矢量飞行悬浮滑板的制作方法

本发明涉及飞行器领域，具体涉及一种采用全新控制方式的矢量飞行悬浮滑板。

背景技术：

2016年，zr研发出flyboardair矢量飞行悬浮滑板，借助喷气引擎实现了创始人zapata触摸云彩的飞行梦。

flyboardair主要分为两个部分，背包和飞行板，两者之间由一根管子相连。背包中储存的是专门为飞机提供动力的jeta1航空燃油，在飞板上有6个涡轮引擎，其中4个的引擎在下方负责推进和转向，2个引擎在边上负责稳定。航空燃油经过管子，在涡轮引擎处点燃产生向下急冲的气体，将飞行员推上天空，和火箭原理类似。在背包和飞板之外，作为飞行员的frankyzapata手里还有一个控制器，可以控制矢量飞行悬浮滑板上引擎的动力大小，换句话说就是飞行器的「油门」。但是这块矢量飞行悬浮滑板续航能力不够高且操控相当复杂操控难度大，这也极大限制了能够体验的用户人群，还没有完全解放人们的双手。不过该滑板证明了以涡轮引擎作为动力源支撑滑板的可行性。

技术实现要素：

为了解决上述问题，申请人经过研究改进，现提供一种采用全新控制方式的矢量飞行悬浮滑板，该矢量飞行悬浮滑板可以使用者完全解放操作者的双手，操作更灵活，符合人体的运动机制，让使用者在空中体验到自由飞行的感觉。

本发明的技术方案如下：

一种矢量飞行悬浮滑板，包括：

承载部；

所述矢量飞行悬浮滑板还包括机翼，所述机翼分别设置在所述承载部左右两侧。

使用者系统，所述使用者系统包括使用者输入装置，所述使用者输入装置包括左脚控制装置和右脚控制装置，所述左脚控制装置和右脚控制装置分别设置在所述承载部左右两上端面上，在人体对所述右脚控制装置踩踏作用下横向为轴旋转，使左脚控制装置和右脚控制装置处于同一平面上或处于不同平面上；

当所述右脚控制装置在人体的脚步动作带动下可以以预定角度为轴可逆旋转，和所述左脚控制装置在人体的脚步动作带动下可以以预定角度为轴可逆旋转。

所述左脚控制装置和所述右脚控制装置还包括感应器，所述感应器设置在所述使用者输入装置内部，所述感应器用于感应人体左脚和右脚的动作、对飞行滑板施加的压力以及对所述左脚控制装置和所述右脚控制装置前边或后边施加的压力；

动力系统，布置在承载部的周侧；所述矢量飞行悬浮滑板还包括飞行控制系统，所述飞行控制系统与所述动力系统和所述倾转装置相关联并且能够操作成独立的控制所述动力系统中的每一个动力模块，包括控制所述竖向升力取向、向前推力取向间可逆转换。

所述左脚控制装置和所述右脚控制装置能捕捉到人体左脚和右脚的动作、对所述左脚控制装置和所述右脚控制装置施加的压力、对所述左脚控制装置和所述右脚控制装置前边或后边施加的压力，且能够生成相应的控制命令且传递到所述飞行控制系统，进一步和动力系统系统工作使所述矢量飞行悬浮滑板前进、后退、刹车、悬停、左右转向、左右平移、升降。

所述使用者系统还包括向使用者显示装置和所述使用者输入装置还包括外部控制装置。

所述矢量飞行悬浮滑板还包括左脚固定装置和右脚固定装置，所述左脚固定装置和右脚固定装置与所述左脚控制装置和右脚控制装置的上表面可拆装联接，所述左脚固定装置和右脚固定装置还可以通过皮带、鞋套、电磁铁与使用者的两脚底部贴合固定。

本发明的有益技术效果是：

本发明的控制方式可以完全解放人们的双手，操作更灵活，符合人体运动机制，让使用者在空中享受自由飞行的体验以及乐趣；还引入外部控制器起到辅助作用，让使用者飞行更加安全更人性化。本发明使人们可以愉悦身心，锻炼意志。本发明技术完善后甚至可用于实际的交通运输以及军事等领域。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的矢量飞行悬浮滑板的立体图。

图2是根据本发明的实施方式的矢量飞行悬浮滑板的油门给量示意图。

图3是根据本发明的实施方式的矢量飞行悬浮滑板的左脚控制装置和右脚控制装置的结构示意图。

图4是根据本发明的实施方式的矢量飞行悬浮滑板的控制系统框图。

具体实施方式

尽管下面对本发明的各种实施方式的实现和使用进行了详细描述，但是应当理解的是，本发明提供了可以在各种具体情况下实施的许多适用的发明构思。本文中所描述的具体实施方式仅是说明性的，而非限制本发明的范围。为清楚起见，在本发明中可能没有对实际实施方案的所有特征都进行描述。显然应当理解的是，在任何这种实际实施方式的开发中都必须做出许多具体的实施决定，以实现开发者的特定目标，例如符合体系相关和业务相关的限制，这些限制随实施方案的不同而不同。此外，应当理解的是，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但仍然会是那些受益于本发明的本领域普通技术人员的常规工作。

在说明书中，在描述附图中的装置时，可以参照各个部件之间的空间关系以及部件的各方面的空间取向。然而，如本领域技术人员在完整阅读本发明之后将认识到的，本文中所描述的装置、构件、设备等可以以任何期望的取向定位。因此，由于本文中所描述的装置可以以任何期望的方向定向，因而使用诸如“在…上方”、“在…下方”、“上”、“下”、垂直的术语或其他类似术语来描述各个部件之间的空间关系或者描述这些部件的各方面的空间取向应当分别被理解成描述这些部件之间的相对关系或这些部件的各方面的空间取向。当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。如本文中所使用的，术语“联接”可以包括通过任何手段、包括移动的机械连接和/或非移动的机械连接的直接或间接联接；

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合；本发明实施例使用的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”的是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性；此外，下面的

描述在涉及附图时，不同附图中的同一附图标记表示相同或相似的要素。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一种矢量飞行悬浮滑板，包括：

承载部24；

所述矢量飞行悬浮滑板还包括机翼，所述机翼分别设置在所述承载部24左右两侧。

使用者系统，所述使用者系统包括使用者输入装置，所述使用者输入装置包括左脚控制装置和右脚控制装置，所述左脚控制装置和右脚控制装置分别设置在所述承载部24左右两上端面上，在人体对所述右脚控制装置踩踏作用下横向为轴旋转，使左脚控制装置和右脚控制装置处于同一平面上或处于不同平面上；

当所述右脚控制装置在人体的脚步动作带动下可以以预定角度为轴可逆旋转，和所述左脚控制装置在人体的脚步动作带动下可以以预定角度为轴可逆旋转。特别说明的是左脚控制装置在使用者的脚部动作或使用者改变重心向前或向后倾斜，所述承载部24整体也向前或向后倾斜且倾斜角度一致。

所述左脚控制装置和所述右脚控制装置还包括感应器，所述感应器设置在所述使用者输入装置内部，所述感应器用于感应人体左脚和右脚的动作、对飞行滑板施加的压力以及对所述左脚控制装置和所述右脚控制装置前边或后边施加的压力；

动力系统23，布置在承载部24的周侧；所述矢量飞行悬浮滑板还包括飞行控制系统，所述飞行控制系统与所述动力系统23和所述倾转装置相关联并且能够操作成独立的控制所述动力系统23中的每一个动力模块，包括控制所述竖向升力取向、向前推力取向间可逆转换。

所述左脚控制装置和所述右脚控制装置能捕捉到人体左脚和右脚的动作、对所述左脚控制装置和所述右脚控制装置施加的压力、对所述左脚控制装置和所述右脚控制装置前边或后边施加的压力，且能够生成相应的控制命令且传递到所述飞行控制系统，进一步和动力系统23系统工作使所述矢量飞行悬浮滑板前进、后退、刹车、悬停、左右转向、左右平移、升降。

所述使用者系统还包括向使用者显示装置和所述使用者输入装置还包括外部控制装置。

所述矢量飞行悬浮滑板还包括前脚固定装置和后脚固定装置，所述前脚固定装置和后脚固定装置与所述前脚控制装置和后脚控制装置的上表面可拆装联接，所述前脚固定装置和后脚固定装置还可以通过皮带、鞋套、电磁铁与使用者的两脚底部贴合固定。

在一些实施例中，所述右脚控制装置在人体的脚步动作带动下可以以所述右脚承载区域上表面垂直向上为轴可逆旋转，或者是所述左脚控制装置在人体的脚步动作带动下可以以所述左脚承载区域上表面垂直向上为轴可逆旋转，而不是所述右脚控制装置和所述左脚控制装置都可以承载部24上表面垂直向上为轴可逆旋转的。

另外参照附图中的图4，框图描绘了能够操作成与本发明的矢量飞行滑板一起使用的矢量滑板控制系统100。在所图示的实施方式中，系统100包括基于主计算机的三个子系统；即，自主系统102、飞行员系统104和远程系统106。如本文中所描述的，本发明的矢量飞行悬浮滑板可以响应于由飞行控制系统108生成的命令而自主地进行操作，飞行控制系统108优选地包括非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质包括能够由处理器执行的一组计算机指令。飞行控制系统108可以是在一个或更多个通用计算机、专用计算机或具有存储器和处理能力的其他机器上实现的三重冗余系统。例如，飞行控制系统108可以包括一个或更多个存储器存储模块，包括但不限于：内部存储存储器比如随机存取存储器、非易失性存储器比如只读存储器、可移动存储器比如磁存储存储器、光存储存储器、固态存储存储器或其他合适的存储器存储实体。飞行控制系统108可以是基于微处理器的系统，该系统能够操作成执行呈机器可执行指令形式的程序代码。另外，飞行控制系统108能够经由可包括有线连接和无线连接两者的专有加密网络、公共加密网络、因特网或其他合适的通信网络而选择性地连接至其他计算机系统。

在所图示的实施方式中，飞行控制系统108包括命令模块110和监视模块112。本领域技术人员应理解的是，由飞行控制系统108执行的这些及其他模块可以以各种形式——包括硬件、软件、固件、专用处理器以及它们的组合——来实现。飞行控制系统108接收来自各种源的输入，各种源包括：内部源，比如为传感器114、控制器116、动力模块118、120、122、124和飞行员系统104；以及外部源，比如远程系统106、全球定位系统卫星或其他定位系统等。例如，飞行控制系统108可以从飞行员系统104和/或远程系统106接收包括任务的开始位置和结束位置的飞行计划。此后，飞行控制系统108能够操作成自主地控制本发明的矢量飞行悬浮滑板的飞行的所有方面。

例如，在矢量飞行滑板的各种操作模式——包括竖向起飞及着陆飞行模式、悬停飞行模式、向前飞行模式以及它们之间的转换——期间，命令模块110向控制器116提供命令。这些命令使得能够独立操作每个动力模块，包括例如控制动力系统23的输出功率、调节推力矢量等。另外，这些命令使得矢量飞行滑板能够在竖向升力取向与向前推力取向之间进行转换。飞行控制系统108接收来自控制器116和每个动力模块的反馈。该反馈是由监视模块112进行处理的，监视模块112可以向命令模块110和/或控制器116提供校正数据和其他信息。传感器114比如定位传感器、姿态传感器、速度传感器、环境传感器、燃料传感器、温度传感器、位置传感器等还向飞行控制系统108提供信息以进一步增强自主控制能力。

飞行控制系统108的一些自主控制能力或全部自主控制能力可以由远程飞行控制系统106增强或取代。远程系统106可以包括可在通用计算机、专用计算机或具有存储器和处理能力的其他机器上实现的一个或更多个计算系统。例如，计算系统可以包括一个或更多个存储器存储模块，包括但不限于：内部存储存储器比如随机存取存储器、非易失性存储器比如只读存储器、可移动存储器比如磁存储存储器、光存储存储器、固态存储存储器或其他合适的存储器存储实体。计算系统可以是基于微处理器的系统，该系统能够操作成执行呈机器可执行指令形式的程序代码。另外，计算系统能够经由可包括有线连接和无线连接两者的专有加密网络、公共加密网络、因特网或其他合适的通信网络而连接至其他计算机系统。通信网络可以是局域网、广域网、因特网或任何其他类型的网络，这些网络连接多个计算机以通过使用适当的通信技术——比如传输控制协议/网际协议、文件传输协议、超文本传输协议、网际协议安全协议、点对点隧道协议、安全套接层协议或其他合适的协议——而经由网络消息来实现各种通信模式。远程系统106经由包括有线连接和无线连接两者的通信链路130与飞行控制系统108进行通信。

远程系统106优选地包括构造成显示与本发明的一个或更多个飞行器有关的信息的一个或更多个飞行数据显示装置126。显示装置126可以构造成任何合适的形式，包括例如液晶显示器、发光二极管显示器、阴极射线管显示器、vr设备或任何合适类型的显示器。远程系统106还可以包括音频输出与输入装置，比如麦克风、扬声器和/或音频端口，从而允许操作员与例如矢量飞行悬浮滑板上的使用者进行通信。如果使用触摸屏显示器实施方案，则显示装置126还可以用作远程输入装置128，但是也可以替代性地使用其他远程输入装置，比如键盘或操纵杆，以允许操作员响应于远程控制而向正被操作的飞行器提供控制命令。

例如，在矢量飞行悬浮滑板的各种操作模式——命令模块110向控制器116提供命令。这些命令使得能够独立操作每个动力模块118、120、122、124，包括例如控制动力系统23输出功率、调节推力矢量等。另外，这些命令使得飞行器10能够在竖向升力取向、向后推力取向与向前推力取向之间进行转换。在可以改变叶片的桨距的实施例中，这些命令使得能够独立操作每个动力模块，包括例如控制动力系统23输出功率、调节推力矢量等。另外，这些命令使得矢量飞行悬浮滑板能够在竖向升力取向、向前推力取向之间进行转换。飞行控制系统108接收来自控制器116和每个动力模块的反馈。该反馈是由监视模块112进行处理的，监视模块112可以向命令模块110和/或控制器116提供校正数据和其他信息。传感器114比如定位传感器、姿态传感器、速度传感器、环境传感器、电池传感器、温度传感器、位置传感器等还向飞行控制系统108提供信息以进一步增强自主控制能力。

本发明的飞行器的一些自主飞行控制和/或远程飞行控制或全部自主飞行控制和/或远程飞行控制可以由来自使用者系统104的机载使用者飞行控制来增强或取代。使用者系统104可以与自主系统102集成或者是独立系统，该独立系统可以是优选地包括非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质包括能够由处理器执行并且可以由通用计算机、专用计算机或具有存储器和处理能力的其他机器实现的一组计算机指令。矢量飞行悬浮滑板系统104可以包括一个或更多个存储器存储模块，存储器存储模块包括但不限于：内部存储存储器比如随机存取存储器、非易失性存储器比如只读存储器、可移动存储器比如磁存储存储器、光存储存储器、固态存储存储器或其他合适的存储器存储实体。使用者系统104可以是基于微处理器的系统，该系统能够操作成执行呈机器可执行指令形式的程序代码。另外，飞行员系统104能够经由可包括有线连接和无线连接两者的专有加密网络、公共加密网络、因特网或其他合适的通信网络而连接至其他计算机系统。使用者系统104可以经由优选地包括有线连接的通信信道136与飞行控制系统108进行通信。

使用者系统104优选地包括构造成向机载使用者显示信息的驾驶舱显示装置132。驾驶舱显示装置132可以构造成任何合适的形式，包括例如诸如液晶显示器、发光二极管显示器等之类的一个或更多个显示屏或包括例如显示面板、仪表板显示器vr设备、ar设备、增强现实显示器等的任何其他类型的合适的显示器。飞行员系统104还可以包括音频输出与输入装置，比如麦克风、扬声器和/或音频端口，从而允许机载使用者与例如空中交通管控或远程系统的操作员进行通信。如果使用ar设备实施方案，则驾驶舱显示装置132还可以用作使用者输入装置134，然而，也可以替代性地使用其他用户接口设备以允许机载飞行员响应于外置控制设备例如包括但不限于控制面板、机械控制装置、手部控制器、语音控制器、脑波控制器，或其他控制装置的机载使用者控制向正被操作的矢量飞行悬浮滑板提供控制命令至少可以控制矢量飞行悬浮滑板的升降运动。如对于本领域普通技术人员而言明显的是，通过使用系统100，本发明的矢量飞行悬浮滑板可以响应于包括自主飞行控制、远程飞行控制或机载使用者飞行控制以及它们的组合的飞行控制协议来进行操作。

如图最佳所示的，在这种构型中，考虑到矢量飞行滑板的姿态，每个旋翼具有大体水平取向。飞行控制系统独立地控制每个动力模块和控制推力矢量以产生升力以及提供俯仰控制、转向控制和平移控制。

如图所示的，矢量飞行悬浮滑板10具有向前飞行模式，在向前飞行模式中，分布式动力系统23处于其向前推力取向。考虑到矢量飞行悬浮滑板的姿态，每个动力模块具有大体竖向取向。另外，由于向前飞行模式中的推力要求与竖向起飞及着陆飞行模式的升力要求相比降低，因而在向前飞行期间，飞行控制系统可以降低动力系统23中的一些动力模块或所有推进组件的输出功率。替代性或另外地，飞行控制系统可以在向前飞行期间关闭动力模块中的某些推进组件，例如，飞行控制系统可以在向前飞行期间关闭前动力模块而操作后动力模块。

以下陈述的矢量飞行悬浮滑板具体操作；

当所述右脚控制装置在人体的脚步动作带动下可以以预定角度为轴顺时针旋转，控制所述矢量飞行悬浮滑板的升空，反之降空，当所述左脚控制装置在人体的脚步动作带动下可以以预定角度为轴逆时针旋转，控制所述矢量飞行悬浮滑板的油门微调增加，反之减小。

当使用者的脚步动作以及脚步施力情况在所述右脚控制装置在第二阈值内和使用者的脚步动作以及脚步施力情况使所述左脚控制装置与右脚控制处于同一平面且所述承载部24整体水平，所述动力系统23向前倾斜，矢量飞行悬浮滑板前进；使用者的脚步动作以及脚步施力情况在所述右脚控制装置在第三阈值内和使用者的脚步动作以及脚步施力情况使所述左脚控制装置与右脚控制装置处于同一平面且所述承载部24整体水平且所述承载部24整体水平，所述动力系统23向后倾斜，所述矢量飞行悬浮滑板后退或者刹车；当使用者两脚施力或使用者改变重心使承载部24整体向左倾斜时，动力系统23也向左倾斜，矢量飞行悬浮滑板向左平移；当使用者两脚施力或使用者改变重心使承载部24整体向右倾斜时，动系统也向右倾斜，所述矢量飞行悬浮滑板向右平移。

当使用者脚步动作或使用者改变重心使左脚控制装置相对于右脚控制装置向前转动时，矢量飞行悬浮滑板右转；当使用者脚步动作或使用者改变重心使右脚控制装置相对于左脚控制装置向前转动时，矢量飞行悬浮滑板左转；当使用者的脚步动作以及脚步施力情况在右脚控制装置在第一阈值内和使用者的脚步动作以及脚步施力情况使所述左脚控制装置与右脚控制装置处于同一平面且承载部24整体水平，所述动力系统23处于竖向升力取向，所述矢量飞行悬浮滑板悬停。

特别指出，综上脚步控制升降和油门微调功能可以互换，具体以实际设计为准。

出于图示和描述的目的，已经呈现了本发明的各实施方式的前述描述。这并非意在是穷举的或将本发明限于所发明的精确形式，并且鉴于以上教示，改型和变型是可能的或者可以根据本发明的实践来获知。选择并描述各实施方式以说明本发明的原理及其实践应用，进而使本领域技术人员能够在各种实施方式中使用本发明以及通过适于所设想的特定用途的各种改型来使用本发明。可以在不背离本发明的范围的情况下对各实施方式的设计、操作条件和设置做出其他替换方式、改型、变型和省略。对本领域技术人员而言，当参照说明书时，说明性实施方式的这些改型和组合以及其他实施方式将是明显的。因此，所附权利要求意在涵盖任意这些改型或实施方式。