一种探空仪变速放线装置及其放线方法与流程

本发明涉及无线电探空仪放线设备技术领域，尤其涉及一种探空仪变速放线装置及其放线方法。

背景技术：

目前，在气象业务上，常用无线电探空仪进行高空温湿压风等气象探测；常规探空仪由探空气球携带升空，探空气球与探空仪之间用绳子连接，绳长通常为30米，以保障探空仪对温度和湿度的测量不受探空气球辐射和尾流的影响。

探空气球的释放工作通常由专业人员完成，在释放前需要人工控制绳子释放速度，先将探空气球及绳子缓缓升空，用手抓住绳子末端再脱手释放探空仪，还要防止探空仪意外坠地或瞬间升速过大对探空仪传感器造成不必要损伤。当遇上大风或其他复杂环境时，探空气球释放面临的技术困难和失败风险较大，操作人员也容易手部受伤。

再者，随着探空仪业务的发展及自动化程度的提高，越来越多的气象业务人员希望能降低探空气球释放的难度及技术复杂性，减少人工操作以实现自动化，同时保障探空仪每次探空试验顺利升空；但，现有的放线装置结构较为简单，绕绳横向缠绕，通过绳子横向绕动放线，放线速度不可控且不稳定，绳子受外力影响较大、会出现放线速度突然加快使线绳拉断，导致探空仪坠落，或者探空仪与线绳缠绕的情况，从而导致探空试验失败。

另外，现有的放线装置在绕线绳释放过程中，探空气球升高高度有限，若放线装置的放线速度较快，容易使探空仪在一开始就会坠落在地；而将放线装置放线速度较慢，又会使探空仪不能及时快速放下，探空仪上升到业务探测高度时，造成探空气球离探空仪过近影响探测数据。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种可先缓慢放线，后快速放线，从而保证探空仪在一开始不会落地；探空仪升高后快速放线，避免探空气球离探空仪过近影响探测数据，且不易产生释放故障，可适用于各种气象环境的探空仪变速放线装置；另外，还提供一种探空仪变速放线方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种探空仪变速放线装置，包括连接架，所述连接架上设有至少一个固定轴；变速放线轮，其具有用于绕线的多台阶绕线轮轴，所述多台阶绕线轮轴套设在一个所述固定轴上并以所述固定轴为轴心转动；减速挡块，所述减速挡块与所述连接架连接，且所述减速挡块与所述变速放线轮相接触，并提供阻力降低所述变速放线轮的转速。

本发明的有益效果是：本发明的探空仪变速放线装置的变速放线轮具有用于绕线的多台阶绕线轮轴，可以先在多台阶绕线轮轴的粗轴段上缠绕部分放线绳，在多台阶绕线轮轴的细轴段缠绕部分放线绳，由于不同粗细的轴段力矩不同，探空仪变速放线装置在下方所系探空仪的重力作用下带动变速放线轮绕固定轴转动实现放线，缠绕在多台阶绕线轮轴的细轴段上的部分放线绳先缓慢放线，缠绕在多台阶绕线轮轴的粗轴段上的部分放线绳后快速放线，从而实现先缓慢放线，后快速放线，保证探空仪在一开始不会落地；探空仪升高后快速放线，避免不能及时放线而使得探空气球离探空仪过近影响探测数据；而且，放线绳纵向缠绕，通过变速放线轮转动及与减速挡块的设计实现减速放线，放线过程绳子受力较小、不易损坏，不易缠绕，自动化程度更高，不易产生释放故障，可适用于各种气象环境。

另外，在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进，还可以具有如下附加技术特征。

进一步，所述固定轴为两个，分别为固定轴一和固定轴二，所述固定轴一与所述固定轴二位于所述连接架的同侧，所述固定轴一位于所述固定轴二的上方，所述减速挡块套接在所述固定轴一上，所述减速挡块的下部设有减速齿，所述变速放线轮套设在所述固定轴二上，所述变速放线轮的外周设有轮齿，所述轮齿与所述减速齿相接触。通过在变速放线轮的外周设有与所述减速齿相接触的轮齿，绕线绳就慢慢从变速放线轮上往下释放，变速放线轮转动的过程中，绕线轮里轮上的轮齿不断推动减速挡块，减速挡块上的减速齿交替碰触绕线里轮的轮齿，不断给绕线里轮施加阻力，以控制绕线绳的释放速度，从而实现对变速放线轮的转速进行降低，减小放线过程绳子受力大小，降低探空仪受损的隐患，且不易缠绕。

进一步，所述减速挡块上设有安装孔一，所述安装孔一套接在固定轴一上；所述减速齿为至少一个并设置在所述减速挡块下端；通过要减速挡块上设有安装孔一，便于转动安装所述减速挡块，且便于绕线轮里轮上的轮齿推动减速挡块。

进一步，所述减速挡块上还设有用于增加所述减速挡块的重量的悬挂板；通过在减速挡块上还设有悬挂板，可以增加减速挡块的重量，增加阻力，降低放线速度效果更好。

进一步，所述变速放线轮还包括：绕线里轮和绕线外轮，所述绕线里轮和绕线外轮的中心处通过所述多台阶绕线轮轴连接，所述多台阶绕线轮轴为台阶圆筒状结构，所述绕线里轮和绕线外轮的中心处均设有通孔，所述通孔与所述多台阶绕线轮轴的中空的通道组成安装孔二，所述安装孔二套设在所述固定轴二上，所述绕线里轮的外周设有均匀的轮齿；通过设有安装孔二，便于将安装孔二转动安装在所述固定轴二上；另外，变速放线轮还包括绕线里轮和绕线外轮，便于在所述变速放线轮上缠线；进一步，将多台阶绕线轮轴设置为台阶圆筒状结构，便于均匀缠线以及均匀放线。

进一步，所述连接架的下端连接有连接座，所述连接座上设有用于限制绕线绳放线位置的限位孔；通过设有用于限制绕线绳放线位置的限位孔，便于对绕线绳的放线位置进行限定，防止绕线绳缠绕。

进一步，所述绕线外轮和所述绕线里轮上均设有至少一个减重孔；通过在绕线外轮和所述绕线里轮上均设有减重孔，有利于降低探空仪变速放线装置的重量，提高探空气球的提升力的作用率。

进一步，所述连接架上设有系绳部，所述系绳部为固定连接在连接架上的环、钩或柱，或者是设在连接架上的通孔；可以将探空气球系在连接架的环、钩、柱或通孔上，便于系探空气球。

进一步，所述多台阶绕线轮轴的轴肩处设有隔板，所述隔板将所述多台阶绕线轮轴隔开形成多个用于存线的绕线槽；所述隔板上设有用于防止绕线绳松动的防松槽；便于将绕线绳缠绕在绕线槽内，且防松槽可以防止绕线绳松动，使得台阶绕线轮轴的粗轴段、细轴段以及粗轴段和细轴段之间绕线不松动，避免放线时由于存在绕线绳松动而使得松动部分的绕线绳放线过快，探空仪突然加速下落，再突然减速，绕线绳受力过大而易断线。

另外，本发明还提供一种探空仪变速放线方法，利用上述一种探空仪变速放线装置进行变速放线，包括以下步骤：

步骤1，将放线绳缠绕在变速放线轮上；具体为将放线绳的一端系在多台阶绕线轮轴的粗轴段并缠绕部分放线绳，再依次将放线绳的其它部分缠绕在细轴段上，另一端连接探空仪；

步骤2，将探空气球系在连接架上；

步骤3，释放探空气球，探空气球带动探空仪变速放线装置和探空仪升空，同时，探空仪变速放线装置在下方所系探空仪的重力作用下带动变速放线轮绕固定轴转动实现放线，先由多台阶绕线轮轴的细轴段缓慢放线，再由多台阶绕线轮轴的粗轴段快速放线；且在放线过程中，减速挡块与所述变速放线轮相接触，并提供阻力降低所述变速放线轮的转速；

步骤4，探空仪升空到探测高度后，开始进行业务探测至业务探测完成。

通过本发明的变速放线方法，放线绳纵向缠绕，通过变速放线轮转动及与减速挡块的设计实现减速放线，放线过程绳子受力较小，而且可以先在多台阶绕线轮轴的粗轴段上缠绕部分放线绳，在多台阶绕线轮轴的细轴段缠绕部分放线绳，由于不同粗细的轴段力矩不同，探空仪变速放线装置在下方所系探空仪的重力作用下带动变速放线轮绕固定轴转动实现放线，多台阶绕线轮轴的细轴段上的部分放线绳先缓慢放线，多台阶绕线轮轴的粗轴段上的部分放线绳后快速放线，从而实现先缓慢放线，后快速放线，保证探空仪在一开始不会落地；探空仪升高后快速放线，避免不能及时放线而使得探空气球离探空仪过近影响探测数据，可提高探空仪的探测效果。

附图说明

图1为本发明实施例的探空仪变速放线装置的整体结构示意图；

图2为图1摆正后的右视图；

图3为图1的爆炸示图；

图4为本发明实施例的变速放线轮的结构示意图；

图5为本发明实施例的减速挡块的结构示意图；

图6为本发明实施例的连接架的示意图；

图7为本发明实施例的变速放线轮剖掉绕线外轮后的隔板的示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、连接架，2、变速放线轮，3、减速挡块，10、固定轴一，11、固定轴二，12、连接座，13、通孔，20、绕线里轮，21、绕线外轮，22、多台阶绕线轮轴，23、隔板，24、安装孔二，30、减速齿，31、连接筋，32、悬挂板，33、安装孔一，121、限位孔，201、轮齿，202、减重孔一，211、减重孔二，212、挂线孔一，213、挂线孔二，221、粗轴段，222、细轴段，231、防松槽。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例：

本实施例提供的一种探空仪变速放线装置，如图1至图6所示，包括连接架1，连接架1上设有至少一个固定轴；变速放线轮2，其具有用于绕线的多台阶绕线轮轴22，多台阶绕线轮轴22套设在一个固定轴上并以固定轴为轴心转动；减速挡块3，减速挡块3与连接架1连接，且减速挡块3与变速放线轮2相接触，并提供阻力降低变速放线轮2的转速。

具体的，本实施例的多台阶绕线轮轴22为台阶圆筒状结构；将多台阶绕线轮轴22设置为台阶圆筒状结构，便于均匀缠线以及均匀放线；另外，多台阶绕线轮轴22也可以设置为椭圆筒状结构等。

具体的，将本实施例的多台阶绕线轮轴22套上形成的一个或多个轴肩设置成过渡轴肩，有利于缠线时实现过渡缠线，即可以在渡轴肩缠线，减少从较小的多台阶绕线轮轴22的细轴段222放线转换到多台阶绕线轮轴22的粗轴段221放线的放线速度差，进一步提高放线的稳定性。

具体的，本实施例中的“多台阶绕线轮轴”即为具有多个台阶的台阶轴，其必然具有多个尺寸不同的台阶，而且，尺寸从一端依次增大或依次减小；本实施例中的“多台阶”的本意为台阶轴的粗细段至少为两段以上。具体的，多台阶绕线轮轴22套具有两个台阶时，其为两台阶绕线轮轴套，具有一个粗轴段221和一个细轴段222；多台阶绕线轮轴22套具有三个台阶时，其为三台阶绕线轮轴套，其具有两个尺寸不同的粗轴段221和一个细轴段222，或者是一个粗轴段221和两个尺寸不同的细轴段222，依此类推。

具体的，本实施例的探空仪变速放线装置材质是轻质材料，例如：abs塑料；具体的，本实施例的多台阶绕线轮轴22为台阶圆筒状结构，且为两台阶绕线轮轴套时，将细轴段222的直径设置为粗轴段221的直径三分之一，采用的放线绳长为30米，先将20米长的放线绳缠绕在粗轴段221上，再将近10米长的放线绳缠绕在细轴段222上，从而可以实现绳缠绕在细轴段222的放线绳先缓慢放线，缠绕在粗轴段221上的放线绳后快速放线。具体的，本实施例的多台阶绕线轮轴22的具体设置方式可有多种，细轴段222与粗轴段221的尺寸也可以具有多种，本领域的技术人员可以根据实际需要具体设计，细轴段222与粗轴段221的尺寸差决定着缓慢放线与快速放线的速度差。

具体的，在本实施例的连接架1上设有一个固定轴时，可以将固定轴设置得长一些，将变速放线轮2和减速挡块3同轴套设在同一固定轴上；进一步的，减速挡块3与连接架1连接方式还可以有其它方式，只要能实现对变速放线轮2接触并进行减速便可。

具体的，本实施例的探空仪变速放线装置的变速放线轮2具有用于绕线的多台阶绕线轮轴22，可以先在多台阶绕线轮轴22的粗轴段221上缠绕部分放线绳，在多台阶绕线轮轴22的细轴段222缠绕部分放线绳，由于不同粗细的轴段力矩不同，探空仪变速放线装置在下方所系探空仪的重力作用下带动变速放线轮2绕固定轴转动实现放线，缠绕在多台阶绕线轮轴22的细轴段222上的部分放线绳先缓慢放线，缠绕在多台阶绕线轮轴22的粗轴段221上的部分放线绳后快速放线，从而实现先缓慢放线，后快速放线，保证探空仪在一开始不会落地；探空仪升高后快速放线，避免不能及时放线而使得探空气球离探空仪过近影响探测数据。

本发明的一个实施例，如图3、图6所示，本实施例的固定轴为两个，分别为固定轴一10和固定轴二11，固定轴一10与固定轴二11位于连接架1的同侧，固定轴一10位于固定轴二11的上方，减速挡块3套接在固定轴一10上，减速挡块3的下部设有减速齿30，变速放线轮2套设在固定轴二11上，变速放线轮2的外周设有轮齿201，轮齿201与减速齿30相接触。

本发明的一个实施例，如图1至图3、图5所示，减速挡块3上还设有用于增加减速挡块3的重量的悬挂板32。具体的，本实施例通过在减速挡块3上还设有悬挂板32，可以增加减速挡块3的重量，增加阻力，降低放线速度效果更好。具体的，本实施例的悬挂板32通过连接筋31连接在减速挡块3的前端面，且连接在减速挡块3两端部；本实施例的悬挂板32呈锥角板状结构；另外，本实施例的悬挂板32也可以设置在方形或其它形状。

具体的，本实施例通过在变速放线轮2的外周设有与减速齿30相接触的轮齿201，绕线绳就慢慢从变速放线轮2上往下释放，变速放线轮2转动的过程中，绕线轮里轮上的轮齿201不断推动减速挡块3，减速挡块3上的减速齿30交替碰触绕线里轮20的轮齿201，不断给绕线里轮20施加阻力，以控制绕线绳的释放速度，从而实现对变速放线轮2的转速进行降低，减小放线过程绳子受力大小，降低探空仪受损的隐患，且不易缠绕。

本发明的一个实施例，如图1、图5所示，减速挡块3上设有安装孔一33，安装孔一33套接在固定轴一10上；减速齿30为至少一个并设置在减速挡块3下端。具体的，本实施例通过要减速挡块3上设有安装孔一33，便于转动安装减速挡块3，且便于绕线轮里轮上的轮齿201推动减速挡块3。

本发明的一个实施例，如图1至图4所示，变速放线轮2还包括绕线里轮20和绕线外轮21，绕线里轮20和绕线外轮21的中心处通过多台阶绕线轮轴22连接，多台阶绕线轮轴22为台阶圆筒状结构，绕线里轮20和绕线外轮21的中心处均设有通孔13，通孔13与多台阶绕线轮轴22的中空的通道组成安装孔二24，安装孔二24套设在固定轴二11上，绕线里轮20的外周设有均匀的轮齿201。具体的，本实施例通过设有安装孔二24，便于将安装孔二24转动安装在固定轴二11上；另外，变速放线轮2还包括绕线里轮20和绕线外轮21，便于在变速放线轮2上缠线。

本发明的一个实施例，如图1至3、图6所示，连接架1的下端连接有连接座12，连接座12上设有用于限制绕线绳放线位置的限位孔121。具体的，本实施例通过设有用于限制绕线绳放线位置的限位孔121，便于对绕线绳的放线位置进行限定，防止绕线绳缠绕。进一步的，本实施例的连接座12水平固定连接在连接架1的下端，限位孔121开设在连接座12的中间位置。

本发明的一个实施例，如图1、图3所示，绕线外轮21和绕线里轮20上均设有至少一个减重孔。具体的，本实施例在绕线外轮21设有的减重孔为减重孔一202，本实施例在绕线里轮20上设有的减重孔为减重孔二211，有利于降低探空仪变速放线装置的重量，提高探空气球的提升力的作用率。本实施例图示的绕线外轮21和绕线里轮20上分别设有四个减重孔一202和四个减重孔二211；另外，减重孔一202和四个减重孔二211开设的数量可根据需要具体选择。

具体的，本实施例的绕线外轮21的边沿上还开设有用于挂线的挂线孔一212和挂线孔二213，在系探空仪之前，放线绳末端系在挂线孔一212和挂线孔二213。

本发明的一个实施例，如图1、图6所示，连接架1上设有系绳部，系绳部为固定连接在连接架1上的环、钩或柱，或者是设在连接架1上的通孔13。具体的，本实施例的的连接架1开设有通孔13，探空气球系在通孔13上。

本发明的一个实施例，如图2、图4、图7所示，多台阶绕线轮轴22的轴肩处设有隔板23，隔板23将多台阶绕线轮轴22隔开形成多个用于存线的绕线槽；隔板23上设有用于防止绕线绳松动的防松槽231。具体的，本实施例的为了便于将绕线绳缠绕在绕线槽内，在多台阶绕线轮轴22的轴肩处设有隔板23。具体的，本实施例的防松槽231可以防止绕线绳松动，使得台阶绕线轮轴22的粗轴段221、细轴段222以及粗轴段221和细轴段222之间绕线不松动，避免放线时由于存在绕线绳松动而使得松动部分的绕线绳放线过快，探空仪突然加速下落，再突然减速，绕线绳受力过大而易断线。另外，本实施例通过在隔板23的防松槽231还可以便于实现对绕线绳进行反向绕线，反向绕线即为相邻的粗轴段221和细轴段222的绕线方向相反，具体在防松槽231处换向。

具体的，本实施例的多台阶绕线轮轴22为两台阶绕线轮轴时，其具有一个轴肩，在轴肩设有一块隔板23，将两台阶绕线轮轴隔开形成两个用于存线的绕线槽。

另外，本实施例还提供一种探空仪变速放线方法，利用上述一种探空仪变速放线装置进行变速放线，包括以下步骤：

步骤1，将放线绳缠绕在变速放线轮2上；具体为将放线绳的一端系在多台阶绕线轮轴22的粗轴段221并缠绕部分放线绳，再依次将放线绳的其它部分缠绕在细轴段222上，另一端通过连接架1下方的限位孔121并连接探空仪；

步骤2，将探空气球系在连接架1上；

步骤3，释放探空气球，探空气球带动探空仪变速放线装置和探空仪升空，同时，探空仪变速放线装置在下方所系探空仪的重力作用下带动变速放线轮2绕固定轴转动实现放线，先由多台阶绕线轮轴22的细轴段222缓慢放线，再由多台阶绕线轮轴22的粗轴段221快速放线；且在放线过程中，减速挡块3与变速放线轮2相接触，并提供阻力降低变速放线轮2的转速；

步骤4，探空仪升空到探测高度后，开始进行业务探测至业务探测完成。

具体的，在步骤1中，放线绳缠绕在粗轴段221完成后，过渡缠绕到细轴段222上；具体的，本实施例的粗轴段221与细轴段222的绕线方向可以相同，也可以相反；当粗轴段221与细轴段222的绕线方向相同时，变速放线轮只顺时针或逆时针转动；当粗轴段221与细轴段222绕线方向相反时，粗轴段221与细轴段222的绕线方向相反，变速放线轮2放线到粗轴段221与细轴段222之间的轴肩位置的放线绳时，变速放线轮2会反向转动，再者，粗轴段221与细轴段222绕线方向相反，有利于防止从粗轴段221绕到细轴段222之间的绕线绳松动，有利于提高放线的平稳性；不会出现急加速以及急减速放线而使得绕线绳受力突然增大的情况，从而避免绕线绳在放线过程出现断线的情况；另外，放线绳与探空仪连接的一端通过连接架1下方的限位孔121并连接探空仪。具体的，通过采用本实施例的变速放线方法，可以实现实现先缓慢放线，后快速放线，保证探空仪在一开始不会落地；探空仪升高后快速放线，避免不能及时放线而使得探空气球离探空仪过近影响探测数据，可提高探空仪的探测效果。

具体而言，本发明的探空仪变速放线装置的探空仪变速放线装置的变速放线轮2具有用于绕线的多台阶绕线轮轴22，可以先在多台阶绕线轮轴22的粗轴段221上缠绕部分放线绳，在多台阶绕线轮轴22的细轴段222缠绕部分放线绳，由于不同粗细的轴段力矩不同，探空仪变速放线装置在下方所系探空仪的重力作用下带动变速放线轮2绕固定轴转动实现放线，缠绕在多台阶绕线轮轴22的细轴段222上的部分放线绳先缓慢放线，缠绕在多台阶绕线轮轴22的粗轴段221上的部分放线绳后快速放线，从而实现先缓慢放线，后快速放线，保证探空仪在一开始不会落地；探空仪升高后快速放线，避免不能及时放线而使得探空气球离探空仪过近影响探测数据；而且，放线绳纵向缠绕在变速放线轮2上，通过变速放线轮2转动及与减速挡块3的设计实现减速放线，放线过程绳子受力较小、不易损坏，不易缠绕，自动化程度更高，不易产生释放故障，可适用于各种气象环境。

另外，除本实施例公开的技术方案以外，对于本发明中的探空气球、探空仪及其相关控制等可参考本技术领域的常规技术方案，而这些常规技术方案也并非本发明的重点，本发明在此不进行详细陈述。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。