一种留空装置的制作方法

本技术涉及空中交通工具领域, 具体是一种留空装置。

背景技术：

1、生活中很多方面需要留空装置，以便从高空进行作业，实现各种用途，例如，高空摄像监控，抢险救灾的高空照明，高空网络中继和娱乐等，于是人们利用一些类似飞行器的装置实现这些功能，飞行器飞行需要消耗燃油和电能等能源，发动机和燃料或者电机和电池的重量占据整个飞行器的重量比例超过百分之九十，即飞行器必须克服并超过这部分重力才能够留空飞行，为了能够让飞行器长时间飞行同时节约能源，人们发明了系留飞行器，通过地面装置不断输送能源给飞行器，实现长时间飞行完成设定任务，现有技术中最常用的是通过电缆从地面输送电能给设置和使用电机和螺旋桨驱动的飞行器使用，此类系留飞行器虽然把电源移动到了地面，但是其缺点是飞行器工作需要很大电流，电缆增加重量，如果使用高压电流又存在高压击穿危险，并且飞行器还是需要克服并超过电机重力才能留空飞行，再例如，申请公布号：cn107140229a提供了一种系留无人机能源供给系统， 提供的系留无人机能源供给系统，从地面向飞行器传输的能源是通过管道输送的燃料气体，燃料电堆、蓄电池或超级电容、电源控制器安装在无人机上，此技术方案的缺点是飞行器还是需要克服并超过燃料电堆等的重力才能够留空飞行，申请公布号：cn110963067a提供了一种系留无人机系统的燃料输送方法及系留无人机系统，通过机载燃料的传感器控制无人机端的阀门处于打开的状态或关闭的状态，通过系留缆为系留无人机系统中的无人机的发动机输送地面燃料设备中的燃料，为所述系留无人机系统中的无人机的发动机供给所述燃料；申请公布号：cn109808884a提供了一种系留无人机，地面机构上具有动力供应件和/或工质供应件，地面机构用于通过连接线缆向动力部件供应动力和/或向作业部件供应工质，这几种飞行器都是把燃料类能源输送到飞行器上，由飞行器上的能源转换装置把能源转换成动能，作用于空气飞行，例如燃料电堆利用把燃料气体转换为电能，通过电机和螺旋桨产生旋转，产生升力，或把电能储存于蓄电池备用，此类飞行器的缺点是需要在飞行器上设置能源转换装置，例如燃料电堆，内燃机等，这些装置增加飞行器的无效载荷，严重影响飞行器效率；还有一种娱乐用水上飞行器，使用抽水装置把水加压，通过水管输送给顶部飞行器，通过人体控制或控制器对于飞行器控制向下喷出水流，利用水的反作用力产生升力，例如，申请公布号：cn206155791u公布了一种智能水上飞行器，其主要内容是利用摩托艇等携带的高压水泵跟随移动，把水通过管道输送到水上飞行器，水上飞行器设有向下的喷口，利用向下喷出水的反作用力飞行；此类飞行器的缺点是，因为需要大量的水作为动力，必须在湖泊，河流等水面使用，在干旱地区无法使用，即使利用大型车辆携带大型水罐，在陆地使用的时候，其工作过程中向各个方向喷出的水向各处散落也是一个很难解决的问题，在很多环境无法使用，如电力维修，救援照明，网络支持等，另外由于水的比重较大，一台几百马力的摩托艇才能够把一个人体送到最大十几米的高度，高度已经到达极限，并且对于输送水的管道承受压力要求很高，因此虽然此类飞行器的留空装置已经发明出来很多年，不能够承担工作任务，成为一种只能在水面上娱乐的工具；以上所述留空装置效率较低，有效载荷小，留空时间短，需要改进。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种留空装置，能够减少现有留空装置顶部重量载荷，减少设备数量，增加留空时间，节约能源，提高安全。

2、为实现以上目的，本技术通过以下技术实现，

3、一种留空装置，所述留空装置包括高压气体装置1，输送管2和控制装置3，所述高压气体装置1设置于地面，用于产生高压气体，所述输送管2连接于高压气体装置1和控制装置3之间，用于把高压气体装置1产生的高压气体输送到设置于输送管2顶部的控制装置3，所述控制装置3把经过输送管2输送上来的高压气体通过改变高压气体方向，或改变高压气体方向和流量，或用高压气体为动力驱动机械装置，产生反作用力使输送管2和控制装置3留空。

4、所述高压气体装置1包括至少一个涵道风扇21，涵道风扇21的出风口连通输送管2下端，所述涵道风扇21设置电动马达22，电动马达22采用外接电源工作；或设置内燃机驱动涵道风扇21工作；或设置内燃机带动发电机输出电力驱动电动马达22工作。

5、所述高压气体装置1设置于拖车4内，拖车4设有移动轮41，牵引杆42和驻车支架47；收纳装置设置于拖车4内部，所述收纳装置设有圆筒形状收纳筒23，收纳锥24为具有圆锥头部的圆筒，收纳锥24设置于收纳筒23内部中心，收纳筒23开口于拖车面板25并设置于拖车面板25下方，涵道风扇21设置于收纳筒23底部外侧，涵道风扇21穿过收纳筒23的筒壁与输送管2连通，输送管2在收纳筒23内围绕收纳锥24存放，拖车4设置拖车侧板44，拖车侧板44顶部铰接于拖车面板43，拖车侧板44通过支撑筒46向上伸展与拖车面板43至同一平面，拖车4设置两个拖车侧板44，移动轮轴45设置于拖车4底部，移动轮轴45两端穿设移动轮41，驻车支架47铰接于拖车4，其使用方法为，输送管2上端连通控制装置3，控制装置3放置于拖车面板25上，启动涵道风扇21驱动高压气体进入输送管2，输送管2内部开始充气，并从控制装置3向下喷出，随着喷出气体流量的增加，控制装置3获得足够升力开始上升，输送管2从收纳筒23内不断伸出，到达设定高度，反之，涵道风扇21减少输出高压气体，控制装置3下降盘旋输送管2进入收纳筒23内部，控制装置3降落于拖车面板25和拖车侧板44组成的平面，用绳索或卡扣固定控制装置3于拖车面板43，收拢拖车侧板44于拖车4侧面。

6、所述控制装置3包括中中央腔30，弯管32，控制阀33，控制器35和电源36，所述中央腔30为空心腔体，所述中央腔30向下连通输送管2，所述弯管32均匀分布于中央腔30周围，所述弯管32远离中央腔30的一端具有喷气口34，所述喷气口34朝下，所述弯管32至少对称设置两个，所述喷气口34通过弯管32连通中央腔30，所述控制阀33设置于弯管32内部的位置或设置于喷气口34，所述控制阀33通过控制器35电连接电源36，用于控制喷气口34的气体流量。

7、所述控制装置3还设有方向弯管38，所述方向弯管38至少设置两个，所述方向弯管38对称设置于中央腔30周围，所述方向弯管38朝向水平方向弯曲，所述方向弯管38具有方向喷口381，所述方向喷口381朝向多个方向喷口381所形成水平方向圆形的切线方向，并且对称于中央腔30两边的方向喷口381沿着水平方向圆形切线的方向相反，在方向弯管38内或方向喷口381内设置方向控制阀382，所述方向控制阀382与控制器35电连接。

8、所述控制装置3设有旋转接头31，所述旋转接头31连接在控制装置3和输送管2之间，控制装置3可以在旋转接头31的位置相对于输送管2转动，所述的旋转接头包括左管311，右管312，旋转腔313，弹簧314和滑动垫圈315，所述左管311，右管312和旋转腔313同一轴线设置，所述右管312固定连接旋转腔313，所述左管311卡设于旋转腔312内，所述左管311和旋转腔315之间轴向设置滑动垫圈315，所述左管311相对于旋转腔313可以转动，旋转腔313内设置弹簧314将左管311压向滑动垫圈315。

9、所述控制阀33包括阀门转轴331，阀门瓣332，舵机333和阀门电缆334，所述阀门瓣332为片状，所述阀门转轴331连接舵机333的输出轴，所述舵机333通过阀门电缆334电连接控制板35，所述第一舵机333固定于弯管32外部，所述阀门瓣332固定于穿过弯管32内部的阀门转轴331上，阀门转轴331两端与弯管32转动连接。

10、所述控制阀33设置于喷气口34，并且阀门瓣332突出于喷气口34，所述多个控制阀33均匀分布于同一圆形水平面边沿，所述阀门转轴331指向多个控制阀33形成的圆形水平面中心，其控制方法为，控制阀33对称设置4个，其均匀分布于控制装置3的中央腔30四周，设定从阀门瓣332外侧视角确定其转动方向，包括顺时针方向和逆时针方向，阀门瓣332的初始位置是竖直方向，控制所有阀门瓣332顺时针方向转动，阀门瓣332倾斜，从喷气口34喷出的气流由于阀门瓣（332）的导流朝向顺时针方向倾斜喷出，由于反作用力从控制装置3顶部视角看，控制装置3逆时针方向受力转动；反之控制所有阀门瓣332逆时针方向转动，控制装置3顺时针方向受力转动；控制位于中央腔30两侧其中对称的两个阀门瓣332的一个朝顺时针方向转动，而另一个阀门瓣332朝逆时针方向转动，同样道理产生的反作用力有一个水平方向的分力，控制装置3横向受力移动；控制相邻的两个阀门瓣332其中一个朝顺时针方向转动，另一个阀门瓣332朝逆时针方向转动，从喷气口34喷出的气流量减少，因方向倾斜产生的力量互相抵消，控制装置3的升力减少。

11、所述控制装置3还包括涡轮组37，所述涡轮组包括涡轮371，螺旋桨372，涡轮轴373和涡轮支架374，所述涡轮371设置于喷气口34内部，所述涡轮371设置多个沿着涡轮轴373同轴设置的涡轮叶片，所述涡轮轴373通过轴承与涡轮支架374连接，所述涡轮轴373通过涡轮支架374固定于喷气口34内部，所述螺旋桨372在喷气口34外部固定于涡轮轴373。

12、所述控制器35包括信号发射和接收装置，所述信号发射和接收装置与地面信号发射和接收装置配套使用，用于对控制装置3上的一个或多个电器控制，所述信号发射和接收装置包括有线连接和/或无线连接，所述控制器35设有位置检测装置，所述位置检测装置用于检测控制装置3的位置状态。

13、所述电源36为可充电电源，所述电源36通过以下至少一种方式补充电量，

14、在控制装置3上设置太阳能发电片，利用太阳能产生电力电连接电源36补充电力；

15、从地面沿着输送管2利用电缆连接电源36补充电力；

16、在涡轮轴373设置发电机转子，在涡轮支架374对应的位置设置发电机定子线圈，利用涡轮轴373和涡轮支架374之间的相互转动带动发电机转子相对于定子线圈转动产生电力，定子线圈电连接电源36并给电源36补充电力。

17、在所述输送管2的上部或/和控制装置3的下部设置波纹部39，所述波纹部39可以弯曲。

18、在所述控制装置3设置起落架8，所述起落架8顶部固定于中央腔30底部。

19、所述留空装置还设有作业装置，所述作业装置为照明装置，所述照明装置包括照明灯5，第一电路板51和反光罩52，所述照明灯5电连接第一电路板51，反光罩52设置于照明灯5上部，所述第一电路板51设置于输送管2上端，所述照明灯5环绕输送管2设置，所述第一电路板51设有第一散热片53，所述第一散热片53朝向输送管2内部，所述第一电路板51电连接照明电源，所述照明电源为设置于照明灯5附近的电池，或者所述照明电源为通过电缆电连接的地面电力；所述第一电路板51与控制器35电连接，以控制器35传送信号打开或关闭照明灯5，或所述第一电路板51设置无线信号接收装置，通过地面遥控打开或关闭照明灯5，或所述第一电路板51通过电缆电连接地面开关控制打开或关闭照明灯5，或在地面接通或切断照明电源与所述第一电路板51控制照明灯5打开或关闭；

20、或/和所述作业装置为无线信号中继装置，所述中继装置包括中继天线6，第二电路板61和反射罩62，中继天线6电连接第二电路板61，第二电路板61设置于输送管2上端，所述中继天线6围绕输送管2设置，所述第二电路板61设有第二散热片63，所述第二散热片63朝向输送管2内部，所述第二电路板（61）连接中继电源，所述中继电源为设置于中继天线6附近的电池，或者所述中继电源从地面通过电缆连接的电力，所述中继装置用于传递转发无线信号；所述第二电路板61与控制器35电连接，以控制器35传送信号打开或关闭中继天线6，或所述第二电路板61设置无线信号接收装置，通过地面遥控打开或关闭中继天线6，或所述第二电路板61通过电缆电连接地面开关控制打开或关闭中继天线6，或在地面接通或切断中继电源与所述第二电路板61控制中继天线6打开或关闭；

21、或/和所述作业装置为消防装置，所述消防装置包括灭火筒7或/和灭火管9，所述灭火筒7能够发射灭火弹，所述灭火筒7设置于所述控制装置3的顶部，所述灭火筒7由地面遥控或通过信号电线沿着输送管2连接到灭火筒9控制发射灭火弹，所述灭火管9从地面沿着输送管2向上固定连接于输送管2或控制装置3，灭火管9由地面控制输送喷出灭火剂，所述灭火剂至少包括气相灭火剂，液相灭火剂和固相灭火剂其中一种；

22、或/和所述作业装置为人体固定装置10，所述人体固定装置10设置于控制装置3的顶部，所述人体固定装置10用于固定人体脚部。

23、所述留空装置使用的高压气体为空气；

24、或/和所述留空装置部分或全部使用流体作业工质作为所述高压气体；

25、或/和所述留空装置使用的高压气体为一种气体或多种气体，气体与液滴，气体与固体颗粒和气体与液滴与固体颗粒其中至少一种；上述的留空装置实施例例如，可以在空气中混合农药雾滴或粉剂进行农药喷洒，可以混合液体或粉剂灭火剂进行灭火作业等。

26、或/和所述留空装置内使用的高压气体为高温高压气体，所述高温高压气体通过输送管2传输到控制装置3，从喷气口34喷出，用于给电力电缆，风力发电系统或太阳能光伏发电系统清除灰尘冰雪，例如在空气进入留空装置前用燃料加热空气。

27、所述输送管2采用柔性材料制作。

28、所述高压气体1装置设置在地面，所述地面是广义的概念，包括陆地地面，陆地交通工具，水面交通工具等，在不同地面环境采用适合的工具承载，例如在陆地地面可以直接放置所述留空装置工作，或可以采用陆地的汽车或列车承载，或在水面可以采用船舶承载，或在其它飞行器上承载，例如在热气球或飞艇上也可以承载。

29、本技术的有益效果在于：本技术所述的留空装置，把能源原料和动力转换设备全都设置于地面，而直接采用气体作为本技术所述留空装置的动力传递介质，比较现有各类相似装置具有多个优点，其空中部分没有内燃机，电机和燃料电池等既复杂又沉重的驱动设备，更没有燃料和电池等能源供应部分，大幅度减少故障和留空装置在空中留空和飞行部分重量，以气体作为动力介质比较水更具有优势，可以在陆地使用，还可以在水面的船上使用，执行电力巡检和太阳能光伏系统维护等危险工作，例如执行海上风力发电机外部检查任务，如果使用水作为动力源的飞行器会产生巨大危险，本技术因此可以进行多种作业，并与作业装置的散热结构等相互结合，甚至利用作业工质作为留空装置的动力传递介质，同时实现留空和作业，所述留空装置的气体释放到周围空间，不会影响环境，经济环保本技术同时对相关作业装置进行改进，适合长时间作业，本技术对留空装置的升降装置进行改进，方便留空装置的收放和移动。