[发明专利]微型气瓶的自动快速放气装置

说明书

本发明提供的微型气瓶的自动快速放气装置包括控制电路、电动舵机、轴承、双向盘形凸轮、刺针、复位弹簧、连接板、接头及气瓶，控制电路控制所述电动舵机旋转，电动舵机的舵机转轴带动所述齿轮旋转，齿轮带动所述双向盘形凸轮同步转动，当双向盘形凸轮的凸出部位顺时针或逆时针靠近刺针时，双向盘形凸轮带动所述刺针压缩所述复位弹簧沿圆柱空腔做直线运动，并刺破气瓶的瓶口；当电动舵机越过双向盘形凸轮的凸出部位后，刺针在所述复位弹簧的作用力下返回，气瓶内的气体从气瓶的瓶口快速通过所述第二小孔放出，实现快速自动放气。本申请提供的自动快速放气装置体积小、重量轻、充气速度快及使用不受空间限制，适合范围广。

技术领域

本发明涉及人体安全气囊、救生衣等快速充气系统技术领域，尤其是涉及一种微型气瓶的自动快速放气装置。

背景技术

随着年龄的增长和机体的衰老，跌倒往往会对老年人的身体带来巨大的损害，有时造成的后果甚至是致命的。跌倒是指突发、不自主、非故意的体位改变，倒在地面或比初始位置更低的平面上。跌倒在老年人群中非常普遍，严重影响了老年人的身体健康和独立生活能力，并造成了老年人心理上的压力和恐惧。在跌倒防护的研究和产品的开发也吸引了大批科技工作者。目前日本千叶大学的田村等(Tamura T,Yoshimura T,Sekine m,Uchida M,Tamura O.A wearable airbag to prevent fall injuries.In:IEEETransactions on Information Technology in Biomedicine,2009,13:910–914)和在香港中文大学(Shi Guangyi,Cheung Shing Chan,Zhang Guanglie,et al.,Towards amobile airbag system using MEMS sensor and embedded intelligence.In:International Conference on Robotics and omimetics.2007:634-639)都研究了人体保护气囊系统，但由于技术上等原因都未能推广应用。人体气囊要解决的一个主要技术问题就是快速充气问题，一般研究认为充气系统必须在约500ms以内完成充气，才能达到保护人体的目的。汽车安全气囊技术虽然比较成熟，由于它是靠化学反应产生气体，虽然响应速度很快，但是放气时会放出大量的热和噪音，同时它的气体发生装置体积、重量也较大，不适合应用在人体上。水上救生衣的充气技术也比较成熟，但它们大都是手动控制或用水溶材料自动控制，也不适合用在人体防护气囊上。

充气救生衣广泛适用于客货轮、游艇、军用、水警、水上缉私艇、水上施工作业、海上钻井平台、抗洪救灾、打捞防汛、领航、水文、水利等领域应用。目前充气式救生衣因为携带方便等优点得到广泛应用，但是其充气方式一般都是用力拉动充气装置上的拉绳实现手动控制或水溶性材料自动控制CO2气体充入气囊而产生浮力，这种采用水溶材料的物理状态改变来实现工作的，不可避免地存在以下的缺陷：1、在高温高湿条件下受潮会有失效的风险；2、在-30的温度遇水后由于挡块遇水结冰造成弹簧缓慢释放，使钢瓶不能击穿或击穿不充分；3、水溶性材料为一次使用期限在2～3年，造成充气救生衣的定期检修成本较高。这种充气救生衣很少有电动自动控制的产品，所以其智能程度不高，不能充分享有微电子技术、计算机技术等发展的成果，对产品的可靠性也产生一定的影响。

专利201610854397.X公开了一种自动控制装置，包括控制电路、电动舵机、盘形凸轮、刺针、复位弹簧、接头及气瓶，所述控制电路控制所述电动舵机旋转，所述电动舵机驱动所述双向盘形凸轮转动，所述双向盘形凸轮带动所述刺针压缩所述复位弹簧沿所述圆柱空腔做直线运动，并刺破所述气瓶的瓶口；当所述电动舵机越过所述双向盘形凸轮的最高点后，所述刺针在所述复位弹簧的作用力下返回，所述气瓶内的气体从所述气瓶的瓶口快速放出，能够实现快速自动放气。然而，该凸轮结构只适合单向旋转，目前市面上能够找到的360°连续旋转舵机只能够精准控制转速，但不能精准控制舵机的起始角度位置和停止角度位置，若停止位置恰好停在凸轮的最高点，则无法更换气瓶，必须打开紧固螺丝，手动把凸轮位置转离最高点后，才能更换气瓶。

发明内容