[发明专利]体育场遮顶式系留气球系统

权利要求书

1.体育场遮顶式系留气球系统，其特征在于：该系统包括系留气球、系留气球上下表面覆盖材料、系留缆绳、系留拉索、轨道轮和锚泊设备；系留气球由升力气囊(1)、升力气囊(2)和副气囊组成；系留缆绳内部含有充气管和供电线；锚泊设备包括收放机构、供气装置、电源和控制器。

2.如权力要求1所述的体育场遮顶式系留气球系统，其特征在于：所述系留气球形状为扁的椭球体，工作时横向设置浮空于体育场的正上方，遮住体育场的顶部，与体育场顶部留有安全距离；所述系留气球由三个气囊组成，分别是位于气球中心的升力气囊(1)、位于气球外圆环上层的升力气囊(2)、外圆环下层的副气囊，其中升力气囊(1)、(2)充入氦气，副气囊充空气；升力气囊(1)的最小体积为其充满气后产生的浮力大于整个系留气球重力所对应的体积。

3.如权力要求1所述的体育场遮顶式系留气球系统，其特征在于：所述系留气球上下表面设有一层不同的复合材料，上表面覆盖材料具有的功能为透光、反光、隔热、保温、摩擦阻力小中的一种或多种；下表面覆盖材料为光反射材料。

4.如权力要求1所述的体育场遮顶式系留气球系统，其特征在于：所述系留气球上下表面非对称设计，下表面坡度比上表面平缓。

5.如权力要求1所述的体育场遮顶式系留气球系统，其特征在于：所述系留气球由四根系留缆绳及相应的多条系留拉索固定，系留缆绳、系留拉索与系留气球的下表面相连，靠近系留气球的边缘，每根系留缆绳的方位为系留气球俯视图椭圆形长轴与短轴45°角平分线方向，四根系留缆绳及相应的系留拉索以所述系留气球的纵向平面和横向平面对称布置；每根系留缆绳内部设有充气管和供电线，充气管的上端依次穿过副气囊、升力气囊（2），与升力气囊（1）相连，充气管端部设有电磁阀；充气管在升力气囊（2）中延伸出另外一段充气管，留在升力气囊（2）中，充气管端部设有电磁阀；整条充气管的下端连接锚泊设备供气装置的出气口。

6.如权力要求1所述的体育场遮顶式系留气球系统，其特征在于：所述升力气囊(1)和副气囊下方设有应急放气装置，所述副气囊下方设置有风机和电磁阀。

7.如权力要求1所述的体育场遮顶式系留气球系统，其特征在于：所述锚泊设备包括收放机构、供气装置、控制器和电源，供气装置出气口连接充气管底端，供电线连接风机和多个电磁阀，控制器控制各个电磁阀的开关以及风机的启动和关闭。

8.如权力要求1所述的体育场遮顶式系留气球系统，其特征在于：所述系留气球与锚泊设备之间设置轨道轮，系留缆绳绕过轨道轮改变方向，轨道轮固定在地面上，也可通过钢轨固定在空中。

9.如权力要求1-8任一项体育场遮顶式系留气球系统的使用方法，其特征在于：比赛开始前将系留气球置于体育场的中心位置，先对升力气囊(1)充气，气球慢慢上升，利用系留拉索和系留缆绳控制系留气球的位置，将系留气球升至完全脱离体育场顶部建筑并留有一定的安全距离之后，对升力气囊(2)和副气囊充气；整个气球充气完成后降低系留气球的高度，保持系留气球与体育场顶部留有合适的距离，此时为工作状态，赛事期间根据实时风速调整系留气球的姿态；赛事结束后先将气球升高，升力气囊(2)和副气囊放气，然后缓慢回收系留气球。

10.如权力要求1-8任一项体育场遮顶式系留气球系统气球姿态的控制方法，其特征在于：

根据赛事当天的实时风速，获得系留气球所受风阻和气球产生的俯仰力矩；

根据俯仰力矩和四根系留缆绳上拉力的差异，调整每根缆绳的收放长度，改变气球的俯仰角。