[发明专利]一种缓降以及漂浮器

说明书

本发明涉及机械领域，尤其是涉及一种缓降以及漂浮器,本缓降漂浮器包含降落伞、连接杆、动力与控制部分、储能弹簧、复位绳索、配重部分。如果载荷的重量合适，则无需配重部分，此时该缓降漂浮器的效率最高。连接杆将降落伞顶部与动力与控制部分刚性连接，动力与控制部分与储能弹簧上端刚性连接，并且可以通过复位绳索将储能弹簧压缩，从而将电能转换为弹簧的势能。储能弹簧下端与配重连接。本发明不需要螺旋桨(无翼)，因此对于人员比较安全，也不依靠浮力。无高速运转部件，漂浮时比较安静。自身重量轻，效率高。当动力不足甚至完全失去动力的时候可以实现缓降，对于载荷和自身来说也较为安全。

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其是涉及一种缓降以及漂浮器。

背景技术

人们经常会有将物体缓降或者漂浮的需求。缓降一般是用降落伞,空气阻力和重力平衡后,降落伞会以匀速下降。而使物体漂浮在空气中通常有这么几种方法：固定翼，旋翼，气球。前两者均须高速旋转的螺旋桨。后者可以是无动力(氢，氦)或者有动力(燃烧热)，是依靠的浮力。本发明提出的缓降和漂浮方法，是一种崭新的方法。不需要螺旋桨(无翼)，因此对于人员比较安全，也不依靠浮力。无高速运转部件，漂浮时比较安静。自身重量轻，效率高。当动力不足甚至完全失去动力的时候可以实现缓降，对于载荷和自身来说也较为安全。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种缓降以及漂浮器，其特征在于，包括：

降落伞：依靠相对于空气运动在充气和放气状态切换使负载或配重在空中保持缓降以及漂浮状态；

撑杆：连接降落伞的伞体和动力和控制部分；

动力和控制部分：控制储能弹簧伸缩，从而使降落伞进行充气和放气；

储能弹簧：基于能量守恒，平衡负载或配重与空气阻力使整个装置能够保持缓降以及漂浮状态；

负载或配重：用于放置负载以及给负载补充重量。

在上述的一种缓降以及漂浮器，所述动力和控制部分包括电机以及与电机输出轴配接的绳轴，收缩复位绳索一端固定在绳轴上并能够绕在绳轴外壁，另一端穿过储能弹簧与负载或配重固定。

一种缓降以及漂浮器的控制方法，其特征在于，基于以下定义以及公式

降落伞平衡公式：

其中，v是最终匀速下降的速度，m是配重质量，g是重力加速度，下面以9.8m/s²计算。ρ是空气密度，以1.22Kg/m³计算。c是阻力系数，以1.5计算。a是降落伞的有效面积。

双端重物弹簧振动周期公式：

其中，m1,m2分别为两端重物的质量，k为弹簧的倔强系数。

降落伞、连接杆、动力与控制部分以及储能弹簧的质量总合为m1，他们的结合体简称为上部。

配重部分的质量为m2。m2大于m1。

弹簧储存的存储的能量为E，弹性常数(倔强系数)为k，自由长度为L。

具体包括：

步骤1、当整体由高空抛下，降落伞放气，储能弹簧被压缩，在空气阻力的作用下，降落伞充气打开，随着速度的变化，降落伞的阻力与系统重力平衡，系统进入匀速下降状态。