CN111712433A - 人体助力飞行器及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人体助力飞行器及其使用方法，人体助力飞行器包括人体外骨骼及与人体外骨骼连接的第一飞行装置；所述人体外骨骼包括外骨骼主体、左臂外骨骼和右臂外骨骼，所述左臂外骨骼包括左臂助力装置，所述右臂外骨骼包括右臂助力装置；所述第一飞行装置包括左翼和右翼，所述左翼与所述左臂外骨骼连接，所述右翼与所述右臂外骨骼连接。通过本发明的人体助力飞行器及其使用方法，能够使用户在天空中获得自由飞翔的体验，实现人类翱翔蓝天的愿望；同时也可以拓展人类的交通方式，使人们从在地面上进行二维交通方式，扩展到可以在空中进行三维交通方式，大大提高了便利性和机动性，能够避免拥堵，提高出行效率，节约时间。

Description

人体助力飞行器及其使用方法
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，特别是涉及一种人体助力飞行器及其使用方法。
背景技术
随着技术的不断发展，人类发明了人体外骨骼这种机械设备，用来提升自身的运动能力。人体外骨骼是一种穿戴在操纵者身上的一种典型的生-机-电一体化智能装置，可以显著地提高操纵者的运动能力,有时也称作动力外骨骼或机械外骨骼。目前，人体外骨骼通常用于负重助力和康复助力，由于人体外骨骼在各个领域发挥的作用十分巨大，使得其发展前景十分广阔。
CN108472807A公开了一种增加人体力量与耐力的人体外骨骼。现有的人体外骨骼通常分为下肢外骨骼、上肢外骨骼、手掌/手指外骨骼和全身外骨骼，它们的共同功能都是在地面用于协同辅助人体的基本运动、提高基本运动的性能。随着人体外骨骼智能化、多样化的发展，除了能辅助人体完成基本的地面动作外，还迫切需要一种采用人力外骨骼的人体助力飞行器来能帮助人类进行飞行，实现人类翱翔蓝天的愿望，使操纵者能够在天空中获得自由飞翔的体验，同时也可以拓展人类的交通方式，使人们从在地面上进行二维交通方式，扩展到可以在空中进行三维交通方式，大大提高了便利性和机动性。
发明内容
本发明的主要目的是：提供一种人体助力飞行器及其使用方法，采用人体外骨骼助力人类在天空中获得自由飞翔的体验，实现人类翱翔蓝天的愿望；同时也可以拓展人类的交通方式，使人们从在地面上进行二维交通方式，扩展到可以在空中进行三维交通方式，大大提高了便利性和机动性，能够避免拥堵，提高出行效率，节约时间。
为实现上述目的，本发明提供了一种人体助力飞行器，包括人体外骨骼及与人体外骨骼连接的第一飞行装置；
所述人体外骨骼包括外骨骼主体、左臂外骨骼和右臂外骨骼，所述左臂外骨骼包括左臂助力装置，所述右臂外骨骼包括右臂助力装置；
所述第一飞行装置包括左翼和右翼，所述左翼与所述左臂外骨骼连接，所述右翼与所述右臂外骨骼连接。
如上所述的人体助力飞行器，所述人体助力飞行器还包括与人体外骨骼连接的第二飞行装置；所述第二飞行装置包括一个或以上旋翼、动力系统和外壳，所述旋翼位于所述外壳外部，所述动力系统位于所述外壳内部，用于为所述旋翼提供动力。
如上所述的人体助力飞行器，所述动力系统包括与所述旋翼连接的电动机，还包括为所述电动机提供电能的电池组件。
如上所述的人体助力飞行器，所述左翼和右翼为折叠翼。
如上所述的人体助力飞行器，所述人体助力飞行器还包括智能处理单元，所述智能处理单元能够控制所述第一飞行装置和/或所述第二飞行装置自动飞行。
如上所述的人体助力飞行器，所述人体助力飞行器还包括操作装置，所述操作装置位于所述人体外骨骼的手部或头部。
如上所述的人体助力飞行器，所述外骨骼主体还包括一个或以上传感器，用于获取所述外骨骼主体的飞行姿态，发送至所述智能处理单元。
如上所述的人体助力飞行器，所述智能处理单元与所述外骨骼主体连接，控制所述外骨骼主体调整飞行姿态。
如上所述的人体助力飞行器，所述外骨骼主体还包括尾翼。
如上所述的人体助力飞行器，所述人体助力飞行器还包括降落伞。
如上所述的人体助力飞行器，所述人体助力飞行器还包括太阳能装置，所述太阳能装置包括太阳能光伏板和收集装置，所述太阳能光伏板设置于第一飞行装置的左翼和右翼的表面，或人体外骨骼的表面，或第二飞行装置的外壳的表面，用于吸收太阳能转化为电能，所述收集装置将太阳能光伏板产生的能量收集起来，用于向所述人体助力飞行器提供电能。
本发明还提供一种人体助力飞行器的使用方法，包括：
用户穿好人体外骨骼；
启动助力装置；
挥舞双臂开始飞行。
本发明的一种人体助力飞行器及其使用方法，人体助力飞行器包括人体外骨骼及与人体外骨骼连接的第一飞行装置；所述人体外骨骼包括外骨骼主体、左臂外骨骼和右臂外骨骼，所述左臂外骨骼包括左臂助力装置，所述右臂外骨骼包括右臂助力装置；所述第一飞行装置包括左翼和右翼，所述左翼与所述左臂外骨骼连接，所述右翼与所述右臂外骨骼连接。通过本发明的人体助力飞行器及其使用方法，能够使用户在天空中获得自由飞翔的体验，实现人类翱翔蓝天的愿望；同时也可以拓展人类的交通方式，使人们从在地面上进行二维交通方式，扩展到可以在空中进行三维交通方式，大大提高了便利性和机动性，能够避免拥堵，提高出行效率，节约时间。
附图说明
图1为本发明人体助力飞行器的结构示意图。
图2为本发明人体助力飞行器的第二飞行装置的结构框图。
图3为本发明人体助力飞行器的使用方法的方法流程图。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式，详细说明如下。
本发明第一实施例参阅图1。图1是本发明的人体助力飞行器的结构示意图。如图所示，本发明的人体助力飞行器包括人体外骨骼及与人体外骨骼连接的第一飞行装置。
所述人体外骨骼包括外骨骼主体110、左臂外骨骼111和右臂外骨骼112，左臂外骨骼111和右臂外骨骼112内分别设置有一个或多个固定装置，用于将用户的手臂固定在左臂外骨骼111和右臂外骨骼112内。左臂外骨骼111还包括左臂助力装置，右臂外骨骼112还包括右臂助力装置；左臂助力装置和右臂助力装置用于为用户的手臂提供助力。
所述第一飞行装置包括左翼121和右翼122，左翼121与左臂外骨骼111连接，右翼122与右臂外骨骼112连接。第一飞行装置的左翼121和右翼122分别设置有2个或以上连接装置，与左臂外骨骼111和右臂外骨骼112的大臂和小臂部分连接，使用户能够通过挥动左臂外骨骼111和右臂外骨骼112从而挥动左翼121和右翼122。
在本发明中，外骨骼主体110可以包括其他助力装置，用于支撑人的身体和腿部在空中保持合适的飞行姿态，也可以是通过额外的支撑装置来使人在飞行时保持合适的飞行姿态。
在本发明中，第一飞行装置的左翼121和右翼122的面积大小是可调节的，可以根据人体助力飞行器和用户的重量调整左翼121和右翼122面积的大小，使用户在挥动双翼时能够提供足够的升力。第一飞行装置的左翼121和右翼122也可以是可折叠的，在使用及非使用过程中，可以减小阻力，减小放置面积。
在本发明中，人体外骨骼的各项助力装置，包括左臂助力装置、右臂助力装置，左臂及右臂助力装置还可以分为大臂助力装置和小臂助力装置，或其他助力装置，可以采用电能驱动，也可以采用其他方式驱动，如燃油、太阳能等等。人体外骨骼还可以包括相应的能量提供装置，如电池、油箱、太阳能薄膜等等。
在本发明中，单独依靠第一飞行装置来飞行可能导致一些问题，如：用户一直处于挥动双臂中，容易厌烦或劳累；助力装置（指左臂助力装置和右臂助力装置）一直处于工作状态中，更容易发生故障；如果第一飞行装置或助力装置发生故障，则只能结束飞行并可能产生危险。为了克服上述问题，本发明的人体助力飞行器还可以包括与人体外骨骼连接的第二飞行装置。
图2为本发明人体助力飞行器的第二飞行装置的结构框图。如图所示，第二飞行装置包括一个或以上旋翼131、动力系统132和外壳133，旋翼131位于外壳133外部，动力系统132位于外壳133内部，用于为旋翼131提供动力。在本发明中，第二飞行装置的旋翼131的数量可以是一个，也可以是多个。
在本实施例中，动力系统132优选为电动力系统。动力系统132包括与旋翼131连接的电动机，还包括为电动机提供电能的电池组件。
当然，本发明人体助力飞行器的第二飞行装置的动力系统132也可以是燃油动力系统。此时，动力系统132包括与旋翼131连接的燃油发动机，还包括为燃油发动机提供燃油的油箱。油箱中储存有燃油作为燃油发动机的燃料。在本发明中，燃油可以是汽油也可以是柴油。本发明人体助力飞行器的第二飞行装置的动力系统132还可以是混合动力系统。
为了节约燃料或电池组件的电能，本发明的所述人体助力飞行器还包括太阳能装置，所述太阳能装置包括太阳能光伏板和收集装置，所述太阳能光伏板设置于第一飞行装置的左翼和右翼的表面，或人体外骨骼的表面，或第二飞行装置的外壳的表面，用于吸收太阳能转化为电能，所述收集装置将太阳能光伏板产生的能量收集起来，提供给人体助力飞行器的助力装置或动力系统132。
在本发明中，外壳133采用流线型设计，降低飞行过程中的阻力。同样，人体外骨骼和第一飞行装置也是采用流线型设计以减低飞行阻力。本发明人体助力飞行器的人体外骨骼、第一飞行装置和第二飞行装置的材料优选为轻质金属合金或复合塑料，可以在不降低材料强度的基础上降低人体助力飞行器的重量，降低能量消耗，提高飞行效率。
本发明人体助力飞行器的第一飞行装置和第二飞行装置可以联合使用也可以分开使用。为了进一步提高飞行效率，人体助力飞行器还可以包括智能处理单元，所述智能处理单元能够控制所述第一飞行装置和/或所述第二飞行装置自动飞行。智能处理单元可以与第一飞行装置的左翼121和右翼122连接，通过控制左翼121和右翼122的面积大小来控制第一飞行装置的升力，智能处理单元还可以与左臂助力装置和右臂助力装置连接，通过控制左臂助力装置和右臂助力装置的助力大小来控制左翼121和右翼122的挥动幅度、频率和角度，进行控制第一飞行装置飞行。
智能处理单元还可以与第二飞行装置的动力系统132连接，通过控制动力系统132来控制旋翼131的旋转速度，从而控制第二飞行装置飞行。
人体助力飞行器还包括多个传感器，使智能处理单元能够获取更多的飞行信息，从而更好地控制人体助力飞行器。在本实施例中，左臂外骨骼111和右臂外骨骼112分别包括三个或以上传感器，分别位于左臂外骨骼111和右臂外骨骼112的肩部、肘部及手部，用于获取左臂外骨骼111和右臂外骨骼112的运动轨迹，发送至智能处理单元。外骨骼主体110还包括一个或以上传感器，用于获取外骨骼主体110的飞行姿态，发送至智能处理单元。
采用智能处理单元控制第一飞行装置和/或第二飞行装置自动飞行，能够使第一飞行装置和第二飞行装置配合更紧密，从而提高飞行效率。例如：当用户控制第一飞行装置及外骨骼主体转向时，智能处理单元获取相关信息，从而控制第二飞行装置配合第一飞行装置也进行转向的相关操作，从而更快更好的完成转向。
本发明的人体助力飞行器，智能处理单元还可以与外骨骼主体110连接，能够控制外骨骼主体110调整飞行姿态，以便于减少阻力或调节飞行角度或降落等。调整飞行姿态可以通过调整外骨骼主体110各关节或部位的角度或方向来实现的，例如腿部张开的角度和方向、膝部或脚部关节弯曲的角度等等。
本发明的人体助力飞行器，外骨骼主体110还可以包括尾翼，提升人体助力飞行器的平衡性、稳定性和操控性。尾翼可以是水平尾翼，也可以是垂直尾翼，也可以既有水平尾翼又有垂直尾翼。尾翼优选位于外骨骼主体110的脚部，也可以位于腿部或其他部位。
本发明的人体助力飞行器还可以包括定位装置，用于人体助力飞行器的定位。定位装置可以是GPS定位装置、北斗定位装置、GLONASS定位装置、伽利略定位装置或其他无线定位装置等。
本发明的人体助力飞行器还可以包括高度测量装置，用于测量人体助力飞行器的高度。高度测量装置可以是气压式的，也可以是无线电式的，还可以是其他方式的高度测量装置。
本发明的人体助力飞行器还可以包括速度测量装置，用于测量人体助力飞行器的速度。在本发明中，可以通过GPS装置获得人体助力飞行器的速度，也可以通过空速表等装置来获得人体助力飞行器的速度。
本发明的人体助力飞行器还可以包括图像传感器，用于获取人体助力飞行器周边的空中或地面的图像数据。本发明的人体助力飞行器还可以包括无线通讯模块，可以接收或发送数据。
在本发明中， 智能处理单元分别与定位装置、高度测量装置、速度测量装置、图像传感器和无线通讯模块连接。可以获取人体助力飞行器的定位、高度、速度、周边的图像数据，还可以通过无线通讯模块获取地图数据，从而可以根据这些数据实现人体助力飞行器的导航功能。
智能处理单元还可以在降落时根据人体助力飞行器周边的地面图像数据智能选择合适的位置进行降落，避免由于降落位置不合适而造成危险。例如，在水面/树林/悬崖/石头/大坑/人或动物附近等位置进行降落，可能会造成危险。
本发明的人体助力飞行器还可以通过无线通讯模块由操纵者人工或智能处理单元自动与外界联系，保证飞行过程的联络畅通或在发生意外的情况下及时求救。
本发明的人体助力飞行器，用户还可以自行操作第一飞行装置和/或第二飞行装置。人体助力飞行器还包括操作装置，所述操作装置位于所述人体外骨骼的手部或头部，用于接收用户的指令，并将指令传输至智能处理单元，智能处理单元根据用户的指令控制第一飞行装置和/或第二飞行装置。在本发明中，操作装置优选为智能手套或智能头盔，用户能够通过手部或头部的动作对智能手套或智能头盔进行操作。
本发明的人体助力飞行器还包括降落伞。用户可以通过操作装置自行打开或者是智能处理单元根据实际情况自动打开所述降落伞，使用户能够安全降落。
本发明第二实施例参阅图3。图3为本发明人体助力飞行器的使用方法的方法流程图。如图所示，本发明人体助力飞行器的使用方法包括：
步骤1：用户穿好人体外骨骼；
步骤2：启动助力装置；
步骤3：挥舞双臂开始飞行。
本发明的一种人体助力飞行器的使用方法与本发明的一种人体助力飞行器的技术特征一一对应，可以参照前述一种人体助力飞行器的说明，在此不再赘述。
综上所述，本发明的一种人体助力飞行器及其使用方法，人体助力飞行器包括人体外骨骼及与人体外骨骼连接的第一飞行装置；所述人体外骨骼包括外骨骼主体、左臂外骨骼和右臂外骨骼，所述左臂外骨骼包括左臂助力装置，所述右臂外骨骼包括右臂助力装置；所述第一飞行装置包括左翼和右翼，所述左翼与所述左臂外骨骼连接，所述右翼与所述右臂外骨骼连接。通过本发明的人体助力飞行器及其使用方法，能够使用户在天空中获得自由飞翔的体验，实现人类翱翔蓝天的愿望；同时也可以拓展人类的交通方式，使人们从在地面上进行二维交通方式，扩展到可以在空中进行三维交通方式，大大提高了便利性和机动性，能够避免拥堵，提高出行效率，节约时间。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种人体助力飞行器，其特征在于：包括人体外骨骼及与人体外骨骼连接的第一飞行装置；
所述人体外骨骼包括外骨骼主体、左臂外骨骼和右臂外骨骼，所述左臂外骨骼包括左臂助力装置，所述右臂外骨骼包括右臂助力装置；
所述第一飞行装置包括左翼和右翼，所述左翼与所述左臂外骨骼连接，所述右翼与所述右臂外骨骼连接。
2.根据权利要求1所述的人体助力飞行器，其特征在于：所述人体助力飞行器还包括与人体外骨骼连接的第二飞行装置；所述第二飞行装置包括一个或以上旋翼、动力系统和外壳，所述旋翼位于所述外壳外部，所述动力系统位于所述外壳内部，用于为所述旋翼提供动力。
3.根据权利要求2所述的人体助力飞行器，其特征在于：所述动力系统包括与所述旋翼连接的电动机，还包括为所述电动机提供电能的电池组件。
4.根据权利要求1所述的人体助力飞行器，其特征在于：所述左翼和右翼为折叠翼。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的人体助力飞行器，其特征在于：所述人体助力飞行器还包括智能处理单元，所述智能处理单元能够控制所述第一飞行装置和/或所述第二飞行装置自动飞行。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的人体助力飞行器，其特征在于：所述人体助力飞行器还包括操作装置，所述操作装置位于所述人体外骨骼的手部或头部。
7.根据权利要求5所述的人体助力飞行器，其特征在于：所述外骨骼主体还包括一个或以上传感器，用于获取所述外骨骼主体的飞行姿态，发送至所述智能处理单元。
8.根据权利要求5所述的人体助力飞行器，其特征在于：所述智能处理单元与所述外骨骼主体连接，控制所述外骨骼主体调整飞行姿态。
9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的人体助力飞行器，其特征在于：所述外骨骼主体还包括尾翼。
10.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的人体助力飞行器，其特征在于：所述人体助力飞行器还包括降落伞。
11.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的人体助力飞行器，其特征在于：所述人体助力飞行器还包括太阳能装置，所述太阳能装置包括太阳能光伏板和收集装置，所述太阳能光伏板设置于第一飞行装置的左翼和右翼的表面，或人体外骨骼的表面，或第二飞行装置的外壳的表面，用于吸收太阳能转化为电能，所述收集装置将太阳能光伏板产生的能量收集起来，用于向所述人体助力飞行器提供电能。
12.一种如权利要求1所述的人体助力飞行器的使用方法，其特征在于，所述方法包括：
用户穿好人体外骨骼；
启动助力装置；
挥舞双臂开始飞行。
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