本實用新型涉及航空航天領(lǐng)域，具體而言，屬于個人飛行器領(lǐng)域，涉及一種以普通滑板類運動操作技術(shù)可控的可自由轉(zhuǎn)向及自平衡恢復(fù)飛行滑板轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

人類在不斷進步的過程中，把其活動空間由小片區(qū)域延展到這個地表，從平面陸地上發(fā)展到空中乃至宇宙，然而其相對自由活動的空間僅限于地表及高空(飛機)，其間擁有巨大未被開發(fā)的活動空間。本實用新型旨在提供一種可行、操作靈活、安全、得以廣泛推廣進而改變?nèi)祟悐蕵贰⒊鲂蟹绞降膫€人飛行器—飛行滑板的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，進而緩解交通壓力、為青少年提供新式娛樂方式。

十分普及，以靈活操作著稱的板類運動如：四輪滑板、沖浪、單板滑雪，自然成為了眾多個人飛行器的衍生來源。

近日，世界各地同志之士紛紛公開各自創(chuàng)新實用新型：

2014年10月，美國Hendo Hover團隊公開了第一款懸浮滑板Hendo Hoverboard公開號WO/2015/157333，該滑板屬于磁懸浮飛行器領(lǐng)域，滑板下方裝有四個懸浮引擎，靠自身產(chǎn)生的特殊磁場將自身托離地面約1英寸左右，承載能力極限300鎊，原理與磁懸浮列車相似。該滑板因離開地表而極大減少了摩擦力，在空中可實現(xiàn)貼地漂浮效果。但該功能只能在特定非鐵金屬表面實現(xiàn)，具有很大活動局限性；其次，磁懸浮技術(shù)耗電巨大，使得該滑板只能持續(xù)工作7分鐘；再者，該磁懸浮滑板制造成本巨大，日前市面售價1萬美元(合人民幣約6.5萬)；同時，由個別官方未做配樂處理的視頻可得出，該滑板引擎在向外發(fā)射磁粒子轟擊下方金屬地面時，會發(fā)出尖銳刺耳噪音；最為重要的是，雖然該設(shè)計可以用遙控器控制非載人狀態(tài)下該滑板平移變向，但當有人在滑板上操作時無法自由控制，滑板上操作者無法控制滑板速度及前進方向，無法轉(zhuǎn)彎，除非撞到障礙物，只會筆直漂浮，只要操作者重心一不穩(wěn)，滑板就會被操作者的雙腳反向推出，使操作者摔落。但該設(shè)計核心的磁動力引擎的原理對該領(lǐng)域的潛在影響十分巨大。

次年2015年5月，加拿大實用新型家克特林·亞歷山德魯·杜魯(Catalin Alexandru Duru)公開了一種八旋翼懸浮滑板Omniboard，以飛行275.9m的距離打破吉尼斯紀錄。該滑板以12塊鋰電池為電源，一個主碳纖維架下方固定的八個螺旋槳為動力源，操作原理為：通過手中遙控裝置操控，改變各旋翼功率，使滑板向某一側(cè)傾斜，從而向該方向飛行，與遙控市場上銷售的四旋翼無人機相似。因上述操作原理，操作者需實現(xiàn)手上操作和身體重心保持平衡達到完全同步，所以操作時經(jīng)常會出現(xiàn)因手上操作與重心改變不同步而導(dǎo)致飛行滑板飛行極為不穩(wěn)定，危險系數(shù)大，難度系數(shù)大，操作者被迫全程處于高度緊張狀態(tài)，調(diào)整重心以配合手上操作，同時不得不為保持平衡而減小操作幅度，大大限制了滑板的前進速度；其次雖被稱為飛行滑板，該設(shè)計與滑板實質(zhì)上并無關(guān)系，并非以大眾所熟悉的，操作靈活，與沖浪、單板滑雪相似的操作方式為原理，(即：該滑板并非在保持機體水平的前提下水平移動，主要前進方向為操作者正前方，而非側(cè)面)，該設(shè)計是利用簡單的反向噴氣實現(xiàn)前進的個人飛行器，無法令操作者體驗與普通各式滑板、沖浪、單板滑雪相似的快感與刺激；同時，操作時雙腳被牢牢束縛且動作必須一致，限制了操作者雙腳的操作自由程度；另外，該滑板續(xù)航時間僅有1分三十余秒。不過該滑板證明了以旋翼、涵道風扇作為動力源支撐滑板的可行性。

同年羅馬尼亞Arcaspace團隊推出了另一款以36個涵道風扇作為動力源的懸浮滑板Arcaboard。該滑板原理基本與上述Omniboard相同，操作上全程靠改變操作者重心來改變滑板傾斜方向，即飛行方向。由于只靠改變重心來操作，操作者也需全程保持高度緊張狀態(tài)，因為輕微的重心改變就會引起整個機身的傾斜，穩(wěn)定性低，為保持平衡而減小操作幅度，同樣大大限制了滑板的飛行速度，同時用以保持成平衡的雙手并未得到完全解放；另同所述Omniboard一樣該設(shè)計實質(zhì)上與滑板無關(guān)，理由同上；附，造價高，市場售價14900美元(合人民幣約9.7萬)；飛行高度低。

同年日本雷克薩斯公司Lexus公開了一款利用高溫超導(dǎo)材料、液氮、永磁體軌道的懸浮滑板Slide。該滑板真正意義上繼承了滑板類運動的操作技巧，并帶給使用者相似的刺激體驗。但是，該滑板僅限在特質(zhì)永磁體軌道上使用，在單純普通地面如水泥地等表面無法工作；另外，由于軌道窄，滑板與軌道垂直方向上的平衡并不是十分穩(wěn)定，操作難度系數(shù)大，學習困難，即使雷克薩斯公司聘請的世界知名滑板手Ross Mcgouran，也是屢次失敗，經(jīng)過數(shù)百天的練習才得以初步駕馭。

同2015年，中國蘇州數(shù)字鷹科技發(fā)展有限公司申請專利(公告號CN 205235352U)，公開了雙承載部飛行滑板，其滑板基本水平行進原理與Omniboard和Arcboard相同，優(yōu)缺點相似。進一步的，該設(shè)計轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本原理與本專利相似，但是：

一、本方案設(shè)計上述三種飛行滑板水平方向上的前進所采用的技術(shù)方案不同，本設(shè)計是以普通滑板類運動操作技巧進行操作。

二、首先，其所涉及滑板技術(shù)方案無法實現(xiàn)行進間豎直方向上的運動操作(前進上升及前進下降)；

三、其實用新型無法同時實現(xiàn)前進與轉(zhuǎn)向，其滑板水平方向上的移動依靠操作者重心的改變，致使滑板機身發(fā)生傾斜從而向傾斜方向前進，如果操作者意欲同時進行轉(zhuǎn)向操作，會導(dǎo)致滑板沿傾斜方向為軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，當操作者旋轉(zhuǎn)到面向或背向前進方向時，滑板仍處于傾斜狀態(tài)，會由于操作者重心不穩(wěn)而傾側(cè)失控，因這一情況發(fā)生速度會非?？烨以摶逶O(shè)計無扭桿自平衡恢復(fù)機制，操作者無法及時做出逆操作，發(fā)生危險，因此為保證安全，操作者主觀上在前進過程中無法進行水平方向上的轉(zhuǎn)向。同時，操作者會在前進過程中由于雙腳用力輕微的差異做出轉(zhuǎn)向的誤操作，危險系數(shù)大，結(jié)果如上；

四、再者，因該滑板在前進過程中機體處于傾斜狀態(tài)，輕微的重心改變就會使滑板大幅度傾斜，需附加恢復(fù)調(diào)節(jié)機制，使系統(tǒng)復(fù)雜化。

五、進一步的，該滑板設(shè)計指明兩承載部可相對旋轉(zhuǎn)，但由于旋轉(zhuǎn)十分自由，毫無限制，使得一旦操作者因誤操作或重心失穩(wěn)導(dǎo)致操作幅度過大，飛行滑板將迅速發(fā)生旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致操作者進一步失控，實際操作中，另有風等其他太多不可控環(huán)境因素，危險系數(shù)大。

六、本專利無需應(yīng)用其權(quán)利書中所述主控模塊及高度感應(yīng)模塊；其專利中未指明陀螺儀與系統(tǒng)其他機制配合的技術(shù)方案，在此僅代表個人觀點猜測其目的為解決上述三四五的問題，若是如此，用陀螺儀來配合該專利的四個引擎部分所涉及的系統(tǒng)將十分復(fù)雜--由于兩個承載部需要相對旋轉(zhuǎn)來完成轉(zhuǎn)向操作，其自然需要兩承載部各自配有一套陀螺儀系統(tǒng)否則無法判斷機體整體的狀態(tài)，這樣一來，還需解決兩個系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)問題，每個系統(tǒng)又各涉及多個引擎，將問題復(fù)雜化；其所述高度感應(yīng)模塊會因滑板傾斜、滑板下方的地勢物品建筑等干擾，且會限制飛行滑板縱向操作空間，

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為開發(fā)人類尚未有效利用的活動空間-低空，本實用新型旨在提供一種可行、操作靈活、安全、令操作者放松、因操作技術(shù)與普通滑板類運動操作技術(shù)相仿而得以廣泛推廣、進而改變?nèi)祟悐蕵烦鲂蟹绞降膫€人飛行器—飛行滑板的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，從而緩解交通壓力、為青少年提供新式娛樂方式。

不同于以往部分號稱“飛行滑板”但操作技術(shù)與滑板不相干的實用新型設(shè)計，包含本實用新型扭桿轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的飛行滑板是真正意義上的飛行滑板，其操作技術(shù)因與四輪滑板、蛇板(活力板)、單板滑雪、沖浪相似，在充分考慮其他各現(xiàn)有方案的優(yōu)缺點后所提供的更為先進合理的操作系統(tǒng)，可使操作者在空中體驗滑板類運動獨特的側(cè)向前進方式所帶來的快感。

本實用新型的技術(shù)方案：

一種可自由轉(zhuǎn)向及自平衡恢復(fù)飛行滑板轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括左載力板1、右載力板2、氣體動力引擎、扭桿連接轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)4、通氣口5、固定器6和開關(guān)7；

機體承載部由左載力板1和右載力板2組成，獨立承載操作者左右腳，左載力板1和右載力板2通過扭桿連接轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)4活動連接；機體承載部上設(shè)有通氣結(jié)構(gòu)，供空氣順暢流通；

所述的扭桿連接轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)4為扭桿結(jié)構(gòu)，由多層韌性金屬板條組成；

動力部包括豎直氣體動力引擎3-1和水平氣體動力引擎3-2，多個豎直氣體動力引擎設(shè)置在左載力板1和右載力板2下端面，多個水平氣體動力引擎設(shè)置在左載力板1和右載力板2兩側(cè)，其中，水平氣體動力引擎位于機體承載部兩側(cè)，以操作者主觀視角為準，噴射方向水平向右；

所述的動力部中的豎直氣體動力引擎和水平氣體動力引擎為旋翼風扇；

所述的豎直氣體動力引擎細分為豎直朝下的主氣體動力引擎和朝向斜下方的副氣體動力引擎組，在產(chǎn)生足夠的豎直方向上的支持力的前提下，同時穩(wěn)定機身，減少側(cè)翻的危險；

固定部為設(shè)置在左載力板1和右載力板2上的固定器6，用于固定操作者雙腳，使操作者時刻對滑板可以施加控制，增強操作者對飛行滑板的控制力，使操作更安全靈活；

能源部，由鋰電池、內(nèi)燃機、渦輪機、太陽能電池等現(xiàn)有能源產(chǎn)生裝置組成，固定在機體內(nèi)部，旨在為整個系統(tǒng)提供能量；

開關(guān)，用于啟動關(guān)閉滑板。

本實用新型的有益效果：本實用新型是在考慮到人體運動時實際意欲的操控與本能反應(yīng)機制之間的合理性匹配，所設(shè)計出的一種以普通滑板類運動操作技術(shù)可控的可自由轉(zhuǎn)向及自平衡恢復(fù)飛行滑板轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。目的提供一種真正意義上的飛行滑板的轉(zhuǎn)向操作系統(tǒng)，使以簡單滑板類運動操作技術(shù)為基礎(chǔ)實現(xiàn)操作的飛行滑板成為可能。飛行中本實用新型僅靠雙腳及重心改變進行操作，解放操作者雙手，操作更安全靈活，符合人體運動機制，讓操作者在空中享受同樣的滑板類運動獨特體驗和自由飛行的樂趣，從而使飛行滑板得以大范圍普及，以改變?nèi)祟惓鲂袏蕵贩绞健?/p>

附圖說明

圖1為一種可自由轉(zhuǎn)向及自平衡恢復(fù)飛行滑板轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的俯視圖。

圖2為一種可自由轉(zhuǎn)向及自平衡恢復(fù)飛行滑板轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主視圖。

圖3為一種可自由轉(zhuǎn)向及自平衡恢復(fù)飛行滑板轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的仰視圖。

圖4為一種可自由轉(zhuǎn)向及自平衡恢復(fù)飛行滑板轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的左視圖。

圖5為操作狀態(tài)下，可自由轉(zhuǎn)向及自平衡恢復(fù)飛行滑板轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意圖。

圖6為一種可自由轉(zhuǎn)向及自平衡恢復(fù)飛行滑板轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的右轉(zhuǎn)向指示圖。

圖7為右轉(zhuǎn)向操作狀態(tài)下，可自由轉(zhuǎn)向及自平衡恢復(fù)飛行滑板轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的左視圖。

圖8為一種可自由轉(zhuǎn)向及自平衡恢復(fù)飛行滑板轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的左轉(zhuǎn)向指示圖。

圖9為左轉(zhuǎn)向操作狀態(tài)下，可自由轉(zhuǎn)向及自平衡恢復(fù)飛行滑板轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的左視圖。

圖中：1左載力板；2右載力板；3-1豎直氣體動力引擎；

3-2水平氣體動力引擎；4扭桿連接轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)；5通氣口；6固定器；7開關(guān)。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進一步說明本實用新型的具體實施方式。下列說明以慣有手為右手的操作者操作為例，慣用手為左手的操作者操作須將下述左右腳操作及方向?qū)φ{(diào)即可。

實施例

如圖1-2一種可自由轉(zhuǎn)向及自平衡恢復(fù)飛行滑板轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括左載力板1、右載力板2、氣體動力引擎、扭桿連接轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)4、通氣口5、固定器6和開關(guān)7；

機體承載部由左載力板1和右載力板2組成，獨立承載操作者左右腳，左載力板1和右載力板2通過扭桿連接轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)4相連接；機體承載部周圍設(shè)有通氣結(jié)構(gòu)，供空氣順暢流通；

所述的扭桿連接轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)4為扭桿結(jié)構(gòu)，由多層韌性金屬板條組成；

動力部包括豎直氣體動力引擎3-1和水平氣體動力引擎3-2，多個豎直氣體動力引擎設(shè)置在左載力板1和右載力板2下端面，多個水平氣體動力引擎設(shè)置在左載力板1和右載力板2兩側(cè)。其中，水平氣體動力引擎位于機體承載部兩側(cè)，以操作者主觀視角為準，噴射方向水平向右；

所述的動力部中的豎直氣體動力引擎和水平氣體動力引擎為旋翼風扇；

所述的豎直氣體動力引擎分為豎直朝下的主氣體動力引擎和朝向斜下方的副氣體動力引擎組，在產(chǎn)生足夠的豎直方向上的支持力的前提下，同時穩(wěn)定機身，減少側(cè)翻的危險；

固定部為設(shè)置在左載力板1和右載力板2上的固定器6，用于固定操作者雙腳，使操作者時刻對滑板可以施加控制，增強操作者對飛行滑板的控制力，使操作更安全靈活；

能源部，由鋰電池、內(nèi)燃機、渦輪機、太陽能電池等現(xiàn)有能源產(chǎn)生裝置組成，固定在機體內(nèi)部，旨在為整個系統(tǒng)提供能量；

開關(guān)，用于啟動關(guān)閉滑板。

雙腳固定后，操作者豎直站立在滑板上，打開開關(guān)，滑板以較大功率啟動，上升一段時間后功率恒定進入水平操控模式。

水平推進動力部啟動，產(chǎn)生恒定向右噴射氣流，推動機體水平向左運動，滑板水平前進；

當操作者雙腳施力踩踏控制使兩側(cè)載力板以扭桿連接轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)為軸相對旋轉(zhuǎn)，致使兩載力板不處于同一平面內(nèi)，其下方固定的豎直升降動力部噴氣方向不同從而使機體旋轉(zhuǎn)，改變機體前進方向。

扭桿轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)兩端固定于兩側(cè)載力板之間，進行轉(zhuǎn)向操作時，扭桿結(jié)構(gòu)受力發(fā)生扭動，產(chǎn)生反向較大的矩，與扭轉(zhuǎn)程度正相關(guān)，且存在扭轉(zhuǎn)程度極限。目的限制操作幅度及過度靈敏性，避免雙腳輕微的施力不均而導(dǎo)致滑板狀態(tài)的改變，同時使操作者無法輕易大幅度改變機體狀態(tài)而導(dǎo)致失控等危險；進一步的，停止施力時載力板就會立即自動恢復(fù)相對平衡狀態(tài)，盡可能減少失控機率。

此時，操作者只需適度反向操作施力，便可使滑板停止旋轉(zhuǎn)。

同時在水平推進動力部的作用下，飛行滑板將在前進同時改變機體朝向—即水平推進動力引擎噴射方向，實現(xiàn)在前進中轉(zhuǎn)向。

因如上所述技術(shù)方案，欲使轉(zhuǎn)向中的飛行滑板停下旋轉(zhuǎn)，需適度反向操作，所以該滑板在空中將以S型軌跡轉(zhuǎn)彎與大眾所熟知的蛇板相似，又以直線前進不同于蛇板，與大眾所熟知的四輪滑板、單板滑雪及沖浪運動相似。

當操作者雙腳控制使二載力部向同側(cè)傾斜時，致使兩氣體動力組同向噴射，使機身在貼近側(cè)立弧形墻面飛行時，與墻面保持一定距離平滑轉(zhuǎn)彎。

進一步的，當操作者在前進中，當操作者將重心移至右腳(后腳，相對于前進方向)，致使滑板機頭輕微上揚時，水平前進動力部的氣體動力引擎向后下方噴射氣流，對滑板推動力水平分力大于豎直升降動力部對滑板推動力水平分力，同時所述豎直升降動力部支持力豎直方向分力與水平前進動力部對滑板支持力豎直方向分力之合力大于機體與操作者總重，使滑板向前上方上升前進；

進一步的，當上述操作幅度變大，致使水平前進動力部對滑板推動力水平分力大幅度小于豎直升降動力部對滑板推動力水平分力，同時豎直升降動力部支持力豎直方向分力與水平前進動力部對滑板支持力豎直方向分力的合力大于等于機體與操作者總重，或小于的程度不至于導(dǎo)致滑板墜落，懸浮滑板剎車做水平方向上的減速運動。

反之，當操作者將重心放在左腳，滑板向前下方前進下降；

當下降到一定高度時，操作者手控開關(guān)至相應(yīng)檔位，滑板執(zhí)行降落程序，逐漸減小動力部個引擎功率，平穩(wěn)下降，落地后，手控開關(guān)關(guān)閉全部系統(tǒng)。

以上所述為該飛行滑板轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計主要結(jié)構(gòu)功能及優(yōu)勢，又不限于所述功能優(yōu)勢，部分結(jié)構(gòu)如水平和垂直動力部中的引擎、扭桿種類形狀、能源部組份有多種替換方案，應(yīng)均屬于該專利保護范圍之內(nèi)。由于本設(shè)計因其中包含扭桿轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)而在性能上優(yōu)于當今已有其他各項飛行滑板實用新型，任何將該結(jié)構(gòu)應(yīng)用于相似個人飛行器的團體個人應(yīng)均視為侵權(quán)。