系留气球制造技术

一种系留气球包括球形气球本体、吊舱、垂直平衡器、与气球本体和系绳相连的连接机构、具有卷取和放出系绳的滚筒且安置在地面上的系绳架。连接机构位于垂直平衡器的对面，而吊舱则位于其间。一条连接气球本体中心和连接机构的直线相对于连接气球本体中心和整个气球的重心的中心轴线倾斜，由此气球不会沿风向有大幅度的晃动。气球沿横向也是稳定的，这是因为在垂直风向的方向上几乎没有力作用于气球上。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种航空摄影、广告、展览和其它空中活动用的系留气球，确切地说，本专利技术涉及一种在较低高度(30m～150m)使用的系留气球。球类比赛的电视广播、电影拍摄、广告、展览和其它活动通常是在空中的一个固定点上进行的。这些活动采用可漂浮于空气中的直升飞机、气艇和系留气球进行。但是，直升飞机不可能在空中的预定点上停留太长时间。另外，它们产生了巨大的振动和噪音。当刮大风时(如风速至少为7m/s)，由于气艇和系留气球明显地滚动、摇摆而不能使用。系留气球通常采用了一根连接网，因而作用于气球本身上的系留力(或气球的浮动力)没有集中在气球本身和系绳的连接部分。连接网是一个锥形体，它是由许多根在锥体底部与气球本身相连的连接绳构成的。由本专利技术人设计出的固定式卫星气球是一个上述类型的系留气球的例子(见日本临时专利公开No.198188,1996)。传统的系留气球具有一个垂直向下延伸的连接网。因此，在刮大风的情况下，它们会(随风向)来回晃动而失去了稳定性，并且有时坠地毁坏。垂直向下延伸的连接网也进入了俯摄所用的摄像机的视野。本专利技术的一个目的是提供一种即使在大风情况下也能保持稳定的系留气球。本专利技术的另一个目的是提供一种不受连接网阻碍地允许从空中高处俯摄的系留气球。本专利技术的一个系留气球包括一个充有一种其比重小于外界空气比重的气体的球形气球本体、一个固定在气球本体底部上的吊舱、一个固定在气球本体上的垂直平衡器、一个与气球本体相连的连接机构，所述连接机构位于垂直平衡器的对面，其间设置所述吊舱、一条连接气球本体的中心和连接机构的直线相对于连接气球本体的中心和整个气球的重心的气球中心轴线倾斜、一根与连接机构相连的系绳以及一个具有一个用于卷取和放出系绳的滚筒且安置在地面上的系绳架。当刮风时，本专利技术的系留气球是如此固定的，即垂直平衡器平行于风向。由于只有很小的力垂直于风向地(即横向)作用于气球上，所以气球横向保持稳定。气球也几乎不沿风向晃动(即来回摆动)，这是因为连接气球本体的中心和连接机构的直线相对于连接气球本体的中心和整个气球的重心的气球中心轴线是倾斜的。当进行全向的(360度范围内)俯摄时，系绳会进入视野中，而连接机构位于视野外。在本专利技术的另一个实施例中，连接机构是一个由许多根连接绳构成的连接网，所述连接绳的一端被固定在一个位于气球本体表面上的圆的圆周上，其另一端聚集在一起，从而形成一个锥形。连接网位于垂直平衡器的对面，而吊舱位于它们中间。一条连接气球本体的中心和锥形连接网的顶点的直线相对于连接气球本体的中心和整个气球的重心的气球中心轴线倾斜。系绳与连接网的顶点相连。在本专利技术的另一个实施例中，连接机构包括一块固定在气球本体表面上的环形板和一个系绳与其相连的金属连接部。还可以采取这样的措施，即将一个气囊设置在一个球形框架内，所述框架是由垂直带和水平带构成的，并且环形板通过垂直带与气球本体相连。附图说明图1是本专利技术系留气球的侧视图。图2是图1所示气球的主视图。图3示意地示出了漂浮于空中的气球。图4示意地示出了本专利技术的另一个实施例，它包括一个系留气球和一个系绳架。图5是表示图4所示系留气球的气球本体与系绳的连接部分的细节的仰视图。图6是图5所示局部的侧视图。图1、2示出了一个本专利技术的系留气球。气球11主要包括一个气球本体12、一个吊舱21、一个垂直平衡器31、一根系绳41和一个系绳架51。气球本体12具有一个由许多条沿经线和纬线分布的垂直带15和水平带16构成的框架14。带15、16由聚酯制成。框架14包含有一个双壁的气囊17，它的内壁和外壁由氯乙烯和降落伞纤维制成。框架14和气囊17可以折叠且它们在充气时变成球体，其中充入气体的比重低于外界空气的比重且充入的气体经过压缩。这样的气体例如是氦气、氢气和热空气。气球本体12的直径约为3m～30m，这取决于气球浮力和气球的用途、装在吊舱21上的设备的重量以及其它因素。吊舱21通过许多绳索(未示出)被紧固在气球本体12的底部上。吊舱21具有一个将摄像机或其它设备固定到位的夹腿22。吊舱21和安装在其上的设备的重量必须是在考虑了气球本体12的重量和其浮力的情况下确定的。气球11的总重(气球本体、吊舱、所安装的设备、垂直平衡器、系绳等的重量之和)与气球本体12的浮力相当。如果总重太大，则净浮力(=浮力-总重)变得太小，以致气球11变得不稳定且其上升时间和速度变长和变慢。适当的气球11的总重约等于气球浮力的60％～80％。垂直平衡器31成盘形。垂直平衡器31通过一个从吊舱21的后端向后延伸的水平臂33和一个从气球本体12伸出的倾斜臂34被固定在气球本体12上。在一个设置在垂直平衡器31的中心的圆孔中装有一推进器38。在无风的情况下，由电动机(未示出)驱动推进器38转动。尽管气球11具有绕一个垂直轴线(气球的中心轴线LCG)缓慢地逆时针转动的趋势，但是推进器38防止了这样的转动。系绳41通过一连接机构42与气球本体12相连。连接机构42包括一个由许多条连接绳44构成的连接网43，所述连接绳的一端与一个在气球本体12的表面上的圆的圆周相连，而另一端集中在一起，从而形成了一个锥形。锥形底部的直径约为气球本体12的直径的20％～60％且其高度约等于气球本体12的直径的10％～30％。连接绳44约有10根～40根。系绳41通过一个转动接头47与连接网43的下端相连。连接网43位于垂直平衡器31的对面，而吊舱21位于它们之间。连接气球本体12的中心和连接网的顶点A的直线LCA相对于连接气球本体12的中心C和整个气球的重心G的气球中心轴线LCG是倾斜的。倾斜角度θ约为30度～60度。最好将整个气球的重心G、垂直平衡器31和连接网43的顶点A设置在同一个平面内。系绳41与连接网43都是由Kevlar纤维(聚芳酰胺纤维的商品名)制成的。如图3所示，系绳架51具有一个安装在汽车55上的电动卷扬机52。电动卷扬机52具有一个卷取和放出系绳41的滚筒53。如以后将根据图4描述的那样，系绳41承载一根电力电缆、一根通信电缆和使气球上的设备与电源、控制单元和其它地面装置(未示出)相连的其它缆线。在电视摄像机25、照明装置、广告飘带等(这取决于气球的用途)被连接到吊舱21上之后，允许气球11上升和漂浮在空中。例如在日本，根据《航空法》，漂浮于空中的气球11的最大高度被限制为150m。当刮风时，气球11的状态变成垂直平衡器31平行于风向。这样一来，气球11横向保持稳定。当整个气球的重心G、垂直平衡器31和连接网43的顶点A位于同一平面内时，气球变得横向更加稳定。气球不会大幅度前后摆动，这是因为连接气球本体的中心和连接网顶点的直线LCA相对于连接气球本体的中心和整个气球的重心的中心轴线LCG是倾斜的。系绳41相对于地面的倾斜角度α随风速不同而变化。例如，当风速为15m/s时，直径为3.5m的气球的倾斜角α变成45度。即使如此，气球也不会来回大幅度摆动。当系绳41倾斜时，可以进行全向(360度)的俯摄，这是因为系绳41和连接网43完全在摄像机25的视野之外。当无风时，系绳41垂直地下垂。而系绳41和连接网43仍然远离气球本体12的中心轴线LCG。因此，当进行全向的俯摄时，系绳进入了摄像机的视野。即使如此，连接网4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系留气球（１１），它包括一个充有一种其比重小于外界空气的比重的气体的球形气球本体（１２）、一个固定在气球本体（１２）的底部上的吊舱（２１）、一个固定在气球本体（１２）上的垂直平衡器（３１）、固定在气球本体（１２）上并和一根系绳（４１）相连的连接机构（４２，６０）以及一个具有一个用于卷取和放出系绳（４１）的滚筒（５３）且安置在地面上的系绳架（５１），所述连接机构（４２，６０）位于垂直平衡器（３１）的对面，并且一条连接气球本体（１２）的中心（Ｃ）和连接机构（４２，６０）的直线（Ｌ↓［ＣＡ］）相对于连接气球本体（１２）的中心和整个气球的重心（Ｇ）的中心轴线（Ｌ↓［ＣＧ］）倾斜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：三宅国秀，
申请(专利权)人：株式会社电通TEC，VIP株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]