专利名称:多功能薄膜飞翔室的制作方法
本发明是运动与娱乐的设备，特别是多功能薄膜飞翔室的。
1985年第八期“航空知识”报道的美国已有的一种“飞翔室”是用砖、石和水泥等材料建造的一种由三个同轴套置的八角形桶组成的坚固设施。其内桶构成“飞翔室”的内腔，底部装有一台直径与内腔底径接近的大型风扇，在此之上，逐层地设置有环形平台，多个沿内腔壁面均布的门和供中桶观察区用的窗口。在内桶的顶部还均匀地开设有多个排气口，由外桶构成的回气道将其与风扇底部的进气口相贯通。这样当风扇启动后，强大的气流便能顺内腔而上，又可经回气道返馈到风扇的扇叶之下而再次参加循环，从而保证在飞翔室内有连续上升的气流。
另外，有两道起防护作用，并由栅栏和防护网构成的隔离层，分别设置在内腔的排气口与窗口之间和平台与风扇之间，并以此构成“飞翔室”的活动空间。参加运动的人员，只要身着有膜翼的特殊服装和防风用具，便可以由平台上随意跃入气流中，依靠气流的推力进行飘浮、滑翔、飞行和作各种其它的空中特技表演，从而使人有身临太空或“月宫”的神奇感。
上述刚体结构飞翔室的优点是坚固、耐用、气流平稳。但是其功能单一、利用率低，并且价格昂贵、结构笨重、不能搬迁和不便推广。同时，由于风扇直接置于室底、导致在飞翔室活动空间内有严重的噪音，因此使用性能差、应用范围亦受到限制。
本发明的任务就是开发出体轻、结构简单、使用方便、功能齐全、噪音低、利用效率高、价廉、便于搬迁和普及、应用范围广的多功能的飞翔室。
其解决方案是以高强、耐用、气密性优良且价廉的薄膜及与其性能相近的薄壳材料取代刚体建筑结构的飞翔室主体(包括内腔、回气道或其它腔室)的壁板，同时，以刚体骨架或“气筋”骨架对其支撑和增强，借以增加系统的稳定性和耐用性。由于所述构件质轻，则便于搬迁和流动使用，由于价廉、则很容易扩大规模与进行结构变换，因此能增加功能和应用范围。
为了减少运动者的体力消耗，可以在内腔的上防护网之上和所述的“膜翼服”内装置强磁性的省力器件、或在内腔活动空间周围设置供运动者休息用的拉手、平台等。这样、老、少和体弱者也就可以参加。
对本发明的进一步改进，是把风机安装在远离内腔活动空间的部位，以及采取其它的防止和消除噪音的措施;把飞翔室安装在能行走和飞行的承载器具之上，并在其内增设坐卧具、音响、激光、和影象系统;同时酌情配置跳伞或跳水用具、救生防火设备、望远测试设备等、以便进一步改进使用性能、扩大应用领域。
按此方案，本发明可以开发成功多种类型的多功能薄膜飞翔室系列产品。
一.固定型的其典型结构是全部装置都安装于地基之上。按其安装方式又可分为直接着地式和支撑着地式，前者是把整个装置通过底座直接固定于地基上;后者则是把飞翔室的全部或主体构件通过支撑杆安装于地基上。
该类飞翔室的共同优点是结构稳定、耐用、简单，材料选用范围广、成本低，因而其规模不受限制，可以制成大型的厅室，使用方便。
二.活动型的这类飞翔室的特点是整个装置都安装在有承载能力的车辆、船只等行走工具之上、或吊挂于飞艇、气球等飞行器之下。因此，有不占用固定地面、可随时搬迁，便于流动使用和推广的优点。
三.混合型的这是一种固定型与活动型的综合结构。按其不同组合，也可以将其派生出多种系列化产品。例如半着地式、半悬挂式等。前者是把笨重的风机等部件固定在车辆、船只之上，而把质轻体巨的飞翔室主体件安装在地面;后者则是把飞翔室主体件固定于气球或飞艇之下，而把笨重的风机等部件安装于地面。由于该类飞翔室兼备了前两类的优点，因此应用领域广范，其中尤其适用于搬迁不太频繁的流动使用场所。
支撑杆的结构可以为桁架式、或管形件等。可以作成分段式的结构以便于搬迁;取代已有飞翔室水泥壁板的薄膜及其近似结构物可以采用涂胶篷布、压光尼龙绸、用金属、或合成材料、或其它高强材料的丝、片、纤维线等增强的塑料、橡胶薄膜、或多层复合薄膜材料，同时，固定型飞翔室也可采用金属薄板;用作支撑骨架、栅栏和底座的材料可以为木、竹、塑料、金属或它们的复合材料;风机则既可用普通内燃机、航空发动机、电机等带动的风扇、鼓风机，也可用由其它自然能原动机带动的风机装置。为了降低噪音干扰，可把风机移置在远离飞翔室活动区的气流流道上。如回气道内、飞翔室顶部、或其底部的地下道内。风机的数量，一般只用单台，但在大型或巨型的飞翔室内也可以采用双台或多台。防护网可以为各种高强的丝、线、绳和片编制的网状物;省力用的磁性元件则为电磁铁或强磁性永磁材料制件。
在飞翔室内全部设置有坐卧具、防火器材、灯具、声响及影象显示设备;在部分薄膜飞翔室内还应酌情配置眺望、测试、跳伞、跳水、救生及调温、调压等装置。
为了保证薄膜飞翔室的使用安全与加强管理，还应在其四周设置大型围栏，以将其与外界屏避起来。此时，在围栏面，连同飞翔室的壁面都可以进行装饰性的、或为了宣传目的而进行的艺术加工。例如绘画、作广告等。
附图1至附图5描述了薄膜飞翔室的五个典型实施例。
图1为固定型着地安装结构。其飞翔室主体1和可调速的电机风扇2是通过底座3直接安装于地基4上的。其中，内腔1a和中桶1b是用篾和钢丝编制后浸涂树脂胶液而成的整体结构;回气道1c的壁面均由高强、耐磨的纤维织物增强的塑料或橡胶薄膜(例如外涂聚四氟乙烯的玻璃纤维布)以缝合和涂胶密封工艺制成，通过管套或绊带、或螺钉等连接结构与增强骨架1d紧密地结合为一体。增强骨架和底座为刚架或桁架结构，均采用金属、或木材、或复合材料制造。为了增加装置的稳定性，采用张力绳10固定。
在电机风扇之上及顶部的排气口1e之下，各装有金属栅栏6和7及尼龙绳防护网8和9;在紧靠防护网处，设有环形平台11以供运动人员休息之用;由此向上，还逐层且均匀地分别开设有多个双层门5、多个带平台的观察窗孔12。其中门5与入口5a以梯相连通;室顶装有放气阀13、由单向阀和弹性膜片组成的调整气流的湍流缓冲装置14、照明灯15、顶灯16和避雷器17。其中13与14可以调节和控制回流气体的性能与流量，借以降低室内噪音、调节室温和气压。图中箭头标示了风扇启动后的气流方向。这样，身着“膜翼服”的运动者便可以轻而易举地在防护网8和9之间的飞翔区空间内作飘浮、滑翔、飞行和其它特技表演。
为了便利老、少、病残者也能参加该项活动、可以在上栅栏7上均匀地安装多块电磁提升器18。此外，还可以增设环幕放影系统、多声道立体声与激光系统等。此时内腔的环形壁面处应当装设环形银幕19，借此便可以制造出类同太空的声光环境，使人们能加深身临太空的感觉。
图2为固定支撑式安装结构。其主要特征是飞翔室主体件1是通过近似龙体的玻璃钢整体件21安装于地基4上的。为了减少噪音侵扰，已把风机2安装在龙尾21a处、并且在气流通道的壁面，粘附多孔的或有柔性的吸音材料层。这样，不仅能保证工作气流顺利地顺龙的体腔和喷咀22进入飞翔室的内腔1a，而且也能最大限度地减少该处的噪音。该图中还展示了在内腔顶端设置了环形银幕19，和放气阀13。
本结构飞翔室的另一实施方案是将其安装于大型的船只、或大面积的飘浮体上。但此已为活动安装型的典型例。
图3为支撑式混合安装结构。其飞翔室主体件1安装在三根槽形斜支撑杆21上，风机主体2则固定于车辆23上，并通过长轴2a带动浆叶2b向飞翔室内腔1a提供稳定的气流。图示24为放气阀门和搬迁用吊环组件。
斜支撑杆之一的21a为梯式刚架构件，可以此提供进入飞翔室内腔的通道，其余则为光滑的槽形结构，以便用作人员的出口。当然，也可以用机动升降梯取代上述部件。借此可减小人员出入时的体力消耗。
图4为悬挂支撑式的混合安装结构。其特征是飞翔室的主体件1是悬挂于环形气球25之下的。同时以支撑杆21对其支托和用张力绳10紧定。
图示的支撑杆为桁架结构，其端部的发兰盘接头21b以螺钉与飞翔室底座3连接。搬迁前，只要拆除螺钉，飞翔室主体1便可依靠气球作定向飘行。
气球25用多层复合薄膜制造，内部充填氦气，用尼龙绳网罩26和绳带加强、并以此与薄膜飞翔室主体件1紧密连接。缓冲室27通过湍流缓冲装置14对回气道的返馈气流进行调节。该14实际上是由多个单向阀构成的组件，其单向阀与主阀是反向开启而工作的。
为了便利人员出入，本实施例中的风扇电机2采用环形结构，有两道云梯28经过其中和支撑杆内，由此把飞翔室内腔1a和地面相贯通。在飞翔室内，应配置望远镜、降落伞和测试仪器，这样，该设施便可以充作跳伞塔、空中测试和观察站、旅游装置等。
图5描述了混合安装结构的另一个实施例。其区别在于飞翔室的主体件1为双腔球面结构，并悬挂于由多个气球组成的气球组件25上，而缓冲室27则位于其中心。由于气流是风机2从远离飞翔室的地面通过管道29和喷咀22提供的，回流气体的利用量可减小到最低限度，回气道的总截面将可大大地缩小，因此，可以利用其空余部分作为观察室和其它活动空间。本实施例中已把观察区和回气道相间地配置，附图6至附图7已描述了该种结构的两个实施例。
为了保证该设备具有类似太空的临场效果，在内腔1a顶装置了球形银幕30及配套的超广角鱼眼镜头放影系统、六声道立体还音设备和激光系统。
图6为用金属增强骨架1d支撑的全薄膜式双层薄膜飞翔室局部水平断面。其中m为气密性薄膜，n为蒙皮。
图7为由薄壳p形成飞翔室内腔，薄膜m形成外壁的双层薄膜飞翔室局部水平断面。
图8为“气筋”r支撑的三层薄膜飞翔室局部水平断面。其中m为气密性薄膜，t为增强和连接用薄膜，p为复合材料薄壳层、z为连接的缝点，n为蒙皮。
上述三图中所展示的区间O为飞翔区空间的断面、P为环形平台的区间、Q为观察区的区间、S为回气道断面、Y为“气筋”的断面。
附图9至附图10描述了膜翼服的构造。
图9和10展示了膜翼服由整体衣1、保护帽2、翼膜3、尾膜4、前鳍5、腿鳍6、面具7、扣绊8、腰带9等零件构成。其中整体衣和保护帽用高强度和高透气性的布料制造;帽内还衬有弹性材料，并配置有耳机收听装置;面具包括护镜和鼻罩(呼吸器)，后者的作用是调节呼吸的气压和温度。制造翼膜和尾膜的材料应当强度高、气密性好和重量轻，目前以压光锦纶绸、涂胶的尼龙布及聚酯长丝与薄膜的复合物为佳。如果扩大翼膜的有效面积，应在背部增设骨架。11为减重磁力元件。
附图11描述了活动型或混合型飞翔室主体件1靠气球25在低空内作吊运搬迁、或进行科学测量、或旅游飘行的情景。图中展示了在尾管31之下装设了吊篮32和安装在其上部的空气加热器33。该加热器可保证飞翔室和其上部的返冲室27(详见附图4和5)都具有热气球的功能，从而可为总系统的升降，随时提供必要的和可变的辅助动力。这不仅可加大系统的总提升能力，而且也增大了装置的灵活性。
本发明的突出特点首先在于采用了质轻、价廉和高强度的薄膜材料及与其相适应的组成结构;而且也在于其独特的安装形式与整体外貌。因此，与已有装置比较，其显著的进步是一.功能齐全，除能进行飞翔、飘浮外，还可兼作临时跳伞塔、跳水平台、旅游观光工具、望远测试设施、摄影室、放影室、广告宣传工具、临时旅馆及训练厅室等。其结构新颖离奇、能深受群众欢迎;
二.使用性能优良所采用的材料有很强吸振能力、与原装置比较噪音将可大为减小;同时，电磁提升器能进一步地减小运动者的体力消耗，可扩大使用对象;
三.所用材料来源广、价廉、用量少，并且可实现工厂化生产、成本低;
四.应用领域广设备质轻，便于搬迁和流动使用;由于价廉，便于普及和推广，因此，设备的使用面和利用率都将能够成倍地增加。
实施本发明的关键在于选用薄膜材料、在设计中，应保证结构的稳定性和进一步消除噪音。
本发明可以应用于游乐场、儿童活动中心、公园、旅游胜地、游泳场、杂技团、体育院校和训练基地、体育场、电影和电视摄制地、军事训练基地、高层科学观察试验机构、大型车站、码头及其它大型人员集散地。
附图12为本发明的专利标志其中长方框内填写专利代号(或申请号)。凡实施本发明而生产的产品，以及按本发明而制造的专用配套附件的明显表面，均须有此标志。其具体尺寸，应保证观察者能一目了然为准，但不能小于图示尺寸。
权利要求
1.运动与娱乐的设备，特别是多功能薄膜飞翔室，有一桶形内腔1a，与其套置的中桶1b和外桶1c。内腔构成飞翔区空间，同时由其底部往上，逐层地设置有栅栏6、下防护网8、环形平台11、多个出入门5和观察窗口12、上防护网9、排气口1e和照明灯15、中桶1b构成环形观察区Q，在其内设有观察平台；外桶1c构成回气道S并把排气口1e与内腔底部的进气口相贯通。这样，当用风机2向该回路内送风时，身着膜翼服的运动者便可在有上升气流的飞翔区O的空间内飞翔，其特征是所述飞翔室的腔壁1a、或1b、或1c是采用高强、质轻、耐用和气密性优良的薄层结构物制造的。
2.按照权利要求
1的多功能薄膜飞翔室，其特征是所述腔壁1a或1b、或1c用刚体骨架1d、或“气筋”骨架支撑与增强。
3.按照权利要求
1的多功能薄膜飞翔室，其特征是所述的薄层结构物为压光尼龙绸、或压光锦纶绸、或用纤维、线、带、绳的织物增强的橡胶膜、或前述织物增强的塑料薄层材料、或金属薄膜、或多层复合薄层材料。
4.按照权利要求
2的多功能薄膜飞翔室，其特征是所述刚体骨架1d的材料为金属、或木材、或塑料、或复合材料。
5.按照权利要求
1的多功能薄膜飞翔室，其特征是a、所述的内腔1a近处设有缓冲室27。b、该室27通过湍流缓冲装置14与飞翔区空间O，和回气道S相贯通，c、缓冲装置14由多个单向阀与主阀构成，并且互为反向。
6.按照权利要求
1的多功能薄膜飞翔室，其特征是a、在内腔1a顶部和所述的膜翼服内装有磁场源元件，b、该元件为高强永磁体、或电磁元件、或兼而有之。
7.按照权利要求
1的多功能薄膜飞翔室，其特征是a、所述风机的安装位置已远离飞翔室内腔1a，b、风机的安装部位在飞翔室内腔1a的顶部、或回气道内、或飞翔室1a下方的地下室内;c、所述部位所安装的风机总数为2到多台。
8.按照权利要求
1、或3、或4、或5、或6、或7的多功能薄膜飞翔室，其特征是a、所述飞翔室主体件1通过底座3直接安装在地面、或车辆、或船只、或其它有行走功能的承载器具上，b、用网罩、或绳(带)、或二者对其加强，c、用张力绳10对其固定。
9.按照权利要求
1、或3、或4、或5、或6、或7的多功能薄膜飞翔室，其特征是a、所述飞翔室主体件1，通过底座3和支撑杆21安装在地面、或车辆、或船只、或其它有行走功能的承载器具上，b、用网罩、或绳(带)、或二者对其加强，c、用张力绳10对其固定。
10.按照权利要求
1、或3、或4、或5、或6、或7的多功能薄膜飞翔室，其特征是a、所述飞翔室主体件1悬挂于气球25、或飞艇之下，b、用网罩或绳、带对其系统加强和连接。
11.按照权利要求
1的多功能薄膜飞翔室，其特征是a、在飞翔室主体件1、或尾管31、或其辅助设施的表面开辟有供宣传的专栏，b、所述辅助设施为围栏，c、该宣传专栏为广告、或教育性内容。
专利摘要
本发明为多功能薄膜飞翔室。这是一种利用其室内上升气流的推力使参加者能进行飘浮、飞翔并享受到太空乐趣的新型娱乐性体育运动设备。
文档编号A63B71/00GK86105947SQ86105947
公开日1988年3月23日 申请日期1986年8月31日
发明者李汉清 申请人:李汉清导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan