背景技術(shù):
:現(xiàn)有技術(shù)中,利用機(jī)械依靠人自己的力量帶著自身離開地面在空氣中運(yùn)動(dòng),已有許多實(shí)施例。<注1>例如:1979年6月12日,美國(guó)人保羅·麥克里迪設(shè)計(jì)的名為《飄忽信天翁》的飛行器,它有一對(duì)左右伸展的細(xì)長(zhǎng)機(jī)翼,機(jī)翼下面有自行車座子和塑料輪子,用一套塑料鏈條傳動(dòng)的腳踏機(jī)構(gòu),通過(guò)腳踏帶動(dòng)機(jī)翼后面的塑料螺旋槳旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生向前的推力,相對(duì)向后的氣流對(duì)機(jī)翼的作用力產(chǎn)生升力,使其飛行了2小時(shí)49分鐘?!讹h忽信天翁》可以用于體育運(yùn)動(dòng)中,在日常生活中很難普及。因?yàn)樗褂玫氖锹菪龢蜋C(jī)翼,靠人力很難產(chǎn)生足夠大的升力。而人力飛行器靠的是其左、右壓氣輪壓氣產(chǎn)生的升力,與《飄忽信天翁》本質(zhì)上完全不同。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
:本發(fā)明的目的在于提供一種依靠人自己的力量對(duì)空氣產(chǎn)生壓力、其反作用力推動(dòng)負(fù)載(包括自身)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
附圖說(shuō)明:
本發(fā)明的技術(shù)方案是:(圖1)本發(fā)明包括中支架(1)(中心軸與框架可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng))、懸掛于中心軸上的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2)、與框架固定連接的左、右壓氣輪(3)、(4)、固定連接于框架和左、右壓氣輪上并可使左、右壓氣輪前后擺動(dòng)且能調(diào)整氣流左、右方向的操縱系統(tǒng)(5)、固定連接于框架上的配重(6)、與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2)固定連接的安全傘(7)。人坐在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的座椅里,像踩自行車那樣踩動(dòng)踏腳板,通過(guò)鏈條傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)座椅下面的軸,再通過(guò)二組皮帶傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)左、右壓氣輪的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)葉子板運(yùn)動(dòng)對(duì)空氣產(chǎn)生壓力,使人力飛行器產(chǎn)生向上的升力。而手控操縱系統(tǒng)可改變氣流方向,使人力飛行器實(shí)現(xiàn)空中停留、左右擺動(dòng)、前后移動(dòng)、左右轉(zhuǎn)彎等各種運(yùn)動(dòng)。
由于《壓水(氣)輪》已經(jīng)取得了發(fā)明專利權(quán)<注2>,所以對(duì)左、右壓氣輪下文不再詳細(xì)敘述。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
圖1為本發(fā)明的總圖;
圖2、圖7、圖13、圖31、圖38、圖39分別為中支架、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、左壓氣輪、操縱系統(tǒng)、配重、安全傘的部件圖;
右壓氣輪由于和左壓氣輪完全對(duì)稱,故省去描述;
圖14是圖13中C處的放大圖。
為便于理解,分別提供了主要零件圖;圖3~圖6、圖8~圖12、圖15~圖30、圖32~圖37。
實(shí)施例:本發(fā)明(圖1)包括中支架(1)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2)、左壓氣輪(3)、右壓氣輪(4)、操縱系統(tǒng)(5)、配重(6)、安全傘(7)。
中支架(圖2)由中心軸(1)(圖3)、框架(2)(圖4)、支撐桿(一)(3)(圖5)、吊箍(4)、螺桿(一)(5)、雙頭螺母(6)、螺桿(二)(7)、支承環(huán)(8)、滾針(9)、擋圈(10)、支撐桿(二)(11)(圖6)、輪子組件(12)組成。二件框架(2)和三件支撐桿(一)(3)及一件支撐桿(二)(11)固定連接,二件支承環(huán)(8)通過(guò)二組(各4件)螺桿(二)(7)、雙頭螺母(6)、不等長(zhǎng)的螺桿(一)(5)、吊箍(4)連接于支撐桿(一)(3)、支撐桿(二)(11)上,支承環(huán)(8)與中心軸(1)間安裝有滾針(9)可使中心軸(1)轉(zhuǎn)動(dòng),擋圈(10)固定滾針(9)的位置,轉(zhuǎn)動(dòng)雙頭螺母(6)可以調(diào)整中心軸(1)的中心位置。四件輪子組件(12)裝在框架(2)的下部,可方便人力飛行器在地面上移動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(圖7)由支承環(huán)(1)(圖8)、吊桿(2)(圖9)、座椅(3)(圖10)、支架(4)(圖11)、擋圈(5)、支桿(6)(圖2)、螺栓(7)、螺桿(8)、螺母(9)、鉸聯(lián)板(10)、墊圈(11)、銷(12)、軸(一)(13)、蓋(一)(14)、蓋(二)(15)、簿螺母(一)(16)、簿螺母(二)(17)、鋼球(18)、踏腳桿(19)、踏腳板(20)、螺母(21)、大鏈輪(22)、鏈輪罩(23)、滾子鏈(24)、小鏈輪(25)、軸(二)(26)、同步輪(一)(27)、同步帶(28)、同步輪(二)(29)、配重(30)組成。座椅(3)與二個(gè)吊桿(2)固定連接,吊桿(2)上開有長(zhǎng)槽孔,可調(diào)節(jié)座椅上下位置。吊桿(2)固定連接于支承環(huán)(1)上,支承環(huán)(1)固定于中支架(圖2)中的中心軸上。座椅(3)下面裝有能轉(zhuǎn)動(dòng)的軸(二)(26),人坐在座椅(3)里,腳踩踏腳板(20),通過(guò)鏈輪傳輸系統(tǒng)(13~25),帶動(dòng)軸(二)(26)轉(zhuǎn)動(dòng),軸(二)二端固定連接著同步輪(一)(27),通過(guò)同步帶(28)、分別與左壓氣輪(圖13)、右壓氣輪中轉(zhuǎn)子固定連接的同步輪(二)(29),使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。支架(4)可以繞座椅(3)的底部管子旋轉(zhuǎn),座椅(3)、支架(4)上分別裝有能活動(dòng)的鉸聯(lián)板(10),由螺桿(8)、螺母(9)來(lái)調(diào)節(jié)支架(4)與座椅(3)的相對(duì)位置,以滿足人體腿長(zhǎng)的不同。支架(4)的左右位置由擋圈(5)來(lái)固定。支桿(6)固定連接于支架(4)上,通過(guò)調(diào)整螺栓(7)來(lái)控制鏈條的松緊。配重(30)是用來(lái)平衡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)左右重量的。鏈條傳輸系統(tǒng)由于同自行車的現(xiàn)有技術(shù)相同,這里不再詳述。同步帶(28)的松緊可由座椅(3)和吊桿(2)的相對(duì)位置來(lái)控制。<注3>
左壓氣輪(圖13)由轉(zhuǎn)子(1)(圖15)、擋風(fēng)板(一)(2)(圖16)、擋風(fēng)板(二)(3)(對(duì)稱件)、軌道(一)(4)(圖17)、軌道(二)(5)(對(duì)稱件)、加強(qiáng)盤(6)(圖18)、軸承座(7)(圖19)、支撐桿(8)(圖20)、壓板(一)(9)、罩板(10)(圖21)、軸承(11)、油封(12)、軸承(13)、葉子板(14)(圖22)、軸(一)(15)、軸套(一)(16)、擋圈(17)、聯(lián)桿(18)(圖23)、軸(二)(19)、銷(20)、軸承(21)、軸套(二)(22)、擋圈(23)、出風(fēng)口(C處放大)(圖14)組成。左壓氣輪的構(gòu)造和原理與《壓水(氣)輪》專利說(shuō)明書上的基本相同,相同點(diǎn)這里不再描述。擋風(fēng)板(一)(2)與擋風(fēng)板(二)(3)由四根支撐桿(8)固定,罩板(10)和擋風(fēng)板(一)(2)與擋風(fēng)板(二)(3)固定連接,擋風(fēng)板(二)(3)與中支架(圖2)中的框架固定連接,加強(qiáng)盤(6)是為了增加左壓氣輪的剛性。整個(gè)左壓氣輪由軸承(13)定位于中支架(圖2)的中心軸中。出風(fēng)口(圖14)是控制氣流方向的裝置,由板(一)(24)(圖24)、板(二)(25)(圖25)、銷(26)、板(三)(27)(圖26)、螺桿(28)(圖27)、螺母(29)、條板(一)(30)(圖29)、條板(二)(31)(圖28)、壓板(32)(圖30)組成。板(一)(24)、板(二)(25)和圖13中擋風(fēng)板(一)(2)、擋風(fēng)板(二)(3)固定連接并圍成漏斗狀;二塊板(三)(27)通過(guò)銷(26)分別與板(一)(24)、板(二)(25)鉸連;四件條板(二)(31)與二件條板(一)(30)通過(guò)二根螺桿(28)將板(三)(27)圍住,可使條板(三)左右擺動(dòng),以調(diào)整氣流方向;位置確定后由壓板(32)固定。
右壓氣輪由于和左壓氣輪完全對(duì)稱,這里不再?gòu)?fù)述。
操縱系統(tǒng)(圖31)由支架(一)(1)(圖32)、支架(二)(2)(圖33)、搖桿(3)(圖34)、擺桿(4)(圖35)、擺動(dòng)板(5)、銷軸(6)、銷(7)、聯(lián)桿(8)、舵(9)(圖36)、支承桿(10)(圖37)、墊板(11)組成。支架(一)(1)分別焊于中支架(圖2)中的二個(gè)框架上,搖桿(3)二端分別與支架(一)(1)固定連接,擺桿(4)套于搖桿(3)上,兩端分別與擺動(dòng)板(5)扣連(見(jiàn)V圖);支架(二)(2)也分別焊于中支架(圖2)中的二個(gè)框架上,擺動(dòng)板(5)由銷(7)支承,下端與聯(lián)桿(8)扣連;聯(lián)桿(8)分別串過(guò)左、右壓氣輪的擋風(fēng)板上的小孔與舵(9)扣連;舵(9)由二組支承桿(10)定位且能轉(zhuǎn)動(dòng),支承桿(10)固定于左、右壓氣輪的二塊擋風(fēng)板上。操縱時(shí),人的二手分別握住擺桿(4)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(圖7)中的座椅上前端的扶手上,改變左、右二手前后相對(duì)位置可使左、右壓氣輪繞中支架(圖2)中的中心軸迴轉(zhuǎn),使壓氣方向與重力方向產(chǎn)生角度;擺桿(4)還可左、右移動(dòng),通過(guò)擺動(dòng)板(5)、聯(lián)桿(8)使舵(9)擺動(dòng),從而改變氣流方向。
配重(圖38)由配重桿(1)、壓板(2)、配重塊(3)、螺母(4)組成。二組配重對(duì)稱布置。配重的作用是為了平衡上、下二部分旋轉(zhuǎn)件對(duì)中心軸產(chǎn)生的力矩。
安全傘(圖39)由傘布(1)和傘架(2)組成。傘架固定連接于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(圖7)的支承環(huán)上;當(dāng)人力飛行器下落時(shí),安全傘可起緩沖作用。安全傘與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一起,由于重力的作用,運(yùn)動(dòng)中始終維持鉛垂?fàn)顟B(tài)。
具體實(shí)施方式:人坐在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(圖7)的座椅(3)中,一手握住座椅上的左前端的扶手,另一手握住操縱系統(tǒng)(圖31)的擺桿(4),二腳輪換踩動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(圖7)的踏腳板(20),使左、右壓氣輪(圖13)的轉(zhuǎn)子(1)旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)葉子板(14)跟著旋轉(zhuǎn)的同時(shí)作有規(guī)侓的擺動(dòng),使空氣產(chǎn)生向下的壓力,反作用力使人力飛行器向上運(yùn)動(dòng);擺桿此時(shí)可控制人力飛行器左、右擺動(dòng)。在空中,改變二手前后相對(duì)位置,由于左、右壓氣輪壓氣方向與鉛垂方向有了角度而產(chǎn)生水平分力,可使人力飛行器前、后運(yùn)動(dòng);擺桿此時(shí)可控制人力飛行器左、右轉(zhuǎn)向。
本實(shí)施例理論依據(jù)為論文《壓水(氣)輪原理》,該論文得到相關(guān)部門的認(rèn)可。<注4>
依據(jù)論文,單個(gè)壓氣輪能產(chǎn)生向上的升力為F=66.324n2a3Hρη,人力飛行器能產(chǎn)生向上的升力為2F=132.684n2a3Hρη。
由設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)推算,若踏腳板每秒鐘轉(zhuǎn)一圈,通過(guò)鏈條與皮帶傳輸機(jī)構(gòu),使得壓氣輪的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為n=5.2轉(zhuǎn)/秒,葉子板高度H=1米,空氣的密度ρ=1公斤/米3,機(jī)械效力若為η=0.8,則2F=2869牛頓,即該人力飛行器能將292公斤的重量升上天空。人力飛行器設(shè)計(jì)大部分選用鋁合金材料,設(shè)計(jì)總重量為197公斤。也就是說(shuō),只要是重量小于或等于95公斤的人,都可以使人力飛行器升上天空。
注釋:
1.《飛向藍(lán)天》,謝礎(chǔ)著,江蘇教育出版社1998年8月第一版。
2.發(fā)明專利《壓水(氣)輪》,專利號(hào)ZL 97101501.5,授權(quán)公告號(hào)CN 1098789C。
3.鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)參照《機(jī)電液設(shè)計(jì)手冊(cè)(上)》。
4.論文《壓水(氣)輪原理》及相關(guān)部門認(rèn)可證明見(jiàn)附頁(yè)。