用于推进乘员的装置和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种推进系统（10），其包括主体（11），主体（11）被布置成用于接纳乘员（1）并且与推力单元(12a,12b,13a,13b)接合，推力单元(12a,12b,13a,13b)被从压缩工位供应加压流体。这种装置的布置穿过空气中或者在流体表面下方提供较大的移动自由度。本发明还涉及一种推进系统，其中，压缩工位可以在远处，呈机动海洋运载工具的形式。
【专利说明】用于推进乘员的装置和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于推进乘员以便使乘员能穿过空气或在流体内以很大运动自由度借助于乘员的敏捷性和体格来移动的装置和系统。
[0002]本发明还提供为使实施起来很简单并且使尽可能多的人易于取得的该系统。
【背景技术】
[0003]在空间中移动一直是人类的主要的梦寐以求的事情之一。已生产了许多机器，每一种都比先前的机器更加复杂，其目的是为了以较大或较小的成就来实现这个梦想。
[0004]因此，为了试图容易地在就像水面那样多样性的环境中移动以及接触有时候敌对的环境，诸如在20世纪60年代在美国专利3，243，144或3，381，917中描述的一种推进装置包括呈背带(harness)或座椅形式的主体，乘员可以定位于该主体上/中。这样的主体与特别地呈一对喷嘴形式的推力单元接合，这对喷嘴用于喷射压力下的流体并且因此生成推力。为了简化乘员的飞行并且为了减少其体力消耗，喷嘴布置于主体-乘员组件的重心上方，具体地在乘员肩部的高度处。这种单元还包括流体压缩工位，流体压缩工位被供应易燃液体或气体并且定位于乘员背部。所述工位能供应充分的推力来使乘员起飞/起航，转变成一种类型的人体火箭。这种装置的低操作范围与危险性相关联使得它们保持相对机密。
[0005]最近，诸如描述于美国专利7，258，301和美国专利申请2008/0014811 Al中的装置从所述教导内容获得灵感，对其进行调适以降低该系统的危险性。在此情况下，压缩工位较远并且通常是专用的。而且，加压流体为由所述工位压缩的水，在这方面特别地从为了减轻深海潜水者的体力消耗使用压缩水的实验(如在美国专利3，277，858中所提出)获得灵感。美国专利7，258，301和美国专利申请2008/0014811 Al因此提出了一种空中推进装置，其类似于其先前的产品，被调适成使加压水利用诸如消防软管这样的供应通道从远程压缩工位运输。喷嘴的配置以及能导向所述喷嘴以便确定装置轨迹的机构被故意保持为维持在某种程度上易于导航乘员。但是，特别地起飞/起航阶段需要乘员处于初始站立位置，脚站在坚实的表面上。乘员移动的体力消耗(减至其最简单的表现)不利于在水面上或在水面下方移动的自由度和多样性。而且，根据美国专利7，258，301的这种“装置+工位”系统较为昂贵，这归因于包括铰接的喷嘴的装置设计和专用的压缩工位的设计。能穿过空间而移动的事实本身就具有娱乐方面效果。但是，位于装置重心上方的喷嘴的配置带给乘员从虚拟的起重机吊钩在肩膀上挂住的印象，并且因此剥夺了乘员的许多感受/感知:降落、即兴或特技/杂技型动作。而且，限制了方向和移动的多样性/种类。并不易于例如利用已知的装置“横斜地”移动或者从在水面上的直线轨迹立即变化到潜水阶段紧接着在水面下进行多种移动。
【发明内容】
[0006]本发明对于由已知的解决方案提出的所有缺点做出响应。本发明主要在于提供一种装置，其中，设计意味着从现有技术的突破。这种装置主要包括基本上平面的平台，一个或多个乘员可以定位于该平台上。起飞/起航和移动由一组至少三个喷嘴所供应的推力生成，这组喷嘴中的两个是自由的并且计划由乘员之一保持，所述喷嘴全都被布置成定位于“装置-乘员”组件的重心下方。因此由于所述创新装置的乘员的体格和敏捷性能控制装置推力并且以很大的自由度和无与伦比的娱乐效果来执行移动和表演特技。
[0007]为了向大量使用者提供这种感受，本发明提供了使用已知的机动水中载运工具(MWV)作为远程压缩工位的可能性。本发明并不需要这种专用压缩工位的设计。
[0008]在本发明的许多优点中，可提到的是本发明能:
-可向使用者提供高度娱乐性的装置，在学习之后，这种装置变得易于使用，提供广泛的应用范围；
-使制造推进装置所需的元件最小化为其最简单的表现；
-使用机动水中载运工具或陆地载运工具来供应装置推力所需的加压流体；
-提供从任何完全或部分浸没的条件，从干地等起飞或潜水的能力；
-提供娱乐(竞技、特技等)以及民用或军事安全应用。
[0009]为此目的，本发明提供一种推进装置，其包括主体，主体被布置成用于接纳乘员并且与推力装置接合，推力装置被供应加压流体。为了利用所述乘员的体格和敏捷性，该主体包括基本上平面的平台，基本上平面的平台具有底表面和顶表面，乘员可以定位于顶表面上。本发明还提供推力单元，其包括:
-至少一个主要喷嘴，主要喷嘴与平台的底表面接合并且根据基本上垂直于底表面的轴线而定位；
-两个自由次要喷嘴，其被布置成在装置通常使用期间由乘员保持在“装置-乘员”组件的重心下方。
[0010]为了改进根据本发明的装置的处置，喷嘴可以有利地向前移动以便使至少一个主要喷嘴而不是次要喷嘴提供大部分推力。
[0011]为了向该装置供应加压流体，在一实施例中，根据本发明的推进装置可包括用于收集加压流体并且将加压流体分配到喷嘴的机构，被布置成用于将流体供应通道连接到该装置的机构。
[0012]根据所述实施例，为了避免随着装置的移动而将所述通道拉紧，收集和分配机构可包括基座，所述供应通道连接到该基座，使得所述供应通道能绕与通道的轴线基本上平行的轴线自由旋转。
[0013]同样，所述收集和分配机构可以包括臂，臂被布置成与用于至少一个主要喷嘴之一接合并且向该喷嘴供应从基座收集的加压流体，同时能允许绕与所述臂的轴线基本上平行的轴线自由旋转。
[0014]为了更易于使乘员在根据本发明的装置的平台上平衡，根据本发明的装置可以包括用来确保乘员维持在平台顶表面上的机构。
[0015]同样，为了帮助乘员控制次要喷嘴，本发明设置为装置可包括用来将次要喷嘴约束到乘员前臂上的机构。
[0016]为了使乘员更好地控制推进装置并且执行特定轨迹变化，根据本发明的推进装置可包括用来控制供应加压流体的压缩工位的流体-压缩功率的机构。
[0017]为了提供娱乐应用(诸如竞技或喷射)或者与(例如)消防相关的应用，装置也可包括与平台或乘员接合以便例如喷射第二加压流体的机构。
[0018]为了当装置与地面或者与任何其它坚实环境接触时保护位于平台底表面下方的装置的元件或者能影响装置的浮力，该装置还可包括突出机构，突出机构与平台接合并且被布置成防止在平台的底表面与所述底表面的非流体附近环境之间冲击或直接接触。
[0019]为了向推进装置的乘员提供更大的服务自由度，该装置可包括用于对供应加压流体的压缩工位的流体压缩功率加以控制的机构。
[0020]根据第二主题，本发明提供一种推进系统，其包括与远程压缩工位接合的根据本发明的推进装置。
[0021]根据本发明的系统可包括供应通道，以便使该工位经由所述供应通道向所述装置供应所述加压流体。
[0022]根据推进装置的实施例，当推进装置包括用于控制流体压缩功率的机构时，根据本发明的系统可以包括通信机构，其用于将由导航该装置的机构所输出的命令传输给用于调节以此方式被调适的压缩工位的压缩压力的机构。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]当阅读下文的描述并且参考附图时，其它特点特征和优点将变得更加显然，在附图中:
图1示出了根据本发明的推进装置；
图2描述了根据本发明的推进装置的平台的替代实施例；
图3描述了根据本发明的推进装置的加压流体供应通道的模块化实施例。
【具体实施方式】
[0024]图1示出了根据本发明的推进装置10的实施例，所述装置包括呈基本上平面的平台11形式的主体。所述平台包括顶表面11a，乘员I可以定位于顶表面Ila上。根据平台大小和该装置的功率，本发明设置为使多个乘员可选地能同时定位于所述平台11的顶表面Ila上。平台可以有利地由一种材料或多种材料制成，这样的材料单独地或组合地具有充分的刚性以耐受一个或多个乘员的重量并且因此防止过度翘曲。可能优选地所述平台由一种材料制成以便当装置浸没时确定装置的浮力。根据这些实施例，平台因此可以具有一个或多个腔体，腔体被填充空气或者真空以便改进平台的浮力。作为替代，可优选地并不包括真空或腔体或者包括压载物以便使得其更易于在流体表面下方移动。这样的平台可以包括彼此接合或单独的一个或多个元件。
[0025]关于图1所描述的推进装置包括与平台11接合的推力组。
[0026]出于本发明的目的并且在本文中，术语“喷嘴”已用来定义用于增加流动流体的速度的异型管元件。术语“射流管路”也可用来描述这样的元件。这种流体速度增加主要是由于在元件的入口与出口之间的截面差异造成，出口具有比入口更小的截面。
[0027]根据图1，这种单元包括附连到平台11的底表面Ilb上的一对主要喷嘴12a和12b。作为替代，与对12a、12b相比，基本上附连在平台底表面Ilb中心处的单个主要喷嘴可以是优选的。因此可以提高乘员使用该装置的娱乐性质。一般而言，本发明并不限于位于平台11的底表面Ilb下方的主要喷嘴数量。推力单元因此包括与所述底表面接合的至少一个主要喷嘴。
[0028]所述至少一个主要喷嘴12a、12b通过任何手段附连到平台，并不具有自由度。为了辅助装置起飞，每个主要喷嘴的方向有利地遵循优选地基本上垂直于平台底表面的轴线A使得主要喷嘴从平台11的底表面Ilb附近并且远离平台11的底表面Ilb排出加压流体。为了改进装置的处置，根据本发明的装置的推力单元也可以包括两个次要喷嘴13a和13b。两个次要喷嘴13a和13b是自由的并且分别计划由乘员I的前臂或手保持。“平台、推力单元和(多个)乘员”组件具有重心CG，当所述装置竖直成直线时，诸如图1所示。不同于现有技术，其中推力单元的喷嘴必需定位于所述重心CG上方以便最小化乘员的体力消耗并且简化乘员的移动，根据本发明的装置10的主要喷嘴和次要喷嘴定位于所述重心CG下方。这种装置10的乘员具有用他或她的手和臂来定位和导向次要喷嘴13a和13b并且使用他或她的脚、腿、骨盆和躯干以使平台倾斜来定位和导向一个或多个主要喷嘴12a和12b的任务以便导航该推进装置。因此乘员的敏捷性以及他或她的体能使得所提供的感觉最大化并且使得能执行预期的或偶然的移动、轨迹和特技动作。
[0029]为了供应充分的推力并且能起飞和移动，该装置10还包括用于收集加压流体(例如水)和向主要喷嘴和次要喷嘴分配加压流体(例如水)的机构。这样的流体优选地由柔性供应通道2从图1中未图示的远程压缩工位运输。这种供应通道可以由消防软管或者提供所必需的强度来对抗由加压流体施加的压力的任何其它材料制成。可优选地，有利地，使用具有基本上110毫米直径的供应通道。非常小或大的直径将会导致在压缩工位的压缩能力方面的显著推力损失。收集器14因此可包括基座14c，供应通道2的端件2a例如通过适于接纳所述通道2的槽而连接到基座14c。所述基座14c的直径必需适应供应通道2的端件2a的直径。根据图1，收集器14可以近似为T形以便从基座14c收集加压流体并且将加压流体经由臂14a和14b分配到主要喷嘴12a和12b。收集器14可以刚性地或者经由可选的联结弯管15连接到主要喷嘴以便根据基本上与平台11的底表面Ilb垂直的轴线A来导向主要喷嘴。作为替代，臂可以经由可选的弯管15，通过在臂14a和14b上的肘形接头(kcuckle joint)连接到所述主要喷嘴。这种布置允许能根据基本上与收集器14的臂14a和Ib平行的轴线F自由旋转rl。因此，所述收集器可以描述为绕所述轴线F几乎自由旋转rl，除了在平台11过度倾斜期间平台11的底表面Ilb所表现的抵接之外。在收集器与供应通道2联结之后，收集器关于平台11的底表面的平面绕轴线F的相对旋转rl并不导致平台11旋转。同样，本发明设置为供应通道2的端件2a有利地能与收集器14在收集器基座14处经由肘形接头而接合以便能绕基本上平行于通道2的轴线C自由旋转r2。因此，该装置可以绕所述轴线C自由转动而不会造成供应通道2成环或者供应通道2上的过量应变。
[0030]收集器14的T形配置(关于图1描述为优选示例，其包括基座14c和两个直径对置的臂14a和14b)可能与仅具有例如单个主要喷嘴的装置10的情况明显不同。收集器14在此情况下将会被配置为弯管，如“ I' ”形，以便从基座14c收集来自供应通道2的加压流体并且经由臂14a利用与收集器的臂接合以及与主要喷嘴接合的可选联结弯管15朝向主要喷嘴而供应。有利地，由于上文所陈述的原因，在基座14c处的肘形接头和收集器14的单个臂14a有利地是优选的。
[0031] 为了向次要喷嘴13a和13b分配加压流体，作为示例并且如图1所示，本发明设置为次要通道18a和18b以柔性管路的有利形式将来自收集器14的所述加压流体供应给次要喷嘴。为了不打扰乘员1，所述次要喷嘴可以通过使用支承机构19 (条带、背带等)沿着背部引导直到肩部。本发明设置为该装置向乘员提供使用用于将次要喷嘴约束到前臂上的可能性的机构。因此，关于图1，一种包括用于与前臂接合的主体和次要喷嘴和/或供应所述次要喷嘴的次要通道的元件的组件20a和20b可以利用条带或任何其它类型的附连件附连到乘员I的每个前臂。易于使乘员保持次要喷嘴。
[0032]本发明还设置为平台11能包括一种用来维持乘员在所述平台的顶表面Ila上的机构。因此，根据乘员的在根据本发明的装置的平台上的优选位置，所述维持机构可以包括(如图1所示)具有结合部的一双鞋或靴子，诸如例如当练习水上滑板/滑水板时所用的那种。其它类型的维持机构可能是优选的，根据是否希望辅助乘员处于弯腿、下跪或甚至坐下的姿势。
[0033]为了辅助起飞，并且一般而言，使用根据本发明的装置，一个或多个主要喷嘴以及次要喷嘴可以被布置成使得以此方式形成的推力单元从一个或多个主要喷嘴而不是次要喷嘴供应其大部分推力。为此目的，可以选择喷嘴的配置(所述喷嘴的相应入口和出口的截面)以便优选地从一个或多个主要喷嘴供应大约80%的推力。因此，作为示例，主要喷嘴可以被制成具有基本上50毫米和40毫米直径的相应入口和出口截面并且次要喷嘴可以被制成具有基本上50和25毫米直径的相应入口和出口截面。根据所述优选实施例，次要通道18a和18b可以具有约40毫米直径的截面。收集器14继而可以在其基座附近具有120毫米直径的截面并且在臂上具有80毫米直径的截面。在主要喷嘴与收集器的臂之间的可选的联结弯管15的截面可以有利地适应臂和喷嘴入口的相应截面。可以选择推力单元的任何其它配置以便来适应主要喷嘴与次要喷嘴之间的推力分配。
[0034]图2描述了根据本发明用于推进装置的平台11的优选实施例。这样的基本上平面的平台11包括(在其顶表面Ila上)用于分别接纳乘员的脚(以虚线示出)的两个空间。这种平台11被布置成使得其底表面Ilb与突出机构17接合，突出机构17继而被布置成用以对位于平台11底表面Ilb下方的装置的元件(在图2中未示出)提供保护，这些元件为(以非详尽的方式):一个或多个主要喷嘴、用于收集和分配加压流体的机构。这类机构17因此可以形成支承点并且用于构成所述元件的保护笼。因此可以防止在所述元件与其中间非流体环境之间的任何不合时宜的冲击或其它直接接触，特别是在从干地起飞或降落期间，或者甚至当从浅水降落到水上时。
[0035]可以根据所需要的冲击保护水平、在起飞、降落或水上降落阶段期间由一个或多个乘员在平台上的施加的重力的阻力来确定用来制造突出机构17的一种或多种材料的选择。突出机构17也可以与根据装置结构和配置所寻求的装置浮力相互作用。
[0036]根据本发明的推进装置的乘员可以执行目前无与伦比的多种移动(在空中、在水性介质表面下方等)。值的提到的是如果乘员在他或她的臂朝向他或她身体后方舒展并且他或她的背部拱起的情况下保持次要喷嘴，当向所述装置供应加压流体时，能执行起飞。可以例如由所述乘员通过使他或她的头朝前而使他或她的身体弯曲来控制潜水。
[0037]为了确保易于导航乘员并且准许增加的动作范围，本发明设置为推进装置也能包括用于控制压缩工位的功率的机构。因此，当接收到由所述机构供应并且由适应的固定或无线通信机构载送的命令时，该工位可以调制其供应给推进装置的流体的压缩功率。因此该乘员可以通过调制穿过供应回路流动的流体压力来控制例如起飞或甚至微调其移动，供应回路将流体连接到压缩工位。
[0038]而且，根据本发明的推进装置的应用或用途，根据本发明的推进装置也可以包括用于喷射并非用来移动该装置或来源于该装置的加压流体的机构15 (例如呈喷嘴的形式)。所述可选的机构有利地与平台11或替代地与乘员(在肩部，在腰部等)接合。本发明的目的在于提供民用安全应用(诸如消防)或者甚至用于水上游乐:喷射第三方、新颖的竞技，其中，第二流体的射流形成非固体的喷枪，防止损伤的风险同时维持其动摇/破坏对手稳定的功能。
[0039]根据本发明的推进装置，例如作为示例结合图1和/或图2所描述的装置10可以在一旦任何远程流体压缩工位一能够以足够高的压力来供应流体用于推进装置操作的情况下就由任何远程流体压缩工位供应。远程流体压缩工位可以专用于所述用途，冒着增加推进系统的总成本的风险，该推进系统包括根据本发明的推进装置、远程压缩工位和与所述装置接合的供应通道和用来运输加压流体的工位。
[0040]为了降低这种成本，本发明还设置为远程压缩工位能为一种具有除了向推进装置供应加压流体之外的主要原始功能的设备。作为示例，本发明提供路基或海基消防运载工具用作远程压缩工位，如果所述运载工具具有足够的流体压缩能力。因此能利用机动水上运载工具(MWV)的自然流体压缩能力，例如由ZAPATA RACING制造的RUNABOUT MZR 2011版本。
[0041]无论是否使用压缩工位，本发明设置为所述工位能包括用于调节来自遥控器的压缩功率的机构。因此，用于对根据本发明的推进装置的可选远程压缩工位的功率加以控制的机构可以与所述用于对以这种方式调适的工位的功率加以调整的机构相互作用。利用用于传送由推进装置发出并且朝向压缩工位发送的控制信号的通信机构(固定或无线)，所述装置的乘员能遥控该工位的功率并且因此适应使用推进装置执行的移动。
[0042]如图3所示，计划用于分别连接到推进装置和远程压缩工位诸如MWV的供应通道2可以是模块化的。所述通道可以包括能由联接件2ib或自由端件2ia互连的多个元件2i。因此，供应通道2的长度可以根据其预期用途而不同。也能按需将第一通道元件2il已经连接的推进装置连接到远程压缩工位，远程压缩工位包括供应通道2i2的第一长度以便供应加压流体。因此根据本发明的推进系统的元件的包装和运输更加容易。
[0043]利用根据本发明的推进系统，大量娱乐或民用和/或军事应用是可能的。例如，可以提供MWV，其承载着推进装置和供应通道以便使得MWV的驾驶员能按需变成该装置的乘员。
[0044]本发明不应受到所叙述的用途示例限制。
[0045]也可以提供用于进一步改进这样的系统的娱乐性质或操作条件的配件:灯光、航行/导航机构等。
【权利要求】
1.一种推进装置(10)，其包括主体，所述主体布置成用于接纳乘员(I)并且与推力单元接合，所述推力单元被供应加压流体，其特征在于， -所述主体包括基本上平面的平台(11)，所述基本上平面的平台(11)包括底表面(Ilb)和顶表面(Ila),乘员可以定位(I)于顶表面(Ila)上； -所述推力单元包括: ?至少一个主要喷嘴(12a，12b)，所述主要喷嘴(12a，12b)与所述平台的所述底表面(Ilb)接合并且根据基本上垂直于所述底表面(I Ib )的轴线(A)定位； ?两个自由次要喷嘴(13a，13b)，其布置成在所述装置通常使用期间由所述乘员(I)保持在所述装置-乘员组件的重心(CG)下方。
2.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述喷嘴(12a，12b,13a, 13b)布置成使得所述至少一个主要喷嘴(12a，12b)而不是所述次要喷嘴(13a，13b)提供大部分推力。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，包括用于收集(14c)所述加压流体(14a, 14b, 18a, 18b)并且将所述加压流体(14a，14b, 18a, 18b)分配到所述喷嘴上的机构(14)，所述机构(14)布置成用于将供应通道(2，2a)连接到所述装置。
4.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述收集和分配机构包括基座(14c)，所述供应通道(2， 2a)连接到所述基座(14c)，能允许所述供应通道(2)绕与所述通道的轴线基本上平行的轴线(C)自由旋转(2r)。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述收集和分配机构包括臂(14a，14b)，所述臂(14a，14b)布置成与所述至少一个主要喷嘴(12a，12b)之一接合并且向所述主要喷嘴(12a，12b)供应从所述基座(14c)收集的加压流体并且允许绕与所述臂(14a，14b)的轴线基本上平行的轴线(F)自由旋转(rl)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，包括用于确保所述乘员(I)维持在所述平台(11)的所述顶表面(IIa)上的机构(16a，16b)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，包括用于约束所述次要喷嘴(13a, 13b)在所述乘员(I)的前臂上的机构(20a，20b)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，包括用于控制供应所述加压流体的压缩工位(30)的流体压缩功率的机构。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，包括与所述平台(11)或所述乘员(I)接合以用于喷射第二加压流体的机构(21)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，包括突出机构(17)，所述突出机构(17)与所述平台(11)接合并且布置成用于防止所述至少一个主要喷嘴和/或所述收集和分配机构与所述装置的中间非流体环境之间冲击或直接接触。
11.一种推进系统，其特征在于，包括与远程压缩工位接合的根据权利要求1至10中任一项所述的推进装置。
12.根据前述权利要求所述的系统，当所述装置符合权利要求3至10中任一项时，所述系统包括供应通道(2)，所述供应通道(2)在一侧(2a)连接到所述装置并且在另一侧(2b)连接到所述远程压缩工位(30)使得所述远程压缩工位(30)经由所述供应通道(2)向所述装置(10)供应加压流体。
13.根据权利要求11或12所述的系统，当所述装置符合权利要求8并且当所述工位包括用于调节来自遥控器的压缩功率的机构时，其特征在于所述系统包括通信机构，所述通信机构用于将由用于导航所述装置(10)的机构所输出的命令传输给用于调节所述工位(30)的压缩功率的机构。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统，其特征在于所述远程压缩工位包括机动海洋运载工具(30)，所述 机动海洋运载工具(30)包括:壳体(31);推进机构(32)，其使用涡轮来压缩从入口(33)摄入的流体并且从流体出口排出以此方式加压的所述流体。
【文档编号】B64C39/02GK104080698SQ201280056783
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2012年4月20日 优先权日:2011年9月19日
【发明者】F.扎帕塔 申请人:扎帕塔控股公司