CN112550772A

CN112550772A - 一种动量驱动系统及方法

Info

Publication number: CN112550772A
Application number: CN202011480583.4A
Authority: CN
Inventors: 张守祥; 范红霞
Original assignee: Shandong Technology and Business University
Current assignee: Shandong Technology and Business University
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2021-03-26

Abstract

本发明属于运载器和飞行器领域，提供了一种动量驱动系统及方法，驱动运载器飞行或运动。其中，一种动量驱动系统包括载体、质体、转臂、转轴、旋转动力装置和控制器；所述质体、转臂、转轴、旋转动力装置和控制器设置在载体内；所述质体依次通过转臂和转轴与旋转动力装置相连，以使得质体由旋转运动产生的角动量转化为特定方向的直线运动能量，从而产生载体所需要方向运动的动能量；所述旋转动力装置与控制器相连；可以采用各种能源作为动力，能量转换效率高，因此运动装置机构体积不受限，位置、姿态和速度可控性高，能够安全可靠地实现飞行、移动等运动功能。

Description

一种动量驱动系统及方法

技术领域

本发明属于动量驱动设计领域，尤其涉及一种动量驱动系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

现有飞行器的动力主要有两种：螺旋桨和喷气式。螺旋桨方式，利用桨叶旋转产生与空气的反作用力，作为克服重力和向前推进的动力。以螺旋桨旋转为动力，存在以下问题：必须在达到一定密度的空气介质中才能飞行，进入没有大气层的太空不会产生动力；由于地球上的大气层空气密度低，以螺旋桨旋转为动力的能量转换方式效率不高；为了达到飞行所需要的驱动力，螺旋桨的体积较大，飞行器不易做到微型化。因此，螺旋桨方式离不开空气介质，能量利用率不高，只能在大气层飞行。飞行器采用喷气式，所携带燃料在燃爆后高速喷出，产生与喷出方向相反的反作用力作为动力，存在以下问题：需要能够通过燃爆产生高速喷出的特定燃料；被驱动的飞机、火箭、飞船等飞行器适合高速飞行，其飞行姿态和位置不易控制；载体体积不能太小、不能微型化，适合在空中或太空等空旷空间中移动，不适合在陆地、水面或水中、地下空间、建筑物内或物体内部移动；燃料燃烧和爆炸过程是化学反应，产生新物质需要排放，产生废料或废气污染。综上所述，发明人发现，现有飞行器的驱动机构体积大而造成应用领域受限，由于速度可控性差而造成安全可靠性不高，动力驱动方式转化效率低，且会产生污染。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明提供一种动量驱动系统及方法，驱动运载器飞行或移动，运载器主要由提供载物功能的载体和提供动力的质体组成，其通过改变高速运动的质体运动参数，实现高速旋转运动产生的角动量转化为特定方向的直线运动能量，从而产生载体所需要方向运动的动能量，使得驱动机构体积不受限，且速度可控性高，可以采用各种能源提供动力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种动量驱动系统。

一种动量驱动系统，包括载体、质体、转臂、转轴、旋转动力装置和控制器；所述质体、转臂、转轴、旋转动力装置和控制器设置在载体内；所述质体依次通过转臂和转轴与旋转动力装置相连，以使得质体由旋转运动产生的角动量转化为特定方向的直线运动能量，从而产生载体所需要方向运动的动能量；所述旋转动力装置与控制器相连。

作为一种实施方式，所述质体还与直线动力装置相连，所述质体可沿转臂做直线运动，直线动力装置与控制器相连。

上述方案的优点在于，当质体旋转时，在旋转速度一定的情况下，如果改变质体的半径，就可以改变质体的动量；当质体在圆周不同的位置获得不同的动量，根据动量的大小和方向，就可以使得旋转质体在某个方向上做功。典型地，产生向上足够的动量能够克服载体的重力，就可以使载体不掉落下来，而是向与重力相反的方向运动，或者向其他需要的方向运动。

作为一种实施方式，所述旋转动力装置和直线动力装置还分别与能量获取贮存装置相连。

作为一种实施方式，所述能量获取贮存装置为储能电池或燃料电池。

作为一种实施方式，所述直线动力装置为活塞汽缸机构。

上述方案的优点在于，将质体连接活塞杆的一端置于活塞汽缸体内，整个缸体连同活塞杆进行圆周旋转运动，当汽缸整体旋转到圆周不同位置时，活塞杆伸缩改变了质体的半径，也就改变了质体的动量，其结构简单且易实现。

作为一种实施方式，所述直线动力装置为直线驱动电动机机构。

上述方案的优点在于，采用能够使质体高速直线运动的直线电动机，通过移动质体沿轴向的位置，控制了质体圆周运动半径，改变了质体的动量。

作为一种实施方式，所述载体上间隔设定角度布置有磁性件，所述质体采用磁性材料，当质体旋转到设定位置时与载体上的磁性件产生磁性相吸或相斥，质体沿半径方向产生直线移动，改变质体的旋转圆周运动半径，进而改变质体的动量。

上述方案的优点在于，在载体上每隔一定角度布置电磁铁，相当于电动机定子，配合霍尔传感器实时检测转子的旋转位置，根据转子的位置改变电磁铁的极性，可实现转子上的磁体沿半径方向的直线运动，从而改变磁质体的旋转半径，产生设定方向的动量，控制载体向某个方向移动或飞行，其不需要额外的动力机构，结构简单。

作为一种实施方式，所述转臂由主转臂和次转臂构成，主转臂的一端与主转轴连接，主转轴的另一端通过次转轴与次转臂连接，次转臂绕次转轴转动，主转臂绕主转轴转动。

在该实施方式中，通过主旋转轴的末端再连接一个小旋转轴的方法，小旋转轴通过旋转实现质体的整体旋转半径改变，整体旋转半径最大时为R+r，最小为R-r，来达到通过整体旋转半径改变动量的方法，其优点是小旋转可以与主旋转一样具有较高的旋转速度，容易实现同步旋转。

本发明的第二个方面提供一种动量驱动系统的控制方法。

一种基于上述所述的动量驱动系统的控制方法，包括：

将质体装于转臂旋转，同时质体沿转臂滑动改变质体旋转半径，通过改变高速运动的质体运动参数，实现高速旋转运动产生的角动量转化为特定方向的直线运动能量，从而产生载体所需要方向运动的动能量。

作为一种实施方式，采用改变驱动功率方式，在质体旋转到圆周的不同位置时，控制驱动旋转的能量大小来改变旋转的速度。

作为一种实施方式，采用机械阻尼方式，在质体旋转到圆周的不同位置时，用机械方式降低旋转速度，从而改变质体动量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明在动量驱动装置上将质体装于转臂旋转，同时质体沿转臂滑动改变质体旋转半径，通过改变高速运动的质体运动参数，实现高速旋转运动产生的角动量转化为特定方向的直线运动能量，从而产生载体所需要方向运动的动能量，驱动旋转的能量容易获取，将各种形式能量转化为机械能的发动机旋转带来动量，可采用汽缸活塞做功等内燃、气动方式产生动量，也可采用电磁能量变化产生动量，如内燃机、外燃机、喷气发动机、电动机等，并通过控制动量方向，使得运载器朝设定方向运动或飞行；

(2)节能，相对以空气介质反作用力为动力的旋翼飞行器，以动量为驱动力的飞行器对相同载重和行程来说，会消耗更少的能量；

(3)速度容易控制，可以达到静态定位、空间悬停、低速运行或高速运行，通过不断地动量供给质体，将为载体产生加速度达到超高速运动或飞行；

(4)姿态容易控制，通过快速调整动量方向和大小，可实现运行方向的全方位控制；不需要空气等介质，以动量为动力的驱动运载器，可以在空气中、水中或太空中运动，可用于空中飞行、地面运输、水面、水中、地下等任意可以通行的空间；

(5)驱动装置体积不受限制，可以制造成微型、穿戴型，既可以做到如飞机、宇宙飞船、轮船等超大体积，也可以进入狭小空间等；

(6)动量驱动装置既可独立存在，也可以嵌入到现有的飞机、汽车、电动车等交通运输工具中，使汽车等地面交通工具具备向上升空和向前飞行能力；

(7)环保，采用电池提供能量的方式不会直接产生污染和碳排放，动量驱动装置以电动机或电磁方式，更容易实现低噪声或静音运行。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明实施例的动量驱动系统结构示意图；

图2是本发明实施例的角动量驱动飞行的载体与质体工作原理示意图；

图3是本发明实施例的直线动量驱动飞行的载体与质体工作原理示意图；

图4是本发明实施例的通过改变质体旋转半径改变动量示意图；

图5是本发明实施例的活塞直线运动改变质体旋转半径示意图；

图6是本发明实施例的通过改变质体旋转半径改变动量示意图；

图7是本发明实施例的通过定子和转子的磁性改变质体的半径示意图；

图8是本发明实施例的通过改变质体旋转半径改变动量示意图；

图9是本发明实施例的通过改变质体旋转速度改变动能示意图；

图10是本发明实施例的通过定子和转子的磁性改变质体旋转速度示意图；

图11是本发明实施例的通过磁性改变直线动量驱动飞行控制动能示意图；

图12是本发明实施例的动量飞行控制方法示意图；

图13是本发明实施例的动量飞行控制方向示意图；

图14是本发明实施例的动量飞行控制系统示意图。

其中，1载体；2质体；3转臂；3-1主转臂；3-2次转臂；4转轴；4-1主转轴；4-2次转轴；5旋转动力装置；6直线动力装置；7能量获取贮存装置；8控制器；9活塞杆；10汽缸；11油气孔；12磁性件；12-1电磁铁；12-2永磁质体。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

参照图1，本实施例的动量驱动系统，包括载体1、质体2、转臂3、转轴4、旋转动力装置5和控制器8；所述质体2、转臂3、转轴4、旋转动力装置5和控制器8设置在载体1内，所述质体2依次通过转臂3和转轴4与旋转动力装置5相连，以使得质体由旋转运动产生的角动量转化为特定方向的直线运动能量，从而产生载体所需要方向运动的动能量；所述旋转动力装置与控制器相连。

在一些实施例中，所述质体2可沿转臂3做直线运动，所述质体2还与直线动力装置6相连，直线动力装置6与控制器8相连。这样当质体旋转时，在旋转速度一定的情况下，如果改变质体的半径，就可以改变质体的动量；当质体在圆周不同的位置获得不同的动量，根据动量的大小和方向，就可以使得旋转质体在某个方向上做功。典型地，产生向上足够的动量能够克服载体的重力，就可以使载体不掉落下来，而是向与重力相反的方向运动，或者向其他需要的方向运动。

在其他实施例中，所述旋转动力装置5和直线动力装置6还分别与能量获取贮存装置7相连。

此处需要说明的是，所述能量获取贮存装置7为储能电池或燃料电池。能量获取贮存装置也可采用其他结构形式的储存能量来实现。

本实施例的该动量驱动系统的基本工作原理：在动量驱动装置上将质体装于转臂旋转，同时质体沿转臂滑动改变质体旋转半径，通过改变高速运动的质体运动参数，实现高速旋转运动产生的角动量转化为特定方向的直线运动能量，从而产生载体所需要方向运动的动能量。

本实施例的该动量驱动系统的基本工作过程：当质体运动为旋转时，具有一定的质体质量和角速度，将产生动量p＝m.v.r，m为质体质量，v为质体速度，r为质体旋转半径，在质量m和速度v不变的前提下，改变半径r就可以改变动量p。当质体以逆时针旋转时，在右半空间时质体向上运动，由于旋转半径r大会产生较大的向上动量；在左半空间时质体向下运动，同时质体沿转臂向转轴轴心滑动而减小了旋转半径r，所产生的向下动量较小。因此经过旋转一周后产生总动量为向上的动量，就可以产生大于载体重量的向上动量，从而驱动载体产生向上运动的动能。

具备质量的物体在运动时都会产生动量，称为动量定理，其公式为：

p＝m.v(kg.m/s)

p为动量，m物体质量，v为物体运动速度，具备动量的物体运行速度具有方向性，会产生运动方向的冲量I：

I＝F.t(kg.m/s)

其中F为力，t为运动持续时间，对于地球表面的物体其F为重量：

F＝m.g(N,kg.m/s²)

产生动量的方法可通过旋转和直线运动，根据动量守恒定律，改变运动物体的动量大小和方向参数，就会驱动物体按一定的运动速度和方向运行。可以通过旋转产生角动量或直线运动两种方式来产生驱动力。

(1)旋转运动产生角动量，运动物体在旋转圆周不同位置时，改变旋转的半径或速度来产生所需要的驱动力。当物体运动为旋转时，将产生角动量p为：

p＝m.v.r(kg.m/s)

r为旋转物体的质心旋转半径，具备质量的运动物体，如果质心旋转半径不为零，就会产生旋转动量从而产生动力。通过改变物体的质量、速度和旋转半径，改变动量的大小和方向，可以做功驱动载体运动，控制动量的方向就可以驱动载体按需求的方向运动。为了增加驱动力和提高飞行运动稳定性，可采用多个旋转物体协同控制共同产生动量动力。

按照动量定理可以以多种方式获得动力使物体旋转，在物体质量m不容易改变的情况下，可以改变：①旋转物体质心的半径r；②旋转物体质心的旋转速度v。

如图2所示，设被驱动的物体为载体M，质量为m_M；在载体中进行旋转运动的物体称为质体Q，质量为m_Q。

考虑到载体M飞行时主要克服重力，将旋转的质体Q在垂直方向的动量P_y为：

P_y＝m_Q.v.r.cosθ(kg.m/s)

r为质体旋转半径，θ为质体旋转时半径方向与驱动垂直方向(对于克服地球重力的飞行器来说，就是水平面)的夹角。

也可以将v转化为角速度ω，则质体对圆心的角动量大小P_y为：

P_y＝m_Q.r².ω(kg.m/s)

质体在与驱动垂直方向动量产生的力F为：

当F>m_M.g(g为重力加速度，在接近地球表面时为9.8m/s²)时，就会克服载体的重力，实现向与重力相反的方向运动，实现载体的空中飞行。

直线运动直接产生所需要方向的驱动力，如图3所示。

设被驱动的物体为载体M，质量为m_M；产生动量的称为质体Q，质量为m_Q。当质体质量m_Q远小于载体质量m_M的情况下，可通过快速改变足够多的质体动量的方式，驱动载体向一个方向运动。

当某一质体进行直线运动时，将产生动量p_x为：

p_x＝m.v_x(kg.m/s)

根据动量守恒定律，则由多个质体产生的反动量施加于载体产生的动量为P为：

载体动量产生的力F为：

例如直线驱动载体克服地球吸引力，当F>m_M.g(g为重力加速度，在接近地球表面时为9.8m/s²)时，就会克服载体的重力，实现向与重力相反的方向运动，实现载体的空中飞行。

如图4所示，当质体旋转时，在旋转速度一定的情况下，如果改变质体的半径，就可以改变质体的动量；当质体在圆周不同的位置获得不同的动量，根据动量的大小和方向，就可以使得旋转质体在某个方向上做功。典型地，产生向上足够的动量能够克服载体的重力，就可以使载体不掉落下来，而是向与重力相反的方向运动，或者向其他需要的方向运动。

改变旋转运动质体的方法可以采用如下几种：

(1)采用活塞汽缸方式。所述直线动力装置6为活塞汽缸机构。

具体地，将质体连接活塞杆的一端置于活塞汽缸体内，活塞汽缸体上还设置有油气孔11，整个缸体连同活塞杆9进行圆周旋转运动，当汽缸10整体旋转到圆周不同位置时，活塞杆9伸缩改变了质体的半径，也就改变了质体的动量。如图5所示。

(2)采用磁体方式。

如图6所示，所述载体1上间隔设定角度布置有磁性件12(比如：电磁铁或永磁铁)，所述质体2采用磁性材料，当质体旋转到设定位置时与载体上的磁性件产生磁性相吸或相斥，质体沿半径方向产生直线移动，改变质体的旋转圆周运动半径，进而改变质体的动量。

如图6所示，假如磁性质体以逆时针做高速旋转运动，当运转到圆周的右半部分时，由于离心力作用质体将从光轴上向外移动到最远处，此时质体的运行半径为R；当质体运转到圆周的左半部分时，由于磁性质体受载体上固定磁体的异性吸引会沿半径向圆心运动，此时的旋转半径为r；因为R大于r，所以质体旋转向上的动量会大于向下的动量，就会产生向上做功的能量。

如图7所示，在载体上每隔一定角度布置电磁铁，相当于电动机定子，配合霍尔传感器实时检测转子的旋转位置，根据转子的位置改变电磁铁的极性，可实现转子上的磁体沿半径方向的直线运动，从而改变磁质体的旋转半径，产生设定方向的动量，控制载体向某个方向移动或飞行。

(3)采用质体复合旋转方法。

如图8所示，所述转臂3由主转臂3-1和次转臂3-2构成，主转臂3-1的一端主转轴4-1连接，主转轴4-1的另一端与通过次转轴4-2与次转臂3-2连接，次转臂3-2可绕次转轴4-2转动，主转臂3-1可绕主转轴4-1转动。

(4)所述直线动力装置为直线驱动电动机机构。

采用能够使质体高速直线运动的直线电动机，通过移动质体沿轴向的位置，控制了质体圆周运动半径，改变了质体的动量。

改变质体旋转速度的方法。按照动能计算公式：

E为物体的运动能量，质体速度的改变对动能的影响是几何级的，所以改变质体速度能够更有效地改变质体动量。可以采用的改变速度的方式有：

(1)采用改变驱动功率方式，在质体旋转到圆周的不同位置时，控制驱动旋转的能量大小来改变旋转的速度。对于电动机来说，控制驱动电动机的电流或电压控制旋转速度，改变了质体动量。

(2)采用机械阻尼方式，在质体旋转到圆周的不同位置时，用机械方式降低旋转速度，改变质体动量。如图9所示。

如图10所示，质体以逆时针做高速旋转运动，当运转到圆周的右半部分时，以高速ω_max旋转，产生角动能E_max；当质体运转到圆周的左半部分时，以低速ω_min旋转，产生角动能E_min；所以质体产生向上的动量大于向下的动量，会产生向上做功的能量ΔE。

ΔE＝E_max-E_min(焦耳)

采用数字脉冲宽度调制PWM技术，可精确快速地控制直流电动机，通过改变输出脉冲宽度来改变电动机的旋转速度，实现在电动机旋转一周内的半周期高速、半周期低速，来获得设定方向的动能。

直线动量控制方式：

直线运动直接产生所需要方向的驱动力。被驱动的物体为载体M，质量为m_M；产生动量的称为质体Q，质量为m_Q。当质体质量m_Q远小于载体质量m_M的情况下，可通过快速改变多个质体动量的方式，驱动载体向一个方向运动，如图11所示。

可采用以下两种驱动方式：直线电动机控制质体移动；电磁铁与永磁铁配合实现动量变化控制。

永磁铁作为质体，可沿磁轴线快速滑动，载体上安装电磁铁12-1，永磁铁质体12-2质量远小于载体质量。通过快速改变载体电磁铁磁性，实现与永磁铁质体排斥与吸引，可以控制排斥力和吸引力的大小，使沿磁轴线产生质体的单向运动。按照动量守恒定律，质体运动将会产生对载体的反向驱动力，从而使载体向特定方向运动。

设有n个质体，质体质量均为m_Q，质体的运动速度为v_i，载体质量m_M，为则载体动量产生的力F为：

设载体M的最小启动力为F_min，则每个质体产生的与载体的吸力之和满足如下条件：

m_M.为载体质量，g为重力加速度(在接近地球表面时为9.8m/s²)时，就会克服载体的重力，实现向与重力相反的方向运动，实现载体的运动。

驱动力获取方式可以采用多种能量获得方式：

(1)发动机驱动，包括：电力驱动，通过电池驱动电动机旋转，由电动机携带质体进行高速旋转；内、外燃机驱动产生旋转，可采用活塞汽缸内燃方式推动活塞做功获取能量，也可转换成电能驱动电动机做功，如内燃机、外燃机、喷气发动机、电动机等。

(2)太阳能、风能、核能等产生电能，可以直接使用，也可以先存储于电池中。

(3)人工体力通过多级变速产生高速旋转，从而产生动量，或者将人工产生的能量转换后先存储于电池中。

(4)能够产生高速旋转和直线运动的电磁波能量。

(5)其他能够产生动量的方法。

动量驱动控制方式可以有多种，如图12所示。

采用多质体阵列协同控制载体的姿态、速度和方向。动量驱动控制可采用多个装置以行列矩阵形式等有规律地排列组成，通过小功率驱动组合形成大功率驱动，多个小功率装置采用集中控制，并增加旋转速度、加速度和姿态检测传感器实时反馈各动量驱动装置的做功大小，通过分布平衡算法实时控制各驱动装置的运行，实现载体的平稳、快速飞行和方向控制。

(1)通过控制多个质体的动量可以产生360°球体的全方向运动。以克服地球引力的飞行载体为例，设多个质体产生的垂直升力为f₁～f_n，则总的升力F_升为：

设载体的总质量为m_M，则产生的向上加速度a为：

通过控制各质体的动量产生的升力，可控制载体向上、向下和悬停等方向和速度等运动状态，如图13所示。

(2)采用陀螺仪和加速度计检测载体的姿态、空间位置和平衡状态。以陀螺仪和加速度计为姿态核心检测元件，辅以磁罗盘、气压计、卫星定位、激光雷达、光流、超宽带、毫米波、超声波、红外和轴编码器等测距定位导航装置，为飞行载体提供实时位置和姿态感应信息，达到载体平稳运动、悬停的目的。如图14所示。

以上所述各技术特征可以单独使用，也可以进行任意组合，为各种需要运动的载体提供驱动动力，且应用到各个领域，举例如下：飞行器，这是本专利最主要的应用领域，可代替现有的喷气式、螺旋桨等飞行器，也可在现有飞行器上增加动量驱动装置，提高现有飞行器的飞行性能和安全性，可应用于载客、载货，可以低空或高空在大气层飞行，也可在没有空气的太空中飞行。采用本专利的动量驱动可用于有人操纵控制的飞行器，也可用于自动控制飞行的无人机。既可以独立飞行，也可以与现有飞行器集成、协助飞行，飞机、飞船和飞碟是其主要应用领域。

地面交通，本专利的动量驱动飞行可用于地面交通，使之具备飞行能力或提升运输能力。通过对现有地面交通工具进行改造或重新设计，嵌入到现有的地面交通运输工具中，增加动量驱动装置，使得地面交通工具具备克服重力或克服部分重力，驱动交通工具获得低空飞行能力或降低载荷重量能力，使汽车等地面交通工具具备升空和飞行能力。通过动量克服重力，使地面交通工具能够适应各种路况，包括爬山、爬楼梯等起到辅助提升作用。

立体交通，通过在现有交通工具增加飞行能力，可以在路面交通拥堵时，设置空中分层低空飞行通道，解决地面交通受路面限制问题，形成路面和空中的立体交通。

水面或水中，采用动量驱动使船舶舰艇等交通工具获得动量做功所产生的推进动力等。

人体穿戴，附着于人体上，通过动量驱动实现人体在各个方向上的空间运动，即可用于独立飞行或助力行走、奔跑或跳跃，也可作为类似于降落伞功能的安全保障装备。

高层逃生，采用本专利的动量驱动飞行可用于居住楼层在发生火灾时逃生，具有降落伞的安全功能，可以作为像灭火器一样的一种安全常备器材。

狭小空间通行，依靠动量驱动进入各种空间，包括有障碍介质的空间，例如人体内部检测疾病和到达指定位置进行手术等。

地下空间飞行和移动，在各种矿山井下进行探测、巡检、运输，也包括在隧道、管道等地下空间的巡视、检测和操作，通过搭载各种监测传感器和机器人进行各种监控和操作。

太空飞行，包括航空、航天和太空飞行，由于不需要空气和燃料，只要有电能量驱动电动机、电磁铁等产生动量就可以获得所需要方向的动力。在飞行载体上安装采集如太阳能等恒星核能，可以源源不断地获得能量，可以直接驱动飞行载体运动，或存储在电池中供动量驱动器使用，可以实现飞行器在自动补充能量条件下的永久飞行。

本实施例的基于上述所述的动量驱动系统的控制方法，包括：

在动量驱动装置上将质体装于转臂旋转，同时质体沿转臂滑动改变质体旋转半径，通过改变高速运动的质体运动参数，实现高速旋转运动产生的角动量转化为特定方向的直线运动能量，从而产生载体所需要方向运动的动能量，能量容易获取，可采用各种电动机通过旋转带来动量，也可采用汽缸活塞做功产生动量，还可采用电磁能量变化产生动量，并通过控制动量方向，使得运载器朝设定方向运动和飞行。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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

1.一种动量驱动系统，其特征在于，包括载体、质体、转臂、转轴、旋转动力装置和控制器；所述质体、转臂、转轴、旋转动力装置和控制器设置在载体内；所述质体依次通过转臂和转轴与旋转动力装置相连，以使得质体由旋转运动产生的角动量转化为特定方向的直线运动能量，从而产生载体所需要方向运动的动能量；所述旋转动力装置与控制器相连。

2.如权利要求1所述的动量驱动系统，其特征在于，所述质体还与直线动力装置相连，所述质体可沿转臂做直线运动，直线动力装置与控制器相连。

3.如权利要求2所述的动量驱动系统，其特征在于，所述旋转动力装置和直线动力装置还分别与能量获取贮存装置相连。

4.如权利要求3所述的动量驱动系统，其特征在于，所述能量获取贮存装置为储能电池或燃料电池。

5.如权利要求2所述的动量驱动系统，其特征在于，所述直线动力装置为活塞汽缸机构。

6.如权利要求2所述的动量驱动系统，其特征在于，所述直线动力装置为直线驱动电动机机构。

7.如权利要求1所述的动量驱动系统，其特征在于，所述载体上间隔设定角度布置有磁性件，所述质体采用磁性材料，当质体旋转到设定位置时与载体上的磁性件产生磁性相吸或相斥，质体沿半径方向产生直线移动，改变质体的旋转圆周运动半径，进而改变质体的动量。

8.如权利要求1所述的动量驱动系统，其特征在于，所述转臂由主转臂和次转臂构成，主转臂的一端主转轴连接，主转轴的另一端与通过次转轴与次转臂连接，次转臂可次转轴绕转动，主转臂可主转轴绕转动。

9.一种基于如权利要求1-8中任一项所述的动量驱动系统的控制方法，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的动量驱动系统的控制方法，其特征在于，采用改变驱动功率方式，在质体旋转到圆周的不同位置时，控制驱动旋转的能量大小来改变旋转的速度；

或采用机械阻尼方式，在质体旋转到圆周的不同位置时，用机械方式降低旋转速度，改变质体动量。