CN104144837B - 一种悬浮式运载系统 - Google Patents

Abstract

一种悬浮式运载系统，包括运行轨道(3)、承载装置(1)、飞行机翼(2)、连接装置(4)、驱动装置(5)、制动装置(6)和控制装置(7)；飞行机翼(2)为在一个以上翼状结构；连接装置(4)包括竖轴(42)和连接在竖轴(42)上的车轮轴(43)，车轮轴(43)的各伸出端上设置有在运行轨道(3)上运行的车轮；飞行机翼(2)通过连接装置(4)连接在承载装置(1)的上方；运行轨道(3)上设置有限制车轮悬浮高度的运行空间，且二者之间设置有反馈装置；驱动装置(5)至少包括驱动车轮运行的车轮驱动装置(51)；制动装置(6)包括车轮制动装置(61)和飞行机翼制动装置(62)，驱动装置(5)、制动装置(6)和反馈装置连接控制装置(7)，控制装置采集反馈装置信息，并发送指令给驱动装置和制动装置。该运载系统为水陆两用运载工具，建设成本低，节能效果好。

Description

一种悬浮式运载系统

技术领域

本发明涉及一种运载系统，特别是关于一种悬浮式运载系统。

背景技术

在我们的生活中，常用的运输工具有汽车、火车、飞机、船舶、电动车、摩托车、自行车等。其中汽车的种类很多，按用途可分为专门供人员乘坐的载客车，有小型的轿车和大型的客车；专门或主要用于运载货物的货车，有普通货车、特种车、自卸车、牵引车等；建筑工程、市政公共事业、农用、竞赛汽车等的特种用途的汽车。按汽车对道路的适应性分为普通汽车和越野车。按汽车动力装置型式分为活塞式内燃机汽车、电动汽车、燃气轮汽车。飞机的种类也很多，按飞机的用途划分，有民用航空飞机如民用的客机、货机和客货两用机和直升飞机，以及军队、警察和海关等使用的国家航空飞机。按飞机发动机的类型分为螺旋桨飞机和喷气式飞机。按飞行的飞行速度分为亚音速飞机和超音速飞机。家用小型飞机也是一个重要的分类，但由于对众多家用小型飞机进行空中交通管理造成的复杂性和难度，对其使用造成了很大的限制，同时也带来了很高的使用成本，无法作为普通交通工具加以普及。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种既能在陆地行走，也能在轨道上快速运行，成本低，可作为普通交通工具的悬浮式运载系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种悬浮式运载系统，其特征在于：它包括运行轨道、承载装置、飞行机翼、连接装置、驱动装置、制动装置和控制装置；所述飞行机翼为在空气动力学的作用下产生向上升力的一个以上翼状结构；所述连接装置包括竖轴和连接在所述竖轴上的车轮轴，所述车轮轴的各伸出端上设置有在所述运行轨道上运行的车轮；所述飞行机翼通过所述连接装置连接在所述承载装置的上方；所述运行轨道上设置有限制所述车轮悬浮高度的运行空间，且二者之间设置有反馈装置；所述驱动装置至少包括驱动所述车轮运行的车轮驱动装置；所述制动装置包括车轮制动装置和飞行机翼制动装置，所述驱动装置、制动装置和反馈装置连接所述控制装置，所述控制装置采集所述反馈装置信息，并发送指令给所述驱动装置和制动装置。

所述飞行机翼上设置有驱动所述飞行机翼运行的飞行器发动机。

所述飞行机翼为左、右两侧对称伸展的一组翼状结构。

所述飞行机翼为前部呈圆弧形，且向后延伸的流线形结构。

所述飞行机翼为分前、后连接在所述连接装置上的两个以上；或者为分上、下连接在所述连接装置上的两个以上。

所述运行轨道包括沿所述轨道运行方向间隔设置的若干轨道支架，在所述轨道支架上间隔平行设置有四条轨道，所述竖轴运行在内侧两所述轨道之间，所述车轮运行在外侧两所述轨道上，所述承载装置位于四条所述轨道的下方，四条所述轨道下方的所述竖轴上设置有一限位杆；所述限位杆与所述轨道之间设置有反馈装置；所述限位杆与所述车轮轴之间的距离为限制所述车轮悬浮高度的运行空间；所述限位杆的两端，以及所述限位杆与所述车轮轴之间的所述竖轴上分别连接有滚动装置。

所述运行轨道包括沿所述轨道运行方向间隔设置的若干轨道支架，在所述轨道支架上间隔平行设置有两条轨道，两所述轨道的上方分别设置有一限位轨道，所述限位轨道的底缘设置有反馈装置；所述竖轴运行在两所述轨道之间，所述飞行机翼位于两所述轨道上方，所述承载装置位于两所述轨道的下方，所述轨道与限位轨道之间为限制所述车轮悬浮高度的运行空间，所述车轮位于所述运行空间内。

每一所述轨道与其上方的限位轨道上，相对设置有一对沿所述轨道运行方向延伸的凸棱，两所述凸棱之间为限制所述车轮悬浮高度的运行空间，与两所述凸棱对应，所述车轮的周向设置有一圈凹槽，所述车轮位于两所述凸棱限制的所述运行空间内；所述限位轨道的底部凸棱上设置有反馈装置。

所述运行轨道为铺设在地面上的间隔平行设置的两条轨道，每一所述轨道的上方分别连接一与其平行的限位轨道，所述轨道与限位轨道之间为限制所述车轮悬浮高度的运行空间，所述车轮位于所述运行空间内；所述限位轨道的底缘设置有反馈装置；所述竖轴分成两部分，上部的所述竖轴上端连接所述飞行机翼，下端连接所述承载装置；下部的所述竖轴上端连接所述承载装置，下端连接所述车轮轴。

每一所述轨道与其上方的限位轨道上，相对设置有一对沿所述轨道运行方向延伸的凸棱，两所述凸棱之间为限制所述车轮悬浮高度的运行空间，与两所述凸棱对应，所述车轮的周向设置有一圈凹槽，所述车轮位于两所述凸棱限制的所述运行空间内；所述限位轨道的底部凸棱上设置有接触反馈装置。

所述轨道支架包括两条分别对应支撑一条所述轨道的立柱，两根所述立柱之间通过一连接梁连接，所述轨道支架的外侧设置有拉纤绳索。

两所述轨道上间隔设置有若干成对的挤压式减速装置，所述挤压式减速装置包括设置在两条所述轨道内侧的气泵，所述气泵的外周设置有半圆形的伸缩结构，所述伸缩结构的内侧面上设置有挤压板。

在所述运行轨道上设置有滑动接触式供电装置，所述滑动接触式供电装置包括沿所述轨道设置的输电线，还包括设置在所述车轮外侧的接触式取电器，所述接触式取电器与所述输电线接触，且电连接位于所述车轮内侧的所述车轮电机。

在所述连接装置的前部和后部，或在所述承载装置的前部和后部设置有撞击缓冲装置，撞击缓冲装置为棒状结构，其外端设置有一矩形撞击板，所述撞击板的底部设置有滚动装置，所述滚动装置搭载在所述运行轨道上。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明将飞行机翼与承载装置相连接并在轨道上运行，这样当达到一定的运行速度时，机翼产生向上的升力，实现负载在轨道上处于临起飞状态运行，将运行期间负载施加在轨道上的压力非常小，轨道在整个装置中所起的作用主要为运行定向，显著降低了对轨道建设的要求，降低了建设成本，明显优于现行的轨道交通，其运行轨道建设成本显著低于普通道路建设成本。2、本发明将飞行机翼与承载装置相连接，实现负载在轨道上处于临起飞状态运行，使运行期间负载对轨道的压力非常小，此时，采用车轮电机驱动时，不需要很大的驱动扭矩就可带动承载装置快速运行，与现有的交通工具比较，可产生显著的节能效果。3、本发明将飞行机翼与承载装置相连接，实现负载在轨道上处于临起飞状态运行，显著降低了运行阻力，可实现承载装置在轨道上接近飞机的运行速度，使家用飞机样运载工具真正实现家庭化使用。4、本发明的运行轨道可以设在空中，轨道上可以同时作为供电结构，解决了目前轨道交通需要另外架设供电结构的工程现状。5、本发明通过轨道悬在低空运行，同时在前后设有防撞击的撞击缓冲装置，没有飞机的坠机风险，没有汽车和火车的直接撞击风险，因此，显著提高了该运载系统使用的安全性和可控性。本发明可以用于各种空陆两用运载工具，为现行交通工具增添了新的类型，不仅可满足人们快节奏的生活需求，同时可大大提高个性化运输工具的运输效率；对于改善现有运输工具条件和开发新型的运输工具，同时满足人们的消费需求具有重要的意义，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明空中轨道运行的运载系统实施例一示意图

图2是本发明空中轨道运行的运载系统实施例一局部结构示意图

图3是本发明空中轨道运行的运载系统实施例二示意图

图4是本发明空中轨道运行的运载系统实施例三示意图

图5是本发明实施例四地面运行轨道的运载系统示意图

图6是本发明撞击缓冲装置安装示意图

图7是本发明撞击缓冲装置安装俯视示意图

图8是本发明撞击缓冲装置的示意图

图9是本发明挤压式减速装置挤压状态示意图

图10是本发明挤压式减速装置打开状态示意图

图11是本发明轨道支架示意图

图12是本发明轨道支架支撑双层轨道示意图

图13是本发明空中运行轨道供电装置示意图

图14是本发明空中运行轨道供电装置局部示意图

图15是本发明飞行机翼其中一种结构示意图

图16是本发明飞行机翼前后设置在承载装置上方的示意图

图17是图16的俯视示意图

图18是本发明飞行机翼上下设置在承载装置上方的示意图

图19是图18的俯视示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明包括承载装置1、飞行机翼2、运行轨道3、连接装置4、驱动装置5、制动装置6和控制装置7。

承载装置1是指能够载人或者能够载物的装置，其可以是能够在陆地上独立运行的具有车轮的汽车或汽车样行驶装置，也可以是不能在陆地上独立运行的包裹状、箱体状、或其它形状的物体；承载装置1的外形、结构、重量和功能等可以是原有车辆或装置自带的，也可以根据本发明的运行要求进行设计。

飞行机翼2是指在空气动力学的作用下能够产生向上升力的翼状装置，飞行机翼2可以是依靠空气动力学原理进行的外形结构设计，飞行机翼2的自身可以设置有螺旋桨8。

运行轨道3可以是设置在地面的轨道，也可以是高架在半空中的轨道，无论是那种结构的轨道上都设置有限制车轮或竖轴悬浮高度的运行空间。

连接装置4是指将承载装置1连接在飞行机翼2的下方，且具有车轮41，能够沿运行轨道3行进，车轮41的形状可以根据运行轨道3的结构形式的不同而不同。

驱动装置5可以是驱动车轮41的车轮电机51，也可以是驱动飞行机翼2上螺旋桨8或直接涡轮推动运行的飞行器发动机52。

制动装置6可以是常规连接车轮41的车轮制动装置61，制动装置6也可以是连接在飞行机翼2上的机翼制动装置62，机翼制动装置62可以是常规的飞行扰流板样装置，其可以通过改变上、下翻角度，增加或减小气流阻力。制动装置6还可以是在运行轨道3上设置相对伸出，可以对连接装置4进行挤压制动的挤压式减速装置。

控制装置7可以安装在连接装置4、飞行机翼2、或承载装置1上，也可以设置在远程控制室内，而仅在连接装置4、飞行机翼2、或承载装置1上设置接收端。车轮电机51、飞行器发动机52、车轮制动装置61和机翼制动装置62分别通过缆线电连接或通过通讯信号连接控制装置7，且与控制装置7之间设置有反馈装置(比如传感器等)，以通过控制装置7控制车轮41的运行速度和飞行机翼2的上升力，进而将高速运行的车轮41的悬浮高度限制在运行轨道3上设置的运行空间内。

下面列举本发明的几个具体实施例。

实施例一：

如图1所示，运行轨道3包括沿轨道运行方向间隔设置的若干轨道支架31，在轨道支架31上间隔平行设置有两对轨道32，连接装置4包括竖轴42，竖轴42位于两条内侧轨道32之间运行，竖轴42的上端连接飞行机翼2，竖轴42的下端连接承载装置1。飞行机翼2与运行轨道3之间的竖轴42上至少设置一个车轮轴43，各车轮轴43的两端分别连接一由车轮电机51驱动的车轮41，各车轮41在两外侧轨道32上运行；承载装置1与运行轨道3之间的竖轴42上设置一限位杆44，在限位杆44与轨道32之间设置有接触反馈装置，以发送反馈信息给控制装置7，由控制装置7控制飞行机翼2带动车轮41在悬浮高度限制的运行空间内运行。

如图1、图2所示，上述实施例中，为了防止竖轴42和限位杆44与轨道32之间发生摩擦或撞击，可以在三者有可能接触的部位设置滚动装置45，滚动装置45可以是车轮、滚动滑轮或滚动轴承等。

上述实施例运行时：将本发明装置安装完成后，启动驱动装置5，由车轮电机51驱动车轮41旋转在轨道32上运行，随着车轮41的速度加快，飞行机翼2在空气动力学的作用下产生上升力，或者同时由飞行器发动机52驱动螺旋桨8，使飞行机翼2带动承载装置1逐渐呈悬浮状态滑行，即呈临界起飞状态在轨道32上快速运行；当升力过大时，限位杆11与轨道3的下缘接触，反馈装置便将信号反馈给控制装置7，控制装置7可以通过车轮电机51和/或车轮制动装置61降低速度，或者同时通过飞行发动机52和/或飞行机翼制动装置62降低飞行机翼2的上升力。

实施例二：

如图3所示，本实施例与实施例一的区别是：在轨道支架31上间隔平行设置有两条轨道32，在两条轨道32的上方分别设置有一限位轨道33，限位轨道33与轨道32之间为限制车轮41悬浮高度的运行空间，在限位轨道33底缘设置有接触反馈装置，以发送反馈信息给控制装置7，由控制装置7控制飞行机翼2带动车轮41在悬浮高度限制的运行空间内运行，此时可以不必再设置限位杆44。

上述实施例运行时：将本发明装置安装完成后，启动驱动装置5，由车轮电机51驱动车轮41旋转，在轨道32上运行，随着车轮41的速度加快，飞行机翼2在空气动力学的作用下产生上升力，或者同时由飞行器发动机52驱动螺旋，8，使飞行机翼2带动承载装置1逐渐呈悬浮状态滑行，即呈临界起飞状态在轨道32上快速运行；当升力过大时，车轮41与限位轨道33的下缘接触，反馈装置便将信号反馈给控制装置7，控制装置7可以通过车轮电机51和/或车轮制动装置61降低速度，或者同时通过飞行发动机52和/或飞行机翼制动装置62降低飞行机翼2的上升力。

实施例三：

如图4所示，本实施例与实施例二的区别是：每一轨道32与其上方的限位轨道33上，相对设置有一对沿轨道32运行方向延伸的凸棱34，两凸棱34之间为限制车轮41悬浮高度的运行空间，与两凸棱34对应，车轮41的周向设置有一圈凹槽，车轮41位于两凸棱34限制的运行空间内。在限位轨道33的底部凸棱34上设置有接触反馈装置，以发送反馈信息给控制装置7，由控制装置7控制飞行机翼2带动车轮41在悬浮高度限制的运行空间内运行。

上述实施例运行时：将本发明装置安装完成后，启动驱动装置，由车轮电机51驱动车轮41旋转在轨道32上运行，随着车轮41的速度加快，飞行机翼2在空气动力学的作用下产生上升力，或者同时由飞行器发动机52驱动螺旋桨，使飞行机翼2带动承载装置1逐渐呈悬浮状态滑行，即呈临界起飞状态在轨道32上快速运行；当升力过大时，车轮41与限位轨道33上的凸棱接触，反馈装置便将信号反馈给控制装置7，控制装置7可以通过车轮电机51和/或车轮制动装置61降低速度，或者同时通过飞行发动机52和/或飞行机翼制动装置62降低飞行机翼2的上升力。

实施例四：

如图5所示，连接装置4包括竖轴42，竖轴42分为两部分，上部竖轴的上端连接飞行机翼2，上部竖轴的下端连接承载装置1的顶部，下部竖轴的上端连接承载装置1的底部，下部竖轴的下端连接车轮轴43，车轮41设置在车轮轴43的伸出端，车轮电机51也设置在车轮轴43上。运行轨道3包括铺设在地面上的两条轨道32，两条轨道32的上方分别连接有一条与轨道32平行的限位轨道33。轨道32与限位轨道33之间的距离为限制车轮41悬浮高度的运行空间，在限位轨道33底缘设置有接触反馈装置，以发送反馈信息给控制装置7，由控制装置7控制飞行机翼2带动车轮41在悬浮高度限制的运行空间内运行；运行时，车轮41位于运行轨道3上、轨道32和限位轨道33之间，承载装置1和飞行机翼2均在运行轨道3的上方。运行轨道3对承载装置1、飞行机翼2发挥起动时的支撑作用和运行过程中对运行路线和区域的限定作用。

上述实施例运行时：将本发明装置安装完成后，启动驱动装置，由车轮电机51驱动车轮41旋转在轨道32上运行，随着车轮41的速度加快，飞行机翼2在空气动力学的作用下产生上升力，或者同时由飞行器发动机52驱动螺旋桨，使飞行机翼2带动承载装置1逐渐呈悬浮状态滑行，即呈临界起飞状态在轨道32上快速运行；当升力过大时，车轮41与限位轨道33的下缘接触，反馈装置便将信号反馈给控制装置7，控制装置7可以通过车轮电机51和/或车轮制动装置61降低速度，或者同时通过飞行发动机52和/或飞行机翼制动装置62降低飞行机翼2的上升力。

实施例五：

本实施例与实施例四的区别是：每一轨道32与其上方的限位轨道33上，相对设置有一对沿轨道32运行方向延伸的凸棱34，两凸棱34之间的距离为限制车轮41悬浮高度的运行空间，与两凸棱34对应，车轮41的周向设置有一圈凹槽，车轮41位于两凸棱34限制的运行空间内。在限位轨道33的底部凸棱34上设置有接触反馈装置，以发送反馈信息给控制装置7，由控制装置7控制飞行机翼2带动车轮41在悬浮高度限制的运行空间内运行。

上述实施例运行时：将本发明装置安装完成后，启动驱动装置，由车轮电机51驱动车轮41旋转在轨道32上运行，随着车轮41的速度加快，飞行机翼2在空气动力学的作用下产生上升力，或者同时由飞行器发动机52驱动螺旋桨，使飞行机翼2带动承载装置1逐渐呈悬浮状态滑行，即呈临界起飞状态在轨道32上快速运行；当升力过大时，车轮41与限位轨道33上的凸棱接触，反馈装置便将信号反馈给控制装置7，控制装置7可以通过车轮电机51和/或车轮制动装置61降低速度，或者同时通过飞行发动机52和/或飞行机翼制动装置62降低飞行机翼2的上升力。

上述实施例一、实施例二和实施例三中，在车轮轴43上方的竖轴42上设置有防止前、后端撞击的撞击缓冲装置9；上述实施例四和实施例五中，在承载装置1的前端和后端均设置有一撞击缓冲装置9；撞击缓冲装置9可以是棒状的液压缓冲器或气压缓冲器，也可以是现有技术中其它形式的缓冲器。如图6、图7、图8所示，现以撞击缓冲装置9设置在竖轴42上为例进行说明。撞击缓冲装置9的外端可以设置一矩形撞击板91，为了降低撞击力和摩擦力，在撞击板91的底部可以设置有滚动装置，滚动装置搭载在运行轨道3上，滚动装置可以采用车轮、滚动滑轮或滚动轴承，以减少在运行中相互间的撞击力和摩擦力。

上述实施例一、实施例二和实施例三中，在每对轨道32的终端和运行区间均可以设置挤压式减速装置10。如图9、图10所示，挤压式减速装置10包括设置在两条轨道32内侧的气泵101，气泵101的外周设置有半圆形的伸缩结构102，伸缩结构102的内侧面上设置有挤压板103，挤压时，气泵101驱动伸缩结构102向内扩张，挤压连接装置4的竖轴42，进而减速。

上述实施例一、实施例二和实施例三中，如图11、图12所示，轨道支架31包括两条分别对应支撑一条轨道32的立柱35，两根立柱35之间通过一连接梁36连接，轨道支架31的外侧设置有拉纤绳索37。

上述实施例一、实施例二和实施例三中，通过轨道支架31架设在空中的轨道32上可以同时设置供电装置11。如图13、图14所示，供电装置11为滑动接触式供电结构，其包括沿轨道32设置的输电线111，还包括设置在车轮41外侧的接触式取电器112，接触式取电器112与输电线111接触，接触式取电器112通过电线穿过车轮轴心与位于车轮41内侧的车轮电机51连接。运行时接触式取电器112沿着输电线111接触滑行，获得车轮电机51需要的电源。实际应用时双侧轨道一侧为供电输出线，另一侧为供电返回线，即火线和零线。

上述各实施例中，飞行机翼2可以采用飞行器机翼或类似机翼的其它能够在空气动力学的作用下产生向上升力的结构。飞行机翼2可以是两侧伸展的对称式的翼状结构(如图1所示)。飞行机翼2也可以是非左右伸展型结构，而是前部呈圆弧形，且向后渐缩延伸的流线形结构(如图15所示)；该结构的飞行机翼2有多个，分前、后连接在承载装置1的上方(如图16、图17所示)；该结构的飞行机翼2有多个，分上、下连接在承载装置1的上方(如图18、图19所示)；该结构的飞行机翼2的宽度优选运行轨道宽度两倍以下。

本发明的各个部件的制作方法和实验结果：

1)本发明空中运行轨道上运载结构的制作：

如图1所示，本发明包括承载装置、飞行机翼和运行轨道，其中飞行机翼在运行轨道的上方，承载装置在运行轨道的下方，飞行机翼和承载装置之间是有连接装置相连接，与承载装置之间的连接是可拆装式的。在飞行机翼上安装有螺旋桨和飞行器发动机，在运行轨道上方安装有车轮和车轮电机，或只在运行轨道上方安装有车轮和车轮电机。运行轨道对承载装置、飞行机翼起到起动时的支撑作用和运行过程中对运行路线和区域的限定作用。在实际使用中，承载装置在地面行驶至起动站台，安装飞行机翼，启动车轮电机和/或飞行器发动机，带动承载装置以运行轨道为支撑，沿着轨道加速，飞行机翼产生升力，承载装置以起飞状态快速运行。停止时，承载装置驶离运行轨道，进入出口减速区，减速滑行并运行至停止平台。

2)本发明地面运行轨道上运载结构的制作：

如图5所示，本发明包括承载装置、飞行机翼和运行轨道，其中承载装置在运行轨道的上方，飞行机翼在承载装置的上方，运行轨道和承载装置之间通过连接装置相连接。运行轨道对承载装置、飞行机翼发挥起动时的支撑作用和运行过程中对运行路线和区域的限定作用。在飞行机翼上安装有飞行器发动机，在运行轨道的轨道和限位轨道之间安装有车轮。在实际使用中，承载装置在地面行驶至起动站台，安装飞行机翼，启动驱动装置带动承载装置以运行轨道的上缘为支撑，沿着起动滑行轨道加速，飞行机翼产生升力，承载装置以临起飞状态快速运行。停止时，承载装置驶离运行轨道，进入出口减速区，减速滑行并运行至停止平台。

3)本发明飞行机翼的制备：

实验材料：轻型木质材料、铝合金管材、螺旋桨、发动机、遥控器。

实验装置的制备：如图2所示，用轻型木质材料分别刻制机翼的左右两段，用铝合金管材制作连接装置竖轴接口，在机翼的左右两侧各安装一套飞行器发动机和螺旋桨，在机翼的上方后半部分用轻型木质材料制作并安装可向上翻起的副翼和扰流板并与遥控器接收机连接。

实验方法与结果：悬吊飞行机翼，遥控启动飞行器发动机，可见螺旋桨启动，加速时可见飞行机翼向前摆动，用遥控器调整副翼和扰流板，可见副翼和扰流板上翻和下落。

4)本发明连接装置的制备：

实验材料：铝合金管材、轴承、直流电动机、车轮、航模遥控器。

实验装置的制备：如图2、图8所示，用铝合金管材制作竖轴、车轮轴，在竖轴中间段安装控制装置和前后撞击缓冲器，竖轴下端安装载物连接接口，在车轮轴的两侧各安装一套直流车轮电动机和车轮。

实验方法与结果：通过竖轴接口与飞行机翼固定连接，悬吊飞行机翼，启动飞行器发动机，可见螺旋桨启动，加速时可见飞行机翼向前摆动，启动直流电动机，可见车轮转动。

5)本发明空中单层双轨运行轨道的制备：

实验材料：不锈钢方管、固定螺丝。

实验装置的制备：如图11所示，用20×20mm不锈钢方管搭建高1米的运行轨道，用拉纤绳索拉纤，其中包括轨道支架、轨道、拉纤绳索。

实验方法与结果：共搭建300米长的直线运行轨道，各结构牢固可靠。

6)本发明空中单层四轨运行轨道的制备：

实验材料：不锈钢方管、固定螺丝。

实验装置的制备：如图12所示，用20×20mm不锈钢方管搭建高1米，用拉纤绳索拉纤，其中包括轨道支架、轨道、轨道运行口、拉纤绳索。

实验方法与结果：共搭建300米长的直线运行轨道，各结构牢固可靠。

7)本发明地面运行轨道的制备：

实验材料：不锈钢方管、固定螺丝。

实验装置的制备：如图5所示，用20×20mm不锈钢方管搭建轨道与限位轨道间距10厘米的运行轨道，包括限位轨道、轨道。

实验方法与结果：共搭建300米长的直线运行轨道，各结构牢固可靠。

8)本发明飞行器驱动装置的制备及实验观察：

实验材料：航空模型及其遥控装置、铝合金管材、轴承。

实验装置的制备：选取翼展为1.5米的航空模型及其遥控装置，分离机翼与机身，并在机身顶端安装由铝合金管材和轴承制备的连接装置，在连接装置的上端安装机翼。

实验方法与结果：遥控启动航空模型发动机，可见螺旋桨启动，加速，飞行机翼以连接装置的车轮轴为悬挂支架沿着运行轨道向前滑行，随着速度加快，车轮轴上升离开运行轨道，限位杆上升与运行轨道的下缘接触滑行，并在轨道上快速运行。然后遥控减速航空模型发动机，可见飞行机翼带动的承载装置减速并停止在运行轨道上。解除承载装置与飞行机翼的连接，结束试验。

9)本发明车轮旋转驱动装置的制备及实验观察：

实验材料：航空模型、铝合金管材、轴承、直流电动机、车轮、遥控装置。

实验装置的制备：选取翼展为1.5米的航空模型，分离机翼与机身，去除机翼上的驱动结构，并在机身顶端安装由铝合金管材和轴承制备的连接装置，在连接装置的上端安装机翼，在连接装置位于机翼的下端安装由铝合金管材、最大转速为15000转/分的直流电动机和直径为10cm的车轮制备的车轮旋转驱动装置。

实验方法与结果：将制备的车轮置于轨道和限位轨道之间，遥控启动直流车轮电动机，可见车轮启动，加速，车轮以运行轨道的轨道和限位轨道之间作为支撑和限定沿着运行轨道向前滑行，随着速度加快，车轮在轨道上出现轻微的向上跳跃波动，并在轨道上快速运行。然后遥控直流车轮电动机减速并使承载装置停止在运行轨道上。解除承载装置与飞行机翼的连接，结束试验。

10)本发明运载结构的高速运行实验：

实验材料：铝合金板材、铝合金管材、圆形钢管、矩形钢管、方形钢管、轴承、直流电机、车轮、遥控器、铁板、汽车电瓶。

实验装置的制备：取直径19mm圆形钢管，焊接在25×50mm的矩形钢管的25mm的面上，形成圆管在上矩形管在下的结构，以每隔6米一个方形钢管作支架，搭建高的为1.5米，长度为3公里的直线单层双轨运行轨道，在最后800米处加装8处挤压式减速装置，用铝合金板材和铝合金管材制备翼展长2.5米的飞行机翼，用铁板制备承载装置，用直径22mm圆形钢管和轴承制备机翼和承载装置之间的连接装置，用直流电动机和车轮制备车轮旋转驱动装置，并与24V电瓶相连接，电瓶置于承载装置内，直流电动机为永磁无刷直流电动机，额定电压为24V、功率为5.5KW，最大转速为10000转/分，车轮的半径为15厘米。首先在运行轨道上安装机翼和承载装置之间的连接装置，然后下端安装承载装置，上端安装飞行机翼，轨道上方安装车轮旋转驱动装置，其中车轮为内凹型的可骑架在运行轨道上运行的结构。

实验方法与结果：在承载装置内添加负载至200公斤，在2公里处安装有测速仪，检测承载装置在加速运行至2公里时的运行速度。遥控启动电动机，可见车轮启动，承载装置沿着运行轨道向前运行，迅速加速，加速运行至2公里时检测到的运行速度为280～310公里/小时。运行在进入最后的800米时，通过挤压式减速装置使承载装置逐渐减速并停止。逐渐添加负载至300公斤、400公斤和500公斤，当添加至400公斤和500公斤时除需要助推启动外，对轨道结构和对运行至2公里时检测到的运行速度均没有明显影响。说明飞行机翼在快速运行时所产生的向上升力大大减轻了运行装置向前运行时的摩擦阻力和对轨道结构所产生的压力，显著降低了驱动耗能和对轨道建设的强度要求，保证了在低耗能且简易运行轨道的状态下使承载装置快速、稳定的运行。解除承载装置与飞行机翼的连接，结束试验。

11)本发明轨道挤压式制动减速装置及其实验观察：

实验材料：圆形钢管、矩形钢管、方形钢管、轴承、气压千斤顶、电子拉力仪。

实验装置的制备：以两根长6米的25×50mm的矩形钢管为轨道，两端以高1米的50×50mm的方形钢管作支架，搭建长6米的直线单层运行轨道，轨道左右间距为5厘米。在轨道的中央部位，即长3米处的两侧各以气压千斤顶挤压伸缩结构至接近对合状态。取直径22mm的圆形钢管，外加轴承，外径为4.5厘米，作为机翼与承载装置之间连接装置的竖轴。

实验方法与结果：首先将竖轴推夹固定在位于中部的两轨道接近对合状态部位，用拉力表拉动竖轴，使其穿过两轨道接近对合状态的部位，读取拉力表上显示的最大拉力。结果当气压千斤顶各设在100公斤时，读取的最大拉力为171公斤，当气压千斤顶各设在200公斤时，读取的最大拉力为353公斤，当气压千斤顶各设在300公斤时，读取的最大拉力为528公斤。这种两轨道接近对合状态即形成挤压式减速结构，当承载装置通过这种减速结构时，为克服所产生的阻力，即本实施例所述的拉力，使其减速。

12)本发明撞击缓冲装置及其实验观察：

实验材料：铝合金板材、铝合金管材、圆形钢管、矩形钢管、方形钢管、轴承、直流电机、车轮、遥控器、铁板、汽车电瓶、液压缓冲器。

实验装置的制备：制备两个承载装置。取液压缓冲器两个，液压缓冲器两端分别安装在两段25×50mm矩形钢管的阔面，即连接板和撞击板，制成撞击缓冲装置；一个撞击缓冲装置矩形钢管的阔面的一端与机翼负载连接装置的后部相连接，制成后撞击缓冲装置，另一个撞击缓冲装置矩形钢管的阔面的一端与机翼负载连接装置的前部相连接，制成前撞击缓冲装置。

实验方法与结果：在起始部位放置安装有前撞击缓冲装置的运载装置，在1.1公里处放置安装有后撞击缓冲装置的运载装置。在承载装置内各添加负载至200公斤。在1公里和2.1公里处各安装一测速仪，检测承载装置运行至1公里和2.1公里时的运行速度。在1公里处安装电动机遥控关机装置。实验首先遥控启动后承载装置电动机，可见车轮启动，承载装置沿着运行轨道向前运行，迅速加速，加速运行至1公里时检测到的运行速度为187-205公里/小时，同时遥控关闭电动机。随即通过撞击板撞击前方的运载装置，推动前方的运载装置向前运行，同时后方的运载装置减速。运行至2.1公里时检测到的运行速度为76-89公里/小时，此时两承载装置结构完整，无损坏。运行在进入最后的800米时，通过挤压式减速装置使承载装置逐渐减速并停止。说明撞击缓冲装置可显著降低在轨道上的承载装置之间的撞击损伤，保证承载装置的快速、稳定的运行。解除承载装置与飞行机翼的连接，结束试验。

13)本发明地面轨道及其运行实验：

实验材料：航空模型、不锈钢管、直流电动机、车轮、遥控装置。

实验装置的制备：选取翼展为1.5米的航空模型，分离机翼与机身，在机身顶端安装由不锈钢管制备的连接装置，在连接装置的上端安装机翼，在机身的下端安装由不锈钢管、直流电动机和车轮制备的车轮旋转驱动装置。地面铺设运行轨道，包括铺设在地面上轨道和限位轨道，车轮位于轨道和限位轨道之间。

实验方法与结果：遥控启动直流电动机，可见车轮启动，加速，可见车轮以轨道和限位轨道作为支撑和限定沿着运行轨道向前滑行，随着速度加快，可见车轮在轨道上出现轻微的向上跳跃波动，并在轨道上快速运行。遥控减速直流电动机，可见车轮41减速并停止在运行轨道上。解除承载装置与飞行机翼的连接，结束试验

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (19)

1.一种悬浮式运载系统，其特征在于：它包括运行轨道、承载装置、飞行机翼、连接装置、驱动装置、制动装置和控制装置；所述飞行机翼为在空气动力学的作用下产生向上升力的一个以上翼状结构；所述连接装置包括竖轴和连接在所述竖轴上的车轮轴，所述车轮轴的各伸出端上设置有在所述运行轨道上运行的车轮；所述飞行机翼通过所述连接装置连接在所述承载装置的上方；

所述运行轨道包括沿轨道运行方向间隔设置的若干轨道支架，在所述轨道支架上间隔平行设置有四条轨道，所述竖轴运行在内侧两所述轨道之间，所述车轮运行在外侧两所述轨道上，所述承载装置位于四条所述轨道的下方，四条所述轨道下方的所述竖轴上设置有一限位杆；所述限位杆与所述轨道之间设置有反馈装置；所述限位杆与所述车轮轴之间的距离为限制所述车轮悬浮高度的运行空间；所述限位杆的两端，以及所述限位杆与所述车轮轴之间的所述竖轴上分别连接有滚动装置；

所述驱动装置至少包括驱动所述车轮运行的车轮驱动装置；所述制动装置包括车轮制动装置和飞行机翼制动装置，所述驱动装置、制动装置和反馈装置连接所述控制装置，所述控制装置采集所述反馈装置信息，并发送指令给所述驱动装置和制动装置。

2.如权利要求1所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：所述飞行机翼上设置有驱动所述飞行机翼运行的飞行器发动机。

3.如权利要求1所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：所述飞行机翼为左、右两侧对称伸展的一组翼状结构。

4.如权利要求1所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：所述飞行机翼为前部呈圆弧形，且向后延伸的流线形结构。

5.如权利要求4所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：所述飞行机翼为分前、后连接在所述连接装置上的两个以上；或者为分上、下连接在所述连接装置上的两个以上。

6.如权利要求1～5任一项所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：所述轨道支架包括两条分别对应支撑一对所述轨道的立柱，两根所述立柱之间通过一连接梁连接，所述轨道支架的外侧设置有拉纤绳索。

7.如权利要求1～5任一项所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：两所述轨道上间隔设置有若干成对的挤压式减速装置，所述挤压式减速装置包括设置在两条所述轨道内侧的气泵，所述气泵的外周设置有半圆形的伸缩结构，所述伸缩结构的内侧面上设置有挤压板。

8.如权利要求1～5任一项所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：在所述运行轨道上设置有滑动接触式供电装置，所述滑动接触式供电装置包括沿所述轨道设置的输电线，还包括设置在所述车轮外侧的接触式取电器，所述接触式取电器与所述输电线接触，且电连接位于所述车轮内侧的所述车轮电机。

9.如权利要求1～5任一项所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：在所述连接装置的前部和后部，或在所述承载装置的前部和后部设置有撞击缓冲装置，撞击缓冲装置为棒状结构，其外端设置有一矩形撞击板，所述撞击板的底部设置有滚动装置，所述撞击板底部的滚动装置搭载在所述运行轨道上。

10.一种悬浮式运载系统，其特征在于：一种悬浮式运载系统，其特征在于：它包括运行轨道、承载装置、飞行机翼、连接装置、驱动装置、制动装置和控制装置；所述飞行机翼为在空气动力学的作用下产生向上升力的一个以上翼状结构；所述连接装置包括竖轴和连接在所述竖轴上的车轮轴，所述车轮轴的各伸出端上设置有在所述运行轨道上运行的车轮；所述飞行机翼通过所述连接装置连接在所述承载装置的上方；

所述运行轨道包括沿轨道运行方向间隔设置的若干轨道支架，在所述轨道支架上间隔平行设置有两条轨道，两所述轨道的上方分别设置有一限位轨道，所述限位轨道的底缘设置有反馈装置；所述竖轴运行在两所述轨道之间，所述飞行机翼位于两所述轨道上方，所述承载装置位于两所述轨道的下方，所述轨道与限位轨道之间为限制所述车轮悬浮高度的运行空间，所述车轮位于所述运行空间内；

所述驱动装置至少包括驱动所述车轮运行的车轮驱动装置；所述制动装置包括车轮制动装置和飞行机翼制动装置，所述驱动装置、制动装置和反馈装置连接所述控制装置，所述控制装置采集所述反馈装置信息，并发送指令给所述驱动装置和制动装置。

11.如权利要求10所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：每一所述轨道与其上方的限位轨道上，相对设置有一对沿轨道运行方向延伸的凸棱，两所述凸棱之间为限制所述车轮悬浮高度的运行空间，与两所述凸棱对应，所述车轮的周向设置有一圈凹槽，所述车轮位于两所述凸棱限制的所述运行空间内；所述限位轨道的底部凸棱上设置有反馈装置。

12.如权利要求10所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：所述飞行机翼上设置有驱动所述飞行机翼运行的飞行器发动机。

13.如权利要求10所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：所述飞行机翼为左、右两侧对称伸展的一组翼状结构。

14.如权利要求10所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：所述飞行机翼为前部呈圆弧形，且向后延伸的流线形结构。

15.如权利要求14所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：所述飞行机翼为分前、后连接在所述连接装置上的两个以上；或者为分上、下连接在所述连接装置上的两个以上。

16.如权利要求10～15任一项所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：所述轨道支架包括两条分别对应支撑一条所述轨道的立柱，两根所述立柱之间通过一连接梁连接，所述轨道支架的外侧设置有拉纤绳索。

17.如权利要求10～15任一项所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：两所述轨道上间隔设置有若干成对的挤压式减速装置，所述挤压式减速装置包括设置在两条所述轨道内侧的气泵，所述气泵的外周设置有半圆形的伸缩结构，所述伸缩结构的内侧面上设置有挤压板。

18.如权利要求10～15任一项所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：在所述运行轨道上设置有滑动接触式供电装置，所述滑动接触式供电装置包括沿所述轨道设置的输电线，还包括设置在所述车轮外侧的接触式取电器，所述接触式取电器与所述输电线接触，且电连接位于所述车轮内侧的所述车轮电机。

19.如权利要求10～15任一项所述的一种悬浮式运载系统，其特征在于：在所述连接装置的前部和后部，或在所述承载装置的前部和后部设置有撞击缓冲装置，撞击缓冲装置为棒状结构，其外端设置有一矩形撞击板，所述撞击板的底部设置有滚动装置，所述撞击板底部的滚动装置搭载在所述运行轨道上。