CN204184565U - 一种飞船登陆装置和飞船及登陆装置的引导装置 - Google Patents

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Abstract

一种飞船(20)的登陆装置(22)，包括：平台(1)，包括至少一个位于底面上的地面元件(2)和具有一个登陆面(34)的登陆平台元件(4)，登陆面(34)适于作为飞船(20)的着陆地，其特征在于：所述平台(1)包括至少一个电磁铁(6)，飞船(20)在登陆平台元件(4)上着陆时，适于通过电磁铁(6)的方式被磁力捕捉至登陆平台元件(4)上。

Description

一种飞船登陆装置和飞船及登陆装置的引导装置
发明领域
本发明涉及一种飞船登陆装置和一种用于使飞船在登陆装置上着陆的引导装置。 
发明背景 
飞船是一种可操纵的航空器，其升力基于空气静压力且可自驱动。然而，这种飞船的着陆以及随后的停泊带来很多问题。目前，需要许多地勤人员作为助手通过拉动紧固在飞船上的绳索来将飞船拖拉至系留塔或拖进机棚。 
发明概述 
本发明的目的是简化飞船的着陆操作。 
具备权利要求1、2和4的特性就能达到此目的。 
本发明有利地提供一种飞船的登陆装置和登陆装置的引导装置，用于当在登陆装置上着陆时引导飞船，其中飞船包括机舱和登陆装置，机舱有一个底面，登陆装置包括具有登陆面的平台，其中飞船着陆时用机舱的底面落到平台的登陆面。在登陆面里，平台包括一个锥形凹槽，并且机舱有一个插入件，插入件与凹槽的形状相适应并相对于机舱的底面凸出，其中当飞船在登陆面上着陆时，插入件插入凹槽内，并且飞船适于被引导至登陆装置上的一个预定登陆位置。 
作为一种替代，在机舱底面内有一个锥形凹槽，并且平台有一个插入件，插入件与凹槽的形状相适应并相对于平台的登陆面凸出，其中当飞船在登陆面上着陆时，插入件插入凹槽内，并且飞船适于被引导至登陆装置上的一个预定登陆位置。 
锥形凹槽和与所述锥形凹槽形状相适应的插入件可以为圆锥形。 
本发明还提供了一种飞船登陆装置，登陆装置包括一个平台，平台包括至少一个置于地面上的地面元件和具有登陆面的登陆平台元件，登陆面适于作为飞船的登陆地，其中平台包括至少一个电磁铁，其中已经在登陆平台元件上着陆的飞船，适于通过电磁铁的方式被磁力捕捉至登陆平台元件上。 
登陆平台元件可以相对于地面元件围绕旋转轴旋转，其中旋转轴优选垂直延伸至登陆面。 
一种使飞船在位于地面上的登陆装置上着陆的方法，包括以下步骤： 
-准直，在安装于飞船上的驱动机构的辅助下，特别地，飞船相对于登陆装置水平准直； 
-将飞船降落到登陆装置的登陆平台元件上； 
-将飞船捕捉在登陆平台元件上，其中在登陆装置里至少设置有一个电磁铁，用磁力把飞船拉向登陆装置； 
-将飞船固定至地面。 
本发明的一个优点是它可以不需要大量的机务人员作为助手即可实施，因为电磁实现了飞船被登陆平台元件的短期捕捉。 
可以通过绳索件和/或固定夹持件的方式将飞船固定至地面。 
至少通过电磁铁的方式将飞船捕捉至登陆平台元件之后，登陆装置的登陆平台元件可相对设置在地面上的登陆装置的地面元件转动。因此，飞船也可以相对地面元件转动。 
飞船可以包括用于将绳索件固定至飞船上的固定装置，并且登陆装置可以包括地面固定装置，用来把绳索件固定至地面上，其中飞船上的固定装置可以转动，从而使得飞船上的固定装置与地面上的固定装置准直。 
飞船上的固定装置的转动可以通过相对地面元件转动登陆平台元件，并随登陆平台元件一起转动通过电磁铁的方式被捕捉至登陆平台元件的飞船。 
作为一种替代方式，飞船上的固定装置可以设置在飞船上的一个转盘上，其中，在飞船至少通过电磁铁的方式被捕捉至登陆平台元件之后，转盘可以相对于布置在地面上的登陆装置的地面元件转动。转盘可以相对于布置在地面上的登陆装置的地面元件转动，这样飞船上的固定装置与地面上的固定装置准直。在这个实施例中，飞船本身相对于地面元件不转动。 
在通过电磁铁的方式将飞船捕捉至登陆平台元件上之后，及优选将设置在飞船上的固定装置与地面上的固定装置对准之后，飞船可以通过固定夹持件的方式固定在地面上。固定夹持件可以是固定在地面上的元件，可以与飞船机舱上的钩状元件啮合，从而把飞船固定至地面。 
此外，或者作为一种替代方式，飞船可以通过绳索件的方式固定至地面。 
为了通过绳索件的方式固定飞船，固定至飞船上的绳索件可以是可拆卸的，并且被至少一个地面车辆的至少一个夹持臂夹住并被转移至地面固定装置，在那里他们可被固定。因此，可以实现更为减少地面人员数量的目的。 
可自动控制该至少一个地面车辆的至少一个夹持臂和/或至少一个地面车辆。 
用绳索件和/或固定夹持件的方式将飞船固定至地面之后，至少可以停用一个电磁铁。 
准直和降落是可以通过控制装置控制的，优选以自动方式。 
控制装置不必一定要安装在飞船里。通过控制装置的方式可从地面上远程控制飞船。 
如果知道飞船相对于平台的位置及飞船的速度，降落和准直可至少依赖位置进行控制。 
此外，降落和准直是可以依赖风速进行控制的。 
着陆时，飞船可通过引导装置的方式进行机械引导，其中引导装置包括位于飞船上或登陆装置内的至少一个锥形凹槽，及设置在飞船或登陆装置上的至少一个与凹槽形状相适应的插入件，其中，一旦着陆，插入件插入凹槽，从而在着陆过程中引导飞船。 
水平准直过程中，飞船可以被对准为使得凸出的引导件的至少一端沿垂直方向设置在凹槽的上方或下方，避开飞船或登陆装置。 
当将飞船捕捉至登陆装置上时，或飞船处于被捕捉至登陆装置的状态时，发动机是运转的，这样它们向飞船上施加作用力，该作用力沿着登陆装置的方向施加，其中将飞船捕捉至登陆装置的力通过发动机的方式得以增强。此外，当将飞船捕捉至登陆装置时，或飞船处于被捕捉至登陆装置的状态时，发动机是运转的，从而它们对飞船施力来补偿作用在飞船上的风力。 
当处于通过固定夹持件和/或绳索件的方式固定至地面的状态时，发动机是运转的，这样它们向飞船上施加作用力，该作用力沿着登陆装置或地面的方向施加，其中将飞船捕捉至登陆装置的力通过发动机的方式得以增强。此外，当处于通过固定夹持件和/或绳索件的方式固定至地面的状态时，发动机是运转的，从而它们对飞船施力来补偿作用在飞船上的风力。 
平台在登陆面内具有一个锥形凹槽，其中，当飞船着陆至登陆面时，与凹槽形状相适应并相对于机舱底面凸出出来的一个插入件可以插入凹槽内，并且飞船可以被引导到登陆装置上的一个预定着陆位置。 
平台可以包括一个插入件，插入件相对登陆面凸出出来，并且锥尖朝向避开登陆面的一端，其中，当飞船在登陆面着陆时，插入件可以插 入凹槽，凹槽与凸出插入件的形状相适应并位于机舱的底面，并且飞船可以被引导到登陆装置上的一个预定着陆位置。 
登陆平台适于相对地面元件由电力，机械，液压或气动驱动旋转。 
地面固定装置可以相对于平台同心布置，绳索件可以固定在安装在飞船上的平台上。 
固定夹持件可以相对于平台同心布置，由此可以将飞船固定在地面上。 
以下是参照实施例详细说明本发明。 
附图简述 
图1飞船20和此飞船的登陆装置22； 
图2图1中登陆装置的顶视平面图； 
图3登陆装置上方准直的飞船； 
图4在登陆装置上着陆的飞船； 
图5被短时间捕捉的飞船； 
图6通过绳索件固定在地面上的飞船； 
图7具有替换后引导装置的飞船和登陆装置。 
发明详述 
图1表示飞船20。飞船20是一种可操纵的航空器，其升力基于空气静压力并且可自驱动。飞船20包括升降体24。在目前情况下，此升降体优选为气球形状。飞船20还包括机舱30和发动机16。机舱30有一个底面32和插入件28，插入件28相对底面32凸出出来。发动机16设置在飞船20上用来枢转运动，这样可通过发动机枢转来操纵飞船20。 
图1进一步说明了飞船20的登陆装置22。登陆装置22包括一个平台1。平台1有一个位于地面上的地面元件2。优选地，该地面元件2锚接在地面3上。此外，平台1包括登陆平台元件4，登陆平台元件4相对地面元件2可转动。登陆平台元件4可以通过磁力、电力、液压、 机械和/或气动作用相对地面元件2转动。图中说明了滚轴元件，登陆平台元件通过该滚轴元件相对地面元件旋转。平台1包括电磁铁6。图1说明了一个实施例，其中登陆平台元件4包括电磁铁6。 
登陆平台元件4具有登陆面34，在登陆面34上飞船20可以着陆。登陆面34包括一个锥形凹槽26。飞船20优选着陆在具有机舱30底面32的平台1的登陆面34上。 
此外，登陆装置22包括固定夹持件8，固定夹持件8固定至地面3上并相对地面枢轴转动。固定夹持件8的功能在下面会进行更详细的说明。 
此外，如图1中所示，登陆装置22包括地面车辆10，地面车辆10具有夹持臂11。虽然在图中未示出，但是地面车辆10可在轨道上移动。具有夹持臂11的地面车辆10的功能参考以下附图将有更详细的说明。 
此外，登陆装置22包括固定装置12，飞船上的绳索件14可以固定至固定装置12。 
登陆装置22的顶视平面图如图2所示。在此顶视图中，登陆面34，锥形凹槽26与固定夹持件8，带有夹持臂11的地面车辆10及地面固定装置12都可以看到。 
图3说明了飞船20相对登陆装置22是如何定位的，优选在水平方向上使用发动机16。飞船20优选沿水平方向定位，这样至少凸出的插入件28的一端29避开机舱30上的底面32设置，沿垂直方向的“V”，位于平台1内凹槽26的开口27的上方。对于在机舱30上的插入件28和平台1内的锥形凹槽26，飞船20上的插入件28的外形与凹槽26的形状相适应。 
插入的优点是，如果飞船20不能精确着陆在登陆装置22上，通过插入件方式，飞船20仍然可以分别精确定位在平台1上或登陆面34上。只要插入件28的一端29垂直设置在凹槽26的开口27上方，当降落到登陆面34上时，插入件28就会插入凹槽26。由于凹槽26是锥形及插 入件28与锥形凹槽26相适应的事实，当插入件28插入凹槽26时，飞船20会被引导到登陆装置22上的一个预定登陆位置。优选地，该凹槽为圆锥形。 
垂直方向指的是分别与地面3或登陆面34垂直的方向。 
在下一步的着陆操作中，飞船20降低到登陆装置22上。为了降落，优选使用发动机16，发动机优选正在枢转，这样它们对飞船20施加垂直力，方向朝向地面。如果存在多个发动机16，其中一些发动机16可用于垂直对准，另一些可用于飞船20的水平对准。水平对准沿H方向引导，这样可更好使之平行到达地面3或平行到达登陆面34。 
此外，或作为一种替代方式，也可能排放气体推进剂来降低飞船20。此外，当飞船20降低到登陆装置22上时，电磁铁6可以被激活，在飞船20施加磁性吸引力。为了实现此目的，飞船20有一个磁力吸引件。同样优选设置在机舱30的底面32上。磁力吸引件优选是一种金属件。因此，它可能通过电磁铁6的方式对飞船20额外再施加一个力，向登陆装置22或地面3施加作用力。 
图4表明已经在登陆装置22上着陆的飞船20。插入件28相对于机舱30的底面32的凸出，完全插入锥形凹槽26。机舱的底面32位于登陆面34上。在这个位置，采用电磁铁6的方式至少将飞船20暂时捕捉在登陆平台元件4上。只通过电磁铁6施加给飞船20的力，是可以把飞船20捕捉至平台1上的。 
此外，发动机16或一些发动机16是可以枢转的，这样它们对飞船施力，沿登陆面34或地面的方向施加作用力。在这种情况下，由于电磁铁6，通过作用在飞船20上的力的方式和由于枢轴转动发动机20，通过对飞船20施力的方式，都可以把飞艇20捕捉至登陆平台元件4上。 
发动机16或一些发动机16还可以是枢轴转动的，从而对飞船20施力，抵消作用在飞船20上的风力以及优选补偿风力。此外，一些发动机16可以枢轴转动，以此他们对飞船20施力，向登陆面34或地面 引导，并且其它发动机16可以枢轴转动，以此他们对飞船20施力，抵消作用在飞船20上的风力以及优选补偿风力。 
在飞船20被捕捉之后，登陆平台元件4可以相对于地面元件2转动。因此，飞船20和登陆平台元件4一起相对于地面3转动。登陆平台元件4优选转动，这样飞船20上的固定装置18向对地面上的地面固定装置12准直，这里准直意味着位于平台1上的飞船20的固定装置18与地面固定装置12之间的距离为尽可能的最小。 
作为一种替代方式，不是把登陆平台元件4转动，而是有可能使固定装置18围绕一个旋转轴沿飞船20转动，旋转轴垂直延伸至地面3或登陆面34。以这种方式，没有必要转动整个飞船20。例如，飞船20上的固定装置18可以安装在一个转盘上，转盘适于相对于静止直立在地面上的飞船20转动。 
如图5所示，飞船20可以通过固定夹持件8的方式固定至转动位置。固定夹持件啮合固定在机舱30上的钩状元件38。此外，飞船处于通过固定夹持件8的方式固定在地面上的状态时，发动机16或其中一些发动机16可以枢轴转动，这样它们对飞船20施加一个力，作用力沿登陆面24或地面3的方向作用。因此，把飞船停留在地面上的力是可以增加的。作为一种替代或补充方式，飞船处于通过固定夹持件8的方式固定在地面上的状态时，发动机16或其中一些发动机16也可以枢轴转动，这样它们对飞船20施加一个力，抵消作用在飞船20上的风力以及优选补偿风力。 
当处于通过固定夹持件8的方式固定在地面上的状态时，可以停用电磁铁6。特别是如果发动机16额外在飞船上施加一个力，力沿着桌路面34或地面的方向作用，和/或通过发动机在飞船上施加一个力，抵消作用在飞船20上的风力以及优选补偿风力时，可以停用电磁铁6。 
随后，绳索件14从可拆卸固定装置40脱离。可拆卸固定装置40优选为机械固定装置。地面车辆10的夹持臂11可以脱离固定装置40的绳索件14。地面车辆10把绳索件14两端转移至地面固定装置12。 
图6说明了着陆操作，其中固定在飞船上的绳索件14固定至地面紧固装置12，因此飞船20固定至地面。由绳索件14固定后，可以停用电磁铁6。 
通过绳索件14的方式固定在地面3上的步骤可以省略，及仅仅通过固定夹持件8就可以把飞船的20固定至地面，另外，如果需要的话，可以通过发动机16的方式。如果飞船20只在地面上停留很短一段时间，这样做是最好的。如果飞船20在地面上停留很长一段时间，优选通过绳索件14的方式把飞船20固定在地面3上。作为一种替代方法，通过固定夹持件8的方式固定也是可以省略的，仅仅通过绳索件14的方式就可以实现固定至地面3上。 
优选地，可以自动驾驶地面车辆10。同样，地面车辆10的夹持臂11可以自动导向。地面车辆10也可在轨道上移动，轨道在图中没有示出。 
处于被固定至登陆装置22的状态时，可以为飞船20提供燃料，气体推进剂或电能或镇流器。这也可以以自动化方式完成。 
可以通过控制装置方式实现飞船20的准直和降落。控制装置优选地接收来自传感器的测量值，该值可以指出飞船20的准确位置，给定的风速，及登陆装置22的确切位置。使用这些测量值，飞船20可以在登陆装置22上方水平对准并降落。如果电磁铁6被激发，电磁铁6的磁吸引力，也可以被包括在降落工序过程的控制中。 
优选地，控制装置不是设置在飞船里。飞船20可以由使用此控制装置的人遥控。例如，控制装置可设置在地面3上或飞船20附近的另一个飞行物内。 
作为一种替代方法，控制装置可以自动运行。例如，输入定义飞船会移动的最小和最大速度的速度范围，并且可能预示飞船20会接近登陆装置22的速度。此外，风速和/或惯性可以考虑进去。此外，它可以预示，飞船20是可以第一个被定位，这样插入件28的一端20垂直定 位在凹槽26的开口27的上方。此后，随着飞船的降低，只要插入元件28的一端29位于凹槽26的开口27的垂直上方，飞船20就会降低。 
图7说明了一个实施例，其中凹槽26设置在机舱34里，并且插入件设置在平台1上。 

Claims (5)

1.一种飞船(20)的登陆装置，该登陆装置包括引导装置，用于在登陆装置(22)上着陆时引导飞船(20)，飞船(20)包括带有底面(32)的机舱(30)和登陆装置(22)，登陆装置(22)包括有登陆面(34)的平台(1)，飞船(20)用机舱(30)的底面(32)在平台(1)的登陆面(34)上着陆， 
其特征在于： 
在登陆面(34)内，平台(1)包括一个锥形凹槽(26)，并且机舱(30)有一个插入件(28)，插入件(28)与凹槽(26)的形状相适应并相对于机舱(30)的底面(32)凸出，当飞船(20)在登陆面(34)上着陆时，插入件(28)适于插入凹槽(26)，及飞船(20)被引导至登陆装置(22)上的一个预定登陆位置。 
2.一种飞船(20)的登陆装置，该登陆装置包括引导装置，用于在登陆装置(22)上着陆时引导飞船(20)，飞船(20)包括带有底面(32)的机舱(30)和登陆装置(22)，登陆装置(22)包括有登陆面(34)的平台(1)，飞船(20)用机舱(30)的底面(32)在平台(1)的登陆面(34)上着陆， 
其特征在于： 
在底面(32)内，机舱(30)包括一个锥形凹槽(26)，并且平台(1)有一个插入件(28)，插入件(28)与凹槽(26)的形状相适应并相对于平台(1)的登陆面(34)凸出，当飞船(20)再登陆面(34)上着陆时，插入件(28)适于插入凹槽(26)，及飞船(20)被引导至登陆装置(22)上的一个预定登陆位置。 
3.如权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于：所述锥形凹槽和所述与锥形凹槽形状相适应的插入件为圆锥形。 
4.飞船(20)的一种登陆装置(22)，包括： 
平台(1)，包括至少一个位于地面上的地面元件(2)和具有一个登陆面(34)的登陆平台元件(4)，登陆面(34)适于作为飞船(20)的着陆地， 
其特征在于： 
平台(1)包括至少一个电磁铁(6)，飞船(20)在登陆平台元件上着陆(4)时，适于通过电磁铁(6)的方式被磁力捕捉至登陆平台元件(4)上。 
5.如权利要求4所述的登陆装置，其特征在于：所述登陆平台元件(4)可以相对于地面元件(2)围绕旋转轴旋转。 
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