一种气球自动充放气装置及方法制造方法及图纸

一种气球自动充放气装置及方法，包括第一气球部、第二气球部、密封体、定位块、基座、绳索、绳索收放模块、气体抽充模块，第二气球部设置在第一气球部的下方，其上设有气体通孔，气体通孔内壁上设有阶梯环，所述密封体安装在阶梯环的上方，所述定位块安装在基座上，其上设有过孔，所述基座内设有空腔，空腔上方设有与定位块的过孔相连的通孔，所述绳索的上端与气球下方连接，下端与所述绳索收放模块连接，所述绳索收放模块安装在所述基座的空腔中，所述气体抽充模块与所述空腔连接。本发明专利技术涉及气球领域，对于可回收复用的升空气球，可以在气球回收时高效准确定位充气口，在充放气时快速高效地完成充气和放气，且充气后能够迅速对气球实现可靠密封。

【技术实现步骤摘要】
一种气球自动充放气装置及方法
本专利技术涉及气球领域，具体涉及一种气球自动充放气装置及方法。
技术介绍
可回收复用的升空气球的自动充放气主要存在以下几个待解决的问题：（1）气球回收时如何定位气球上的充气口以实现放气和充气；（2）在需要快速回收气球放气或快速充气释放气球的场景下，如何提高充放气的速度和效率；（3）如何在提高充气效率的同时保证对气球实现快速可靠的密封。本专利技术基于上述几个问题，提出了一种气球自动充放气装置及方法，可以有效地解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的第一专利技术目的是提供一种气球自动充放气装置，对于可回收复用的升空气球，可以在气球回收时高效准确定位充气口，在充放气时快速高效地完成充气和放气，且充气后能够迅速对气球实现可靠密封。本专利技术的第二专利技术目的是提供一种气球自动充放气方法，用于为气球自动充放气装置提供使用和控制方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：实现第一专利技术目的的技术方案为：一种气球自动充放气装置，包括第一气球部、第二气球部、密封体、定位块、基座、绳索、绳索收放模块、气体抽充模块，所述第一气球部可随充放气增大或收缩体积，所述第二气球部设置在第一气球部的下方，其上设有气体通孔，所述气体通孔内壁上设有孔径小于气体通孔的阶梯环，所述密封体安装在所述阶梯环的上方，其外径大于所述阶梯环的内径，所述阶梯环和所述密封体均为铁磁性材料且至少有一个具有磁性，所述定位块安装在所述基座上，其上设有过孔，所述基座内设有空腔，空腔上方设有与定位块的过孔相连的通孔，所述第二气球部和所述定位块均为铁磁性材料且至少有一个设有电磁铁绕组，所述绳索的上端与气球下方连接，下端与所述绳索收放模块连接，所述绳索收放模块安装在所述基座的空腔中，所述气体抽充模块与所述空腔连接，用于对空腔及与空腔连通的空间进行充气和抽气。阶梯环和密封体均为铁磁性材料且至少有一个具有磁性的设计目的是，使得密封体在不受其他力的情况下，自动与阶梯环吸合，实现对气球的密封，也就是说，所述密封体充当的是气球充气口的开关，且这个开关是常闭状态，在受到其他向上的作用力的情况下才会打开。而且当气球中充满气之后，由于气球内的气压高于气球外，气球内的气压会对密封体施加一个额外的压紧力，使得密封体进一步与阶梯环贴合，保证更好的密封效果，同理，如果要顶开密封体打开气球的充气口，不但需要克服密封体与阶梯环之间的磁吸力，还需要克服气球内部气压对密封体施加的压紧力。优选的，还包括顶杆、顶杆驱动模块，所述顶杆为可伸缩杆，由所述顶杆驱动模块控制伸缩，伸长时顶杆的最上端可穿过空腔的通孔和定位块的过孔到达定位块的上方。此顶杆方案是用于顶开密封体的第一种方案。优选的，所述定位块设有电磁铁绕组，所述密封体为磁铁，所述电磁铁绕组通电后在定位块上方产生的磁场磁感线方向与所述密封体下方的磁感线方向相反。这是用于顶开密封体的第二种方案，依靠电磁铁绕组与密封体之间的磁斥力顶开密封体，这一方案由于不需要顶杆及其配套的机械结构及动力结构，可以使得整个装置更为简单简洁。进一步的，所述气体抽充装置包括抽气泵、储气罐，所述储气罐的出气口与所述空腔连接，所述抽气泵的进气口与所述空腔连接，所述抽气泵的出气口与所述储气罐的进气口连接，所述储气罐的进气口和出气口均设有阀门。进一步的，所述阶梯环的上方设有至少两个约束杆，所述约束杆为圆柱形，其上端设有限位部，所述限位部的横截面积大于所述约束杆的横截面积；所述密封体上设有与所述约束杆相配合的通孔。约束杆可以限制密封体的运动方式，使其只能沿约束杆的轴向方向运动，两个或两个以上的约束杆则可以保证密封体运动的稳定性，使其始终与阶梯环平行，约束杆上的限位部则可以限制密封体可移动的行程，使得密封体不至于脱离其与阶梯环之间的磁力作用的范围。进一步的，所述密封体与所述阶梯环之间设有密封垫圈，所述定位块上表面设有密封垫圈。密封垫圈的作用是实现更好的气密性。优选的，所述绳索的上端连接在所述密封体的正下方。进一步的，本专利技术还包括电源、控制器、气压检测表，所述电源与所述控制器连接，所述控制器与所述气压检测表、所述气体抽充模块、所述电磁铁绕组、所述顶杆驱动模块、所述绳索收放模块均连接。所述气压检测表安装在气球内部，用于充气时监测气球内气压，避免出现过充现象，所述控制器用于控制装置的各个模块，所述电源用于为整个装置供电。实现第二专利技术目的的技术方案为：一种气球自动充放气方法，基于如上所述的气球自动充放气装置，包括步骤1，初始化工作状态：打开所述电磁铁绕组，将第二气球部放置在所述定位块的上方，在电磁铁绕组产生的磁场作用下，第二气球部的下端和定位块的上表面吸合；步骤2，顶开密封体：对密封体施加方向向上的力，顶开靠磁力吸合在阶梯环上的密封体，使所述第一气球部的内部空间和所述基座的空腔之间实现连通；步骤3，充气：打开气体抽充模块并使之往空腔中充气，由于步骤2完成之后空腔与第一气球部的内部空间是连通的，所充气体可以进入第一气球部内部，实现对气球的充气；步骤4，气球的密封和释放：充气完成后，撤去对密封体施加的向上的力，关闭所述电磁铁绕组，由于密封体不再承受向上的力，在密封体和阶梯环之间的磁力作用下，密封体重新与阶梯环吸合，实现气球内部空间的密封，由于电磁铁绕组的关闭，第二气球部与定位块之间的磁场作用力消失，两者之间的吸合解除，然后启动绳索收放模块使绳索伸长，气球在自身气体的浮力下实现升空；步骤5，气球的收回：启动绳索收放模块使绳索缩短，收回气球，使第二气球部逐渐靠近所述定位块的上表面；步骤6，第二气球部的定位吸合：打开所述电磁铁绕组，随着绳索的缩短，第二气球部与定位块的距离越来越短，当距离足够短时，第二气球部在电磁铁绕组产生的磁场作用下与定位块吸合；步骤7，顶开密封体：重复步骤2的操作；步骤8，抽气：打开气体抽充模块使之从空腔中抽气，由于第一气球部的内部空间与所述基座的空腔之间是贯通的，因此会在第一气球部中产生负压，使气球变瘪，回到初始工作状态。本专利技术的有益效果是：（1）由于第二气球部与定位块之间采用了磁吸式定位，且充气口在第二气球部的底部中央位置，因此即使气球在空中发生了绕第二气球部轴心线的的旋转，也不影响定位效果，依然可以在气球回收时高效准确地定位充气口然后通过充气口对气球进行充放气；（2）由于采用的是密封体密封，因此密封体和充气口的直径是可以按需设计的，当直径较大时，就可以快速高效地完成充气和放气；（3）由于阶梯环和密封体均为铁磁性材料且至少有一个具有磁性，因此密封体在不受其他力的情况下会自动与阶梯环吸合，实现对气球的密封，而且当气球中充满气之后，由于气球内的气压高于气球外，气球内的气压会对密封体施加一个额外的压紧力，使得密封体进一步与阶梯环贴合，可以实现非常可靠的密封效果。另外，当顶开密封体的外力消失之后，密封体会迅速与阶梯环吸合，实现快速密封。附图说明图1是本专利技术一种气球自动充放气装置的剖面示意图，图中气球处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气球自动充放气装置，其特征在于，包括第一气球部（402）、第二气球部（6）、密封体（5）、定位块（11）、基座（2）、绳索（3）、绳索收放模块、气体抽充模块，所述第一气球部（402）可随充放气增大或收缩体积，所述第二气球部（6）设置在第一气球部（402）的下方，其上设有气体通孔（605），所述气体通孔（605）内壁上设有孔径小于气体通孔（605）的阶梯环（602），所述密封体（5）安装在所述阶梯环（602）的上方，其外径大于所述阶梯环（602）的内径，所述阶梯环（602）和所述密封体（5）均为铁磁性材料且至少有一个具有磁性，所述定位块（11）安装在所述基座（2）上，其上设有过孔（1101），所述基座（2）内设有空腔（204），空腔（204）上方设有与定位块（11）的过孔（1101）相连的通孔（202），所述第二气球部（6）和所述定位块（11）均为铁磁性材料且至少有一个设有电磁铁绕组，所述绳索（3）的上端与气球（4）下方连接，下端与所述绳索收放模块连接，所述绳索收放模块安装在所述基座（2）的空腔（204）中，所述气体抽充模块与所述空腔（204）连接，用于对空腔（204）及与空腔（204）连通的空间进行充气和抽气。/n...

【技术特征摘要】
1.一种气球自动充放气装置，其特征在于，包括第一气球部（402）、第二气球部（6）、密封体（5）、定位块（11）、基座（2）、绳索（3）、绳索收放模块、气体抽充模块，所述第一气球部（402）可随充放气增大或收缩体积，所述第二气球部（6）设置在第一气球部（402）的下方，其上设有气体通孔（605），所述气体通孔（605）内壁上设有孔径小于气体通孔（605）的阶梯环（602），所述密封体（5）安装在所述阶梯环（602）的上方，其外径大于所述阶梯环（602）的内径，所述阶梯环（602）和所述密封体（5）均为铁磁性材料且至少有一个具有磁性，所述定位块（11）安装在所述基座（2）上，其上设有过孔（1101），所述基座（2）内设有空腔（204），空腔（204）上方设有与定位块（11）的过孔（1101）相连的通孔（202），所述第二气球部（6）和所述定位块（11）均为铁磁性材料且至少有一个设有电磁铁绕组，所述绳索（3）的上端与气球（4）下方连接，下端与所述绳索收放模块连接，所述绳索收放模块安装在所述基座（2）的空腔（204）中，所述气体抽充模块与所述空腔（204）连接，用于对空腔（204）及与空腔（204）连通的空间进行充气和抽气。


2.根据权利要求1所述的气球自动充放气装置，其特征在于，还包括顶杆（7）、顶杆驱动模块，所述顶杆（7）为可伸缩杆，由所述顶杆驱动模块控制伸缩，伸长时顶杆（7）的最上端可穿过空腔（204）的通孔（202）和定位块（11）的过孔（1101）到达定位块（11）的上方。


3.根据权利要求1所述的气球自动充放气装置，其特征在于，所述定位块（11）设有电磁铁绕组，所述密封体（5）为磁铁，所述电磁铁绕组通电后在定位块（11）上方产生的磁场磁感线方向与所述密封体（5）下方的磁感线方向相反。


4.根据权利要求1所述的气球自动充放气装置，其特征在于，所述气体抽充装置包括抽气泵、储气罐，所述储气罐的出气口与所述空腔（204）连接，所述抽气泵的进气口与所述空腔（204）连接，所述抽气泵的出气口与所述储气罐的进气口连接，所述储气罐的进气口和出气口均设有阀门。


5.根据权利要求1所述的气球自动充放气装置，其特征在于，所述阶梯环（602）的上方设有至少两个约束杆（603），所述约束杆（603）为圆柱形，其上端设有限位部（604），所述限位部（604）的横截面积大于所述约束杆（603）的横截面积；所述密封体（5）上设有与所述约束杆（603）相配合的通孔（504）。


6.根据权利要求1所述的气球自动充放气装置，其特征在于，所述密封体（5）与所述阶梯环（602）之间设有密封垫圈（15）...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨程，
申请(专利权)人：西安图唯谷创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61