 固定在隔离层 5 上， 中央控 制室 3 嵌入在隔离层 5 上 ； 伞绳 6 与隔离层 5 连接 ； 其折叠状态下侧面图如图 1 所示， 打开 状态下的侧面图如图 2 所示 ； 0028 如图 3 所示， 中央控制室 3 包括电动开关 7、 手动开关 8、 步进电机 9、 单片机 10、 三 轴陀螺仪传感器 11、 自由。
14、落体传感器 12 和直流电源 13 ； 单片机 10 负责采集三轴陀螺仪传 感器 11 输出的表征空间 X、 Y、 Z 轴角速度的模拟量信号和自由落体传感器 12 输出的表征竖 直方向加速度的模拟量信号， 并负责控制电动开关 7 和步进电机 9 ； 直流电源 13 分别对三 轴陀螺仪传感器 11、 自由落体传感器 12、 单片机 10、 电动开关 7 和步进电机 9 供电 ； 步进电 说 明 书 CN 102380176 A CN 102380190 A3/4 页 5 机 9 控制喷气口 2 的角度和口径 ； 手动开关 8 通过控制曝气室 4 内的安全栓来控制曝气室 4 发生曝气 ； 0029。
15、 所述曝气室 4 内部装有叠氮化钠 (NaN3) 和硝酸钾 (KNO3) 并采用安全栓的形式将 两者隔开， 安全栓通过绳子与手动开关 8 相连 ； 0030 上述伞囊 1 用普通台布做成 30 厘米见方的伞囊， 并在四角处系上高强度尼龙伞 绳 6， 然后将伞囊 1 折叠， 同时把伞绳折进伞囊里 ； 伞囊 1 外部有一层包裹用的一次性塑料 布， 该塑料布只有在一定外力的情况下才会破裂， 把四个伞绳的另一头分别固定在隔离层 5 上 ； 隔离层 5 为复合金属板 ； 0031 在隔离层 5 上装有曝气室 4， 曝气室 4 的曝气口 2 插入伞囊 1 的折缝的中间 ； 0032 在隔离层 5 上嵌入安。
16、全带， 从而使隔离层 5 能有效的捆绑在人体或物体上。 0033 工作过程为 ： 当带有降落伞的人体从高空下落时， 在降落的过程中拉动安全栓上 面的细绳， 然后曝气室 4 迅速产生大量气体， 气体从喷气口 2 喷出， 吹起已经折叠好的伞囊 1， 伞囊 1 撑破外边的一次性塑料布， 直至伞囊 1 完全打开。 0034 实施例 2 0035 一种用于高空作业的智能化降落伞， 包括伞囊、 中央控制室、 曝气室、 隔离层和伞 绳， 其中曝气室带有喷气口用于气体出口 ； 其连接关系为 ： 伞囊包裹在曝气室的外部， 喷气 口紧贴伞囊的中心部分 ； 伞囊与曝气室固定在隔离层上， 中央控制室嵌入在隔离层上 ；。
17、 伞 绳与隔离层连接 ； 0036 所述曝气室 4 内部装有高压氮气并采用安全栓的形式将其氮气密封， 安全栓通过 绳子与手动开关 8 相连 ； 0037 上述伞囊1用普通帆布做成35厘米见方的伞囊， 并在四角处系上高强度尼龙伞绳 6， 然后将伞囊 1 折叠， 同时把伞绳折进伞囊里 ； 伞囊 1 外部有一个保险绳， 只有先拉开该保 险绳才可以把伞囊1打开， 把四个伞绳的另一头分别固定在隔离层5上 ； 隔离层5为聚乙烯 复合板 ； 0038 在隔离层 5 上装有曝气室 4， 曝气室 4 的曝气口 2 正好插入伞囊 1 的折缝的中间 ； 0039 在隔离层 5 上嵌入安全带， 从而使隔离层 5 能有。
18、效的捆绑在人体或物体上。 0040 工作过程为 ： 当带有降落伞的人体从高空下落时， 在降落的过程中拉动手动开关 8， 曝气室4内密封高压氮气的安全栓被打开迅速产生大量气体， 气体从喷气口2喷出， 正好 吹起已经折叠好的伞囊 1， 伞囊 1 撑破外边的一次性塑料布， 直至伞囊 1 完全打开。 0041 实施例 3 0042 一种用于高空作业的智能化降落伞， 包括伞囊1、 中央控制室3、 曝气室4、 隔离层5 和伞绳 6， 其中曝气室 4 带有喷气口 2 用于气体出口 ； 伞囊 1 包裹在曝气室 4 的外部， 喷气 口 2 紧贴伞囊 1 的中心部分 ； 伞囊 1 与曝气室 4 固定在隔离层 5 。
19、上， 中央控制室 3 嵌入在隔 离层 5 上 ； 伞绳 6 与隔离层 5 连接 ； 中央控制室 3 包括电动开关 7、 手动开关 8、 步进电机 9、 单片机 10、 三轴陀螺仪传感器 11、 自由落体传感器 12 和直流电源 13 ； 单片机 10 采集三轴 陀螺仪传感器 11 输出的表征空间 X、 Y、 Z 轴角速度的模拟量信号和自由落体传感器 12 输出 的表征竖直方向加速度的模拟量信号， 并控制电动开关 7 和步进电机 9 ； 直流电源 13 分别 对三轴陀螺仪传感器 11、 自由落体传感器 12、 单片机 10、 电动开关 7 和步进电机 9 供电 ； 步 进电机 9 控制喷气口 2。
20、 的角度和口径 ； 电动开关 7 通过控制曝气室 4 内的安全栓来控制曝 说 明 书 CN 102380176 A CN 102380190 A4/4 页 6 气室 4 发生曝气。 0043 所述曝气室 4 内部装有叠氮化钠 (NaN3) 和硝酸钾 (KNO3) 并采用安全栓的形式将 两者隔开， 安全栓通过绳子与自动开关 7 相连 ； 0044 上述伞囊 1 用军用降落伞伞布做成 40 厘米长、 25 厘米宽的伞囊， 并在四角处系上 军用伞绳 6， 然后将伞囊 1 折叠 ； 伞囊 1 外部有一个保险绳， 只有先拉开该保险绳才可以把 伞囊 1 打开， 把四个伞绳的另一头分别固定在隔离层 5 上 。
21、； 隔离层 5 为聚乙烯复合板 ； 0045 在隔离层 5 上装有曝气室 4， 曝气室 4 的曝气口 2 正好插入伞囊 1 的折缝的中间 ； 0046 在隔离层 5 上嵌入安全带， 从而使隔离层 5 能有效的捆绑在人体或物体上。 0047 工作过程如图 4 所示， 工作过程为 ： 当带有降落伞的人体从高空下落时， 单片机 10 不断获取自由落体传感器 12 的信号， 一旦竖直方向加速度超过设定阈值 7m/s2的时间超过 10ms 时， 单片机 10 立即获取三轴陀螺仪传感器 11 的方位数据， 并根据方位数据控制步进 电机 9 以调整喷气口 2 的角度和口径 ； 之后控制电动开关 7 闭合， 。
22、从而打开曝气室 4 内安全 栓， 曝气室 4 内迅速产生大量气体， 气体从喷气口 2 按照之间调整好的角度和口径喷出， 吹 起已经折叠好的伞囊 1， 直至伞囊 1 完全打开。 0048 在降落过程中， 单片机 10 还会根据三轴陀螺仪传感器 11 的方位数据和自由落体 传感器 12 的加速度数据， 来控制步进电机 9 以调整喷气口 2 的角度和口径， 从而使降落伞 降落的更加智能。 说 明 书 CN 102380176 A CN 102380190 A1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102380176 A CN 102380190 A2/2 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102380176 A 。