具体实施方式

出于说明的目的，本文详细描述的示例性实施方案在结构和设计上可以有许多变化。然而，应当强调的是，本公开不限于所示和所述的特定射弹或射弹发射器。也就是说，应当理解，根据情况可能建议或提供方便，来考虑各种省略和等同替换，但这些意欲覆盖所述应用或实施，而不脱离本发明的权利要求的精神或范围。术语“第一”、“第二”等在本文不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件区分开，并且术语“一”和“一个”在本文不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所引用的项目。

本公开提供了非致命射弹100和用于这样的射弹100的发射器1000，发射器1000和射弹100包括系统。射弹100优选地包括用于使目标或嫌疑犯无法动弹的致衰弱性物质200(诸如辣椒碱、PAVA、催泪瓦斯等)。射弹100优选地包括外壳，该外壳可以由至少部分环形的壳102形成。壳可以包括封闭的、基本上平面的端部部分104(在此也称为“端盖”)，该端部部分对应于壳的环形部分的半径以形成外壳。壳和端部部分在本文中可单独地和共同地称为射弹100的壳体。在射弹100发射之前，致衰弱性物质200优选地包含在外壳中。在一个实施方案中，射弹100能够在与目标撞击之前自分离、分裂或以其他方式打开。在一个实施方案中，发射器1000能够引发射弹100的分离或分解或破裂或打开等。在一个实施方案中，发射器1000能够在射弹发射之前或与之同时地与射弹100通信和/或使射弹100待命。在另一个实施方案中，发射器包括安全装置和/或触发器，该安全装置和/或触发器在被激活之前防止射弹待命。待命可以是例如包含在射弹内的能量存储元件或装置的充电。

射弹100的平面端部部分104优选地可移除地附连到壳102的环形部分。平面端部104到环形部分的可附接性可以是压配合、螺纹连接或例如经由粘合剂或其他粘合剂。该可附接性允许容易地接近由平面端部部分104和壳102的环形部分形成的外壳。壳的平面端部部分104可具有大于壳102的环形部分的直径的尺寸，平面端部部分抵靠该环形部分附接以产生凸缘。在另一个实施方案中，壳102包括第一环形部分和第二环形部分，其中平面端部部分104固定地附接到所述第一环形部分，并且其中第一环形部分和第二环形部分可移除地附接到彼此，使得壳102的外壳可以在除了壳的平面端部部分104之外的其他地方打开(例如，如图10中所示)。

图1A中示出了示例性发射器1000。发射器包括用于引导和发射射弹100的枪管1010。发射器1000还可以包括用于在其击发之前保持射弹的腔室1015。将显而易见的是，图1a中所示的发射器1000可以是其他构型，只要发射器1000能够击发本文公开的射弹100。在一个实施方案中，射弹发射器具有销、针、锋利边缘或其他类似的突出部1020，它们预先设置在枪管中靠近射弹出口的点的位置，这些突出部1020可以在射弹壳体中产生开口。在另一个实施方案中，发射器1000的枪管1010的边缘的位置(例如，轴向或径向)可以由使用者调节，该边缘削弱或刺穿射弹发射器1000的出口处或其附近的射弹100。在一个实施方案中，射弹100包括PAVA、辣椒碱或其他致衰弱性物质200(优选地为粉末形式)中的一种，其例如可以在目标附近释放。

在一个实施方案中，射弹100壳体在射弹离开发射器1000的枪管1010之后打开或以其他方式分离，以分配致衰弱性物质200的云状物，诸如以粉末或液滴的气溶胶或其组合的形式。也就是说，射弹壳体的破裂或裂口或者壳体部件的分离在射弹100中产生开口，致衰弱性物质200可从该开口中散发出来。

在另一实施方案中，射弹100包括高阻力区域和低阻力区域，其中高阻力区域拉动并打开孔洞，该孔洞允许致衰弱性物质200扩散。在一个实施方案中，这种高阻力区域可以是弹架的一部分，并且一旦射弹离开发射器1000的枪管1010，就可以被激活。在另一个实施方案中，高阻力区域可以分离并被拴系到射弹，以改善致衰弱性物质200的扩散。

在另一个实施方案中，射弹100包括例如弹簧或弹性体形式的机械释放装置，该机械释放装置允许射弹的不同部分在射弹100已经离开发射器的枪管之后分离。机械释放装置可以例如通过射弹的加速度或特定速度触发，或者通过在发射之后施加在射弹上的空气压力来触发。

在另一个实施方案中，本文公开的射弹100包括上述实施方案的各种调节装置，其中致衰弱性物质200的释放或扩散发生在距发射器1000的枪管1010的固定距离或预先确定的距离处。例如，选择性释放可以通过定时反应或拴系机构165(后者在图12中示出，例如，作为在发射之后在靠近发射器的射弹端部处或附近的牵引重物)来实现，其中调节拴系长度以提供在移动射弹壳的至少一部分(由此在射弹中产生开口)以允许内容物扩散之前的变化的距离。

在另一个实施方案中，释放可由控制电路120实现。这样的控制电路120可以包括射频识别(RFID)，其中射弹100中的RFID标签可以使射弹100在距发射器1000的使用者指定距离处破裂。在如图3和图5所示的另一个实施方案中，可以响应于定时器130引发反应。这种反应可增加射弹100内部的压力(例如，如图3中的气囊170所示)，或者以其他方式在射弹壳体中引起裂口。此外，这种部件可通过反应引发，并且包括诸如硝化纤维素、NaN₃等物质。在这样的实施方案中，将显而易见的是，发射器1000可以包括用于与RFID标签通信的发送器或其他装置，或者反应可以由其他装置控制。

如图4所示，发射器和射弹系统可以包括弹匣1040，该弹匣保持多个射弹100并且将所述射弹100供给到发射器1000以用于击发/发射射弹100。在一个实施方案中，弹匣1040的各个射弹100可以被配置为在发射之后在相同的距离“D”或时间分离或破裂等，或者这些射弹可以被配置为在发射之后在不同的距离和/或时间分离或破裂等。在其中各个射弹被配置为在发射之后在相同距离“D”或时间分离或破裂等的实施方案中，将显而易见的是，使用者可将来自破裂射弹的致衰弱性物质的作用集中在特定限定区域内。在其中各个射弹被配置为在发射之后在不同距离和/或时间分离或破裂等的一个实施方案中，将显而易见的是，(1)发射之后各个射弹的每个特定射弹的分离等的特定距离和/或时间可通过如本文别处所述选择性地设置各个射弹的每个射弹的分离等来实现。此外，在需要将致衰弱性物质分散在更大区域的情况下，各个射弹在不同距离处的分离等可提供这种物质的更加分布的扩散。

在另一个实施方案中，射弹具有致使射弹旋转并改善致衰弱性物质的飞行和/或扩散的鳍状部。

再次参考图5，射弹100还可以包括能量存储装置140(诸如但不限于电容器或微型锂离子可再充电电池)和引发器150(诸如但不限于加热元件)。如本文所用，“能量存储装置”是这样一种存储装置，其缺少足够的电荷使射弹或射弹的另一个部件激活或待命，直到能量存储装置已经被外部源(诸如发射器，所述发射器包括电源)充电或供能超过阈值能量。能量存储装置的充电在本文中也可称为对能量存储装置“供能”。本文所公开的能量存储装置也可被称为可供能的能量存储装置。能量存储装置140和引发器150可以可操作地联接到开关180，并且定时器130可以使开关180在发射射弹100之后的特定时间跳闸，在这之后能量存储装置140可以将存储的能量递送到引发器150，以使引发器150执行导致射弹100打开、分离或分裂以释放致衰弱性物质200的反应(诸如加热)。

在另一个实施方案中，并且参考图6，控制电路120直接联接到引发器150，使得控制电路120激活引发器150。如图6所示，引发器150可以是电点火头，该电点火头可以在激活时加热，以在射弹100的壳中产生开口，从而释放致衰弱性物质200。

在另一个实施方案中，并且如图7、图7A和图7B所示，射弹控制电路120和/或定时器130可以响应于在射弹100发射时发生的突然加速或力而被激活(诸如通过开关或加速度计190)。然后，控制电路120和/或定时器130可激活引发器150，该引发器触发射弹壳体中的裂口，以允许使致衰弱性物质200扩散。这种裂口可能是内部压力累积、部件分离或壳体的一部分熔化的结果。

参考图7A和图7B，射弹100具有由射弹100的发射力激活的控制电路120和定时器130。在一个实施方案中，射弹100包括按钮195。在发射射弹100时，端盖104按压或以其他方式接合按钮195。按钮195可操作地联接到定时器130，使得在按下按钮时，启动定时器130。在由定时器130测量的时间段之后，电容器140放电到引发器中，并且引发器执行反应(诸如加热和诸如本文别处所述的反应)，该反应导致射弹100打开、分离或分裂以释放致衰弱性物质200。在另一个实施方案中，发射力可以在发射之后被存储(例如，在弹簧中)，以在此之后被进一步释放，以激活射弹的打开和/或使致衰弱性物质从射弹释放。

在另一个实施方案中，射弹发射器1000包括触发器和/或安全开关，该触发器和/或开关防止射弹100在满足特定参数之前变得待命。例如，安全装置可以被配置为防止射弹100变得待命，除非其在发射器1000中转到击发模式。在另一个实施方案中，能量存储装置与触发器或安全开关通信，并且直到触发器或安全开关被致动之后才被供能。因此，例如，在发射器被强制但意外地移动的情况下，或者如果使用者意外地掉落发射器，这种触发器和安全开关可以防止射弹的意外击发或破裂。

在如图8、图9和图11所示的又一实施方案中，射弹100和发射器1000通过无线装置或有线装置中的至少一者通信。这允许发射器在射弹内设置参数，从而允许更精确地控制壳体破裂或裂口的点，即设置射弹可能破裂的特定距离或时间。在又一个实施方案中，射弹具有能量源(诸如能量存储装置140)，该能量源是由发射器1000激活或供电或供能的(例如，借助于发射器中的电池1050，当射弹100被装载到发射器1000中时，射弹可以在如图8所示的接触点1070处与电池接触)，并且因此增强了射弹100的安全特性，例如通过保持射弹100和扩散装置不活动直到其在发射器中被装填。在另一个实施方案中，如图9所示，射弹(以及，在一个实施方案中，射弹的能量存储装置140)可以经由感应(诸如经由感应充电器1060)充电或供能。在又一个实施方案中，发射器1000包括用于测量距离的装置(诸如测距仪)，该装置可以与控制电路120通信，并且该装置可以允许与射弹100的爆裂或裂口相关的至少一个参数的现场定制，从而进一步增加其在更优选或精确的位置扩散致衰弱性物质200的能力。如图11所示，发射器1000可以包括触发器1080以引发发射过程。将显而易见的是，通过发射器对能量存储装置进行充电消除了能量存储装置包括自含电源的需要(即不需要用于能量存储装置的电池)，从而消除了能量存储装置在发射之前遭受电力耗尽的可能性。将显而易见的是，在装载到发射器中之前，能量存储装置也可以由外部源而不是发射器充电。此外，作为示例性存储装置的电容器明显比电池更轻且更便宜，从而提高了性能并降低了本发明射弹的制造成本。

在另一个实施方案中，并且如图10所示，射弹包括控制电路120、致衰弱性物质200、壳体、引发器150、内部栓系件160和压缩元件170中的一者。这种构造的优点是，致衰弱性物质200的扩散将是由于引发器150允许栓系件160释放或切断，从而允许射弹的壳体裂口的结果。

在又一个实施方案中，参考图13，射弹100包括设置在壳102的环形部分中和/或上的至少一个孔110，优选地包括多个孔110。孔优选地包括弹性小于壳102的材料，并且该材料是可渗透的或变得可渗透的，使得射弹100内的致衰弱性物质200可以通过孔释放到环境中。在一个实施方案中，射弹可以在飞行时旋转(通过发射器1000的枪管1010中的膛线)，并且由这种旋转产生的向心力可以迫使致衰弱性物质通过孔离开射弹100。在另一个实施方案中，致衰弱性物质200可以在发射之前包含在射弹100内的球体或其他形状的容器中，并且此后球体或其他容器可以被刺穿或破裂(诸如用也在射弹100内的销)，以允许致衰弱性物质200被定位用于释放出射弹100。

在又一个实施方案中，使致衰弱性物质200在射弹100内保持安全浓度。这种浓度可以在小于50％的范围内，并且更理想地，小于15％。所得到的致衰弱性物质200的云状物被设计成有效剂量(并且在一个实施方案中，大约5ppm至20ppm)。例如，对于在1g/cc和3cc总体积下具有10％浓度的粉末的射弹100，活性剂的量为0.3g，这可在5ppm浓度下产生0.06m³包封。这大致相当于致衰弱性物质200的扩散的0.5米直径球体。

图1表示射弹发射器1000，其优选地基于电驱动或电和燃烧或压缩气体装置的组合。应当理解，射弹不限于特定的发射方法，而是优选设计的发射器，其中可以使用具有电子控制和通信元件与射弹一起的优点。本文的射弹是轻型构造的(至少因为其不需要内部电池)，压缩气体可以充分和有效地发射射弹(也就是说，射弹上的底火和/或起爆雷管以及发射器的用于撞击这种底火的击锤不是本公开所要求的)。由于射弹可通过发射器或其他外部源充电，射弹因内部电池耗尽而无法操作的可能性变得毫无意义。

本文公开的射弹和发射器提供了比现有解决方案能够提供的更受控地释放致衰弱性物质的优点。例如，使用者可以通过配置控制射弹中的开口的参数来设置物质释放的范围和/或速率。射弹还避免使用爆炸物和/或促进剂来实现扩散，并且进一步不需要撞击目标(因此降低了伤害目标的风险)来扩散致衰弱性物质。本文公开的射弹的壳的构型还可以增加射弹的飞行精度，以进一步提高本文公开的射弹的使用安全性。此外，射弹可保持在非待命状态，直到能量存储装置充分充电，即超过阈值能量。通过发射器或其他外部源对能量存储装置充电消除了射弹在击发之前遭受功率损失或失效的可能性。

为了说明和描述的目的，已经呈现了本公开的特定实施方案的前述描述。它们并不旨在穷举或将本公开限于所公开的精确形式，并且显然根据上述教导内容，许多修改和变化是可能的。选择和描述示例性实施方案是为了最好地解释本公开的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够最好地利用本公开和具有适合于预期的特定用途的各种修改的各种实施方案。