CN116290961A - 一种飞行汽车升降车位及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种飞行汽车升降车位，包括：飞行车位、飞行车位升降装置及飞行汽车支撑装置；飞行汽车降落在飞行车位上；飞行车位升降装置连接飞行车位，配置为在承接位置与行车位置之间运动；飞行汽车支撑装置设置在飞行车位上，配置为至少部分抵消飞行汽车在降落至飞行车位的过程中所受到的重力。与现有技术相比，本申请通过将停靠车位升起将有助于减小地面反作用力对垂直起降飞行汽车的影响。一方面，将停靠车位升起来可以减小飞行汽车与地面之间的接触面积，从而减小地面反作用力的大小；另一方面，升起车位还可以提高停车位的高度，从而减小地面的粗糙度和不平整度对飞行汽车的影响，使得飞行汽车更容易稳定降落。

Description

一种飞行汽车升降车位及系统

技术领域

本申请涉及航空领域，且更为具体地，涉及一种飞行汽车升降车位及系统。

背景技术

飞行汽车已经成为未来汽车发展的一个趋势，但是目前飞行汽车技术在垂直泊车方面存在问题，控制姿态是垂直降落飞行汽车的一个核心技术，包括控制地面反作用力，以及在垂直降落的过程中控制自身的姿态，以保证其稳定降落。控制姿态需要考虑多个因素，包括空气动力学力、风向、自身重量、推力等。在这些因素的作用下，飞行汽车容易发生滚转、俯仰、偏航等姿态偏差。

虽然有一些飞行汽车本体的研究，包括飞行器与座舱分离，座舱与汽车底盘分析等的研究，但是对于如何更好地解决飞行汽车整体泊车问题并没有进展。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种飞行汽车升降车位，包括：飞行车位、飞行车位升降装置及飞行汽车支撑装置；

飞行汽车降落在所述飞行车位上；

所述飞行车位升降装置连接所述飞行车位，配置为在承接位置与行车位置之间运动，从而带动所述飞行车位在承接位置与行车位置之间运动；

所述飞行汽车支撑装置设置在所述飞行车位上，配置为至少部分抵消所述飞行汽车在降落至所述飞行车位的过程中所受到的重力。

可选地，所述飞行车位包括：车位高度传感器及承重传感器；

所述车位高度传感器获取所述飞行汽车的高度信息，所述承重传感器获取所述飞行汽车的重量信息；

控制系统根据所述高度信息及所述重量信息控制所述飞行车位升降装置在所述承接位置与所述行车位置之间运动。

可选地，所述飞行汽车支撑装置包括：支撑立柱、支撑主梁、支撑臂及支撑点；

所述支撑主梁设置在所述支撑立柱上，且所述支撑主梁沿着所述支撑立柱在所述承接位置与所述行车位置之间运动；

所述支撑臂的一端连接所述支撑主梁；

所述支撑点连接所述支撑臂的另一端。

可选地，所述支撑臂可伸缩的连接在所述主梁上。

可选地，所述支撑臂可以所述支撑臂与所述主梁的连接点为中心，在至少一个平面内弧线运动。

可选地，所述飞行车位包括：指示灯；

所述控制系统控制所述指示灯的颜色、角度及开关。

可选地，所述飞行车位包括：图像获取装置；

所述图像获取装置获取所述飞行汽车的实时画面，所述控制系统根据所述实时画面识别所述飞行汽车与所述飞行汽车支撑装置的对接距离和角度。

可选地，所述飞行汽车升降车位还包括：磁吸合装置；

所述磁吸合装置设置在所述飞行车位上；

当所述飞行汽车停入所述飞行车位时，所述控制系统控制所述磁力吸合装置吸合所述飞行汽车；当所述飞行车位运动至所述行车位置之间时，所述控制系统控制所述磁力吸合装置释放磁力。

可选地，当所述磁力吸合装置释放磁力之后，所述控制系统根据所述高度信息及地面交通信息发送导航信息至所述飞行汽车。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种飞行汽车升降系统，包括：升降车位控制系统、升降车位能源系统及升降车位执行系统；

所述升降车位控制系统包括：

升降车位光通信模块；

升降车位高度传感器；及

升降车位承重传感器；

所述升降车位执行系统包括：

升降车位液压系统；

升降车位光系统；

升降车位锁系统；

升降车位伸缩系统；

升降车位磁力系统；

其中，处理器接收所述车位高度传感器与所述承重传感器信息，并控制所述升降车位液压系统、所述升降车位光系统、所述升降车位锁系统、所述升降车位伸缩系统以及所述升降车位磁吸系统的运动；

所述升降车位能源系统根据所述处理器的的指令提供动力能源。

与现有技术相比，本申请提供的一种飞行汽车升降车位及其系统，对于采用垂直起降(Vertical Take-Off and Landing，VTOL)技术的飞行汽车，通过将停靠车位升起将有助于减小地面反作用力对垂直起降飞行汽车的影响。一方面，将停靠车位升起来可以减小飞行汽车与地面之间的接触面积，从而减小地面反作用力的大小；另一方面，升起车位还可以提高停车位的高度，从而减小地面的粗糙度和不平整度对飞行汽车的影响，使得飞行汽车更容易稳定降落。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和有益效果变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为根据本申请实施例的飞行汽车升降车位的系统示意图；

图2为根据本申请实施例的飞行汽车升降车位的支撑装置示意图；

图3为根据本申请实施例的飞行汽车升降车位的支撑装置示意图；

图4为根据本申请实施例的飞行汽车升降车位的工作位置示意图；

图5为根据本申请实施例的飞行汽车升降车位的工作流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参照图1所示，图1为根据本申请实施例的飞行汽车升降车位的系统示意图。

本实施例中，飞行汽车升降车位飞行车位、飞行车位升降装置及飞行汽车支撑装置；

飞行汽车降落在飞行车位上；

飞行车位升降装置连接飞行车位，配置为在承接位置与行车位置之间运动，从而带动飞行车位在承接位置与行车位置之间运动；

飞行汽车支撑装置设置在飞行车位上，配置为至少部分抵消飞行汽车在降落至飞行车位的过程中所受到的重力。

在本实施例中，飞行车位包括：车位高度传感器及承重传感器；

车位高度传感器获取飞行汽车的高度信息，承重传感器获取飞行汽车的重量信息；

控制系统根据高度信息及重量信息控制飞行车位升降装置在承接位置与行车位置之间运动。

请参照图2-图3，图2为根据本申请实施例的飞行汽车升降车位的支撑装置示意图。图3为根据本申请实施例的飞行汽车升降车位的支撑装置示意图。本实施例中，飞行汽车支撑装置包括：支撑立柱1、支撑主梁2、支撑臂3及支撑点4；

支撑主梁2设置在支撑立柱1上，且支撑主梁2沿着支撑立柱在承接位置与行车位置之间运动；

支撑臂3的一端连接支撑主梁2；

支撑点4连接支撑臂3的另一端。

本实施例中，支撑立柱1、支撑主梁2、支撑臂3及支撑点4的数量可以为1个，也可以为多个。数量越少，相对的尺寸就越大，以增加承载强度和承载面积。

在本申请一些实施例中，支撑臂可伸缩的连接在主梁上，且支撑臂可以支撑臂与主梁的连接点为中心，在至少一个平面内弧线运动。

本申请一些实施例中，飞行车位包括：指示灯；

控制系统控制指示灯的颜色、角度及开关。

在本申请一些实施例中，飞行车位包括：图像获取装置；

图像获取装置获取飞行汽车的实时画面，控制系统根据实时画面识别飞行汽车与飞行汽车支撑装置的对接距离和角度。

在本申请一些实施例中，飞行汽车升降车位还包括：磁吸合装置；

磁吸合装置设置在飞行车位上；

当飞行汽车停入飞行车位时，控制系统控制磁力吸合装置吸合飞行汽车；当飞行车位运动至行车位置之间时，控制系统控制磁力吸合装置释放磁力。

在本申请一些实施例中，当磁力吸合装置释放磁力之后，控制系统根据高度信息及地面交通信息发送导航信息至飞行汽车。

飞行汽车在降落前发出泊入申请，地面交通系统接收到申请并进行飞行汽车的身份与型号确认，该身份信息用于同时关联汽车导航与自动泊出功能，飞行汽车型号与车位尺寸，定位支撑等相关；

地面交通系统同时需要确认可被使用车位的信息，并通信确定车位就绪，此时地面交通进行车位分配，并将信息通报飞行汽车，飞行汽车获取车位位置信息后，按照获取的对位引导信息，自动调整泊入姿态，飞行车位通过电机驱动升起并发出光照信息(该光照信息适于通过飞行汽车的摄像头识别，也适于地面交通提示)，地面交通系统、飞行汽车及车位通过光通信实时传递高度信息及相关飞行汽车与车位的对位信息，便于动态调整(包括粗调节和微调节两个阶段)。粗调节指的是，飞行汽车5在飞行车位上空(如图4所示)，需要调整车与车位之间的平行和方向，如图4，俯瞰角度，车与车位之间是垂直关系。此时车位也会粗略调整四个缓冲点(缓冲支撑块B)，使进入底盘覆盖区域。

对接过程采用双方自动动态调节对接，通过双方各自的摄像头通过实时传输视频方式获取相对关系，这分为粗调节和微调节两个阶段。控制泊车位粗调节的地面交通系统比对泊车位的摄像头视觉信息与飞行汽车的摄像头视觉信息，通过图像处理识别对接距离与对接角度；在接近停靠状态时，飞行汽车本身可以与泊车位通信，指令泊车位对对接点做出微调；

飞行汽车在下降过程结束后，获取导航信息并按照自动泊出；

整个过程通常是自动化完成，特殊情况下(如恶劣天气或紧急停靠)，飞行汽车驾驶员也可以切换到手动执行，可按照飞行汽车内对接视频和图像处理信息完成飞行姿态的调整。

飞行汽车的底部和泊车位均具备摄像头，可通过实时画面采集实现精准对接。每台车的车身侧裙底部会有专用于支撑的立柱结构，对接是指车位支撑块与车身支撑结构对准。

这种对准过程是微调，在飞行汽车和车位逐步接近过程中，车位通过电机驱动车位上的多个支撑块结构同步调节，使得与车身对应的支撑结构对准。该对位信息是视频信息，用于飞行汽车的控制端、泊车位和地面交通中心做出对接过程图像处理，识别对接距离和角度，需要通过光通信高速传递，在地面交通系统和飞行汽车的显示屏中均显示经处理后的实时对接画面。

车位升起到指定位置后，各支撑部件自动锁紧，确保车位支撑刚度。

飞行汽车与车位对接过程中，车位上的液压缓冲块伸出并支撑在飞行汽车的底盘，车位逐渐承受飞行汽车的重力，飞行汽车同时取消垂直升力，车位完全稳定支撑飞行汽车，即飞行汽车入位成功。此时飞行汽车和车位分别将对位成功信息发送地面交通系统。

地面交通系统收到对位成功信息后，指令车位磁吸合，此时车位与飞行汽车接触部位(包括支撑部位)通过电磁吸合。车位磁吸合后，交通指令系统指令车位下降。此时各支撑部件锁解锁，并开始电机驱动车位下降。

车位承载飞行汽车下降到地面后，磁力释放，同时飞行汽车进行姿态调整进入地面行驶模式。地面交通系统判断车位和飞行汽车状态可以地面行驶后，向飞行汽车释放导航指令，并由飞行汽车自带的自动泊车系统驶离车位。当满足以下条件时，可以释放导航指令：

1.车位在底部行车位置，通过车位高度传感器信息可知；

2.磁力释放完成，通过车位升降控制系统可知；

3.地面交通系统需要判断目前地面交通是否无碰撞、拥堵或其它通行管制限定。

如果以上条件满足，可以释放导航指令。

本申请一实施例中，还提供了一种飞行汽车升降系统，其特征在于，包括：升降车位控制系统、升降车位能源系统及升降车位执行系统；

升降车位控制系统包括：

升降车位光通信模块；

升降车位高度传感器；及

升降车位承重传感器；

升降车位执行系统包括：

升降车位液压系统；

升降车位光系统；

升降车位锁系统；

升降车位伸缩系统；

升降车位磁力系统；

其中，处理器接收车位高度传感器与承重传感器信息，并控制升降车位液压系统、升降车位光系统、升降车位锁系统、升降车位伸缩系统以及升降车位磁吸系统的运动；

升降车位能源系统根据处理器的的指令提供动力能源。

升降车位本身由3个主要系统构成：升降车位控制系统(及其传感与通信装置)、升降车位能源系统与升降车位执行系统(包括液压、光系统、车锁系统、磁吸系统和车位伸缩系统)。

升降车位控制系统：接收车位高度传感器与承重传感器信息，获取车位高度与重量载荷信息，控制液压缓冲、光系统、锁系统、伸缩系统以及磁吸系统等执行部件，实现升降车位本地控制，确保安全可靠稳定；同时通过光通信方式与地面交通系统和飞行汽车进行高速通信，实时传递停车位状态信息、飞行汽车状态信息与地面交通系统指令。

车位高度包括顶部承接位置和底部行车位置，两个位置各有一个光电传感器可以识别，即升降车外高度传感。按车位工作状态在底部行车位置为空闲状态，在顶部承接状态为工作状态，作为车位资源分配的参考。可按照车型整备质量计算，一般乘用车在1.5t左右，大型轿车或SUV商务车1.8t左右，特种车辆2-3t左右，按不同重量载荷分配不同的车位级别。

升降车位能源系统：按照升降车位控制系统指令提供动力能源，该系统通过太阳能采集、集中供电实现电力供给，同时本车位存在备用动力电池，在整体动力切断即缺乏集中供电的情况下，仍可实现性能降级服务，只是效率降低；

升降车位液压系统：在飞行汽车着陆车位的时候，车位表面伸出4-6个支撑点，各支撑点均匀支撑车辆底盘，这些支撑点通过液压实现，实现对飞行汽车的缓冲。

这些支撑点是从飞行车位垂直伸出并支撑车辆底盘的。按重量不同有数量调整，汽车先接触这些支撑点，用于缓解降落冲击，但是这些支撑并不会在对准之前完全承受飞行汽车的重力。

升降车位光系统：飞行车位自带光照系统，提供工作状态指示如闪烁(如按频率交替闪烁、流水效果等)，不同颜色(如红色、蓝色、绿色)等，同时按地面控制系统指令位置，通过扭转角度，向空中投射光线，用以与飞行汽车实现光通信；接受到飞行汽车后，该光系统将向地面车位投射光线，用以提示车位降落中。

升降车位锁系统：车位升起完成后，为确保支撑安全，按升降车位控制系统指令相关支撑部件互锁，车位开始下降前，各支撑部件解锁。

升降车位伸缩系统：为适配于不同尺寸的车辆，升降车位支撑臂按照升降车位控制系统，可通过伸缩、角度调节实现支撑臂调节，确保对准飞行汽车底盘支撑点。该过程在实际着陆过程中还可以微调。

升降车位磁吸系统：在车位与飞行汽车接触后，按升降车位控制系统指令，各接触点具备强磁吸能力，确保飞行汽车与车位紧密联结，避免在之后车位快速下降过程中松动摇晃。

与现有技术相比，申请具有如下有益效果：

飞行汽车在垂直升降过程中对地面状态敏感，不易于控制本身姿态，同时飞行汽车在地面停靠也会影响周围的交通，通过飞行汽车泊车位升起，在空中停靠，可以很好地解决这个问题。

飞行汽车泊车位、飞行汽车、地面交通系统之间通过光通信相互连接，在有光覆盖范围即可实现高带宽、可靠性强的传输能力。

泊车位的能源系统部分采用太阳能存储，有备用电源，在主电网中断的情况，仍可实现功能。

泊车位通过液压控制实现对接过程的缓冲处理，通过4-6个承接点支撑汽车底盘部位，避免刚性撞击。

泊车位通过磁吸合方式与飞行汽车底盘连接，避免因下降过程中的加速度导致脱离。

对于飞行器、座舱、底盘三者分离的产品，本申请也可考虑在停车场储备各种类型的底盘，按照飞行器与座舱的需求事先将底盘锁定在车位，升高后对接，此时是底盘和座舱之间的对接。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种飞行汽车升降车位，其特征在于，包括：飞行车位、飞行车位升降装置及飞行汽车支撑装置；

飞行汽车降落在所述飞行车位上；

所述飞行车位升降装置连接所述飞行车位，配置为在承接位置与行车位置之间运动，从而带动所述飞行车位在承接位置与行车位置之间运动；

所述飞行汽车支撑装置设置在所述飞行车位上，配置为至少部分抵消所述飞行汽车在降落至所述飞行车位的过程中所受到的重力。

2.根据权利要求1所述的飞行汽车升降车位，其特征在于，所述飞行车位包括：车位高度传感器及承重传感器；

所述车位高度传感器获取所述飞行汽车的高度信息，所述承重传感器获取所述飞行汽车的重量信息；

控制系统根据所述高度信息及所述重量信息控制所述飞行车位升降装置在所述承接位置与所述行车位置之间运动。

3.根据权利要求1所述的飞行汽车升降车位，其特征在于，所述飞行汽车支撑装置包括：支撑立柱、支撑主梁、支撑臂及支撑点；

所述支撑主梁设置在所述支撑立柱上，且所述支撑主梁沿着所述支撑立柱在所述承接位置与所述行车位置之间运动；

所述支撑臂的一端连接所述支撑主梁；

所述支撑点连接所述支撑臂的另一端。

4.根据权利要求3所述的飞行汽车升降车位，其特征在于，所述支撑臂可伸缩的连接在所述主梁上。

5.根据权利要求3所述的飞行汽车升降车位，其特征在于，所述支撑臂可以所述支撑臂与所述主梁的连接点为中心，在至少一个平面内弧线运动。

6.根据权利要求1所述的飞行汽车升降车位，其特征在于，所述飞行车位包括：指示灯；

所述控制系统控制所述指示灯的颜色、角度及开关。

7.根据权利要求1所述的飞行汽车升降车位，其特征在于，所述飞行车位包括：图像获取装置；

所述图像获取装置获取所述飞行汽车的实时画面，所述控制系统根据所述实时画面识别所述飞行汽车与所述飞行汽车支撑装置的对接距离和角度。

8.根据权利要求2所述的飞行汽车升降车位，其特征在于，所述飞行汽车升降车位还包括：磁吸合装置；

所述磁吸合装置设置在所述飞行车位上；

当所述飞行汽车停入所述飞行车位时，所述控制系统控制所述磁力吸合装置吸合所述飞行汽车；当所述飞行车位运动至所述行车位置之间时，所述控制系统控制所述磁力吸合装置释放磁力。

9.根据权利要求8所述的飞行汽车升降车位，其特征在于，当所述磁力吸合装置释放磁力之后，所述控制系统根据所述高度信息及地面交通信息发送导航信息至所述飞行汽车。

10.一种飞行汽车升降系统，其特征在于，包括：升降车位控制系统、升降车位能源系统及升降车位执行系统；

所述升降车位控制系统包括：

升降车位光通信模块；

升降车位高度传感器；及

升降车位承重传感器；

所述升降车位执行系统包括：

升降车位液压系统；

升降车位光系统；

升降车位锁系统；

升降车位伸缩系统；

升降车位磁力系统；

其中，处理器接收所述车位高度传感器与所述承重传感器信息，并控制所述升降车位液压系统、所述升降车位光系统、所述升降车位锁系统、所述升降车位伸缩系统以及所述升降车位磁吸系统的运动；

所述升降车位能源系统根据所述处理器的的指令提供动力能源。

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