一种颠簸中能量提取机构及飞行器

摘要

本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种颠簸中能量提取机构及飞行器，其中，颠簸中能量提取机构适用于设置于飞行器的底部，包括刚性腔室、摆动板和柔性囊；刚性腔室发生摆动时，液封部沿着刚性腔室的内壁流动，以使液封部的一侧的流体流向设于摆动板的一侧的柔性囊内，并使液封部的另一侧的流体从设于摆动板的另一侧的柔性囊内流出，进而使得设于摆动板的一侧的柔性囊逐渐膨胀，并使得设于摆动板的另一侧的柔性囊逐渐收缩；设于摆动板的相对两侧的柔性囊分别推动和拉动摆动板发生摆动。

权利要求

1.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器的底部设置有颠簸中能量提取机构和助推机构；

所述颠簸中能量提取机构包括：

刚性腔室，设置有折弯段；所述折弯段的顶部设有两个以上通孔，内部储存有液封部；

摆动板，可摆动地设于所述折弯段的上方，所在平面竖直设置；所述摆动板的底部设有转轴；

柔性囊，为两个以上；两个以上所述柔性囊的内部与两个以上所述通孔一一对应连通；

至少一个所述柔性囊的外壁与所述摆动板的一侧面固定连接，至少一个所述柔性囊的外壁与所述摆动板的另一侧面固定连接；每个所述柔性囊的内部及所述刚性腔室的内部储存有流体；

所述刚性腔室发生摆动时，所述液封部沿着所述刚性腔室的内壁流动，以使所述液封部的一侧的所述流体流向设于所述摆动板的一侧的所述柔性囊内，并使所述液封部的另一侧的所述流体从设于所述摆动板的另一侧的所述柔性囊内流出，进而使得设于所述摆动板的一侧的所述柔性囊逐渐膨胀，并使得设于所述摆动板的另一侧的所述柔性囊逐渐收缩；

设于所述摆动板的相对两侧的所述柔性囊分别推动和拉动所述摆动板发生摆动；

所述助推机构设于所述转轴的一端，与所述转轴传动连接；借助所述颠簸中能量提取机构能够有效地提取摆动能量，通过所述转轴将摆动能量转化为可输出的机械能；所述颠簸中能量提取机构和所述助推机构相配合，能够将摆动能量转换为所述飞行器的助推力，以减少飞行器行进能耗；当所述飞行器刚启动时或行进过程中，该助推力能降低起步或行进所需能耗；

所述助推机构包括：

第一齿轮，套设于所述转轴的一端；

第二齿轮，为两个，设于所述第一齿轮的下方，侧壁分别与所述第一齿轮的侧壁啮合连接；

传动块，为两个，与两个所述第二齿轮一一对应地连接；

第一传动臂，为两个；其中一个所述第一传动臂的一端与其中一个所述传动块连接，另一端与其中一个第二传动臂的一端连接；另一个所述第一传动臂的一端与另一个所述传动块连接，另一端与另一个所述第二传动臂的一端连接；

摆动蹼，为两个，所在平面分别与所述第一齿轮的轴线相互平行；其中一个所述摆动蹼的一端与其中一个所述第二传动臂的侧壁固定连接，另一个所述摆动蹼的一端与另一个所述第二传动臂的侧壁固定连接；

当所述第一齿轮随所述转轴进行顺时针旋转时，带动两个所述第二齿轮逆时针旋转，进而带动其中一个所述摆动蹼向上摆动，并带动其中一个所述摆动蹼向下摆动；当所述第一齿轮随所述转轴进行逆时针旋转时，带动两个所述第二齿轮顺时针旋转，进而带动其中一个所述摆动蹼向上摆动，并带动其中一个所述摆动蹼向下摆动。

2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述液封部两侧的所述流体均为预设体积的气体或液体。

3.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述刚性腔室内设有隔断，以将所述刚性腔室的内部分割成两个上流道和一个下流道；

所述液封部储存于所述下流道内；

其中一个所述上流道通过所述通孔与设于所述摆动板的一侧的所述柔性囊的内部连通，另一个所述上流道通过所述通孔与设于所述摆动板的另一侧的所述柔性囊的内部连通；

所述流体储存于所述下流道、所述上流道以及所述柔性囊内。

4.根据权利要求1至3任一项所述的飞行器，其特征在于，每个所述柔性囊的横截面为两侧直线，一侧弧形的结构，其中一直线侧与所述折弯段的顶部固定连接，另一直线侧与所述摆动板固定连接；

所述摆动板的底部与所述折弯段的顶部转动连接。

5.根据权利要求4所述的飞行器，其特征在于，每个所述柔性囊的弧形侧设有多个折痕。

6.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述第一齿轮的直径大于所述第二齿轮。

7.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器内的中部设置有隔板，且所述隔板位于所述柔性囊及所述摆动板的上方。

说明书

一种颠簸中能量提取机构及飞行器

技术领域

[0001] 本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种颠簸中能量提取机构及飞行器。

背景技术

[0002] 对于飞行器，行进过程中，受不稳定的气流影响，会发生颠簸。依赖于飞行器自身的结构特点，左右摆动幅度往往较大。

[0003] 因此，如何在飞行器发生颠簸时，有效地提取利用颠簸能量成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

[0004] 为解决在飞行器发生颠簸时，不能有效地提取利用颠簸能量的问题，本发明提供一种颠簸中能量提取机构及飞行器。

[0005] 为实现本发明目的提供的一种颠簸中能量提取机构，适用于设置于飞行器的底部，包括：

[0006] 刚性腔室，设置有折弯段；折弯段的顶部设有两个以上通孔，内部储存有液封部；

[0007] 摆动板，可摆动地设于折弯段的上方，所在平面竖直设置；

[0008] 柔性囊，为两个以上；两个以上柔性囊的内部与两个以上通孔一一对应连通；至少一个柔性囊的外壁与摆动板的一侧面固定连接，至少一个柔性囊的外壁与摆动板的另一侧面固定连接；每个柔性囊的内部及刚性腔室的内部储存有流体；

[0009] 刚性腔室发生摆动时，液封部沿着刚性腔室的内壁流动，以使液封部的一侧的流体流向设于摆动板的一侧的柔性囊内，并使液封部的另一侧的流体从设于摆动板的另一侧的柔性囊内流出，进而使得设于摆动板的一侧的柔性囊逐渐膨胀，并使得设于摆动板的另一侧的柔性囊逐渐收缩；设于摆动板的相对两侧的柔性囊分别推动和拉动摆动板发生摆动。

[0010] 在其中一些具体实施例中，液封部两侧的流体均为预设体积的气体或液体。

[0011] 在其中一些具体实施例中，刚性腔室内设有隔断，以将刚性腔室的内部分割成两个上流道和一个下流道；

[0012] 液封部储存于下流道内；

[0013] 其中一个上流道通过通孔与设于摆动板的一侧的柔性囊的内部连通，另一个上流道通过通孔与设于摆动板的另一侧的柔性囊的内部连通；

[0014] 流体储存于下流道、上流道以及柔性囊内。

[0015] 在其中一些具体实施例中，每个柔性囊的横截面为两侧直线，一侧弧形的结构，其中一直线侧与折弯段的顶部固定连接，另一直线侧与摆动板固定连接；

[0016] 摆动板的底部与折弯段的顶部转动连接。

[0017] 在其中一些具体实施例中，每个柔性囊的弧形侧设有多个折痕。

[0018] 基于同一构思的一种飞行器，飞行器的底部设置有上述任一些具体实施例提供的颠簸中能量提取机构和助推机构；

[0019] 摆动板的底部设有转轴；

[0020] 助推机构设于转轴的一端，与转轴传动连接。

[0021] 在其中一些具体实施例中，助推机构包括：

[0022] 第一齿轮，套设于转轴的一端；

[0023] 第二齿轮，为两个，设于第一齿轮的下方，侧壁分别与第一齿轮的侧壁啮合连接；

[0024] 传动块，为两个，与两个第二齿轮一一对应地连接；

[0025] 第一传动臂，为两个；其中一个第一传动臂的一端与其中一个传动块连接，另一端与其中一个第二传动臂的一端连接；另一个第一传动臂的一端与另一个传动块连接，另一端与另一个第二传动臂的一端连接；

[0026] 摆动蹼，为两个，所在平面分别与第一齿轮的轴线相互平行；其中一个摆动蹼的一端与其中一个第二传动臂的侧壁固定连接，另一个摆动蹼的一端与另一个第二传动臂的侧壁固定连接；

[0027] 当第一齿轮随转轴进行顺时针旋转时，带动两个第二齿轮逆时针旋转，进而带动其中一个摆动蹼向上摆动，并带动其中一个摆动蹼向下摆动；当第一齿轮随转轴进行逆时针旋转时，带动两个第二齿轮顺时针旋转，进而带动其中一个摆动蹼向上摆动，并带动其中一个摆动蹼向下摆动。

[0028] 在其中一些具体实施例中，第一齿轮的直径大于第二齿轮。

[0029] 在其中一些具体实施例中，飞行器内的中部设置有隔板，且隔板位于柔性囊及摆动板的上方。

[0030] 本发明的有益效果：本发明的颠簸中能量提取机构通过设置刚性腔室，当刚性腔室借助水面波动发生摆动时，液封部沿着刚性腔室的内壁流动，以使位于液封部的一侧的流体流向设于摆动板的一侧的柔性囊内，并使液封部的另一侧的流体从设于摆动板的另一侧的柔性囊内流出，进而使得设于摆动板的一侧的柔性囊逐渐膨胀，并使得设于摆动板的另一侧的柔性囊逐渐收缩。设于摆动板的相对两侧的柔性囊分别推动和拉动摆动板发生摆动，进而使得摆动板的底部发生转动。如此，当刚性腔室发生左右摆动时，能够有效地提取利用摆动能量，将摆动能量转化为可输出的机械能，该机械能可用于发电，或为刚性腔室（飞行器）的前进提供助推力。

附图说明

[0031] 图1是本发明一种颠簸中能量提取机构一些具体实施例的侧视图；

[0032] 图2是图1所示的颠簸中能量提取机构沿B‑B的剖视图；

[0033] 图3是图1所示的颠簸中能量提取机构沿A‑A的剖视图；

[0034] 图4是本发明一种飞行器中颠簸中能量提取机构和助推机构的组合结构示意图。

[0035] 附图中，110、刚性腔室；111、隔断；120、液封部；130、摆动板；131、转轴；140、柔性囊；150、流体；210、第一齿轮；220、第二齿轮；230、传动块；240、第一传动臂；250、第二传动臂；260、摆动蹼。

具体实施方式

[0036] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0037] 所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0038] 本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴线”、“周向”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0039] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“铰接”等术语应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0040] 如背景技术所述，对于飞行器，行进过程中，受不稳定的气流影响，会发生颠簸。依赖于飞行器自身的结构特点，左右摆动幅度往往较大。因此，如何在飞行器发生颠簸时，有效地提取利用颠簸能量成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

[0041] 为改善上述问题，参照图1、图2和图3，在本申请的一个方面，提供了一种颠簸中能量提取机构，适用于设置于飞行器的底部，包括刚性腔室110、摆动板130和柔性囊140。其中，刚性腔室110的中部设置有折弯段，折弯段的顶部设有两个以上通孔，内部储存有液封部120。摆动板130可摆动地设于折弯段的上方，所在平面竖直设置。柔性囊140为两个以上。两个以上柔性囊140的内部与两个以上通孔一一对应连通。至少一个柔性囊140设于摆动板
130的一侧，外壁与摆动板130的一侧面固定连接。至少一个柔性囊140设于摆动板130的另一侧，外壁与摆动板130的另一侧面固定连接。每个柔性囊140的内部及刚性腔室110的内部储存有流体150。液封部120用于将位于摆动板130相对两侧的柔性囊140内的流体150隔断
111，并借助液封部120的移动，使两侧的柔性囊140内的流体150流入和流出。具体地，当刚性腔室110发生摆动时，液封部120沿着刚性腔室110的内壁流动，以使位于液封部120的一侧的流体150流向设于摆动板130的一侧的柔性囊140内，并使液封部120的另一侧的流体
150从设于摆动板130的另一侧的柔性囊140内流出，进而使得设于摆动板130的一侧的柔性囊140逐渐膨胀，并使得设于摆动板130的另一侧的柔性囊140逐渐收缩。设于摆动板130的相对两侧的柔性囊140分别推动和拉动摆动板130发生摆动，进而使得摆动板130的底部发生转动。如此，当刚性腔室110发生左右摆动时，能够有效地提取利用摆动能量，将摆动能量转化为可输出的机械能，该机械能可用于发电，或为刚性腔室110（飞行器）的前进提供助推力。

[0042] 需要指出的是，颠簸中能量提取机构可以整体设置于飞行器的舱体内的下部，刚性腔室110安装于舱体的腹部上。当然，也可以借助飞行器的舱体的腹部在舱体内构建刚性腔室110。另外，若将本申请应用于船舶或车辆，颠簸中能量提取机构整体可设置于船舶的舱体内的下部或车辆的车厢内的下部。

[0043] 优选地，在示范例中，刚性腔室110的材质为金属或硬质塑料。摆动板130的材质为金属或硬质塑料。柔性囊140的材质为乳胶或硅胶等材质，能够发生形变。液封部120为水或密度大于水的液体介质。

[0044] 在其中一些实施例中，刚性腔室110为4个、6个、8个或更多，沿飞行器的体长方向均匀分布。相应的，柔性囊140为4个、6个、8个或更多，沿飞行器的体长方向均匀分布。摆动板130为1个。

[0045] 在其中一些实施例中，液封部120两侧的流体150均为预设体积的气体。如氮气等难溶于水的惰性气体。相对于使用液体作为流体150的形式，流动时与刚性腔室110的内壁的粘性较低，更有利于流体150运动，提高摆动响应。在另一些实施例中，液封部120两侧的流体150均为预设体积的液体，如油或密度小于水的液体介质，难溶于水。相对于使用气体作为流体150的形式，受挤压时，量不易受损，满足长期使用需求。

[0046] 具体地，在示范例中，刚性腔室110内设有隔断111，以将刚性腔室110的内部分割成两个上流道和一个下流道。液封部120储存于下流道内。其中一个上流道通过通孔与设于摆动板130的一侧的柔性囊140的内部连通，另一个上流道通过通孔与设于摆动板130的另一侧的柔性囊140的内部连通。流体150储存于下流道、上流道以及柔性囊140内。如此，便于两侧的柔性囊140贴近摆动板130的相对两侧面设置。整体布局合理紧凑，体积较小。

[0047] 具体地，在示范例中，每个柔性囊140的横截面为两侧直线，一侧弧形的结构，其中一直线侧与折弯段的顶部固定连接，另一直线侧与摆动板130固定连接。摆动板130的底部通过转轴131与折弯段的顶部的安装板转动连接。借助刚性腔室110和摆动板130支撑夹持柔性囊140，使得柔性囊140位置不易发生偏移，保障了能量提取的稳定性。整体布局紧凑，有利于整体实现小型化和轻量化设计。在每个柔性囊140的弧形侧设有多个折痕，有利于柔性囊140发生形变和恢复形变。

[0048] 参照图1、图2、图3和图4，在本申请的另一个方面，提供了一种一种飞行器，飞行器的底部设置有上述任一些具体实施例提供的颠簸中能量提取机构和助推机构。摆动板130的底部设有转轴131。助推机构设于转轴131的一端，与转轴131传动连接。

[0049] 需要说明的是，助推机构整体安装于飞行器的尾部。借助能量提取机构能够有效地提取摆动能量，将通过转轴131将摆动能量转化为可输出的机械能。能量提取机构和助推机构相配合，能够将摆动能量转换为飞行器的助推力，以减少飞行器行进能耗。尤其当飞行器刚启动时或行进过程中，该助推力能大幅降低起步或行进所需能耗。

[0050] 具体地，在示范例中，助推机构包括第一齿轮210、第二齿轮220、传动块230、第一传动臂240、第二传动臂250和摆动蹼260。第一齿轮210套设于转轴131的一端。第二齿轮220为两个，设于第一齿轮210的下方，侧壁分别与第一齿轮210的侧壁啮合连接。采用齿轮转动的形式，能够有效地降低传动能量损耗。传动块230为两个，与两个第二齿轮220一一对应地固定连接，分别能够发生摆动。第一传动臂240为两个。其中一个第一传动臂240的一端与其中一个传动块230连接，另一端与其中一个第二传动臂250的一端连接。另一个第一传动臂240的一端与另一个传动块230连接，另一端与另一个第二传动臂250的一端连接。摆动蹼
260为两个，所在平面分别与第一齿轮210的轴线相互平行。其中一个摆动蹼260的一端与其中一个第二传动臂250的侧壁固定连接，另一个摆动蹼260的一端与另一个第二传动臂250的侧壁固定连接。当第一齿轮210随转轴131进行顺时针旋转时，带动两个第二齿轮220逆时针旋转，进而带动其中一个摆动蹼260向上摆动，并带动其中一个摆动蹼260向下摆动。当第一齿轮210随转轴131进行逆时针旋转时，带动两个第二齿轮220顺时针旋转，进而带动其中一个摆动蹼260向上摆动，并带动其中一个摆动蹼260向下摆动。两个交替上下摆动的摆动蹼260能够提供助推力，以降低飞行器前进和起步所需能耗。

[0051] 优选地，在示范例中，第一齿轮210的直径大于第二齿轮220。如此，能够有效地提高摆动蹼260的摆动频率，进而提高助推力。

[0052] 优选地，在示范例中，每个第二齿轮220可转动地安装于飞行器的尾部。

[0053] 优选地，在示范例中，飞行器内的中部设置有隔板，且隔板位于柔性囊140及摆动板130的上方。隔板的顶面的上方为乘客舱，隔板能够将乘客舱与颠簸中能量提取机构隔离。

[0054] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“一个具体实施例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0055] 以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明的构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。