CN110685472A - 一种人工浮空岛 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑工程设施技术领域，公开了一种人工浮空岛，包括浮岛本体、斜拉索、以及进入浮岛本体的人行通道；所述浮岛本体包括充气膜结构和桁架结构，所述充气膜结构用于形成所述浮岛本体的主体外形结构，所述桁架结构用于支撑所述浮岛本体，所述浮岛本体的两侧分别设有所述斜拉索，所述斜拉索的一端连接周边的高山或建筑物，另一端连接于所述桁架结构，用于提供方向向上的牵引力。本发明可以在保证安全的情况下，让游客充分体验到浮空的感觉。该发明除了人工浮空岛之外，也可以称之为悬空岛、悬浮山、空中之城等名词。

Description

一种人工浮空岛
技术领域
本发明实施例涉及建筑工程设施技术领域，特别是涉及一种人工浮空岛。
背景技术
由于地球引力，人类从古至今都被牢牢地困在地面。飞机、飞艇、热气球等能够将人类短暂带离地面，体验到漂浮在空中的感觉，受到了很多人的喜爱。美国《阿凡达》电影问世，一座座山峰矗立在云端，有些山峰直接悬浮在空中，更加深了人们对浮空体验的向往。
飞机想要停留在空中，需要的飞行速度很快，导致发动机的噪音很大，影响了浮空的体验。对于高空浮空的体验，飞艇、热气球是相对较好的方案。然而，齐柏林飞艇事故之后，人类重新审视飞艇的安全性。除了气体安全性之外，飞艇还需要考虑大风大雨的影响。现在，只能看到偶尔有热气球观光旅游的报导，热气球飞行条件很苛刻，而且一次性体验人数有限，不能满足大量浮空爱好者的需求。
发明内容
本发明实施例旨在提供一种人工浮空岛，以解决因条件苛刻，不能满足大量浮空爱好者享受浮空体验需求的技术问题。
本发明采用的一个技术方案是：提供一种人工浮空岛，包括：浮岛本体，所述浮岛本体包括充气膜结构和桁架结构，所述充气膜结构用于形成所述浮岛本体的主体外形结构，所述桁架结构用于支撑所述浮岛本体；
斜拉索，所述浮岛本体的两侧分别设有所述斜拉索，所述斜拉索的一端连接所述浮岛本体周边的高山或建筑物，另一端连接于所述桁架结构，用于提供方向向上的牵引力；以及
人行通道，所述人行通道与所述浮岛本体连接，用于供游客进入所述浮岛本体。
在一些实施例中，所述人行通道包括侧方通道和/或天梯，所述侧方通道的一端连接于所述浮岛本体，另一端连接所述浮岛本体周边的高山或建筑物，所述侧方通道通过绳索与所述斜拉索连接，所述绳索和所述斜拉索为所述侧方通道提供向上的牵引力；
所述天梯位于所述浮岛本体的下方，所述天梯的一端连接于所述浮岛本体，另一端连接于地面，在垂直方向对所述浮岛本体进行固定并提供向下的牵引力。
在一些实施例中，所述天梯末端安装有可调节的阻尼装置，所述阻尼装置的一端连接于天梯，另一端连接于地面。
在一些实施例中，所述浮岛本体外设置有外围栅栏，所述外围栅栏与所述侧方通道和/或所述天梯相连通；和/或
所述浮岛本体的内部设有建筑平台，所述建筑平台用于设置中心剧场、会议室、餐厅和/或宾馆。
在一些实施例中，所述充气膜结构包括第一气囊、第二气囊和分隔膜，所述分隔膜将所述第二气囊的内部结构分为上部空间和主体空间，所述第一气囊容置于所述上部空间，所述第一气囊用于填充密度小于空气的气体，所述第二气囊用于填充空气；或者
所述充气膜结构包括第一气囊和第二气囊，所述第一气囊容置于所述第二气囊内，所述第一气囊用于填充密度小于空气的气体，所述第二气囊用于填充空气，所述第一气囊包括一个或者多个；或者
所述充气膜结构包括第二气囊和分隔膜，所述第二气囊用于填充空气；或者
所述充气膜结构不设分隔膜，整个所述充气膜结构可作为第二气囊。
在一些实施例中，所述充气膜结构还包括可以自行调节气体压力的气压自动调节系统，所述气压自动调节系统安装于所述充气膜结构外部，与所述第二气囊连接，以调节所述第二气囊内部的压力，使所述充气膜结构维持在正常工作气压，保持所述充气膜结构的外形尺寸不变。
在一些实施例中，所述气压自动调节系统包括鼓风机、温度传感器、气压传感器和阀门；
所述温度传感器用于实时采集所述充气膜结构外部的温度数据，所述气压传感器用于实时采集所述第二气囊内部的气压数据，所述气压自动调节系统用于根据所述温度数据和/或所述气压数据控制所述鼓风机对所述第二气囊充气，或者控制所述阀门对所述第二气囊放气。
在一些实施例中，所述气压自动调节系统包括加热装置、温度传感器、气压传感器和阀门；
所述温度传感器用于实时采集所述充气膜结构外部的温度数据，所述气压传感器用于实时采集所述第二气囊内部的气压数据，所述气压自动调节系统用于根据所述温度数据和/或所述气压数据控制所述加热装置对所述第二气囊加热，或者控制所述阀门对所述第二气囊放气。
在一些实施例中，所述桁架结构与所述充气膜结构直接连接；
或者，所述浮岛本体还包括拉网结构和拉索，所述桁架结构与所述充气膜结构通过所述拉网结构和所述拉索连接；
所述拉网结构包括多根拉绳，各所述拉绳的第一端均与所述桁架结构连接，各所述拉绳的第二端汇聚连接。
在一些实施例中，在两侧的高山或建筑物之间，可包括多个所述浮岛本体，每相邻的两个所述浮岛本体之间通过所述斜拉索连接。
本发明实施例的有益效果是：在保证安全的情况下，让大量游客充分体验到浮空的感觉，同时欣赏周边的风景。
附图说明
图1是本发明一些实施例的人工浮空岛的组成示意图；
图2是图1所示的人工浮空岛的另一种组成示意图；
图3是图1所示的人工浮空岛的充气膜结构的第一实施例；
图4是图1所示的人工浮空岛的斜拉索的连接方式示意图；
图5是图1所示的人工浮空岛的充气膜结构的第二实施例；
图6是图1所示的人工浮空岛的充气膜结构的第三实施例；
图7是图1所示的人工浮空岛的充气膜结构的第四实施例；
图8是图1所示的人工浮空岛的充气膜结构的第五实施例；
图9是图1所示的人工浮空岛的气压自动调节系统组成示意图；
图10是图9所示的气压自动调节系统的另一组成示意图；
图11是图1所示的充气膜结构与桁架结构的另一种连接方式图；
图12是图1所示的人工浮空岛的另一种应用场所示意图；
图13是多个图1所示的人工浮空岛的组成示意图；
图14是图13所示的人工浮空岛的另一组成示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。
请一并参阅图1、图2和图3，本发明的一些实施例提供一种人工浮空岛100，包括：浮岛本体10、斜拉索20和人行通道，所述浮岛本体10包括有充气膜结构11和桁架结构12，所述充气膜结构11用于形成所述浮岛本体10的主体外形结构，所述桁架结构12用于支撑所述浮岛本体10；所述浮岛本体10的两侧分别设置有所述斜拉索20，所述斜拉索20的一端连接于所述浮岛本体10周边的高山或者建筑物，另一端连接所述桁架结构12，用于提供方向向上的牵引力，由于所述斜拉索20需要承受一定的牵引力，所用材料可以为轻质高强金属材料或碳纤维材料。
可以理解的是，所述桁架结构12既可以位于所述充气膜结构11的下方，也可位于所述充气膜结构11的上方。
可选地，请参阅图4，为维持所述浮岛本体10的稳定性，可以在所述浮岛本体10的一侧设置两个所述斜拉索20，另一侧设置一个斜拉索20，也可以在所述浮岛本体10的两侧分别设置两个所述斜拉索20，具体地，根据周边的高山或建筑物来决定所述斜拉索20的数量。图4是几种典型的固定方式，但不仅限于这些固定方式。
所述人行通道与所述浮岛本体10连接，用于供游客进入所述浮岛本体10。所述人行通道包括侧方通道30和/或天梯40，所述侧方通道30的一端连接于所述浮岛本体10，另一端连接所述浮岛本体10周边的高山或建筑物，所述侧方通道30通过绳索(图中未示出)与所述斜拉索20连接，所述绳索和所述斜拉索20为所述侧方通道30提供向上的牵引力，所述侧方通道30可以是由玻璃、木板、绳索条、钢筋混凝土等建造的通道。具体实施时，所述侧方通道30可以位于所述浮岛本体10的两侧，也可以只位于所述浮岛本体10的一侧。
所述天梯40位于所述浮岛本体10的下方，所述天梯40的一端连接于所述浮岛本体10，另一端连接于地面，在垂直方向对所述浮岛本体进行固定并提供向下的牵引力。当外界有风干扰，造成所述浮岛本体10上下摇晃时，所述天梯40和所述斜拉索20一起稳定所述人工浮空岛100的安全工作。
在所述天梯40的末端(远离所述浮岛本体10的一端)安装有可调节的阻尼装置50，所述阻尼装置50的一端连接于所述天梯40，另一端连接于地面，用于对所述人工浮空岛100的晃动进行减震，且根据实际情况需要，所述阻尼装置50既可以为所述浮岛本体10提供牵引力，某些情况下也可以为所述浮岛本体10提供支撑力，所述阻尼装置50可以为但不限于大型弹簧。
可选地，所述人行通道也可以既包括所述侧方通道30又包括所述天梯50，游客可根据自身需求，选择所述侧方通道30或所述天梯50进入所述浮岛本体10。
所述浮岛本体10外设置有外围栅栏60，所述外围栅栏60环绕所述浮岛本体10，所述外围栅栏60与所述侧方通道30和/或所述天梯50相连通，游客在行走和驻留所述外围栅栏60过程中可以欣赏周边的空中美景。
所述浮岛本体10的内部设有建筑平台，所述建筑平台用于设置中心剧场、会议室、餐厅和/或宾馆。
请参阅图3，所述充气膜结构11包括第一气囊111、第二气囊112和分隔膜113，所述分隔膜将所述第二气囊112的内部结构分为上部空间(图中未标示)和主体空间(图中未标示)，所述第一气囊111容置于所述上部空间，所述主体空间用于容纳所述建筑平台，所述第一气囊111内部填充密度小于空气的气体，如氢气、氦气或者二者的混合气体，所述第二气囊112内部用于填充空气，以使所述充气膜结构11给所述浮岛本体10提供向上的净浮力，又由于所述斜拉索20为所述浮岛本体10提供方向向上的牵引力，从而抵消所述浮岛本体10自身的重力，使所述浮岛本体10浮于半空之中。
可选地，请参阅图5，所述充气膜结构11包括第一气囊111和第二气囊112，与图3不同的是，所述充气膜结构11不包括分隔膜，所述第一气囊111容置于所述第二气囊112内，所述第一气囊111内部填充密度小于空气的气体，如氢气、氦气或者二者的混合气体，所述第二气囊112内部填充空气，所述浮岛本体10自身的重力由所述斜拉索20抵消，从而使所述浮岛本体10浮于半空之中。
可选地，请参阅图6，所述充气膜结构11包括第二气囊112和分隔膜113，所述第二气囊112内部填充空气，所述浮岛本体10自身的重力由所述斜拉索20抵消，从而使所述浮岛本体10浮于半空之中。
可选地，请参阅图7，所述充气膜结构11内部不设分隔膜，所述充气膜结构11作为第二气囊112，所述第二气囊112内部填充空气或其他气体，所述浮岛本体10自身的重力由所述斜拉索20抵消，从而使所述浮岛本体10浮于半空之中。
可选地，请参阅图8，所述充气膜结构11包括多个第一气囊111和一个第二气囊112，多个所述第一气囊111容置于所述第二气囊112，所述第一气囊111内部填充密度小于空气的气体，如氢气、氦气或者二者的混合气体，所述第二气囊112内部填充空气，以防其中一个或多个所述第一气囊111损坏，剩余的所述第一气囊111仍能提供向上的净浮力，保证所述人工浮空岛100的安全。
由于所述充气膜结构11内部含有大量气体，气体的体积会受到环境温度的影响。为保证所述充气膜结构11的外形尺寸不发生变化，所述充气膜结构11内部气压需要比充气膜结构11外部气压高，通过所述充气膜结构11内外部的压力差，即所述充气膜结构11的正常工作气压，使所述充气膜结构11的外形尺寸保持不变。
请参阅图9，在本实施例中，所述充气膜结构11包括可以自行调节气体压力的气压自动调节系统113，所述气压自动调节系统113安装于所述充气膜结构11外部，与所述第二气囊112连接，以调节所述第二气囊112内部的压力，使所述充气膜结构11维持在正常工作气压。
所述气压自动调节系统113包括鼓风机1131、温度传感器1132、气压传感器1133和阀门1134，所述鼓风机1131用于给所述第二气囊112充气，所述温度传感器1132用于实时采集所述充气膜结构11外部的温度数据，所述气压传感器1133用于实时采集所述第二气囊112内部的气压数据，所述阀门1134用于给所述第二气囊112放气，所述第二气囊112上分别设置有与所述鼓风机1131和所述阀门1134相对应的通气口，所述气压自动调节系统113根据所述温度传感器1132采集到的温度数据和/或所述气压传感器1133采集到的气压数据进行分析，控制所述鼓风机1131对所述第二气囊112充气或者控制所述阀门1134对所述第二气囊112放气。
在其他实施例中，请参阅图10，所述气压自动调节系统113包括温度传感器1132、气压传感器1133、阀门1134和加热装置1135，所述加热装置1135设于所述第二气囊112内，所述加热装置用于给所述第二气囊112加热，所述温度传感器1132用于实时采集所述充气膜结构11外部的温度数据，所述气压传感器1133用于实时采集所述第二气囊112内部的气压数据，所述阀门1134用于给所述第二气囊112放气，所述第二气囊112上设置有与所述阀门1134相对应的通气口，所述气压自动调节系统113根据所述温度传感器1132采集到的温度数据和/或所述气压传感器1133采集到的气压数据进行分析，控制所述加热装置1135对所述第二气囊112加热或者控制所述阀门1134对所述第二气囊112放气。
当所述温度传感器1132检测到所述充气膜结构11外部温度过大，导致所述第二气囊112内部压力过大时，所述气压自动调节系统113打开所述阀门1134，对所述第二气囊112上与所述阀门1134相对应的通气口进行放气，从而降低所述第二气囊112内部压力，直至所述气压传感器1133检测到所述充气膜结构11恢复到正常工作气压，所述气压自动调节系统113关闭所述阀门1134，封闭所述第二气囊112上与所述阀门1134相对应的通气口；当所述温度传感器1132检测到所述充气膜结构11外部温度过低，导致所述第二气囊112内部压力过小，所述气压自动调节系统113打开所述鼓风机1131，对所述第二气囊112上与所述鼓风机1131相对应的通气口进行充气，从而提高所述第二气囊112内部压力，直至所述气压传感器1133检测到所述充气膜结构11恢复到正常工作气压，所述气压自动调节系统113关闭所述鼓风机1131，封闭所述第二气囊112上与所述鼓风机1131相对应的通气口，或者所述气压自动调节系统113控制所述加热装置对所述第二气囊112进行加热，从而提高所述第二气囊112内部压力，直至所述气压传感器1133检测到所述充气膜结构11恢复到正常工作气压，所述气压自动调节系统113控制所述加热装置停止加热。
所述气压自动调节系统113保证无论高温或低温，所述充气膜结构11都能正常工作，以使所述充气膜结构11的外形尺寸保持不变。
当所述充气膜结构11内部不设所述第二气囊112时，所述气压调节系统113安装于所述充气膜结构11的外部，所述充气膜结构11上分别设置有与所述鼓风机1131和所述阀门1134相对应的通气口，所述气压调节系统113调节所述充气膜结构11内部的压力(工作模式同充气膜结构11内部设有第二气囊112)，使所述充气膜结构11维持在正常工作气压。
所述桁架结构12是所述人工浮空岛100的主承力结构，用于支撑所述浮岛本体10。在本实施例中(见图3)，所述充气膜结构11直接与所述桁架结构12连接，可以理解的是，在一些其他实施例中，如图11所示，所述浮岛本体10还包括拉网结构14和拉索15，所述桁架结构12与所述充气膜结构11通过所述拉网结构14和所述拉索15连接，所述拉网结构14包括多根拉绳141，各所述拉绳141的第一端均与所述桁架结构12连接，各所述拉绳141的第二端汇聚连接，多根所述拉绳141围成安装空间142。所述拉网结构14对所述桁架结构12进行了有效地束缚，从而提高了所述桁架结构12工作的稳定性，为使所述桁架结构12被吊起时保持水平且受力均衡，各所述拉绳141相对于所述桁架结构12的中心轴呈轴对称分布。所述拉绳141的材料可以为轻质高强金属材料或碳纤维材料。
可选地，请参阅图12，当所述斜拉索20的一端连接所述桁架结构12，另一端连接于所述浮岛本体10周边的建筑物时，此时的所述人工浮空岛100架设于两座建筑物之间，此时的所述人工浮空岛100可应用于城市的上空。
请参阅图13，在两侧的高山或建筑物之间，可包括多个所述浮岛本体10，每相邻的两个所述浮岛本体10之间通过所述斜拉索20连接，对于靠近高山或建筑物的所述浮岛本体10，通过所述斜拉索20将靠近高山或建筑物的所述浮岛本体10连接于高山或建筑物，每相邻两个所述浮岛本体10之间通过连接于所述斜拉索20的侧方通道30互通。
可选地，请参阅图14，每个所述浮岛本体10的高度和尺寸可以不一致，通过合理的设计，使位于两座高山或建筑物之间的若干个所述浮岛本体10通过所述斜拉索20连接稳定。
具体实施时，所述充气膜结构11在空中工作，所述气压自动调节系统113可以根据所述第二气囊112内部工作气体的压力状况，通过所述鼓风机1131向所述第二气囊112进行充气，或通过所述加热装置1135对所述第二气囊112进行加热，以维持所述充气膜结构11的正常工作气压，类似的，当所述第二气囊112内工作气体的压力过高时，所述气压自动调节系统113则通过所述阀门1134，释放一部分所述第二气囊112内的气体，以维持所述充气膜结构11的正常工作气压，从而在保证安全的情况下，让游客充分体验到浮空的感觉。
需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种人工浮空岛，其特征在于，包括：
浮岛本体，所述浮岛本体包括充气膜结构和桁架结构，所述充气膜结构用于形成所述浮岛本体的主体外形结构，所述桁架结构用于支撑所述浮岛本体；
斜拉索，所述浮岛本体的两侧分别设有所述斜拉索，所述斜拉索的一端连接所述浮岛本体周边的高山或建筑物，另一端连接于所述桁架结构，用于提供方向向上的牵引力；以及
人行通道，所述人行通道与所述浮岛本体连接，用于供游客进入所述浮岛本体。
2.根据权利要求1所述的人工浮空岛，其特征在于，
所述人行通道包括侧方通道和/或天梯，所述侧方通道的一端连接于所述浮岛本体，另一端连接所述浮岛本体周边的高山或建筑物，所述侧方通道通过绳索与所述斜拉索连接，所述绳索和所述斜拉索为所述侧方通道提供向上的牵引力；
所述天梯位于所述浮岛本体的下方，所述天梯的一端连接于所述浮岛本体，另一端连接于地面，在垂直方向对所述浮岛本体进行固定并提供向下的牵引力。
3.根据权利要求2所述的人工浮空岛，其特征在于，
所述天梯末端安装有可调节的阻尼装置，所述阻尼装置的一端连接于天梯，另一端连接于地面。
4.根据权利要求2所述的人工浮空岛，其特征在于，
所述浮岛本体外设置有外围栅栏，所述外围栅栏与所述侧方通道和/或所述天梯相连通；和/或
所述浮岛本体的内部设有建筑平台，所述建筑平台用于设置中心剧场、会议室、餐厅和/或宾馆。
5.根据权利要求1-4任一项所述的人工浮空岛，其特征在于，
所述充气膜结构包括第一气囊、第二气囊和分隔膜，所述分隔膜将所述第二气囊的内部结构分为上部空间和主体空间，所述第一气囊容置于所述上部空间，所述第一气囊用于填充密度小于空气的气体，所述第二气囊用于填充空气；或者
所述充气膜结构包括第一气囊和第二气囊，所述第一气囊容置于所述第二气囊内，所述第一气囊用于填充密度小于空气的气体，所述第二气囊用于填充空气，所述第一气囊包括一个或者多个；或者
所述充气膜结构包括第二气囊和分隔膜，所述第二气囊用于填充空气；或者
所述充气膜结构不设分隔膜，整个所述充气膜结构作为第二气囊。
6.根据权利要求5所述的人工浮空岛，其特征在于，
所述充气膜结构还包括可以自行调节气体压力的气压自动调节系统，所述气压自动调节系统安装于所述充气膜结构外部，与所述第二气囊连接，以调节所述第二气囊内部的压力，使所述充气膜结构维持在正常工作气压，保持所述充气膜结构的外形尺寸不变。
7.根据权利要求6所述的人工浮空岛，其特征在于，
所述气压自动调节系统包括鼓风机、温度传感器、气压传感器和阀门；
所述温度传感器用于实时采集所述充气膜结构外部的温度数据，所述气压传感器用于实时采集所述第二气囊内部的气压数据，所述气压自动调节系统用于根据所述温度数据和/或所述气压数据控制所述鼓风机对所述第二气囊充气，或者控制所述阀门对所述第二气囊放气。
8.根据权利要求6所述的人工浮空岛，其特征在于，
所述气压自动调节系统包括加热装置、温度传感器、气压传感器和阀门；
所述温度传感器用于实时采集所述充气膜结构外部的温度数据，所述气压传感器用于实时采集所述第二气囊内部的气压数据，所述气压自动调节系统用于根据所述温度数据和/或所述气压数据控制所述加热装置对所述第二气囊加热，或者控制所述阀门对所述第二气囊放气。
9.根据权利要求1所述的人工浮空岛，其特征在于，
所述桁架结构与所述充气膜结构直接连接；
或者，所述浮岛本体还包括拉网结构和拉索，所述桁架结构与所述充气膜结构通过所述拉网结构和所述拉索连接；
所述拉网结构包括多根拉绳，各所述拉绳的第一端均与所述桁架结构连接，各所述拉绳的第二端汇聚连接。
10.根据权利要求1所述的人工浮空岛，其特征在于，
在两侧的高山或建筑物之间，可包括多个所述浮岛本体，每相邻的两个所述浮岛本体之间通过所述斜拉索连接。
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