用于稳定经受俯仰和横滚力矩的飞船和其它交通工具的质量转移系统技术方案

本发明专利技术涉及一种控制交通工具俯仰和／或横滚和／或重心的机构。第一实施例是一种轨道式质量转移系统，其中路径沿着交通工具中央水平面设置或径向终止于该水平面以将一个或多个质量转移设备移动到所需位置以控制交通工具俯仰和／或横滚和／或重心。第二实施例是一种流体质量分布系统，其中一个或多个导管选择性地将流体分配到靠近交通工具中央水平面设置的一个或多个容箱以控制交通工具俯仰和／或横滚和／或重心。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的各种实施例主要涉及一种用于稳定经受俯仰和横滚力矩的交通工具的系统。更具体地，本专利技术的至少一个实施例涉及一种用于稳定经受俯仰和横滚力矩的飞船的质量转移系统。
技术介绍
通常，比空气轻的或浮力航行器(通常称为“飞船”)包括外罩、含有升力气体的一个或多个充气气囊、推进系统、导向系统和吊篮或乘客厢。飞船如同其它航行器通常依赖于外部控制机构(例如，升降舵、翼片、方向舵等)以控制飞船姿态并且在飞行中稳定飞船。飞船通常经受沿着三条轴线的力矩，它们可由三个基本控制向量确定。该三个基本控制向量为俯仰(围绕横向轴线的旋转)、横滚(围绕纵向轴线的旋转)和偏航(围绕竖直轴线的旋转)。传统控制系统依赖于外部控制机构以产生使得飞船根据需要俯仰、横滚和/或偏航的空气动力学作用力以基本抵消否则将在飞行中扰动飞船的外力(例如，阵风或云)。传统控制系统也用于调整用于飞船的攻角，该飞船依赖于动力学升力和反向动力学升力以用于起飞和着陆。然而，这些外部控制机构是低效的，因为它们为飞船增加了显著的重量并且它们的操作也产生阻力，这使得当飞船在所需方向中移动时速度变慢。这些外部控制机构产生阻力，即使当它们未被启动时，因为它们趋于破坏飞船的空气动力学形状。而且，在很慢或盘旋飞行中，这些传统控制系统性能不佳，因为在外部控制机构上产生不充分的气流。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例是这样一种飞船，它可包括具有形成空腔的内表面和外表面的船体、联接到船体外表面的船舱、联接到船体外表面以用于提供偏航控制的推进设备，以及用于探测船体俯仰和/或横滚运动的传感器。该飞船也可包括邻近船体设置的路径、构造成沿着该路径移动的质量转移设备，以及用于从传感器接收俯仰信号和/或横滚信号并且使用俯仰信号和/或横滚信号控制质量转移设备沿着该路径运动以稳定飞船和/或实现所需俯仰和/或横滚定向的控制设备。该质量转移设备可构造成沿着该路径移动以朝向飞船的压力中心调整飞船的重心。本专利技术的一个实施例涉及一种用于交通工具的稳定性控制系统，其采用一种机构以控制交通工具俯仰和/或横滚。该系统可包括邻近交通工具周边设置的路径、可移动地联接到该路径的质量转移设备，以及构造成引起质量转移设备从路径上的第一位置向路径上的第二位置移动以实现所需俯仰或横滚定向的控制器。本专利技术的一个实施例提供一种用于透镜状盘形飞船的稳定性控制系统，该系统包括围绕飞船的内部和/或外部赤道设置的一个或多个轨道以及联接到该一个或多个轨道的一个或多个质量转移设备(例如，可移动单元如机械或机器人式滑车)，各个质量转移设备输送或用作重物并且包括驱动机构以沿着该一个或多个轨道移动该质量转移设备。一个或多个传感器可被用于探测飞船的俯仰和/或横滚并且提供一个或多个相应输出信号。控制器可从该一个或多个传感器接收一个或多个输出信号并且提供一个或多个信号以沿着该一个或多个轨道将该一个或多个质量转移设备移动到一定位置从而实现所需俯仰和/或横滚定向。本专利技术的一个实施例涉及一种用于为交通工具提供俯仰和横滚稳定性的系统。该系统可包括围绕交通工具的中央水平平面设置的多个容箱、联接到该多个容箱以用于向和从该多个容箱输送流体的导管，以及构造成引起流体向或从该多个容箱移动以实现所需俯仰和/或横滚定向的控制器。附图说明图1示意了采用根据本专利技术一个实施例的用于稳定飞船俯仰和/或横滚的控制系统的飞船的后部透视图；图2示意了图1飞船的底视图，其具有采用根据本专利技术一个实施例的质量转移系统以稳定和/或定向飞船的控制系统；图3示意了图1飞船的局部透视侧视图，其具有根据本专利技术一个实施例的控制系统；图4示意了根据本专利技术一个实施例的用于控制飞船俯仰和/或横滚的轨道式质量转移系统的顶视图；图5示意了根据本专利技术一个实施例的图4示意的轨道式质量转移系统的局部截面侧视图；图6示意了质量转移设备的局部透视图，该设备沿着根据本专利技术一个实施例的轨道式质量转移系统的路径行进；图7示意了图6质量转移设备的端视图，该设备位于根据本专利技术一个实施例的轨道式质量转移系统的路径中；图8示意了根据本专利技术一个实施例的图6的质量转移设备的透视图；图9示意了根据本专利技术一个实施例的图6的质量转移设备的侧视图；图10是示意控制系统的框图，该系统用于控制根据本专利技术一个实施例的图6的质量转移设备以调整飞船俯仰和/或横滚；图11A示意了根据本专利技术一个实施例的轨道式质量转移系统的顶视图，该系统具有用于调整交通工具重心并且提供俯仰和横滚稳定性的质量转移设备；图11B示意了根据本专利技术一个实施例的轨道式质量转移系统的顶视图，该系统具有用于调整交通工具重心并且提供俯仰和横滚稳定性的六个质量转移设备； 图12A示意了根据本专利技术一个实施例的联结到轨道的可移动吊篮，它可用于调整交通工具重心；图12B示意了根据本专利技术一个实施例的联结到一个或多个轨道的一个或多个可移动推进马达，该马达也可用于调整交通工具重心；图13示意了根据本专利技术一个实施例的用于控制图1飞船的俯仰和横滚的流体质量转移系统；图14示意了根据本专利技术一个实施例的图13的流体质量转移系统的框图；图15示意了根据本专利技术一个实施例的用于控制图1飞船俯仰和横滚的流体质量转移系统的顶视图。具体实施例方式现在参考附图描述实施本专利技术各种特征的实施例的方法和系统。附图和相关描述被提供用于示意本专利技术实施例而非用于限制本专利技术的范围。在本说明书中对“一个实施例”或“某个实施例”的引用是用于表明关于该实施例描述的具体特征、结构或特性被结合在本专利技术的至少一个实施例中。在说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”、“一个实施例”并非必定指的是相同的实施例。在全部图中，参考数字被再次使用以表示在所引用元件之间的对应。此外，各个参考数字的第一位表示该元件首次出现于其中的图。在下面的描述中，某些术语用于描述本专利技术一个或多个实施例的某些特征。例如，术语“路径”可包括，但是并非必定限于，轨道、引导件、通道、路径、导轨、管道和/或隧道，设备(例如质量转移设备)可在其上或通过其中被引导和/或可以骑靠。术语“质量转移设备”可包括，但是并非必定限于，滑车、重物、推车和/或能够邻近、沿着、通过或在该路径上移动的设备。术语“流体”可包括，但是并非必定限于，气体、水性溶液、水、油、空气和/或其它物质。图1示意出采用控制系统(例如，如图10所示的俯仰和/或横滚控制系统)以用于稳定根据本专利技术一个实施例的飞船100的俯仰和/或横滚的飞船100的后部透视图。飞船100可包括船体102、推进设备104、吊篮106和多个着陆支撑件和轮子108。在这里描述的本专利技术并不限于飞船并且因此可被用于经受俯仰和横滚力矩的其它交通工具。例如，本专利技术的一个实施例涉及一种用于船(例如，海船、帆船、游艇、筏或其它水载船只)的控制系统，它采用质量转移系统以稳定和/或定向该船。船体102可由柔性(例如，织物)和/或刚性(例如，轻质金属或合成物)材料或其组合制成，该材料或者独立地或者与内部结构框架相结合地为飞船100提供结构整体性。船体102可构造成球形、扁球形(即，透镜状或“碟”形)、环形、雪茄(即，类似传统软式飞艇)的形状和各种其它空气动力学形状。飞船100可以是非刚性的(飞船的形状依赖于其柔性织物封套内部的气体，该气体具有高于外部大气的压力)、半刚性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞船，包括：具有形成空腔的内表面和外表面的船体；联接到船体外表面的船舱；联接到船体外表面以用于提供偏航控制的推进设备；用于探测船体俯仰或横滚运动的传感器；邻近船体设置的路径；构造成沿着该路 径移动的质量转移设备；以及用于接收俯仰信号或横滚信号并且使用该俯仰信号或横滚信号控制质量转移设备沿着该路径的运动以实现所需的船体俯仰或所需横滚。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔K瓦尔登，小乔治H希文，
申请(专利权)人：LTAS控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]