大气探测大风放气球系统技术方案

大气探测大风放气球系统，由放球筒、容器顶盖、顶盖随动系统、顶盖开启系统、自动充气球系统、探空仪放线器及地面气象仪组成，放球筒为圆柱形，放球筒顶部设有容器顶盖，由盖子、及安装在圆柱形筒口的回转支承组成，盖子装在绕放球筒旋转的回转支承上部；盖子的截面成双曲线；回转支承由静轨道与旋转支承构成，顶盖随动系统中，容器顶盖安装在回转支承上，回转支承的驱动装置是安装的伺服电机，由伺服电机根据地面气象仪测出的风向或根据风压传感器测量风向，获得风向信息后，由微处理器根据设定的程序驱动回转支承旋转，使容器顶盖打开方向对着迎风方向；顶盖开启系统由液压泵站、液压缸和连杆组成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高空气象探测自动观测系统领域，尤其是可广泛应用于高空气象探 测。尤其涉及自动的大气探测大风放气球系统。
技术介绍
高空气象探测是通过探空气球携带的探空仪进行高空气象数据采集。探空气球的 施放是必须完成的工作。在大风天气条件下也能正常放球并进行大气探测一直是气象部门的愿景，为此研 制大风天气条件下能够正常放球并智能化的自动充气、自动控制充气量及携带探空仪自动 施放探空气球，已成为气象部门非常迫切需要解决的难题。目前大气探测大风放气球系统在国际上已有相关研究，但还没有相关产品报道。 申请人:的CN200920044465. 1探空气球自动充气球装置和CN200920044466. 6探空气球自动 释放机构是一种释放机构，但还不能直接用于大风施放气球。
技术实现思路
本专利技术目的是，提出一种大气探测大风放气球系统，尤其是一种自动的大气探测 大风放气球系统。大气探测大风放气球系统，由放球筒、容器顶盖、顶盖随动系统、顶盖开启系统、自 动充气球系统、探空仪放线器及地面气象仪等组成，另配有控制系统及空压机等。放球筒为圆柱形，放球筒顶部设有容器顶盖，由盖子、及安装在圆柱形筒口的回转 支承组成，盖子装在绕放球筒旋转的回转支承上部。盖子的截面成双曲线，风对球从放球筒 内飞出瞬间将影响最小(见图2)。回转支承由静轨道与旋转支承构成，顶盖随动系统，是 顶盖迎着风向旋转的装置，容器顶盖安装在回转支承上，回转支承的驱动装置是安装的伺 服电机，由伺服电机根据地面气象仪测出的风向或根据风压传感器测量风向，获得风向信 息后，由微处理器根据设定的程序驱动回转支承旋转，使容器顶盖打开方向对着迎风方向 (见图3)。顶盖开启系统由液压缸和液压杆、连杆等组成。另设有液压泵站、及传感器。大风放气球系统(见图1)是将探空气球充气放在放球筒内进行，充气时不受外界 干扰，探空气球施放前，地面气象仪测出风速风向(大于风速20m/s时系统保护)，放球筒 上的容器顶盖(挡风屏)旋转到迎风面打开，使探空气球飞出放球筒瞬间受大风干扰减到 最小，并运用自动控制技术打开容器顶盖(挡风屏)、利用计算机控制技术对充气至释放气 球进行全程控制，而且是控制一套机械装置(自动充气和调整到合适的开盖角度进行开盖 释放气球)代替人工进行探空气球自动充气及释放的操作，实现8级风以下的高空气象探 测。该系统装备中国气象局124个固定气象台站，可解决长期以来困扰气象部门大风天气 不能高空气象探测的难题，实现在无人干预的情况下，从气球充气到气球施放全过程的自 动化。只需点动一次鼠标，即可实现探空气球的充气及施放工作，并在探空气球离开地面瞬 间，即开盖释放气球，其携带的探空仪开努工作，雷达自动开始计时工作接收有关数据。本专利技术的有益效果是大气探测大风放气球系统是一套智能化的自动控制充气释 放探空气球系统，可在无人值守大风条件下实现智能化自动施放探空气球。常规高空气象 站探空气球施放需要2-3人协同工作才能完成一次探测任务，所需人力成本很高，在大风 天气条件下放球成功率低，通常当地面风速超过7m/s时，就无法释放探空气球。采用大风 放气球系统后，可实现地面风速在20m/s范围内自动充气放球，因此，探空自动放球系统的 建设尤为重要和必要，不仅能降低运行成本，提高放球成功率，也使高空气象探测准备工作 变得十分简单。在大风天气条件下能够正常放球是气象部门非常迫切需要解决的难题。为 此研制大风天气条件下能够正常放球并智能化的自动充气、自动控制充气量及携带探空仪 自动施放探空气球，变得十分必要。该系统的研制将为高空气象探测实现智能化操作迈出 重要一步。系统不仅可应用于全自动高空气象观测系统，也可应用于全国各气象台站。本专利技术系统还有益效果是自动化程度高；安全性好；简化操作；减去放球人员； 实现大风天气条件下能够正常放球，提高放球成功率。具有挡风屏形状及顶盖风 向随动系统；且随动系统上电缆盘自动绕线系统；本专利技术不仅可装备固定气象台站，还可 装备在舰船上，将产生良好的社会效益和经济效益。四附图说明图1是本专利技术放球系统结构2是本专利技术放球筒结构3是本专利技术放球筒顶盖结构4是本专利技术顶盖随动装置结构图五具体实施例方式1、组成大风施放探空气球系统由放球筒1、容器顶盖2、顶盖随动系统3、顶盖开 启系统4、自动充气球系统、电缆盘自动绕线系统、地面气象仪、探空仪放线器、自动控制系 统及空压机等组成。2、放球筒放球筒设计成圆柱形，尺寸为Φ2200Χ3428，为了便于运输将放球筒 设计成两节(见图2)。放球筒采用玻璃钢材料，玻璃钢比重小，耐腐蚀性好，通过磨具成型 可生成各种复杂的形状。3、容器顶盖，容器顶盖安装在放球筒顶部，由容器顶盖2、液压系统及顶盖随动的 回转支承组成。经风洞试验，顶盖设计成双曲面，风对球从放球筒内飞出瞬间将影响最小 (见图3)。上3a是截面图，下3b中是盖子俯视图。盖子的截面是垂直于旋转轴 的截面线成双曲线，总体上是双曲面。4、顶盖随动系统为了使风对从放球筒内飞出瞬间的球影响减到最小，必须研制 一套迎着风向旋转的顶盖随动系统，这样才能使容器顶盖打开方向对着迎风方向，为此将 容器顶盖设计安装在回转支承上，伺服电机根据地面气象仪测出的方位角，设有微处理器 控制伺服电机，根据风向方位，使伺服电机驱动回转支承，使容器顶盖打开方向对着迎风方 向(见图3)。尤其是通过带齿轮的回转支承使顶盖旋转，顶盖架在回转支承上，回转支承旋 转由伺服电机驱动。5、顶盖开启系统顶盖开启系统由液压缸和液压杆4-2、液压泵站、连杆4-1等组 成，可包括传感器。主要承担容器顶盖的打开和闭合。容器顶盖打开时应能承受8级风力 (见图4)。所述连杆结构是，设有一对二支连杆分别连接在盖板打开的二侧(可以保证抗 风能力)，二支连杆的其中一端分别连接顶盖板与盖板下部的容器边，或直接在回转支承 上，二支连杆的另一端是相连接的关节，且由液压杆连接，液压杆伸长使二支连杆伸向直线 方向使顶盖板打开，液压杆缩短使二支连杆弯曲，顶盖板闭合。6、自动绕线系统容器顶盖的开启和闭合是由动力线和信号线控制的。容器顶盖 旋转时其上的电缆线要跟随其自由伸长和缩短，否则会因电缆的下垂而扯断，为此我们专 门设计了具有自动收放电缆能力的自动绕线系统，当容器顶盖旋转时，就不会引起电缆的 下垂。7、自动充气球系统、自动放气球系统自动充气球系统、自动放气球系统是 采用本申请人的专利技术，自动充气球系统、自动放气球系统是采用参考本申请人的 CN200920044465. 1探空气球自动充气球装置和CN200920044466. 6探空气球自动释放机 构，可实现探空气球充气、捆扎及释放全过程的自动化。总之，本专利技术大风放球系统如果控制容器顶盖只在360度之内寻找方向，则动力 线和信号线的布置无须多加考虑，如果容器顶盖在360度之外寻找方向则需要加自动绕线 系统，容器顶盖的开启和闭合是由动力线和信号线控制的。容器顶盖旋转时其上的电缆线 要跟随其自动伸长和缩短，否则会因电缆的下垂而扯断，简单的结构是电缆线自动伸长和 缩短采用一个绕线轴，绕线转轴是一个卷簧式弹性的转轴。本文档来自技高网...

【技术保护点】
大气探测大风放气球系统，其特征是由放球筒、容器顶盖、顶盖随动系统、顶盖开启系统、自动充气球系统、探空仪放线器及地面气象仪组成，放球筒为圆柱形，放球筒顶部设有容器顶盖，由盖子、及安装在圆柱形筒口的回转支承组成，盖子装在绕放球筒旋转的回转支承上部；盖子的截面成双曲线；回转支承由静轨道与旋转支承构成，顶盖随动系统中，容器顶盖安装在回转支承上，回转支承的驱动装置是安装的伺服电机，由伺服电机根据地面气象仪测出的风向或根据风压传感器测量风向，获得风向信息后，由微处理器根据设定的程序驱动回转支承旋转，使容器顶盖打开方向对着迎风方向；顶盖开启系统由液压泵站、液压缸和连杆组成。

【技术特征摘要】
大气探测大风放气球系统，其特征是由放球筒、容器顶盖、顶盖随动系统、顶盖开启系统、自动充气球系统、探空仪放线器及地面气象仪组成，放球筒为圆柱形，放球筒顶部设有容器顶盖，由盖子、及安装在圆柱形筒口的回转支承组成，盖子装在绕放球筒旋转的回转支承上部；盖子的截面成双曲线；回转支承由静轨道与旋转支承构成，顶盖随动系统中，容器顶盖安装在回转支承上，回转支承的驱动装置是安装的伺服电机，由伺服电机根据地面气象仪测出的风向或根据风压传感器测量风向，获得风向信息后，由微处理器根据设定的程序驱动回转支承旋转，使容器顶盖打开方向对着迎风方向；顶盖开启系统由液压泵站、液压缸和连杆组成。2.根据权利要求1所述的大气探测大风放气球系统，其特征是放球筒放球筒设计成 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄江平，任振华，褚启和，许沛，陈兴华，张国舫，张越，陈伟，王玉，范中健，候维佳，田国昌，
申请(专利权)人：南京大桥机器有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]