CN102515069B - 空气浮力托举移动器及使用其的运输设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空气浮力托举移动器，其包括主体、一个主托力腔及数个方向腔体。主托力腔是由主风机通至地面的一个腔体，其由连接至主体主风机下侧的中心气垫围成，中心气垫内侧端连接固定在主出风口下侧，外端则固定在主体底面对应主风机外边缘位置；主托力腔会在主风机的作用下，与地面和气垫之间产生气膜，以使本发明的托举移动器抬起而能被移动。本发明的空气浮力托举移动器可以不依赖于地面等支撑面的复杂情况实现对物体的托举和移动，同时方便地进行方向的变换，并且不损坏移动托举支撑面，结构简单。

Description

空气浮力托举移动器及使用其的运输设备

技术领域

本发明涉及一种利用空气浮力对重物进行托举和移动的装置，尤其是能在野外或者室内有低矮障碍的情况下方便地对汽车、家具等重物进行托举和移动。

背景技术

目前，公知的移动装置大多是各种轮式装置，由牵引部分和能够滚动的轮子组成，当有物品需要进行位置移动时，需要把物品放置到装置上面，完成其位置的移动变化；传统的千斤顶等托举器必须借助于较硬的支撑面进行物体的抬升、托举。但是，当物品，尤其是较重的物品在室外遇到地面松软、地形复杂，或在室内存在低矮障碍物的情况下，比如轮子陷入泥泞的汽车、需要越过门槛搬动的家具等，传统的轮式移动装置就不能很好地发挥作用了，而千斤顶等托举装置则只能对重物进行托举而无法对其进行位置的改变和移动，而且千斤顶对支撑面的硬度有很高的要求，且对地面等支撑面有损害，不能适用于松软地面的野外以及地面不允许被破坏的室内环境。

发明内容

为了克服现有的轮式移动装置和千斤顶等托举装置不能适用于松软、复杂、有障碍以及需要保护的地面等支撑面的情况的不足,本发明提供一种利用空气浮力完成对物体的托举和移动装置，该装置不仅能够对物体，特别是较重的物体进行托举和移动，而且是能够方便地在软或硬、有无障碍、需要保护等复杂地面及支撑面上完成。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种空气浮力托举移动器，其包括：一个主体，中间设有主风机，四周设有数个方向风机，前述风机均向下吹风；一个主托力腔，是由主风机通至地面的一个腔体，其由连接至主体主风机下侧的中心气垫围成；数个方向腔体，是由方向风机通至地面的数个腔体，分别成形于中心气垫外侧的外围气垫，外围气垫连接至中心气垫外侧边；主风机产生向下风力吹至主托力腔后，压力不断上升，便在中心气垫与地面之间形成气膜，使所述托举移动器抬升，而数个方向风机之一启动产生向下风力吹至方向腔体后，便在一侧边产生推动移动器的推力。

所述主风机及方向风机为同轴一体式叶片，与中心轴连接处为主风机叶片，外侧则连接有方向风机叶片，主体对应方向风机叶片在侧面设有数个方向风口通至方向腔体，且在方向风机叶片和方向腔体之间设有可控风门。

所述主体在主风机与主托力腔之间设有防逆风结构。

所述中心轴外侧连接一个动力装置，一个气网设置于该动力装置与主风机方向风机之间。

所述主体对应主风机具有倒锥台式增压结构，顶面进风口为大面积，底面出风口为小面积。

所述主体与方向风口之间具有倒锥台式增压空间，数个方向风口均连通至此增压空间。

所述方向腔体在外围气垫外侧成形有拱形出风口。

所述中心气垫内侧设置有数个胶条组成的裙边，减少地面不平时的风力损失，裙边最长端不多出中心气垫最高点。

所述主体在外侧方向风机叶片的外侧设有弹性支撑结构，承载面借助弹性支撑结构接设于托举移动器之上。

动力装置也一体安装于叶片及主体，主体上以中心轴为轴心设置有数个动力线圈，而叶片对应动力线圈设有数个永磁铁。

所述永磁铁安装于主风机叶片及方向风机叶片之间的动力壳内，线圈也对应永磁铁进行设置，两者轴向对斥。

一种使用如前所述空气浮力托举移动器的运输设备，该运输设备底侧配置有至少一个所述托举移动器，并设置有电源装置以供应托举移动器运作，且由主控制器同时控制所述托举移动器主风机及方向风机；并且，由数个弹性支撑结构将托举移动器连接于该运输设备，以更好适应地形。

在用较轻的铝等金属或碳纤维等非金属材料制成的外壳中，分别设置成不小于5个独立的腔体，一个腔体居中，其他分布在其四周。使叶片高速旋转时产生的气流通过腔体后，由其底部的气孔高速排出，以产生升力和测向移动力。每个腔体上电动机的电源线都分别与一个控制开关相连接，这些控制开关可以集中到一个组合开关上。需要对物体进行托举或者移动时，打开中间和某一个四周腔体的电动机开关，使叶片产生的气流经过腔体由底部的气孔高速排出，产生升力和所需方向的移动力，即可使置于其上的物体被托举起来，并按照指定方向移动。当把四周腔体按照所需移动的方向进行进一步的排列时，可以实现平面方向360度的随意移动。由于是采用空气的浮力来进行物体的托举和位置的移动，从而大大降低了对地面等物体的支撑面，以及移动路径所经过的地方的破坏，而且能够达到平稳、无振动的移动效果，适用于对精密物体的托举、移动。

本发明的有益效果是，可以不依赖于地面等支撑面的复杂情况实现对物体的托举和移动，同时方便地进行方向的变换，并且不损坏移动托举支撑面，结构简单。

附图说明

图1为本发明第一实施例侧剖面结构示意图。

图2为本发明第一实施例中主体俯视结构示意图。

图3为本发明第一实施例侧视结构示意图。

图4为本发明第一实施例中叶片俯视结构示意图。

图5为本发明第一实施例侧剖面实施过程示意图。

图6为本发明第二实施例侧剖面结构示意图。

图7为本发明第二实施例中叶片处俯视结构示意图。

图8为本发明第二实施例侧剖面实施过程示意图。

其中：

1主托力腔         11中心气垫        12裙边

2外围气垫         20方向腔体        21拱形出风口

3主体             31主出风口        311增压空隙

312防逆风结构     313导流静叶       314斜面

32方向风口        321增压空间       322可控风门

324导斜面         4叶片             41主风机叶片

42方向风机叶片    43结合部          44中心轴

45轴承            46动力壳          5气网

6承载面           61弹性支撑结构    7动力装置

71动力线圈        72永磁铁

具体实施方式

为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图1所示，本发明要提出一种空气浮力托举移动器，其包括主体3、一个主托力腔1及数个方向腔体20。见图1，主托力腔1是由主风机通至地面的一个腔体，其由连接至主体3主风机下侧的中心气垫11围成，中心气垫11内侧端连接固定在主出风口31下侧，外端则固定在主体3底面对应主风机（本实施例中对应由下述主风机叶片41）外边缘位置；主托力腔1会在主风机的作用下，与地面和气垫之间产生气膜，以使本发明的托举移动器抬起而能被移动。并且，所述中心气垫11内侧设置有数个胶条组成的裙边12，减少地面不平时的风力损失，裙边12最长端不多出中心气垫11最高点。

另参照图2，所述方向腔体20是由方向风机叶片通至地面的数个腔体，分别成形于中心气垫11外侧的外围气垫2，外围气垫2连接至中心气垫11外侧边。这样，其中一方向腔体20内压力大时，托举移动器一侧抬升，此时，中心气垫11外围气垫2内的气体都会在这一侧喷出，此时，喷出的气流打击地面便提供了相反方向的推力，如此便能完成定向移动。另请见图3，所述方向腔体20在外围气垫2外侧最好成形有拱形出风口21，该拱形拱高应该控制在外围气垫2半径的1/50至1/70之间，最好是1/65的量；而拱形宽度则可以是气垫2半径的1/4至1/5之间，这样，可以减少托举移动器一侧抬升的高度，只要相应侧方向风口32开启气流从相应拱形出风口21喷出，打击地面提供相反方向的推力。使托举移动器基本保持平衡的情况下便可移动，从而可以使中心气垫11的压力不会损失太大。

在本实施例中是以四个方向腔体20进行说明，但实际上为了更多的方向控制选择，也可以选择三个、五个、六个、七个、八个等等，同时，本发明中，中心气垫11和外围气垫2俯视外形均是圆形，中心气垫11的半径比外围气垫2宽度的比值范围应该在1～2之间才好实现，最好是控制在1.5～1.618，这样便能使主托力腔1的承托面更均衡。

如图2所示，俯视图可见，主体3外形可以为圆形或方形，在本实施例中优选为正方形，中间设有主风机（本实施例中对应由下述主风机叶片41来实现），四周设有数个方向风机（本实施例中对应由下述方向风机叶片42来实现），前述风机均向下吹风。如图4所示，所述主风机及方向风机优选为同轴一体式叶片4，当然，本发明中的主风机与方向风机也可以为各自独立的风扇。叶片4与中心轴44连接处为主风机叶片41，外侧则连接有方向风机叶片42，二者之间由一个环形结合部43连接，结合部43可以隔离主风机与方向风机的气流，使二者互不影响。主风机叶片41的半径与方向风机叶片42宽度的比值范围应该在1～2之间才好实现，最好是控制在1.5～1.618，这样便能使主风机叶片提供足够的风量风压，以及提供足够的侧向移动推力。而两种叶片的形式则可以现有高压气扇样式，也可以根据需要设计多层加压式叶片风扇，由于此处不是本发明之重点，所以不再赘述。

主体3对应方向风机叶片42在侧面设有数个方向风口32通至方向腔体20，且在方向风机叶片42和方向腔体20之间设有可控风门322，以便于控制开启方向风口32其中之一进行单个方向的推动，或全部开启提供辅助升力。

如图1所示，所述中心轴44外侧连接一个动力装置7，一个气网5设置于该动力装置7与叶片4之间。动力装置7可以为马达、内燃机等动力装置。以此带动叶片4高速旋转，从而产生升力及推力。

另外，再参照图2，所述主体3对应主风机叶片41具有倒锥台式增压空隙311，是由斜面314以及主风机叶片41之间的空间来实现，位于顶面进风口为大面积，底面出风口为小面积，进风口面积最好是出风口面积的两倍或更高。如此，主风机叶片41进风面积大，出风面积小，便将产生更大的气压。并且，所述主体3与方向风口32之间也具有导斜面324组成的倒锥台式增压空间321，且数个方向风口32均连通至此增压空间321，这样，方向风机叶片42转动近一周后才将风从方向风口32排出，会较大增大风压，当然，在具体实施时，各可控风门322可以控制都有一定的开度，以都向外围气垫吹风提供升力，这样便有了双层气流形成气膜，效率更高，当需要侧向推力时，只需将一侧可控风门322调到比其它风门大即可。

且，如图1所示，主风机叶片41在主风机叶片41下侧设有导流静叶313，而所述主体3在主风机叶片41与主托力腔1之间设有防逆风结构312，以避免不运作时主托力腔1内气体返出，保持主托力腔1内压力，减少能源消耗。

本发明第一实施例在实施时，如图5所示，动力装置7通过中心轴44驱动主风机叶片41产生向下风力吹至主托力腔1后，压力不断上升，便在中心气垫11与地面之间形成气膜托举移动器抬升，而数个方向风口32的一侧的可控风门322开启的更大，其产生向下风力吹至方向腔体后，便在一侧边产生推动移动器的推力。在控制方面，将各气垫内压力、动力装置7的开启及或速度、各个可控风门322的开度，其中连接至总控制器中，总控制器可以是一个单片机或完整电脑，这样，便可以将前进、快慢、左转、右转、倒车、刹车等一系列操作经整合转换后控制各单无，实现更准确的控制。

如图1、5所示，所述主体3在外侧方向风机叶片42的外侧设有弹性支撑结构61，承载面6借助弹性支撑结构61接设于托举移动器之上，以更好适应地形

如图6-8所示，为本发明第二实施例，其与第一实施其它结构相同，区别仅在于动力装置7一体安装于叶片4及主体3，叶片4能过中心轴43可转动的固定于上端的轴承45，主体3上以中心轴44为轴心设置有数个动力线圈71，而叶片对应动力线圈71设有数个永磁铁72。所述永磁铁72安装于主风机叶片41及方向风机叶片42之间的动力壳46内，这样不会占用太多进风面积，线圈71也对应永磁铁72进行设置，两者轴向对斥，当然也可以径向对斥设置。线圈71与磁铁72也可以选择设置在中心轴44位置或方向风机叶片42外侧。如此，整个托举移动器不用再另设动力装置7，轴向厚度和体积会进一步缩小。

当然，也可以将如前所述空气浮力托举移动器应用于运输设备，该运输设备底侧配置有至少一个（可以是一个，当然也可以是两个、三个、四个或更多）所述托举移动器，并设置有电源装置以供应托举移动器运作，且由主控制器同时控制所述托举移动器主风机及方向风机；并且，由数个弹性支撑结构将托举移动器连接于该运输设备，以更好适应地形。

本发明在用较轻的铝等金属或碳纤维等非金属材料制成的主体中，分别设置成不小于5个独立的腔体，一个腔体居中，其他分布在其四周。使叶片高速旋转时产生的气流通过腔体后，由其底部的气孔高速排出，在气垫与地面之间形成气膜，以产生升力和测向移动力。每个腔体上电动机的电源线可都分别与一个控制开关相连接，这些控制开关可以集中到一个组合开关上。需要对物体进行托举或者移动时，打开中间和某一个四周腔体的电动机开关，使叶片产生的气流经过腔体由底部的气孔高速排出，产生升力和所需方向的移动力，即可使置于其上的物体被托举起来，并按照指定方向移动。当把四周腔体按照所需移动的方向进行进一步的排列时，可以实现平面方向360度的随意移动。由于是采用空气的浮力来进行物体的托举和位置的移动，从而大大降低了对地面等物体的支撑面，以及移动路径所经过的地方的破坏，而且能够达到平稳、无振动的移动效果，适用于对精密物体的托举、移动。

本发明的有益效果是，可以不依赖于地面等支撑面的复杂情况实现对物体的托举和移动，同时方便地进行方向的变换，并且不损坏移动托举支撑面，结构简单。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施范围；故，凡依本发明申请专利范围及创作说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖之范围内。

Claims (12)

1.一种空气浮力托举移动器，其特征在于，包括：

一个主体，中间设有主风机，四周设有数个方向风机，前述风机均向下吹风；

一个主托力腔，是由主风机通至地面的一个腔体，其由连接至主体主风机下侧的中心气垫围成；

数个方向腔体，是由方向风机通至地面的数个腔体，分别成形于中心气垫外侧的外围气垫，外围气垫连接至中心气垫外侧边；

主风机产生向下风力吹至主托力腔后，压力不断上升，便在中心气垫与地面之间形成气膜，使所述托举移动器抬升，而数个方向风机之一启动产生向下风力吹至方向腔体后，便在一侧边产生推动移动器的推力。

2.如权利要求1所述的空气浮力托举移动器，其特征在于，所述主风机及方向风机为同轴一体式叶片，与中心轴连接处为主风机叶片，外侧则连接有方向风机叶片，主体对应方向风机叶片在侧面设有数个方向风口通至方向腔体，且在方向风机叶片和方向腔体之间设有可控风门。

3.如权利要求1所述的空气浮力托举移动器，其特征在于，所述主体在主风机与主托力腔之间设有防逆风结构。

4.如权利要求2所述的空气浮力托举移动器，其特征在于，所述中心轴外侧连接一个动力装置，一个气网设置于该动力装置与叶片之间。

5.如权利要求2所述的空气浮力托举移动器，其特征在于，动力装置也一体安装于叶片及主体，主体上以中心轴为轴心设置有数个动力线圈，而叶片对应动力线圈设有数个永磁铁。

6.如权利要求5所述的空气浮力托举移动器，其特征在于，所述永磁铁安装于主风机叶片及方向风机叶片之间的动力壳内，线圈也对应永磁铁进行设置，两者轴向对斥。

7.如权利要求1-6任一项所述的空气浮力托举移动器，其特征在于，所述主体对应主风机具有倒锥台式增压结构，顶面进风口为大面积，底面出风口为小面积。

8.如权利要求2、4、5或6所述的空气浮力托举移动器，其特征在于，所述主体与方向风口之间具有倒锥台式增压空间，数个方向风口均连通至此增压空间。

9.如权利要求1-6任一项所述的空气浮力托举移动器，其特征在于，所述方向腔体在外围气垫外侧成形有拱形出风口。

10.如权利要求7所述的空气浮力托举移动器，其特征在于，所述中心气垫内侧设置有数个胶条组成的裙边，减少地面不平时的风力损失，裙边最长端不多出中心气垫最高点。

11.如权利要求10所述的空气浮力托举移动器，其特征在于，所述主体在外侧方向风机叶片的外侧设有弹性支撑结构，承载面借助弹性支撑结构接设于托举移动器之上。

12.一种使用如权利要求1-11任一项所述空气浮力托举移动器的运输设备，其特征在于：

该运输设备底侧配置有至少一个所述托举移动器，并设置有电源装置以供应托举移动器运作，且由主控制器同时控制所述托举移动器主风机及方向风机；

并且，由数个弹性支撑结构将托举移动器连接于该运输设备，以更好适应地形。

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