专利名称:焰火点火系统及方法
技术领域：
本发明一般地涉及焰火和烟火点火器的领域，更具体地涉及与消费者类型的焰火一起使用的远程控制焰火点火器。
背景技术：
尽管消费者类型的焰火已经得到严格的管控，对于那些在大多数国家合法的焰火，爆炸和烟火能力已经显著降低，但是目前可获得的合法焰火和携带相当多爆炸材料填充物的非法焰火是相当危险的。尤其是对于年轻人和成年子女，在每年的焰火季(尤其是在7月4日庆典之前)期间，发生了许多对眼睛和手(尤其是手指)的伤害。
这些消费者类型的焰火中的许多都具有非常短的引信并且很难对手有安全的发射距离。此外，所有的引信具有它们自己的燃烧速率并且不稳定的、快速的引信燃烧可以导致令人不快的惊吓以及预期之前的焰火点燃。许多装置和设备已经被开发并取得专利，它们旨在显著增强引爆焰火的安全因素，尤其是对于商业和消费者用途的那些焰火。
在美国专利6，874，424和美国专利申请公报2006/0207467中，Bailey等人教导了与消费者种类的焰火一起使用的远程控制点火器。由Tang在美国专利申请公报2003/0070572中披露了一种具有远程控制点火系统的焰火保持器。Mancini的美国专利5，691，500披露了一种远程启动的焰火发射器。在美国专利1，445，904中Neahr教导了一种电焰火点火器。由Frye在美国专利2，003，483中教导了一种引信点火器。Zhang的美国专利7，688，566披露了一种用于焰火的电点火装置。Streifer等人的美国专利4，862，802披露了一种用于以合适的顺序启动烟火点火的方法。
本发明披露了一种非常安全的焰火点火器系统，当按照教导合适地使用时，该焰火点火器系统确保以安全的距离和点火方式对引信点火。
相关技术的前述示例以及与这些示例相关的限定的意图是说明性的并不是排除性的。在阅读该说明书和研究附图时相关技术的其他限定对于本领域的技术人员来说是显而易见的。
发明内容
本发明涉及用于安全地点燃引信式焰火的焰火点火器系统和方法，该系统包括手持点火器模块和远程控制模块。在点火器模块的近端处的点火器头部包括加热器元件和引信夹持滑块，所述引信夹持滑块接纳引信并偏压地将引信保持成抵靠加热器元件。点火器模块中的微处理器包括红外接收器和点火器模块致动器。远程控制模块包括红外发射器和远程控制模块致动器，红外发射器响应于致动器的致动而发射编码IR信号。该IR信号由红外接收器感测，以启动点火器模块致动器并向加热器元件输送足以点燃引信的电流。
本发明的如下实施方式和方面与旨在是示例性和说明性的而不是对范围构成限制的系统、工具和方法相结合而被描述和说明。在各个实施方式中，已经减轻或消除了一个或多个上面描述的问题，而其他实施方式涉及其他改进。除了上面描述的示例性方面和实施方式之外，通过参照附图和研究如下的描述，其他方面和实施方式将变得显而易见。
图I是这里公开的系统的点火器模块I和远程控制模块2的透视图。
图2是点火器模块I的端视图。
图3是图I的正视图。
图4是图3的侧视图。图5是远程控制模块2的端视图。
图6是图5的底视图。
图7是图6的另一个端视图。
图8是图6的侧视图。
图9是图5的顶视图。
图10是使用远程控制模块2点燃瓶装火箭的引信的方法的透视图。
图11是图10的简化顶视图。
图12是图13中的区域12的放大视图。
图13是沿图11中的箭头13-13的方向的剖视图。
图14是图3的减小尺寸的视图。
图15是沿图14中的箭头15-15的方向的剖视图。
图16是图4的减小尺寸的视图。
图17是沿图16中的箭头17-17的方向的剖视图。
图18是点火器模块I和引信保持器和点火器头部3的分解透视图。
图19是图18的另一个透视图。
图20是远程控制模块2的分解透视图。
图21是图3的减小尺寸的视图。
图22是图21中的区域22的放大视图。
图23是本发明的控制系统的电子示意图。
图24是点火器模块I的微处理器64的电子电路图。
图25是远程控制模块2的电子电路图。
在这些附图中图示了示例性实施方式。希望这里所披露的实施方式和附图被认为是说明性的而非限制性的。
具体实施方式
I点火器模块
2远程控制模块
3引信保持器和点火器头部
4主壳体
6电池盖
8点火器壳体
10引信夹持滑块[0042]11夹持滑块孔
12夹持致动器表面
14开关手动致动器
16开关接通致动器18 标签
20支撑杆孔
22热隔离器套筒
24加热器元件
26夹持板
28夹持板孔
30粘合剂压盖
32热隔离器孔
34碎屑槽
36夹持弹簧
38弹簧保持件
39后弹簧腔壁
40向前止挡接触件
42向前止挡件
44倒退止挡片
46倒退止挡接触件
48加热器支撑件
50分叉接触件
52印刷线路板
54红外接收器
56加热器支撑件螺钉
58锂电池
59电池保持件
60AA碱性电池
62加热器继电器
64微处理器
66电池弹簧夹
68印刷线路板固定螺钉
70 引信
72电池盖锁
74电池盖锁孔
76 瓶
78瓶装火箭
80支撑件狭槽
82点火器壳体支撑导向件[0081]84红外光发射二极管
86远程(控制器)底盖
88远程(控制器)顶盖
90开关致动器
92开关防护装置
94系索孔
96底部固定螺钉98远程(控制器)印刷线路板
99 固定螺钉(retainer screw)
100 遥控工作灯(remote active light)
102 光孔
103红外光发射二极管驱动器
104微电路
106远程(控制器)开关
108点火器壳体固定锁销
110主壳体固定狭槽
112后门锁
114接通开关
115手动开关
116支撑杆
118 地面
参见图I，焰火点火器系统包括点火器模块I和远程控制模块2。远程控制模块2可通过编码红外信号启动点火器模块1，点火器模块I以大约30英尺的红外信号范围点燃焰火引信。点火器模块I包含引信保持器系统3，以将引信固定地夹靠在点火元件上。
参见图2，3，4，14，15，16，17，18和19，点火器模块I包括主壳体固定狭槽110、电池盖6和点火器壳体8。电池盖6为印刷线路板52、AA碱性电池60、开关手动致动器14、开关接通致动器16、电池弹簧夹66、点火器壳体8和标签18提供安装部(mounting)。电池盖6的近端由电池盖锁72保持在主壳体4中，电池盖锁72锁销接合(detent engaging)在主壳体4上的电池盖锁孔74。电池盖6的远端通过后门锁112被固定在主壳体4上。点火器壳体8由点火器壳体固定锁销108固定在主壳体4上，点火器壳体固定锁销108接合在主壳体4上的主壳体固定狭槽110。
参见图15，17，18和19，印刷线路板52提供两个红外接收器54、锂电池58、加热器继电器62、微处理器64和各个电支撑构件的安装部和电连接部。红外接收器54安装成以180°分开地面对，以便提供360°的红外信号接收覆盖范围。印刷线路板52由印刷线路板固定螺钉68保持在主壳体4中。
主壳体4和电池盖6是由标准温度梯度塑料制成的。点火器壳体8是由对红外线透明并且对可见光半透明的标准温度梯度塑料制成的。引信夹持滑块10由于靠近燃烧的引信所以是由高温度梯度塑料制成的。主壳体4和电池盖6通过在塑料配方中添加光致发光材料而制成是光致发光的，以用于增强在夜间点燃焰火时的可见性。[0106]仍然参照图12，15，17，18和19，引信保持器和点火器系统3可包括附连到点火器壳体8的热隔离器22、附连到引信夹持滑块10的夹持板26以及加热器元件24。热隔离器22是由在加热器元件24通电时防止塑料点火器壳体8熔化或燃烧的高温氧化铝陶瓷材料制成的。热隔离器22通过填充粘结剂的压盖30附连到点火器壳体8。
加热器元件24是由尺寸为28 (美国导线规格(American Wiring Gauge))的镍铬铁合金线(配比是60%的镍、16%的铬和24%的铁)制成的。由两节AA碱性电池60提供的电流使加热器元件24的温度升高到大约975° K。加热器元件24容纳在热隔离器套筒22内并且电连接到相对的加热器支撑件48并由该相对的加热器支撑件48支撑，相对的加热器支撑件48是由黄铜制成的并且通过加热器支撑件螺钉56固定到点火器壳体8。
为了固定引信，通过沿图12中的箭头A的方向推动引信夹持滑块10使夹持板26滑过热隔离器套筒22的内表面而将夹持板26保持在打开位置上。夹持板26由于靠近燃烧的引信所以是由高温氧化铝陶瓷材料制成的。夹持滑块10被保持在点火器壳体8的孔11中，孔11允许夹持滑块10具有运动穿过点火器壳体8的横向自由。夹持滑块10通过在其远端上的向前止挡件42和近端上的倒退止挡片44而被横向地保持。这些部件使夹持滑块10与点火器壳体8上的向前止挡接触件40和倒退止挡接触件46接触。夹持弹簧36通过点火器壳体8上的弹簧保持件38和夹持滑块10中的后弹簧腔壁39形成偏压。该偏压被转移到夹持板26。
通过加热器支撑件48上的分叉接触件50，在加热器元件24与印刷线路板52之间形成电连接，分叉接触件50连接到与印刷线路板52 —体的接触件。这样将加热器继电器62连接在与两个AA碱性电池60串联的印刷线路板52上，两个AA碱性电池60通过由主壳体4支持(hold)的传导电池弹簧夹66串联连接。
参见图1,5,6,7,8,9,20和25,远程控制模块2包括远程(控制器)底盖86、远程(控制器)顶盖88、开关致动器90和远程(控制器)印刷线路板98。固定螺钉99将远程(控制器)印刷线路板98固定到远程(控制器)顶盖88。底部固定螺钉96将远程(控制器)底盖86固定到远程(控制器)顶盖88。开关致动器90被远程(控制器)顶盖88捕获并且具有触发远程(控制器)印刷线路板98上的远程(控制器)开关106的运动自由。通过电池保持件59被机械地保持并电连接到远程(控制器)印刷线路板98的锂电池58给电路供电。系索孔94是远程(控制器)底盖86的一体的模制的特征部件。
当远程(控制器)开关106被触发时，微电路104驱动红外光发射二极管84，红外光发射二极管84具有传递到点火器模块I的唯一编码信号。遥控工作灯100通过远程(控制器)顶盖88上的灯孔102照明，以向用户确认远程传输已经被发送。为了防止远程控制模块2的无意的激活，作为远程(控制器)顶盖88的一体的部分并以比开关致动器90更高的高度而被定位的开关防护装置92防止按压和触发。
参见图10，示出了该装置的一种典型的用途，其中用户希望从远处位置(典型地，达到30英尺远)点燃瓶装火箭78。用户将瓶装火箭78放置在瓶76中并且将引信70附连到点火器模块I。由于在一些焰火中引信的保持力低，所以点火器模块I的重量由支撑杆116支撑，支撑杆116被压入地面118并且(参照图3，21和22)被插入到支撑杆孔20中并且通过在点火器模块I中的椭圆形支撑杆孔20中扭动椭圆形支撑杆116来将其锁定成竖直排列。这种扭动动作使支撑杆116变形并且按照需要形成与支撑杆孔20的摩擦锁定，以用于沿支撑杆116的纵向轴线竖直定位在任意位置。具有高引信保持力的焰火允许使点火器模块I仅由引信支撑而在空气中自由地摆动。
正如在图12中最佳看出的，为了将引信70保持在点火器模块I中，沿箭头A的方向将拇指压力施加在夹持滑块10上的夹持致动器表面12上，以将热隔离器孔32的圆筒形表面和夹持板26的夹持板孔28的圆筒形表面对准。当引信70穿过隔离器孔32、夹持板孔28并进入碎屑槽34时将引信70合适地定位，碎屑槽34延伸到夹持滑块16的一端。当从夹持致动器表面12释放压力时，夹持弹簧36将夹持板孔28的边缘偏压抵靠引信70。这形成了摩擦锁定以保持引信70。在引信点燃之后，引信碎屑通过重力和点火器模块I的摆动可从碎屑槽34清除。
参照图3，19，23，24，推动主壳体4中的致动器16上的开关14而将印刷线路板52上的开关114触发。微处理器64被启动并接受来自于红外接收器54或手动开关115的输入。当远程控制模块2被启动并且有效的红外线编码被检测到并发送到微处理器64时，力口热器继电器62被启动以闭合AA碱性电池60与加热器元件24之间的电路。电流将加热器元件24的温度升高到足以点燃焰火的引信70的温度。
微处理器64的计时器功能限制了加热器元件24启动以将引信70可靠地点燃的时间。该加热器元件计时器24防止热隔离器套筒22的过渡加热并防止塑料点火器壳体8的熔化或燃烧。该计时器还增加了 AA碱性电池60的电池寿命。在加热器元件24工作(active)的同时,微处理器64使来自于红外接收器54的输入失效。在加热器兀件24未工作(unactive)之后，微处理器64基于内部的时间延迟而继续使红外接收器54的输入失效直到加热器元件24凉下来。微处理器64使加热器元件24在工作和冷却阶段失效，以避免来自于加热器元件24的紧邻的红外线能量再次启动高度敏感的红外接收器54。由开关手动致动器14启动的手动开关115不考虑IR控制环节(control link)，以实现不使用远程控制模块2而允许焰火点火。在引信70点火之后，来自于被捕获在引信夹持滑块10中的引信的烟灰通过碎屑槽34排出。
虽然上面讨论了许多示例性方面和实施方式，但是本领域技术人员将会意识到某些修改、置换和添加以及它们的结合。因此如下所附的权利要求
和下文中引入的权利要求
旨在解释成包括在它们的实质精神和范围内的所有这些修改、置换、添加和结合。、
权利要求
1.一种焰火点火器系统,姆个焰火具有可点火的引信,所述焰火点火器系统包括 手持的点火器模块和手持的远程控制模块； 所述点火器模块包括连接在一起的点火器壳体和主壳体； 所述点火器壳体形成所述点火器模块的近端，并且包括点火器头部和引信夹持滑块，所述点火器头部具有定位在穿过热隔离套筒的中心孔内的加热器元件，所述引信夹持滑块横向延伸跨过所述点火器头部并由所述点火器头部保持，以用于受限的可滑动的平移；所述引信夹持滑块包括具有引信孔的夹持板，所述引信孔形成为穿过夹持板并且部分地与所述加热器元件的中心孔对齐，所述中心孔和引信孔接纳插入其中的引信，所述引信夹持滑块在静止时被偏压成抵靠位于中心孔内并抵靠所述加热器元件的引信； 所述主壳体包括微处理器和在所述主壳体中与所述微处理器和所述加热器元件电联接的电池电源； 所述微处理器包括红外接收器和点火器模块致动器； 容纳有微电路的所述远程控制模块具有红外发射器、远程控制模块致动器和与所述微电路、所述红外发射器和所述开关致动器电联接的电池电源； 所述红外发射器响应于所述远程控制模块致动器的启动而发射编码IR信号，所述IR信号由所述红外接收器感测，以启动所述点火器模块致动器并向所述加热器元件输送足以点燃引信的电流。
2.根据权利要求
I所述的焰火点火器系统，其中 所述引信夹持滑块包括碎屑槽，以用于在每次焰火引信点火之后使引信碎屑散去。
3.根据权利要求
I所述的焰火点火器系统，所述微处理器还包括 第二红外接收器，其与所述红外接收器相结合而提供基本360°的红外信号接收覆盖范围。
4.根据权利要求
3所述的焰火点火器系统，其中 所述微处理器引起时间延迟，从而在足以使所述加热器元件冷却的时间段内防止从所述远程控制模块接收IR信号。
5.根据权利要求
I所述的焰火点火器系统，其中 所述盖包括邻近所述远程控制模块致动器的升高的开关防护装置，以用于防止所述远程控制模块致动器的无意或意外的按压。
6.根据权利要求
I所述的焰火点火器系统，其中 所述主壳体的远端包括支撑杆孔，所述支撑杆孔的尺寸设置成接纳其一端被固定的细长的支撑杆并与所述支撑杆可转动地锁定接合，由此所述点火器模块能保持在所述支撑杆上不动。
7.ー种安全地点燃具有可热点火的引信的焰火的方法，所述方法包括 a.提供包括手持的点火器模块和単独的手持的远程控制模块的焰火点火器系统； 所述点火器模块包括连接在一起的点火器壳体和主壳体； 所述点火器壳体形成所述点火器模块的近端，并且包括点火器头部和引信夹持滑块，所述点火器头部具有定位在穿过热隔离套筒的中心孔内的加热器元件，所述引信夹持滑块横向延伸跨过所述点火器头部并由所述点火器头部保持，以用于受限的可滑动的平移；所述引信夹持滑块包括具有引信孔的夹持板，所述引信孔形成为穿过夹持板并且部分地与所述加热器元件的中心孔对齐，所述中心孔和引信孔接纳插入其中的引信，所述引信夹持滑块在静止时被偏压成抵靠位于中心孔内并抵靠所述加热器元件的引信； 所述主壳体包括微处理器和在所述主壳体中与所述微处理器和所述加热器元件电联接的电池电源； 所述微处理器包括红外接收器和点火器模块致动器； 容纳有微电路的所述远程控制模块具有红外发射器、远程控制模块致动器和与所述微电路、所述红外发射器和所述开关致动器电联接的电池电源； 所述红外发射器响应于所述远程控制模块致动器的启动而发射编码IR信号，所述IR信号由所述红外接收器感测，以启动所述点火器模块致动器并向所述加热器元件输送足以点燃引信的电流； b.从静止位置滑动所述引信夹持滑块； C.将焰火的引信插入所述热隔离器并且抵靠所述加热器元件； d.释放所述引信夹持滑块，以将引信固定成抵靠所述加热器元件； e.在离开所述焰火的安全距离处保持所述远程控制模块； f.通过启动所述点火器模块致动器来启动所述点火模块以接收IR信号； g.向所述点火器模块发射编码IR信号，由此通过所述加热器元件点燃所述引信。
8.根据权利要求
7所述的焰火点火器系统，其中 所述引信夹持滑块包括碎屑槽，以用于在每次焰火引信点火之后使引信碎屑散去。
9.根据权利要求
7所述的焰火点火器系统，所述微处理器还包括 第二红外接收器，其与所述红外接收器相结合而提供基本360°的红外信号接收覆盖范围。
10.根据权利要求
9所述的焰火点火器系统，其中 所述微处理器引起时间延迟，从而在足以使所述加热器元件冷却的时间段内防止从所述远程控制模块接收IR信号。
11.根据权利要求
7所述的焰火点火器系统，其中 所述盖包括邻近所述远程控制模块致动器的升高的开关防护装置，以用于防止所述远程控制模块致动器的无意或意外的按压。
12.根据权利要求
7所述的焰火点火器系统，其中 所述主壳体的远端包括支撑杆孔，所述支撑杆孔的尺寸设置成接纳其一端被固定的细长的支撑杆并与所述支撑杆可转动地锁定接合，由此所述点火器模块能保持在所述支撑杆上不动。
专利摘要
用于安全地点燃引信式焰火的焰火点火器系统和方法，其包括手持点火器模块和远程控制模块。在点火器模块的近端处的点火器头部包括加热器元件和引信夹持滑块，所述引信夹持滑块接纳引信并偏压地将引信保持成抵靠加热器元件。点火器模块中的微处理器包括红外接收器和点火器模块致动器。远程控制模块包括红外发射器和远程控制模块致动器，红外发射器响应于致动器的致动而发射编码IR信号。该IR信号由红外接收器感测，以启动点火器模块致动器并向加热器元件输送足以点燃引信的电流。
文档编号F42B3/12GKCN102735109SQ201210110769
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月11日
发明者L·M·菲茨杰拉德, 安德鲁·里斯纳 申请人:安德鲁·里斯纳导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan