CN118062215A - 一种空天浮行平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空天浮行平台，浮行平台本体的内上部设置有固态氦气仓，浮行平台本体内下部设置有多个相互独立的动态氦气囊；升降充气通道贯穿设置在固态氦气仓及多个动态氦气囊内，底座设置在最下端的动态氦气囊的下部，底座内设置有氦气发生器、氦气收储装置以及蓄电池，氦气发生器以及氦气收储装置均与蓄电池电连接，氦气发生器及氦气收储装置均与升降充气通道的内部空腔连通；底座的外侧壁设置有多个多角度旋动螺旋桨。以氦气囊为升空主体，利用氦气的上浮力来达到平台在空中悬浮的目的，平台侧立面设有可旋转角度的多角度旋动螺旋桨，可辅助控制平台的上升与下降以及平台的航向控制以及稳定器的作用；结构简单，安全性高，适用于高空飞行。

Description

一种空天浮行平台

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种空天浮行平台。

背景技术

在悬浮载人飞行器、垂直起降设备、水面起降飞行器、立方体氦气艇技术、空基信号塔技术、航空航天补给、空天浮行技术、空中设备设施基础平台、空中游乐场、航空气象、空间观测等领域中，往往采用热气球进行高空悬浮。

热气球(hot airballoon)，是利用加热的空气或某些气体比如氢气或氦气的密度低于气球外的空气密度以产生浮力飞行。热气球主要通过自带的机载加热器来调整气囊中空气的温度，从而达到控制气球升降的目的。1783年11月21日，蒙特哥菲尔兄弟完成人类首次热气球旅行。1991年10月21日，人类首次实现热气球飘越珠峰。1999年3月20日，人类首次利用热气球环球飞行。热气球出现得最早，现今乘热气球飞行已成为人们喜爱的一种航空体育运动。此外，热气球还常用于航空摄影和航空旅游。

但是热气球存在的缺点主要为：需要燃料，体积较大，安全性较差，方向调整困难。

发明内容

为此，本发明提供一种空天浮行平台，以解决现有技术中的上述问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，一种空天浮行平台，包括浮行平台本体、固态氦气仓、动态氦气囊、升降充气通道、多角度旋动螺旋桨、底座、氦气发生器、蓄电池以及氦气收储装置；

所述浮行平台本体的内的上部设置有所述固态氦气仓，所述浮行平台本体内的下部设置有多个相互独立的所述动态氦气囊；

所述升降充气通道贯穿设置在所述固态氦气仓及多个所述动态氦气囊内，所述底座设置在最下端的所述动态氦气囊的下部，所述底座内设置有所述氦气发生器、所述氦气收储装置以及所述蓄电池，所述氦气发生器以及所述氦气收储装置均与所述蓄电池电连接，所述氦气发生器及所述氦气收储装置均与所述升降充气通道的内部空腔连通；

所述底座的外侧壁设置有多个所述多角度旋动螺旋桨。

进一步地，还包括太阳能电池板，所述浮行平台本体的外侧壁覆盖设置有所述太阳能电池板，所述太阳能电池板与所述蓄电池电连接。

进一步地，所述浮行平台本体的形状为自上而下截面积逐渐减小的梯台形结构。

进一步地，还包括电动升降机，所述电动升降机安装在所述浮行平台本体的顶面上，所述电动升降机的绳索穿设在所述升降充气通道内，所述电动升降机与所述蓄电池电连接。

进一步地，还包括吊篮，所述电动升降机的绳索下端连接有所述吊篮。

进一步地，还包括助力风帆，所述助力风帆转动设置在所述浮行平台本体的外侧壁。

进一步地，还包括角度调整电机，所述角度调整电机的输出轴与所述助力风帆的转轴连接，所述角度调整电机用于调整所述助力风帆的偏转角度，所述角度调整电机与所述蓄电池电连接。

进一步地，所述固态氦气仓内的氦气产生的浮力等于所述浮行平台本体的自身重力。

进一步地，还包括连接件，所述浮行平台本体的顶部边缘设置有所述连接件，所述连接件用于将多个浮行平台本体进行相互连接。

进一步地，多个所述动态氦气囊的体积自上而下逐渐减小。

本发明具有如下优点：该浮行平台是以氦气囊为升空主体，利用氦气的上浮力来达到平台在空中悬浮的目的，该平台下部设有制氦设备及气体压缩收储装置、储能电池；平台侧立面设有可旋转角度的多角度旋动螺旋桨，可辅助控制平台的上升与下降以及平台的航向控制以及稳定器的作用；本装置结构简单，安全性高，适用于高空飞行。

附图说明

图1为本发明一些实施例提供的一种空天浮行平台的内部结构图。

图2为本发明一些实施例提供的一种空天浮行平台的拆解结构图。

图3为本发明一些实施例提供的一种空天浮行平台的外形图。

图4为本发明一些实施例提供的一种空天浮行平台的安装助力风帆的结构图。

图5为本发明一些实施例提供的一种空天浮行平台的飞行状态图。

图6为本发明一些实施例提供的一种空天浮行平台的水中使用状态图。

图7为本发明一些实施例提供的一种空天浮行平台的组合使用示意图。

图中：1、浮行平台本体，2、固态氦气仓，3、动态氦气囊，4、升降充气通道，5、电动升降机，6、多角度旋动螺旋桨，7、助力风帆，8、底座。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1至图7所示，本发明第一方面实施例中的一种空天浮行平台，包括浮行平台本体1、固态氦气仓2、动态氦气囊3、升降充气通道4、多角度旋动螺旋桨6、底座8、氦气发生器、蓄电池以及氦气收储装置；浮行平台本体1的内的上部设置有固态氦气仓2，浮行平台本体1内的下部设置有多个相互独立的动态氦气囊3；升降充气通道4贯穿设置在固态氦气仓2及多个动态氦气囊3内，底座8设置在最下端的动态氦气囊3的下部，底座8内设置有氦气发生器、氦气收储装置以及蓄电池，氦气发生器以及氦气收储装置均与蓄电池电连接，氦气发生器及氦气收储装置均与升降充气通道4的内部空腔连通；底座8的外侧壁设置有多个多角度旋动螺旋桨6。

在上述实施例中，需要说明的是，氦气总浮力＝空气的密度*重力加速度g*排开的空气体积(也就是氦气的体积)。即F＝ρ*g*V，一般不换算重力加速度g，直接用质量表示，那么就是质量m＝ρ*V＝1.293*1＝1.293千克，也就是说”1立方米的氦气产生总浮力”等于排开的1立方米的空气重量，这个数值等于1.293公斤的力，如果计算是额外产生的浮力就还需要减去这1立方米的氦气自身的重力，氦气密度是0.1786克/升，那么1立方米的氦气质量＝0.179*1＝0.179kg，额外提供浮力＝1.293-0.179＝1.114kg；也就是说1立方米的氦气可抵消1.114KG的重力)。

上述实施例达到的技术效果为：平台上部采用固态氦气仓2，下部采用动态氦气囊3，上部固态氦气，2封存一定数量的氦气，使平台自重基本接近于0，下部设有多个动态氦气囊3，要使平台上升时充入氦气，想要下降时，压缩回收部分氦气；采用多个动态氦气囊3的设计，可确保平台在空中遇气囊破裂或气体泄漏，不会导致平台快速坠落，从而提高空中平台的防坠安全系数；平台设有制作氦气的制氦机及氦气收储装置，由于氦气气囊需要充入较多的氦气气体，平台上升时大量充入氦气，平台下降时适当压缩回收动态气囊内的氦气，来控制平台的上升与下降；多角度旋动螺旋桨6采用储能电池供电驱动，为了减轻平台重量与能源消耗，驱动平台的螺旋桨由储能电池供电驱动。

实施例2

如图1至图7所示，一种空天浮行平台，包括实施例1的全部内容，此外，还包括太阳能电池板，浮行平台本体1的外侧壁覆盖设置有太阳能电池板，太阳能电池板与蓄电池电连接。

上述实施例达到的技术效果为：平台在空中遇阳光可借助阳光进行光伏发电，并向储能电池充电，为平台设备提供电力。

实施例3

如图1至图7所示，一种空天浮行平台，包括实施例2的全部内容，此外，浮行平台本体1的形状为自上而下截面积逐渐减小的梯台形结构。

上述实施例达到的技术效果为：通过上述设置，浮行平台本体1的外侧壁可起到对气流的顶升作用。

实施例4

如图1至图7所示，一种空天浮行平台，包括实施例3的全部内容，此外，还包括电动升降机5，电动升降机5安装在浮行平台本体1的顶面上，电动升降机5的绳索穿设在升降充气通道4内，电动升降机5与蓄电池电连接。

可选的，还包括吊篮，电动升降机5的绳索下端连接有吊篮。

上述实施例达到的技术效果为：该平台设有电动升降机5及吊篮，操控人员可控制升降机从地面或海面提升或卸下人员及货物，平台在空中遇大风时，可下移吊篮将平台重心下移，以达到平台空中稳定器的作用；采用电动升降机5设计，平台可从空中向地面提升或降下人员及货物，还可起到空中稳定器的作用。

实施例5

如图1至图7所示，一种空天浮行平台，包括实施例4的全部内容，此外，还包括助力风帆7，助力风帆7转动设置在浮行平台本体1的外侧壁。

可选的，还包括角度调整电机，角度调整电机的输出轴与助力风帆7的转轴连接，角度调整电机用于调整助力风帆7的偏转角度，角度调整电机与蓄电池电连接。

上述实施例达到的技术效果为：平台侧立面还设计有助力风帆7，空中出现适量风力时，控制室可根据风向打开相应角度的助力风帆7，平台借助风力可加速航行；采用助力风帆7的设计，在风力适量的空天环境中，张开助力风帆7可辅助平台借助风力加速节能0电航行。

实施例6

如图1至图7所示，一种空天浮行平台，包括实施例5的全部内容，此外，固态氦气仓2内的氦气产生的浮力等于浮行平台本体1的自身重力。

可选的，还包括连接件，浮行平台本体1的顶部边缘设置有连接件，连接件用于将多个浮行平台本体1进行相互连接。

可选的，多个动态氦气囊3的体积自上而下逐渐减小。

上述实施例达到的技术效果为：采用立方体外形设计，多个同类平台可在空中平行组合成为一个更大的平台，多个同类平台在空中垂直方向组合，可产生天梯效应，多个平台在高空中，空中接力运输货物，远期可实现从空间站吊运航天员以及空间站所需货物。

Claims (10)

1.一种空天浮行平台，其特征在于，包括浮行平台本体(1)、固态氦气仓(2)、动态氦气囊(3)、升降充气通道(4)、多角度旋动螺旋桨(6)、底座(8)、氦气发生器、蓄电池以及氦气收储装置；

所述浮行平台本体(1)的内的上部设置有所述固态氦气仓(2)，所述浮行平台本体(1)内的下部设置有多个相互独立的所述动态氦气囊(3)；

所述升降充气通道(4)贯穿设置在所述固态氦气仓(2)及多个所述动态氦气囊(3)内，所述底座(8)设置在最下端的所述动态氦气囊(3)的下部，所述底座(8)内设置有所述氦气发生器、所述氦气收储装置以及所述蓄电池，所述氦气发生器以及所述氦气收储装置均与所述蓄电池电连接，所述氦气发生器及所述氦气收储装置均与所述升降充气通道(4)的内部空腔连通；

所述底座(8)的外侧壁设置有多个所述多角度旋动螺旋桨(6)。

2.根据权利要求1所述的一种空天浮行平台，其特征在于，还包括太阳能电池板，所述浮行平台本体(1)的外侧壁覆盖设置有所述太阳能电池板，所述太阳能电池板与所述蓄电池电连接。

3.根据权利要求2所述的一种空天浮行平台，其特征在于，所述浮行平台本体(1)的形状为自上而下截面积逐渐减小的梯台形结构。

4.根据权利要求3所述的一种空天浮行平台，其特征在于，还包括电动升降机(5)，所述电动升降机(5)安装在所述浮行平台本体(1)的顶面上，所述电动升降机(5)的绳索穿设在所述升降充气通道(4)内，所述电动升降机(5)与所述蓄电池电连接。

5.根据权利要求4所述的一种空天浮行平台，其特征在于，还包括吊篮，所述电动升降机(5)的绳索下端连接有所述吊篮。

6.根据权利要求5所述的一种空天浮行平台，其特征在于，还包括助力风帆(7)，所述助力风帆(7)转动设置在所述浮行平台本体(1)的外侧壁。

7.根据权利要求6所述的一种空天浮行平台，其特征在于，还包括角度调整电机，所述角度调整电机的输出轴与所述助力风帆(7)的转轴连接，所述角度调整电机用于调整所述助力风帆(7)的偏转角度，所述角度调整电机与所述蓄电池电连接。

8.根据权利要求1所述的一种空天浮行平台，其特征在于，所述固态氦气仓(2)内的氦气产生的浮力等于所述浮行平台本体(1)的自身重力。

9.根据权利要求1所述的一种空天浮行平台，其特征在于，还包括连接件，所述浮行平台本体(1)的顶部边缘设置有所述连接件，所述连接件用于将多个浮行平台本体(1)进行相互连接。

10.根据权利要求1所述的一种空天浮行平台，其特征在于，多个所述动态氦气囊(3)的体积自上而下逐渐减小。