JP6383809B2 - 自動化された気球打ち上げシステム及び打ち上げのための方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動化された気球打ち上げシステムに関する。特に、本発明は、気象気球又はラジオゾンデのような少なくとも１つの気球を打ち上げるための、自動化された気球打ち上げシステムに関する。本発明はまた、気象気球又はラジオゾンデのような少なくとも１つの気球を打ち上げるための方法に関する。

特許文献１は、気象気球のような気球を、ガスのような流体媒質で充填するためのシステムを開示している。該システムは、媒質を気球に入れるための充填ノズルと、充填ノズルへの媒質の流れを測定するための測定手段と、充填ノズルへの媒質の流れを制御するための流量制御手段とを含む。該システムはまた、所定量の媒質が気球に入れられた場合、所定の基準に従って確立するための、測定手段に応じた処理手段を含む。所定量に達すると、処理手段は、流量制御手段に媒質が流れるのを終結させる。気球を充填するための方法も、提供する。

特許文献２は、自動的にラジオゾンデ・ガスを注入すると共に固定する装置を教示し、該装置は、操作員の安全を保証し、且つ一連のゾンデ準備プロセスを自動化することによって、ゾンデの正確な浮力を供給するものである。荷重を測定する荷重計は、ラジオゾンデ気球部分のガスを自動的に開閉する。指示器は、電気信号の増幅を機能させる。自動開閉ユニットは、電気信号に従って、自動的な開閉動作を履行する。自動的なラジオゾンデ・ガス注入装置には、気球の自動的な留め具及び鉗子が更に含まれる。

特許文献３は、探測気球放球筒を開示しており、これは、筒と、頂部カバーと、基底部と、支持ラックとを含む。支持ラックは、基底部の上に固定される。開閉のための頂部カバーを制御する一対の電気制御装置は、筒の２つの側面上の支持ラックの上に取り付けられる。電気制御装置は、モータと、ウォーム及びウォームギア減速機と、４つの連結ロッド伝達機構とを含む。４つの連結ロッド伝達機構は、左右対称で同形状の頂部カバーに接続され、且つ開閉のために頂部カバーを制御する。気球放球機構及び給気ノズルは、筒内部の底部に取り付けられる。探測気球放球筒は、単純な構造、便利な操作、及び良好な安全性を有する。気球を放球するためには、電気制御装置のスイッチをスタートさせればよく、その後、気球は、自動的に放球されことが可能となり、且つ探測気球放球筒から飛び出す。探測気球放球筒は、高い高度環境又は大気環境の気象条件を検出する目的で、様々な気球を放球するために使用することが可能である。

特許文献４は、通常的に気球を膨張させることが可能な気球放球システムを教示するが、該気球放球システムは、安全に気球を放球するために、気球放球塔において観測することを目的としている。ガス供給ポートは、トレーの中で、移動方向の先端側に設けられるが、該トレーは、気球放球準備チャンバから、円筒状本体に向けて、円筒状本体に隣接するチャンバの気球放球塔における円筒状本体の開口部を通って、水平に移動可能であり、且つガスを充填する前に、観測のための気球の取り入れポートは、ガス供給ポートに取り外し可能に接続される。良好な撥水性のシートが、円筒状本体の内側円周面上の開口部の周辺に広げられる。

特許文献５は、完全自動の空気探測機器について記載している。該機器は、監視センタと、互いに無線通信を実施する遠隔無人高層気象検出ステーションとを備え、そこでは無人高層気象検出ステーションは、空気探測気球を格納すると共に打ち上げるために、且つ空気探測データを受信／送信するために使用される。監視センタは、無人高層気象検出ステーションによって戻された高層気象検出データを受信すると共に処理するために、且つ無人高層気象ステーションの動作を監視するために使用される。無人高層気象検出ステーションは、機器シェルタと、制御コンピュータと、データ処理コンピュータと、強風気球放球機器と、ネットワーク機器と、空気探測気球とを備える。制御コンピュータは、ネットワーク機器を通して、監視センタとの無線通信を実施する。制御コンピュータは、烈風気球放球機器の行動を制御する。制御コンピュータ、烈風気球放球機器、ネットワーク機器、及び非膨張空気探測気球は、機器シェルタの中に配置される。非膨張空気探測気球は、烈風気球放球機器によって打ち上げられる。烈風気球放球機器は、人間の介入無しで、完全自動の動作を実現するために使用することが可能である。

特許文献６は自動探測気球膨張装置を開示するが、この装置は、ガス供給源と、膨張バルブと、ガス供給バルブと、膨張量制御ユニットと、膨張バルブ制御ユニットと、処理ユニットとを備え、ここで膨張バルブは、ガス供給源に接続され、且つガス供給バルブは、膨張バルブとガス供給源との間に配置される。膨張量制御ユニットは、膨張量制御信号を出力するために、ガス供給源とガス供給バルブとの間に配置され、且つバルブ制御ユニットは、膨張バルブに接続されると共に、第１位置信号及び第２位置信号を送信する。処理装置は、バルブ制御ユニット、ガス供給バルブ膨張量制御ユニット、及び膨張バルブ制御ユニットに接続される。この実用新案は、手動介入無しで、探測気球を自動的に膨張させることが可能である。

特許文献７は、大気探測強風気球放球システムについて記載しており、このシステムは、円筒状球放球筒と、コンテナ頂部カバーと、頂部カバー追随システムと、頂部カバー始動システムと、自動給気気球システムと、投下ゾンデ・スピニングリールと、地上気象機器とを備え、ここで球放球筒の頂部は、コンテナ頂部カバーを備えており、気球放球筒は、カバーと、円筒状開口部の上に配置された回転ベアリングとを備え、カバーは気球放球筒の周りに回転する回転ベアリングの上方部分に配置される。カバーの部分は、双曲線の形をしている。回転ベアリングは、頂部カバー追随システムの中に、静止レールと回転支持体とを備え、コンテナ頂部カバーは、回転ベアリング上に配置され、回転支持体の駆動装置は、設置されたサーボモータであり、サーボモータが、地上投下ゾンデに従って測定された風方向、又は風圧センサに従って測定された風方向による風方向情報を得た後に、マイクロプロセッサは、回転支持体を駆動するが、この目的は、コンテナ頂部カバーの開放方向が風上方向に面することを保証するべく、設定されたプログラムに従って回転することである。頂部カバー開放システムは、液圧ポンプステーションと、液圧シリンダと、接続ロッドとを備える。

特許文献８は、探測気球のための自動放球機構を教示する。探測気球膨張装置は、膨張ノズルと、空気供給源と、実行ユニット及び処理ユニットとを備える。探測気球のための自動放球機構は、ロック要素と、滑りブロックと、操作レバーとを備える。滑りブロックは、膨張ノズルに沿って滑ることが可能であり、且つ第１位置及び第２位置を備える。ロック要素は、締め付けフックを備え、膨張ノズルの周辺上に配置され、且つ膨張ノズル及び滑りブロックに回転可能に接続される。滑りブロックが第１位置まで滑る場合、締め付けフックは、膨張ノズルの表面と隙間嵌めの状態にある。滑りブロックが第２位置まで滑る場合、締め付けフックは、膨張ノズルの表面に対してずれている。操作レバーは、滑りブロック上に設置され、且つ実行ユニットと操作可能に接触した状態にある。処理ユニットが第１制御信号を出力する場合、ロック要素は、探測気球の点検バルブを締め付ける。処理ユニットが第２制御信号を出力する場合、ロック要素は、探測気球の点検バルブを放球する。この実用新案は、人間が介在しない状況下で、探測気球の自動放球を実現する。

特許文献９は、ゾンデユニットに対する打ち上げ機のための配置、及び一般的な打ち上げ機からゾンデユニットを打ち上げるための方法を開示する。この発明による配置は、少なくとも１つのゾンデケースを備え、該ゾンデケースは、ゾンデユニットを格納するための一般的な本体と、ゾンデケースを受け入れるための一般的な打ち上げ基底部とを有し、該打ち上げ基底部は、ゾンデユニットを打ち上げるための手段と、打ち上げ機とラジオゾンデとの間にゾンデ接続を形成するための一般的な手段とを有し、機械的アダプタは、一般的な本体及びゾンデユニットにつながるように配置され、且つ打ち上げ基底部の一般的な打ち上げ手段を、気象気球及びゾンデ特有のものになるように変換するべく配置され、アダプタユニットも同様であるが、アダプタユニットは、機械的アダプタにつながるように配置され、且つ一般的なゾンデ結合をラジオゾンデ特有のものとするべく変換するように配置される。

特許文献１０は、ゾンデユニットのための自動気球放球装置、及びゾンデユニットを自動的に放球するための方法について記載しており、この気球放球装置は、少なくとも１つのゾンデユニットを格納するための少なくとも１つの気球予備品と、充填動作を制御するための制御手段と、気球予備品のゾンデユニットの気球を充填するための充填手段と、ゾンデユニットを放球するための放球手段とを備える。この発明による装置の気球予備品は、かごのような編み目状のもので形成され、ユニットとして着脱可能であり、ガス充填導管は、各ゾンデユニットの気球を充填するために、気球予備品と接続される。この発明による方法では、ゾンデユニットは、放球に先立って、予め給気された状態で気球予備品に格納され、且つゾンデユニットは、この発明による自動気球放球装置によって放球される。この方法では、気球予備品は、格納および放球の間、静止した状態に保たれる。故障の場合、次の適切なゾンデユニットが、気球予備品から放球されるために選択される。

特許文献１１は、自動化された気球ゾンデ打ち上げ機、及び自動化された気球ゾンデ打ち上げのための方法を教示する。自動化された気球ゾンデ打ち上げ機は、例えば、気球を受け入れるための内側領域を形成する、折りたたみ可能な保護カバーと、ガスを受け入れるためのガス入口と、気球と対となるためのガス出口と、保護カバーの内側領域内の気球を膨張させるための、ガス入口とガス出口との間で動作可能なバルブとを備えてもよい。打ち上げ機はコントローラを更に備え、このコントローラは、保護カバー内の気球を膨張させるためのバルブを制御し、保護カバーにおける開口部を開放し、且つ保護カバーの開口部を通して気球を放球する。

特許文献１２は、ラジオゾンデ気球打ち上げシステムについて記載しているが、このラジオゾンデ打ち上げシステムは、ラジオゾンデ気球モジュールの配列を収容するための、且つ膨張の間にラジオゾンデ気球を保護するためのサイロと、ラジオゾンデ気球膨張及び打ち上げの装置を収容するための基底部と、ラジオゾンデ気球が打ち上げ準備となるまで、サイロを遮蔽するための装置とを含む。

オーストラリア特許第２００２４７５１３号 韓国特許出願公開第１０２０１１０５２８３５Ａ号 中国実用新案第２０１５２７４８３Ｕ号 日本特許第３８４１３５６８９号 中国特許出願公開第１０２２５３４２９Ａ号 中国実用新案第２０１５０３５０３Ｕ号 中国特許出願公開第１０１９６３６７７Ａ号 中国実用新案第２０１４４９４５７Ｕ号 国際公開第２０１０／０６１０３４Ａ１号 国際公開第２０１０／０００９４２Ａ１号 米国特許出願公開第２００５／０００６５２３Ａ１号 米国特許第５，８９５，０１０号

発明が解決しよとする課題

本発明のある実施形態は、自動化された気球打ち上げシステムを提供するための目的に基づいている。本発明の実施形態は、気象気球又はラジオゾンデのような少なくとも１つの気球を打ち上げることにおいて、特に有用である。本発明のある実施形態の別の目的は、人間の介入無しで、一連の気球を打ち上げるための、自動化された気球打ち上げシステムを提供することである。更に、本発明のある実施形態の目的は、気球を打ち上げるための方法を提供することである。

これらの及び他の目的は、本発明の実施形態によって達成されるが、そのことは、以下で説明され、且つ請求される通りである。本発明の一態様によれば、気象気球又はラジオゾンデのような少なくとも１つの気球を打ち上げるための、自動化された気球打ち上げシステムが提供され、この自動化された気球打ち上げシステムは、
― コンテナと、
― 定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎにおいて少なくとも１つのボックスを格納するための、コンテナに配置された格納庫であって、少なくとも１つのボックスは気球及びゾンデを含む、格納庫と、
−膨張の間に気球を保護するための、コンテナの頂部に配置された放球サイロと、
−格納庫に少なくとも１つのボックスを供給するために、且つ／又は定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎの１つから特定のボックスを除去するために、且つコンテナにおける開口部を通して、放球サイロに特定のボックスを引き続いて供給するために、コンテナに配置されたｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータと、
を備える。

一実施形態において、システムは、コンテナにおける開口部を、ガスに対してしっかりと密封するための手段を備えている。別の実施形態において、システムは、コンテナの外側に配置された、少なくとも１つのガス用貯蔵タンクを含んでいる。一実施形態によれば、システムはガス配管を含んでおり、このガス配管は、コンテナの外側に配置され、且つ少なくとも１つのガス用貯蔵タンクと、放球サイロに配置されたガス出口バルブとに接続される。更に、一実施形態によれば、システムは、放球サイロに換気システムを含んでいる。

一実施形態において、格納庫は、定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎの整数ｎを有する、少なくとも１つの格納ラックを含む。別の実施形態において、定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎは、ｌ行ｃ列で配置される。定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．ｎの整数ｎは、例えば、ｎ＝３０、ｎ＝５０、又はｎ＝７０である。

一実施形態によれば、放球サイロは、移動可能な保護カバーを含んでいる。移動可能な保護カバーは、好ましくは、２つの移動可能な部材を備え、各移動可能な部材は、放球サイロに関して、単一の回転自由度を有する。別の実施形態によれば、放球サイロは、破裂した気球を除去するための手段を更に備えている。

一実施形態において、少なくとも１つのボックス又はゾンデは、ＲＦＩＤタグを含んでいるが、この目的は、定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎにおいて、少なくとも１つのボックス又はゾンデを識別すると共に追跡することである。少なくとも１つのボックス又はゾンデは、ガルバニ接触によって、自動化された気球打ち上げシステムに接続してもよい。

一実施形態において、コンテナは、電力発生のための発電機、電力発生のための少なくとも１つの光起電力モジュール、測定データを格納するためのコンピュータシステム、及び／又は無線電気通信のための手段を含んでいる。

放球サイロ、コンテナにおける開口部を密封するための手段、及び／又は少なくとも１つのガス用貯蔵タンクが、操作者の安全を改善するために配置される。

別の態様によれば、本発明の実施形態の目的は、気象気球又はラジオゾンデのような少なくとも１つの気球を打ち上げるための方法によって、達成することが可能であり、この方法は、
ａ）気球及びゾンデを含む、少なくとも１つのボックスが、コンテナに配置された格納庫の中に供給されるステップと、
ｂ）特定のボックスが、定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎから、コンテナに配置されたｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータによって除去されるステップと、
ｃ）コンテナの頂部に配置された放球サイロに、コンテナにおける開口部を通して、ｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータによって、特定のボックスが供給されるステップと、
ｄ）気球が、放球サイロ内の空気よりも軽いガスのような流体媒質で充填されるステップと、
ｅ）特定のボックスの気球が、放球サイロの放球開口部を通って放球されるステップと、
を備える。

一実施形態において、気球及びゾンデを含む少なくとも１つのボックスは、コンテナに配置された格納庫の中に、手動で、又はｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータによって供給される。

別の実施形態において、第２の特定のボックスが、別の定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎから、時間間隔ｔ後に、ｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータによって除去される。その後、放球サイロに、コンテナにおける開口部を通って、第２の特定のボックスが、ｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータによって供給され、第２の特定のボックスの気球は、放球サイロ内の空気よりも軽いガスのような流体媒質で充填され、且つ第２の特定のボックスの気球は、放球サイロにおける開口部を通って放球される。引き続いて、空のボックスが、放球サイロから、ｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータによって除去され、且つ格納庫の中に供給される。

一実施形態によれば、時間間隔ｔは、例えば、ｔ＝１［ｈ］、ｔ＝６［ｈ］、ｔ＝１２［ｈ］、及びｔ＝２４［ｈ］の値を備える。時間間隔ｔはまた、気象条件に依存し得る。一連の気球を、連続的なプロセスにおいて放球してもよい。即ち、第１ボックスが格納庫から除去され、放球サイロに第１ボックスが供給され、第１気球が流体媒質で充填され、第１気球が放球され、第１ボックスが、放球サイロから除去され、且つ格納庫の中に供給され、第２ボックスが格納庫から除去され、放球サイロに第２ボックスが供給され、第２気球が流体媒質で充填され、第２気球が放球され、第２ボックスが、放球サイロから除去され、且つ格納庫の中に供給される、などである。

一実施形態において、流体媒質は、水素、ヘリウム、又はメタンからなる。

一実施形態によれば、コンテナにおける開口部を通して、放球サイロに特定のボックスを、ｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータによって供給した後、コンテナにおける開口部は、ガスに対してしかりと密封される。

別の実施形態によれば、気球の揚力を計算するために、流体媒質の質量流量は、気球を充填している間に測定される。気球の揚力を計算することについては、気球の重量は、気球を充填する間に、且つ／又は気球を充填した後に測定するのが好ましい。気球が所定の揚力に達するまで、気球を流体媒質で充填するのが好ましい。

本発明の実施形態によって、かなりの利点が得られる。自動化された気球打ち上げシステムは、少なくとも１つの気球の自動打ち上げを可能にする。システムは、特に、人間の介入無しで、一連の気球を自動的に打ち上げることを可能にする。気球打ち上げ頻度によって格納ラックをボックスで再充填しなければならず、各ボックスは、気球及びゾンデを含む。例えば、もし７０個のボックスが格納ラックに格納され、且つ打ち上げ時間間隔がｔ＝２４［ｈ］（即ち、一日あたり一個の気球）である場合、本発明の実施形態による自動化された気球打ち上げシステムは、人間の介入無しで、二か月以上の間、動作することが可能である。

加えて、コンテナの頂部に配置された放球サイロは、操作者の安全を改善すると共に保証する。コンテナの外側にある放球サイロ、ガス用貯蔵タンク、及びガス配管の配置により、気球を充填するための流体媒質として水素の使用が可能となる。水素を使用することにより、システムの運転コストを低減させる。また、空気よりも軽い他の任意の適切なガスを、気球を充填するために使用することが可能である。気球は、更に、放球サイロ内において流体媒質で充填されるので、気球の破裂によって操作者が負傷することはあり得ない。放球サイロに、気球及びゾンデを含む特定のボックスを供給した後、コンテナは、ガスに対してしっかりと密封される。したがって、本発明の実施形態によるシステムは、「全く安全（ＥＸ−ｓａｆｅ）」（爆発に対して安全）なものとして分類することが可能である。

コンテナの頂部に放球サイロを配置することにより、下流方向における、空気より軽いガスのガス流が、コンテナの中に生じる可能性がなくなる。もちろん、放球サイロから上流方向における、空気よりも軽いガスのガス流が、コンテナの中に生じることは可能ではない。水素のような爆発性ガスは、通常、コスト理由のために、ラジオゾンデの気球を充填するのに使用されるので、コンテナの頂部の上に放球サイロを配置することにより、気球打ち上げシステムの安全性が改善される。本発明の実施形態によれば、コンテナ中への下流ガス流を回避するための複雑な機械的構造は、必要ではない。このことは、例えば、システムの製造時間、システムの重量、及びシステムのコストを削減する。加えて、気球打ち上げシステムの動作の間、潜在的な爆発の水準は、操作者の水準よりも上であろう。

操作者の安全性を改善すると共に保証すること以外に、「全く安全な」タイプのシステムは、任意の環境において、例えば、空港、港、又は産業工場のような安全に関連した環境において、使用することが可能である。放球サイロはまた、膨張の間、例えば、風、雨、又は雪から気球を保護する。

もし自動化された気球打ち上げシステムが、電力発生のための発電機又は、少なくとも１つの光起電力モジュールを更に備えている場合、温度又は空気湿度のようなラジオゾンデ測定データを格納するためのコンピュータシステム、及び無線電気通信のための手段、システムの自主的動作のための手段が可能であり、且つラジオゾンデ測定データは、制御ステーションに送信することが可能である。

コンテナの中に取り外し可能な放球サイロを格納する場合、自動化された気球打ち上げシステムは、更に容易に（例えば、トラック、船、飛行機、又は鉄道で）、例えば、島又は北極地方内の場所のような、任意の望ましい設置場所に運搬することが可能である。

本発明の特定の実施形態及びそれらの利点をより完全に理解するために、添付した図面に関連して、次の説明を参照する。

図１は、本発明の第１実施形態による自動化された気球打ち上げシステムの概略図を例示する。 図２は、本発明の第２実施形態による自動化された気球打ち上げシステムの、格納ラック及びｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータの概略図を例示する。 図３は、本発明の第３実施形態による、少なくとも１つの気球を打ち上げるための自動化された気球打ち上げシステムの概略図を例示する。 図４は、本発明の第４実施形態による自動化された気球打ち上げシステムの、マニピュレータ及びボックスの一部分の概略図を例示する。

図１には、本発明の第１実施形態による、気象気球又はラジオゾンデのような少なくとも１つの気球２を打ち上げるための、自動化された気球打ち上げシステム１の概略図が示されている。システム１はコンテナ３を備えており、このコンテナ３は、定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎにおいて、少なくとも１つのボックス５（これは、図１に示されていない）を格納するための、コンテナ３に配置された格納庫４を有する。少なくとも１つのボックス５は、気球２及びゾンデ６を含んでいる。膨張中に気球２を保護するために、放球サイロ７は、コンテナ３の頂部に配置される。放球サイロ７は、取り外し可能であってもよい。コンテナ３には、ｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータ８（これは、図１に示されていない）が配置されるが、これは、格納庫に少なくとも１つのボックスを供給するためであり、定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎの１つから特定のボックス５を除去するためであり、且つコンテナ３における開口部１１を通して、放球サイロ７に特定のボックス５を引き続いて供給するためである。

放球サイロ７に特定のボックス５を供給した後に、コンテナ３における開口部１１は、ガスに対してしっかりと密封してもよい。コンテナ３の外側には、ガス（例えば、ヘリウム又は水素）用貯蔵タンク１２を配置してもよい。コンテナ３の外側に配置されたガス配管１４は、ガス用貯蔵タンク１２、及び放球サイロ７に配置されたガス出口バルブに接続してもよい。使用されるガスは空気より軽いので、気球２を充填する間、放球サイロ７から上流の方向において、ガスがコンテナ３に流入することは可能ではない。また、下流方向において、ガスがコンテナ３に流入する可能性は排除される。システム１は、放球サイロを換気するための、換気システムを更に含んでもよい。放球サイロ７の中にガスが漏出する場合、放球サイロ７からガスを除去することが可能である。本発明の実施形態によるシステム１は、「全く安全」なものとして分類することが可能であり、且つ、例えば、空港、港、又は産業工場のような、安全に関連した環境において使用してもよい。

本発明によるシステム１の別の実施形態は、電力発生のための発電機、測定データを格納するためのコンピュータシステム、及び／又は無線電気通信のための手段を含んでもよい。電力発生のための発電機は、例えば、ガス発電機又は燃料発電機であってもよい。ある実施形態によれば、ガス発電機は、水素発電機である。システム１の別の実施形態において、コンテナ３の少なくとも１つの外側表面は、電力発生のための、少なくとも１つの光起電力もジュールを更に備えてもよい。システム１はまた、電力供給のための電気的接続を含んでもよい。

図２には、本発明の第２実施形態による自動化された気球打ち上げシステム１の、格納ラック９及びｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータ８の概略図が例示されている。好ましくは、格納庫４は、定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎの整数ｎを有する格納ラック９を含んでいる。定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎは、ｌ行ｃ列に配置される。定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎの整数ｎは、例えば、ｎ＝３０、ｎ＝５０、又はｎ＝７０であってもよい。ｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータ８は、ｘ−、ｙ−、及びｚ−方向において、ボックス５を取り扱うことが可能である。マニピュレータ８は、定義された位置ｐ＝１、２、．．．、ｎにおいて（例えば、格納庫４の格納ラック９の第２行第３列における位置ｐ＝８において）、格納ラック９にボックス５を供給することが可能である。マニピュレータ８はまた、定義された位置ｐ＝１、２、．．．、ｎの１つから特定のボックスを除去し、且つコンテナ３における開口部１１を通して、放球サイロ７に、除去されたボックス５を引き続いて供給することが可能である。格納ラック９における各ボックス５又はゾンデ６は、定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎにおいてボックス５又はゾンデ６を識別すると共に追跡する目的のための、ＲＦＩＤタグを含んでもよい。

図３には、本発明の第３実施形態による、気象気球又はラジオゾンデのような少なくとも１つの気球２を打ち上げるための、自動化された気球打ち上げシステム１の概略図が例示されている。放球サイロ７に特定のボックス５を供給した後に、コンテナ３における開口部１１を、ガスに対してしっかりと密封してもよい。放球サイロ７は、膨張の間に、例えば風、雨、又は雪から、気球２を保護する。気球２を膨張させる間、放球サイロ７における放球開口部を覆うための移動可能な保護カバー１０は、開位置又は閉位置にあってもよい。本発明の実施形態によるシステム１は、気球２をガスで充填する間にガスの質量流量又は気球２の重量を測定するための手段を含んでもよい。測定データは、気球２の揚力を計算するために使用してもよい。気球２が所定の揚力に達するまで、気球２をガスで充填してもよい。気球２は、その後、放球サイロ７における放球開口部を通して、放球してもよい。引き続いて、空のボックス５が、ｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータ８によって放球サイロ７から除去され、且つ格納庫４の中に供給される。

図４には、本発明の第４実施形態による自動化された気球打ち上げシステム１の、マニピュレータ８及びボックス５の一部分の概略図が例示されている。放球サイロ７に特定のボックス５を供給した後、コンテナ３の開口部（これは、図４に示されていない）は、マニピュレータ８の基底板１５によって、ガスに対してしっかりと密封してもよい。マニピュレータ８がｚ方向に力を及ぼすかぎり、コンテナ３における開口部１１をガスに対してしっかりと密封するために、ガスケットリングを基底板１５上に配置してもよい。

本発明は、例示を目的として詳細に説明されてきたが、請求項の範囲内で、様々な変更及び修正を行うことが可能である。加えて、理解されるべきことであるが、本開示が考えているのは、任意の実施形態の１つ以上の特徴は、可能な限り、他の任意の実施形態の１つ以上の特徴と結合してもよいということである。

理解されるべきことであるが、開示された本発明の実施形態は、本明細書で開示された特別な構造、工程ステップ、又は材料に限定されることはなく、関連技術における当業者によって認識されるような、それらの等価物にまで拡張される。更に理解されるべきことであるが、本明細書で用いられた用語は、特別な実施形態だけを説明する目的で使用されており、且つ限定的であることは意図されていない。

本発明によれば、ボックス５という用語は、気球及びゾンデを含むコンテナを意味する。本発明に従えば、このボックス５は、任意の形状のものであってもよく、且つ剛性的又は弾性的であり得る。

１ 自動化された気球打ち上げシステム
２ 気球
３ コンテナ
４ 格納庫
５ ボックス
６ ゾンデ
７ 放球サイロ
８ ｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータ
９ 格納ラック
１０ 保護カバー
１１ 開口部
１２ 貯蔵タンク
１３ 換気システム
１４ ガス配管
１５ 基底板
ｃ 列
ｌ 行
ｐ 定義された格納位置
ｔ 時間間隔

Claims (22)

1. 少なくとも１つの気象気球又はラジオゾンデを打ち上げるための、自動化された気球打ち上げシステム（１）であって、
   −コンテナ（３）と、
   −定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎにおいて、少なくとも１つのボックス（５）を格納するための、コンテナ（３）に配置された格納庫（４）であって、前記少なくとも１つのボックス（５）は気球（２）及びゾンデ（６）を含む、格納庫（４）と、
   −膨張中に前記気球（２）を保護するための、コンテナ（３）の頂部に配置された放球サイロ（７）と、
   −前記コンテナ（３）に配置されたｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータ（８）であって、このマニピュレータ（８）は、前記格納庫に少なくとも１つのボックス（５）を供給するためのものである、且つ／又は前記定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎの１つから特定のボックス（５）除去するためのものである、且つ前記コンテナ（３）における開口部（１１）を通して、前記サイロ（７）に前記特定のボックス（５）を引き続いて供給するためのものである、ｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータ（８）と、
   を備える、自動化された気球打ち上げシステム（１）。
2. 請求項１に記載の自動化された気球打ち上げシステム（１）であって、
   前記システム（１）は、前記コンテナ（３）における前記開口部（１１）を、ガスに対してしっかりと密封するための手段を備える、自動化された気球打ち上げシステム（１）。
3. 請求項１又は２に記載の自動化された気球打ち上げシステム（１）であって、
   前記システム（１）は、前記コンテナ（３）の外側に配置されたガスのための、少なくとも１つの貯蔵タンク（１２）を含む、自動化された気球打ち上げシステム（１）。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動化された気球打ち上げシステム（１）であって、
   前記システム（１）は、前記放球サイロ（７）の中に換気システム（１３）を含む、自動化された気球打ち上げシステム（１）。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の自動化された気球打ち上げシステム（１）であって、
   前記システム（１）は、前記コンテナ（３）の外側に配置されたガス配管（１４）を含み、且つ少なくとも１つのガス用貯蔵タンク（１２）と、前記放球サイロ（７）に配置されたガス出口バルブとに接続される、自動化された気球打ち上げシステム（１）。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動化された気球打ち上げシステム（１）であって、
   前記格納庫（４）は、定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎの整数ｎを有する、少なくとも１つの格納ラック（９）を含む、自動化された気球打ち上げシステム（１）。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の自動化された気球打ち上げシステム（１）であって、
   前記定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎは、ｌ行ｃ列に配置される、自動化された気球打ち上げシステム（１）。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の自動化された気球打ち上げシステム（１）であって、
   定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎの前記整数ｎは、ｎ＝３０、ｎ＝５０、又はｎ＝７０である、自動化された気球打ち上げシステム（１）。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の自動化された気球打ち上げシステム（１）であって、
   前記放球サイロ（７）は、放球開口部を覆うための移動可能な保護カバー（１０）を含む、自動化された気球打ち上げシステム（１）。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の自動化された気球打ち上げシステム（１）であって、
    前記少なくとも１つのボックス（５）又はゾンデ（６）は、前記定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎにおいて、前記少なくとも１つのボックス（５）又は前記ゾンデ（６）を、識別すると共に追跡する目的のためにＲＦＩＤタグを含む、自動化された気球打ち上げシステム（１）。
11. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の自動化された気球打ち上げシステム（１）であって、
    前記少なくとも１つのボックス（５）又はゾンデ（６）は、ガルバニ接触によって、前記自動化された気球打ち上げシステム（１）に接続される、自動化された気球打ち上げシステム（１）。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の自動化された気球打ち上げシステム（１）であって、
    前記システム（１）は、電力発生のための発電機、電力発生のための少なくとも１つの光起電力モジュール、測定データを格納するためのコンピュータシステム、及び／又は無線電気通信のための手段を含む、自動化された気球打ち上げシステム（１）。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の自動化された気球打ち上げシステム（１）であって、
    前記放球サイロ（７）、前記コンテナ（３）における前記開口部（１１）を密封するための手段、及び／又は少なくとも１つのガス用貯蔵タンク（１２）は、操作者の安全を改善すると共に保証するために配置される、自動化された気球打ち上げシステム（１）。
14. 少なくとも１つの気象気球又はラジオゾンデを打ち上げるための方法であって、
    ａ）気球（２）及びゾンデ（６）を含む少なくとも１つのボックス（５）が、コンテナ（３）に配置された格納庫（４）に供給されるステップと、
    ｂ）特定のボックス（５）が、定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎから、前記コンテナ（３）に配置されたｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータ（８）によって除去されるステップと、
    ｃ）前記コンテナ（３）の頂部に配置された放球サイロ（７）に、前記コンテナ（３）における開口部（１１）を通して、前記特定のボックス（５）が、前記ｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータ（８）によって供給されるステップと、
    ｄ）前記気球（２）が、前記放球サイロ（７）内の空気よりも軽いガスのような流体媒質で充填されるステップと、
    ｅ）前記特定のボックス（５）の前記気球（２）が、前記放球サイロ（７）の放球開口部を通して放球されるステップと、
    を備える、方法。
15. 請求項１４に記載の方法であって、
    気球（２）及びゾンデ（６）を含む前記少なくとも１つのボックス（５）は、前記コンテナ（３）に配置された前記格納庫（４）の中に、手動で、又はｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータ（８）によって供給される、方法。
16. 請求項１４又は１５に記載の方法であって、
    ａ）第２の特定のボックス（５）は、別に定義された格納位置ｐ＝１、２、．．．、ｎから、ｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータ（８）によって、時間間隔（ｔ）後に除去され、
    ｂ）前記コンテナ（３）における前記開口部（１１）を通して、前記放球サイロ（７）に、前記第２の特定のボックス（５）が、前記ｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータ（８）によって供給され、
    ｃ）前記第２の特定のボックス（５）の前記気球（２）は、前記放球サイロ（７）内の空気よりも軽いガスのような流体媒質で充填され、
    ｄ）前記第２の特定のボックス（５）の前記気球（２）は、前記放球サイロ（７）における開口部を通して放球される、方法。
17. 請求項１６に記載の方法であって、
    前記時間間隔ｔは、ｔ＝１［ｈ］、ｔ＝６［ｈ］、ｔ＝１２［ｈ］、ｔ＝２４［ｈ］のいずれかの値を備える、方法。
18. 請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記流体媒質は、水素、ヘリウム、又はメタンからなる、方法。
19. 請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記コンテナ（３）における前記開口部（１１）を通して、前記放球サイロ（７）に、前記特定のボックス（５）を、前記ｘ−、ｙ−、及びｚ−マニピュレータ（８）によって供給した後、前記コンテナ（３）における前記開口部（１１）は、ガスに対してしっかりと密封される、方法。
20. 請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記流体媒質の質量流量は、前記気球（２）の揚力を計算するために、前記気球（２）を充填する間に測定される、方法。
21. 請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記気球（２）の重量は、前記気球（２）の揚力を計算するために、前記気球（２）を充填する間、及び／又は前記気球（２）を充填した後に測定される、方法。
22. 請求項２０又は２１に記載の方法であって、
    前記気球（２）の所定の揚力に達するまで、前記気球（２）は、前記流体媒質で充填される、方法。

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