TWM463710U - 運輸裝置 - Google Patents

Description

運輸裝置

本創作係關於一種運輸裝置，特別是一種節能的運輸裝置。

因為石油即將枯竭，有效替代能源又尚未發現，若要維持人類的文明，勢必開發不使用石油作為燃料的交通工具。

飛艇的動力來源幾乎不會用到石油，所以相對於現代噴氣飛機來說節能性能較好，而且對於環境的破壞也較小。圖1為傳統飛艇100的結構。傳統飛艇100，例如著名的齊柏林飛艇(Zeppelin)，具有環形鋁合金骨架110和以布料或皮革覆蓋骨架110而形成的機殼120。在機殼120內有一些獨立的氣室130及輔助氣囊(未圖示)。在飛行中，輔助氣囊可通過充氣或放氣來控制浮力。有多個平板式尾鰭140用於操縱和保持穩定。兩台發動機(未圖示)懸掛在機殼120下面，通過長驅動軸(未圖示)來驅動安裝在機殼120兩側的螺旋槳150。另外還有一個客艙160懸掛在機殼120下面，以供載客之用。

一般而言，飛艇充氣一次即可長久使用。氣室130提供的浮力使得飛艇前進所需能量降至最低。因為不需額外能量保持飛艇的升空，且飛行可以進行最短直線移動，節省許多時間。

然而，因為傳統的飛艇100是以布或皮革材質的機殼120包覆於充填氫氣的氣室130之外側，而產生安全上的疑慮。例如興登保號飛船在啟航的第二年，1937年5月6日，在美國紐澤西洲的Lakehurst Naval Air Station著陸前，因船長的操作失誤，導致氣室130中支撐鋼索斷裂、彈出而擊破氣室130導致氫氣外洩，加上當時垂下的靜電釋放索導致氣室130 與機殼120的電壓差引發火花，而進一步引燃外洩氫氣，產生了火災。

因此，若能改良飛艇結構以改善安全上的問題，飛艇可以成為環保、安全又有效率的大眾運輸工具。

本創作之目的在於提供一種環保、安全又有效率的運輸裝置。

本創作的其他目的和優點可以從本創作所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本創作之一實施例為一種運輸裝置。運輸裝置包括一氣囊、一支架、一動力機構及一艙體。支架位於氣囊之下方，並且與氣囊相連接。動力機構連接於支架上。艙體位於支架之下方，並且固定於支架上，用以容納一承載物。艙體包括一重量調節機構，以調節艙體、承載物、氣囊及支架之總重力等於氣囊所提供的浮力。

當氣囊的位置在地面上1000公尺以內時，氣囊的大小V係以算式V=k*N估計，其中k為介於0.909134至0.982014之間的常數，而N為該運輸裝置及該承載物之總重。

艙體包括一外箱體、一內腔體以及外箱體所容納之一液體，內腔體位於外箱體之內部，並懸浮於液體上，而承載物容納於內腔體之內部，外箱體包括一出水口及一入水口。動力機構例如是裝設於支架之二相對側的人造翅膀、螺旋槳、或是纜繩。

在一實施例中，上述運輸裝置適合行駛於二高架結構體之間，其中動力機構包括二纜繩及二動力源，每一動力源分別設置於每一高架結構體上，每一纜繩連接於每一動力源與支架之間。運輸裝置更包括二安全索，其中每一安全索連接於二高架結構體之間。艙體之底部具有二支撐件，二支撐件分別連接於不同的二安全索，並可於二安全索上滑動。

本創作的運輸裝置利用重量調節機構來以調節艙體、承載物 及支架之總重力等於氣囊所提供的浮力，使得運輸裝置前進所需能量降至最低，提供另一種不同於傳統飛艇的節省機制。

100‧‧‧傳統飛艇

110‧‧‧骨架

120‧‧‧機殼

130‧‧‧氣室

140‧‧‧平板式尾鰭

150‧‧‧螺旋槳

160‧‧‧客艙

200‧‧‧運輸裝置

210‧‧‧氣囊

220‧‧‧支架

230‧‧‧動力機構

231‧‧‧人造翅膀

232‧‧‧螺旋槳

233‧‧‧纜繩

234‧‧‧動力源

240‧‧‧艙體

241‧‧‧入水口

242‧‧‧重量調節機構

243‧‧‧出水口

244‧‧‧外箱體

245‧‧‧液體

246‧‧‧內腔體

247、248‧‧‧支撐件

249‧‧‧浮球

250‧‧‧承載物

261、262‧‧‧安全索

501、502‧‧‧高架結構體

圖1為傳統飛艇之結構示意圖。

圖2為本創作之運輸裝置側剖面示意圖。

圖3為本創作之一實施例的運輸裝置之動力機構俯視示意圖。

圖4為本創作之一實施例的運輸裝置之動力機構俯視示意圖。

圖5為本創作之一實施例的運輸裝置之動力機構側視示意圖。

有關本創作之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本創作。

圖2為一種可以替代傳統飛艇的運輸裝置。此運輸裝置200包括一氣囊210、一支架220、一動力機構230及一艙體240。支架220位於氣囊210之下方，並且與氣囊210相連接，以支撐氣囊210及艙體240。動力機構230連接於支架上，用以提供運輸裝置200於水平方向前進的動力。艙體240位於支架220之下方，並且固定於支架220上，用以容納人員或物資等承載物250。艙體240包括一重量調節機構242，以調節艙體240、承載物250、氣囊210及支架220之總重力，使其與氣囊210所提供的浮力在垂直方向上力平衡。

在氣囊210設計方面，氣囊210採用比空氣輕的氣體充填，例如氫、氦等氣體，氣囊210的材質以堅韌、不透氣、質輕、防水、耐用為佳。

依浮力公式，在1大氣壓、25℃、地面上1000公尺以內，氣囊210大小的計算如下： 一、充填氫氣的氣囊大小V_H2 =0.909134*N，二、充填氦氣的氣囊大小V_He =0.982014*N，上式中，N為運輸裝置及其承載物之總重(單位：公斤)V_H2 及V_He 之單位皆為m³ 。

氣囊210宜以多個小氣囊組成，避免單一氣囊破裂導致所有氣體漏光的情形。

氣囊210的充氣有二種方式：第一種為在地面設置充氣站(未圖示)以進行充氣，行進間不充氣，此方式適合氫氣與氦氣；第二種為配備充氣設備(未圖示)於艙體240中，行進間可以補充氣囊210之氣體。

上述第二種方式的充氣設備有二種，一種為鋼瓶，內含已製備的氫氣或氦氣；另一種為電解製氫設備，只適合氫氣種類。

在艙體240設計方面，艙體240包括一外箱體244、一內腔體246以及外箱體所容納之一液體245。內腔體246位於外箱體244之內部，並懸浮於液體245上。而承載物250容納於內腔體246之內部。艙體240的重量調節機構242設於外箱體244上，係包括一出水口243及一入水口241。通過出水口243及入水口241調整液體245的量，使氣囊210、支架220、外箱體244、內腔體246、液體245及承載物250之總重等於氣囊210所提供的總浮力。

如圖2所示，艙體240與氣囊210之間具有一支架220，此支架220係為支撐艙體240的主要結構。

在動力機構230的設計方面，大致可分成三類：

1).人造翅膀231：仿鳥類之雙翅裝設在支架220之兩相對側，可收摺或展開，如圖3所示。

2).螺旋槳232：如圖4所示，二螺旋槳232分別裝設於支架220之二相對側。螺旋槳232可利用人力踩踏驅動、使用汽油的引擎或使用電力的馬達來驅動。

3).纜繩233：如圖5所示，上述運輸裝置200適合行駛於 二高架結構體501、502之間，其中動力機構230包括纜繩233及動力源234，動力源234例如是馬達與滑輪組之組合。每一高架結構體501或502皆設置一組馬達與滑輪組，每一馬達係提供動力給位於同一高架結構體上的滑輪組。每一纜繩233連接於動力源234與支架220之間。

除此之外，運輸裝置200更包括二安全索261、262，其中每一安全索261或262連接於二高架結構體501、502之間。艙體240之底部具有二支撐件247、248，二支撐件247、248分別連接於不同的二安全索261、262，並可於二安全索261、262上滑動。

因為圖5所示的動力機構230是利用牽引力，故艙體240及氣囊210的重量可被大幅的減少。此種運輸裝置200的兩條安全索261、262被設置在二高架結構體501、502之間，用以引導本運輸裝置200，以避免因天候不佳而導致失控。由於運輸裝置200與承載物250的總重量與氣囊210提供的空氣浮力形成垂直方向的力平衡，依牛頓定律，此種運輸裝置200的能量損失將可以很小。

為了調節艙體240內的液體245量，可設置儲水槽、水泵等裝置於每一高架結構體501、502或地面上。運輸裝置200停留於地面或高架結構體501、502時，儲水槽中的液體245可通過入水口241注入艙體240中，相反地，艙體240中的液體245也可以通過出水口243排至儲水槽中，以達到調節液體量的目的。附帶一提的是，在入水口241可設置一浮球249，當水位上升至入水口241處時，浮球249即可將入水口241堵住，以控制液面高度。

以上幾種動力機構230皆可用於可承載1~2人的小型運輸裝置、可承載4~10人的中型運輸裝置或可承載30人以上的大型運輸裝置。

因為小型運輸裝置較強調其機動性，故其動力機構230較適合採用人造翅膀231或螺旋槳232。而中型運輸裝置或大型運輸裝置考慮降低重量，減少氣囊210的大小等因素，並且通常用來進行固定距離與地點的大眾運輸，故使用纜繩233或風帆等動力機構為佳。

因為浮力與運輸裝置200能達到力平衡，理論上，此運輸裝置200可以停留在空間的任何位置，運輸裝置200的前進、後退、上升、下降或轉彎皆視所使用的動力機構230而定，並且可加裝方向舵或不裝。

使用本運輸裝置200時，應配合氣象資料，例如注意風速或打雷。於高空運輸時，適當的高度應在地面上1000公尺以內，因為除了飛安考量，氣囊在不同高度會漲大，例如位於10000公尺時，將變成位於地面時的2.9倍大，有撐破危險。

使用本創作的運輸裝置200後，道路結構變得不需要、飛行的高能量損失的問題可以被解決，所以可免除建造道路的成本與環境破壞、節省能源與低噪音、使運輸距離及運輸時間最小化而增加運輸效率、維護容易、製造成本低、並可改變城市風貌，趨向與大自然結合的生活方式，因此，對於大眾運輸而言是一個很好的選擇。

惟以上所述者，僅為本創作之實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍，即大凡依本創作申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。另外本創作的任一實施例或申請專利範圍不須達成本創作所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本創作之權利範圍。

200‧‧‧運輸裝置

210‧‧‧氣囊

220‧‧‧支架

230‧‧‧動力機構

240‧‧‧艙體

241‧‧‧入水口

242‧‧‧重量調節機構

243‧‧‧出水口

244‧‧‧外箱體

245‧‧‧液體

246‧‧‧內腔體

249‧‧‧浮球

250‧‧‧承載物

Claims (8)

1. 一種運輸裝置，包括：一氣囊；一支架，位於該氣囊之下方，並且與該氣囊相連接；一動力機構，連接於該支架上；以及一艙體，位於該支架之下方，並且固定於該支架上，用以容納一承載物；其中該艙體包括一重量調節機構以調節該艙體、該承載物、該氣囊及該支架之總重力等於該氣囊所提供的浮力、一外箱體、一內腔體以及外箱體所容納之一液體，該內腔體位於該外箱體之內部，並懸浮於該液體上，而該承載物容納於該內腔體之內部，其中該外箱體、該內腔體、該液體及該承載物之總重等於該氣囊所提供的浮力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之運輸裝置，其中該重量調節機構包括設置於該外箱體上的一出水口及一入水口。
3. 一種運輸裝置，包括：一氣囊；一支架，位於該氣囊之下方，並且與該氣囊相連接；一動力機構，連接於該支架上；以及一艙體，位於該支架之下方，並且固定於該支架上，用以容納一承載物，其中該艙體包括一重量調節機構，以調節該艙體、該承載物、該氣囊及該支架之總重力等於該氣囊所提供的浮力；其中該運輸裝置，適合行駛於二高架結構體之間，其中該動力機構包括二纜繩及二動力源，每一該動力源分別設置於每一該高架結構體上，每一該纜繩連接於每一該動力源與該支架之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之運輸裝置，更包括二安全索，其中每一該安全索連接於該二高架結構體之間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之運輸裝置，其中該艙體之底部具有二支撐件，該二支撐件分別連接於不同的該二安全索，並可於該二安全索上滑 動。
6. 如申請專利範圍第1項所述之運輸裝置，其中該動力機構係為二人造翅膀，分別裝設於該支架之二相對側。
7. 如申請專利範圍第1項所述之運輸裝置，其中該動力機構係為二螺旋槳，分別裝設於該支架之二相對側。
8. 一種運輸裝置，包括：一氣囊；一支架，位於該氣囊之下方，並且與該氣囊相連接；一動力機構，連接於該支架上；以及一艙體，位於該支架之下方，並且固定於該支架上，用以容納一承載物，其中該艙體包括一重量調節機構，以調節該艙體、該承載物、該氣囊及該支架之總重力等於該氣囊所提供的浮力；其中該氣囊的位置於地面上1000公尺以內時，該氣囊的大小係以算式V=k*N估計，其中V為該氣囊的大小，k為介於0.909134至0.982014之間的常數，而N為該運輸裝置及該承載物之總重。