用于自由飞行、受约束的翼元件的操纵单元制造技术

本发明专利技术涉及一种用于风力推进系统的操纵单元，所述操纵单元包括：第一固定连接装置（３５），其用于固定牵引缆绳（４３）的第一端，所述牵引缆绳（４３）的第二端固定到牵引力将传递到的设备或者交通工具上；第二连接装置（３１ａ、ｂ，３６ａ、ｂ，３３，３４），其用于连接多个牵引绳（４０ａ、ｂ，４１ａ、ｂ），所述牵引绳的第二端固定到空气动力学的翼元件（１１ａ，１２ａ，２１）；机械支撑框架（１００，１１０），其将第一连接装置连接到第二连接装置以传递牵引力。本发明专利技术的目的是提供一种具有更好的可操作性和稳定性的改进设计的操纵单元。根据本发明专利技术，改进的操纵单元的第二连接装置包括：至少一个上固定连接点（３１ａ、ｂ）；左侧可移动连接点（３６ａ）；右侧可移动连接点（３６ｂ）；以及操纵致动装置（３３，３４，１２０，１３０，１４０ａ－ｃ），其用于改变上固定连接点和左侧可移动连接点之间的距离，并且用于改变上固定连接点和右侧可移动连接点之间的距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于风力推进系统的操纵单元，该操纵单元包括第 一固定连接装置和第二连接装置，第 一 固定连接装置用于固定牵引缆绳 的第一端，牵引缆绳的第二端固定到在其上将被传递牵引力的一个设备或者交通工具上，第二连接装置用于连接多个牵引绳的第一端，牵引绳 的第二端被固定到空气动力学的翼元件。机械支撑框架将第 一连接装置 连接到第二连接装置以传递牵引力。本专利技术的另一个方面是包括这种操 纵单元的空气动力学的风力推进系统。此外，本专利技术还涉及一种控制这 种空气动力学的风力推进系统的方法。
技术介绍
本专利技术的风力推进系统基本上包括空气动力学翼元件，其通过多个 牵引绳连接于非常靠近翼元件的操纵单元。操纵单元本身通过单个的牵 引缆绳连接到交通工具或者能量转换器，通过空气动力学翼元件产生的 牵引力将会传递到该交通工具或者能量转换器。在WO2005/100150和WO2005/100147中公开公开了这种风力推进 系统的例子。为了扩大应用领域并且提高这种风力推进系统的效率，通常希望增 大空气动力学翼元件的尺寸。当旨在提供例如可以用来拖拽货船的有效 的风力推进系统时，诸如风筝的空气动力学翼元件必须具有160到 50001112的面积。这样大尺寸的翼元件的通常的问题是，它们的飞行的 控制。而且，由于期望翼元件在较高的高度飞行以便使用较高高度处存 在的增加的风速，所以通过多于一个的牵引绳将翼元件连接到地面连接 点不是有效的，因为多于一个的牵引绳将增加连接装置的重量。因此， 必须通过多个牵引绳将翼元件连接到一个靠近翼元件设置的吊篮，然 而，吊篮本身通过一个单个的牵引缆绳连接到地面或者船上的基础连接 点。
技术实现思路
当选择这种风力推进系统的布置时，第一个问题是，具有相关的吊 篮的翼元件的方向和速度的操纵方式。本专利技术的一个目的是提供一种用 于这样吊篮的操纵单元，其能改进系统的操纵特性。这种布置的另一个相关问题是，吊篮的重量。通常，期望重量最小 化，因为(i)吊篮的重量必须由翼元件承载，因此降低了传递到基础 连接点的牵引力，并且(ii )较大的惯性负面地影响了翼元件的操作性。 然而，必须由吊篮传递的力相当强地阻止吊篮内的支撑结构的尺寸缩 小。本专利技术的一个目的是提供一种用于这样吊篮的操纵单元，其具有相 对于它的传递牵引力的能力来说优化的重量。而且，通常需要从基础控制单元来控制翼元件的飞行参数，该基础 控制单元设置在基础连接点附近。通常，要求控制信号从基础控制单元 传递到吊篮中的操纵单元，以控制操纵单元中的致动器。这样布置结构 伴随的通常的问题是，如果控制信号的传递中断，存在翼元件将变得不 可控制的危险。本专利技术的另一个目的是提供一种风力推进系统，其能够 减小甚至消除这种危险。通过本专利技术的第一个方面，提供一种上面提到的操纵单元，其中，第二连接装置包括至少一个上固定连接点；左侧可移动连接点；右侧 可移动连接点；以及操纵致动装置，其用于改变上固定连接点和左侧可 移动连接点之间的距离，并且用于改变上固定连接点和右侧可移动连接 点之间的距离。本专利技术的操纵单元，提供一种操纵其上附连的空气动力学翼元件的 高级的布置结构。操纵单元的基本概念依赖于一个固定、 一个右侧可移 动和一个左侧可移动连接点的设置，用于将连接于空气动力学翼元件的 牵引绳连接于所述的连接点。根据本专利技术，上固定连接点或者多个这样 的上固定连接点连接到牵引绳，所述牵引绳连接到空气动力学翼元件的 中心部分。左侧可移动连接点设置成连接到那些连接于空气动力学翼元 件的左侧部分的牵引绳，并且右侧可移动连接点设置成连接到那些连接 于空气动力学翼元件的右侧部分的牵引绳。因此，通过缩短其中一个可移动连接点和上固定连接点之间的距 离，并且选择性地附加延长另一个可移动连接点和上固定连接点之间的 距离，空气动力学翼元件的几何形状能被改变以便改变翼元件的飞行方 向。特别地，空气动力学翼元件的几何形状能从对称形状改变为非对称 形状，其中在对称形状中，两个可移动连接点设置在距离上固定连接点 相同的距离处，在非对称形状中，空气动力学翼元件的一侧朝向操纵单 元的方向弯曲，并且另 一侧选择性地附加地远离操纵单元的方向弯曲。优选地，空气动力学翼元件具有如公知的现有技术的风筝那样弯曲 的横断面形状，并且该弯曲的曲率通过可移动连接点而改变。根据本专利技术，可移动连接点可以设置在操纵单元的机械支撑框架外 侧。然而，用于传递连接到可移动连接点的牵引绳的牵引力的负荷发生 点，优选地设置在支撑框架内。根据第一个优选实施例，操纵致动装置包括用于选择性地沿交替 (二选一 )的方向驱动带的致动器，带的第一端提供左侧可移动连接点， 带的第二端提供右侧可移动连接点。该优选实施例中，当在一个方向驱 动带时，获得左侧和右侧可移动连接点的同时运动。具体而言，增加了 上固定连接点和一个可移动连接点之间的距离，然而，降低了到另一个 连接点的距离。该实施例可以如下进一步改进，即操纵致动装置包括可旋转地固定到 M支撑框架的从动轮和带，该带至少部分地缠绕该从动轮，该带的第一 端提供左侧可移动连接点，并且该带的第二端提供右侧可移动连接点。通 过该优选实施例，从动^t为牵引力的负荷发生的点，作用在可移动连接 点上，并且这些牵引力通过轮的旋转轴承被传递到机械支撑框架中。该轮 可以由电动机驱动，该电动机的旋转速度优选通过减速齿轮传递到该轮 上，因此，增加了作用在轮上的力矩。减速齿轮可以选自行星齿轮、谐波传动齿轮、住友齿轮(s腿itomo gear)或者斯皮纳齿轮(spinea gear )。可以实现用于致动从动轮的其它解决方案，例如连接到轮上的杆， 并且由线性致动器偏心地致动。具体地，优选的是从动轮是齿轮，并且带是有齿的以由轮配合地接收。这保证了轮的旋转安全地传递到可移动连接点的运动。根据另一个替换的解决方案，操纵致动装置包括第一致动器和第二 致动器，第一致动器连接于支撑框架并且适于改变上固定连接点和左侧 可移动连接点之间的距离，第二致动器连接支撑框架并且适于改变上固 定连接点和右侧可移动连接点之间的距离。第一和第二致动器可以是气 压缸或者液压缸，其第一端连接到支撑框架，并且其第二端分别提供左 侧和右侧可移动连接点。根据另一个优选的实施例，支撑框架包括至少一个、优选两个或者 更多个支撑板。而且，支撑框架可以优选包括两个或者多个支撑板，它们设置成彼此 隔开一定距离，并且中间夹入至少一个上固定连接点和第一连接装置。利 用实施例，实现该支撑框架的结构，其允许较轻重量的结构和作用在支撑 框架上的驱动力的安全传动。该支撑板可以由类似于轻金属合金、纤维补 强的聚合体或者类似的适当材料制成。特别地，两个支撑板可以从第一连 接装置延伸到上固定连接点。根据另一个优选实施例，第一固定连接装置和第二固定连接装置的 负载发生点通过用于传递牵引力的张力纤维粗纱连接。该优选实施例依 赖于如下结论，即作用在第一固定连接装置和第二连接装置之间的主力 是张力，因此，操纵单元的较轻重量的结构优选地通过这些连接装置和 特别地适合传递张力的结构的连接而实现。根据该优选实施例，纤维粗 纱用来传递牵引力。该纤维粗纱可以选自玻璃纤维、碳纤维和其它的适 合所述目的的纤维。根据该实施例，多个纤维用来提供粗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于风力推进系统的操纵单元，所述操纵单元包括：　第一固定连接装置（３５），其用于固定牵引缆绳（４３）的第一端，所述牵引缆绳（４３）的第二端固定到牵引力将传递到的设备或者交通工具上；　第二连接装置（３１ａ、ｂ，３６ａ、ｂ，３３ ，３４），其用于连接多个牵引绳（４０ａ、ｂ，４１ａ、ｂ），所述牵引绳的第二端固定到空气动力学的翼元件（１１ａ，１２ａ，２１）；　机械支撑框架（１００，１１０），其将所述第一连接装置连接到所述第二连接装置以传递牵引力；　其特征在于 ，所述第二连接装置包括：　至少一个上固定连接点（３１ａ、ｂ），　左侧可移动连接点（３６ａ），　右侧可移动连接点（３６ｂ），以及　操纵致动装置（３３，３４，１２０，１３０，１４０ａ－ｃ），其用于改变所述上固定连接点和所 述左侧可移动连接点之间的距离，并且用于改变所述上固定连接点和所述右侧可移动连接点之间的距离。

【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：斯特凡弗拉格，斯特凡布拉贝克，
申请(专利权)人：天帆有限两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]