CN108473190A - 轻于空气的平台 - Google Patents

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M·G·米凯利斯四世
J·H·H·班尼特
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Abstract

公开了与轻于空气的飞行器相关的技术。这种飞行器可以用于各种目的，如向在其他情况下将缺乏网络连接性的区域提供这种连接性。例如，在一些实施例中，根据本公开的轻于空气的飞行器可以包括各种类型的天线(定向或非定向)，以便与基于地面的电子装置或与其它轻于空气的飞行器进行通信。

Description

轻于空气的平台
技术领域
本公开涉及轻于空气的平台。具体地，本公开具有无人驾驶的轻于空气的平台领域的应用，所述无人驾驶的轻于空气的平台可以用于各种目的，如支撑电信设备、布置航空科学设备等。在各种实施例中，此类轻于空气的平台可以被实现为无人机、气球、飞艇或任何其它合适的实施方式，并且还可以被称为高空轻于空气的平台(HALTAP)。出于本公开的目的，通用术语“飞行器”应被理解为包括所有这种变化。
附图说明
图1是根据一些实施例的飞行器的透视图。
图2是根据一些实施例的另一个飞行器的透视图。
图3是根据一些实施例的飞行器的横截面视图。
图4是根据一些实施例的用于持有轻于空气的气体以及轻于空气的飞行器的核心部分的气囊。
图5是根据一些实施例的被放气且局部拆开的轻于空气的飞行器的透视图。
图6是根据一些实施例的正在被运输的放气的轻于空气的飞行器的视图。
图7是根据一些实施例的执行不同功能的若干轻于空气的飞行器的框图。
图8A和图8B是根据一些实施例的充气测量装置的详细视图。
图9A和图9B是根据一些实施例的另一个充气测量装置的详细视图。
图10是根据一些实施例的轻于空气的飞行器的有效载荷的详细视图。
图11是根据一些实施例的轻于空气的飞行器的另一个有效载荷的详细视图。
图12是根据一些实施例的过程流程的框图。
图13是根据一些实施例的实例计算系统的框图。
具体实施方式
本公开提供了可以用于各种目的的轻于空气的飞行器。在一个实施例中，例如，这种飞行器可以配备有电信设备以便提供到原本未被覆盖的区域的连接性。在本公开内实现了许多不同类型的这种连接性，如移动电话(LTE、CDMA、GSM等)、无线互联网(Wi-Fi、WiMAX、专有技术等)、广播电视、广播电台、空中交通管制和/或其它类型的连接性。这种连接性的回程可以经由网状网络提供，所述网状网络由多个这种飞行器组成，所述多个此飞行器经由高增益微波天线、激光或其它光学连接、其它类型的定向天线等彼此通信。出于本公开的目的，‘网状’网络被定义为包括各种类型的网络拓扑结构，包括(例如)简单链路或一系列的顺序链路。也就是说，网状网络无需受限于飞行器具有直接通信的若干邻居的栅格类技术。这允许用于海底电缆的可行替代方案，从而使移动电话服务提供商、互联网服务提供商(ISP)以及其它提供商能够进入他们原本无法接触到的市场。本公开的实施例还可以用于建立长距离的专用网络。
在一些实施例中，还可以包括其它类型的设备，如雷达(其可以用于军事或其它目的、出于网状联网的目的用于定位其它轻于空气的飞行器、出于导航或其它目的通常用于定位其它飞行器、用于监测天气等)、科学仪器(例如，使用望远镜或天线等进行先进的天气监测、气候监测、地球观测、太空观测)、相机(例如，实时地球监测、HD、多光谱、军事或法律实施、监督、交通监测等)、电力传送设备、以及任何其它期望类型的航空设备。在一些实施例中，根据本公开的轻于空气的飞行器的大小可以被设定为携带高达200磅的有效载荷。在其它实施例中，可以使用更大量的提升气体来达到高达400磅或甚至更大磅数的有效载荷。
根据本公开的飞行器可以在任何期望高度行进，但各种注意事项(如典型风速和监管顾虑)使得所述飞行器在60000英尺或更高的海拔高度的E类空域中行进是有利的。
在一些实施例中，可以将一组飞行器的回程连接性建立为网状网络。例如，每个飞行器可以使用位置保持技术来维持所选大地位置(例如，通过改变浮力进行高度调整并且通过使用一个或多个螺旋桨来进行旋转调整、纬度调整和经度调整)。如果飞行器能够以足够的准确度维持位置，则可以使用定向天线在飞行器当中进行通信。在一些实施例中，可以通过旋转整个飞行器保持定向天线指向期望方向来使给定飞行器的定向天线与其它飞行器对准。在其它实施例中，定向天线可以独立于其所附接的飞行器进行旋转。
如果地面站(如ISP)具有到通信网络的硬连线链路，则可以将一个飞行器置于其附近，以便与地面站进行通信(例如，经由定向天线)，并且可以成行或允许通信通过网状结构流回地面站的一些其它构型来放置其它飞行器。在一些实施例中(例如，具有足够强大的定向天线)，地球曲率可以是根据本公开的飞行器在仍保持视线通信的同时可以以多远的间隔放置的限制因素。例如，在60000英尺的海拔高度(并且假定相邻飞行器之间的地形相对平坦)，约600英里的间隔是可行的。
根据本公开的飞行器可以提供稳定、可靠、长使用寿命、低成本的平台。进一步地，这种飞行器的设计使其适合于轻松、紧凑的运输。例如，即使部署的飞行器相当大(例如，直径约为200英尺)，但所述飞行器可以被放气并且“卷起”来(如下所述)，以便装进标准的18轮卡车、船运集装箱或铁路集装箱中。
在一些实施例中，根据本公开的飞行器的位置保持、导航以及各种其它功能可以是计算机控制的。例如，机载计算机可以被配置成控制飞行器的螺旋桨和/或浮力等级。在一些实施例中，可以根据需要使用指令对这种机载计算机进行硬编码。在其它实施例中，机载计算机可以被配置成在飞行中接收指令(例如，从另一个飞行器或从地面操作员)。例如，在一些实施例中，这种指令可以经由网状网络回程传递。
现在转至图1，示出了轻于空气的飞行器100的实例。轻于空气的飞行器100被示出为具有气动透镜状(透镜形)外膜102，并且刚性环105围绕其圆周布置。通常，但非必须地，外膜102是气密的。
外膜102的透镜状形状减小了由风施加的阻力，但在本公开的范围内，各种其它形状也是可能的。如以下将更详细地讨论的，刚性环105可以被安排成可以彼此拆开的若干部分(例如，以在飞行器100的陆运期间减小大小)。若干结构构件104从中央核心部分(未示出)径向延伸到刚性环105。外膜102内的一个或多个柔性气囊(未示出)可以填充有轻于空气的气体(如氢气或氦气)，其也被称为提升气体。飞行器100还包括若干螺旋桨106，所述螺旋桨可以用于位置保持和/或将飞行器100移动到期望位置。螺旋桨106可以被牢牢地安装至刚性环105或可以可旋转地安装，以便允许其根据需要在不同方向上施加力。在一些实施例中，螺旋桨106可以安装在附接到刚性环105的螺旋桨舱中。在一些实施例中，可以围绕刚性环105的圆周等间隔定位四个螺旋桨106。
可以经由一个或多个太阳能电池板108给螺旋桨106或其它机载装置供电。由于飞行器100的设计，所以使用柔性太阳能电池板可能是有利的。
在一些实施例中，外膜102可以由柔性材料(如通常被称为的双轴定向的聚对苯二甲酸乙二醇酯(BoPET))制成。在一些实施例中，外膜102内的柔性气囊可以由相同的材料制成。在其它实施例中，外膜102可以由刚性材料制成。在一些实施例中，结构构件104可以用作非刚性张力元件，所述非刚性张力元件用于针对内部的(多个)气囊内中的轻于空气的气体的压力而维持外膜102的形状。在其它实施例中，结构构件104可以是刚性的。
如图1中所示出的，飞行器100的各个附加元件附接到底部(在图10中示出了这些元件的更详细视图)。与其它安排相比，重心由这种元件降低的这种安排可以提供附加稳定性。压缩的提升气体的一个或多个储罐110、控制电路系统112、一根或多根定向天线114以及一根或多根非定向(也被称为全向)天线116被示出为附接到飞行器100的底部。定向天线114可以用于飞行器当中的网状联网，以便与地面站进行通信等。非定向天线116可以用于提供移动电话服务、Wi-Fi连接等。
压缩的提升气体的储罐110可以用于重新填充外膜102内的气囊以应对由于扩散或泄漏造成的损失。储罐110还可以用于从气囊添加气体以增加飞行器100的浮力。也可以从气囊释放气体以减小浮力。在一些实施例中，可以包括压缩机，从而使得从气囊移除的气体可以放回到储罐110中。在其它实施例中，从气囊移除的气体可以排放至大气中。
控制电路系统112通常包括操作飞行器100所需的任何电路系统、计算装置或其它硬件。控制电路系统112还可以包括电信电路系统，所述电信电路系统用于经由定向天线114和非定向天线116进行通信。作为一个实例，电信电路系统可以包括通常布置在手机信号塔内的同类型的电路系统。在另一个实例中，出于提供多于一种类型的蜂窝服务的目的(例如，针对不同提供商)，控制电路系统112可以包括多于一组的这种手机信号塔电路系统。在又另一个实例中，控制电路系统112可以包括被配置成执行这种功能的一组定制的电路系统。例如，可以将多组手机信号塔电路系统中的一些原本冗余功能整合在单组电路系统中以减轻重量。
控制电路系统112还可以包括一个或多个电池，所述一个或多个电池由太阳能电池板108充电并且在晚上向飞行器100提供电力。在一些实施例中，例如因为电池在60000英尺以及更高的典型低温下无法很好地表现，所以对控制电路系统112进行热绝缘可能是有利的。在一些实施例中，出于这个原因，控制电路系统112可以包括一个或多个加热器。在其它实施例中，来自控制电路系统112的其它部件的余热可能足以维持期望温度。
现在转至图2，另一个类似实施例被示出为飞行器200。飞行器的部件通常与具有相应的参考标记的那些部件相似。也就是说，外膜202与图1中的外膜102相对应等(在图2以及其它附图中，为简洁起见，当根据上下文很清楚这种参考标记指代的是什么元件时，可能不会在每个附图中详细地描述具有相应的参考标记的相应的元件)。
除了与飞行器100相似的元件之外，飞行器200进一步包括尾部218。在一些实施例中，尾部218可以类似地用于风力涡轮中的尾翼、用于保持飞行器200指向风中，从而使得呈某些安排的螺旋桨206可以更有效地运行来保持位置。在其它实施例中，尾部218是可调整的并且可用作方向舵来操纵飞行器200。一般而言，任何竖直构件(或具有竖直部件的任何构件)可以用于这种目的。在一些实施例中，尾部218可以形成为翼面；在其它实施例中，尾部218可以形成为平面。
现在转至图3，示出了飞行器300的横截面视图。在外膜302内，现在可看见两个气囊326。气囊326可以填充有任何合适的轻于空气的气体以便向飞行器300提供浮力。在外膜302与气囊326之间，缝隙空间328是指定的。缝隙空间328可以维持在期望压力并且影响提升气体的整体体积(以及因此整体浮力)。在一些实施例中，缝隙空间328可以维持在与气囊326相同的压力。在其它实施例中，压力可以基本上相等(出于本公开的目的，“基本上相等”被限定在相等物的1％内)。在仍其它实施例中，压力可以在相等物的5％内。在又其它实施例中，缝隙空间328内的压力可以维持在使气囊326达到期望体积所需的任何压力。将缝隙空间328维持在类似于气囊326的压力的压力可以减小轻于空气的气体从气囊326扩散到缝隙空间328中的扩散速率，并且因此保持压力相对接近可能是有利的。
在图3中还可以看见刚性核心320，所述刚性核心沿着飞行器300的中央轴线圆柱形地布置。刚性核心320向飞行器300提供一些结构支撑并且其还可以容纳各种部件。例如，在图3中，气体分配阀322被示出为在刚性核心320内。气体分配阀322可以用于控制每个气囊326中的轻于空气的气体的量。在一些实施例中，可以独立地调节每个气囊中的轻于空气的气体的量。例如，为了实现期望俯仰或角(因为在上升或下降期间以及其它时间非水平角可能是有利的)，可以进行此操作。在此实施例中，刚性核心320进一步包括压缩机324，所述压缩机可以用于调节缝隙空间中的压力。在一些实施例中，附加压缩机(未示出)可以从气囊326移除轻于空气的气体并且将其存储在储罐310中。
现在转至图4，示出了与图3中的气囊326中的一个气囊相似的气囊400的实施例。储罐410经由气体分配阀422向气囊400提供轻于空气的气体。
如图所示，气囊400包括整个圆弧的四分之一，并且因此在此实施例中，可以在单个飞行器中使用四个气囊400。在各种实施例中，可以根据需要在特定飞行器中使用一个气囊、两个气囊、三个气囊、四个气囊、五个气囊或任何其它数量的气囊。
现在转至图5，示出了局部拆开的轻于空气的飞行器500的实例。在前面的图中提到的刚性环已经被拆分成刚性环区段505。在一个实施例中，刚性环区段505被配置成以“帐篷杆”构型首尾附接在一起，其中，一个区段的尖端在下一个区段的尖端处的孔内。然而，可以被拆分成刚性环区段505的刚性环的各种其它实施例对受益于本公开的本领域的普通技术人员而言是明显的。当组装飞行器500时，组装的刚性环区段可以嵌入外膜中或以任何合适形式附接到外膜。
如所示出的，已经围绕刚性核心520缠绕内部具有放气气囊(其在此视图中不可见)的外膜502。相应地，拆分的飞行器500的大小与其部署尺寸相比大幅度减小。
现在转至图6，示出了在标准18轮卡车630中运输的拆分的飞行器600。对轻于空气的气体气囊进行放气、移除刚性环区段并且围绕刚性核心620缠绕气囊和外膜602的能力使得飞行器600的运输和部署极其容易。刚性环区段(未示出)可以存储在卡车630内的飞行器600的旁边或与任何其它合适方式存储。
一旦拆分的飞行器600已经达到其部署位置，就可以仅在几小时内相对快速地组装和部署所述飞行器。在高空中，部署过程包括稍微对外膜进行充气以使飞行器有形状(例如，可以对缝隙空间进行充气)、将刚性环附接到外膜上、附接任何太阳能电池板以及螺旋桨舱、以及对外膜内的轻于空气的气体气囊进行充气。然后，可以对飞行器进行压力测试并且立即部署飞行器。
在一些实施例中，根据本公开的飞行器的部署期限可能非常长，在不需要服务的情况下持续多年。然而，最终，可能需要恢复部署的飞行器以便用于服务、升级等。在部署结束时对飞行器的恢复与上述过程类似，但相反。可以指示飞行器移除一些轻于空气的气体(或增加缝隙空间中的压力以减小气囊的体积)以便减小飞行器的浮力并且将其带到地面上，并且然后可以对气囊进行放气。可以移除太阳能电池板和螺旋桨舱，可以移除并且拆分刚性环，并且可以对缝隙空间进行放气。最后，可以围绕刚性核心缠绕外膜(例如，具有仍在内部的气囊)。
现在转至图7，示出了执行各种功能的多个轻于空气的飞行器702、704、706以及708。可以经由定向天线(如高增益微波天线)实施的航空回程710在网状网络中将每个飞行器连接至其它飞行器。
地面站712经由基于地面的回程716链接至更大互联网并且经由所述连接接收各种类型的数据。例如，TV和无线电台(未示出)可以经由基于地面的回程716来提供待播报的数据。飞行器702经由空对地回程714连接至地面站712并且经由航空回程710向飞行器704传输这种数据。(术语“空对地回程”应被理解为包括在任一方向或两个方向流动的数据链路)。然后，飞行器704能够经由一根或多根全向天线广播数据(例如，无线广播数据、TV广播数据或其它广播数据)。如所示出的，由于地面站712与飞行器704下方的广播区域之间的地形，在没有本公开的益处的情况下此过程将是不可行的。
附加地，飞行器704具有经由空对地回程720的至建筑718(其可以是基于地面的ISP、家庭或企业)的数据连接。因此，建筑718可以经由空对地回程720、航空回程710以及最后基于地面的回程716接收至更大互联网的互联网回程。因此，在一些实施例中，根据本公开的飞行器可以用作向传统ISP提供回程的1级解决方案。
最后，飞行器706是网状网络的元件并且作为链路参与航空回程710，但其不向其覆盖面积(针对典型LTE天线，其可能是约3420平方英里的面积)提供任何附加电信服务。然而，可以向基于地面的电力接收器722传输(例如，经由微波电力传输技术或任何其它合适方法)在飞行器706的太阳能电池板处收集的剩余太阳辐射。在一些实施例中，飞行器706可以使用位置保持策略，所述位置保持策略在太阳越过天空时保持太阳能电池板朝向太阳(至少在一定程度上)。例如，可以旋转飞行器706，从而使得入射到其太阳能电池板上的太阳辐射的量最大化。也就是说，飞行器706可以被配置成维持在特定位置，但响应于太阳的位置而改变其大地旋转取向。在这种实施例中，可以期望的是在飞行器706旋转的同时使用单独地旋转的定向天线(以下参考图11更详细地描述)来维持航空回程710。
图7提供了根据本公开成为可能的物件的类型的一些实例。本公开的飞行器可以提供的各种其它用途对受益于本公开的本领域的普通技术人员来而言是明显的。
现在转至图8A和图8B，示出了用于测量气囊的充气等级的装置的实施例的特写视图。气囊826可以安装在本公开的各种飞行器中的任何飞行器中。
如所示出的，刚性核心820包括用于对气囊826进行填充(或以其它方式调整其充气等级)的气体分配阀822。杠杆臂832被配置成向内压在气囊826(杠杆臂可以或可以不附接到气囊)的表面上。张力元件834(如弹簧)可以用于对气囊826的表面提供某个力。电位器836测量杠杆臂832的角位置。
在图8A中，气囊826部分偏转，并且杠杆臂832的位置反映了这一点。在图8B中，气囊826已经完全被充气并且杠杆臂832的位置已经被调整以反映此新状态。电位器836的值也反映了这一变化并且其可以用各种已知方法中的任何已知方法来测量。一旦标定，电位器836的值就可以与气囊826的充气等级直接相关。
在一些实施例中，杠杆臂832可以耦合至刚性核心820。例如，杠杆臂832的枢轴可以布置在飞行器的中央顶部部分处。
在一些实施例中，一个杠杆臂832用于飞行器中的每个气囊。在其它实施例中，设想多个杠杆臂832用于每个气囊的安排。
现状转至图9A和图9B，示出了用于测量气囊的充气等级的装置的另一个实施例的特写视图。此实施例使用光学测量(如激光测距系统)来确定气囊926的表面的位置。例如，这种系统可以测量与光学脉冲的反射相关联的延迟时间来确定距离。在其它实施例中，可以使用基于相机的测量设备。
与图8A和图8B中的类似，气囊926附接到刚性核心920并且其充气等级经由气体分配阀922控制。光学测量装置938被配置成测量到气囊926的表面上的所选位置的距离940。
如图9A中所示出的，气囊926部分偏转并且距离940被测量为相对最大值。在图9B中，气囊926已经完全被充气并且距离940被测量为较小值。一旦标定，距离940的测得值就可以与气囊926的充气等级直接相关。
一旦已经测量了充气等级(例如，如图8A和8B，或图9A和9B中)，可以根据结果采取各种行动。例如，如果充气等级低于期望充气等级，则可以向气囊供应附加提升气体。如果充气等级高于期望充气等级，则可以从气囊移除一些提升气体，并且将其排放至大气中或重新压缩到存储罐中。可替换地，可以增加缝隙空间中的压力以减小气囊的体积。
现在转至图10，示出了可以悬挂在飞行器1000下方的元件的特写视图。与上文参考图1所描述的元件相似，这种元件可以包括轻于空气的气体储罐1010、控制电路系统1012、定向天线1014以及非定向天线1016。
这些元件(以及任何其它期望元件)可以经由刚性构件1042从飞行器1000悬挂。刚性构件1042可以包围气体管线(未示出)，所述气体管线用于允许轻于空气的气体经由刚性核心中的气体分配阀在储罐1010与气囊之间流动。在一些实施例中，刚性构件1042自身可以是刚性的气密管并且因此可能不需要单独的气体管线元件。可以从刚性核心(未示出)移除刚性构件1042，以便处于地面时易于运输和/或构建刚性环。刚性构件也可以安装在铰链上，从而移动重心并且因此按照期望改变飞行器的俯仰(角)以实现最佳上升和下降。
现在转至图11，示出了可以悬挂在飞行器1100下方的元件的另一个特写视图。如上，这种元件可以包括轻于空气的气体储罐1110、控制电路系统1112和定向天线1114。附加地，飞行器1100包括可旋转的接头1144，所述可旋转的接头包括滑环1146，所述滑环用于在控制电路系统1112与定向天线1114之间传输电力和/或信号。在一些实施例中，可以使用无线数据和/或电力传输技术来取代基于滑环1146的连接。
如所示出的，定向天线1114可以经由天线驱动电动机1148从飞行器1100的支架单独地旋转。也就是说，定向天线1114可以主动并且独立地旋转，例如以在飞行器1100自身旋转(例如，由于风或以便使用其太阳能电池板跟踪太阳或出于任何其它原因)时维持天线与一些其它飞行器或地面站的对准。在其它实施例中，甚至可以在飞行器1100不旋转时旋转定向天线1114，例如以将其方向从一个飞行器改变为不同飞行器。
在具有多于一根的定向天线的实施例中，多个可旋转的接头和电动机可以用于独立地旋转每根定向天线。例如，这种实施例可以允许飞行器1100同时追踪若干其它飞行器，无论飞行器1100目前是否正在旋转。在具有多根定向天线的实施例中，可以使用仅一个可旋转的接头和电动机，从而使得定向天线中的所有定向天线被设置成相对于彼此成固定角度。在这种情况下，定向天线的整个组件可以作为整体旋转，例如以便维持网状网络内的对准。进一步地，在一些实施例中，如果需要，还可以在竖直方向上调整每根定向天线。例如，每根定向天线可以附接到万向架或任何其它类型的竖直地可调整架上。
实例方法
制造和使用本文中公开的飞行器和其它设备的各种方法也具体包含在本公开的范围内。现在将描述这种方法中的一些方法。其它方法对受益于本公开的本领域普通技术人员而言是明显的。除其它装置之外，本文中的方法可以结合本文中所公开的飞行器、设备、计算机系统或部件中的任何一项使用。在各种实施例中，所示出的方法元素中的一些方法元素可以同时地、以不同于所示出的顺序执行，或者甚至可以一起被省略。还可以按照期望执行附加方法元素。
现在转至图12，示出了这种方法(过程流程1200)的一个实例的框图。流程开始于步骤1202。
在步骤1202处，将轻于空气的飞行器维持在选定航空大地位置处,所述轻于空气的飞行器包括多个螺旋桨和定向天线。例如，可以通过致动螺旋桨、调整浮力等来将轻于空气的飞行器维持在选定的航空大地位置处。流程前进至步骤1204。
在步骤1204处，经由定向天线使轻于空气的飞行器与另一个轻于空气的飞行器通信。如所示出的，其它轻于空气的飞行器还可以包括可以用于这种通信的相应的定向天线。流程在步骤1204处结束。
实例计算机系统
本文中所描述的各种操作可以由计算装置实施，所述计算装置被配置成执行指定所述操作的程序指令。类似地，各种操作可以由期望或被配置成执行所述操作的电路系统执行。在一些实施例中，非暂态计算机可读介质具有存储于其上的能够引起本文中所描述的各种操作的程序指令。如本文中所使用的，术语“处理元件”指被配置成执行程序指令的各种元件或元件的组合。处理元件包括例如电路(如ASIC(专用集成电路))、单独处理器核的部分或电路、整个处理器核、单独处理器、可编程的硬件装置(如现场可编程门阵列(FPGA))和/或包括多个处理器的系统的更大部分以及其任何组合。
各种实施例可以包括将根据前面的描述实施的指令和/或数据存储在有形计算机可读存储器介质中。这些计算机可读存储器介质的某些实施例可以包括计算机可执行的指令和/或数据以执行根据本公开的动作。一般而言，这种制品可以包括存储介质或存储器介质(如磁(例如，磁盘))或光学介质(例如，CD-ROM和相关技术、DVD-ROM等)。制品可以是易失性存储器或非易失性存储器。例如，制品可以是(不限)各种类型的RAM、闪速存储器、各种类型的ROM等。制品还可以是传输介质。
进一步实施例可以包括经由通信介质、链路和/或系统(例如，线缆、网络等)传输的信号(如电信号、电磁信号或光信号)，所述信号是有线信号、无线信号或有线信号和无线信号两者。这种信号可以携带根据前面的描述实施的指令和/或数据。
现在转至图13，描绘了根据一些实施例的计算装置(其还可以被称为计算系统)1310的框图。计算装置1310可以用于实施本公开的各个部分。计算装置1310是装置的实例，所述装置可以用作移动装置、服务器计算系统、客户端计算系统、嵌入式计算系统、基于微控制器的计算系统或实施本公开的部分的任何其它计算系统。
计算装置1310可以是任何合适类型的装置，包括但不限于私人计算机系统、台式计算机、膝上计算机或笔记本计算机、移动电话、主框架计算机系统、网络服务器、工作站、或网络计算机。如所示出的，计算装置1310包括经由互连件1360(例如，系统总线)耦合的处理单元1350、存储子系统1312、输入/输出(I/O)接口1330。I/O接口1330可以耦合至一个或多个I/O装置1340。计算装置1310进一步包括网络接口1332，所述网络接口可以耦合至网络1320，从而与例如其它计算装置通信。
如上所述，处理单元1350包括一个或多个处理器。在一些实施例中，处理单元1350包括一个或多个协处理器单元。在一些实施例中，处理单元1350的多个实例可以耦合至互连件1360。处理单元1350(或处理单元1350内的每个处理器)可以包含高速缓存器或其它形式的机载存储器。在一些实施例中，处理单元1350可以被实施为通用处理单元，并且在其它实施例中，可以将其实现为专用处理单元(例如，ASIC)。一般地，计算装置1310不限于任何具体类型的处理单元或处理器子系统。
如在本文中所使用的，术语“处理单元”或“处理元件”指被配置成执行操作的电路系统或具有存储于其中的程序指令的存储器，所述程序指令可由一个或多个处理器执行以便执行操作。相应地，处理单元可以被实施为以各种方式实施的硬件电路。所述硬件电路可以包括例如定制的超大规模集成(VLSI)电路或栅阵列、现成半导体(如逻辑芯片、晶体管、或其它离散部件)。处理单元还可以在可编程硬件装置(如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑装置等)中实施。处理单元还可以被配置成执行来自任何合适形式的非瞬态计算机可读介质的程序指令或计算机指令，以便执指定的操作。
存储子系统1312可由处理单元1350使用(例如，以存储可由处理单元1350执行的指令和由所述处理单元使用的数据)。存储子系统1312可以由任何合适类型的物理存储器介质实施，包括硬盘存储设备、软盘存储设备、可移除磁盘存储设备、闪速存储器、随机存取存储器(RAM-SRAM、EDO RAM、SDRAM、DDR SDRAM、RDRAM等)、ROM(PROM、EEPROM等)等。在一些实施例中，存储子系统1312可以单独地由易失性存储器组成。存储子系统1312可以存储可由计算装置1310使用处理单元1350执行的程序指令，包括可执行以使得计算装置1310实施在本文中所公开的各种技术的程序指令。
根据各种实施例，I/O接口1330可以代表一个或多个接口，并且可以是被配置成耦合至其它装置并与其通信的各种类型的接口中的任何类型的接口。在一些实施例中，I/O接口1330是从前侧到一个或多个后侧总线的桥接芯片。I/O接口1330可以经由一个或多个相应的总线或其它接口耦合至一个或多个I/O装置1340。I/O装置的实例包括存储设备(硬盘、光驱、可移除闪盘驱动器、存储阵列、SAN、或相关联的控制器)、网络接口装置、用户接口装置或其它装置(例如，图形、声音等)。
实例实施例
实例实施例的编号列表如下。虽然这些实施例以类似权利要求的语句编写，但这些实施例不是本申请的权利要求书(其以下单独部分中)，仅是在本文中具体包含并公开的多个实施例。此列表应被视为示例性的，而不是排他性的。
1.一种设备，包括：外膜，所述外膜由多个结构构件形成为圆形透镜状形状，其中所述结构构件沿着所述圆形透镜状形状径向延伸；柔性气囊，所述柔性气囊在所述外膜内；刚性圆环，所述刚性圆环围绕所述圆形透镜状形状成圆周地布置；以及多个螺旋桨，所述多个螺旋桨耦合至所述设备并且能够操作成将所述设备维持在选定大地位置；其中所述设备能够操作成基于所述柔性气囊中的轻于空气的气体的量在选定高度浮动。
2.任何其它实施例的设备，进一步包括：太阳能电池板，所述太阳能电池板被配置成向所述设备提供电力。
3.任何其它实施例的设备，进一步包括：微波电力传输天线，所述微波电力传输天线被配置成向地面站传输由所述太阳能电池板提供的所述电力的至少一部分。
4.任何其它实施例的设备，其中所述多个螺旋桨能够操作成将所述太阳能电池板维持在朝向太阳的取向上。
5.任何其它实施例的设备，其中所述轻于空气的气体包括氢气。
6.任何其它实施例的设备，其中所述多个螺旋桨进一步能够操作成将所述设备维持在选定旋转取向上。
7.任何其它实施例的设备，进一步包括：储罐，所述储罐能够操作成容纳压缩形式的所述轻于空气的气体。
8.任何其它实施例的设备，进一步包括：充气测量装置，所述充气测量装置包括至少一个杠杆臂，所述杠杆臂被配置成根据所述柔性气囊中的所述轻于空气的所述量进行角位移。
9.任何其它实施例的设备，进一步包括：多个柔性气囊。
10.任何其它实施例的设备，其中将所述设备的布置在所述柔性气囊与所述外膜之间的区域维持在基本上等于所述柔性气囊内的压力的压力。
11.任何其它实施例的设备，进一步包括：控制电路系统，所述控制电路系统能够操作成将所述设备的布置在所述柔性气囊与所述外膜之间的区域维持在被选择成使所述柔性气囊具有期望体积的压力。
12.任何其它实施例的设备，其中将所述设备的布置在所述柔性气囊与所述外膜之间的区域维持在选定压力，其中所述选定压力基于所述轻于空气的气体的扩散速率。
13.任何其它实施例的设备，进一步包括尾部，所述尾部能够操作成基于风向来对所述设备进行取向。
14.任何其它实施例的设备，进一步包括方向舵，所述方向舵能够操作成操纵所述设备。
15.任何其它实施例的设备，进一步包括：刚性核心，所述刚性核心布置在所述圆形透镜状形状的中央部分内。
16.任何其它实施例的设备，进一步包括：至少一根非定向天线。
17.任何其它实施例的设备，其中所述至少一根非定向天线是被配置成与移动电话进行通信的天线。
18.任何其它实施例的设备，其中所述至少一根非定向天线是长期演进(LTE)天线。
19.任何其它实施例的设备，其中所述至少一根非定向天线是3G天线。
20.任何其它实施例的设备，其中所述至少一根非定向天线是WI-Fi天线。
21.任何其它实施例的设备，其中所述外膜是柔性的。
22.任何其它实施例的设备，其中所述外膜由双轴定向的聚对苯二甲酸乙二醇酯(BoPET))制成。
23.任何其它实施例的设备，进一步包括：电信电路系统，所述电信电路系统耦合至所述设备，其中所述设备进一步能够操作成经由所述电信电路系统进行通信。
24.任何其它实施例的设备，其中所述多个结构构件是刚性的。
25.任何其它实施例的设备，其中所述多个结构构件是非刚性的张力构件。
26.一种设备，包括：中央核心部分；柔性膜，所述柔性膜围绕所述中央核心部分缠绕；多个结构构件，所述多个结构构件耦合至所述柔性膜；以及多个环区段，所述多个环区段耦合至所述柔性膜；其中所述多个环区段可组装成围绕所述柔性膜的周界布置的刚性环；所述多个结构构件能够操作成形成选定形状的所述柔性膜；并且其中所述设备能够操作成在选定高度浮动。
27.任何其它实施例的设备，其中所述中央核心部分是圆柱形的。
28.任何其它实施例的设备，其中所述柔性膜包括耦合至所述柔性膜的柔性太阳能电池板。
29.任何其它实施例的设备，其中所述多个环区段嵌入在所述柔性膜中。
30.任何其它实施例的设备，其中所述多个结构构件是非刚性张力构件。
31.任何其它实施例的设备，其中所述多个结构构件径向布置成选定形状。
32.任何其它实施例的设备，进一步包括：柔性气囊，所述柔性气囊布置在所述柔性膜内。
33.任何其它实施例的设备，其中所述柔性气囊是可充气的以使所述柔性膜膨胀。
34.一种设备，包括：轻于空气的飞行器，所述轻于空气的飞行器包括：多个螺旋桨，所述多个螺旋桨被配置成将所述设备维持在选定大地位置；以及定向天线；其中所述定向天线被配置成与包括其它定向天线的至少一个其它轻于空气的飞行器进行通信。
35.任何其它实施例的设备，其中所述多个螺旋桨被进一步配置成将所述设备维持在选定旋转取向，所述选定旋转取向使所述定向天线瞄准其它定向天线。
36.任何其它实施例的设备，其中所述定向天线可相对于所述设备旋转。
37.任何其它实施例的设备，其中所述轻于空气的飞行器被配置成将所述定向天线旋转成在瞄准其它定向天线的取向上。
38.任何其它实施例的设备，其中所述轻于空气的飞行器包括：气球。
39.任何其它实施例的设备，其中所述轻于空气的飞行器是气球。
40.任何其它实施例的设备，其中所述轻于空气的飞行器是飞艇。
41.任何其它实施例的设备，其中所述轻于空气的飞行器是靶机。
42.任何其它实施例的设备，其中所述定向天线是光学天线。
43.任何其它实施例的设备，进一步包括：雷达单元。
44.一种方法，包括：将轻于空气的飞行器维持在选定航空大地位置，其中所述轻于空气的飞行器包括：多个螺旋桨；以及定向天线；以及使所述轻于空气的飞行器经由所述定向天线与包括其它定向天线的至少一个其它轻于空气的飞行器进行通信。
45.一种设备，包括：外膜，所述外膜由多个结构构件形成为选定形状；柔性气囊，所述柔性气囊在所述外膜内；并且其中所述设备能够操作成基于所述柔性气囊中的轻于空气的气体的量在选定高度浮动；并且其中所述柔性气囊中的轻于空气的气体的压力基本上等于在所述柔性气囊与所述外膜之间的缝隙空间中的气体的压力。
46.任何其它实施例的设备，其中所述轻于空气的气体的所述压力在所述缝隙空间中的所述气体的所述压力的5％内。
47.任何其它实施例的设备，其中所述缝隙空间中的所述气体的所述压力被选择成使得所述柔性气囊维持在期望体积。
48.任何其它实施例的设备，进一步包括：电信电路系统，所述电信电路系统耦合至所述设备。
49.一种设备，包括：外膜，所述外膜由多个结构构件形成为选定形状；柔性气囊，所述柔性气囊在所述外膜内；以及至少一个杠杆臂，所述至少一个杠杆臂被配置成根据所述柔性气囊中的轻于空气的气体的体积进行角位移；其中所述设备能够操作成基于所述柔性气囊中的轻于空气的气体的量在选定高度浮动。
50.任何其它实施例的设备，其中所述至少一个杠杆臂的枢转点布置在所述设备的中央顶部部分处。
51.任何其它实施例的设备，进一步包括：张紧构件，所述张紧构件被配置成抵制所述至少一个杠杆臂的位移。
52.任何其它实施例的设备，进一步包括：张紧构件，所述张紧构件被配置成使所述至少一个杠杆臂在除了所述至少一个杠杆臂根据所述柔性气囊中的轻于空气的气体的所述体积进行的所述位移之外的方向上进行位移。
53.任何其它实施例的设备，其中所述至少一个杠杆臂包括多个杠杆臂。
54.任何其它实施例的设备，进一步包括：电位器，所述电位器能够操作成测量所述至少一个杠杆臂的所述角位移。
55.任何其它实施例的设备，进一步包括：控制电路系统，所述控制电路系统被配置成基于所述角位移来调整所述柔性气囊的充气等级。
56.任何其它实施例的设备，其中所述至少一个杠杆臂附接到所述柔性气囊。
57.任何其它实施例的设备，其中所述至少一个杠杆臂未附接到所述柔性气囊。
58.任何其它实施例的设备，进一步包括：电信电路系统，所述电信电路系统耦合至所述设备。
59.一种设备，包括：外膜，所述外膜由多个结构构件形成为选定形状；柔性气囊，所述柔性气囊在所述外膜内；以及光学系统，所述光学系统被配置成确定所述柔性气囊中的轻于空气的气体的体积；其中所述设备能够操作成基于所述柔性气囊中的轻于空气的气体的量在选定高度浮动。
60.任何其它实施例的设备，其中所述光学系统包括：激光器，所述激光器被配置成将光投射到所述柔性气囊的一部分上。
61.任何其它实施例的设备，进一步包括：控制电路系统，所述控制电路系统被配置成测量与所述光相关联的延迟时间。
62.任何其它实施例的设备，其中所述光学系统包括在所述外膜外部的激光器，所述激光器将光投射到所述柔性气囊的一部分上。
63.任何其它实施例的设备，进一步包括：电信电路系统，所述电信电路系统耦合至所述设备。
64.一种设备，包括：外膜，所述外膜由多个结构构件形成为选定形状；柔性气囊，所述柔性气囊在所述外膜内；监测系统，所述监测系统被配置成确定所述柔性气囊中的轻于空气的气体的体积；以及控制电路系统，所述控制电路系统被配置成基于所确定体积来调整所述柔性气囊中的轻于空气的气体的所述体积。其中所述设备能够操作成基于所述柔性气囊中的轻于空气的气体的量在选定高度浮动。
65.任何其它实施例的设备，其中所述监测系统包括至少一个杠杆臂，所述至少一个杠杆臂被配置成根据所述柔性气囊中的轻于空气的气体的所述体积进行角位移。
66.任何其它实施例的设备，其中所述监测系统包括光学测距系统，所述光学测距系统被配置成测量所述柔性气囊的至少一部分的位置。
67.任何其它实施例的设备，其中所述光学测距系统是激光测距系统。
68.任何其它实施例的设备，其中所述光学测距系统是基于相机的测距系统。
69.任何其它实施例的设备，进一步包括：电信电路系统，所述电信电路系统耦合至所述设备。
70.一种设备，包括：外膜，所述外膜由多个结构构件形成为选定形状；柔性气囊，所述柔性气囊在所述外膜内；至少一根定向天线，所述至少一根定向天线耦合至所述设备；以及螺旋桨，所述螺旋桨耦合至所述设备并且能够操作成将所述至少一根定向天线瞄准选定方向；其中所述设备能够操作成基于所述柔性气囊中的轻于空气的气体的量在选定高度浮动。
71.任何其它实施例的设备，进一步包括：多个螺旋桨，所述多个螺旋桨耦合至所述设备并且能够操作成将所述至少一根定向天线瞄准选定方向。
72.任何其它实施例的设备，进一步包括：竖直构件，所述竖直构件能够操作成响应于气流而旋转所述设备。
73.任何其它实施例的设备，其中所述竖直构件是翼面。
74.任何其它实施例的设备，其中所述竖直构件是方向舵，并且其中所述设备进一步包括控制电路系统，所述控制电路系统被配置成改变所述方向舵的位置。
75.任何其它实施例的设备，其中所述竖直构件是尾部。
76.任何其它实施例的设备，进一步包括：电信电路系统，所述电信电路系统耦合至所述至少一根定向天线。
77.一种设备，包括：外膜，所述外膜由多个结构构件形成为选定形状；柔性气囊，所述柔性气囊在所述外膜内；至少一个太阳能电池板，所述至少一个太阳能电池板耦合至所述设备；以及螺旋桨，所述螺旋桨耦合至所述设备并且能够操作成将所述至少一个太阳能电池板瞄准选定方向。其中所述设备能够操作成基于所述柔性气囊中的轻于空气的气体的量在选定高度浮动。
78.任何其它实施例的设备，其中所述期望方向是使入射到所述至少一个太阳能电池板上的太阳辐射的量最大化的方向。
79.任何其它实施例的设备，进一步包括：控制电路系统，所述控制电路系统被配置成基于一天中的时间来改变所述期望方向。
80.任何其它实施例的设备，进一步包括：多个螺旋桨，所述多个螺旋桨耦合至所述设备并且能够操作成将所述至少一个太阳能电池板瞄准选定方向。
81.任何其它实施例的设备，进一步包括：竖直构件，所述竖直构件能够操作成响应于气流而旋转所述设备。
82.任何其它实施例的设备，其中所述竖直构件是翼面。
83.任何其它实施例的设备，其中所述竖直构件是方向舵，并且其中所述设备进一步包括控制电路系统，所述控制电路系统被配置成改变所述方向舵的位置。
84.任何其它实施例的设备，其中所述竖直构件是尾部。
85.一种设备，包括：外膜，所述外膜由多个结构构件形成为选定形状；柔性气囊，所述柔性气囊在所述外膜内；电信电路系统，所述电信电路系统包括至少一根定向天线，所述至少一根定向天线耦合至所述设备，其中所述至少一根定向天线可相对于所述外膜旋转；其中，所述设备能够操作成基于所述柔性气囊中的轻于空气的气体的量在选定高度浮动并且进一步能够操作成经由所述电信电路系统进行通信。
86.任何其它实施例的设备，进一步包括多个螺旋桨，所述多个螺旋桨耦合至所述设备并且能够操作成向选定旋转取向旋转所述设备。
87.任何其它实施例的设备，其中所述至少一根定向天线能够操作成基于所述设备的旋转进行旋转。
88.任何其它实施例的设备，其中所述至少一根定向天线能够操作成在通过所述多个螺旋桨旋转所述设备期间维持选定大地旋转取向。
89.任何其它实施例的设备，其中所述至少一根定向天线包括多根定向天线。
90.任何其它实施例的设备，其中所述多根定向天线可相对于彼此独立地旋转。
91.任何其它实施例的设备，其中所述多根定向天线维持成相对于彼此成固定角度。
92.任何其它实施例的设备，其中所述至少一根定向天线经由滑环连接件耦合至所述设备，所述滑环连接件被配置成向所述至少一根定向天线传输电力。
93.任何其它实施例的设备，其中所述至少一根定向天线经由滑环连接件耦合至所述设备，所述滑环连接件被配置成向所述至少一根定向天线传输数据。
94.任何其它实施例的设备，其中所述至少一根定向天线能够操作成经由局部无线连接件从所述设备接收数据。
95.任何其它实施例的设备，进一步包括尾部，所述尾部能够操作成基于风向来对所述设备进行取向。
96.任何其它实施例的设备，其中所述至少一根定向天线能够操作成在通过所述尾部旋转所述设备期间维持选定大地旋转取向。
97.任何其它实施例的设备，进一步包括太阳能电池板。
98.任何其它实施例的设备，其中所述设备被配置成基于太阳位置进行旋转。
99.任何其它实施例的设备，其中所述至少一根定向天线能够操作成在基于所述太阳位置旋转所述设备期间维持选定大地旋转取向。
100.任何其它实施例的设备，其中所述至少一根定向天线进一步能够操作成改变竖直取向。
101.任何其它实施例的设备，其中所述至少一根定向天线布置在所述外膜的下方。
102.任何其它实施例的设备，其中所述电信电路系统和所述至少一根定向天线经由铰链式刚性构件安装在所述外膜的下方，并且其中所述铰链式刚性构件被配置成在致动时向所述外膜传递扭矩。
***
本说明书包括对“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例”或“实施例(anembodiment)”的引用。这些短语的出现不一定必须指相同的实施例。具体特征、结构、或特性可以与本公开一致的任何合适的方式组合。
如本文中所使用的，术语“基于”用于描述影响确定的一个或多个因素。此术语不排除附加因素可以影响确定的可能性。也就是说，确定可以仅基于指定因素或基于指定因素以及其它非指定因素。考虑短语“基于B确定A”。此短语说明B是用于确定A或影响对A的确定的因素。此短语不排除对A的确定还可以基于一些其它因素(如C)。此短语还旨在覆盖仅基于B来确定A的实施例。如本文中所使用的，短语“基于”与短语“至少部分地基于”同义。
在本公开内，不同实体(其可以不同地被称为“单元”、“电路”、其它部件等)被描述或声称为“被配置”成或“可操作”用于执行一个或多个任务或操作。本文中使用【实体】被配置成【执行一个或多个任务】的这种表达来指代结构(即，如电子电路等实物)。更具体地，此表达用于指示此结构被安排成在操作期间执行一个或多个任务。结构可以被说成是“被配置成”执行一些任务，即使当前没有操作所述结构。“微波电力传输天线被配置成传输电力”旨在覆盖例如具有在操作期间执行此功能的电路系统的天线，即使当前没有使用所讨论的天线(例如，电源未与所述天线连接)。因此，被描述或引用为“被配置成”执行一些任务的实体指如装置、电路、存储可被执行以实施任务的程序指令的存储器等实物。本文中的此短语不用于指无形事物。
进一步地，术语“被配置成”不旨在意指“可配置成”。例如，未编程的FPGA不能被认为是“被配置成”执行一些特定功能，尽管其“可配置成”执行所述功能并且可以在编程后“被配置成”执行所述功能。
在所附权利要求书中叙述结构“被配置成”执行一个或多个任务显然不旨在针对所述权利要求元素援引35U.S.C.§112(f)。相应地，提交的本申请中的权利要求不旨在被理解为具有装置加功能的元素。如果申请人希望在审查期间援引第112(f)节，则应使用“用于【执行功能】的装置”结构来引用权利要求元素。
要理解的是，本公开并不限于具体装置或方法，所述装置或方法当然可以变化。还应当理解的是，本文中所使用的术语仅出于对特定实施例进行描述的目的，而并不旨在进行限制。如本文中所使用的，单数形式“一个”、“一种”以及“所述”包括单数和复数的指代，除非上内容清楚地另外指明。而且，词语“可以”贯穿本说明书用于可允许的意义(即，有可能、能够)，不是强制性意义(即，必须)。术语“包括”、及其派生词意指“包括但不限于”。术语“耦合”意指直接或间接连接。
虽然上文已经描述了特定的实施例，但这些实施例并不旨在限制本公开的范围，甚至当相对于具体特征仅描述了单个实施例时。本公开中所提供的特征的实例旨在是示意性的而非限制性的，除非另外陈述。以上描述旨在覆盖对了受益于本公开的本领域技术人员而言明显的这种替代方案、修改、和等效物。尽管已经描述了本公开的各种优点，但任何特定实施例可以整合这些优点中的一些优点、全部优点或甚至不整合这些优点。
本公开的范围包括在本文中公开(或明确地或者隐含地)的特征中的任何特征或组合、或其任何概括，无论它是否减轻了在本文中所所阐述的问题中的任何问题或全部问题。相应地，在审查本申请(或要求其优先权的申请)的过程中可以对特征的任何这种组合制定新权利要求书。具体地，参照所附权利要求书，来自从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征组合，并且来自相应的独立权利要求的特征可以以任何适当方式组合并且不仅仅是所附权利要求书中列举的特定组合。

Claims (28)

1.一种设备，包括：
外膜，所述外膜形成为选定形状；以及
柔性气囊，所述柔性气囊在所述外膜内；
其中所述设备能够操作成基于所述柔性气囊中的轻于空气的气体的量在选定高度浮动；并且
其中所述柔性气囊中的所述轻于空气的气体的压力基本上等于所述柔性气囊与所述外膜之间的缝隙空间中的气体的压力。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述外膜由多个结构构件形成为所述选定形状。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述外膜由所述柔性气囊与所述外膜之间的所述缝隙空间中的所述气体的所述压力形成为所述选定形状。
4.根据权利要求1所述的设备，进一步包括：至少一根定向天线，所述至少一根定向天线耦合至所述设备，其中所述至少一根定向天线被配置成基于所述设备的取向进行瞄准。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述轻于空气的气体的所述压力在所述缝隙空间中的所述气体的所述压力的5％内。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述缝隙空间中的所述气体的所述压力被选择成使得所述柔性气囊维持期望体积。
7.根据权利要求1所述的设备，进一步包括：电信电路系统，所述电信电路系统耦合至所述设备。
8.一种设备，包括：
外膜，所述外膜形成为选定形状；
柔性气囊，所述柔性气囊在所述外膜内；以及
至少一个杠杆臂，所述至少一个杠杆臂被配置成根据所述柔性气囊中的轻于空气的气体的体积进行角位移；
其中所述设备能够操作成基于所述柔性气囊中的轻于空气的气体的量在选定高度浮动。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述至少一个杠杆臂的枢转点布置在所述设备的中央顶部部分处。
10.根据权利要求8所述的设备，进一步包括：张紧构件，所述张紧构件被配置成抵制所述至少一个杠杆臂的位移。
11.根据权利要求8所述的设备，进一步包括：张紧构件，所述张紧构件被配置成使所述至少一个杠杆臂在除了所述至少一个杠杆臂根据所述柔性气囊中的轻于空气的气体的所述体积进行的所述位移之外的方向上进行位移。
12.根据权利要求8所述的设备，其中所述至少一个杠杆臂包括多个杠杆臂。
13.根据权利要求8所述的设备，进一步包括：电位器，所述电位器能够操作成测量所述至少一个杠杆臂的所述位移。
14.根据权利要求8所述的设备，进一步包括：控制电路系统，所述控制电路系统被配置成基于所述至少一个杠杆臂的所述位移来调整所述柔性气囊的充气等级。
15.根据权利要求8所述的设备，其中所述至少一个杠杆臂附接到所述柔性气囊。
16.根据权利要求8所述的设备，其中所述至少一个杠杆臂未附接到所述柔性气囊。
17.根据权利要求8所述的设备，进一步包括：电信电路系统，所述电信电路系统耦合至所述设备。
18.一种设备，包括：
外膜，所述外膜形成为选定形状；
柔性气囊，所述柔性气囊在所述外膜内；以及
光学系统，所述光学系统被配置成确定所述柔性气囊中的轻于空气的气体的体积；
其中所述设备能够操作成基于所述柔性气囊中的轻于空气的气体的量在选定高度浮动。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述光学系统包括激光器，所述激光器被配置成将光投射到所述柔性气囊的一部分上。
20.根据权利要求19所述的设备，进一步包括：控制电路系统，所述控制电路系统被配置成测量与所述光相关联的延迟时间。
21.根据权利要求18所述的设备，其中所述光学系统包括在所述外膜外部的激光器，所述激光器被配置成将光投射到所述外膜的一部分上。
22.根据权利要求18所述的设备，进一步包括：电信电路系统，所述电信电路系统耦合至所述设备。
23.一种设备，包括：
外膜，所述外膜形成为选定形状；
柔性气囊，所述柔性气囊在所述外膜内；
监测系统，所述监测系统被配置成确定所述柔性气囊中的轻于空气的气体的体积；以及
控制电路系统，所述控制电路系统被配置成基于所述所确定体积来调整所述柔性气囊中的轻于空气的气体的所述体积；
其中所述设备能够操作成基于所述柔性气囊中的轻于空气的气体的量在选定高度浮动。
24.根据权利要求23所述的设备，其中所述监测系统包括至少一个杠杆臂，所述至少一个杠杆臂被配置成根据所述柔性气囊中的轻于空气的气体的所述体积进行角位移。
25.根据权利要求23所述的设备，其中所述监测系统包括光学测距系统，所述光学测距系统被配置成测量所述柔性气囊的至少一部分的位置。
26.根据权利要求25所述的设备，其中所述光学测距系统是激光测距系统。
27.根据权利要求25所述的设备，其中所述光学测距系统是基于相机的测距系统。
28.根据权利要求23所述的设备，进一步包括：电信电路系统，所述电信电路系统耦合至所述设备。
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