气袋救援系统的制作方法
专利名称：气袋救援系统的制作方法
气袋救援系统相关申请的交叉引用本申请基于2010年9月14日提交的美国临时专利申请N0.61/382，732，该美国临时专利申请的公开内容在此以全文引用的方式纳入，并且根据美国法典第35篇第119 Ce)节要求该美国临时专利申请的优先权。
背景技术：
1.发明领域本发明涉及一种气袋系统，更具体地，涉及一种气袋救援或安全系统，甚至更具体地，涉及一种用作救生系统的气袋系统，使得人能够使用所述系统在雪崩或类似情形(诸如水上救援)中生存，以及涉及一种气袋系统，所述气袋系统用于附接至人的装备并且用于找回人的装备，例如雪地车。更具体地，所述系统可在启动(由使用者远程启动或者手动启动)时被用于在雪崩或类似情形中维持使用者的浮力或使用者装备的浮力，并且将使用者或装备维持在雪崩的表面上，或者尽可能接近所述表面，从而使得使用者能够在雪崩中生存或者便于使用者装备的找回。在另一具体实施方式
中，发明领域涉及一种通过背带或背包使用的气袋系统，该气袋系统由具有暴露至雪崩或类似情形的风险的滑雪者、滑雪板者、驾雪地车者、徒步旅行者或者进行另一活动的人佩带。就这点而言，本发明还涉及一种可附接至齿轮元件例如雪地车或者其他运动齿轮的系统，该系统可被远程启动。2.背景信息当前，所谓的雪崩气袋——体现为由滑雪者佩带的背包系统——包括由ABSPeter Aschauer GmbH> Snowpulse S.A.和 Backcountry Access Inc.出售的那些雪崩气袋。所述系统在下列文件中被公开:美国专利N0.4，635，754 ;美国专利N0.6，158，380 ;美国专利N0.6，220, 909 ;美国专利申请公开文本N0.2009/0239428 ;美国专利申请公开文本N0.2010/0112880 ;以及，美国专利申请公开文本N0.2010/0184343。这些系统被设计用来防止遭难者在雪崩中被埋葬，以及使得当遭难者佩带含有所述系统的背包时能够在雪崩中生存且具有最少可能的伤害。这些系统意在使这些佩带者留在雪崩的表面上，或者尽可能接近该表面。就这点而言，与不具有所述系统的遭难者的体积相比，在启动和充气之后，固定至遭难者的充气气袋的总体积增大，从而具有在雪崩中将遭难者保持在雪流的表面处或雪流附近的效果。此外，充分减小佩带充气气袋的遭难者的总重量/体积比(即，将佩带充气气袋的遭难者的总重量/体积比减小至小于雪的重量/体积)维持了遭难者的相对浮力，且将遭难者维持在雪的表面处。当ABS雪崩气袋被启动时，ABS雪崩气袋展开位于佩带者背侧上的一对竖直的细长气袋，而Snowpulse系统展开环绕佩带者头部的气袋。ABS宣称无障碍的视线以及自由的移动，甚至在带有充气气囊的情况下，允许佩带者逃离雪崩，并能够在困在雪崩中时做出反应以及占据一个保护性位置。Snowpulse的单个袋系统被设计用于对佩带者的头部和胸部提供保护，此外提供保护以避免被埋葬，还提供保护以避免外伤。在任一情形中，该系统意在将佩带者维持在雪崩的表面处或附近，并且不仅仅依赖于救援或雪崩警示灯。ABS宣称启动它们的ABS雪崩气袋的所有雪崩受难者中有98%存活，而这个群体中的90%完全未受伤。前述的Backcountry Access Inc.的美国专利申请公开文本 N0.US2010/0184343详细描述了雪崩气袋背包的当前相关技术，并且给出了该类装备的构造、用途以及意图的历史和总体描述。该技术领域中已知的每一系统(包括前述的ABS、Snowpulse和BackcountryAccess Inc.系统)依赖于一次性的压缩气体(例如，空气或氮气)容器来为气袋充气。这些一次性系统中的一些还包括用于抽入周围空气的装置，从而借助于文丘里管或喷射器来增大气体的总体积，但是所述装置需要用于抽入周围空气的压缩气体。尽管现有技术中已知的雪崩气袋是成功且有优势的，但是使用压缩气体容器(SP罐或盒)固有地存在许多问题。例如，压缩气体系统被它们的一次性使用所限制。一旦压缩气体被排出，必须安装新的罐或盒，或者在重新使用之前重新填充空的罐或盒。此外，由于压缩气体罐/盒的尺寸和重量限制，在释放压缩气体时，气袋充气之后的可用体积被限制。另外，采用压缩气体罐/盒的系统的重量会附加地对所述系统造成负面影响。在前述美国专利申请公开文本N0.2010/0184343和美国专利N0.6220, 909中都承认了该问题。然而，为这些系统所提供的解决方案是减少气袋充气所需要的加压气体的量，从而能够使用更小的压缩气体罐。再者，较小的罐导致系统重量的减小。另外，与经由飞机或其他商业车辆运输压缩气体罐/盒有关的法律和安全问题会对压缩气体罐/盒的使用造成负面影响。实际上，雪崩系统的制造者警告乱用所述罐/盒会威胁生命。另外，重新填充压缩气体罐/盒所涉及的物流延迟对它们的使用呈现了附加的不方便或限制。同样，对装运、邮寄、运输、进口和出口以及证明担保压缩气体罐/盒的限制形成了附加的限制和不便。具体地，考虑到压缩气体罐/盒的一次性，它们在训练和示范目的中的使用尤其被受到限制，这是因为对于每一次展开都需要一个新的或重新填充的罐或盒。另外，对于已知系统，压缩气体容器本质上会产生潜在的安全问题。例如，在壳体处或在容器处的操纵可触发一个爆炸，形成伤害和死亡的危险，甚至是对于旁观者。此外，ABS和Snowpulse对于它们的系统解释:仅能使用由他们提供的原始的容器，且空的容器需要在他们的商店进行再填充。关于所述容器的使用的顾问解释:每一所供应的容器都具有一个张贴物，给出其总重量和填充日期，并且仅可通过再一次对容器称重以及将其与写在张贴物上的重量进行比较来确保其使用准备就绪。前述美国专利N0.6，220, 909公开了一种压缩气体系统，气体释放抓握机构被制造成相对于压缩气体单元是可拆卸的，从而避免导致气袋充气的非故意或错误的触发。这样，当使用者在山索道、火车、饭店、公共汽车或轨道上时，例如在预期使用之前，释放抓握部未钩到压缩气体单元上(而这必须在使用——例如在滑雪或徒步旅行时——之前完成)。当然，之后使用者必须谨记在开始例如滑雪、驾雪板或徒步旅行(即，可能发生雪崩情况)之前重新连接系统。
发明内容
本发明涉及一种气袋系统，其克服了上面提及的压缩气体系统的所有负面方面。更具体地，本发明针对一种气袋系统，该气袋系统包括一个使用100%的周围空气为气袋充气的充气设备。因而，与已知救援系统相比，本发明不仅使用更少的压缩气体，而且不使用任何压缩气体。也就是，本发明的系统不利用压缩气体罐或压缩气体盒，即，没有任何压缩气体容器，而是通过电动设备实现为气袋充气。然而，根据本发明的系统可实现在-20°C时低于5秒的气袋充气时间，更优选地，可实现在_20°C时仅2.5秒的充气。代替通过释放来自压缩空气盒或压缩气体罐的气体来提供充气，本发明利用由电动力源例如电马达提供的充气。电马达可以是通过数字控制的有刷直流电马达或无刷直流电马达，无刷直流电马达是内转式配置或外转式配置。为达到这些或者其他目的，本发明提供了一种气袋系统，该气袋系统包括:至少一个可充气气袋；用于为所述气袋充气的装置，所述气袋系统不包括压缩空气容器；一个支撑设备，用于将所述可充气气袋和所述充气装置支撑在一个人上或者由所述人使用的装备上。此外，本发明提供了一种气袋系统，该气袋系统包括:至少一个可充气气袋；用于在不多于5秒内——例如2.5秒内——用100%的周围空气将所述气袋充气至至少100升的体积的装置；一个支撑设备，用于将所述可充气气袋和所述充气装置支撑在一个人上或者由所述人使用的装备上。另外，在一个具体实施方案中，本发明提供了一种气袋系统，所述气袋系统包括:至少一个可充气气袋；一个空气移动设备；—个电动力源，用于移动所述空气移动设备的一部分，例如移动一个或多个扇叶，从而移动空气以为所述气袋充气；一个支撑设备，用于将所述可充气气袋和所述电动力源支撑在一个人上或者由所述人使用的装备上。此外，根据一个具体实施方案的动力源包括一个电马达和一个电源，该系统还包括一个控制器，用于控制所述电马达和电源。另外，就这点而言，所述控制器包括一个电子开关，该电子开关用于致动所述电源，以用于借助于所述空气移动设备来为所述气袋充气。此外，所述控制器包括一个触发器，所述触发器被携带以在使用时由所述人手动致动，从而触发所述开关，或者由所述人无线远程致动，例如致动与设备相关联的系统，诸如雪地车。该系统的支撑设备包括一个结构，该结构将所述气袋支撑在未充气预展开位置中和充气展开位置中。在本发明的一个具体实施方案中，在所述充气展开位置中，如果该系统由人佩带，则所述气袋包括定位为接近于所述人的头部的至少一个部分。在该具体实施方案或另一具体实施方案中，在所述充气展开位置，所述气袋至少从后部延伸至所述人的头部的两侧在一个具体实施方案中，用于支撑所述气袋和电动力源的支撑设备可包括一个背带(harness)，所述背带被构造和布置为将所述可充气气袋支撑在所述人的背部上。就这点而言，所述背带可采取多个肩带条和一个腰带的形式。更具体地，所述支撑设备可包括一个背包(backpack)，所述背包被构造和布置为将所述可充气气袋承载在所述人的背部上，所述背包包括例如多个肩带条和一个腰带。另外，在一个具体实施方案中，所述空气移动设备包括至少一个周围空气入口以及一个通向所述至少一个可充气气袋的周围空气输出部，以及在所述周围空气入口的下游和所述周围空气输出部的上游的一个通道。所述可移动表面(例如一个或多个风扇叶片)被安装在所述通道中，用于从所述周围空气入口抽入周围空气，以及用于推动所述周围空气穿过周围空气输出部至所述气袋，以为所述气袋充气。所述电动力源还包括一个电源，由此通过多种选项(包括可再充电电池、一次性电池、燃料电池或太阳能)中的任一种来为马达供应动力。例如，锂聚合物(LiPo )电池是合适的。在一个具体实施方案中，在本发明中可采用加热电池或自加热电池。就这点而言，被选定以使用的电池可以仅仅根据使用条件/使用温度而被隔离。在另一实施方案中，可采用自加热电池组。就这点而言，作为示例，自加热电池可采取如下形式:(I)该电池运行一个经由恒温器控制的小的二次电阻加热器；或者(2) —个电池，其为电容器或类似部件充电或向电容器或类似部件放电，并且通过电池的内阻和吸热性质来生成热。控制的范围可从恒温器到具有热偶的固态电路，或者甚至监控实际电池输出电势和/或内阻。此外，可通过各种类型的数字控制器来实现对马达和电源的控制(电压、热、压力、时间、电流、周期、RPM、经由无线电的远程触发等均可电子控制)。可选地，可采用陀螺仪开关或其他姿态感测开关，使得一旦感测到佩带者的极端失调状况，或者一旦感测到支撑本发明的系统的装备件的极端失调状况，例如“从头到脚”翻滚，能够应急/自动致动马达(以及为气袋充气)，例如可选地与持续时间延迟器联接，以避免非故意致动。所述开关(如果采用)可装配有手动切断开关，从而仅在易发生雪崩区域之前或者由佩带者或操作者确定的情形中允许佩带者或者操作者致动所述自动操作。借助于下列中的任何一种空气移动设备或者它们的组合来将周围空气移动至气袋并加压，所述空气移动设备包括但不限于:涵道风扇(ducted fan)鼓风机；旋转式或离心式风扇/压缩机；轴流式风扇/压缩机(涡轮机)；旋叶式泵/鼓风机/压缩机；齿轮泵；鼠笼式鼓风机/风扇。前述的设备都可以在单级配置或多级配置中使用，以及以串联配置或并联配置使用，以及以不同类型的设备的组合来使用，从而形成针对特定气袋应用所需要的特定的体积、填充速率和空气压力。与已知压缩气体系统的重量相比，对于等量的充气体积和压力，根据本发明的系统的重量可被减少多达50%。该系统可根据电力供应而持续输送非常高体积和压力的气体，根据需求可很容易增大或减小电力供应。根据本发明的系统可在多次电池充电之间被展开多达50次或者更多。本发明的气袋系统不限于气袋自身的具体形状。而是，可通过任何已知形状的气袋来实施本发明，对于给定系统，可使用一个、两个或更多个气袋。对于个人用途的气袋系统，例如经由背带系统诸如背包被附接的气袋系统，总体积将在约150-300升的范围内。根据本发明的气袋系统的特定预期用途是用于以可佩带背包配置的个人保护，还用于装备漂浮(例如用于雪地车等)。在用于装备漂浮的情形中，该系统可被制造成远程致动。本发明的气袋系统可结合到各种形式的支撑物中，所述支撑物用于应用到待被救援的人或者物品上或者由待被救援的人或者物品佩带的系统的各种部件。例如，所述支撑物可采取框架或肩带的形式，例如用作背包的一部分，或者用作攀登肩带的一部分，或者作为一件衣服(例如夹克、马甲、外套或其他衣服物品)的一部分。就这点而言，术语“支撑设备”可用于表示允许本发明的气袋系统的部件被待被救援的人或物品佩带或被应用至待被救援的人或物品的任何装置。对于找回一件装备而非个人设备，可相应地调整气袋体积。对于雪地车，其大体为人体重量的四倍，气袋体积可在500-1000升的范围内。总之，本发明包括如下一种气袋设备，例如在前述专利文件中所描述的那些气袋设备，但是在这种气袋设备中，根据这些已知系统的通过压缩空气来充气所需要的压缩空气源和相关部件被本文描述的电动空气供应设备和必要的部件代替，且具有前述的由于不利用用于实施压缩空气系统所需要的压缩空气源和各种部件所带来的优势。因而，为此，前述专利和专利申请的公开内容在此以全文引用的方式纳入。此外，尽管气袋设备可用于在雪崩中的生存和救援，即，在雪难的救援情形，但是本发明的气袋系统还适用于水上的救援情形，例如在船或其他船只倾翻或失去其浮力时。
从下面的说明书，参考仅通过非限制性实施例所提供的附图，本发明的其他特征和优势将变得明显，在附图中:图1是包括有根据本发明的气袋系统的背包的示意性前视图，以充气、展开配置示出了该系统的气袋；图2是图1的背包和气袋系统的侧视图；图3是类似于图1的视图，示出了包括在背包中的本发明的气袋系统的部件；图4是如同图3的视图，示出了一个替代实施方案；图5是安装至气袋的部件的组件的示意图，呈现了本发明的一个特定非限制性实施方案；图6是图5的部件的分解立体图；以及图7是图6的部件的分解侧视图。
具体实施例方式下面的详细描述是具体实施方案(包括部件的示例性结构、材料和布置)以及示例性方法的详细描述。然而，应理解，出于增强对本发明的理解的目的提供所述描述，并非将本发明限制于所述具体实施方案和方法。
图1和图2示出了根据本发明的气袋系统1，该气袋系统I与背包2结合，具有处于展开(即，充气)配置的气袋3。该背包提供了用于支撑气袋系统的多个部件的结构，如下面关于图3和图4进一步描述的。该背包包括:一个竖立嵌板4，适于放置为抵靠佩带者的背部，从而为背包提供刚性，并且为气袋系统的部件提供支撑；以及，一对肩带条5和腰带6，肩带条5和腰带6都具有可调节的联接元件；以及，一个垫7，用于支撑抵靠佩带者的下背部。具有竖立嵌板(在此称为例如板框架42)的背包可在本发明中使用，从而支撑背包的某些部件，所述背包例如为在共同受让的美国专利申请公开文本N0.2008/0041906中所公开的，该美国专利申请公开文本的公开内容以全文引用的方式纳入本文。背包2可包括一个主隔区和各种口袋，如同那些常规背包一样。替代地，不包括常规背包的所述属性，仅仅利用那些对支撑气袋系统的各种部件所必需的部件。因此，不是将气袋系统结合在背包中，而是，应理解，本发明可与表征为仅一个支撑设备的物体例如背带结合。因而，就这点而言，支撑设备可没有主隔区和各种口袋，例如尽管它可包括一个隔区，例如隔区8，用于在气袋3充气之前存储气袋3。在未不出的替代实施方案中，本发明的气袋系统可与各种衣服中的任一种结合，例如夹克或马甲。也就是说，所述各种衣服可在其中结合用于气袋系统的部件的多种支撑设备。尽管未通过进一步的细节示出，但是未充气的气袋在被致动之前可储存在隔区8中，且一旦气袋充气，即以一种在前述专利和公开文本中所公开的系统的方式从隔区中释放，例如美国专利N0.6，158，380和美国专利申请公开文本N0.2010/0184343，所述专利和公开文本的公开内容在此以引用的方式纳入本文。为了便于通过100%的周围空气为气袋充气，背包的至少一个侧部包括一个筛网或通风嵌板9，使得周围空气能够被抽入。图3和图4示意性示出了根据本发明的气袋系统的一个具体实施方案的部件。以折线描绘了气袋自身(如同图1和图2中那样展开)以及背包的细节。图3示出了一个导管10，导管10提供一个周围空气通道，用于将空气例如通过通风嵌板9从入口嵌板导通至输出部，所述输出部通向气袋3用于充气。替代地，不是采用单个导管，而是采用一对所述导管，例如图4中的导管10a、10b，每一导管都从背包一侧上的相应的通风嵌板9吸入周围空气。导管可安装在背包的嵌板4上，或者由背包的嵌板4支撑。在图3中的导管10的输出端近处，或者在图4中的导管10a、10b的接合处(导管10a、10b的输出端近处)，一个具有多个叶片的空气移动设备(例如风扇)被定位在所述导管内，用于从入口抽入周围空气，并且将空气推动穿过所述输出部，用于为气袋3充气。本发明包括用于实现本发明目标的其他形式的空气移动设备，尤其是在预定时间段内(例如，不大于5秒或者更少)完全充气气袋体积(例如，至少150升或者更多)的空气移动设备。例如，涵道风扇鼓风机、旋转式或离心式风扇/压缩机、轴流式风扇/压缩机(涡轮机)、旋叶式泵/鼓风机/压缩机、齿轮泵和鼠笼式鼓风机/风扇在本发明的范围内都是可能的。此外，就这点而言，风扇/鼓风机/压缩机(即，在此总体称为“空气移动设备”或者所述设备的一部分)可以是单级配置或多级配置。为了实现更高的压力或者对周围空气的更强的抽动(如果基于应用要求的话)，则可使用例如串联的多级鼓风机(正如轴流式涡轮压缩机或者两个离心式真空清洁机)。为了实现更高的流动速率/填充速率或者出于安全考虑为了实现冗余，可使用并联系统。还可使用两种类型的鼓风机的组合(例如，用于初始气袋展开所需高压的旋叶式泵与用于非常高体积的空气移动的轴流式涵道风扇一起使用)。进一步参考所示出的实施方案，空气移动设备(为方便起见，下文中为“风扇”)由电马达——例如内转式无刷DC马达或外转式无刷DC马达——供电，空气移动设备也定位在导管内，邻近导管的输出端，其中风扇安装在马达的输出轴上。替代地，马达可安装在导管的外部，由背包的嵌板4支撑，具有将风扇的轴与马达的输出轴联接的直角驱动，或者在内转式无刷马达的情形中，风扇安装在齿轮箱的输出轴上，其中所述齿轮箱安装至马达。本发明还包括适于实现本发明的目的的其他类型的电马达。更具体地，图3和图4示意性示出了外转式无刷DC马达11，风扇12安装在马达11的输出轴上。电动力源和控制器14被支撑在马达和风扇附近并且被接线至马达，电动力源是电池13的形式，例如锂聚合物(LiPo)类型的形式，所述控制器14例如提供数字控制。本发明包括用于实现本发明目标的其他形式的电源和控制器，包括例如加热电池和自加热电池。尽管在附图例如图1和图2中示出的气袋从后部并且沿着佩带者的头部两侧延伸，但是本发明不限于所述具体形状，并且可适于通过其他形状来实行。此外，尽管示出了单个气袋，但是本发明适于通过一对气袋(如诸如在美国专利N0.6，158，380和其他文献中所公开的)或多于两个气袋来实行。此外，气袋3的总体积可以为约150升，但是如果期望，体积可以更大，例如在约150-300升的范围内，因为利用具有更大体积的气袋不会出现一个大的代价，例如系统重量的额外增大。在至少一个肩带条上定位有触发器15或致动开关，所述触发器经由线16 (参看图3、图4)联接至控制器14。触发器可以是若干类型中的任何一种，要求推动、拉动或扭动或者其他操纵来初始化系统的电气致动以及气袋的充气。在本发明所包括的某些实施方案中，触发器具有的尺寸和形状尤其便于通过戴手套的手来操纵。在触发器15和控制器14之间延伸的有线电气连接16沿着触发器安装至的带条的结构延伸，或者在所述带条的结构内延伸。在操作时，当佩带者(例如，滑雪者、徒步旅行者、驾雪地车者)意识到雪崩情况时，他/她操纵触发器12，产生一个发送至控制器14的信号，从而向马达11供电，以开始风扇12的旋转，用于通过通道10或10a、10b将周围空气抽入至输出部，为气袋3充气。根据本发明的一个具体实施方案，风扇在预定时间内将周围空气泵入气袋中。为了完全充气150升的气袋，从控制器至马达的“接通”信号可传递持续至少5秒。替代地，出于安全因素，风扇可被供电更长的持续时间，对于前述的150升的气袋，S卩，大于所计算的完全充气时间，大于5秒，S卩，例如10-15秒或者更多。这可容许周围条件的变化，例如包括温度和压力的变化，所述温度和压力可影响预定的完全充气时间。在根据本发明的一个简化实施方案中，除了气袋以外，气袋系统还包括空气移动设备(例如风扇)、电马达、动力源(例如电池)，以及接通/断开开关，由此，当佩带者意识到雪崩时，操纵开关，从而为马达供电，马达转动风扇，直至动力源被耗尽或者直至佩带者将开关移动至断开位置。在一个改进实施方案中，例如本发明的气袋系统可包括一个监测气袋内的压力的空气压力传感器，由此一旦获得预定压力，则信号通知马达以断开对风扇的动力。事实上，前述用于充气的时间周期(即，例如5秒或者10-15秒)以及用于充气的压力感测动力控制中的每一个都可在相应的实施方案中单独使用，或者结合使用。在结合使用的情形中，例如压力感测可被用作时间相关系统的切断，从而如果压力达到一个设定水平，则动力在持续时间结束之前将被中断。在任何情形中，本发明包括在雪崩之后但是在救援之前，根据设定时间间隔或者根据气袋压降低于设定水平，将动力交替循环至风扇，即，接通和断开。当然，这个特征通过依赖于一次性使用的压缩气体容器来为气袋充气的已知系统并不可得。此外，就这点而言，现代的电池技术(包括LiPo电池)例如在多次充电之间能够实现多次气袋展开。在本发明的另一改进实施方案中，气袋装配有溢流阀(或者压力释放阀)，使得风扇(或者鼓风机或压缩机)将可吸入的空气输送至用户头部近处。就这点而言，所述阀持续供应可吸入的空气，或者以增量循环供应可吸入的空气，从而风扇被循环接通和断开，只要电源未被耗尽。溢流空气例如可由佩带者借助于定位在触发器附近的合适的控制构件手动输送，和/或例如借助于合适的控制算法被自动输送(出于安全原因，由于佩带者可能处于一种丧失能力的状态)。对于前述改进的实施方案，在雪崩之后，可吸入空气的供应将经由入口通风部/筛网9被抽入，尤其是如果背包的任一侧以及通风部/或筛网9被暴露或者远离积雪。图5、图6和图7针对本发明的一个特定但非限制性的实施方案。图5示出了一个马达，一个鼓风机转子附接至该马达，用于通过一个双源管道配置(类似于图3所示出的)将周围空气抽至气袋。凸缘将马达和某些相关联的部件安装至气袋，在图5中为方便起见示出了气袋的一个切除部分。如果确定是有利的或必要的，可使用粘结剂或机械紧固件(如有必要)将凸缘固定至气袋。凸缘示出为具有一个接线端口，电气连接件通过该接线端口在数字速度控制器和马达之间延伸。图5和图7标识和描述了用于执行本发明的一个示例实施方案的特定部件的细节。仅出于增强对本发明的理解的目的展示了这些细节，但本发明的范围不限于所述细节，图5-图7中示出和描述的细节也不旨在展示本发明的基本元件或基本限制。就这点而言，例如参考图5-图7以及参考其他附图中示出的本发明以及本文其他地方所描述的，可在缺少本文未具体公开的任何元件的情形下适当地实行本文所示意性示出的本发明。最后，尽管参考具体装置、结构、材料和实施方案描述了本发明，但是应理解，本发明不限于所精确公开的细节，可延伸至权利要求的范围内的所有等同物。除了前述，可在缺少本文未具体公开的任何元件的情形下适当地实行参考示例实施方案所公开的本发明。
权利要求
1.一种气袋系统，包括: 至少一个可充气气袋； 用于为所述至少一个气袋充气的装置，所述气袋系统不包括一个压缩气体容器； 一个支撑设备，用于将所述至少一个可充气气袋和所述装置支撑在一个人上。
2.—种气袋系统，包括: 至少一个可充气气袋； 用于在不多于5秒内用100%的周围空气将所述至少一个气袋充气到至少100升的体积的装置； 一个支撑设备，用于将所述至少一个可充气气袋和所述装置支撑在一个人上或者由该人所使用的装备上。
3.一种气袋系统，包括: 至少一个可充气气袋； 一个空气移动设备； 一个动力源，用于移动所述空气移动设备的一部分，以使空气移动，从而为所述至少一个气袋充气； 一个支撑设备，用于将所述至少一个可充气气袋和所述动力源支撑在一个人上或者由该人所使用的装备上。
4.根据权利要求3 所述的气袋系统，其中: 所述气袋系统不包括一个压缩气体容器。
5.根据权利要求3所述的气袋系统，其中: 所述动力源包括一个电马达。
6.根据权利要求5所述的气袋系统,其中: 所述电马达包括一个无刷电马达。
7.根据权利要求6所述的气袋系统，其中: 所述无刷电马达具有内转式配置和外转式配置中的一种。
8.根据权利要求3所述的气袋系统，其中 所述动力源还包括: 一个电马达； 一个电源； 所述气袋系统还包括一个控制器，用于控制所述电马达和所述电源。
9.根据权利要求8所述的气袋系统，其中: 所述控制器包括一个电子开关，该电子开关用于致动所述电源，以用于借助于所述空气移动设备为所述至少一个气袋充气。
10.根据权利要求9所述的气袋系统，其中: 所述控制器包括一个触发器，所述触发器被携带以在使用时用于由所述人手动致动，从而触发所述开关。
11.根据权利要求9所述的气袋系统，其中: 所述控制器包括一个触发器，所述触发器被携带以在使用时用于由所述人无线远程致动。
12.根据权利要求3所述的气袋系统，其中: 所述支撑设备包括一个结构，该结构将所述至少一个气袋支撑在未充气预展开位置和充气展开位置中； 在所述充气展开位置中，所述至少一个气袋包括定位为接近于所述人的头部的至少一部分。
13.根据权利要求12所述的气袋系统，其中: 在所述充气展开位置中，所述至少一个气袋至少从后部延伸至所述人的头部的两侧。
14.根据权利要求3所 述的气袋系统，其中: 所述支撑设备用于将所述至少一个可充气气袋和所述电动力源支撑在一个人上，所述支撑设备包括一个背带，所述背带被构造和布置为将所述至少一个可充气气袋承载在所述人的背部上。
15.根据权利要求14所述的气袋系统，其中: 所述背带包括多个肩带条和一个腰带。
16.根据权利要求3所述的气袋系统，其中: 所述支撑设备用于将所述至少一个可充气气袋和所述电动力源支撑在一个人上，所述支撑设备包括一个背包，所述背包被构造和布置为将所述至少一个可充气气袋承载在所述人的背部上。
17.根据权利要求16所述的气袋系统，其中: 所述背包包括多个肩带条和一个腰带。
18.根据权利要求3所述的气袋系统，其中: 所述空气移动设备的所述一部分包括一个被所述电动力源移动的可移动表面。
19.根据权利要求3所述的气袋系统，其中: 所述可移动表面包括一个风扇叶片。
20.根据权利要求18所述的气袋系统，其中: 所述空气移动设备还包括: 至少一个周围空气入口； 一个周围空气输出部，通向所述至少一个可充气气袋； 一个通道，在所述至少一个周围空气入口的下游，并在所述周围空气输出部的上游； 所述可移动表面被安装在所述通道中，用于从所述至少一个周围空气入口抽入周围空气，以及用于推动所述周围空气穿过所述周围空气输出部至所述至少一个气袋，从而为所述至少一个气袋充气。
21.根据权利要求20所述的气袋系统，其中: 所述气袋系统被构造和布置为以来自所述通道的100%的周围空气将所述至少一个气袋充气至一个充气展开状态。
22.根据权利要求20所述的气袋系统，其中: 所述可移动表面包括一个风扇叶片。
全文摘要
本发明针对一种气袋系统，更具体地，针对用作救援或救生系统以使得人能够在雪崩中生存的这样一种系统。在一个具体实施方案中，本发明涉及一种与背包一起使用的气袋系统，所述背包由例如滑雪者、滑雪板者、徒步旅行者或驾雪地车者佩带。代替依赖于压缩空气盒或罐来为气袋充气，本发明仅通过周围空气为气袋充气。在一个具体实施方案中，借助于电池供电的电马达为气袋供应空气。
文档编号A62B17/00GK103189110SQ201180052235
公开日2013年7月3日 申请日期2011年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者M·D·布伦卡恩, T·W·C·费伊尔, G·T·罗斯 申请人:亚克泰利克斯装备公司
气袋救援系统相关申请的交叉引用本申请基于2010年9月14日提交的美国临时专利申请N0.61/382，732，该美国临时专利申请的公开内容在此以全文引用的方式纳入，并且根据美国法典第35篇第119 Ce)节要求该美国临时专利申请的优先权。
背景技术：
1.发明领域本发明涉及一种气袋系统，更具体地，涉及一种气袋救援或安全系统，甚至更具体地，涉及一种用作救生系统的气袋系统，使得人能够使用所述系统在雪崩或类似情形(诸如水上救援)中生存，以及涉及一种气袋系统，所述气袋系统用于附接至人的装备并且用于找回人的装备，例如雪地车。更具体地，所述系统可在启动(由使用者远程启动或者手动启动)时被用于在雪崩或类似情形中维持使用者的浮力或使用者装备的浮力，并且将使用者或装备维持在雪崩的表面上，或者尽可能接近所述表面，从而使得使用者能够在雪崩中生存或者便于使用者装备的找回。在另一具体实施方式
中，发明领域涉及一种通过背带或背包使用的气袋系统，该气袋系统由具有暴露至雪崩或类似情形的风险的滑雪者、滑雪板者、驾雪地车者、徒步旅行者或者进行另一活动的人佩带。就这点而言，本发明还涉及一种可附接至齿轮元件例如雪地车或者其他运动齿轮的系统，该系统可被远程启动。2.背景信息当前，所谓的雪崩气袋——体现为由滑雪者佩带的背包系统——包括由ABSPeter Aschauer GmbH> Snowpulse S.A.和 Backcountry Access Inc.出售的那些雪崩气袋。所述系统在下列文件中被公开:美国专利N0.4，635，754 ;美国专利N0.6，158，380 ;美国专利N0.6，220, 909 ;美国专利申请公开文本N0.2009/0239428 ;美国专利申请公开文本N0.2010/0112880 ;以及，美国专利申请公开文本N0.2010/0184343。这些系统被设计用来防止遭难者在雪崩中被埋葬，以及使得当遭难者佩带含有所述系统的背包时能够在雪崩中生存且具有最少可能的伤害。这些系统意在使这些佩带者留在雪崩的表面上，或者尽可能接近该表面。就这点而言，与不具有所述系统的遭难者的体积相比，在启动和充气之后，固定至遭难者的充气气袋的总体积增大，从而具有在雪崩中将遭难者保持在雪流的表面处或雪流附近的效果。此外，充分减小佩带充气气袋的遭难者的总重量/体积比(即，将佩带充气气袋的遭难者的总重量/体积比减小至小于雪的重量/体积)维持了遭难者的相对浮力，且将遭难者维持在雪的表面处。当ABS雪崩气袋被启动时，ABS雪崩气袋展开位于佩带者背侧上的一对竖直的细长气袋，而Snowpulse系统展开环绕佩带者头部的气袋。ABS宣称无障碍的视线以及自由的移动，甚至在带有充气气囊的情况下，允许佩带者逃离雪崩，并能够在困在雪崩中时做出反应以及占据一个保护性位置。Snowpulse的单个袋系统被设计用于对佩带者的头部和胸部提供保护，此外提供保护以避免被埋葬，还提供保护以避免外伤。在任一情形中，该系统意在将佩带者维持在雪崩的表面处或附近，并且不仅仅依赖于救援或雪崩警示灯。ABS宣称启动它们的ABS雪崩气袋的所有雪崩受难者中有98%存活，而这个群体中的90%完全未受伤。前述的Backcountry Access Inc.的美国专利申请公开文本 N0.US2010/0184343详细描述了雪崩气袋背包的当前相关技术，并且给出了该类装备的构造、用途以及意图的历史和总体描述。该技术领域中已知的每一系统(包括前述的ABS、Snowpulse和BackcountryAccess Inc.系统)依赖于一次性的压缩气体(例如，空气或氮气)容器来为气袋充气。这些一次性系统中的一些还包括用于抽入周围空气的装置，从而借助于文丘里管或喷射器来增大气体的总体积，但是所述装置需要用于抽入周围空气的压缩气体。尽管现有技术中已知的雪崩气袋是成功且有优势的，但是使用压缩气体容器(SP罐或盒)固有地存在许多问题。例如，压缩气体系统被它们的一次性使用所限制。一旦压缩气体被排出，必须安装新的罐或盒，或者在重新使用之前重新填充空的罐或盒。此外，由于压缩气体罐/盒的尺寸和重量限制，在释放压缩气体时，气袋充气之后的可用体积被限制。另外，采用压缩气体罐/盒的系统的重量会附加地对所述系统造成负面影响。在前述美国专利申请公开文本N0.2010/0184343和美国专利N0.6220, 909中都承认了该问题。然而，为这些系统所提供的解决方案是减少气袋充气所需要的加压气体的量，从而能够使用更小的压缩气体罐。再者，较小的罐导致系统重量的减小。另外，与经由飞机或其他商业车辆运输压缩气体罐/盒有关的法律和安全问题会对压缩气体罐/盒的使用造成负面影响。实际上，雪崩系统的制造者警告乱用所述罐/盒会威胁生命。另外，重新填充压缩气体罐/盒所涉及的物流延迟对它们的使用呈现了附加的不方便或限制。同样，对装运、邮寄、运输、进口和出口以及证明担保压缩气体罐/盒的限制形成了附加的限制和不便。具体地，考虑到压缩气体罐/盒的一次性，它们在训练和示范目的中的使用尤其被受到限制，这是因为对于每一次展开都需要一个新的或重新填充的罐或盒。另外，对于已知系统，压缩气体容器本质上会产生潜在的安全问题。例如，在壳体处或在容器处的操纵可触发一个爆炸，形成伤害和死亡的危险，甚至是对于旁观者。此外，ABS和Snowpulse对于它们的系统解释:仅能使用由他们提供的原始的容器，且空的容器需要在他们的商店进行再填充。关于所述容器的使用的顾问解释:每一所供应的容器都具有一个张贴物，给出其总重量和填充日期，并且仅可通过再一次对容器称重以及将其与写在张贴物上的重量进行比较来确保其使用准备就绪。前述美国专利N0.6，220, 909公开了一种压缩气体系统，气体释放抓握机构被制造成相对于压缩气体单元是可拆卸的，从而避免导致气袋充气的非故意或错误的触发。这样，当使用者在山索道、火车、饭店、公共汽车或轨道上时，例如在预期使用之前，释放抓握部未钩到压缩气体单元上(而这必须在使用——例如在滑雪或徒步旅行时——之前完成)。当然，之后使用者必须谨记在开始例如滑雪、驾雪板或徒步旅行(即，可能发生雪崩情况)之前重新连接系统。
发明内容
本发明涉及一种气袋系统，其克服了上面提及的压缩气体系统的所有负面方面。更具体地，本发明针对一种气袋系统，该气袋系统包括一个使用100%的周围空气为气袋充气的充气设备。因而，与已知救援系统相比，本发明不仅使用更少的压缩气体，而且不使用任何压缩气体。也就是，本发明的系统不利用压缩气体罐或压缩气体盒，即，没有任何压缩气体容器，而是通过电动设备实现为气袋充气。然而，根据本发明的系统可实现在-20°C时低于5秒的气袋充气时间，更优选地，可实现在_20°C时仅2.5秒的充气。代替通过释放来自压缩空气盒或压缩气体罐的气体来提供充气，本发明利用由电动力源例如电马达提供的充气。电马达可以是通过数字控制的有刷直流电马达或无刷直流电马达，无刷直流电马达是内转式配置或外转式配置。为达到这些或者其他目的，本发明提供了一种气袋系统，该气袋系统包括:至少一个可充气气袋；用于为所述气袋充气的装置，所述气袋系统不包括压缩空气容器；一个支撑设备，用于将所述可充气气袋和所述充气装置支撑在一个人上或者由所述人使用的装备上。此外，本发明提供了一种气袋系统，该气袋系统包括:至少一个可充气气袋；用于在不多于5秒内——例如2.5秒内——用100%的周围空气将所述气袋充气至至少100升的体积的装置；一个支撑设备，用于将所述可充气气袋和所述充气装置支撑在一个人上或者由所述人使用的装备上。另外，在一个具体实施方案中，本发明提供了一种气袋系统，所述气袋系统包括:至少一个可充气气袋；一个空气移动设备；—个电动力源，用于移动所述空气移动设备的一部分，例如移动一个或多个扇叶，从而移动空气以为所述气袋充气；一个支撑设备，用于将所述可充气气袋和所述电动力源支撑在一个人上或者由所述人使用的装备上。此外，根据一个具体实施方案的动力源包括一个电马达和一个电源，该系统还包括一个控制器，用于控制所述电马达和电源。另外，就这点而言，所述控制器包括一个电子开关，该电子开关用于致动所述电源，以用于借助于所述空气移动设备来为所述气袋充气。此外，所述控制器包括一个触发器，所述触发器被携带以在使用时由所述人手动致动，从而触发所述开关，或者由所述人无线远程致动，例如致动与设备相关联的系统，诸如雪地车。该系统的支撑设备包括一个结构，该结构将所述气袋支撑在未充气预展开位置中和充气展开位置中。在本发明的一个具体实施方案中，在所述充气展开位置中，如果该系统由人佩带，则所述气袋包括定位为接近于所述人的头部的至少一个部分。在该具体实施方案或另一具体实施方案中，在所述充气展开位置，所述气袋至少从后部延伸至所述人的头部的两侧在一个具体实施方案中，用于支撑所述气袋和电动力源的支撑设备可包括一个背带(harness)，所述背带被构造和布置为将所述可充气气袋支撑在所述人的背部上。就这点而言，所述背带可采取多个肩带条和一个腰带的形式。更具体地，所述支撑设备可包括一个背包(backpack)，所述背包被构造和布置为将所述可充气气袋承载在所述人的背部上，所述背包包括例如多个肩带条和一个腰带。另外，在一个具体实施方案中，所述空气移动设备包括至少一个周围空气入口以及一个通向所述至少一个可充气气袋的周围空气输出部，以及在所述周围空气入口的下游和所述周围空气输出部的上游的一个通道。所述可移动表面(例如一个或多个风扇叶片)被安装在所述通道中，用于从所述周围空气入口抽入周围空气，以及用于推动所述周围空气穿过周围空气输出部至所述气袋，以为所述气袋充气。所述电动力源还包括一个电源，由此通过多种选项(包括可再充电电池、一次性电池、燃料电池或太阳能)中的任一种来为马达供应动力。例如，锂聚合物(LiPo )电池是合适的。在一个具体实施方案中，在本发明中可采用加热电池或自加热电池。就这点而言，被选定以使用的电池可以仅仅根据使用条件/使用温度而被隔离。在另一实施方案中，可采用自加热电池组。就这点而言，作为示例，自加热电池可采取如下形式:(I)该电池运行一个经由恒温器控制的小的二次电阻加热器；或者(2) —个电池，其为电容器或类似部件充电或向电容器或类似部件放电，并且通过电池的内阻和吸热性质来生成热。控制的范围可从恒温器到具有热偶的固态电路，或者甚至监控实际电池输出电势和/或内阻。此外，可通过各种类型的数字控制器来实现对马达和电源的控制(电压、热、压力、时间、电流、周期、RPM、经由无线电的远程触发等均可电子控制)。可选地，可采用陀螺仪开关或其他姿态感测开关，使得一旦感测到佩带者的极端失调状况，或者一旦感测到支撑本发明的系统的装备件的极端失调状况，例如“从头到脚”翻滚，能够应急/自动致动马达(以及为气袋充气)，例如可选地与持续时间延迟器联接，以避免非故意致动。所述开关(如果采用)可装配有手动切断开关，从而仅在易发生雪崩区域之前或者由佩带者或操作者确定的情形中允许佩带者或者操作者致动所述自动操作。借助于下列中的任何一种空气移动设备或者它们的组合来将周围空气移动至气袋并加压，所述空气移动设备包括但不限于:涵道风扇(ducted fan)鼓风机；旋转式或离心式风扇/压缩机；轴流式风扇/压缩机(涡轮机)；旋叶式泵/鼓风机/压缩机；齿轮泵；鼠笼式鼓风机/风扇。前述的设备都可以在单级配置或多级配置中使用，以及以串联配置或并联配置使用，以及以不同类型的设备的组合来使用，从而形成针对特定气袋应用所需要的特定的体积、填充速率和空气压力。与已知压缩气体系统的重量相比，对于等量的充气体积和压力，根据本发明的系统的重量可被减少多达50%。该系统可根据电力供应而持续输送非常高体积和压力的气体，根据需求可很容易增大或减小电力供应。根据本发明的系统可在多次电池充电之间被展开多达50次或者更多。本发明的气袋系统不限于气袋自身的具体形状。而是，可通过任何已知形状的气袋来实施本发明，对于给定系统，可使用一个、两个或更多个气袋。对于个人用途的气袋系统，例如经由背带系统诸如背包被附接的气袋系统，总体积将在约150-300升的范围内。根据本发明的气袋系统的特定预期用途是用于以可佩带背包配置的个人保护，还用于装备漂浮(例如用于雪地车等)。在用于装备漂浮的情形中，该系统可被制造成远程致动。本发明的气袋系统可结合到各种形式的支撑物中，所述支撑物用于应用到待被救援的人或者物品上或者由待被救援的人或者物品佩带的系统的各种部件。例如，所述支撑物可采取框架或肩带的形式，例如用作背包的一部分，或者用作攀登肩带的一部分，或者作为一件衣服(例如夹克、马甲、外套或其他衣服物品)的一部分。就这点而言，术语“支撑设备”可用于表示允许本发明的气袋系统的部件被待被救援的人或物品佩带或被应用至待被救援的人或物品的任何装置。对于找回一件装备而非个人设备，可相应地调整气袋体积。对于雪地车，其大体为人体重量的四倍，气袋体积可在500-1000升的范围内。总之，本发明包括如下一种气袋设备，例如在前述专利文件中所描述的那些气袋设备，但是在这种气袋设备中，根据这些已知系统的通过压缩空气来充气所需要的压缩空气源和相关部件被本文描述的电动空气供应设备和必要的部件代替，且具有前述的由于不利用用于实施压缩空气系统所需要的压缩空气源和各种部件所带来的优势。因而，为此，前述专利和专利申请的公开内容在此以全文引用的方式纳入。此外，尽管气袋设备可用于在雪崩中的生存和救援，即，在雪难的救援情形，但是本发明的气袋系统还适用于水上的救援情形，例如在船或其他船只倾翻或失去其浮力时。
从下面的说明书，参考仅通过非限制性实施例所提供的附图，本发明的其他特征和优势将变得明显，在附图中:图1是包括有根据本发明的气袋系统的背包的示意性前视图，以充气、展开配置示出了该系统的气袋；图2是图1的背包和气袋系统的侧视图；图3是类似于图1的视图，示出了包括在背包中的本发明的气袋系统的部件；图4是如同图3的视图，示出了一个替代实施方案；图5是安装至气袋的部件的组件的示意图，呈现了本发明的一个特定非限制性实施方案；图6是图5的部件的分解立体图；以及图7是图6的部件的分解侧视图。
具体实施例方式下面的详细描述是具体实施方案(包括部件的示例性结构、材料和布置)以及示例性方法的详细描述。然而，应理解，出于增强对本发明的理解的目的提供所述描述，并非将本发明限制于所述具体实施方案和方法。
图1和图2示出了根据本发明的气袋系统1，该气袋系统I与背包2结合，具有处于展开(即，充气)配置的气袋3。该背包提供了用于支撑气袋系统的多个部件的结构，如下面关于图3和图4进一步描述的。该背包包括:一个竖立嵌板4，适于放置为抵靠佩带者的背部，从而为背包提供刚性，并且为气袋系统的部件提供支撑；以及，一对肩带条5和腰带6，肩带条5和腰带6都具有可调节的联接元件；以及，一个垫7，用于支撑抵靠佩带者的下背部。具有竖立嵌板(在此称为例如板框架42)的背包可在本发明中使用，从而支撑背包的某些部件，所述背包例如为在共同受让的美国专利申请公开文本N0.2008/0041906中所公开的，该美国专利申请公开文本的公开内容以全文引用的方式纳入本文。背包2可包括一个主隔区和各种口袋，如同那些常规背包一样。替代地，不包括常规背包的所述属性，仅仅利用那些对支撑气袋系统的各种部件所必需的部件。因此，不是将气袋系统结合在背包中，而是，应理解，本发明可与表征为仅一个支撑设备的物体例如背带结合。因而，就这点而言，支撑设备可没有主隔区和各种口袋，例如尽管它可包括一个隔区，例如隔区8，用于在气袋3充气之前存储气袋3。在未不出的替代实施方案中，本发明的气袋系统可与各种衣服中的任一种结合，例如夹克或马甲。也就是说，所述各种衣服可在其中结合用于气袋系统的部件的多种支撑设备。尽管未通过进一步的细节示出，但是未充气的气袋在被致动之前可储存在隔区8中，且一旦气袋充气，即以一种在前述专利和公开文本中所公开的系统的方式从隔区中释放，例如美国专利N0.6，158，380和美国专利申请公开文本N0.2010/0184343，所述专利和公开文本的公开内容在此以引用的方式纳入本文。为了便于通过100%的周围空气为气袋充气，背包的至少一个侧部包括一个筛网或通风嵌板9，使得周围空气能够被抽入。图3和图4示意性示出了根据本发明的气袋系统的一个具体实施方案的部件。以折线描绘了气袋自身(如同图1和图2中那样展开)以及背包的细节。图3示出了一个导管10，导管10提供一个周围空气通道，用于将空气例如通过通风嵌板9从入口嵌板导通至输出部，所述输出部通向气袋3用于充气。替代地，不是采用单个导管，而是采用一对所述导管，例如图4中的导管10a、10b，每一导管都从背包一侧上的相应的通风嵌板9吸入周围空气。导管可安装在背包的嵌板4上，或者由背包的嵌板4支撑。在图3中的导管10的输出端近处，或者在图4中的导管10a、10b的接合处(导管10a、10b的输出端近处)，一个具有多个叶片的空气移动设备(例如风扇)被定位在所述导管内，用于从入口抽入周围空气，并且将空气推动穿过所述输出部，用于为气袋3充气。本发明包括用于实现本发明目标的其他形式的空气移动设备，尤其是在预定时间段内(例如，不大于5秒或者更少)完全充气气袋体积(例如，至少150升或者更多)的空气移动设备。例如，涵道风扇鼓风机、旋转式或离心式风扇/压缩机、轴流式风扇/压缩机(涡轮机)、旋叶式泵/鼓风机/压缩机、齿轮泵和鼠笼式鼓风机/风扇在本发明的范围内都是可能的。此外，就这点而言，风扇/鼓风机/压缩机(即，在此总体称为“空气移动设备”或者所述设备的一部分)可以是单级配置或多级配置。为了实现更高的压力或者对周围空气的更强的抽动(如果基于应用要求的话)，则可使用例如串联的多级鼓风机(正如轴流式涡轮压缩机或者两个离心式真空清洁机)。为了实现更高的流动速率/填充速率或者出于安全考虑为了实现冗余，可使用并联系统。还可使用两种类型的鼓风机的组合(例如，用于初始气袋展开所需高压的旋叶式泵与用于非常高体积的空气移动的轴流式涵道风扇一起使用)。进一步参考所示出的实施方案，空气移动设备(为方便起见，下文中为“风扇”)由电马达——例如内转式无刷DC马达或外转式无刷DC马达——供电，空气移动设备也定位在导管内，邻近导管的输出端，其中风扇安装在马达的输出轴上。替代地，马达可安装在导管的外部，由背包的嵌板4支撑，具有将风扇的轴与马达的输出轴联接的直角驱动，或者在内转式无刷马达的情形中，风扇安装在齿轮箱的输出轴上，其中所述齿轮箱安装至马达。本发明还包括适于实现本发明的目的的其他类型的电马达。更具体地，图3和图4示意性示出了外转式无刷DC马达11，风扇12安装在马达11的输出轴上。电动力源和控制器14被支撑在马达和风扇附近并且被接线至马达，电动力源是电池13的形式，例如锂聚合物(LiPo)类型的形式，所述控制器14例如提供数字控制。本发明包括用于实现本发明目标的其他形式的电源和控制器，包括例如加热电池和自加热电池。尽管在附图例如图1和图2中示出的气袋从后部并且沿着佩带者的头部两侧延伸，但是本发明不限于所述具体形状，并且可适于通过其他形状来实行。此外，尽管示出了单个气袋，但是本发明适于通过一对气袋(如诸如在美国专利N0.6，158，380和其他文献中所公开的)或多于两个气袋来实行。此外，气袋3的总体积可以为约150升，但是如果期望，体积可以更大，例如在约150-300升的范围内，因为利用具有更大体积的气袋不会出现一个大的代价，例如系统重量的额外增大。在至少一个肩带条上定位有触发器15或致动开关，所述触发器经由线16 (参看图3、图4)联接至控制器14。触发器可以是若干类型中的任何一种，要求推动、拉动或扭动或者其他操纵来初始化系统的电气致动以及气袋的充气。在本发明所包括的某些实施方案中，触发器具有的尺寸和形状尤其便于通过戴手套的手来操纵。在触发器15和控制器14之间延伸的有线电气连接16沿着触发器安装至的带条的结构延伸，或者在所述带条的结构内延伸。在操作时，当佩带者(例如，滑雪者、徒步旅行者、驾雪地车者)意识到雪崩情况时，他/她操纵触发器12，产生一个发送至控制器14的信号，从而向马达11供电，以开始风扇12的旋转，用于通过通道10或10a、10b将周围空气抽入至输出部，为气袋3充气。根据本发明的一个具体实施方案，风扇在预定时间内将周围空气泵入气袋中。为了完全充气150升的气袋，从控制器至马达的“接通”信号可传递持续至少5秒。替代地，出于安全因素，风扇可被供电更长的持续时间，对于前述的150升的气袋，S卩，大于所计算的完全充气时间，大于5秒，S卩，例如10-15秒或者更多。这可容许周围条件的变化，例如包括温度和压力的变化，所述温度和压力可影响预定的完全充气时间。在根据本发明的一个简化实施方案中，除了气袋以外，气袋系统还包括空气移动设备(例如风扇)、电马达、动力源(例如电池)，以及接通/断开开关，由此，当佩带者意识到雪崩时，操纵开关，从而为马达供电，马达转动风扇，直至动力源被耗尽或者直至佩带者将开关移动至断开位置。在一个改进实施方案中，例如本发明的气袋系统可包括一个监测气袋内的压力的空气压力传感器，由此一旦获得预定压力，则信号通知马达以断开对风扇的动力。事实上，前述用于充气的时间周期(即，例如5秒或者10-15秒)以及用于充气的压力感测动力控制中的每一个都可在相应的实施方案中单独使用，或者结合使用。在结合使用的情形中，例如压力感测可被用作时间相关系统的切断，从而如果压力达到一个设定水平，则动力在持续时间结束之前将被中断。在任何情形中，本发明包括在雪崩之后但是在救援之前，根据设定时间间隔或者根据气袋压降低于设定水平，将动力交替循环至风扇，即，接通和断开。当然，这个特征通过依赖于一次性使用的压缩气体容器来为气袋充气的已知系统并不可得。此外，就这点而言，现代的电池技术(包括LiPo电池)例如在多次充电之间能够实现多次气袋展开。在本发明的另一改进实施方案中，气袋装配有溢流阀(或者压力释放阀)，使得风扇(或者鼓风机或压缩机)将可吸入的空气输送至用户头部近处。就这点而言，所述阀持续供应可吸入的空气，或者以增量循环供应可吸入的空气，从而风扇被循环接通和断开，只要电源未被耗尽。溢流空气例如可由佩带者借助于定位在触发器附近的合适的控制构件手动输送，和/或例如借助于合适的控制算法被自动输送(出于安全原因，由于佩带者可能处于一种丧失能力的状态)。对于前述改进的实施方案，在雪崩之后，可吸入空气的供应将经由入口通风部/筛网9被抽入，尤其是如果背包的任一侧以及通风部/或筛网9被暴露或者远离积雪。图5、图6和图7针对本发明的一个特定但非限制性的实施方案。图5示出了一个马达，一个鼓风机转子附接至该马达，用于通过一个双源管道配置(类似于图3所示出的)将周围空气抽至气袋。凸缘将马达和某些相关联的部件安装至气袋，在图5中为方便起见示出了气袋的一个切除部分。如果确定是有利的或必要的，可使用粘结剂或机械紧固件(如有必要)将凸缘固定至气袋。凸缘示出为具有一个接线端口，电气连接件通过该接线端口在数字速度控制器和马达之间延伸。图5和图7标识和描述了用于执行本发明的一个示例实施方案的特定部件的细节。仅出于增强对本发明的理解的目的展示了这些细节，但本发明的范围不限于所述细节，图5-图7中示出和描述的细节也不旨在展示本发明的基本元件或基本限制。就这点而言，例如参考图5-图7以及参考其他附图中示出的本发明以及本文其他地方所描述的，可在缺少本文未具体公开的任何元件的情形下适当地实行本文所示意性示出的本发明。最后，尽管参考具体装置、结构、材料和实施方案描述了本发明，但是应理解，本发明不限于所精确公开的细节，可延伸至权利要求的范围内的所有等同物。除了前述，可在缺少本文未具体公开的任何元件的情形下适当地实行参考示例实施方案所公开的本发明。
权利要求
1.一种气袋系统，包括: 至少一个可充气气袋； 用于为所述至少一个气袋充气的装置，所述气袋系统不包括一个压缩气体容器； 一个支撑设备，用于将所述至少一个可充气气袋和所述装置支撑在一个人上。
2.—种气袋系统，包括: 至少一个可充气气袋； 用于在不多于5秒内用100%的周围空气将所述至少一个气袋充气到至少100升的体积的装置； 一个支撑设备，用于将所述至少一个可充气气袋和所述装置支撑在一个人上或者由该人所使用的装备上。
3.一种气袋系统，包括: 至少一个可充气气袋； 一个空气移动设备； 一个动力源，用于移动所述空气移动设备的一部分，以使空气移动，从而为所述至少一个气袋充气； 一个支撑设备，用于将所述至少一个可充气气袋和所述动力源支撑在一个人上或者由该人所使用的装备上。
4.根据权利要求3 所述的气袋系统，其中: 所述气袋系统不包括一个压缩气体容器。
5.根据权利要求3所述的气袋系统，其中: 所述动力源包括一个电马达。
6.根据权利要求5所述的气袋系统,其中: 所述电马达包括一个无刷电马达。
7.根据权利要求6所述的气袋系统，其中: 所述无刷电马达具有内转式配置和外转式配置中的一种。
8.根据权利要求3所述的气袋系统，其中 所述动力源还包括: 一个电马达； 一个电源； 所述气袋系统还包括一个控制器，用于控制所述电马达和所述电源。
9.根据权利要求8所述的气袋系统，其中: 所述控制器包括一个电子开关，该电子开关用于致动所述电源，以用于借助于所述空气移动设备为所述至少一个气袋充气。
10.根据权利要求9所述的气袋系统，其中: 所述控制器包括一个触发器，所述触发器被携带以在使用时用于由所述人手动致动，从而触发所述开关。
11.根据权利要求9所述的气袋系统，其中: 所述控制器包括一个触发器，所述触发器被携带以在使用时用于由所述人无线远程致动。
12.根据权利要求3所述的气袋系统，其中: 所述支撑设备包括一个结构，该结构将所述至少一个气袋支撑在未充气预展开位置和充气展开位置中； 在所述充气展开位置中，所述至少一个气袋包括定位为接近于所述人的头部的至少一部分。
13.根据权利要求12所述的气袋系统，其中: 在所述充气展开位置中，所述至少一个气袋至少从后部延伸至所述人的头部的两侧。
14.根据权利要求3所 述的气袋系统，其中: 所述支撑设备用于将所述至少一个可充气气袋和所述电动力源支撑在一个人上，所述支撑设备包括一个背带，所述背带被构造和布置为将所述至少一个可充气气袋承载在所述人的背部上。
15.根据权利要求14所述的气袋系统，其中: 所述背带包括多个肩带条和一个腰带。
16.根据权利要求3所述的气袋系统，其中: 所述支撑设备用于将所述至少一个可充气气袋和所述电动力源支撑在一个人上，所述支撑设备包括一个背包，所述背包被构造和布置为将所述至少一个可充气气袋承载在所述人的背部上。
17.根据权利要求16所述的气袋系统，其中: 所述背包包括多个肩带条和一个腰带。
18.根据权利要求3所述的气袋系统，其中: 所述空气移动设备的所述一部分包括一个被所述电动力源移动的可移动表面。
19.根据权利要求3所述的气袋系统，其中: 所述可移动表面包括一个风扇叶片。
20.根据权利要求18所述的气袋系统，其中: 所述空气移动设备还包括: 至少一个周围空气入口； 一个周围空气输出部，通向所述至少一个可充气气袋； 一个通道，在所述至少一个周围空气入口的下游，并在所述周围空气输出部的上游； 所述可移动表面被安装在所述通道中，用于从所述至少一个周围空气入口抽入周围空气，以及用于推动所述周围空气穿过所述周围空气输出部至所述至少一个气袋，从而为所述至少一个气袋充气。
21.根据权利要求20所述的气袋系统，其中: 所述气袋系统被构造和布置为以来自所述通道的100%的周围空气将所述至少一个气袋充气至一个充气展开状态。
22.根据权利要求20所述的气袋系统，其中: 所述可移动表面包括一个风扇叶片。
全文摘要
本发明针对一种气袋系统，更具体地，针对用作救援或救生系统以使得人能够在雪崩中生存的这样一种系统。在一个具体实施方案中，本发明涉及一种与背包一起使用的气袋系统，所述背包由例如滑雪者、滑雪板者、徒步旅行者或驾雪地车者佩带。代替依赖于压缩空气盒或罐来为气袋充气，本发明仅通过周围空气为气袋充气。在一个具体实施方案中，借助于电池供电的电马达为气袋供应空气。
文档编号A62B17/00GK103189110SQ201180052235
公开日2013年7月3日 申请日期2011年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者M·D·布伦卡恩, T·W·C·费伊尔, G·T·罗斯 申请人:亚克泰利克斯装备公司
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