CN109018293A - 一种系留气球 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种系留气球，包括主体，载荷和锚泊系统，所述主体中具有气体，所述主体包括底面和顶面，底面为平面，底面为圆形，所述顶面为弧面，顶面与底面连接，载荷悬挂在底面正下方，载荷通过线缆与主体连接，线缆至少有三根，每个线缆分别与主体和载荷连接，多根线缆间隔设置。本发明的一种系留气球能够降低风阻，提供一定的升空力，有效减小竖直角度偏转，避免主体水平方向的旋转，稳定性较好；同时，能够分散系留缆绳受力，降低系留缆绳的强度要求，方便拉动缆绳；此外，其收纳时能够紧贴地面，抗风能力强。

Description

一种系留气球

技术领域

本发明涉及浮空器技术领域，特别涉及一种系留气球。

背景技术

系留气球是一种依靠气囊内的浮升气体获得浮力，并用缆索拴系周定的浮空器。借助于系留缆索、气动升力和剩余浮力，可以在空中特定范围内实现定高度、长时间驻留。系留气球使用缆绳将其拴在地面绞车上并可控制其在大气中飘浮高度的气球。一个系留气球系统一般由球体、系缆、锚泊设施、测控、供电等主要部分组成。但是，现有的系留气球风阻大，受到较强气流影响时，容易产生旋转和竖直方向的偏转，稳定性较差。此外，系留气球的升降需要的绳索强度要求较高，重量较大，不方便操作，对绞车的要求较高。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种风阻较小，不易旋转及偏转，稳定性较好，升降方便的系留气球。

具体技术方案如下：一种系留气球，包括主体，载荷和锚泊系统，锚泊系统与主体连接，所述主体中具有气体，所述主体包括底面和顶面，底面为平面，底面为圆形，所述顶面为弧面，顶面与底面连接，载荷悬挂在底面正下方，载荷通过线缆与主体连接，线缆至少有三根，每个线缆分别与主体和载荷连接，多根线缆间隔设置。

以下为本发明的附属技术方案。

作为优选方案，所述底面包括环形架，环形架由刚性材料制成，线缆与环形架连接。

作为优选方案，所述底面包括拉缆，拉缆两端与环形架连接，多根拉缆交叉设置，多根拉缆的交汇点位于环形架中部。

作为优选方案，所述主体包括充气膜，充气膜固定在环形架上。

作为优选方案，所述主体包括加强缆，加强缆两端与环形架连接，充气膜顶部与加强缆连接。

作为优选方案，锚泊系统包括上定滑轮，下定滑轮组，定位锚和缆绳，所述下定滑轮组设置在定位锚上，定位锚位于地面，上定滑轮设置在环形架上，缆绳设置在上定滑轮和下定滑轮组之间。

作为优选方案，所述上定滑轮有多个，下定滑轮组有多组，多个定滑轮间隔设置在底面的环形架上，每个定滑轮对应一组下定滑轮组，下定滑轮组设置在上定滑轮正下方，缆绳设置一根，缆绳依次穿设在上定滑轮和下定滑轮组之间。

作为优选方案，下定滑轮组包括第一滑轮和第二滑轮，缆绳绕设在上定滑轮、第一滑轮和第二滑轮上，缆绳在竖直方向垂直设置。

作为优选方案，所述锚泊系统包括绞车，缆绳的一端与绞车连接，另一端固定，或缆绳的两端均与绞车连接。

作为优选方案，所述绞车设置在地面上。

本发明的技术效果：本发明的一种系留气球能够降低风阻，提供一定的升空力，根据伯努利原理，其升空力随风速增大而增加，有效减小竖直角度偏转，降低主体水平方向旋转，稳定性较好，升空时抗风能力增强；同时，能够分散系留缆绳受力，降低系留缆绳的强度要求，方便拉动缆绳控制升降；此外，其收纳时能够紧贴地面，抗风能力强。

附图说明

图1是本发明实施例的一种系留气球的示意图。

图2是本发明实施例的环形架的示意图。

图3是本发明实施例的缆绳绕设的示意图。

图4是本发明实施例的系留气球位移时的示意图。

具体实施方式

下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

如图1至图4所示，本实施例的一种系留气球包括主体1，载荷2和锚泊系统，锚泊系统与主体连接，所述主体1中具有气体。所述主体1包括底面11和顶面12，底面11为平面，底面为圆形，所述顶面12为弧面，顶面与底面连接。载荷2悬挂在底面11正下方，载荷2通过线缆3与主体1连接，线缆至少有三根，每个线缆分别与主体和载荷连接，多根线缆间隔设置。通过上述技术方案，主体形成扁平的半圆形，能够减小空气阻力；此外，空气流过系留气球时，顶面的空气流速较快，底面的空气流速较慢，从而在底面和顶面之间形成压强差，根据伯努利空气动力学，系留气球的主体能够获得一定升力，从而有利于系留气球的上升，风速越大升越大，水平方向回复力越大，抗风能力提高；通过在主体下方悬挂载荷，能够使主体通过载荷的重力实现平衡，能够使系留气球的升降更平稳，减小受到气流影响时的竖直方向的偏转角度，保持水平方向平稳，所述载荷可以是具有一定重量的物体。

本实施例中，所述底面11包括环形架4，环形架4由刚性材料制成，线缆3与环形架4连接，从而组成环形索桁架系统。通过设置环形架，能够对主体底面进行支撑，使主体结构更稳固；此外，能够使线缆系在环形架上，便于线缆固定。环形架可以是单杆桁架结构，采用纤维增强塑料。

本实施例中，所述底面11包括拉缆5，拉缆5两端与环形架4连接，多根拉缆交叉设置，多根拉缆的交汇点51位于环形架4中部。通过设置拉缆，能够进一步增强主体的结构稳固性。

本实施例中，所述主体1包括充气膜13，充气膜13固定在环形架上，气体可冲入充气膜，使得充气膜扩张后成形。

本实施例中，所述主体1包括加强缆14，加强缆14两端与环形架4连接，充气膜顶部与加强缆14连接，从而使充气膜顶部更稳固。

本实施例中，锚泊系统包括上定滑轮6，下定滑轮组7，定位锚8和缆绳9，所述下定滑轮组7设置在定位锚8上，定位锚位于地面，上定滑轮6设置在环形架上，缆绳9设置在上定滑轮和下定滑轮组之间。通过上述技术方案，通过收放缆绳9，能够使主体上升或下降，从而便于控制主体升降。当主体下降时，由于主体为扁平的半圆形，能够紧贴地面，抗风能力强。

本实施例中，所述上定滑轮6有多个，下定滑轮组7有多组，多个定滑轮间隔设置在底面的环形架上，每个定滑轮对应一组下定滑轮组，下定滑轮组设置在上定滑轮正下方，缆绳设置一根，缆绳依次穿设在上定滑轮和下定滑轮组之间，相邻的缆绳相互平行，缆绳垂直于水平面。通过上述技术方案，竖直方向的缆绳环绕设置，能够在主体受到风力时，防止主体旋转；此外，通过单根缆绳穿设在多组下定滑轮设上定滑轮之间，能够分散受力，降低系留缆绳所需的强度，降低系留缆绳重量，可减小拉动缆绳所需的力。当主体受到气流影响产生水平方向位移时，缆绳的拉力作用于主体产生回复力。

本实施例中，下定滑轮组7包括第一滑轮71和第二滑轮72，缆绳绕设在上定滑轮、第一滑轮和第二滑轮上，缆绳在竖直方向垂直设置。上述技术方案中，通过缆绳穿设在各个滑轮之间，使得拉动缆绳能够收放上定滑轮和下定滑轮组之间的距离。

本实施例中，所述锚泊系统包括绞车10，缆绳的一端与绞车10连接，另一端固定，或缆绳的两端均与绞车连接。从而通过绞车能够拉动缆绳一端，使得缆绳收放，绞车可以是自动绞车或手动绞车，缆绳的另一端可固定在底面、系留气球的主体上等位置。本实施例中，只需要使缆绳的一端固定，另一端运动，即可实现改变缆绳长度，从而实现升降。

本实施例中，所述绞车10设置在地面上，从而方便操作绞车。

本实施例的一种系留气球能够降低风阻，提供一定的升空力，有效减小竖直角度偏转，稳定性较好；同时，能够分散系留缆绳受力，降低系留缆绳的强度要求，方便拉动缆绳；此外，其收纳时能够紧贴地面，抗风能力强。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种系留气球，其特征在于，包括主体，载荷和锚泊系统，锚泊系统与主体连接，所述主体中具有气体，所述主体包括底面和顶面，底面为平面，底面为圆形，所述顶面为弧面，顶面与底面连接，载荷悬挂在底面正下方，载荷通过线缆与主体连接，线缆至少有三根，每个线缆分别与主体和载荷连接，多根线缆间隔设置。

2.如权利要求1所述的系留气球，其特征在于，所述底面包括环形架，环形架由刚性材料制成，线缆与环形架连接。

3.如权利要求2所述的系留气球，其特征在于，所述底面包括拉缆，拉缆两端与环形架连接，多根拉缆交叉设置，多根拉缆的交汇点位于环形架中部。

4.如权利要求3所述的系留气球，其特征在于，所述主体包括充气膜，充气膜固定在环形架上。

5.如权利要求4所述的系留气球，其特征在于，所述主体包括加强缆，加强缆两端与环形架连接，充气膜顶部与加强缆连接。

6.如权利要求2至5中任一权利要求所述的系留气球，其特征在于，锚泊系统包括上定滑轮，下定滑轮组，定位锚和缆绳，所述下定滑轮组设置在定位锚上，定位锚位于地面，上定滑轮设置在环形架上，缆绳设置在上定滑轮和下定滑轮组之间。

7.如权利要求6所述的系留气球，其特征在于，所述上定滑轮有多个，下定滑轮组有多组，多个定滑轮间隔设置在底面的环形架上，每个定滑轮对应一组下定滑轮组，下定滑轮组设置在上定滑轮正下方，缆绳设置一根，缆绳依次穿设在上定滑轮和下定滑轮组之间。

8.如权利要求7所述的系留气球，其特征在于，下定滑轮组包括第一滑轮和第二滑轮，缆绳绕设在上定滑轮、第一滑轮和第二滑轮上，缆绳在竖直方向垂直设置。

9.如权利要求8所述的系留气球，其特征在于，所述锚泊系统包括绞车，缆绳的一端与绞车连接，另一端固定，或缆绳的两端均与绞车连接。

10.如权利要求9所述的系留气球，其特征在于，所述绞车设置在地面上。