一种绳索切割装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种绳索切割装置，属于绳索切割技术领域，尤其适用于浮空器技术领域中的绳索切割。


背景技术：

2.绳索在平流层飞艇、高空气球的使用过程中有着广泛的应用，如在飞艇和气球的地面系留锚泊过程中，飞艇或气球通过绳索与地面锚泊设施紧密、可靠连接，抵抗浮力和风载；电子设备载荷在气球的安装也大多是通过绳索连接方式实现的，因此绳索已经成为飞艇、气球等浮空器的重要组成部分。同时，另一方面，这种绳索连接方式要求在必要的情况下能够快速分离或解系。如在飞艇、气球需要升空时，要求能够快速解开或断开与地面锚泊设施之间的系留绳索，以保障飞艇安全、快速升空；在重要的电子设备载荷回收时，要求快速解系或切割电子设备载荷与气球的连接绳索，降落回到地面。
3.当前，常见的绳索快速分离或解系装置主要有火工品(爆炸切割器、爆炸螺栓、导爆索等)及电动控制机构，其中，火工品具有绳索分离速度快、分离可靠的优点，但是因为火工品属于安全管制器件，一般试验难以获得，并且属于一次性消耗品，不能重复使用，成本高；电动控制机构分离或解系绳索的实现方式较多，主要依托电机、电磁铁等电动元件动作，分离绳索连接，技术相对成熟，但是这些电动控制机构相对复杂，分离的可靠难以确保，尤其是在高空、低温、低气压、大雨等恶劣环境条件下，电动元件难以单独工作，需要增设单独的保温、密封等环控措施，增加了机构的复杂性和重量，降低了该类机构在平流层飞艇、高空气球上的适用性。
4.因此，在平流层飞艇和高空气球中迫切需要一种结构简单、重量轻、工作可靠的、低成本的绳索分离或解系装置。


技术实现要素：

5.为克服当前平流层飞艇及高空气球应用过程中绳索分离、解系时存在的不足，本实用新型提供一种绳索切割装置，该绳索切割装置结构简单、重量轻、工作可靠。具体技术方案如下。
6.一种绳索切割装置，其特征在于，包括：电源、外壳、电阻丝和拉簧，所述外壳采用非金属材料，且外壳上设置有电极，所述电阻丝和拉簧位于所述外壳内；所述电阻丝的一端或者两端均连接有所述拉簧，所述拉簧与所述电极连接；所述电源、电极、拉簧、电阻丝一起形成一个电路；绳索贯穿所述外壳，所述电阻丝弯曲包绕在所述绳索的外围。
7.采用上述方案，电阻丝在拉簧的作用力下可以向绳索提供一定的压力，电阻丝通电后发热，熔断绳索，实现绳索切割的目的。
8.进一步地，所述外壳的顶部具有供绳索穿过的通孔，所述外壳的底部设置有供绳索穿过的套筒，所述套筒具有外螺纹，所述套筒上螺纹连接有螺母。优选地，所述套筒的外螺纹和/或所述螺母的内螺纹呈锥形，随着所述螺母拧紧，所述套筒的内径不断缩小。优选
地，所述套筒上开设有沿着轴向延伸缺口。绳索贯穿外壳底部的套筒和外壳顶部的通孔，当外壳在待切割绳索上的位置调整好之后后，通过旋紧螺母，即可缩小套筒的内径，利用套筒与绳索间的摩擦力，将外壳(绳索切割装置)可靠固定在待切割绳索上；套筒位于外壳的底部还具有的优势是：当绳索被电阻丝切割后绳索切割装置随着被切断绳索的下段一起落在地面上，便于回收绳索切割装置。外壳为轻质、非金属材料制成的腔体结构，主要为装置提供安装和密封空间。
9.进一步地，所述电阻丝采用铁铬镍合金丝。铁铬镍合金丝具有韧性好、强度较高的特点。
10.进一步地，所述拉簧采用钢丝或其他低电阻、高强度、韧性好的合金丝材质，其一端通过缠绕或压制方式与电阻丝连接，另一端与外壳上的电极连接。在外壳上设置用于与拉簧连接的导电性能良好材料制作的正电极和负电极，以降低拉簧与电源及外壳的连接、装配难度，提高装置的工作可靠性和结构紧凑性。
11.进一步地，在外壳内安装有两套电阻丝和拉簧的组合，两个电阻丝包绕在绳索直径的两端。也就是两套电阻丝在外壳内相对设置，在提高绳索切割的可靠性同时，降低非切割状态下电阻丝作用力对绳索形态的影响，防止绳索在外壳内发生较大的弯曲。
12.进一步地，所述电阻丝还串联有一个电阻，所述的电阻安装在外壳内表面。通过设置电阻，防止电路发生短路。
13.进一步地，所述外壳内还设置有中空绳套，所述中空绳套的两端分别连接于所述外壳的顶部和外壳的底部，绳索贯穿所述中空绳套；所述电阻丝包绕在所述中空绳套的外表面，所述中空绳套能够被所述电阻丝熔断。中空绳套采用轻质、刚性材料制成，其内外表面光洁；中空绳套可以保持外壳内的绳索部分处于直线状态，且避免电阻丝直接接触到绳索，这样有利于调整整个绳索切割装置在绳索上的位置(定位)。
14.进一步地，所述外壳中插接有中空绳套，绳索贯穿所述中空绳套，所述中空绳套的顶端具有凸缘，所述凸缘位于所述外壳顶部的外部，所述中空绳套的底端抵接于所述外壳的底部。如此设置，可以在绳索切割装置在绳索上安装到位后，将中空绳套从外壳的顶部拔除，拔除后电阻丝可以直接抵接于绳索；设置中空绳套更有利于调整绳索切割装置在伸缩上的位置；而且可以通过更换不同内径的中空绳套，来提高绳索切割装置的适应性。
15.本实用新型的绳索切割装置具有结构简单、重量轻、工作可靠的特点，并且还可以重复使用，具有显著的低成本优势。同时，本实用新型的绳索切割装置不受低温、低气压环境条件的影响，非常适合在平流层飞艇和高空气球中用作高空条件下绳索切割或解系使用。这种绳索切割装置在有电源供电的情况下，还可以通过有线控制或无线遥控的方式，满足远距离绳索切割、解系的使用需求。
附图说明
16.图1是本实用新型实施例一的绳索切割装置的结构示意图；
17.图2是本实用新型实施例一的绳索切割装置的外形示意图；
18.图3是本实用新型实施例一的绳索切割装置的电路控制示意图；
19.图4是本实用新型实施例三的绳索切割装置的示意图。
20.图中：10
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绳索切割装置；20
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绳索；1
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外壳；2
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电源负极；3
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电源正极；4
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螺母；5
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中
空绳套；6
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拉簧；7
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电阻丝；8
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电阻；9
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凸缘；1.1
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套筒；30
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电源；31
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电源线；40
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无线控制模块；41
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接电片；42
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遥控器。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
22.实施例一
23.参照图1
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2，一种绳索切割装置10主要包括电阻丝7、拉簧6及外壳1组成，电阻丝7和拉簧6位于外壳1内；电阻丝7弯曲后，其两端分别通过两个拉簧6连接，拉簧6与设置在外壳1上的电源负极2(电极的示例)、电源正极3(电极的示例)连接，电源(未图示)、电源负极2、电源正极3、拉簧6、电阻丝7一起形成一个电路；电源可以位于外壳1内或者外壳1外，电路的导通或在断开可以通过现有技术中有线控制或无线遥控的方式实现；
24.电阻丝7弯曲包绕在待切割的绳索20的外围；并且，外壳1固定安装在绳索20上。
25.外壳1为采用轻质、非金属材料制成的腔体结构，主要为装置提供安装和密封空间。并且在外壳1顶部和底部的对称中心上设置用于安装绳索20的通孔；
26.电阻丝7采用金属材质，优先选用韧性好、强度较高的铁铬镍合金丝；
27.拉簧6采用钢丝或其他低电阻、高强度、韧性好的合金丝材质，其一端通过缠绕或压制方式与电阻丝7连接，另一端分别与电源负极2、电源正极3连接；需要说明的是：图1中示意的是两个拉簧6，本领域技术人员可以理解的是设置一个拉簧6(仅在电阻丝的一端设置拉簧6)也能够为电阻丝提供足够的弹力。
28.优选地，在外壳1内安装有两套电阻丝7和拉簧6的组合，两组电阻丝7和拉簧6相对设置(位于绳索直径的两端)；
29.优选地，在每组电阻丝7供电的电路上还串联有一个电阻8，所述的电阻8安装在外壳1内表面。
30.如图1所示，在外壳1对称中心孔内还设置有一个活动的中空绳套5，中空绳套5为轻质、刚性材料制成，其内外表面光洁，并设置有一个便于在外壳中心孔内安装和拔出的凸缘9，凸缘9位于外壳顶部的外侧，中空绳套5的底端抵接于外壳1的底部(可以在外壳1的底部设置用于容纳中空绳套5底端的凹槽)。中空绳套5可以具有不同的内径(孔径)，可以根据待切割绳20的外径选用相适应孔径的中空绳套5；采用这种中空绳套5，中空绳套5外表面与电阻丝7接触，依靠中空绳套5的刚性，电阻丝7及拉簧8处于张紧状态，同时这个张紧力也将中空绳套5固定在外壳1的通孔内，待切割绳索20就易于从中空绳套5内通过，简化了绳索切割装置10在待切割绳索20上的安装。当绳索切割装置10完成在待切割绳索20上的安装后，拔出中空绳套5，电阻丝7从光滑的中空绳套5表面下移到待切割绳索20表面，在拉簧6的张紧力作用下实现电阻丝7与待切割绳索20的可靠接触。需要说明的是：对于不需要调整绳索切割装置位置的情况，本实用新型的绳索切割装置也可以不采用中空绳套5。
31.优选地，外壳1的顶部具有供绳20索穿过的通孔，外壳1的底部设置有供绳索20穿过的套筒1.1，套筒1.1与外壳1一体化成型，套筒1.1具有外螺纹，套筒1.1上螺纹连接有螺母4。优选地，套筒1.1的外螺纹和/或所述螺母4的内螺纹呈锥形，随着螺母4拧紧，套筒1.1的内径不断缩小。优选地，套筒1.1上开设有沿着轴向延伸缺口(未图示)。绳索20贯穿外壳底部1的套筒1.1和外壳1顶部的通孔，当外壳1在待切割绳索上的位置调整好之后后，通过
旋紧螺母4，即可缩小套筒1.1的内径，利用套筒1.1与绳索20间的摩擦力，将外壳1(绳索切割装置)可靠固定在待切割绳索上；套筒位于外壳的底部还具有的优势是：当绳索被电阻丝切割后绳索切割装置随着被切断绳索的下段一起落在地面上，便于回收绳索切割装置。本领域技术人员可以理解的是：将外壳1固定于绳索的手段有很多，比如用别针、胶带、扎带等等常规的固定手段都可以将外壳1固定于绳索上。
32.结合图3，采用本实用新型的一种绳索切割装置10，在使用时，将绳索20从外壳1底部的中心通孔内向上穿过，在绳索20的待切割处通过旋紧螺母4，就将绳索切割装置10固定在该位置；将中空绳套5向上拔出，电阻丝7就与绳索20紧密接触；将外接电源30(位于外壳1之外)的负正线31分别与绳索切割装置10的外壳1上的电源负极2、电源正极3接通即完成切割前状态准备；控制外接电源上电，几秒内就可以完成电阻丝7加热升温，实现绳索20的分离切割。
33.实施例二
34.绳索切割装置10的技术方案与实施例一的不同在于：所述绳索切割装置10所采用的中空绳套5选用低熔点、刚性塑料材质制成，如尼龙等低熔点工程塑料，在绳索切割器10在待切割绳索20上的安装后，不需要拔出中空绳套5，利用电阻丝7升温熔断中空绳套5，实现电阻丝7与待切割绳索20的接触，达到与本实用新型实施例一相似绳索切割分离效果。
35.实施例三
36.结合图4，实施例三与实施例一的不同之处在于：采用远程遥控的方式实现电路的导通。通过在外壳1附近(或者在外壳1内)安装无线控制模块40(包含电源)，该无线控制模块为常规的io通断控制模块，通过胶接、机械连接方式与绳索切割装置10连接或者绑缚在待切割绳索20上，进一步通过接电片(或电源线)41，无线控制模块40与绳索切割装置10、外壳1上的电源负极2、电源正极3电连通；通过地面操作遥控器42，即可实现无线控制模块40的即时通电，达到切割、分离绳索20的应用目的。
37.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。