一种缓冲气囊主动排气系统低延时起爆控制装置制造方法及图纸

一种缓冲气囊主动排气系统低延时起爆控制装置，用于对打开排气口进行排气缓冲的缓冲气囊主动排气系统进行控制，所述起爆控制装置安装在缓冲气囊顶部，其敏感方向垂直于水平面，并且所述起爆控制装置包括电源、总控开关、延时继电器、加速度信号处理与缓存电路以及起爆驱动电路。本发明专利技术中，使用了加速度信号处理与缓存电路作为过载敏感部件，其体积小，抗力学环境更强，精度较高。通过调整比较电路的基准电压，可以方便地对阈值进行调整，对宽范围大动态的过载响应较好。通过加速度计的选择，加速度精度可以控制到0.01g左右，延时控制在1ms内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空着陆
，具体地涉及一种缓冲气囊主动排气系统低延时起爆控制装置，应用于轻、中、重型空投用的缓冲气囊的主动排气系统。
技术介绍
空投货物与物资应用于现在针对突发性地质灾害或者其它战争等场合，空投货物一般采用伞降与气囊缓冲方式进行空投货物的减速和稳定着陆，空降系统着陆缓冲过程是整个着陆过程中的重要环节，必须保证空投物品的过载在允许范围内，以及着陆后的正常工作姿态。为了实现空投物品的平稳着陆，通常会在缓冲气囊上设置排气口，通过着陆过程中气囊的排气来控制气囊的内压，将气囊的内压控制在一定范围内，使得空降物品着陆过程的过载控制在一定范围内。目前，气囊排气口的开启方式有两种：一种为被动开启方式，即在气囊的排气口设置爆破膜，当气囊着陆时，通过囊内气体的压力将爆破膜冲破进行排气。然而，此种排气方式存在一定的不可控性和随机性。为了解决被动开启方式带来的不可控和随机问题，本领域技术人员又提出了一种主动开启的方式，通过在气囊的排气口处设置主动排气系统，该种主动排气系统设置有火工品，利用外部的起爆控制装置控制火工品起爆，打开排气口，从而实现气囊的排气。然而，如何实时、准确、可靠地控制缓冲气囊的主动排气系统，实现气囊着陆过程中的稳定排气是本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种缓冲气囊主动排气系统低延时起爆控制装置，对主动排气气囊的排气按照着陆加速度进行排气控制，以实时、准确、可靠地控制缓冲气囊的主动排气系统，实现缓冲气囊的可控和稳定排气。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案包括：一种缓冲气囊主动排气系统低延时起爆控制装置，所述缓冲气囊设置有排气口，排气口处设置有用于对打开排气口进行排气的主动排气系统，所述起爆控制装置安装在缓冲气囊顶部，其敏感方向垂直于水平面，并且所述起爆控制装置包括电源、总控开关、延时继电器、加速度信号处理与缓存电路以及起爆驱动电路，其中，延时继电器的供电正端通过总控开关连接至电源正极，延时继电器的供电负端连接至电源负极；加速度信号处理与缓存电路的供电正端通过总控开关连接至电源正极，其供电负端连接至电源负极；起爆驱动电路的供电正端通过延时继电器的一组触点开关连接至延时继电器的供电正端；起爆驱动电路的供电负端连接至电源负极，起爆驱动电路的输出端连接至缓冲气囊的主动排气系统；加速度信号处理与缓存电路用于测量缓冲气囊投放至着陆过程中的加速度值，并将与该加速度值对应的电压信号与其内预设的阈值进行比较，如果该电压信号大于阈值，则输出脉宽大于40ms的驱动信号给起爆驱动电路，由起爆驱动电路对驱动信号进行放大处理后给缓冲气囊的主动排气系统提供起爆电流，使得主动排气系统起爆，达到排气的目的；如果与加速度值对应的电压信号小于该阈值，则不做任何处理。进一步地，所述加速度信号处理与缓存电路包括电压转换电路、加速度计、滤波电路、比较电路、缓存电路、缓启动电路、以及第一或非门，其中，电压转换电路用于将电源的高电压转换为加速度计、比较电路、缓存电路、缓启动电路可接受的工作电压；加速度计用于测量缓冲气囊投放至着陆过程中的加速度值，并输出与加速度值成正比的电压信号；滤波电路对来自加速度计的电压信号进行滤波处理滤除高频噪声后输出给比较电路；比较电路将该滤波后的电压信号与其内预设的阈值进行比较，并在该滤波后的电压信号高于阈值时输出高电平的脉冲信号至缓存电路；缓存电路将该脉冲信号展宽处理后输出脉宽大于40ms的驱动信号至第一或非门的一个输入端；第一或非门的另一输入端与缓启动电路连接；缓启动电路在上电2s内输出高电平的缓启动信号，之后输出低电平的缓启动信号，使得第一或非门开启；第一或非门开启之后，对来自缓存电路的驱动信号进行取反运算，并将运算后的驱动信号输出给起爆驱动电路；如果滤波后的电压信号低于阈值，则不做任何处理。进一步地，所述电压转换电路包括三端稳压器和第一电容；加速度计为芯片MMA2244KEG；滤波电路包括第六电阻和第三电容；比较电路包括比较器、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第五电容、第六电容以及第九电阻，其中，三端稳压器的输入端连接电源正极，电源负极连接至三端稳压器的接地端，第一电容连接在三端稳压器的输出端与接地端之间；加速度计的供电管脚接三端稳压器的输出端，加速度计的接地管脚接地，加速度计的接地管脚与供电管脚通过第四电容相连；第六电阻和第三电容顺序地连接在加速度计输出管脚与接地管脚之间；比较器的正向输入端连接在第六电阻与第三电容之间，第十一电阻和第十三电阻并联组成第一并联电路，第十二电阻和第五电容并联组成第二并联电路，第一并联电路和第二并联电路顺序串接在三端稳压器的输出端与地之间，并且比较器的负向输入端连接在第一并联电路与第二并联电路之间，比较器的供电端连接至三端稳压器的输出端，比较器的接地端接地，比较器的输出端作为整个比较电路的输出端，第六电容连接在比较器的供电端与地之间，并且第九电阻连接在比较器的输出端与供电端之间。进一步地，所述缓存电路采用基于数字电路的常“0”积分型单稳态触发电路，包括第二或非门、第三或非门与第十四电阻、第七电容、第八电阻以及第七电阻，其中，第二或非门的第一引脚通过第七电阻连接比较电路的输出端，第八电阻连接在第二或非门的第一引脚与地之间，第二或非门的第二引脚连接至第三或非门的输出端，第二或非门的输出端连接至第三或非门的第一引脚；第三或非门的第二引脚通过第七电容连接至电压转换电路的输出端，第十四电阻连接在第三或非门的第二引脚与输出端之间；并且第三或非门的第一引脚与第二或非门的输出端并联在一起作为所述缓存电路的输出端连接至第一或非门的一个输入端。进一步地，缓启动电路包括第十电阻和第二电容，其中，第二电容和第十电阻顺序串接在电压转换电路的输出端与地之间，并且第一或非门的另一输入端连接在第二电容与第十电阻之间。进一步地，所述起爆驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、三极管、以及场效应晶体管，其中，第一电阻的一端连接至第一或非门的输出端，另一端连接三极管的基极；三极管的发射极作为起爆驱动电路的供电负端连接至电源负极，三极管的集电极与第三电阻的一端连接；第三电阻的另一端连接至场效应晶体管的栅极；场效应晶体管的源极作为起爆驱动电路的供电正端通过延时继电器的一组触点开关连接至延时继电器的供电正端，场效应晶体管的漏极作为起爆驱动电路的输出端；第二电阻连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缓冲气囊主动排气系统低延时起爆控制装置，其特征在于，所述缓冲气囊设置有排气口，排气口处设置有用于对打开排气口进行排气的主动排气系统，所述起爆控制装置安装在缓冲气囊顶部，其敏感方向垂直于水平面，并且所述起爆控制装置包括电源、总控开关、延时继电器、加速度信号处理与缓存电路以及起爆驱动电路，其中，延时继电器的供电正端通过总控开关连接至电源正极，延时继电器的供电负端连接至电源负极；加速度信号处理与缓存电路的供电正端通过总控开关连接至电源正极，其供电负端连接至电源负极；起爆驱动电路的供电正端通过延时继电器的一组触点开关连接至延时继电器的供电正端；起爆驱动电路的供电负端连接至电源负极，起爆驱动电路的输出端连接至缓冲气囊的主动排气系统；加速度信号处理与缓存电路用于测量缓冲气囊投放至着陆过程中的加速度值，并将与该加速度值对应的电压信号与其内预设的阈值进行比较，如果该电压信号大于阈值，则输出脉宽大于40ms的驱动信号给起爆驱动电路，由起爆驱动电路对驱动信号进行放大处理后给缓冲气囊的主动排气系统提供起爆电流，使得主动排气系统起爆，达到排气的目的；如果与加速度值对应的电压信号小于阈值，则不做任何处理。

【技术特征摘要】
1.一种缓冲气囊主动排气系统低延时起爆控制装置，其特征在于，所述缓
冲气囊设置有排气口，排气口处设置有用于对打开排气口进行排气的主动排气
系统，所述起爆控制装置安装在缓冲气囊顶部，其敏感方向垂直于水平面，并
且所述起爆控制装置包括电源、总控开关、延时继电器、加速度信号处理与缓
存电路以及起爆驱动电路，其中，延时继电器的供电正端通过总控开关连接至
电源正极，延时继电器的供电负端连接至电源负极；加速度信号处理与缓存电
路的供电正端通过总控开关连接至电源正极，其供电负端连接至电源负极；起
爆驱动电路的供电正端通过延时继电器的一组触点开关连接至延时继电器的供
电正端；起爆驱动电路的供电负端连接至电源负极，起爆驱动电路的输出端连
接至缓冲气囊的主动排气系统；
加速度信号处理与缓存电路用于测量缓冲气囊投放至着陆过程中的加速度
值，并将与该加速度值对应的电压信号与其内预设的阈值进行比较，如果该电
压信号大于阈值，则输出脉宽大于40ms的驱动信号给起爆驱动电路，由起爆驱
动电路对驱动信号进行放大处理后给缓冲气囊的主动排气系统提供起爆电流，
使得主动排气系统起爆，达到排气的目的；如果与加速度值对应的电压信号小
于阈值，则不做任何处理。
2.根据权利要求1所述的缓冲气囊主动排气系统低延时起爆控制装置，其
特征在于，所述加速度信号处理与缓存电路包括电压转换电路、加速度计(U2)、
滤波电路、比较电路、缓存电路、缓启动电路、以及第一或非门，其中，电压
转换电路用于将电源的高电压转换为加速度计、比较电路、缓存电路、缓启动
电路可接受的工作电压；加速度计用于测量缓冲气囊投放至着陆过程中的加速
度值，并输出与加速度值成正比的电压信号；滤波电路对来自加速度计的电压
信号进行滤波处理滤除高频噪声后输出给比较电路；比较电路将该滤波后的电
压信号与其内预设的阈值进行比较，并在该滤波后的电压信号高于阈值时输出
高电平的脉冲信号至缓存电路；缓存电路将该脉冲信号展宽处理后输出脉宽大

\t于40ms的驱动信号至第一或非门的一个输入端；第一或非门的另一输入端与缓
启动电路连接；缓启动电路在上电2s内输出高电平的缓启动信号，之后输出低
电平的缓启动信号，使得第一或非门开启；第一或非门开启之后，对来自缓存
电路的驱动信号进行取反运算，并将运算后的驱动信号输出给起爆驱动电路；
如果滤波后的电压信号低于阈值，则不做任何处理。
3.根据权利要求2所述的缓冲气囊主动排气系统低延时起爆控制装置，其
特征在于，
所述电压转换电路包括三端稳压器(U1)和第一电容(C1)；
加速度计(U2)为芯片MMA2244KEG；
滤波电路包括第六电阻(R6)和第三电容(C3)；
比较电路包括比较器(U3A)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第
十三电阻(R13)、第五电容(C5)、第六电容(C6)以及第九电阻(R9)，其中，
三端稳压器(U1)的输入端连接电源正极，电源负极连接至三端稳压器(U1)
的接地端，第一电容(C1)连接在三端稳压器(U1)的输出端与接地端之间；
加速度计(U2)的供电管脚接三端稳压器(U1)的输出端，加速度计(U2)的
接地管脚接地，加速度计(U2)的接地管脚与供电管脚通过第四电容(C4)相
连；第六电阻(R6)和第三电容(C3)顺序地连接在加速度计(U2)输出管脚
与接地管脚之间；比较器(U3A)的正向输入端连接在第六电阻(R6)与第三电
容(C3)之间，第十一电阻(R11)和第十三电阻(R13)并联组成第一并联电
路，第十二电阻(R12)和第五电容(C5)并联组成第二并联电路，第一并联电
路和第二并联电路顺序串接在三端稳压器(U1)的输出端与地之间，并且比较
器(U3A)的负向输入端连接在第一并联电路与第二并联电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘靖雷，黄伟，唐明章，戈嗣诚，郭李杨，牟敦锋，李兰飞，竺梅芳，徐诚方，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11