帶安全保護裝置的自由滑翔系統的製作方法

2023-05-28 21:49:01

專利名稱：帶安全保護裝置的自由滑翔系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於拓展運動項目領域，特別是涉及一種帶有安全保護裝置的滑翔系統。
背景技術：
人力飛行運動中，無動力滑翔飛行由於能夠實現人類自古以來靠自身力量像鳥一樣在空中自由飛翔的夢想，在飛行中又完全不產生噪聲及廢氣排放等環境汙染，所以自開展後立即成為一項頂級人力器械運動。與各種地面、空中、水面摩託運動產生巨大噪聲及排放廢氣汙染環境、令周圍人群側目相比，成鮮明對照。人力飛行運動還是當代最時尚環保的極限運動之一，自上世紀中期起隨著在滑翔翼器材不斷沿著提高飛行性能，輕量化及便攜化方向的進步，懸掛式滑翔翼飛行已經在全球風行。(本實用新型人的前一項發明「懸掛式滑翔翼人力驅動裝置及其地面模擬訓練架」(ZL200710010928. 8)與滑翔翼配套，使得無動 力的滑翔翼成為人力驅動飛翼，更增加人力飛行運動的飛行性能。)但是，儘管現有滑翔翼在降低器械重量體積成本及飛行氣象條件要求以及提高飛行性能和安全性等諸方面已經有很大進步，由於滑翔飛行總得在一定高度的空中進行，對於每一個滑翔飛行的參與者特別是初學者來說，飛行安全始終是一個最最令人擔心的問題。對學習飛行過程中自身安全的擔心，是限制滑翔翼飛行無法得到如同蹦極，衝浪，攀巖等極限運動那樣普及開展的最主要的因素。看到攀巖運動員無論學員還是參賽選手都有助手操控安全保險索的保護防止意外下墜受傷，人們自然盼望對於初學滑翔翼飛行的人也能在安全保險索的保護之下來學會人力飛行的起飛，操控和著陸技巧，並能自由飛翔。由於滑翔翼飛行運動在起飛，飛行及著陸過程中不但有著像攀巖一般的上下運動，還同時在以相當速度向前飛行運動，不可能有助手以相同速度跟進並操控保險索來保護飛行器及運動員在發生意外時不與地面碰撞。如果創造一種能和飛行運動同步前進的並能隨飛行高度自動調整的限制飛行器與地面發生碰撞的保險索裝置系統，則大眾學習人力飛行的初級階段就可以解除害怕放生墜落安全事故的後顧之憂。可世界上至今還沒有這樣的人力飛行保護設備出現。本世紀初美國出現所謂「索道滑翔翼」，德國也出現「兒童索道滑翔翼」等休閒運動項目。其設備已經被我國不少旅遊景區引進作為A級極限運動設備推薦，號稱「像鳥一樣飛過大地」，也吸引到不少年輕人的參與和廣大觀眾的關注。但是參與者和觀察者很快發現，這種有著滑翔翼簡陋外形的所謂「飛行器械」其實只不過是固定在傳統鋼纜索道滑輪吊架下的裝飾。雖然下滑過程也很刺激又基本保證安全，但整個所謂「飛行」過程除了被吊綁體位是大致成水平以外，其感受和傳統鋼索道溜滑沒有本質區別，卻與滑翔翼飛行的運動感受大相逕庭。人們即便在這種「索道滑翔翼」上進行上百次「飛行」練習，參與者還是無法掌握滑翔翼的起飛，操控飛行以及著陸技巧。所以這種現有「索道滑翔翼」技術裝置儘管解決了本身運動安全，但完全不能用以滿足初學者學習真正滑翔翼或其他人力飛行器械飛行技術的安全保證的需求。基於上述觀點，本申請人於2010年首創了在安全保護下進行人力飛行的設想，在上個發明「懸掛式滑翔翼人力驅動裝置及其地面模擬訓練架」中模擬訓練架索道跟進的技術發展基礎上，加上自收縮最長限位保險索絞盤技術，在滑翔飛行過程中不需要助手參與，不消耗任何能源，簡單合理地解決了人力飛行初學訓練階段給飛行器及飛行員配備自跟進保險索的技術難題，發明了本實用新型「帶安全保護自由滑翔系統」。
發明內容發明目的本實用新型提供一種帶安全保護裝 置的自由滑翔系統，其目的是解決滑翔拓展運動項目中在安全、需要人員操控、滑翔自由度及飛行者滑翔過程中消耗能源等方面存在的問題。技術方案—種帶安全保護裝置的自由滑翔系統，其特徵在於在高端支撐塔架和低端支撐塔架之間架設有飛行路徑索道，飛行路徑索道上設置有可順飛行路徑索道滑動的安全保護裝置，安全保護裝置上設有可自動收縮的保險索，保險索的下端吊掛懸掛式滑翔翼；位於高端支撐塔架的前方設有起飛臺。高端支撐塔架和低端支撐塔架之間與飛行路徑索道平行設置有循環式牽引索；在高端支撐塔架和低端支撐塔架的頂端設有驅動轉輪和轉輪，循環牽引索呈封閉環結構套在驅動轉輪和轉輪之間，驅動轉輪與電機及傳動裝置連接。所述的安全保護裝置由吊架、索道鋼纜滑輪組、保險索絞盤輪及整流外罩組成；安裝在吊架上部前後端的第一索道鋼纜滑輪組和第二索道鋼纜滑輪組架設在飛行路徑索道上；帶內置發條的保險索絞盤輪安裝在吊架中部的中心軸上；可自動收縮的保險索一端固定並纏繞在保險索絞盤輪上，另一端穿過安裝在吊架下端的保險叉可拉出，通過保險掛鈎座與可轉保險掛鈎連接；可轉保險掛鈎與懸掛式滑翔翼連接；安全保護裝置上還分別設有鋼纜整流外罩、滑輪整流外罩、保險鎖絞盤輪整流外罩及保險掛鈎整流外罩。在循環牽引索上設有小鉤，附加連接索的一端掛在小鉤上，另一端穿過安全保護裝置上的掛環加掛在滑翔翼的保護掛環上。保險索根部的相應位置固定有一個限位小柱，在保險索最大限位拉長時會架在固定在吊架上的保險叉上。優點效果本實用新型利用了鋼纜索道的全程承重能力及索道滑輪的微小摩擦力能在鋼纜索道快速滾動前進與滑翔翼滑翔飛行速度基本匹配的特點，用自收縮保險索把索道滑輪與懸掛式滑翔翼柔性連接起來。在參與飛行者操控滑翔飛行的全過程中，不消耗任何能源，為滑翔翼及其飛行員提供直線路徑飛行全程的安全保護。保護裝置在為全程飛行實現意外保護的同時，由於本裝置在鋼纜滾動摩擦係數小，保護裝置在傾斜索道下滑中，裝置的勢能裝換為動能還能對飛行器的滑翔提供幫助，保險索的拉力不會對飛行器造成阻力增加反而造成前進拉力。需要特別指出，同為索道應用，本實用新型與現有「索道滑翔翼」有著本質區另O。即本實用新型的索道鋼纜及滑輪組在正常飛行過程中(除發生飛行器意外墜落實施保護情況或者飛行器已經飛到其最大滑翔距離但是未到達飛行路徑索道終點外)並不承受滑翔翼與飛行員總重力，僅承受保護裝置本身重量負荷(僅為前者十分之一以下)，所以鋼纜的下垂量，日常運行滑輪組滾動磨損以及索道設計建設成本和索道運行維護成本等等均大大低於現有「索道滑翔翼」。例如現有「索道滑翔翼」的器械滑行索道上下行各兩根鋼纜，還需要配備控制電訊連接以及牽引索，向下滑行及把下面器械拉回高處起飛點往復過程都需要用電動絞盤動力驅動和控制。而本實用新型的飛行路徑索道只需要一根承重鋼纜，在自由滑翔由高端到低端飛行過程中，循環牽引索與滑翔翼完全脫離，不需要消耗任何驅動電力。 所以，本實用新型的應用，不但能解決廣大滑翔翼飛行愛好者盼望對於初學階段能在安全保險索的保護之下來學會滑翔翼飛行的起飛，操控和著陸技巧，進行自由飛翔的美好願望，免除飛行運動員在初學飛行訓練中的安全顧慮，大大擴大參與此項運動的受眾的範圍和人數，還能在確保人員安全的同時確保昂貴飛行器材不受意外事故發生損耗，大大提高訓練場地及滑翔翼器材的使用效率，所增加的經濟效益必定會大大超過索道及保護裝置建設的投入。本實用新型把配套的經改裝懸掛式滑翔翼摘除後，作為試飛各種新型人力飛行器材的安全試飛航道的應用，可以免除新型人力飛行器材試飛中可能發生事故帶來的各種損失，有利於促進新型人力飛行器才的研發。如果作為各種創意人力飛行器的安全表演競賽場所應用(每個飛行器參賽選手可以起飛點到保險索完全拉出點距離計算有效飛行距離，在最大保險索長度吊掛下滑到索道中點安全著陸)，可以避免目前高臺人力飛行賽必須在水面(因而也必須是夏季)舉辦的限制，避免飛行員及器材遭受水浸泡，節省了打撈人員及器材開銷。可以實現參賽選手幾次飛行取最高成績，觀眾可以從各方面更近距離觀看，增加競賽的可觀賞性，使得此類大賽更便於大眾參與。本實用新型作為新型大眾化時尚環保休閒極限拓展運動項目設備應用，必定會以其真正飛行體驗受到年青人的青睞，成為最廣泛的應用領域。與現有「索道滑翔翼」項目相比，以其獨有自主智慧財產權及較低製造費用，更節能環保及更低的運行維護費用，更真實的飛行感受，更多的飛行技術知識內涵等等優勢，必定會更為時尚流行，在全國範圍得到更大範圍推廣採用，成為我國普及滑翔翼飛行運動的大眾化平臺。


圖I為本實用新型的主要結構示意圖；圖2為本實用新型左側塔架頂端放大結構示意圖；圖3為本實用新型右側塔架頂端放大結構示意圖；圖4為本實用新型安全保護裝置結構示意圖；圖5為保險索全部拉出時圖4的局部放大結構示意圖；圖6是本實用新型飛行路徑索道架設示意圖；圖7是本實用新型循環牽弓I索加掛方式結構示意圖。圖中標註I :飛行路徑索道，2 :吊架，3 :第一索道鋼纜滑輪組，4 :第二索道鋼纜滑輪組，5 :內置發條，6 :保險索絞盤輪，7 :保險索，8 :可轉保險掛鈎，9 :鋼纜整流外罩，10 滑輪整流外罩，11 :保險鎖絞盤輪整流外罩，12 :保險掛鈎整流外罩，13 :中心軸，14 :限位小柱，15 :保險掛鈎座，16 :保險叉，17 :掛環，18 :高端支撐塔架，19 :低端支撐塔架，20 :第一錨定裝置，21 :第二錨定裝置，22 :循環式牽引索，23 :電機及傳動裝置，24 :起飛臺，25 :懸掛式滑翔翼，26 :主杆，27 :保護掛環，28 :驅動轉輪，29 :轉輪，30 :小鉤，31 :附加連接索。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型做進一步的說明[0027]圖I中表示了本實用新型帶安全保護自由滑翔系統組成全貌，圖中兩個小圈E、F內分別表示高低支撐塔頂部明細，分別用圖2、3表示。該系統組成包括由高端支撐塔架18和低端支撐塔架19支撐的飛行路徑索道I及與索道平行的循環式牽引索22，索道上運行的安全保護裝置，位於高端塔架前的起飛臺24，吊掛於安全保護裝置保險索下端的經改裝懸掛式滑翔翼25等四大部分。高端支撐塔架18和低端支撐塔架19稍高於鋼纜的循環牽引索22，呈封閉環套在驅動轉輪28和轉輪29之間，驅動轉輪28和轉輪29的軸分別固定在高端支撐塔架18和低端支撐塔架19上，由固定在高端支撐塔架18上的電機及傳動裝置23、驅動轉輪28。圖4描繪了去掉整流外罩(圖中虛線部分)後安全保護裝置結構，圖5表示保險索完全拉出時內部狀況，如圖4所示。安全保護裝置由吊架2，安裝在吊架2前後端的第一索道鋼纜滑輪組3和第二索道鋼纜滑輪組4，安裝在吊架2中部的帶內置發條5的保險索絞盤輪6，自動收縮保險索7 —端固定並纏繞在保險索絞盤輪6上，另一端穿過保險叉16拉出連接著保險掛鈎座15及可自由轉保險掛鈎8，鋼纜整流外罩9，滑輪整流外罩10，保險鎖絞盤 輪整流外罩11，及保險掛鈎整流外罩12等部件組成。第一索道鋼纜滑輪組3和第二索道鋼纜滑輪組4均各自由上吊重滑輪及下鎖位滑輪組合而成。安裝好運行時索道鋼纜位於上滑輪與下滑輪之間穿過。注意內置發條5的安裝方式為其內一端固定在保險索絞盤輪6的中心軸13上，外一端固定保險索絞盤輪6盤面上，在當自收縮保險索7完全拉出時，內置發條5為完全擰緊狀態。內置發條5的放鬆迴轉時會帶動保險索絞盤輪6轉動把保險索7纏繞收回。保險索7安裝結構的另一關鍵特徵是當自收縮保險索7完全拉出時，保險索7根部相應位置固定的限位小柱14會架在固定在吊架2上的保險叉16上，實現保險索7在最大限位拉長時保護裝置能夠承擔規定的安全承載。為了減少在索道鋼纜快速滾動滑行時安全保護裝置所受到的空氣阻力，有鋼纜滑輪整流外罩9和滑輪整流外罩10分別安裝在第一索道鋼纜滑輪組3和第二索道鋼纜滑輪組4的外部，保險鎖絞盤輪整流外罩11安裝在保險索絞盤輪6外部。而保險掛鈎整流外罩12可以沿保險索7上滑，在可轉保險掛鈎8與飛行器頂部吊環掛好後，再滑下把可轉保險掛鈎8與飛行器頂部吊環一起罩住。為了實現飛行過程中飛行器的自由左右轉向甚至180度折返，安裝在保險索自由端保險掛鈎座15中的可轉保險掛鈎8，連帶保險掛鈎整流外罩11以及所吊掛的人力飛行器一起，可以在保險掛鈎座15中以保險索為縱軸作水平360度自由旋轉。吊架2朝向索道高端的端部設有側面開小口的掛環17。保護裝置在保證強度耐磨損前提下儘可能採用輕質材料，減少保護裝置的重量，以減少前進摩擦阻力及慣性。例如所有整流罩均採用輕質塑料。起飛臺24設在傾斜鋼纜索道的高端支撐塔架18前面向低端支撐塔架19 一側的地面上，有通道階梯從地面通達臺面，臺面除面向低端塔架的起飛邊緣外其餘各邊緣設有護欄。懸掛式滑翔翼25採用現有高性能商品，經在其主杆26滑翔翼重心位置上加裝了保護掛環27，改裝後配套使用。在圖6中給出傾斜飛行路徑索道及架設地形要求側視示意圖，為表示方便圖中放大了垂直方向比例。圖6中粗實線表示鋼纜索道，虛線表示典型飛行路線(飛行器及飛行員重心軌跡)，圖6典型飛行軌跡的A，B和C分別表示滑翔性能高，中和低的滑翔翼飛行結果。其中B和C的後段都是在保險索完全拉出後在安全保護裝置吊掛下滑行至飛行路徑索道終點的。半陰影線表示典型地面(包括起飛及著陸平臺)，為看清楚，把水平比例相對垂直比例縮短了。附圖中只顯示建立於平地的鋼纜索道與地面及起飛著陸平臺的相對高度要求，鋼纜兩端設計架設高度所需的的支撐塔及錨定機構均採用通用設計規範設計製造和安裝。如果高端塔架建立於相對低端較高的地形，則起飛臺及高端塔架高度結構作相應變化。本實用新型採用常規鋼纜索道，只需要架設一條鋼纜，鋼纜索道在從上俯視地面投影為直線。飛行路徑索道I是架設在高端支撐塔架18和低端支撐塔架19之間的傾斜鋼纜索道，索道鋼纜兩頭分別有第一錨定裝置20和第二錨定裝置21將其拉緊並固定於地面，高端支撐塔架18和低端支撐塔架19之間的地面或水面之上不得有任何障礙物。飛行路徑索道I的特徵在於飛行路徑索道I的全路徑上鋼纜承重能力大於規定的安全承載(即飛行器重量加飛行員體重乘I. 5至2倍安全係數)；而飛行路徑索道I鋼纜架設高度，載荷強度及地形的配合結果，必須確保除位於索道起飛跑道上的起始段(在起飛平臺上)及著陸跑道末端外，在整個飛行路徑鋼纜I其餘各處索道鋼纜的離地面(水面)高度(在該處通過保護裝置吊掛規定的安全承載下垂量實際測量)均大於保護裝置保險索7最大限位拉出長度加上滑翔翼 連同所吊掛參與滑翔人員高度。圖6所示傾斜飛行路徑飛行索道方案，可以在平地建設，也可以利用自然傾斜地形建設，以減少鋼纜支撐塔及起飛臺的建築高度。飛行路徑中間可以有水面。可以在增加起飛點高度基礎上加長飛行路徑(保持索道傾斜率，與所採用滑翔翼滑翔比相適應)。根據目前滑翔翼飛行性能水平，本實施例依照附圖3可具體採用起飛臺與落地點15米高程落差150米鋼纜飛行路徑索道。在圖7中，循環式牽引索22呈封閉環套在驅動轉輪28、轉輪29之間，驅動轉輪28、轉輪29的軸分別固定在高端支撐塔架18和低端支撐塔架19上，循環式牽引索22往返兩根均稍高於鋼纜索道I且與之平行，驅動轉輪28被電機傳動及裝置23驅動單向轉動，使得靠近鋼纜索道I的牽引索按由低端向高端方向運動。循環式牽引索22上兩頭對稱位置各帶有4隻小鉤30，當需要把處於索道低端的保護裝置連同滑翔翼25拉回索道高端時，先將滑翔翼轉為頭朝高端索道方向，(保護裝置不動)，在循環牽引索22的小鉤30之一掛上附加的連接索31的一端，附加連接索31穿過保護裝置上掛環17另一端頭則加掛在滑翔翼25的保護掛環27上，為此需把保險掛鈎整流外罩12沿保險索上滑以露出保護環27。通過啟動電機來實現保護裝置連同滑翔翼由低端至高端的傳送，附加連接索31在向高端拉的同時會把滑翔翼25提升使保險索7適當縮回保護裝置。當保護裝置連同滑翔翼25被拉回索道高端後，電機停，工作人員可把附加連接索31從小鉤30，掛環17及保護掛環27脫開取下，使得保護裝置及滑翔翼25與循環式牽引索22完全脫離，同時把滑翔翼轉為頭朝索道低端方向，完成讓參與者操縱滑翔翼從起飛臺向低端著陸點全程在安全保護下自由滑翔的準備。本實用新型的一條最基本特徵是，飛行路徑索道及起飛著陸平臺的設計建設在滿足用戶要求及依據場地地形因地制宜的同時，配備上安全保護裝置後都必須滿足的最重要技術要求是飛行路徑索道的全路徑上鋼纜承重能力大於規定的安全承載(即滑翔翼重量加典型參與人員員體重乘I. 5至2倍安全係數)；而飛行路徑索道鋼纜架設高度，載荷強度及地形的配合結果，必須確保除位於索道起飛跑道上的起始段(在起飛平臺面)及著陸跑道末端兩處外，在整個飛行路徑鋼纜其餘各處索道鋼纜的離地高度(在該處通過保護裝置吊掛規定的安全承載下垂量實際測量)均大於保護裝置保險索最大限位拉出長度加上飛行器連同所吊掛飛行員高度。著陸跑道高度與該段索道高度的配合結果，以在著陸跑道末端鋼纜上用安全保護裝置保險索完全拉出後吊掛滑翔翼實際驗證，滑翔翼配上典型體重人員直立吊掛後可以在地面正常走動為宜。·
權利要求1.一種帶安全保護裝置的自由滑翔系統，其特徵在於在高端支撐塔架(18)和低端支撐塔架(19)之間架設有飛行路徑索道(I )，飛行路徑索道(I)上設置有可順飛行路徑索道(I)滑動的安全保護裝置，安全保護裝置上設有可自動收縮的保險索(7)，保險索(7)的下端吊掛懸掛式滑翔翼(25);位於高端支撐塔架(18)的前方設有起飛臺(24)。
2.根據權利要求I所述的帶安全保護裝置的自由滑翔系統，其特徵在於高端支撐塔架(18)和低端支撐塔架(19)之間與飛行路徑索道(I)平行設置有循環式牽引索(22);在高端支撐塔架(18 )和低端支撐塔架(19 )的頂端設有驅動轉輪(28 )和轉輪(29 )，循環牽弓I索(22)呈封閉環結構套在驅動轉輪(28)和轉輪(29)之間，驅動轉輪(28)與電機及傳動裝置(23)連接。
3.根據權利要求I所述的帶安全保護裝置的自由滑翔系統，其特徵在於所述的安全保護裝置由吊架(2)、索道鋼纜滑輪組、保險索絞盤輪(6)及整流外罩組成；安裝在吊架(2)上部前後端的第一索道鋼纜滑輪組(3)和第二索道鋼纜滑輪組(4)架設在飛行路徑索道(1)上；帶內置發條(5)的保險索絞盤輪(6)安裝在吊架(2)中部的中心軸(13)上；可自動收縮的保險索(7)—端固定並纏繞在保險索絞盤輪(6)上，另一端穿過安裝在吊架(2)下端的保險叉(16)可拉出，通過保險掛鈎座(15)與可轉保險掛鈎(8)連接；可轉保險掛鈎(8)與懸掛式滑翔翼(25)連接；安全保護裝置上還分別設有鋼纜整流外罩(9)、滑輪整流外罩(10)、保險鎖絞盤輪整流外罩(11)及保險掛鈎整流外罩(12)。
4.根據權利要求I所述的帶安全保護裝置的自由滑翔系統，其特徵在於在循環牽引索(22 )上設有小鉤(30 )，附加連接索(31)的一端掛在小鉤(30 )上，另一端穿過安全保護裝置上的掛環(17)加掛在滑翔翼(25)的保護掛環(27)上。
5.根據權利要求I所述的帶安全保護裝置的自由滑翔系統，其特徵在於保險索(7)根部的相應位置固定有一個限位小柱(14)，在保險索(7)最大限位拉長時會架在固定在吊架(2)上的保險叉(16)上。
專利摘要一種帶安全保護裝置的自由滑翔系統，其特徵在於在高端支撐塔架和低端支撐塔架之間架設有飛行路徑索道，飛行路徑索道上設置有可順飛行路徑索道滑動的安全保護裝置，安全保護裝置上設有可自動收縮的保險索，保險索的下端吊掛懸掛式滑翔翼；位於高端支撐塔架的前方設有起飛臺。
文檔編號B64C31/02GK202686760SQ20122029173
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月20日 優先權日2012年6月20日
發明者譚大剛 申請人:譚大剛