人力飞行器的制作方法

背景技术：
：现有技术中，利用机械依靠人自己的力量带着自身离开地面在空气中运动，已有许多实施例。<注1>例如：1979年6月12日，美国人保罗·麦克里迪设计的名为《飘忽信天翁》的飞行器，它有一对左右伸展的细长机翼，机翼下面有自行车座子和塑料轮子，用一套塑料链条传动的脚踏机构，通过脚踏带动机翼后面的塑料螺旋桨旋转，产生向前的推力，相对向后的气流对机翼的作用力产生升力，使其飞行了2小时49分钟。《飘忽信天翁》可以用于体育运动中，在日常生活中很难普及。因为它使用的是螺旋桨和机翼，靠人力很难产生足够大的升力。而人力飞行器靠的是其左、右压气轮压气产生的升力，与《飘忽信天翁》本质上完全不同。

技术实现要素：
：本发明的目的在于提供一种依靠人自己的力量对空气产生压力、其反作用力推动负载(包括自身)运动的机构。

附图说明：

本发明的技术方案是：(图1)本发明包括中支架(1)(中心轴与框架可相对转动)、悬挂于中心轴上的驱动系统(2)、与框架固定连接的左、右压气轮(3)、(4)、固定连接于框架和左、右压气轮上并可使左、右压气轮前后摆动且能调整气流左、右方向的操纵系统(5)、固定连接于框架上的配重(6)、与驱动系统(2)固定连接的安全伞(7)。人坐在驱动系统的座椅里，像踩自行车那样踩动踏脚板，通过链条传输机构转动座椅下面的轴，再通过二组皮带传输机构转动左、右压气轮的转子，转子旋转带动叶子板运动对空气产生压力，使人力飞行器产生向上的升力。而手控操纵系统可改变气流方向，使人力飞行器实现空中停留、左右摆动、前后移动、左右转弯等各种运动。

由于《压水(气)轮》已经取得了发明专利权<注2>，所以对左、右压气轮下文不再详细叙述。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述：

图1为本发明的总图；

图2、图7、图13、图31、图38、图39分别为中支架、驱动系统、左压气轮、操纵系统、配重、安全伞的部件图；

右压气轮由于和左压气轮完全对称，故省去描述；

图14是图13中C处的放大图。

为便于理解，分别提供了主要零件图；图3～图6、图8～图12、图15～图30、图32～图37。

实施例：本发明(图1)包括中支架(1)、驱动系统(2)、左压气轮(3)、右压气轮(4)、操纵系统(5)、配重(6)、安全伞(7)。

中支架(图2)由中心轴(1)(图3)、框架(2)(图4)、支撑杆(一)(3)(图5)、吊箍(4)、螺杆(一)(5)、双头螺母(6)、螺杆(二)(7)、支承环(8)、滚针(9)、挡圈(10)、支撑杆(二)(11)(图6)、轮子组件(12)组成。二件框架(2)和三件支撑杆(一)(3)及一件支撑杆(二)(11)固定连接，二件支承环(8)通过二组(各4件)螺杆(二)(7)、双头螺母(6)、不等长的螺杆(一)(5)、吊箍(4)连接于支撑杆(一)(3)、支撑杆(二)(11)上，支承环(8)与中心轴(1)间安装有滚针(9)可使中心轴(1)转动，挡圈(10)固定滚针(9)的位置，转动双头螺母(6)可以调整中心轴(1)的中心位置。四件轮子组件(12)装在框架(2)的下部，可方便人力飞行器在地面上移动。

驱动系统(图7)由支承环(1)(图8)、吊杆(2)(图9)、座椅(3)(图10)、支架(4)(图11)、挡圈(5)、支杆(6)(图2)、螺栓(7)、螺杆(8)、螺母(9)、铰联板(10)、垫圈(11)、销(12)、轴(一)(13)、盖(一)(14)、盖(二)(15)、簿螺母(一)(16)、簿螺母(二)(17)、钢球(18)、踏脚杆(19)、踏脚板(20)、螺母(21)、大链轮(22)、链轮罩(23)、滚子链(24)、小链轮(25)、轴(二)(26)、同步轮(一)(27)、同步带(28)、同步轮(二)(29)、配重(30)组成。座椅(3)与二个吊杆(2)固定连接，吊杆(2)上开有长槽孔，可调节座椅上下位置。吊杆(2)固定连接于支承环(1)上，支承环(1)固定于中支架(图2)中的中心轴上。座椅(3)下面装有能转动的轴(二)(26)，人坐在座椅(3)里，脚踩踏脚板(20)，通过链轮传输系统(13～25)，带动轴(二)(26)转动，轴(二)二端固定连接着同步轮(一)(27)，通过同步带(28)、分别与左压气轮(图13)、右压气轮中转子固定连接的同步轮(二)(29)，使转子转动。支架(4)可以绕座椅(3)的底部管子旋转，座椅(3)、支架(4)上分别装有能活动的铰联板(10)，由螺杆(8)、螺母(9)来调节支架(4)与座椅(3)的相对位置，以满足人体腿长的不同。支架(4)的左右位置由挡圈(5)来固定。支杆(6)固定连接于支架(4)上，通过调整螺栓(7)来控制链条的松紧。配重(30)是用来平衡驱动系统左右重量的。链条传输系统由于同自行车的现有技术相同，这里不再详述。同步带(28)的松紧可由座椅(3)和吊杆(2)的相对位置来控制。<注3>

左压气轮(图13)由转子(1)(图15)、挡风板(一)(2)(图16)、挡风板(二)(3)(对称件)、轨道(一)(4)(图17)、轨道(二)(5)(对称件)、加强盘(6)(图18)、轴承座(7)(图19)、支撑杆(8)(图20)、压板(一)(9)、罩板(10)(图21)、轴承(11)、油封(12)、轴承(13)、叶子板(14)(图22)、轴(一)(15)、轴套(一)(16)、挡圈(17)、联杆(18)(图23)、轴(二)(19)、销(20)、轴承(21)、轴套(二)(22)、挡圈(23)、出风口(C处放大)(图14)组成。左压气轮的构造和原理与《压水(气)轮》专利说明书上的基本相同，相同点这里不再描述。挡风板(一)(2)与挡风板(二)(3)由四根支撑杆(8)固定，罩板(10)和挡风板(一)(2)与挡风板(二)(3)固定连接，挡风板(二)(3)与中支架(图2)中的框架固定连接，加强盘(6)是为了增加左压气轮的刚性。整个左压气轮由轴承(13)定位于中支架(图2)的中心轴中。出风口(图14)是控制气流方向的装置，由板(一)(24)(图24)、板(二)(25)(图25)、销(26)、板(三)(27)(图26)、螺杆(28)(图27)、螺母(29)、条板(一)(30)(图29)、条板(二)(31)(图28)、压板(32)(图30)组成。板(一)(24)、板(二)(25)和图13中挡风板(一)(2)、挡风板(二)(3)固定连接并围成漏斗状；二块板(三)(27)通过销(26)分别与板(一)(24)、板(二)(25)铰连；四件条板(二)(31)与二件条板(一)(30)通过二根螺杆(28)将板(三)(27)围住，可使条板(三)左右摆动，以调整气流方向；位置确定后由压板(32)固定。

右压气轮由于和左压气轮完全对称，这里不再复述。

操纵系统(图31)由支架(一)(1)(图32)、支架(二)(2)(图33)、摇杆(3)(图34)、摆杆(4)(图35)、摆动板(5)、销轴(6)、销(7)、联杆(8)、舵(9)(图36)、支承杆(10)(图37)、垫板(11)组成。支架(一)(1)分别焊于中支架(图2)中的二个框架上，摇杆(3)二端分别与支架(一)(1)固定连接，摆杆(4)套于摇杆(3)上，两端分别与摆动板(5)扣连(见V图)；支架(二)(2)也分别焊于中支架(图2)中的二个框架上，摆动板(5)由销(7)支承，下端与联杆(8)扣连；联杆(8)分别串过左、右压气轮的挡风板上的小孔与舵(9)扣连；舵(9)由二组支承杆(10)定位且能转动，支承杆(10)固定于左、右压气轮的二块挡风板上。操纵时，人的二手分别握住摆杆(4)和驱动系统(图7)中的座椅上前端的扶手上，改变左、右二手前后相对位置可使左、右压气轮绕中支架(图2)中的中心轴迴转，使压气方向与重力方向产生角度；摆杆(4)还可左、右移动，通过摆动板(5)、联杆(8)使舵(9)摆动，从而改变气流方向。

配重(图38)由配重杆(1)、压板(2)、配重块(3)、螺母(4)组成。二组配重对称布置。配重的作用是为了平衡上、下二部分旋转件对中心轴产生的力矩。

安全伞(图39)由伞布(1)和伞架(2)组成。伞架固定连接于驱动系统(图7)的支承环上；当人力飞行器下落时，安全伞可起缓冲作用。安全伞与驱动系统一起，由于重力的作用，运动中始终维持铅垂状态。

具体实施方式：人坐在驱动系统(图7)的座椅(3)中，一手握住座椅上的左前端的扶手，另一手握住操纵系统(图31)的摆杆(4)，二脚轮换踩动驱动系统(图7)的踏脚板(20)，使左、右压气轮(图13)的转子(1)旋转，带动叶子板(14)跟着旋转的同时作有规侓的摆动，使空气产生向下的压力，反作用力使人力飞行器向上运动；摆杆此时可控制人力飞行器左、右摆动。在空中，改变二手前后相对位置，由于左、右压气轮压气方向与铅垂方向有了角度而产生水平分力，可使人力飞行器前、后运动；摆杆此时可控制人力飞行器左、右转向。

本实施例理论依据为论文《压水(气)轮原理》，该论文得到相关部门的认可。<注4>

依据论文，单个压气轮能产生向上的升力为F＝66.324n²a³Hρη，人力飞行器能产生向上的升力为2F＝132.684n²a³Hρη。

由设计数据推算，若踏脚板每秒钟转一圈，通过链条与皮带传输机构，使得压气轮的设计转速为n＝5.2转/秒，叶子板高度H＝1米，空气的密度ρ＝1公斤/米³，机械效力若为η＝0.8，则2F＝2869牛顿，即该人力飞行器能将292公斤的重量升上天空。人力飞行器设计大部分选用鋁合金材料，设计总重量为197公斤。也就是说，只要是重量小于或等于95公斤的人，都可以使人力飞行器升上天空。

注释：

1.《飞向蓝天》，谢础著，江苏教育出版社1998年8月第一版。

2.发明专利《压水(气)轮》，专利号ZL 97101501.5，授权公告号CN 1098789C。

3.链传动、带传动参照《机电液设计手册(上)》。

4.论文《压水(气)轮原理》及相关部门认可证明见附页。