一种用于高海拔的空中气象侦测系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于高海拔的空中气象侦测系统，其包括气球本体和设备室，设备室为圆柱形，所述设备室内设有水平隔板，所述水平隔板将所述设备室隔成上腔和下腔，所述上腔的侧壁周向均布有偶数个风口，所述风口通过风道与位于所述上腔中心的腔室连通，所述腔室内转动地安装有叶轮，所述叶轮的转轴向下延伸至所述下腔内；所述下腔内设有发电机和卷筒，所述卷筒和所述叶轮的转轴分别通过单向驱动组件与所述发电机的转轴连接，所述发电机与一电池组连接；所述卷筒的转轴上设有扭簧，所述卷筒上缠绕有用于连接底面的缆绳；所述设备室内安装有与所述电池组连接且用于定位或天气监测的电器组件。本发明专利技术用于高海拔的空中气象侦测系统，能根据需求调整气球高度；可靠性高，稳定性好，使用寿命长。

Air weather detection system for high altitude

The present invention provides a method for airborne weather detection system of high altitude, which includes the balloon and equipment room, equipment room is cylindrical, the equipment chamber is provided with a horizontal baffle, the level of equipment divides the chamber into an upper chamber and a lower chamber, wherein the upper cavity of the side wall is provided with a plurality of outlet Zhou Xiangjun cloth and the air through the air duct communicated with the chamber in the center of the cavity, the cavity is rotatably mounted with the impeller, the impeller shaft extends downward to the lower; the lower is arranged in the generator and the drum, the drum and the impeller shaft respectively through one-way drive shaft component and the connection of the generator, the generator is connected with a battery; a rotary shaft of the drum is provided with a torsion spring, the drum is wound on the bottom surface of the connecting cable for the indoor installation of equipment; An electrical assembly that is connected to the battery and used for positioning or weather monitoring. The invention is used for high-altitude meteorological observation system, and can adjust the balloon height according to requirements. The utility model has the advantages of high reliability, good stability and long service life.

【技术实现步骤摘要】
一种用于高海拔的空中气象侦测系统
本专利技术涉及一种气象侦测系统，特别涉及一种用于高海拔的空中气象侦测系统。
技术介绍
高空气象探测是边界层大气研究的重要手段，其主要是通过探空气球携带的探空仪器进行高空气象要素的测量和数据采集。探空气球用于携带各类无线电探空仪器或其他电子设备升空进行温度、大气压力、湿度、风速风向等气象要素测量的气球，在气象学发展和天气预报工作中起到了重要作用。在使用探空气球探测高空大气的过程中，通常需要实时调整探空气球所处的高度，以便携带的探空仪器或电子设备能够采集不同高度下的大气数据。但目前高空气象探测领域普遍使用的一次性的探空气球不能满足实时调整探空气球高度的要求，且功能单一。
技术实现思路
【1】要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构简单紧凑、能根据需求调整高度、且具有自发电功能的用于高海拔的空中气象侦测系统。【2】解决问题的技术方案本专利技术提供一种用于高海拔的空中气象侦测系统，其包括：由柔性材料制成的气球本体1，在所述气球本体内部充有密度小于空气的气体，用于浮于空中；设备室2，安装在所述气球本体的下端，作为用于安装其他部件的载体；所述设备室为圆柱形，所述设备室内设有水平隔板，所述水平隔板将所述设备室隔成上腔和下腔22，所述上腔的侧壁周向均布有偶数个风口21，所述风口通过风道与位于所述上腔中心的腔室连通，所述腔室内转动地安装有叶轮24，所述叶轮的转轴向下延伸至所述下腔内；所述下腔内设有发电机26和卷筒25，所述卷筒和所述叶轮的转轴分别通过单向驱动组件与所述发电机的转轴连接，所述发电机与一电池组27连接；所述卷筒的转轴上设有扭簧，所述卷筒上缠绕有用于连接底面的缆绳3；所述设备室内安装有与所述电池组连接且用于定位或天气监测的电器组件；所述设备室的重心位于所述叶轮的轴线与所述叶轮的下端面所在平面的交点上。进一步的，所述上腔的顶部倾斜开设有两连通所述气球内腔和所述风口的阀孔，其中一所述阀孔内设有泄压阀，另一所述阀孔内设有与位于所述下腔内的充气泵连接的充气阀。进一步的，所述充气阀与所述充气泵通过金属管连接，所述金属管外缠绕有与电热丝。进一步的，所述风口的入口端面积大于风口的出口端面积。进一步的，所述腔室的高度与所述风口入口端的高度相同。进一步的，所述腔室的横截面为圆形、且所述腔室的横截面积等于所述风口的入口端的面积之和。进一步的，所述单向驱动组件包括外套筒31及同轴设置在所述外套筒内的内套筒32，所述外套筒的侧壁周向均布有斜齿321，所述外套筒的内壁周向均布有至少两个弹性压舌311，所述弹性压舌通过扭簧安装在所述外套筒内壁，所述外套筒向所述斜齿的长边方向运动时，所述斜齿长边挤压所述弹性压舌长边并使所述外套筒与所述内套筒之间形成转动相位差；所述外套筒背向所述斜齿的长边方向运动时，所述斜齿短边与所述弹性压舌短边接触并使所述外套筒带动所述内套筒转动。进一步的，所述弹性压舌的长边与所述斜齿的长边均为弧形面，且所述弹性压舌的弧形面半径为所述斜齿的弧形面半径的两倍。进一步的，所述外套筒的轴线位于所述弹性压舌的短边与所述斜齿的端边的接触面所构成的平面内。进一步的，所述气球本体所产生的浮力与所述设备室的质量比大于等于3/2且小于等于3/1。【3】有益效果本专利技术用于高海拔的空中气象侦测系统，配设泄压阀和充气阀，能根据需求调整气球高度；配设叶轮，能实现自助发电并对内部电器进行供电，对底面依赖性小，可靠性高；配设与发动机连接的卷筒，能充分利用气球的高度差或受风摆动的动能并将其转化为电能；且对整体进行参数优化，可靠性高，稳定性好，使用寿命长。附图说明图1为本专利技术用于高海拔的空中气象侦测系统的结构示意图；图2为本专利技术用于高海拔的空中气象侦测系统的剖视图；图3为本专利技术用于高海拔的空中气象侦测系统的单向驱动组件的结构示意图；图4为图3中A部放大图。具体实施方式下面结合附图，详细介绍本专利技术实施例。参阅图1至图4，本专利技术提供一种用于高海拔的空中气象侦测系统，其包括气球本体和设备室；且气球本体所产生的浮力与所述设备室的质量比大于等于3/2且小于等于3/1。气球本体1由柔性材料制成，在该气球本体内部充有密度小于空气的气体，用于浮于空中；设备室2安装在所述气球本体的下端，作为用于安装其他部件的载体；设备室为圆柱形，气球本体安装在该设备室的顶面，在设备室内设有水平隔板，该水平隔板将设备室隔成上腔和下腔22，在上腔的侧壁周向均布有偶数个风口21，本实施例中，该风口数量为六个，风口通过风道与位于上腔中心的腔室连通，在该腔室内转动地安装有叶轮24，叶轮的转轴向下延伸至下腔内；且在叶轮转轴与水平隔板之间设有机械密封，防止杂质或水进入下腔，在下腔内设有发电机26和卷筒25，在下腔的内壁设有由保温材料制成的保温层，卷筒和叶轮的转轴分别通过单向驱动组件与发电机的转轴连接，发电机与一电池组27连接；在卷筒的转轴上设有扭簧，同时在卷筒上缠绕有用于连接地面的缆绳3，该缆绳主要起固定作用，避免其飘走；在设备室内安装有与电池组连接且用于定位或天气监测的电器组件；本实施例中的设备室的重心位于叶轮的轴线与叶轮的下端面所在平面的交点上；为了进一步智能化，实现高度的自动调节，在上腔的顶部倾斜开设有两连通气球内腔和风口的阀孔，其倾斜角度与水平面之间的夹角大于等于45度且小于等于60度，其中一阀孔内设有泄压阀，另一阀孔内设有与位于下腔内的充气泵连接的充气阀；充气阀与充气泵通过金属管连接，在该金属管外缠绕有与电热丝，用于对内部气体进行加热，泄压阀用于排气，需降低高度时开启；本实施例中，风口的入口端面积大于风口的出口端面积，其横截面为圆形，即整体为喇叭形，且腔室的高度与风口入口端的高度(直径)相同；本实施例中，腔室的横截面为圆形、且腔室的横截面积等于所有风口的入口端的面积之和。以下对单向驱动组件的结构进行说明，单向驱动组件包括外套筒31及同轴设置在外套筒内的内套筒32，在外套筒的侧壁周向均布有斜齿321，该斜齿具有一个长边和一个短边，同时在外套筒的内壁周向均布有至少两个弹性压舌311，该弹性压舌也具有一个长边和一个端面，且弹性压舌的长边大于斜齿的长边，弹性压舌通过扭簧安装在外套筒内壁，该扭簧使弹性压舌的长边有靠近斜齿的运动趋势，外套筒向斜齿的长边方向运动(转动)时，即图3中的外套管顺时针转动时，斜齿长边挤压弹性压舌长边并使弹性压舌转动从而使外套筒与内套筒之间形成转动相位差；外套筒背向斜齿的长边方向运动时，即图3中的外套管逆时针转动时，斜齿短边与弹性压舌短边接触并使两者实现刚性接触，从而使外套筒带动内套筒转动；为了提高驱动效果，本实施例中，弹性压舌的长边与斜齿的长边均为弧形面，且弹性压舌的弧形面半径为斜齿的弧形面半径的两倍，同时，外套筒的轴线位于弹性压舌的短边与斜齿的短边的接触面所构成的平面内。本专利技术用于高海拔的空中气象侦测系统，配设泄压阀和充气阀，能根据需求调整气球高度；配设叶轮，能实现自助发电并对内部电器进行供电，对底面依赖性小，可靠性高；配设与发动机连接的卷筒，能充分利用气球的高度差或受风摆动的动能并将其转化为电能；且对整体进行参数优化，可靠性高，稳定性好，使用寿命长。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高海拔的空中气象侦测系统，其特征在于，包括：由柔性材料制成的气球本体1，在所述气球本体内部充有密度小于空气的气体，用于浮于空中；设备室2，安装在所述气球本体的下端，作为用于安装其他部件的载体；所述设备室为圆柱形，所述设备室内设有水平隔板，所述水平隔板将所述设备室隔成上腔和下腔22，所述上腔的侧壁周向均布有偶数个风口21，所述风口通过风道与位于所述上腔中心的腔室连通，所述腔室内转动地安装有叶轮24，所述叶轮的转轴向下延伸至所述下腔内；所述下腔内设有发电机26和卷筒25，所述卷筒和所述叶轮的转轴分别通过单向驱动组件与所述发电机的转轴连接，所述发电机与一电池组27连接；所述卷筒的转轴上设有扭簧，所述卷筒上缠绕有用于连接底面的缆绳3；所述设备室内安装有与所述电池组连接且用于定位或天气监测的电器组件；所述设备室的重心位于所述叶轮的轴线与所述叶轮的下端面所在平面的交点上。

【技术特征摘要】
1.一种用于高海拔的空中气象侦测系统，其特征在于，包括：由柔性材料制成的气球本体1，在所述气球本体内部充有密度小于空气的气体，用于浮于空中；设备室2，安装在所述气球本体的下端，作为用于安装其他部件的载体；所述设备室为圆柱形，所述设备室内设有水平隔板，所述水平隔板将所述设备室隔成上腔和下腔22，所述上腔的侧壁周向均布有偶数个风口21，所述风口通过风道与位于所述上腔中心的腔室连通，所述腔室内转动地安装有叶轮24，所述叶轮的转轴向下延伸至所述下腔内；所述下腔内设有发电机26和卷筒25，所述卷筒和所述叶轮的转轴分别通过单向驱动组件与所述发电机的转轴连接，所述发电机与一电池组27连接；所述卷筒的转轴上设有扭簧，所述卷筒上缠绕有用于连接底面的缆绳3；所述设备室内安装有与所述电池组连接且用于定位或天气监测的电器组件；所述设备室的重心位于所述叶轮的轴线与所述叶轮的下端面所在平面的交点上。2.如权利要求1所述的用于高海拔的空中气象侦测系统，其特征在于：所述上腔的顶部倾斜开设有两连通所述气球内腔和所述风口的阀孔，其中一所述阀孔内设有泄压阀，另一所述阀孔内设有与位于所述下腔内的充气泵连接的充气阀。3.如权利要求1所述的用于高海拔的空中气象侦测系统，其特征在于：所述充气阀与所述充气泵通过金属管连接，所述金属管外缠绕有与电热丝。4.如权利要求1所述的用于高海拔的空中气象侦测系统，其特征在于：所述风口的入口端面积大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱克韦，
申请(专利权)人：钱克韦，
类型：发明
国别省市：浙江,33