CN110536835B - 推进组件穿戴在使用者的身体上的可穿戴飞行系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够使个人飞行的设备。特别地，本发明涉及提供一种推进组件，该推进组件可由使用者握持在手中和/或穿戴在使用者的前臂上，并提供推力以将使用者从地面提升。一种可穿戴飞行系统包括多个推进组件(100、200、400)，这些推进组件包括配置成穿戴在使用者的左手和/或前臂上的左手推进组件(100)以及配置成穿戴在使用者的右手和/或前臂上的右手推进组件(100)。

Description

推进组件穿戴在使用者的身体上的可穿戴飞行系统
技术领域
本发明涉及一种能够使个人飞行的设备。特别地，本发明涉及提供一种推进组件，该推进组件可由使用者握持在手中和/或穿戴在使用者的前臂上，并提供推力以将使用者从地面提升。
背景技术
过去已经进行了许多尝试来使个人能够仅用最小的装备飞行。通常，这种系统由将一个或多个推进单元彼此刚性连接或与翼刚性连接的框架形成。
发明内容
本发明人已经认识到，有可能配置一种飞行系统，该飞行系统可使用人体的强度而不是刚性框架来为个人提供稳定的飞行。
因此，提供了如权利要求所限定的可穿戴飞行系统和推进组件。
推进组件是指产生推力的设备。推进组件可包括一个或多个推进单元，每个推进单元提供推力(例如，沿已知方向)并共同限定由推进组件产生的推力。由推进组件提供的推力在使用者身上产生相等且相反的力。优选地，每个推进组件能够提供至少400N，且优选地至少500N的最大推力。每个推进组件可以是可控的，以基于控制信号产生小于最大值的推力。推进组件可包括涡轮机或管道式风扇。
“可穿戴”是指飞行系统的推进组件(提供推力的那些部件)可安装在人体上，以使“穿戴者”至少部分地有助于那些推进组件的相对运动。也就是说，应该认识到，正确地倾斜由多个推进组件产生的各种推力的困难的控制问题可被委托给穿戴者的自然平衡感、本体感受和动觉。
本发明的实施例包括一种飞行系统，该飞行系统包括至少两个推进组件，该推进组件可握持在手中和/或以其它方式安装在穿戴者的前臂上。
在这种系统中，净推力基本上定向成与使用者的相应前臂成一直线并且远离肘部，使得所引起的应力通常与穿戴者前臂的骨头对齐并向外定向。这里，参考净推力而不是所有推力。可有多个推进单元，这些推进单元单独地产生不与穿戴者的手臂对齐的推力，但是共同地，对于每个推进单元来说，净推力(所生成的力的分解)将如此对齐。
经过适当物理调节的穿戴者能够仅使用他/她的手臂来支撑他/她自身的重量，但是为了更长时间的使用，优选与穿戴者的骨骼或肌肉组织的其它部分分担一些负载。因此，另外，还提供一种身体推进组件，该身体推进组件被布置成用于接合该穿戴者的躯干以基本上防止该身体推进组件与穿戴者的躯干之间的相对移动。另外，可提供一个或多个腿部推进组件(一个腿部推进组件用于两条腿或一个腿部推进组件用于一条腿)。腿部推进组件可布置成接合穿戴者的一条腿或两条腿，以基本上防止该腿部推进组件与穿戴者的相对应的一条腿或两条腿之间的相对移动。
然而，在最优选的实施例中，负载的一半或大部分由左手推进组件和右手推进组件共同承载。换句话说，左手推进组件和右手推进组件总共的最大推力性能优选地等于或大于组合的其它推进组件的最大推力性能。
事实上，已经发现，在以下每一个之间提供大致相等的推力提供了甚至更优选的稳定性(即，每条手臂与身体之间的三脚架状平衡)：左手推进组件；右手推进组件；并且共同地，其它推进组件。因此，左手推进组件和右手推进组件总共的最大推力性能优选地相等，并且左手推进组件和右手推进组件中的每一个的最大推力性能优选地等于或大于组合的其它推进组件的最大推力性能。
升力由所有推进组件生成的力的组合竖直分解产生。尽管不是必需的，但出于控制和稳定性的原因，优选地，由左手推进组件生成的推力和由右手推进组件生成的推力相等。为了控制水平运动，穿戴者可使用他/她的手臂来定向左手推进组件和右手推进组件以产生包括水平分量的净推力。
身体推进组件可相对于穿戴者的躯干倾斜(由于用于其与穿戴者接合的支撑件的布置)，以便在穿戴者身上提供小的净正向力，即推力被向后定向以在垂直于在使用者的头部的中心和使用者的腰部的中心之间延伸的线的向前方向上在穿戴者身上产生净力。换句话说，在穿戴者以直立姿势支撑的情况下，身体推进组件可提供净正向力。该正向力可通过穿戴者在他/她的躯干前面倾斜他/她的手臂以在相反方向上提供相等的净推力被抵消。因此，这些组件被布置成当处于张开(即发散)布置时，它们可以共同产生均势(净竖直推力等于穿戴者和飞行系统的负载，具有零净水平推力)。当然，这也具有推进组件的排气被定向成远离穿戴者身体的优点。
当身体推进组件处于产生均势的张开布置时，身体推进组件优选地竖直地布置在与左手推进组件和右手推进组件相同的高度处。已经发现，因此穿戴者身体上的优选位置在穿戴者腰部的区域内(即，在穿戴者腰部附近生成推力)。优选地，推力的出口不高于使用者的腰椎并且不低于使用者的大腿。最优选地，推力的出口与使用者的腰椎对齐。
除其它优点之外，在涡轮机或风扇用于提供推力的情况下，这确保了由一个推进组件吸入的空气不被另一个推进组件的出口供给。
在可选实施例中，燃料箱向推进组件供应燃料(例如，燃料可供应形成推进单元的涡轮机)。由于使用者基于感觉飞行，因此重要的是体验随时间保持不变，使得使用者不需要在燃料用尽时极大地重新校准他或她的动作。因此，由一个或多个或所有推进组件提供的推力可根据储存燃料的改变而自动改变。也就是说，可监测燃料(或剩余的储存燃料)的使用，并且可使用由推进组件提供的推力来补偿燃料负载重量的减小。燃料使用/剩余燃料可直接测量，或者通过使用一个或多个推进单元来推断。
因为燃料储存器可承载在使用者的背部，所以在这种情况下最优选的是，身体推进组件(因为该身体推进组件将位于最接近燃料储存器的位置)的推力根据储存燃料的改变而改变。优选地，当使用燃料时，身体推进组件的推力自动减小以补偿燃料储存器的减小负载。
在优选实施例中，配置成穿戴在使用者手上或前臂上的推进组件可包括至少两个呈张开布置的手部推进单元，所述手部推进单元产生发散的推力，使得其净推力基本上与穿戴者的手臂对齐。已经发现这增加了整个系统的稳定性。
本发明的飞行系统可设有或不设有一个或多个翼。然而，下面陈述的特征使得不需要使用翼，并且优选地不可能使用一个翼。
附图说明
为了更好地理解本发明，并且示出如何实现本发明，现将仅通过示例的方式参考附图，在附图中：
图1a至图1c示出了用于本发明实施例的第一推进组件；
图2a至图2c示出了用于本发明实施例的第二推进组件；
图3a至图3e示出了根据本发明的飞行系统的第一实施例；
图4a至图4c示出了用于本发明实施例的第三推进组件；
图5a至图5d示出了根据本发明的飞行系统；以及
图6a至图6d示出了根据本发明的飞行系统的第二实施例。
具体实施方式
在图1a至图1c中示出了用于将推力直接施加到使用者手臂上的推进组件100。当然，根据本发明的飞行系统将具有用于每条手臂的一个推进组件100。
参考图1a，推进组件100包括：一个或多个推进单元110；套筒120；以及一个或多个安装件118。
在所示实施例中，有两个推进单元110，第一推进单元110a和第二推进单元110b。对于该/每个推进单元110a、推进单元110b，具有安装件118a、安装件118b，相应的推进单元110a、推进单元110b可经由该安装件安装到套筒120。
推进组件100的套筒120配置成穿戴在使用者的手部和/或前臂上。优选地，套筒120在20cm至50cm的长度上延伸，更优选地在30cm至35cm的长度上延伸，使得推进组件100与使用者的手臂保持对齐，但不妨碍肘部的关节运动。套筒120限定纵向轴线、远端121和近端122。当推进组件100被穿戴时，远端121相对于使用者的身体是远端(例如，更靠近使用者的手部)，而近端122相对于使用者的身体是近端(例如，更靠近使用者的肘部)。套筒120可具有8cm至10cm范围内的直径。
优选地，套筒120内部加有衬垫。该衬垫可成形为手臂的大致轮廓，以便舒适地分布支撑。
不管推进单元110的数量如何，推进组件100作为一个整体被布置成沿轴线提供净推力，当推进组件100被穿戴时，该轴线大致对应于使用者的前臂。也就是说，推进组件100作为一个整体被布置成沿套筒120的纵向轴线提供净推力。
优选地，第一推进单元110a和第二推进单元110b成角度地分开，以便沿不平行的向量产生推力。例如，安装件118a和安装件118b可包括连接构件130，该连接构件在远端121处将推进单元110a和推进单元110b与套筒120间隔开比在近端122处更大的量。
第一推进单元110a被布置成沿限定第一推进向量的第一轴线Xa提供净力。第二推进单元110b被布置成沿限定第二推进向量的第二轴线Xb提供净力。
已经发现，推力的发散可以提供有利的稳定性。因此，优选地，第一推进向量相对于第二推进向量至少为5°的角，更优选地至少为10°的角。此外，优选地，第一推进向量相对于第二推进向量为不大于30°的角，更优选地为不大于25°的角。通过保持在该范围内，由于发散引起的推力损失可以与提高的稳定性相平衡。
最佳如图1c所示，在套筒120内设有供使用者抓握的手柄124。手柄124可具有安装在其上的控制器126。控制器126面对套筒120的远端121。这样，当使用者重量的一部分被施加到手柄上进行支撑时，使用者的手指将自由地操纵控制器126。最优选地，手柄124为人机工程学形状，以便将使用者的重量分布在使用者手部尽可能大的区域上。因此，左手推进组件100可具有左握把124，而右手推进组件100可具有右握把124。左握把124和右握把124中的一个或两个具有安装在其上的控制器126。
当提供第一推进单元110a和第二推进单元110b时，手柄优选地定位成与在第一推进单元110a和第二推进单元110b之间延伸的线对齐。这限定了第一推进单元110a和第二推进单元110b相对于使用者闭合拳头的位置，并且已经发现是特别稳定的。
发明人已经认识到，手柄124相对于推进组件100的推进单元110的出口的位置可以影响稳定性。优选地，手柄124超出推进组件100的出口(例如第一推进单元110a和第二推进单元110b的出口)被间隔开20mm至100mm、优选地30mm至60mm、最优选地40mm的距离。
也就是说，手柄124可在对应于净推力轴线的方向上超出出口被间隔开该距离。
换言之，手柄124可在对应于套筒120(若提供)的纵向轴线的方向上超出出口被间隔开该距离。
手柄124可在对应于当推进组件100被穿戴时通常对应于使用者前臂的轴线的方向上超出出口被间隔开该距离。
控制器126优选地包括两个输入设备。第一输入设备提供可变信号，并可用于控制由推进组件100(或一组推进组件100)产生的推力的量。第二输入设备提供二进制输出，并可用于在释放时停用飞行系统的一个或多个或(优选地)所有推进组件100。左手推进组件100和右手推进组件100不必要都包括第二输入设备，但这可能是优选的。第二输入设备优选地是“切断开关(kill switch)”。也就是说，为了防止推进组件100的停用，该第二输入设备必须保持被使用者压下。
优选地，控制器126安装在手柄上以便与使用者的拇指和食指对齐。因此，第一输入设备优选地采用与使用者食指对齐的触发器的形式(当手柄被握持在使用者手中时)。第二输入设备优选地与使用者的拇指对齐(当手柄被握持在使用者手中时)，使得它在飞行系统的使用期间可以被持续地按下以防止停用。
在图2a至图2c中示出用于使用者躯干的推进组件200。根据本发明的飞行系统将具有一个这样的推进组件200。
身体推进组件200配置成直接向使用者的躯干施加推力，并且包括至少一个身体推进单元210和支撑件220。
支撑件220被布置成支撑使用者的腰部或躯干。例如，该支撑件可包括用于将至少一个身体推进单元210紧固到使用者身体上的座椅、安全带、腰带、夹克和/或其它衣物。优选地，至少一个身体推进单元210被支撑在使用者身体的背侧上。
支撑件可配置成穿戴在使用者的背部或腰部，但在任何一种情况下，优选地，支撑件的尺寸和形状使至少一个身体推进单元210(即，身体推进单元210的喷嘴，当这些身体推进单元是涡轮机和/或由电机驱动的风扇的风扇时)生成推力的位置位于肋骨架的下边缘和膝盖之间，并且更优选地位于腰椎上部和使用者大腿上部之间。
最优选地，支撑件的尺寸和形状使至少一个身体推进单元210(即，身体推进单元210的喷嘴，当这些身体推进单元是涡轮机和/或由电机驱动的风扇的风扇时)生成推力的位置与腰椎对齐。
支撑件220被布置成当身体推进组件200被使用者穿戴(即接合)时将至少一个身体推进单元210相对于使用者躯干保持在固定角度。支撑件220限定轴线Z，当穿戴支撑件时该轴线平行于在使用者头部的中心和使用者腰部的中心之间延伸的线。
支撑件220使至少一个身体推进单元210与轴线Z成一定角度。该角度具有垂直分量，即身体推进仰角W。即，身体推进仰角W是由身体推进组件200产生的净推力与轴线Z之间的在矢状平面(将使用者分成左侧和右侧的平面)中的角度。
换言之，支撑件220配置成相对于至少一个身体推进单元210保持使用者的身体，使得在使用者头部的中心和使用者腰部的中心之间延伸的线相对于由身体推进组件200提供的净推力的取向按照身体推进仰角W延伸。
身体推进仰角W大于零。优选地，身体推进仰角W至少为10°，并且更优选地至少为12°。更优选地，身体推进仰角W不大于30°，并且更优选地不大于18°。
已经发现，这种角度的选择提高了稳定性并保护了使用者的腿部，而不会大大减小总升力。
最佳如在图2b和图2c中可见，相对于使用者腿部维持身体推进仰角W的一种可选方式是通过为支撑件提供用于接合使用者大腿上部的腿部支架240。优选的腿部支架240可包括布置成在使用者的腿部之间延伸的部段244，使得腿部可夹住腿部支架240。腿部支架240还可具有使用者可坐在其上的较宽部段242。
尽管单个身体推进单元是足够的，但是身体推进组件200优选地包括至少第一身体推进单元210a和第二身体推进单元210b。第一身体推进单元210a被布置成沿限定第一推进向量的第一轴线Ya提供净力。第二身体推进单元210b被布置成沿限定第二推进向量的第二轴线Yb提供净力。第一推进向量与第二推进向量不平行。优选地，第一推进向量和第二推进向量以至少5°并且优选地至少20°的角度分开定向。甚至更优选地，第一身体推进向量和第二身体推进向量以不大于30°的角度分开定向。
在图3a至图3e中示出了飞行系统的第一实施例，其中，可以看到，该系统包括左手推进组件100(其类型如上参考图1a至图1c所述)；右手推进组件100(其类型如上参考图1a至图1c所述)；身体推进组件200(其类型如上参考图2a至图2c所述)。
优选地，每个推进组件100、推进组件200能够提供400N至500N范围内的最大推力。
图3a至图3e示出了优选实施例，其中为左手推进组件100和右手推进组件100中的每一个提供了两个推进单元110。还优选地为身体推进组件200提供两个推进单元210。即，六个推进单元110、推进单元210的组合，每条手臂用两个，并且使用者躯干用两个。还示出了当使用者呈现直立站立姿势时，身体推进组件200的推进单元210的上述优选向后取向。
如上所述，身体推进组件200的支撑件220的尺寸和形状适于保持身体推进单元210，以使在肋骨架的下边缘和膝盖之间的高度处产生推力，并且最优选地与腰椎齐平。
飞行系统300还包括用于向推进组件提供动力的能量储存设备310。这可包括用于向涡轮机和/或电池供应燃料以向风扇和/或控制电路供电的燃料储存容器。能量储存设备310优选地以背包的形式提供，以穿戴在下背部安装或腰部安装的身体推进组件200上方，或者该能量储存设备可具有附接到其上(例如，中央燃料储存容器的任一侧)的一个或多个推进单元。
由于飞行系统300优选地没有提供翼(即，它可仅依赖推进组件来提供升力)，因此将由任何一个推进单元110、推进单元210、推进单元410提供的推力的中断最小化是有益的。在推进组件包括涡轮机的情况下，中断的一个根源是燃料管线中可能出现气泡。这可能潜在地导致推力的瞬时损失或者甚至发动机关闭。优选地，当能量储存设备310包括燃料储存容器时，该燃料储存容器被设置为可变容积储存器(例如，由活塞封闭的气囊或缸)，而不是固定容积室。这样，在燃料储存容器中将不存在空气。优选实施例将包括气泡传感器，该气泡传感器用于感测将燃料供应到涡轮机的燃料供应管线中气泡的存在。气泡传感器用于警告使用者气泡的存在。在一些实施例中，气泡传感器可提供表示燃料管线中气泡量(体积或数量等)的气泡信号。当气泡信号超过阈值时，使用者被警告并且可能着陆，例如在涡轮机故障之前。警报可以是可听的或可视的(例如使用下述平视显示器)。
提供了控制系统330。该控制系统可具体实施为穿戴在使用者胸部上的单个设备，或者可由分布式设备形成。控制系统330被布置成向每个推进组件100、推进组件200提供控制信号。控制系统330还可被布置成接收来自每个推进组件100、推进组件200和/或来自能量储存设备310的控制信号。
虽然控制系统330可独立地控制左手推进组件100和右手推进组件100，但是优选地，左手推进组件和右手推进组件各自提供相同的推力。
因此，在优选实施例中，控制信号可包括：由左手推进组件100和右手推进组件100中的一个的控制器126生成的第一节气门信号，以及由左手推进组件100和右手推进组件100中的另一个的控制器126生成的第二节气门信号。控制系统330使用第一节气门信号来命令左手推进组件100和右手推进组件100各自提供对应的第一推力。控制系统330使用第二节气门信号来命令身体推进组件200提供第二对应推力。
如上所述，控制器126可具体实施为左手推进组件100和右手推进组件100的一个或两个输入设备。在每种情况下，输入设备中的一个提供节气门信号形式的可变信号。输入设备中的另一个(若提供)可以是“切断开关”，该输入设备提供二进制输出，并且由控制系统330监测，以便在释放时停用飞行系统的一个或多个或(优选地)所有推进组件100。
飞行系统优选地包括头盔320，该头盔包括与控制系统330通信的平视显示器。优选地，平视显示器呈现能量储存设备310中剩余的能量(例如，气囊中剩余的燃料量)和/或推进组件100、推进组件200中每一个的推力(例如，涡轮机的转速)。
然而，第一实施例的飞行系统300示出为具有左手推进组件100、右手推进组件100和身体推进组件200，可以设想这样的实施例，其中，身体推进组件200由腿部推进组件400(一个腿部推进组件用于两条腿或一个腿部推进组件用于一条腿)补充。
腿部推进组件400包括：至少一个腿部推进单元410；以及支撑件420。优选地，支撑件420的尺寸和形状适于穿戴在使用者的小腿上，使得至少一个腿部推进组件410在小腿的背侧上。支撑件420可包括用于围绕使用者腿部的绑扎件，使得该绑扎件限定与下腿部的骨头对齐的纵向轴线。
优选地具有单个腿部推进单元410。优选地，支撑件420的尺寸和形状适于穿戴在使用者的小腿上，使得腿部推进单元410与支撑件420的纵向轴线成角度V(即，不与下腿部的骨头对齐)。优选地，角度V使得当穿戴时，向内施加小的力以将使用者的腿部朝向彼此按压。当穿戴一对腿部推进组件400时，这提供了推力的发散并且已经发现提高了稳定性。支撑件420优选地布置成使得腿部推进单元410与支撑件420的纵向轴线成至少3°的角度。更优选地，支撑件420优选地布置成使得腿部推进单元410与支撑件420的纵向轴线成不大于20°的角度。这样，腿部推进单元410在穿戴时与使用者的腿部成该角度。
在上述实施例中，左手推进组件100和右手推进组件100均包括两个推进单元110。虽然这是优选的，但是可提供更多，而实际上只需要一个。因此，设想了如图6a至图6d所示的飞行系统600的实施例，其中，左手推进组件100和右手推进组件100中的每一个均包括单个推进单元110。
从图中可看出，在飞行系统300、飞行系统500、飞行系统600的每个实施例中，左手推进组件和右手推进组件分别通过铰接框架340、铰接框架540、铰接框架640连接到身体推进组件。这仅仅是可选的，并且实际上，经过适当训练的个人可以使用没有这种框架的系统。
然而，框架340、框架540、框架640对于训练较少的个人可用来限制左手推进组件100和右手推进组件100的相对移动。通过提供一组接头来铰接框架340、框架540、框架640，可提供预定的自由度。这可以确保左手推进组件100和右手推进组件100总是取向在合适的方向上(例如，框架340、框架540、框架640可以防止手臂定位于使用者背部后面)。
框架340、框架540、框架640将包括复合材料和/或钛。它可具有在每个腋窝下用于允许手臂内收或外展的铰链、在肩部和肘部之间用于允许环绕上臂的旋转接头、在肘部上用于允许手臂弯曲的铰链、以及在肘部和腕部之间用于允许环绕手部的另一旋转接头。仅仅以此方式限制使用者的运动将有助于支撑负载。
然而，可优选地使用具有一个或多个陀螺仪和/或加速度计的控制系统，用于控制框架340、框架540、框架640和由推进组件100、推进组件200、推进组件400施加的推力。在这种情况下，可提供致动器345、致动器545、致动器645用于致动铰接框架。致动器345、致动器545、致动器645可以是如图所示的伺服机构，或者是线性致动器(诸如气动致动器或液压致动器)。
致动器345、致动器545、致动器645可由控制系统330控制，以基于来自形成系统的一部分的一个或多个陀螺仪和/或加速度计的信号，来向稳定位置(其中推力的水平分量被抵消)提供力。例如，这可使用PID控制器来进行，以控制由每个推进组件100、推进组件200、推进组件400产生的净推力向量的角度，从而提供预定的净水平推力(例如零或小的正推力)。
每个推进单元110、推进单元210、推进单元410沿预定方向产生推力。如本领域已知的，这可通过在推进单元110、推进单元210、推进单元410的纵向方向上加速空气和/或燃烧产物来实现。
例如，每个推进单元110、推进单元210、推进单元410可以是燃气涡轮机。例如，适当的涡轮机将是可从德国JetCat(RTM)购得的JetCat(RTM)涡轮机，其通常用于模型飞机或军用无人机。
可替代地，由电动机驱动的管道式风扇可用作推进单元110、推进单元210、推进单元410。如果需要系统可长时间飞行，则电源可以通过长电缆连接，因此不需要承载，从而减小风扇的负载。
虽然每个推进组件的发散推进单元优选地是单独的涡轮机(或管道式风扇)，但是可以设想，发散推力可使用具有两个或更多个排气喷嘴的单个涡轮机来实现，该两个或更多个排气喷嘴本身以优选的稳定角度发散。
此外，虽然飞行系统飞行不需要翼，但是可另外提供这些翼。例如，形成飞行系统的一部分的套件可包括在手臂与身体侧面之间延伸的膜，或在腿部之间延伸的膜。可替代地(或附加地)，形状适于提供升力的刚性翼可穿戴在使用者的背部上。

Claims (27)

1.一种可穿戴飞行系统，该可穿戴飞行系统包括多个推进组件，所述多个推进组件包括配置成穿戴在使用者的左手和/或左前臂上的左手推进组件以及配置成穿戴在使用者的右手和/或右前臂上的右手推进组件，所述可穿戴飞行系统还包括身体推进组件，所述身体推进组件包括用于支撑使用者腰部或躯干的支撑件，其中，所述左手推进组件和所述右手推进组件均包括第一燃气涡轮机和第二燃气涡轮机，所述第一燃气涡轮机用于沿限定第一手部推进向量的轴线提供第一推力，所述第二燃气涡轮机用于沿限定第二手部推进向量的轴线提供第二推力，其中，所述第一手部推进向量与所述第二手部推进向量不平行，并且其中，所述身体推进组件包括燃气涡轮机，
其中，所述左手推进组件和所述右手推进组件均被布置成被穿戴，使得在使用中，由所述第一燃气涡轮机和所述第二燃气涡轮机提供的净推力定向成与所述使用者的相应前臂成一直线并且远离该臂的相应肘部。
2.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，其中，所述身体推进组件的所述支撑件的大小和形状被形成为保持所述使用者的身体，使得在所述使用者的头部的中心与所述使用者的腰部的中心之间延伸的线相对于在使用中由所述身体推进组件提供的净力的取向按照身体推进仰角延伸，所述身体推进仰角大于零。
3.根据权利要求2所述的可穿戴飞行系统，其中，所述身体推进仰角为至少10°。
4.根据权利要求2所述的可穿戴飞行系统，其中，所述身体推进仰角不大于30°。
5.根据权利要求2所述的可穿戴飞行系统，其中，所述支撑件配置成穿戴在使用者的背部或腰部上，并且所述支撑件连接到所述身体推进组件，使得所述身体推进组件位于所述使用者的腰部下方。
6.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，其中，所述左手推进组件和所述右手推进组件被共同布置成提供超过所述身体推进组件的最大推力的最大推力。
7.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，所述可穿戴飞行系统还包括第一节气门控制器和第二节气门控制器，其中，所述第一节气门控制器被布置成控制由所述左手推进组件和所述右手推进组件两者提供的推力，并且所述第二节气门控制器被布置成控制由所述身体推进组件提供的推力。
8.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，其中，所述第一手部推进向量和所述第二手部推进向量以至少5°的角度分开定向。
9.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，其中，所述第一手部推进向量和所述第二手部推进向量以不大于25°的角度分开定向。
10.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，其中，所述第一燃气涡轮机和所述第二燃气涡轮机被布置在套筒的任一侧，在所述套筒中安装有待由使用者握持的手柄。
11.根据权利要求10所述的可穿戴飞行系统，其中，所述第一燃气涡轮机、所述第二燃气涡轮机和所述套筒中的每一个的纵向轴线处于平面内。
12.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，其中，所述身体推进组件包括用于沿限定第一身体推进向量的轴线提供第一推力并沿限定第二身体推进向量的轴线提供第二推力的装置，其中，所述第一身体推进向量与所述第二身体推进向量不平行。
13.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，其中：
所述身体推进组件包括至少两个身体推进单元；
第一身体推进单元被布置成沿限定第一身体推进向量的轴线提供净力；
所述身体推进组件的第二身体推进单元被布置成沿限定第二身体推进向量的轴线提供净力；以及
所述第一身体推进向量与所述第二身体推进向量不平行。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的可穿戴飞行系统，其中，所述第一身体推进向量和所述第二身体推进向量以至少10°的角度分开定向。
15.根据权利要求12或权利要求13所述的可穿戴飞行系统，其中，所述第一身体推进向量和所述第二身体推进向量以不大于30°的角度分开定向。
16.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，其中，所述左手推进组件和所述右手推进组件被布置成提供至少800N的最大组合推力。
17.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，其中，所述身体推进组件被布置成提供至少400N的最大推力。
18.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，所述可穿戴飞行系统还包括用于储存燃料的可膨胀气囊，所述可膨胀气囊经由燃料供应管线与所述左手推进组件、所述右手推进组件和所述身体推进组件中的每一个相连通。
19.根据权利要求18所述的可穿戴飞行系统，所述可穿戴飞行系统还包括气泡传感器，所述气泡传感器用于感测所述燃料供应管线中气泡的存在，以警告所述使用者气泡的存在。
20.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，其中，所述左手推进组件和所述右手推进组件均经由铰接框架连接到所述身体推进组件，由此，所述左手推进组件和所述右手推进组件能够以预定自由度相对于所述身体推进组件移动。
21.根据权利要求20所述的可穿戴飞行系统，所述可穿戴飞行系统还包括用于致动所述铰接框架的致动器。
22.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，其中，所述左手推进组件、所述右手推进组件和所述身体推进组件被连接到控制器，所述控制器被布置成控制由每个推进组件生成的推力。
23.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，其中，所述身体推进组件、所述左手推进组件和所述右手推进组件均具有相同数量的推进单元。
24.根据权利要求1所述的可穿戴飞行系统，其中，所述多个推进组件包括配置成穿戴在使用者的左腿上的左腿推进组件和配置成穿戴在使用者的右腿上的右腿推进组件。
25.根据权利要求24所述的可穿戴飞行系统，其中，所述左腿推进组件和所述右腿推进组件均包括：
腿部推进单元，所述腿部推进单元被布置成沿限定腿部推进向量的轴线提供净力；以及
腿部支撑件，所述腿部支撑件用于接合所述使用者的腿部，所述腿部支撑件限定腿部支撑轴线，当所述左腿推进组件或所述右腿推进组件被穿戴时，所述腿部支撑轴线与所述使用者的腿部平行，
其中，所述腿部支撑件被布置成使得所述腿部推进向量与所述腿部支撑轴线不平行。
26.根据权利要求25所述的可穿戴飞行系统，其中，所述腿部推进向量与所述腿部支撑轴线成至少3°的角度。
27.根据权利要求25或权利要求26所述的可穿戴飞行系统，其中，所述腿部推进向量与所述腿部支撑轴线成不大于20°的角度。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10830562B2 (en) * 2019-04-14 2020-11-10 Hamilton Sundstrand Corporation Wearable power modules with distributed energy storage systems
CN111976979A (zh) * 2019-05-21 2020-11-24 刘东升 一种穿戴式个人飞行器
CN110194270B (zh) * 2019-06-13 2021-01-26 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种防气泡供油系统
CN112502099B (zh) * 2020-11-18 2022-06-28 国家电网有限公司 一种边坡裂缝修补用装置
GB2608785B (en) 2021-04-09 2023-08-09 Gravity Ind Ltd Chair for landing and take-off
GB2622798A (en) * 2022-09-27 2024-04-03 Gravity Ind Ltd Wearable flight system firearm mounting assembly
KR102642301B1 (ko) * 2023-04-04 2024-02-28 동찬호 안전견인구조를 포함하는 레저용 드론

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1260307A (zh) * 1999-07-21 2000-07-19 张新未 背包式无声飞行器
CN102556348A (zh) * 2010-12-23 2012-07-11 马世强 动力悬挂喷气飞行背包
US8851943B2 (en) * 2011-09-19 2014-10-07 Zapata Holding Motorized water vehicle adapted for supplying a pressurized fluid and associated delivery system
CN106394900A (zh) * 2016-10-19 2017-02-15 郑桂良 一种腿控式单人飞行器

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3023980A (en) * 1958-10-13 1962-03-06 Thompson Ramo Wooldridge Inc Turbo-fan lift device
US3107069A (en) * 1963-01-11 1963-10-15 John E Draim Space suit attitude control and thrusting device
US3443775A (en) * 1965-06-23 1969-05-13 Williams Res Corp Flight belt
US3662973A (en) * 1970-07-31 1972-05-16 Nasa Flight control system
US4046262A (en) * 1974-01-24 1977-09-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Anthropomorphic master/slave manipulator system
DE2615209A1 (de) * 1975-04-15 1976-10-28 Teufel Wilh Jul Fa Universal-orthese
US4040577A (en) * 1977-01-17 1977-08-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Lockwood airfoil used in conjunction with man transport device
US4253625A (en) * 1979-09-10 1981-03-03 Igor Dmitrowsky Aircraft attachable to the body of a pilot
JP4700997B2 (ja) * 2005-04-21 2011-06-15 大成建設株式会社 ２足歩行ロボット
US20080142644A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-19 O'roark Corey Flight apparatus having movable motors
WO2009032027A2 (en) * 2007-06-08 2009-03-12 Nelson Tyler Harness with mounted engine frame
AU2007100576A4 (en) * 2007-06-27 2007-08-02 Ernest Nelson Read Jet swim device
WO2011002517A2 (en) * 2009-07-03 2011-01-06 Jon Kunowski Turbine powered personal flight system
GB201122281D0 (en) * 2011-12-23 2012-02-01 Dreamscience Propulsion Ltd Apparatus and method for paragliders
WO2014028083A2 (en) * 2012-05-24 2014-02-20 Murdock Douglas C Human power-assisted articulating-winged avian soaring platform (hpaawasp)
PL2969751T3 (pl) * 2013-03-15 2018-04-30 Zapip Llc Osobiste urządzenie napędowe o udoskonalonym balansie
US9463876B2 (en) * 2013-06-24 2016-10-11 Jlip, Llc Propulsion devices with improved controls
FR3013030A1 (fr) * 2013-11-08 2015-05-15 Personal Water Craft Product Interface de sortie de fluide pour vehicule nautique a moteur, vehicule nautique a moteur et systeme de propulsion associes
WO2016097375A1 (fr) * 2014-12-19 2016-06-23 Dae Drone et équipement d'intervention aéroportée associé
US10112713B2 (en) * 2015-06-26 2018-10-30 Nelson Tyler Back mounted flight machine
CN106545481A (zh) 2015-09-22 2017-03-29 上海中科深江电动车辆有限公司 可穿戴个人交通工具
WO2017080601A1 (en) * 2015-11-12 2017-05-18 Husqvarna Ab A lubricating system, an engine and method for providing lubricant to an engine
US10364028B1 (en) * 2017-01-31 2019-07-30 Joshua C. Wilhour Flight system for humans
WO2019173831A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 Beyonder Industries LLC Method, system, and apparatus of flight system for individual users
KR102660352B1 (ko) * 2019-02-19 2024-04-24 현대자동차주식회사 착용식 근력 보조 장치
USD892223S1 (en) * 2019-03-12 2020-08-04 Beyonder Industries LLC Flight system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1260307A (zh) * 1999-07-21 2000-07-19 张新未 背包式无声飞行器
CN102556348A (zh) * 2010-12-23 2012-07-11 马世强 动力悬挂喷气飞行背包
US8851943B2 (en) * 2011-09-19 2014-10-07 Zapata Holding Motorized water vehicle adapted for supplying a pressurized fluid and associated delivery system
CN106394900A (zh) * 2016-10-19 2017-02-15 郑桂良 一种腿控式单人飞行器

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Publication number Publication date
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