一种限高型探空气球自动释放装置的制作方法

本发明涉及探空设备领域。更具体地说，本发明涉及一种限高型探空气球自动释放装置。

背景技术：

探空气球是人类研究平流层的重要工具，在气象学发展和天气预报工作中起到了重要作用。探空气球主要用于把无线电探空仪携带到高空，以便进行温度、压力、湿度和风等气象要素的探测，对高空气象数据进行采集。

高空气象探测是大气探测的重要组成部分，采集过程必须完成探空气球的施放工作。现阶段探空气球施放主要采用人工施放，在大风天气条件下正常成功施放探空气球一直是气象部门，特别是气象研究单位的愿景。当地面或海面风速超过7m/s时就无法正常进行人工施放探空气球了，这给天气预报，特别是气候研究造成了数据缺失，影响了预报的准确性。

目前国内外主流高空气象探测装备厂家相继推出了自动放球设备和自动探空系统，其均可应对最高八级大风情况下的探空气球自动施放。但此类自动放球系统高度均在2.5-3米以上，对某些有限高要求的环境则无法安装使用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可限定放球方向的探空气球自动释放装置，其探空气球自动放球结构也可以应用于自动探空系统。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种限高型探空气球自动释放装置，包括本体，所述本体的上端设有放球筒，所述放球筒的上端开口处设有可打开或关闭其的顶盖，所述顶盖的后端与所述放球筒的上端转动连接，还包括顶盖开合机构和两块扇形的挡板，所述顶盖的后端为方形，所述放球筒的上端开口处水平设有与所述顶盖的后端对应的方形的延伸部，两块所述挡板分别沿前后方向竖直设置所述延伸部的左右两侧，且其位于上方的半径分别与所述顶盖下端的左右两端连接，所述顶盖开合机构驱动所述顶盖绕其后端转动，所述顶盖带动所述挡板均绕其轴线转动，以使所述顶盖完全打开时，两块所述挡板与所述顶盖合围成一个上端和前侧均开口的放球腔。

本发明的有益效果是：通过在放球筒和顶盖之间设置两块挡板，两块挡板与顶盖合围成一个上端和前侧均开口的放球腔，对放球时探空气球的移动轨迹就行限定，避免六级以上大风时，出现探空气球带着探空仪上升时撞击放球筒壁，造成探空仪损坏、探测实验失败等情况的发生。

优选的是，所述的一种限高型探空气球自动释放装置中，所述挡板由柔性材料制成，所述延伸部的左右两端分别设有一容纳盒，所述容纳盒的上端均沿前后方向开有一缺口，所述挡板位于下方的半径与对应的所述容纳盒的缺口的边沿连接，所述顶盖开合机构带动所述顶盖向下转动时，所述挡板逐渐收纳至对应的所述容纳盒中。

优选的是，所述的一种限高型探空气球自动释放装置中，所述挡板上还均布有多根沿径向设置的扇骨。

优选的是，所述的一种限高型探空气球自动释放装置中，所述顶盖开合机构包括两根电液推杆和推杆驱动组件，所述顶盖内部中空，其下端的后端分别设有一条形凹槽，两根所述电液推杆分别设置在所述放球筒的左右两侧，其伸缩杆的端部分别与所述放球筒下端的左右两端转动连接，其缸体的端部分别伸入两个所述条形凹槽中并与所述条形凹槽的内壁转动连接，两根所述电液推杆均与设置在所述顶盖内部的推杆驱动组件传动连接，所述推杆驱动组件驱动两根所述电液推杆同步伸缩。

优选的是，所述的一种限高型探空气球自动释放装置中，所述推杆驱动组件包括驱动单元和与两根所述电液推杆分别对应的两个传动单元，所述驱动单元设置在两根所述电液推杆之间，所述传动单元包括第一转轴、第二转轴、第一万向节和齿轮传动合件，所述齿轮传动合件设置在所述电液推杆的缸体的端部上，并与对应的所述电液推杆的双向油泵传动连接，所述第一转轴沿左右方向设置，其一端与所述驱动单元传动连接，所述第二转轴沿左右方向设置，其一端与所述齿轮传动合件传动连接，所述第一万向节设置在所述第一转轴第二转轴之间，且其两端分别与所述第一转轴的另一端和第二转轴的另一端转动连接。

优选的是，所述的一种限高型探空气球自动释放装置中，所述驱动单元包括驱动电机和齿轮箱，所述驱动电机与所述齿轮箱传动连接，所述齿轮箱具有两根输出轴，所述齿轮箱的两根所述输出轴均沿左右方向设置，并分别与两根所述第一转轴的一端转动连接。

优选的是，所述的一种限高型探空气球自动释放装置中，所述齿轮传动合件包括套筒、第三转轴、第一蜗杆和连接轴，所述套筒沿左右方向固定设置在所述电液推杆的缸体的端部上，所述第二转轴为蜗杆，其另一端与对应的所述第一万向节转动连接，其一端伸入对应的所述套筒内，并可转动的设置在所述套筒内，所述套筒上设有与所述第二转轴的蜗杆对应的容纳腔，所述容纳腔的内壁上设有与所述电液推杆的缸体内部连通的连接孔，所述第三转轴和第一蜗杆上下间隔的沿左右方向设置的所述电液推杆的缸体内部，且其两端均与所述电液推杆的缸体的内壁转动连接，所述第三转轴上同轴套设有与一涡轮，所述涡轮分别与所述第二转轴和第一蜗杆啮合，所述第一蜗杆上还同轴套设有第一伞齿轮，所述连接轴的一端与所述电液推杆的双向油泵传动连接，其另一端同轴连接有第二伞齿轮，所述第二伞齿轮与所述第一伞齿轮啮合。

优选的是，所述的一种限高型探空气球自动释放装置中，所述顶盖开合机构包括驱动单元、两个齿轮和与两个所述齿轮分别对应的两组传动单元，所述驱动单元设置在所述放球筒前端的上端，两组所述传动单元分别设置在所述驱动单元的左右两侧，并均与所述驱动单元传动连接，所述挡板的外周上均同轴设有一圆弧形的齿条，两个所述齿轮分别设置在所述放球筒的左右两侧，并分别与两根所述齿条啮合，所述齿轮均沿左右方向竖直设置，并与对应的所述驱动单元传动连接，所述驱动单元通过两组所述传动单元分别驱动两个所述齿轮转动，所述齿轮通过所述齿条带动对应的所述挡板绕其轴线转动。

优选的是，所述的一种限高型探空气球自动释放装置中，所述驱动单元为双轴电机，且其输出轴均沿左右方向设置。

优选的是，所述的一种限高型探空气球自动释放装置中，所述传动单元包括第四转轴、第五转轴和第二万向节，所述第四转轴沿左右方向设置，其一端与对应的所述齿轮靠近所述放球筒的一端同轴连接，所述第四转轴通过轴承座与所述延伸部转动连接，所述第五转轴沿左右方向设置，其一端与所述驱动单元传动连接，其另一端与所述第二万向节的一端转动连接，所述第二万向节的另一端与所述第四转轴的另一端转动连接。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明一实施例中所述的自动释放装置顶盖打开时的结构示意图；

图2为本发明一实施例中所述的自动释放装置顶盖关上时的结构示意图；

图3为本发明一实施例中所述的推杆驱动组件的结构示意图；

图4为本发明一实施例中所述的齿轮传动合件的结构示意图；

图5为本发明另一实施例中所述的自动释放装置顶盖打开时的结构示意图；

图6为本发明另一实施例中所述的自动释放装置顶盖关上时的结构示意图；

图7为本发明另一实施例中所述的顶盖开合机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

如图1-图4所示，本发明的一实施例提供一种限高型探空气球自动释放装置，包括本体，所述本体的上端设有放球筒1，所述放球筒1的上端开口处设有可打开或关闭其的顶盖2，所述顶盖2的后端与所述放球筒1的上端转动连接，还包括顶盖开合机构和两块扇形的挡板3，所述顶盖2的后端为方形，所述放球筒1的上端开口处水平设有与所述顶盖2的后端对应的方形的延伸部，两块所述挡板3分别沿前后方向竖直设置所述延伸部的左右两侧，且其位于上方的半径分别与所述顶盖2下端的左右两端连接，所述顶盖开合机构驱动所述顶盖2绕其后端转动，所述顶盖2带动所述挡板3均绕其轴线转动，以使所述顶盖2完全打开时，两块所述挡板3与所述顶盖2合围成一个上端和前侧均开口的放球腔，所述挡板3由柔性材料制成，所述延伸部的左右两端分别设有一容纳盒4，所述容纳盒4的上端均沿前后方向开有一缺口，所述挡板3位于下方的半径与对应的所述容纳盒4的缺口的边沿连接，所述顶盖开合机构带动所述顶盖2向下转动时，所述挡板3逐渐收纳至对应的所述容纳盒4中。

该实施例中，本体采用现有技术，例如申请人之前申请的申请号为201910688994.3的《一种小型全自动探空设备》的发明申请中，本体的上端设有转动座，放球筒1设置在转动座上，转动座可带动放球筒1旋转，从而在放球时将放球筒1调整到所需角度，具体的，在顶盖2和延伸部之间设置两块挡板3，并将挡板3的上端与顶盖2联动，顶盖2盖住放球筒1上端开口时，两块由柔性材料制成的挡板3就折叠起来并收纳在对应的容纳盒4中，挡板3可采用帆布制作，当顶盖开合机构带动顶盖2的前端向上转动时，顶盖2逐渐打开放球筒1的上端开口，并带动两块挡板3位于上方的半径随之转动，挡板3位于下方的半径与对应的容纳盒4的缺口的边沿连接，这样当顶盖2打开到极限位置时，两块挡板3被完成撑开，处于沿左右方向竖直设置，两块挡板3与顶盖2合围成一个上端和前侧均开口的放球腔，在高空放球时，探空气球就会从放球腔的开口处移出，这样对放球时探空气球的移动轨迹就行限定。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在图1-图4所示实施例的基础上，还包括：所述挡板3上还均布有多根沿径向设置的扇骨5。

该实施例中，挡板3由类似于帆布等的柔性材料制成，在其上均布有多根沿径向设置的扇骨5，可以加强挡板3完全撑开时的强度，同时也可以便于顶盖2向下转动时，挡板3逐渐收纳至对应的容纳盒4中。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在图1-图4所示实施例的基础上，还包括：所述顶盖开合机构包括两根电液推杆6和推杆驱动组件，所述顶盖2内部中空，其下端的后端分别设有一条形凹槽7，两根所述电液推杆6分别设置在所述放球筒1的左右两侧，其伸缩杆的端部分别与所述放球筒1下端的左右两端转动连接，其缸体的端部分别伸入两个所述条形凹槽7中并与所述条形凹槽7的内壁转动连接，两根所述电液推杆6均与设置在所述顶盖2内部的推杆驱动组件传动连接，所述推杆驱动组件驱动两根所述电液推杆6同步伸缩；具体的，所述推杆驱动组件包括驱动单元20和与两根所述电液推杆6分别对应的两个传动单元，所述驱动单元20设置在两根所述电液推杆6之间，所述传动单元包括第一转轴8、第二转轴9、第一万向节10和齿轮传动合件，所述齿轮传动合件设置在所述电液推杆6的缸体的端部上，并与对应的所述电液推杆6的双向油泵传动连接，所述第一转轴8沿左右方向设置，其一端与所述驱动单元20传动连接，所述第二转轴9沿左右方向设置，其一端与所述齿轮传动合件传动连接，所述第一万向节10设置在所述第一转轴8第二转轴9之间，且其两端分别与所述第一转轴8的另一端和第二转轴9的另一端转动连接。

该实施例中，顶盖开合机构包括两根电液推杆6和推杆驱动组件，将推杆驱动组件设置在顶盖2内部，再在顶盖2下端的后端分别设有一条形凹槽7，两根电液推杆6的缸体的端部分别伸入两个所述条形凹槽7中并与条形凹槽7的内壁转动连接，驱动单元20设置在两根电液推杆6之间，并通过两个传动单元分别带动电液推杆6伸缩，具体的，传动单元带动两根第一转轴8同步转动，第一转轴8通过第一万向节10带动对应的第二转轴9转动，第二转轴9通过齿轮传动合件带动电液推杆6的双向油泵工作，从而实现电液推杆6的伸缩，电液推杆6在伸缩过程中，其伸缩杆的端部与放球筒1下端转动，其缸体的端部与对应的条形凹槽7的内壁转动，此时第二转轴9的另一端与第一杆体的另一端的相对位置也会变化，即通过第一万向节10来实现第二转轴9的另一端与第一杆体的另一端的连接；如图3中所示，可在顶盖2内部设置一轴承座，第二转轴9的另一端穿过所述轴承座并与所述轴承座的内圈连接，通过轴承座使得第一转轴8的转动更加稳定。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在图1-图4所示实施例的基础上，还包括：所述驱动单元20包括驱动电机11和齿轮箱12，所述驱动电机11与所述齿轮箱12传动连接，所述齿轮箱12具有两根输出轴，所述齿轮箱12的两根所述输出轴均沿左右方向设置，并分别与两根所述第一转轴8的一端转动连接。

该实施例中，驱动电机11通过齿轮箱12带动两根第一转轴8同步转动，可以保证两根第一杆体同步正转或反转，从而保证两根电液推杆6能够同步伸缩。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在图1-图4所示实施例的基础上，还包括：所述齿轮传动合件包括套筒13、第三转轴14、第一蜗杆15和连接轴16，所述套筒13沿左右方向固定设置在所述电液推杆6的缸体的端部上，所述第二转轴9为蜗杆，其另一端与对应的所述第一万向节10转动连接，其一端伸入对应的所述套筒13内，并可转动的设置在所述套筒13内，所述套筒13上设有与所述第二转轴9的蜗杆对应的容纳腔，所述容纳腔的内壁上设有与所述电液推杆6的缸体内部连通的连接孔，所述第三转轴14和第一蜗杆15上下间隔的沿左右方向设置的所述电液推杆6的缸体内部，且其两端均与所述电液推杆6的缸体的内壁转动连接，所述第三转轴14上同轴套设有与一涡轮17，所述涡轮17分别与所述第二转轴9和第一蜗杆15啮合，所述第一蜗杆15上还同轴套设有第一伞齿轮18，所述连接轴16的一端与所述电液推杆6的双向油泵传动连接，其另一端同轴连接有第二伞齿轮19，所述第二伞齿轮19与所述第一伞齿轮18啮合。

该实施例中，第二转轴9为蜗杆，通过在第三转轴14上设置涡轮17，通过第二转轴9转动带动涡轮17转动，涡轮17再带动第一蜗杆15及其上的第一伞齿轮18转动，第一伞齿轮18带动第二伞齿轮19转动，从而使得连接轴16随之转动，再通过连接轴16带动电液推杆6的双向油泵工作，驱动单元20可带动第一转轴8正转或反转，从而带动第二转轴9正转或反转，第二转轴9转动的方向不同，使得双向油泵的工作状态不同，从而使得该电液推杆6的伸缩杆收缩或伸长。

如图5-图7所示，本发明的另一实施例提供一种限高型探空气球自动释放装置，包括本体，所述本体的上端设有放球筒1，所述放球筒1的上端开口处设有可打开或关闭其的顶盖2，所述顶盖2的后端与所述放球筒1的上端转动连接，还包括顶盖开合机构和两块扇形的挡板3，所述顶盖2的后端为方形，所述放球筒1的上端开口处水平设有与所述顶盖2的后端对应的方形的延伸部，两块所述挡板3分别沿前后方向竖直设置所述延伸部的左右两侧，且其位于上方的半径分别与所述顶盖2下端的左右两端连接，所述顶盖开合机构驱动所述顶盖2绕其后端转动，所述顶盖2带动所述挡板3均绕其轴线转动，以使所述顶盖2完全打开时，两块所述挡板3与所述顶盖2合围成一个上端和前侧均开口的放球腔，所述顶盖开合机构包括驱动单元20、两个齿轮21和与两个所述齿轮21分别对应的两组传动单元，所述驱动单元20设置在所述放球筒1前端的上端，两组所述传动单元分别设置在所述驱动单元20的左右两侧，并均与所述驱动单元20传动连接，所述挡板3的外周上均同轴设有一圆弧形的齿条25，两个所述齿轮21分别设置在所述放球筒1的左右两侧，并分别与两根所述齿条25啮合，所述齿轮21均沿左右方向竖直设置，并与对应的所述驱动单元20传动连接，所述驱动单元20通过两组所述传动单元分别驱动两个所述齿轮21转动，所述齿轮21通过所述齿条25带动对应的所述挡板3绕其轴线转动。

该实施例中，本体采用现有技术，例如申请人之前申请的申请号为201910688994.3的《一种小型全自动探空设备》的发明申请中，本体的上端设有转动座，放球筒1设置在转动座上，转动座可带动放球筒1旋转，从而在放球时将放球筒1调整到所需角度，具体的，在顶盖2和延伸部之间设置两块挡板3，并将挡板3的上端与顶盖2联动，挡板3可绕其轴线转动，当顶盖2盖住放球筒1上端开口时，挡板3均转动至顶盖2下方，挡板3的外周上均同轴设有一圆弧形的齿条25，背后在两块挡板3的齿条25的外侧分别设置与之啮合的齿轮21，并分别通过传动单元与驱动单元20传动连接，驱动单元20通过两个从传动单元带动两个齿轮21同步转动，从而使得两根齿条25绕对应挡板3的轴线转动，两块挡板3位于上方的半径均与顶盖2固定连接，这样两根齿条25在转动过程中就会带动顶盖2上下转动，这样当顶盖2打开到极限位置时，两块挡板3与顶盖2合围成一个上端和前侧均开口的放球腔，在高空放球时，探空气球就会从放球腔的开口处移出，这样对放球时探空气球的移动轨迹就行限定。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在图5-图7所示实施例的基础上，还包括：所述传动单元包括第四转轴22、第五转轴23和第二万向节24，所述第四转轴22沿左右方向设置，其一端与对应的所述齿轮21靠近所述放球筒1的一端同轴连接，所述第四转轴22通过轴承座与所述延伸部转动连接，所述第五转轴23沿左右方向设置，其一端与所述驱动单元20传动连接，其另一端与所述第二万向节24的一端转动连接，所述第二万向节24的另一端与所述第四转轴22的另一端转动连接；所述驱动单元20为双轴电机，且其输出轴均沿左右方向设置。

该实施例中，驱动单元20为双轴电机，其两根输出轴均沿左右方向设置，并设置在其左右两侧，双轴电机的两根输出轴分别带动两根第五转轴23转动，第五转轴23通过第二万向节24带动第四转轴22转动，第四转轴22一端与对应的齿轮21同轴连接，这样第四转轴22就会带动齿轮21转动；双轴电机的转动方向不同时，齿轮21转动的方向也会不一样，从而带动对应的齿条25向上或向下转动。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。