CN101316639B - 用于将物体独立支撑在空间的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种物体通过将该物体连接到支撑结构上使物体自由地支撑在空间而无需连接到地面的锚固点，当支撑结构在控制压力下填充比重小于空气的气体时，该支撑结构适合于在空中浮动，这种气体为不同重量的物体提供足够大的浮力。支撑结构与连接物体一起被释放，以便到达平衡位置，在该位置，支撑结构的浮力抵消外壳和连接物体的组合重量。所述物体可以与支撑结构形成整体并且可以是自供电的电气装置，该电气装置靠电池或者太阳能操作。所述外壳可以是浮动平台或者可以是部分物体。

Description

用于将物体独立支撑在空间的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于将物体锚固在空间的方法和连接件。

背景技术

尽管是相对性，但我们还是继续生活在牛顿世界内，在这个世界内，牛顿第三运动定律支配了我们思维和构建的方式。因此，认识在作用力的条件下，物体保持平衡状态显示大小相等方向相反不仅是牛顿世界的描述，而且是创造安全和有益环境的蓝图。特别是就本发明而论，任何需要将在空间支撑的物体通常设想需要支撑于其上的支承面。因此，例如灯支撑在桌子上或者地板上，或者固定到墙壁上或者天花板上；图片用钩子悬挂，布告钉到墙壁上，或挂在天花板的钩子上等等。的确，用主电源运行的电气设备需要电气连接到电源上；并且通常，电气连接还用来达到对支承面的机械连接，该支承面由墙壁或者天花板构成。但是事实上，电气连接即不需要机械支撑，也不需要机械支撑用来连接到电插座上。因此，无需电气连接的便携式电池操作的电气设备，例如钟仍然必须支撑在合适的支承面，如墙壁上。

在这样的条件下，即机械支承面受到不总是合乎需要的摩擦，在本技术领域中试图将物体提升到其支撑上方。这是气垫飞行器的原理，并在此后为磁悬原理，因此受到英国伦敦帝国学院(Imperial College，London UK)Eric Laithwaite教授的支持，最后发现该原理在磁悬列车中实现。

这些原理中的一些公开在专利文献中，总是达到相同或者类似的结果。

1987年9月15日发表的美国专利No.4,693,695(Cheng)公开了一种上升和下降气球动作的玩具，该玩具包括封壳，该封壳填充有比空气轻的气体，该封壳重复地上升和交替地下降系绳。

2002年5月21日发表的美国专利No.6,390,651(Bertrand)公开了一种玩具，该玩具模拟头顶上照明的月亮，其长支臂的太空船位于它的下方。该玩具包括照明装置，该照明装置借助于张紧的绳索固定到气球上。整体设置在气球外部的照明装置照亮气球的内部，因此，气球好像发光。

照明装置具有至少三个臂，这三个臂从具有锁紧固定器的主体延伸。锁紧固定器借助于张紧的绳索连接到气球颈部上。每个臂终止于窗口，用于接触气球的外皮并使光透过外皮射到气球内部。在一个实施例中，照明装置的重量轻到足以使玩具漂浮在空中。

美国专利No.6,106,135和6,371,638(Zingale等人)公开了一种可充气的半透明气球主体，当用比空气轻的气体充气时该主体具有预定的净升力。光源通过透光系绳连接到充气的气球上。为了保持浮力气球飘浮同时连接到透光系绳上，该透光系绳的净重小于其中装有比空气更轻气体的气球在充气状态下的净升力。

1996年3月19日发表的美国专利No.5,499,941(Penjuke)公开了一种气球充气装置，该装置具有灯泡，该灯泡连接到管的一端上并且通过连接在灯泡另一端上的外部电源来照明。管使光首先进入到气球的颈部中，形成机械密封，以防止气体在凸缘与气球杆之间透过。从管上可以拆下灯泡的电源，并使气流可以喷射到气球中，从而充气，但是管这样布置和构造，以使气球中的气体不能通过管从气球中流出。

上述参考文献中没有一篇具体涉及在没有将物体连接到支承面的情况下需要在空间锚固物体，该支承面用作连接到地面上的锚固点。但是，支承面不总是现有的，例如在没有依靠支柱的情况下需要在外部支撑物体时，或者现有的支承面完全被使用或者不能接近时。

在这样的条件下，即某些上述参考文献中允许物体，比如电灯将支撑在空间，这只是照明玩具气体的副产品，并且灯被限制安装在气球的内部。即使在特殊的情况下，即气球因此将电灯支撑在空间的情况下，这对灯的大小及其亮度产生严格的限制。该灯必须实际小到足以装配在气球内并且插入通过其颈部，且没有刺破气球的危险。而且，灯必须不能太亮，因为所产生的热量最有可能引起气球爆炸。

这些缺点似乎在上述美国专利No.6,390,651中被避免，在该文献中，灯在外部连接到气球上，用于通过气球的半透明表面来照明。气球可以填充氦气，以便浮动，但气球而后一定用索绳系住，以便防止它漂浮离开。实际上，特别推荐的是，在采用气球填充氦气的实施例时，绳索的自由端要系到重物体或者使用者的腕或者臂上，以防止玩具漂浮离开。

上述美国专利No.6,106,135和6,371,638确实论及了自由浮动气球，但是升高能力非常有限。因此，要注意的是，高度大约12英寸(30cm)和直径为10英寸(25cm)的一组传统新充气注满氦气的气球具有大约1/2盎司(14克)的净升力。这两个专利采用了光纤，该光纤的长度这样，以使其重量小于14克，并因此可由一组充氦气的气球支撑，同时使光能通过光纤系绳在气球内传导。因此很明显，这些参考文献没有建议在空间支撑物体。而且，这种气球预定只使用一次，并且不适合于支撑不同的物体和没有任何方法来控制气球的浮力。通常，由于这种气球预定只使用一次，因此它们由材料，比如Mylar构成，该材料非常轻，因此使用最小的容积可以得到足够大的浮力。但是，这种材料不适合于受到多次使用时所需的刚性处理或者敲打。

1991年5月14日发表的美国专利No.5,014,757(Donaldson等人)公开了一种气球装置，该气球装置包括内部容器和外部容器，这些容器可彼此之间相对活动。该装置包括安装在内部容器中的加压气体容器和点火机构，该点火机构通过使该装置撞击固体表面，比如桌面或其它类似部位操作。点火机构刺破加压的容器而使气体能逸入该装置中，并且该气体通过孔口被导向气球中，该气球通过O形环元件密封地保持在该装置上。

2000年8月8日发表的美国专利No.6,099,376(Singhal等人)公开了一种轻的玩具物体，在该物体中，使用平衡重和定位重的系统，相对于玩具物体的重力小心地平衡玩具物体主体内比空气轻的气体向上的浮力，所述平衡重和定位重的系统使玩具物体能保持在所放置的空间某一高度和方位上。

美国6,425,552(Lee等人)公开了一种循环热控制系统，该系统对白天加热和夜晚冷却循环起反应，以在长时间内将高的高空平台保持在耐地压位置。

1990年6月5日发表的美国专利No.4,931,028(Jaeger等人)公开了一种玩具小型飞船，该小型飞船具有：至少一个发动机，该发动机安装在可充氦气的气球小型飞船类似构件的顶侧；红外控制电路；和电源，该电源安装在底侧。小型飞船由自带的电源操作并且通过自带的控制系统控制，该控制系统接受来自发射器的控制信号。

总之，上述参考文献中没有一篇涉及物体，比如电灯和其它家用或办公用具以这样的方式被浮动支撑，即均匀巨大的物体可以在空间支撑，且无需系住或者其它地基支撑。

此外，现有技术没有显示涉及模件浮动支撑，由此不同物体可以由相同的平台支撑。因此，现有技术的装置被用来升高重量与该装置的固定浮力相对应的物体。试图支撑更重的物体会导致装置下沉。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于将物体自由地支撑在空间而无需锚固点，比如支承面或者支柱的方法和装置。

本发明的另一个目的是提供一种适合于多种用途的装置。

本发明的又一个目的是提供这样一种装置，即该装置是模件的并且使不同物体能由相同的浮力平台支撑。本发明还有一个目的是提供这样一种装置，即该装置完全被容纳，以便使该装置在需要时能浮动。

根据本发明的第一方面，通过将物体自由地支撑在空间而无需连接到地面的锚固点的方法达到这些目的，所述方法包括：

将物体连接到中空支撑结构上，当支撑结构填充比重小于空气的气体时，该支撑结构适合于在空中浮动；

通过压力表将气源连接到支撑结构上，该压力表被设定到适合于得到支撑结构的浮力的控制压力，该浮力抵消支撑结构和连接物体的组合重量；

在所述控制压力下给所述支撑结构的中空部分填充大量所述气体；以及

释放填充气体的支撑结构以及连接的物体，以便到达平衡位置，在该位置，支撑结构的所述浮力抵消了支撑结构和连接物体的组合重量。

根据本发明的另一方面，提供一种中空支撑结构，用于将物体自由地支撑在空间，当支撑结构填充比重小于空气的气体时，所述支撑结构适合于在空中浮动，并且适合于在使用之前通过气体填充机构填充在控制压力下的大量所述气体，以便确保外壳的浮力抵消支撑结构和连接物体的组合重量。

所述气体填充机构与支撑结构成整体并且包括用于连接到气源的入口和用于调整气体压力的可调压力阀。

在本发明的一个实施例中，支撑结构是浮力平台，该浮力平台具有用于将物体连接到浮力平台的锚固点，因此在使用时，浮力平台与连接物体一起到达平衡位置，在该位置，平台的浮力抵消平台和连接物体的组合重量。

在这个实施例中，物体可以与浮力平台成整体并且可以是自供电的电气装置，该电气装置靠电池或者太阳能操作。更一般地说，该物体可以与支撑结构分开或者与其成整体。它也可以是物体的一部分，比如物体外壳内的中空壁衬，并且这样设定尺寸，以使在填充预定量的气体时，该物体在空中浮动。

附图说明

为了理解本发明和了解在实际中如何可以实施，现只通过非限制性示例参照附图来描述一些典型实施例。其中：

图1a和1b分别示出本发明第一实施例用于将物体自由地支撑在空间的浮力平台的图示线框(wire-frame)和整体视图；

图2a和2b示出封闭在容纳气体连接器的外壳内自供电的电灯的图示线框视图，其中所述气体连接器连接到浮力平台上；

图3图解示出图2a和2b所示灯和气体连接器零件的线框视图；

图4是浮力平台和气体连接器的相关零件在使用时的分解图示线框视图；

图5a和5b示出气体连接器的零件的不同透视图；

图6a和6b示出适合于浮力平台填充氦气体的第一实施例的气体容器的不同透视图；

图7a和7b示出在使用期间连接到气体连接器上时图6a和6b所示气体容器的不同透视图；

图8a和8b示出浮力平台和现场连接物体的不同透视图；

图9是图示视图，示出采用浮力平台在空间支撑物体；

图10a、10b和10c是图示视图，示出第二实施例的气体容器；

图11a是图示视图，示出与具有中空壁部分的浮力壳体成整体的装置；

图11b是图11a中装置的图示视图，示出中空壁部分的剖视图；

图12a是图示视图，示出在密封气体装置破裂时浮动的一次性使用装置；和

图12b是图示分解半剖视图，示出图12a所示装置的细节。

具体实施方式

在以下描述中，在一个以上图中出现的零件用相同的附图标记表示。

图1a和1b示出本发明浮力平台10的图示线框和整体视图，该浮力平台10用于在空间自由地支撑便携式自供电的电灯11或其它物体。浮力平台10构成中空支撑结构，该中空支撑结构由半刚性不透气塑性材料构成，该塑性材料强度高，足以承受敲打等，而不会爆裂，而且又足够轻，以致在填充氦气时能够漂浮在空中，同时将灯11支撑。在浮力平台10的下部表面形成阀座12以通过接合器14容纳在灯11上形成的相应阀座13，该接合器14使具有不同阀座的不同物体能密封地连接到浮力平台10上。

图2a和2b示出封装在外壳15内的灯11的图示线框视图，该外壳15容纳气体填充机构，该填充机构通过气体连接器16连接，该气体连接器16连接到浮力平台并示出在图1b中，而更加详细地示出在图5a和5b中。外壳15还封装用于操作灯的电路(未示出)，当然操作的灯是灯本身(也未示出)。用于容纳一个或者多个电池的电池壳体17可以被插入到外壳15的壳体内的轴向孔18中，而后借助于下部密封盖19在其下端处密封。出于描述和附加权利要求的目的，外壳15及其相关零件构成物体，该物体将由浮力平台10支撑。将清楚地理解到，其它器具可以装在外壳15内，并且如上所述那样，为了通过合适的接合器连接到浮力平台10上，可以设置具有不同连接件的不同外壳。在这种配置中，灯被安装在轴向孔18的上端，以便照亮浮力平台10的内部，该浮力平台10可以是附图所示的气球形状并且其表面可以由透光材料形成。但是，根据替换实施例，该灯可以安装在轴向孔18的下端，以便在浮力平台10被安装成飘浮时向下照耀。在下面参照图13更详细地描述这个实施例。在又一个实施例中，在轴向孔18的相对端可以形成电气连接，以便使灯能连接在任一端上。

图3a和3b更详细地示出电池壳体17的零件，图中示出下部密封盖19和上部密封盖20，所述下部密封盖19安装在电池壳体17的下端，所述上部密封盖20安装在电池壳体17的上端。下部和上部密封盖20在其内表面上都包括相应的电池接点(未示出)。电池壳体17还可包括与灯相连的任何电子器件以及灯壳体和灯本身。上部密封盖20由透光材料构成，以便使灯光能照亮浮力平台10内部。

图4是浮力平台10和气体填充机构的相关零件的分解图示线框视图，这些零件以放大细节示出在图5a和5b中。特别要注意的是，气体连接器16通过可调压力阀21连接，由此气体可在控制压力下供给到浮力平台10中。通过这种装置，可以调整平台的浮力，以便精确地抵消浮力平台10和连接物体的组合重量，因此，在连接不同的物体时，使平台的浮力能得到调整。优选地，压力阀21具有显示刻度的刻度盘，该刻度随着连接物体重量的变化进行校准，因此，刻度盘可以按照连接物体的重量进行设定，以便准确地在正确压力下将气体供给到浮力平台10中，以产生所需的浮力。气体连接器16包括单向阀座，该阀座类似于用于填充汽车轮胎的那种，在通过供气喷嘴压下时，该阀座打开，以使气体能进入，并在供气喷嘴退回时，该阀座自动关闭，由此防止气体逸出。

根据确立的物理原理来校准刻度盘，该物理原理是，包括填充密度低于空气的气体，比如氦气的中空支撑件的物体可以在空中浮动，因为氦气的重量小于空气重量，该空气被物体取代。只要合适地调整中空支撑件内的气体压力并且气体的挥发性可忽略不计，则在实践中可以达到这种要求。还有其它的因素需要考虑，比如空气的环境温度和水分含量(湿度)，因为这些影响气体密度并因此影响达到浮力所需的气体质量。确切地说，由于支撑件的浮力不确定，如果将要支撑不同的物体和/或在可变周围条件下达到浮力，通过可调压力阀21动态调整气体压力是重要的。

根据以下原理校准可调压力阀21。空气密度必须等于支撑件和物体一起的有效或者平均密度：

ρ_空气＝ρ_总计

支撑结构和物体一起的有效或者平均密度由以下公式求出：

式中，M_HE＝氦的质量

M_物体＝物体的质量

V_总计＝支撑件和物体的总体积

中空支撑结构内的氦M_HE(或者其它轻气体)的质量由以下公式求出：

M_HE＝ρ_空气V_总计-M_物体

空气密度ρ_空气与以K度计的绝对温度成反比，即：

可以表示，中空支撑结构内氦的大气压力由以下公式求出：

$[P+\mathrm{\α}{\left(\frac{n}{V}\right)}^2](\frac{V}{n}-b)=\mathrm{RT}$

式中，

α＝3.46*10^-3

b＝23.71*10^-6

R＝气体常数＝8.314472

n＝250*MKg

Mkg＝以Kg计的氦的质量

以上说明可以用来校准可调压力阀21，以便为所需的物体质量自动设定压力。需要时，可以采用温度传感器来测量环境温度并且可以采用补偿装置来调整氦(或者其它)气体的压力，以便将准确地修正中空支撑结构内的气体质量。这样，可以将预定质量的物体锚固到支撑结构上(或者与其成整体)，并且可调压力阀21可以设定到与物体的质量相对应的预校准设定值，以便确保气体压力被精确地修正达到浮力。

更简单地说，采用试错可以设定可调压力阀21，以将气体压力准确地修正得到用于被锚固到支撑结构上或与其成整体的物体的浮力。可替换地，如果物体，比如灯等被提供专门用于连接到本发明的浮力支撑结构上，使用者则根据所使用的浮力气体、预期的周围条件和待支撑物体的质量可以得到合适的供给到浮力支撑结构的气体压力的信息。同样，在支撑结构固定地连接到物体上和在周围条件，比如温度、压力和湿度基本不变的情况下，在购物中心和其它封闭区域内通常就是这样，气体压力可以不必调整。

将要理解的是，使用可调压力阀调整中空支撑结构中的气体压力只是一种方法。另外的方法是在中空支撑结构内设置柔性膜并通过移动柔性膜调整中空支撑结构内的有效气体体积。将要理解的是，在附加权利要求的范围内，这种膜构成压力表，因为通过调整中空支撑结构的有效容积，气体压力可以设定到适合于达到支撑结构的浮力的控制压力。

气体连接器16流体地连接到管22上，该管22的上端进入到浮力平台10上的孔中，以便流体地将气体填充机构连接到浮力平台10上。可拆卸密封盖23被固定到管22的下端并防止气体从气体填充机构中泄漏。将要注意的是，各图以分解的方式示出气体填充机构，其管22通过外壳15的下部伸出。但是在实践中，管22完全装在外壳15内，只有密封盖23可从外壳15的下表面接近，以便在需要从浮力平台10中清除气体时使能拆下该密封盖23。为此，在拆下密封盖23之后，释放阀24便于气体从浮力平台10通过管22的开口端释放。气体连接器16贯穿外壳15，使得在将物体11连接到浮力平台10上时，浮力平台10可以在控制压力下填充气体，比如氦气，以便浮动，并由此将连接的物体悬挂在空中。上部密封盖20也用来将气体填充机构与电池壳体17和与灯相关连的电子器件以及灯壳体和灯本身密封隔绝，因而避免火花接触气体的危险。

图6a和6b示出专用气体容器25的不同透视图，该容器25适合于给浮力平台10填充氦气。气体容器25包括中空壳体26，该中空壳体26分别具有基本上平面平行的上表面27和下表面28。弧形槽29形成于上表面27与下表面28之间的壳体中并且用作在使用期间夹紧气体容器25的把手。基本上是半圆形的开口30形成在壳体的内侧壁31上，而密封的出气口32形成在其中点，用于连接到上面参照图4和5a所述的气体填充机构的气体连接器16上。同样，密封的进气口33形成在壳体外侧壁34的中点，用于连接到那里的气源，以便在使用之前填充气体容器25。

图7a和7b示出在使用期间连接到气体连接器16上时气体容器25的不同透视图。出气口32具有突出销，该突出销在被插入到出气口32中时打开单向阀，由此使容器内的气体能以高压通过气体连接器16和压力阀21流入到气体机构中。压力阀21将气体压力降低到预定校准压力，该校准压力可调整，以便在所需压力下向浮力平台10填充气体，如上所述那样。一旦注入足够的气体，便取下气体容器25，随后单向阀自动关闭。气体容器25用作便携式气源，而避免需要运送笨重的气体钢瓶。

图8a和8b示出浮力平台和现场物体的不同透视图。特别是，在示出进气口和释放阀的两个图中看到外壳15的相对侧部。

图9是图示视图，示出使用浮力平台10在空间的支撑物体11a、11b、11c和11d。将要注意的是，物体11a、11b、11c和11d根据在其相应浮动平台中它们相应的重量和气体压力漂浮在不同的高度。

参照图6和7所述的气体容器25显然需经改变，这些改变将完全在本领域普通技术人员的能力范围内。如上所述，气体容器25用作便携式气源，但不是重要的部件，因为支撑结构可以通过其它合适的气源填充气体。

图10a、10b和10c是图示视图，示出本发明第二典型实施例的气体容器40。气体容器40具有可更换气体盒41，该气体盒41连接到装有气体填充机构的主体部分42上，该气体填充机构具有触发器43，该触发器43被压下以便释放比空气比重小的气体，比如氦气。从主体部分42中可以取下用完的气体盒41，而换上充满的气体盒。头部44装有出气口45，用于接合上面参照附图中的图4和5所述的物体11的气体连接器16。通过压力阀46可以调整气体压力，以便在出气口45被插入到物体11的气体连接器16中时打开自密封阀并在预定压力下将气体注入到浮动平台10中。气体容器40作为单机装置特别有用，只要设置了合适的气体连接器16来接合出气口44，该单机装置便可与任何构型的浮动物体一起使用。

图11a是图示视图，示出具有典型形式的钟50的装置，该钟50与具有中空壁部分52的支撑结构51形成整体，该中空壁部分52在图11b中以剖视图示出。使用图10中所示的气体容器40在气体容器的压力阀46控制的压力下通过气体连接器53可将气体例如注入到中空壁部分52中，并且通过释放阀54可将气体从中空壁部分52中释放。可替换地，气体可以被预先储存在具有密封件(未示出)的中空壁部分52内部的密封装置中，所述密封件可从外部接近，以便通过破坏密封件将气体释放到中空壁部分52中。因此这种装置构成中空支撑结构，该中空支撑结构与物体成整体并具有整体气源，该气源适合于根据密封装置中的气体量在预定压力下释放气体。

图12a是图示视图，而图12b是图示分解半剖视图，示出替换实施例的一次性使用的装置60，当密封气体装置破裂时该装置60浮动。在许多方面，装置60在结构上与上面参照图1、4和8所述的装置10相类似，并且设有与物体62连接的气球形浮力平台61。但是，与第一实施例不同，物体62包括装有大量气体的密封装置(未示出)，通过破坏气体密封件63将这些气体释放，该气体密封件63从物体62的外表面可以接近。在图12b中清楚地示出，物体62在其下端被密封并且包括电池壳体17，该电池壳体17与物体62的外壳64内的轴向孔18成空间关系示出。此外更加清楚地示出气体填充机构的气体连接器16和管22，该管22接合浮力平台10上的孔35。

将要理解的是，尽管描述了一些具体实施例，但是这些只是作为示例并在没有脱离附加权利要求限定的本发明范围的情况下可以进行许多改变。例如，在上面所述的实施例中，所示气体填充机构与灯壳体成整体。在这样的条件下，浮力平台10内的阀座12用作锚固点，用于通过物体中的阀座13和接合器14将物体连接到浮力平台上。但是，该物体也可以直接连接到浮力平台10或者其它合适的气体填充或者可气体填充的支撑结构上，该支撑结构或者是整体装置或者是通过合适的气体密封连接。在这种情况下，可以将钩或者其它等效连接件设置在浮力平台10或者其它合适的支撑结构上，这些支撑结构用作锚固点，以支撑物体，比如灯，这样直接使灯和相关连的固定装置的结构更加简单。此外，在支撑结构被构造成支撑不同物体的情况下，本发明的结构便于采取模件的方法，在这种方法中，不同零件单独地或者成套出售。例如，支撑结构如浮力平台10可以作为单独的物件出售，该物件被构造成支撑各种也可单独得到的物体。同样，本发明设想对现有物体进行合适的改进，以便使这些物体能连接到浮力平台10或者其它浮动支撑结构上。

已经注意到，图11a、11b和11c所示的气体容器40只需要气体连接器设置在支撑结构中，该支撑结构与气体容器40的出气口44相配。除了这种要求之外，支撑结构不需要特殊的结构。因此，使用这种气体容器避免了在支撑结构或者物体上对气体填充机构的需要，并且在需要模件结构的地方特别有用。

优选地，氦气被用来对支撑结构提供浮力，因为氦气比空气轻而又为惰性并且安全。但是，本发明的原理可以应用于比空气轻的其它合适气体。

所述的具体实施例涉及一种便携式电池操作的灯或者钟的使用。但是，将要懂得，在这方面不意味着是限制，而是本发明将应用于在空中自由支撑许多其它物体，既有电气的，也有非电气的。还将要理解的是，许多便携式电气装置可以通过合适的辐射，比如太阳能来供电，为此，除了电池之外，或者代替电池，还可以设置一个或者多个太阳能电池。

这些物体可以包括小孩玩的悬浮三维玩具和小玩意儿、内部装饰品、用于奢侈消费品或者用于收藏品或艺术品的盒或者显示物。同样可以使用本发明的原理支撑用于广告业的产品，比如广告牌、旗帜、屏幕等以及营救用的紧急信号产品。本发明还可应用于支撑产品，比如用于监视和安全的照相机，尤其用于非常大的空间或者限制进入和没有基础结构的地区。本发明又一用途是用于物体，比如野营和紧急照明或者其它暂时室外配置，例如施工或者维护工程(例如无照明区内的汽车故障修理)的外部支撑。

还要理解的是，尽管具体参照完全独立的结构描述了本发明，但在系住浮力外壳以将支撑的物体保持在所需区域内时仍是必要的

所述的实施例由于例如有空气流易于迷失方向，除非被系住。在许多情况下，以上所述可能是理想的，因为它提供关于被支撑物体测量的不确定性，这可以增加美学的感染力。需要时，可以将遥控推进器加到物体或者支撑结构上，以便使被支撑物体能在空间进行受控制的运动。

Claims (26)

1.一种连接至物体(50，60)的中空支撑结构(10)，所述中空支撑结构用于将所述物体(11)自由地支撑在空间中，所述中空支撑结构适于当所述中空支撑结构填充有比重小于空气的气体时在空气中浮动，并且适于在使用之前通过气体填充机构在控制压力下填充一定量所述气体，以便确保中空支撑结构的浮力抵消支撑结构和连接物体的组合重量；

所述中空支撑结构(10)是浮力平台，该浮力平台适于在空气中浮动并且具有用于将物体连接到浮力平台的连接点，其中在使用时，浮力平台与连接物体一起到达平衡位置，在该平衡位置，平台的受控制的浮力抵消平台和连接物体的组合重量；

所述气体填充机构与所述物体成整体并且包括用于连接到气源(25、40)的入口(16)和用于调整气体压力的压力阀(21、45、54)。

2.根据权利要求1所述的中空支撑结构，其特征在于，压力阀(21、45、54)是可调的。

3.根据权利要求1或2所述的中空支撑结构，其中入口(16)用于连接到外部气源上。

4.根据权利要求3所述的中空支撑结构，其中压力阀连接到入口(16)，以用于调整注入到所述中空支撑结构中的气体压力。

5.根据权利要求1所述的中空支撑结构(62)，其特征在于，气体填充机构包括装有一定量气体的密封装置，所述一定量气体通过破坏气体密封件(63)来释放，该气体密封件能从物体的外表面接近。

6.根据权利要求1-2中任一项所述的中空支撑结构，其特征在于，物体是电气装置(11)。

7.根据权利要求6所述的中空支撑结构，其特征在于，电气装置通过装在其中的电池自行供电。

8.根据权利要求6所述的中空支撑结构，其特征在于，电气装置由传送到该电气装置中的辐射能提供动力。

9.根据权利要求8所述的中空支撑结构，其特征在于，电气装置是太阳能提供动力式的部件。

10.根据权利要求1-2中任一项所述的中空支撑结构，还包括遥控推进器，以用于允许物体能在空间进行受控制的运动。

11.根据权利要求1-2中任一项所述的中空支撑结构，其中物体和气体填充机构被封装在共用外壳(15)中。

12.一种与物体(50，60)成整体的中空支撑结构(10)，所述中空支撑结构用于将所述物体(11)自由地支撑在空间中，所述中空支撑结构适于当所述中空支撑结构填充有比重小于空气的气体时在空气中浮动，并且适于在使用之前通过气体填充机构在控制压力下填充一定量所述气体，以便确保中空支撑结构的浮力抵消支撑结构和连接物体的组合重量；

所述中空支撑结构(10)是浮力平台，该浮力平台适于在空气中浮动并且具有用于将物体连接到浮力平台的连接点，其中在使用时，浮力平台与连接物体一起到达平衡位置，在该平衡位置，平台的受控制的浮力抵消平台和连接物体的组合重量；

所述气体填充机构与所述中空支撑结构(10)成整体并且包括用于连接到气源(25、40)的入口(16)和用于调整气体压力的压力阀(21、45、54)。

13.根据权利要求12所述的中空支撑结构，其特征在于，压力阀(21、45、54)是可调的。

14.根据权利要求12所述的中空支撑结构(50)，其特征在于，所述中空支撑结构用作所述物体的壳体(51)。

15.根据权利要求13所述的中空支撑结构(50)，其特征在于，所述中空支撑结构用作所述物体的壳体(51)。

16.根据权利要求12-15中任一项所述的中空支撑结构，其特征在于，所述中空支撑结构具有适于填充气体的中空壁部分(52)。

17.根据权利要求14或15所述的中空支撑结构，其中入口(16)用于连接到外部气源上。

18.根据权利要求16所述的中空支撑结构，其中入口(16)用于连接到外部气源上。

19.根据权利要求17所述的中空支撑结构，其中压力阀(54)连接到入口(16)，以用于调整注入到所述中空支撑结构中的气体压力。

20.根据权利要求18所述的中空支撑结构，其中压力阀(54)连接到入口(16)，以用于调整注入到所述中空支撑结构中的气体压力。

21.根据权利要求12所述的中空支撑结构(62)，其特征在于，气体填充机构包括装有一定量气体的密封装置，所述一定量气体通过破坏气体密封件(63)来释放，该气体密封件能从物体的外表面接近。

22.根据权利要求12-15中任一项所述的中空支撑结构，其特征在于，物体是电气装置(11)。

23.根据权利要求22所述的中空支撑结构，其特征在于，电气装置通过装在其中的电池自行供电。

24.根据权利要求22所述的中空支撑结构，其特征在于，电气装置由传送到该电气装置中的辐射能提供动力。

25.根据权利要求24所述的中空支撑结构，其特征在于，电气装置是太阳能提供动力式的部件。

26.根据权利要求12-15中任一项所述的中空支撑结构，还包括遥控推进器，以用于允许物体能在空间进行受控制的运动。