[发明专利]用于制动的系统和方法

说明书

与相关申请的交叉引用

本申请是Patrick W.Smith等人2003年11月13日递交的美国申请序列号No.10/714,572的延续案并要求其优先权；并且根据35U.S.C.§119(e)要求Patrick Smith等人2003年10月7日递交的美国申请序列号60/509,577以及Patrick Smith等人2003年10月8日递交的共同未决的美国申请序列号60/509,480的优先权。

政府许可权

本发明可能部分是联系美国政府赞助研究而得出的。因此，按照Office of Naval Research所授予的合同No.N00014-02-C-0059的条款规定，美国政府拥有本发明的已付清许可以及在有限情况下要求专利所有人就合理条款许可他人的权利。

技术领域

本发明的实施例一般地涉及用于降低人或动物的活动性的系统和方法。

背景技术

递送带电射弹(projectile)的武器已被用于自卫和执法。这些武器一般递送刺激信号经过目标，其中目标是人类或动物。这种武器中的一种传统种类包括Cover的美国专利3,803,463和4,253,132中描述的那种类型的传导能量型武器。这些武器一般向目标发射射弹，以便射弹所携带的电极与目标接触，从而完成经由系缚金属线递送刺激信号以经过电极并经过目标的电路。其他传统传导能量型武器省略了射弹，并且在目标靠近武器时通过与目标接触的电极递送刺激信号。

刺激信号可以是一系列电压相对较高的脉冲，已知这些脉冲会导致目标疼痛。在刺激信号被递送时，高阻抗缝隙(例如空气或衣物)可能存在于电极和目标的导电组织之间。传统刺激信号包括电压相对较高(例如50,000伏特)的信号，以电离跨越这种达2英寸的缝隙的路径。结果，刺激信号可能被传导经过目标的组织，而无需将射弹穿透到组织中。

在某些传统的传导能量型武器中，使用了能量相对较高的波形。该波形是根据利用被麻醉的猪来测量哺乳动物对能量型武器的刺激的肌肉响应的研究而开发的。利用能量较高的波形的设备被称为电肌肉破坏(EMD)设备，并且一般具有2001年12月12日递交的PatrickSmith的美国专利申请10/016,082中描述的类型，这里通过引用将该申请结合进来。施加到动物的骨骼肌的EMD波形一般导致该骨骼肌剧烈收缩。EMD波形显然超越了目标的神经系统的肌肉控制，从而导致骨骼肌不自主地锁紧，并且可能造成目标完全无法运动。

不幸的是，能量相对较高的EMD波形一般是从功率容量较高的能量源产生的。在一种实现方式中，手持式发射设备包括8个AA大小(标称1.5伏特)的电池、大容量电容器以及变压器，以在被系缚着的射弹中生成26瓦特的EMD输出。

2003年2月11日递交的Magne Nerheim的美国专利申请10/447,447中描述的那种类型的双脉冲波形提供了电压相对较高、电流强度较低的脉冲(以形成经过缝隙的电弧，如上所述)，之后是电压相对较低、电流强度较高的脉冲(以刺激目标)。比起用于上述EMD波形的功率来，可用减少80％的功率来实现对骨骼肌的作用。

非常需要一种用于传导能量型武器中的更有效的刺激信号，以使人类目标无法运动而不会造成持久的伤害或死亡。在本申请之前的十年中，在美国每年有超过30,000人由于子弹创伤而死亡。此外，每年有数千警员由于与一般公众中的不顺从者对抗而受伤。有更多的这种不顺从者在被送往警方拘留的过程中而受伤。如果没有用于递送更有效的刺激信号的系统和方法，就无法实现传导能量型武器的成本、可靠性、射程和有效性的进一步改善。传导能量型武器的应用仍将有限，从而妨碍了执法并无法向个人提供增强的自卫。

发明内容

根据本发明的不同方面，一种用于利用经由电极耦合到目标的刺激信号来对目标进行制动(immobilize)的方法，包括按任何顺序：(a)根据冲击阶段提供刺激信号；(b)根据保持阶段提供刺激信号；以及(c)根据休止阶段提供刺激信号。

根据本发明的不同方面，一种用于对目标进行制动的电路包括电荷存储电路和处理器电路。处理器电路获得第一值，将电荷存储电路耦合到目标以对电荷存储电路进行放电并将电荷递送到目标中，获得第二值，并且在根据第一值和第二值指示递送了预定电荷之后限制放电。第一值对应于存储在电荷存储电路中的初始电荷。第二值对应于存储在电荷存储电路中的当前电荷量。