悬浮板
阅读：297发布：2021-02-08
专利汇可以提供悬浮板专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 描述一种悬浮板。所述悬浮板包括四个悬浮 发动机 ，每个悬浮发动机包括一个 电机 。所述电机使磁体布置旋转以诱发涡 电流 并且产生 磁性 提升，磁性提升使所述悬浮板悬浮在空气中。所述悬浮板可以倾斜以在特定方向上推进悬浮板。所述悬浮发动机可以各自耦合到倾斜机构，倾斜机构耦合到柔性的骑乘者平台。当骑乘者平台经由骑乘者诱发的 力 挠曲时，所述悬浮发动机可以单个倾斜以提供平移力。，下面是悬浮板专利的具体信息内容。
1.一种悬浮板，其包括：
两个或更多个悬浮发动机，每个悬浮发动机具有，
电动机，其包括绕组、第一组永久磁体和固持所述第一永久磁体的第一结构，其中向所述绕组施加电流以使所述绕组或所述第一组永久磁体中的一个旋转；
电子速度控制器，其控制所述电动机的旋转速率；
STARM，其被配置成从所述电动机接收使所述STARM旋转的旋转扭矩，其包括第二组永久磁体和固持所述第二组永久磁体的第二结构，其中所述第二组永久磁体旋转以在衬底中诱发涡电流，使得所述诱发的涡电流和所述第二组永久磁体相互作用以产生力，力使所述悬浮板和骑乘在所述悬浮板上的人悬浮并且沿着所述衬底从一个位置平移到另一个位置；
以及
护罩，其封围所述电动机和所述STARM的至少顶部部分；
骑乘者平台，供人骑乘在上面，其包括前端和后端，其中第一悬浮发动机安装在所述骑乘者平台下面接近于所述前端，第二悬浮发动机安装在所述骑乘者平台下面接近于所述骑乘者平台的所述后端；以及
电源，其向所述两个或更多个悬浮发动机输出电流，安装在所述骑乘者平台下面在所述第一悬浮发动机与所述第二悬浮发动机之间。
2.根据权利要求1所述的悬浮板，其进一步包括罩壳，该罩壳包围所述电源并且贴合第一护罩和第二邻近于所述罩壳的第二护罩。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的悬浮板，其中所述电源包括多个电池或一个燃料电池。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的悬浮板，其中所述STARM中的每一个的直径在4英寸与24英寸之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的悬浮板，其中与所述悬浮发动机中的每一个上的所述第二组永久磁体相关联的来自所述两个或更多个悬浮发动机的磁体总体积在30立方英寸与80立方英寸之间。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的悬浮板，其中所述STARM中的每一个被配置成收容高度在0.5英寸与2.5英寸之间的磁体。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的悬浮板，其中在所述悬浮发动机中的一个安装到所述悬浮发动机的底部的位置，所述悬浮板离所述骑乘者平台的顶部的高度小于5英寸。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的悬浮板，其中所述骑乘者平台在所述第一悬停发动机与所述第二悬停发动机之间有柔性，以允许所述骑乘者平台响应于人施加的力而弯曲和/或扭转。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的悬浮板，其中所述护罩封围所述STARM中的每一个的底部的全部或一部分。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的悬浮板，其中所述电子速度控制器安装在所述护罩内。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的悬浮板，其中所述护罩的一部分从所述骑乘者平台的底部下方延伸，并且其中所述护罩有足够刚性以在人站在所述护罩上时防止所述护罩撞击所述STARM。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的悬浮板，其中所述悬浮板包括靠近所述悬浮板的前端并列安装的第一和第二悬浮发动机，以及靠近所述悬浮板的后端并列安装的第三和第四悬浮发动机。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的悬浮板，其中所述悬浮板包括靠近所述前端或靠近所述后端的弯曲部分，该弯曲部分在人经由其脚向所述弯曲部分引导力时充当力臂以提升所述悬浮板的所述前端或所述后端。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的悬浮板，其进一步包括所述STARM的底部上的一或多个小隆凸，当所述小隆凸接触所述衬底时，它提供所述STARM的底部与所述衬底之间的隔开距离。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的悬浮板，其中支撑所述诱发的涡电流的所述衬底是铜、铝或其组合中的一种。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的悬浮板，其中第一悬浮发动机和第二悬浮发动机相对于所述骑乘者平台成角度地安装，使得当所述骑乘者平台基本上平行于所述衬底时，所述第一悬浮发动机和所述第二悬浮发动机相对于所述衬底成角度，以各自输出平移力。
17.根据权利要求16所述的悬浮板，其中所述第一悬浮发动机和所述第二悬浮发动机的旋转方向和安装角度布置成使得在所述悬浮板的至少一个朝向上，从所述第一悬浮发动机和所述第二悬浮发动机输出的净平移力大致是零。
18.一种悬浮板，其包括：
两个或更多个悬浮发动机，每个悬浮发动机具有，
电动机，其包括绕组、第一组永久磁体和固持所述第一永久磁体的第一结构，其中向所述绕组施加电流以使所述绕组或所述第一组永久磁体中的一个旋转；
电子速度控制器，其控制所述电动机的旋转速率；
STARM，其被配置成从所述电动机接收使所述STARM旋转的旋转扭矩，其包括第二组永久磁体和固持所述第二组永久磁体的第二结构，其中所述第二组永久磁体旋转以在衬底中诱发涡电流，使得所述诱发的涡电流和所述第二组永久磁体相互作用以产生力，力使所述悬浮板和站在所述悬浮板上的人悬浮，并且沿着所述衬底从一个位置平移到另一个位置；
以及
护罩，其封围所述电动机和所述STARM的至少顶部部分；
电源，其向所述两个或更多个悬浮发动机输出所述电流；
骑乘者平台，供人站在上面，所述两个或更多个悬浮发动机结构上连接到所述骑乘者平台；
机械铰链，其耦合到第一悬浮发动机，允许所述第一悬浮发动机的所述STARM、所述电动机和所述护罩相对于所述骑乘者平台倾斜，其中从所述第一悬浮发动机输出的平移力的量值响应于所述STARM、所述电动机和所述护罩倾斜而改变，并且其中所述平移力用于控制所述悬浮板相对于所述衬底的朝向；以及
倾斜机构，其耦合到所述第一悬浮发动机，被配置成接收外力和/或产生内力，其响应于人产生的输入力使所述第一悬浮发动机倾斜。
19.根据权利要求18所述的悬浮板，其进一步包括多个机械铰链和倾斜机构，各自耦合到所述两个或更多个悬浮发动机。
20.根据权利要求18至19中任一项所述的悬浮板，其中所述倾斜机构包括致动器，其包括致动器控制器，致动器控制器输出内力，内力响应于人产生的输入力使所述第一悬浮发动机的倾斜位置从第一倾斜位置改变成第二倾斜位置。
21.根据权利要求20所述的悬浮板，其进一步包括一或多个传感器，该传感器被配置成测量人产生的输入力的方向和/或量值，以及逻辑装置，该逻辑装置被配置成从所述一或多个传感器接收传感器数据，与所述致动器控制器通信，并且基于传感器数据，命令所述致动器控制器输出内力，内力使所述第一悬浮发动机的倾斜位置改变。
22.根据权利要求21所述的悬浮板，其中所述一或多个传感器集成到所述骑乘者平台中，并且其中所述骑乘者经由其身体的移动产生所述输入力。
23.根据权利要求21所述的悬浮板，其中所述一或多个传感器位于所述人穿戴或握持的电子装置中。
24.根据权利要求20所述的悬浮板，其中所述倾斜机构包括机械连杆，其从人接收所述输入力，并且将所述输入力转换成所述外力以使所述第一悬浮发动机倾斜。
25.根据权利要求24所述的悬浮板，其中所述机械连杆在第一端上耦合到所述第一悬浮发动机的所述护罩并且延伸穿过所述骑乘者平台中的孔口。
26.根据权利要求25所述的悬浮板，其中所述机械连杆被配置成在第二端上从人接收所述输入力。
27.根据权利要求18至20中任一项所述的悬浮板，其进一步包括所述骑乘者平台的第一部分，该第一部分能相对于所述骑乘者平台的其余部分移动，以及机械连杆，其在第一端上耦合到所述第一悬浮发动机的所述护罩，并且在第二端上耦合到所述第一部分，其中所述第一部分响应于从人的脚接收到的使所述第一悬浮发动机倾斜的所述输入力而移动。
28.根据权利要求27所述的悬浮板，其中所述第一部分由刚性材料形成，刚性材料经由第二机械铰链耦合到所述骑乘者平台的其余部分。
29.根据权利要求27所述的悬浮板，其中所述第一部分由柔性材料形成，该柔性材料响应于来自人的脚的所述输入力而弯曲。
30.根据权利要求27所述的悬浮板，其中所述机械连杆的第二端通过所述第一部分的底表面安装，并且穿过所述骑乘者平台的其余部分中的孔口。
31.一种悬浮发动机，其包括：
电动机，其包括绕组、第一组永久磁体和固持所述第一永久磁体的第一结构，其中向所述绕组施加电流以使所述绕组或所述第一组永久磁体中的一个旋转；
电子速度控制器，其控制所述电动机的旋转速率；
STARM，其被配置成从所述电动机接收使所述STARM旋转的旋转扭矩，其包括第二组永久磁体和固持所述第二组永久磁体的第二结构，其中所述第二组永久磁体旋转以在衬底中诱发涡电流，使得所述诱发的涡电流和所述第二组永久磁体相互作用以产生力，力使所述悬浮发动机在所述衬底上方悬浮并且在任何方向上自由平移；以及
壳体，其封围所述电动机和所述STARM的至少顶部部分；
其中所述第二组永久磁体包括顶部高度和底部高度，并且其中所述绕组的至少一部分和所述第一组永久磁体的一部分安置于所述顶部高度与所述底部高度之间。
32.根据权利要求31所述的悬浮发动机，其中所述第一组永久磁体和所述绕组安置于所述顶部高度与所述底部高度之间。
33.根据权利要求31至32中任一项所述的悬浮发动机，其中所述第二组永久磁体包括内部侧面，其面朝所述STARM的中心，并且其中所述绕组的所述部分和所述第一组永久磁体的所述部分安置于所述内部侧面与所述STARM的所述中心之间。
34.根据权利要求31至33中任一项所述的悬浮发动机，其中所述第一组永久磁体和所述第二组永久磁体围绕共同的旋转轴旋转，并且其中所述第一永久磁体的磁极大致垂直于所述共同的旋转轴。
35.根据权利要求31至34中任一项所述的悬浮发动机，其中所述第一组永久磁体和所述第二组永久磁体围绕共同的旋转轴旋转，并且其中所述第二永久磁体的磁极大致平行于所述共同的旋转轴。
36.根据权利要求31至35中任一项所述的悬浮发动机，其中所述第一组永久磁体包括第一组磁极，并且所述第二组永久磁体包括第二组磁极，其中所述第一组磁极的方向大致垂直于所述第二组磁极的方向。
37.根据权利要求31至36中任一项所述的悬浮发动机，其中所述第二组永久磁体中的每一个是矩形形状的。
38.根据权利要求31至37中任一项所述的悬浮发动机，其中所述第二组永久磁体的高度在0.25英寸与3英寸之间。
39.根据权利要求31至38中任一项所述的悬浮发动机，其中所述第二组永久磁体围绕圆的圆周分布。
40.根据权利要求31至39中任一项所述的悬浮发动机，其中所述第二组永久磁体划分成两个或更多个群组，其中所述两个或更多个群组中的每一个群组中的磁体布置成形成矩形阵列。
41.根据权利要求31至40中任一项所述的悬浮发动机，其中所述第二组永久磁体包括顶面和底面，其面朝所述衬底，其中所述第二组永久磁体布置成将比所述顶面多的磁通量朝向所述底面引导。
42.根据权利要求31至41中任一项所述的悬浮发动机，其中所述第二组永久磁体布置成磁极图案，该磁极图案包括四个邻近的磁极方向，包括：朝上指的第一磁极方向；第二磁极方向，其基本上垂直于所述第一磁极方向并且指向所述第一磁极方向背面，并且指向第三磁极方向，所述第三磁极方向基本上平行于所述第一磁极方向并且朝下指向所述STARM的底部，以及第四磁极方向，其基本上垂直于所述第三磁极方向并且指向所述第三磁极方向。
43.根据权利要求31至42中任一项所述的悬浮发动机，其中在所述第二组永久磁体当中，所述磁极图案重复多次。
44.根据权利要求31至43中任一项所述的悬浮发动机，其中电子速度控制器封围在所述壳体内，所述电子速度控制器电子地安置于电源与所述绕组之间。
45.根据权利要求31至44中任一项所述的悬浮发动机，其中所述电子速度控制器位于所述壳体外部，并且所述壳体包括孔口，用于收容耦合到所述电动机和所述电子速度控制器的线束。
46.根据权利要求31至45中任一项所述的悬浮发动机，其中所述悬浮发动机的高度小于三英寸。
47.根据权利要求31至46中任一项所述的悬浮发动机，其中所述第一结构和所述第二结构一体成形。
48.根据权利要求31至47中任一项所述的悬浮发动机，其中所述第二结构包括多个层，每一层包括多个孔口，用于收容所述第二组磁体。
49.根据权利要求48所述的悬浮发动机，其中第一层由第一材料形成，并且第二层由第二材料形成。
50.根据权利要求31至48中任一项所述的悬浮发动机，其中所述壳体完全封围所述STARM。
51.根据权利要求31至48或50中任一项所述的悬浮发动机，其中所述壳体封围所述STARM的底部的一部分。
52.根据权利要求31至48或50至51中任一项所述的悬浮发动机，其进一步包括结构性部件和耦合到所述电动机和所述STARM的铰链机构，所述结构性部件被配置成接收力，力使所述电动机和所述STARM围绕所述铰链机构倾斜，以改变所述电动机和所述STARM相对于所述壳体的朝向。
53.根据权利要求22所述的悬浮发动机，其进一步包括致动器，其中所述致动器产生所述力。
54.根据权利要求31至48或50至52中任一项所述的悬浮发动机，其进一步包括固持所述绕组的第三结构，其中所述第三结构形成定子，该定子耦合到所述壳体。
55.根据权利要求24所述的悬浮发动机，其进一步包括结构性部件，该结构性部件从所述第三结构延伸通过所述STARM的中心，其中所述结构性部件耦合到所述壳体。
56.根据权利要求31至48、50至52或54中任一项所述的悬浮发动机，其中所述壳体形成为两个或更多个紧固在一起的零件。
57.根据权利要求31至48、50至52、54或56中任一项所述的悬浮发动机，其中所述STARM包括鳍片，该鳍片被配置成增加所述悬浮发动机周围的气流，并且所述壳体包括孔口，用于引导所述气流离开所述壳体。
58.根据权利要求31至48、50至52、54或56至57中任一项所述的悬浮发动机，其中所述壳体封围所述电动机和STARM以允许在所述壳体内维持内部氛围，该内部氛围不同于所述壳体外部的外部氛围。
59.根据权利要求28所述的悬浮发动机，其中所述内部氛围维持在不同于所述外部氛围的压力下。
60.一种磁性提升装置，其包括：
一或多个悬浮发动机，每个悬浮发动机包括：
电动机，其包括绕组、第一组永久磁体和固持所述第一永久磁体的第一结构，其中向所述绕组施加电流以使所述绕组或所述第一组永久磁体中的一个旋转；
电子速度控制器，其控制所述电动机的旋转速率；
STARM，其被配置成从所述电动机接收使所述STARM旋转的旋转扭矩，其包括第二组永久磁体和固持所述第二组永久磁体的第二结构，其中所述第二组永久磁体旋转以在衬底中诱发涡电流，使得所述诱发的涡电流和所述第二组永久磁体相互作用以产生力，力使所述磁性提升装置在所述衬底上方悬浮并且在任何方向上自由平移；以及
壳体，其封围所述电动机和所述STARM的至少顶部部分；其中所述第二组永久磁体包括顶部高度和底部高度，并且其中所述绕组的至少一部分和所述第一组永久磁体的一部分安置于所述顶部高度与所述底部高度之间；
电源，其产生所述电流；以及
支撑结构，其固持所述一或多个悬浮发动机和所述电源。
悬浮板
[0001] 相关申请资料
[0002] 本申请要求下面的申请的优先权：第61/977,045号美国申请，名称为“具有单边磁通量分布的磁体布置的应用(APPLICATIONS OF MAGNET ARRANGEMENTS HAVING A ONE-SIDED MAGNETIC FLUX DISTRIBUTION)”，2014年4月8日提交(代理人案号APAXP003P)；第62/011,011号美国申请，名称为“具有单边磁通量分布的磁体布置的应用(APPLICATIONS OF MAGNET ARRANGEMENTS HAVING A ONE-SIDED MAGNETIC FLUX DISTRIBUTION)”，2014年
6月11日提交(代理人案号APAXP004P)；第62/031,756号美国申请，名称为“磁力提升运载工具的推进和控制(PROPULSION AND CONTROL FOR A MAGNETICALLY LIFTED VEHICLE)”，
2014年7月31日提交(代理人案号APAXP005P)；第62/066,891号美国申请，名称为“悬浮板(HOVERBOARD)”，2014年10月21日提交(代理人案号APAXP006P)；第14/639,045号美国申请，名称为“悬浮板(HOVERBOARD)”，2015年3月4日提交(代理人案号APAXP006A)；第14/639,047号美国申请，名称为“悬浮板(HOVERBOARD)”，2015年3月4日提交(代理人案号APAXP006B)，每份申请的整个公开出于所有目的以引用的方式并入本文中。
6月11日提交(代理人案号APAXP004P)；第62/031,756号美国申请，名称为“磁力提升运载工具的推进和控制(PROPULSION AND CONTROL FOR A MAGNETICALLY LIFTED VEHICLE)”，
2014年7月31日提交(代理人案号APAXP005P)；第62/066,891号美国申请，名称为“悬浮板(HOVERBOARD)”，2014年10月21日提交(代理人案号APAXP006P)；第14/639,045号美国申请，名称为“悬浮板(HOVERBOARD)”，2015年3月4日提交(代理人案号APAXP006A)；第14/639,047号美国申请，名称为“悬浮板(HOVERBOARD)”，2015年3月4日提交(代理人案号APAXP006B)，每份申请的整个公开出于所有目的以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明大体上涉及电磁悬浮系统，并且更具体地说涉及一种悬浮板，其利用电磁悬浮作用。
背景技术
[0004] 2014年10月以前，维基百科这个在线百科全书是这样说明悬浮板的：电影“回到未来第二部(Back to the Future Part II)”和“回到未来第三部(Back to the Future Part III)”中的用于个人交通的一种摩擦悬浮(悬浮)板。悬浮板类似于不带轮子的滑板。通过特技，电影制片人描绘了板悬浮在地面上方的场景。
[0005] 因为这些电影，人们已经梦想到骑乘悬浮板。有几群人声称发明了悬浮板。然而，事实证明这些装置只是骗局。下面描述一种使用磁力悬浮的悬浮板。
发明内容
[0006] 描述一种悬浮板。所述悬浮板产生磁力，磁力可以用于提升和推进悬浮板。使用一或多个悬浮发动机产生磁力。在一个实施例中，所述悬浮发动机各自包含电动机，该电动机被配置成使磁体阵列旋转。所述旋转磁体阵列被配置成在导电衬底中诱发涡电流。所述诱发的涡电流产生磁场，磁场排斥悬浮发动机中的磁体，这样使悬浮板悬浮在空气中。
[0007] 在一个实施例中，悬浮板包括四个悬浮发动机和骑乘者平台。骑乘者可以站在骑乘者平台上以骑乘悬浮板。在飞行中，骑乘者可以在骑乘者平台上使其位置和体重位移，以使整个悬浮板倾斜并且在特定方向上推进悬浮板。所产生的平移力可能足以允许悬浮板在斜面上爬升或者保持位置。此外，可以提供一些机构，其允许悬浮发动机单个地倾斜以控制作用于悬浮板上的力的平衡。举例来说，可以提供机械连杆机构，其允许骑乘者输入力，力同时致动倾斜机构中的一或多个以更精细地控制悬浮板的方向。
[0008] 在一特定实施例中，悬浮板的特征可以为包含两个或更多个悬浮发动机。悬浮发动机中的每一个可以具有电动机、电子速度控制器、STARM和护罩。电动机可以包括绕组、第一组永久磁体和固持所述第一永久磁体的第一结构，其中向所述绕组施加电流以使所述绕组或所述第一组永久磁体中的一个旋转。
[0009] 电子速度控制器可以控制电动机的旋转速率。STARM可以被配置成从电动机接收旋转扭矩，旋转扭矩使STARM旋转。护罩可以封围电动机和STARM的至少顶部部分。
[0010] STARM可以包括第二组永久磁体和固持第二组永久磁体的第二结构。第二组永久磁体可以旋转以在衬底中诱发涡电流，使得诱发的涡电流和第二组永久磁体相互作用以产生力，力使悬浮板和骑乘在悬浮板上的骑乘者悬浮并且沿着所述衬底从一个位置平移到另一个位置。悬浮板可以被配置成适应涉及同时旋转和平移的复杂的运动。
[0011] 供人骑乘在上面的骑乘者平台可以具有前端和后端。第一悬浮发动机可以安装在骑乘者平台下面接近于前端，第二悬浮发动机可以安装在骑乘者平台下面接近于骑乘者平台的后端。此外，向所述两个或更多个悬浮发动机输出电流的电源安装在所述骑乘者平台下面在所述第一悬浮发动机与所述第二悬浮发动机之间。
[0012] 在特定实施例中，机械铰链可以耦合到第一悬浮发动机，其允许第一悬浮发动机的STARM、电动机和护罩相对于骑乘者平台倾斜。从第一悬浮发动机输出的平移力的量值可以响应于倾斜STARM、电动机和护罩而改变。平移力可以用于控制悬浮板的朝向。倾斜机构可以耦合到所述第一悬浮发动机，被配置成接收外力和/或产生内力，其响应于人产生的输入力使所述第一悬浮发动机倾斜。
[0013] 另一个实施例的特征可以为磁性提升装置。磁性提升可以包括一或多个悬浮发动机、电源和用于固持一或多个悬浮发动机和电源的结构。每个悬浮发动机可以包括电动机、电子速度控制器和STARM。电子速度控制器通常电子地安置于电动机与电源之间。它可以控制到达电动机的功率以控制电机的旋转速率。
[0014] 电动机可以包括绕组、第一组永久磁体和固持所述第一永久磁体的第一结构，其中向所述绕组施加电流以使所述绕组或所述第一组永久磁体中的一个旋转。STARM可以被配置成从电动机接收旋转扭矩，旋转扭矩使STARM旋转。STARM可以包括第二组永久磁体和固持第二组永久磁体的第二结构，其中第二组永久磁体旋转以在衬底中诱发涡电流，使得诱发的涡电流和第二组永久磁体相互作用以产生力，力允许磁性提升装置在衬底上方悬浮并且在任何方向上自由平移。附图说明
[0015] 附图是用于说明性目的并且仅仅用于提供本发明的系统和方法的可能结构和处理步骤的实例。这些图式决不限制所属领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以对本发明作出的任何形成和细节上的改变。
[0016] 图1是骑乘根据所描述的实施例的悬浮板的人的图示。
[0017] 图2和图3是根据所描述的实施例的响应于在导电板上方旋转的磁体的布置在导电板上生成的涡电流的图示。
[0018] 图4A是根据所描述的实施例的与旋转磁体的布置相关联的提升和拖拽曲线的曲线图。
[0019] 图4B是根据所描述的实施例的随着离导电衬底的距离而变的与旋转磁体的布置相关联的提升的曲线图。
[0020] 图4C是根据所描述的实施例的随着导电衬底的厚度和RPM而变的与旋转磁体的布置相关联的提升曲线的曲线图。
[0021] 图5A和图5B是示出根据所描述的实施例的来自磁体的旋转布置的悬浮和推进效应的框图。
[0022] 图6是根据所描述的实施例的具有倾斜的悬浮发动机的悬浮板的仰视图。
[0023] 图7是根据所描述的实施例的处在倾斜位置的悬浮发动机的侧视图。
[0024] 图8A是根据所描述的实施例的STARM的透视图。
[0025] 图8B是根据所描述的实施例的具有嵌入式电机的STARM的侧视图。
[0026] 图8C是根据所描述的实施例的与电机集成的STARM的侧视图。
[0027] 图9、图10和图11是根据所描述的实施例电池供电的悬浮板的仰视图、俯视图和侧视图。
[0028] 图12和图13是根据所描述的实施例的具有耦合到撑杆的悬浮发动机的悬浮板的透视图和侧视图。
[0029] 图14是根据所描述的实施例的耦合到杠杆臂的悬浮发动机的图示。
[0031] 图16是根据所描述的实施例的耦合到保护带的悬浮发动机的图示。
[0032] 图17A到图17E是根据所描述的实施例的用于悬浮发动机的护罩配置的图示。
[0033] 图18A到图18D是根据所描述的实施例的用于悬浮发动机的护罩配置的图示，其中护罩的顶部形成骑乘者平台的一部分。
[0034] 图19A到图19C是根据所描述的实施例的可倾斜悬浮发动机的侧视图和顶视图的图示。
[0035] 图20是根据所描述的实施例的具有四个悬浮发动机的悬浮板的图示。
[0036] 图21是根据所描述的实施例的具有两个可旋转悬浮发动机的悬浮板的图示。
[0037] 图22A到图22D和图23是根据所描述的实施例的具有两个悬浮发动机的悬浮板的图示。
[0038] 图24是根据所描述的实施例的具有八个悬浮发动机的悬浮板的图示。
[0039] 图25A到图25E是根据所描述的实施例的响应于悬浮板上的不同位置的力输入的移动方向的图示。
具体实施方式
[0040] 现在将参照附图中示出的本发明的几个优选实施例详细地描述本发明。在以下描述中，陈述众多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践本发明。在其它情况下，未详细地描述众所周知的处理步骤和/或结构以免不必要地混淆本发明。
[0041] 相对于下面各图描述悬浮板。悬浮板被配置成使用磁力产生提升。在特定实施例中，个人可以用类似于骑乘滑板、冲浪板或滑雪板的方式骑乘悬浮板，即，使用他们的身体移动来控制装置的运动。然而，不同于这些装置的是，悬浮板可以产生其自身的推进力。因此，装置的推进并不单单取决于使用者产生的力、重力或波浪能量。
[0042] 此外，在悬浮时，摩擦相关的力非常低。因此，与滑板、冲浪板或滑雪板相比，悬浮板可以被配置成提供更大的移动范围和更强的可操纵性。相对于图1-图15描述悬浮板的细节。具体来说相对于图1，示出了骑乘悬浮板的个人。相对于图2和图3，描述可以用于产生磁性提升的两种磁体布置及其与导电衬底的相互作用。
[0043] 相对于图4A，论述根据RPM产生的提升和拖拽。相对于图4B，论述随着离导电衬底的距离而变的提升。相对于图4C描述随着RPM和导电衬底的厚度而变的提升。
[0044] 相对于图6和图7描述可以从悬浮发动机(例如耦合到悬浮板的悬浮发动机)产生的推进力和控制力。相对于图8A、图8B和图8C，论述可以用于形成悬浮发动机的STARM和电机配置。相对于图9至图13描述两种悬浮板配置。相对于图22A到图25描述额外的悬浮板配置。
[0045] 相对于图14-图16描述用于移动悬浮发动机以用于控制和推进目的的模拟和数字机构。相对于图17A-图17E论述用于悬浮发动机的护罩配置。最后，相对于图18A-图21描述可旋转悬浮发动机与有效负载平台的集成配置。
[0046] 虽然是在人骑乘的悬浮板的上下文中论述本文所述的许多实施例，但是实施例的各种方面也适用于许多其它类型的电磁提升装置。举例来说，可使用倾斜的悬浮发动机推进和提升电磁提升装置，该电磁提升装置未必是被配置成载人。作为另一实例，本文所述的电机和STARM(定子和电枢)配置可以用于被配置成提升托盘的电磁提升装置。上文以引用的方式并入本文中的临时专利申请和实用新型专利申请中提供电磁提升装置和应用的其它实例。因此，人控制的悬浮板的实例是出于说明目的提供的，而并不意图是限制性的。
[0047] 悬浮板系统和操作
[0048] 相对于图1到图5B，描述悬浮板系统的一些通用实例和操作原理。悬浮板系统可以包括具有悬浮发动机的悬浮板和衬底，悬浮板在该衬底上面操作。衬底可以包括导电部分，其中诱发涡电流。可使用感应涡电流的装置与诱发的涡电流之间的电磁相互作用来产生电磁提升和各种平移和旋转控制力。
[0049] 图1是人10骑乘悬浮板12的图示。在一个实施例中，悬浮板包括四个悬浮发动机，例如16。悬浮发动机16产生磁场，该磁场随着时间而变化。时变磁场与磁轨14中的导电材料相互作用以形成涡电流。涡电流及其相关联的磁场与来自悬浮发动机的磁场相互作用以产生力，例如提升力或推进力。相对于图2和图3描述可以产生的涡电流的实例。相对于图4A-图4C描述与诱发的涡电流相关联的提升和拖拽。
[0050] 图1中，磁轨14由铜形成。具体来说，使用在彼此顶上分层的三个八分之一英寸的铜片。可使用其它导电材料，并且仅仅出于说明的目的描述铜。使用多个分层的薄片可以更容易形成弯曲表面。举例来说，可以形成半管(half-pipe)。图1中，示出了半管的一部分。磁轨14可以包括各种倾斜表面和平坦表面，并且仅仅用于说明性目的提供半管的实例。
[0051] 所使用的导电材料的厚度可以取决于导电材料的材料属性，例如其当前承载能力及期望的磁性提升量。根据例如输出磁场强度、磁场移动速率和悬浮发动机离磁轨表面的距离之类的因素，特定的悬浮发动机可以在特定磁轨材料中诱发更强或更弱的涡电流。不同的悬浮发动机可以被配置成产生不同的提升量，因此，诱发更强的或更弱的涡电流。
[0052] 与在材料中诱发的涡电流相关联的电流密度可以在表面处最大，然后可以随着离表面的距离而减小。在一个实施例中，在表面处诱发的电流密度可以大约是每平方厘米一千到一万安培。当导电材料变薄时，它可能达到这样的厚度：悬浮发动机潜在地诱发的电流量大于导电材料能保持的电流量。此时，从悬浮发动机输出的磁性提升量可能相对于导电材料较厚的情况下潜在地产生的提升量降低。相对于图4C更详细论述这个效应。
[0053] 当材料的厚度增加时，诱发的电流随着离表面的距离增大而变得越来越小。在达到某一厚度之后，另外的材料产生的另外的提升极小。对于用于悬浮板12的悬浮发动机，模拟结果显示，使用1/2英寸的铜相对于使用3/8英寸的铜不会产生更大许多的提升。
[0054] 对于图1中示出的装置，模拟结果预测，与使用1/2英寸的铜相比，使用仅仅1/8英寸的铜片将明显地降低提升。在各种实施例中，可使用的铜量随着应用而改变。举例来说，对于被配置成承载玩偶的小比例尺的悬浮板模型，1/8英寸的铜片可能完全够了。作为另一实例，与具有更厚的量的更加导电的材料的磁轨相比，具有更薄的量的导电材料的磁轨可能得到的提升生成效率不太高。然而，可以用导电材料的成本换取提升生成的效率。
[0055] 衬底14可以包括被配置成支撑诱发的涡电流的部分。此外，它可以包括用于增加机械支撑或刚度的部分，以提供冷却和/或允许组装磁轨部分。举例来说，可以提供被配置成去除热和/或将热移动到特定位置的管道或鳍片。在另一个实例中，可以将衬底14形成为多个拼片，其被配置成彼此介接。在又另一实例中，衬底14的用于支撑诱发的涡电流的部分可能相对较薄，并且可以添加另外的材料以提供结构支撑和刚度。
[0056] 在各种实施例中，衬底14的用于支撑诱发的涡电流的部分可能相对均质，因为它的属性在深度和不同位置中基本上是均质的。举例来说，例如银、铜或铝之类的实心金属薄片可以被视为在它的深度属性和不同位置上基本上是均质的。作为另一实例，可使用导电复合材料，例如聚合物或复合物，其中材料属性在不同位置中和在深度中平均是相对均质的。
[0057] 在其它实施例中，衬底14的用于支撑诱发的涡电流的部分可能在深度中不同，但是可以在不同位置中是相对均质的。举例来说，衬底14的支撑涡电流的部分可以由掺杂有另一材料的基底材料形成。掺杂量可以在深度中改变，使得材料属性在深度中改变。
[0058] 在其它实施例中，衬底14的支撑涡电流的部分可以由不同材料层形成。举例来说，可以在彼此隔绝的例如铜层之类的导电材料层之间使用电绝缘物。在另一个实例中，可使用一层或多层铁磁性材料与一或多种顺磁材料或反磁性材料。
[0059] STARM和衬底可以各自使用顺磁(P)材料、反磁性(D)材料和铁磁性(F)材料的组合。举例来说，STARM可以包括反磁性材料衬底上的顺磁材料，即P/D。其它组合可以包括P/P、D/P、P/D、D/D、F/P、F/D、P/F、F/F、D/F等，其中分子是指STARM的材料，分母是衬底。系统可以包括多个STARM(例如具有Halbach阵列的可旋转磁盘)，其中不同元件之间所使用的材料是不同的。在各种实施例中，可以在STARM或衬底14中使用磁屏蔽。举例来说，Mu金属是镍铁合金，由大约77％的镍、16％的铁、5％的铜和2％的铬或钼构成，这种合金以其高磁导率著称。高磁导率使得μ金属可用于屏蔽静态或低频磁场。以例如MuMETAL、Mumetall和Mumetal2的商标销售该合金的多种不同的专有配方。
[0060] μ金属的高磁导率为磁通量提供低磁阻路径，这使其能用于对于静态或缓慢改变的磁场的磁性屏蔽。用μ金属之类的高磁导率合金构成的磁屏蔽的工作原理不是通过阻挡磁场，而是通过为受到屏蔽的区域周围的磁场线提供路径。因此，屏蔽物的最佳形状是包围着受到屏蔽的空间的封闭容器。用于磁屏蔽的材料可以与上述顺磁材料、反磁性材料和铁磁性材料组合。
[0061] 在又另一实例中，衬底14的支撑涡电流的表面可以包括表面结构，例如升高或凹陷的凹凸痕，它会影响诱发的涡电流或某种其它材料属性。因此，从位置到位置可存在材料属性的略微变化，但是因为在特定区域上得到平均化，所以材料属性可能在不同位置中是相对均质的。
[0062] 在另外其它实施例中，可使用具有高导热度或低导热度的材料。可以使用材料防止从一个区域到另一个区域的热传递或促进从一个区域到另一个区域的热传递。在另外其它实施例中，该结构可以包括通道。流体或气体可以穿过通道以用于温度控制。
[0063] 在一特定实施例中，可以用多层制成3D结构，其中材料属性在层内改变，并且在不同层之间也会改变，例如网格结构。在另一实施例中，衬底可以受到温度控制。举例来说，它可以经过超冷却。在又一实施例中，材料可以是非连续的。举例来说，可使用衬底之间存在间隔的衬底薄片，类似于支撑火车磁轨的连结物。
[0064] 涡电流产生电阻损耗，其将例如动能之类的一些形式的能量变换成热。这种焦耳加热会降低铁芯变压器和电动机以及使用改变的磁场的其它装置的效率。通过选择具有低导电性的磁芯材料(例材料如铁酸盐)，或者通过使用磁性材料薄片(被称为叠层)，使得这些装置中的涡电流最小化。电子无法越过叠层之间的绝缘空隙，并且因此不能够在宽电弧上循环。电荷以类似于霍耳效应的过程集中在叠层边界，从而产生能对抗电荷的任何另外积累并因此抑制涡电流的电场。邻近叠层之间的距离越短(即，垂直于施加场的每单位面积的叠层数目越大)，对涡电流的抑制越大。
[0065] 在不同位置之间具有相对均质的材料属性的优势是平均产生的提升和拖拽将是相对相同的，与悬浮板沿着表面的平移方向无关。在其它实施例中，材料属性可以在不同位置之间改变，以在悬浮板在特定方向上移动时改变与悬浮板相关联的局部提升和拖拽特性。可使用其中材料属性变化的配置来挑战骑乘者并且使骑乘更有趣。举例来说，具有不同材料属性的拼片可以相互连接(例如铜拼片和铝拼片)以模拟例如滑雪时的雪上特技效果。
[0066] 在另一个实例中，磁轨在某些位置可以薄化。更薄的磁轨的效应能使局部提升降低，而使拖拽量增加。可使用从STARM输出的拖拽力的不平衡来产生推进悬浮板的平移力。因此，可使用衬底14的部分的局部薄化产生的局部拖拽增加来提供位置平移速度提升。可以在上坡之前或上坡上使用这个速度提升来帮助悬浮板或某种其它类型的电磁提升装置爬坡。
[0067] 在一个实施例中，衬底的支撑诱发的涡电流的部分的区部(例如18)可以被配置成旋转。所述区部的旋转可以受到位于衬底下面的电机的驱动。举例来说，顶部与周围衬底的顶部齐平的圆盘可以被配置成旋转，而同时周围衬底保持在固定位置。
[0068] 如下文将相对于图2-图4C更详细地论述，诱发的涡电流的属性取决于磁体相对于衬底的支撑诱发的涡电流的部分的运动。因此，磁体与衬底之间的相对运动的改变能够改变从悬浮发动机输出的局部提升和拖拽属性。举例来说，可使用衬底的旋转来局部增强提升和拖拽，或者局部减少衬底的旋转部分上的提升和拖拽。
[0069] 作为另一实例，可以提供一种机构，其使离旋转轴的径向距离对于磁体或磁体阵列增加或减小。在另一实施例中，可以提供第二机构，其使磁体或磁体阵列垂直于径向方向移动(例如在圆盘上方或下方移动)。径向或垂直的方向上的变化可以改变所产生的磁场的形状和强度。磁场的形状和强度的变化可以用于改变所产生的力的平衡。可以提供控制机构，其监视并生成控制信号，以经由操控磁体或磁性阵列的位置而更改磁性提升装置上的力的平衡。可使用控制信号改变例如悬浮高度、方向和速度之类的参数。
[0070] 在另一实施例中，磁性提升装置可以具备两个或更多个同心元件，其可以用不同速度和在不同方向上旋转。举例来说，可以提供单个电机，其具有可分开控制的输出，该输出可以用于使两个同心圆盘自旋，其中磁性阵列在相同的方向上以不同速度自旋，或者在相反的方向上以不同速度自旋。在另一实施例中，可以提供两个电机以使该环旋转。当同心圆盘在相反方向上自旋时，每个圆盘的速度可以选择成使得惰性净力矩是零或大于零。当惰性力矩大于零时，包含同心圆盘的磁性提升装置可以在一个方向上或另一个方向上旋转，这取决于所产生的旋转力矩的方向。
[0071] 在一个实施例中，衬底的多个区段可以被配置成旋转。多个区段可以被配置成与悬浮板的一或多个悬浮发动机对准，即，悬浮发动机可以放置在旋转区部的顶部上。举例来说，悬浮板可以包括四个悬浮发动机，并且可以提供旋转衬底的四个区段，与这四个发动机对准。在另一个实例中，悬浮板可以包括八个悬浮发动机，并且可以提供旋转衬底的四个区段，仅仅与其中四个悬浮发动机对准。
[0072] 在悬浮发动机静止并且STARM并不旋转的启动阶段，旋转衬底的区部可与悬浮发动机结合使用。在一个实施例中，可以操作旋转衬底以减小启动期间电机经受的拖拽扭矩。如相对于图4A更详细描述的，从静止开始，拖拽可以随着RPM的增加而增加，达到峰值，然后随着RPM的增加而减小。如相对于图4B所描述，随着悬浮发动机离衬底表面的距离增加，提升和拖拽按指数律成比例减小。因此，可使用旋转衬底帮助克服RPM较低而拖拽较高时和/或悬浮发动机接近该表面而拖拽较高时的启动条件。
[0073] 这种方法的优势是，可以减轻与电机相关联的扭矩要求。扭矩要求较低，可以允许使用功率较小的电机。功率较小的电机可以提供更多的运行时间，因为启动期间电机消耗的功率更少，并且电机的重量可以更小。
[0074] 举例来说，衬底的一或多个旋转区段可以在与悬浮发动机的自旋方向相反的方向上加速自旋。起初，悬浮发动机可以保持静止。在一个实施例中，衬底可以足够快速地旋转，从而产生提升，例如自旋达到悬浮发动机的操作RPM。接着，悬浮发动机可以加速自旋，同时衬底减速自旋，从而在支撑诱发的涡电流的衬底与悬浮发动机中的磁体之间维持恒定的相对RPM。当所选的恒定相对RPM大于发生峰值拖拽扭矩的RPM时，于是电机经受的最大拖拽扭矩将小于它在非旋转表面上加速自旋的情况。
[0075] 如果旋转衬底产生足够的提升，则悬浮板将上升到特定的高度，然后电机起动。如上文所述，拖拽扭矩可以随着离表面的距离而按指数律成比例降低。如果悬浮发动机在达到特定高度之后起动，则悬浮发动机经受的最大扭矩将根据已达到的实际高度而按指数律成比例降低。
[0076] 在一特定实施例中，可以在衬底的旋转的一或多个部分周围提供罩壳。悬浮板可以放入罩壳中并且因为衬底的旋转而提升，然后可以起动悬浮板发动机，使得提升力生成从旋转衬底传送到悬浮发动机。在这个过程中，罩壳可以将悬浮板保持在合适位置。然后，骑乘者可以接着踏上悬浮板，罩壳的一端可以打开以允许悬浮板脱离罩壳。
[0077] 上述过程可以逆过来使用以将悬浮板降低到静止位置。首先，可以通过使悬浮发动机减速自旋，同时使旋转衬底增速自旋，借此将全部或一部分提升力从悬浮发动机传送到旋转衬底。在这个过程中，悬浮板可以悬浮在大约恒定的高度上。如上文所述，所述传送可以包括使旋转衬底产生悬浮发动机的磁体与衬底之间的全部或一部分相对速度。接着，悬浮发动机单独或与旋转衬底结合可以用于将悬浮板降低到地面上的一个位置，悬浮发动机在这个位置进入静止状态。
[0078] 在一个实施例中，悬浮板上的例如机载处理器之类的逻辑装置可以被配置成与逻辑装置通信，逻辑装置控制一或多个区段或旋转衬底的旋转速率。所述装置可以通信以允许产生某个相对RPM曲线。在一个实施例中，悬浮板或逻辑装置上的控制旋转衬底区段的逻辑装置可被配置成临时控制悬浮发动机和旋转衬底区段以实施相对的RPM曲线。在另一实施例中，逻辑装置可以被配置成采样各种旋转分量的旋转速率并且实时地形成RPM曲线。
[0079] 在另一实施例中，悬浮板上的逻辑装置可以被配置成实施它的悬浮发动机的启动RPM曲线，其中响应于从远程装置接收到命令或者检测到例如开关或按钮之类的机械装置的致动而实施这个曲线。控制衬底的旋转区段的逻辑装置也可以用一或多个启动RPM曲线配置，其中响应于从远程装置接收到命令或者检测到例如开关或按钮之类的机械装置的致动而实施启动曲线。悬浮板和衬底的旋转区段可以各自受到命令以用某种顺序进入启动模式，以生成悬浮板与旋转衬底的一或多个区段之间的相对RPM曲线。
[0080] 可以在悬浮发动机与旋转衬底区部之间产生各种相对旋转速率曲线。因此，在悬浮发动机保持静止的同时使旋转衬底区部增速自旋成悬浮发动机的操作旋转速率，然后在悬浮发动机增速自旋时维持这两个装置之间的恒定相对旋转速率，这样的实例只是出于说明的目的提供的，并不希望是限制性的。举例来说，可以操作悬浮发动机和旋转衬底以生成峰值大于悬浮发动机的操作旋转速率的相对旋转速率曲线。可以首先产生最大相对旋转速率，然后可以在调整每个装置的旋转速率时，控制该装置使得从上方趋近操作旋转速率。
[0081] 返回到图1，人可以通过改变其重量和在悬浮板上的位置来控制悬浮板12。重量变化可以改变悬浮发动机16中的一或多个相对于磁轨14的表面的朝向。朝向可以包括悬浮发动机的每个部分离磁轨的距离。每个悬浮发动机(例如16)相对于磁轨表面的朝向可以引起平行于该表面的力的产生。相对于图5A、图5B、图6和图7和图24和图25描述与悬浮发动机的朝向和所产生的相关联的力有关的更多细节。
[0082] 可使用来自悬浮发动机16的净力在特定方向上推进运载工具并且控制它的自旋。此外，个人可能能够弯下身子并且撑走表面14，以在特定方向上推进悬浮板12，或者先推然后跳到悬浮板12上，使其在特定方向上移动。在一个实施例中，悬浮板12可以具有切口，其允许人站在装置上的同时推离地面。
[0083] 在其它实施例中，如相对于图9-图15更详细描述的，可以提供允许与其它悬浮发动机分开直接控制一或多个悬浮发动机的机构。控制机构可以是模拟控制机构、数字控制机构或其组合。模拟控制机构可以接收使用者供应的力。在该机构中，使用者供应的力可以传送到悬浮发动机，使得使用者供应的力影响悬浮发动机的朝向。悬浮发动机的朝向可以使得在特定方向上产生力。
[0084] 所产生的力不必是沿着装置的中心线。举例来说，具有磁体阵列的可旋转组件可以布置在中心线的任一侧上并且独立调整，从而在中心线的任一侧上形成力的不平衡。力的不平衡可能导致装置在特定方向上(即，向左或向右)转向。当中心线的任一侧上的力变平衡时，于是装置可以在近似直线上行进。
[0085] 悬浮板12的顶部可以具有传感器、按钮、脚踏板或某种类型的可以用于控制STARM中的一或多个的平衡的控件。在另一实施例中，人可以穿上具有金属或某种其它可检测组件的鞋子，其中装置可以检测人的脚上的元件相对于装置的顶部的位置。作为响应，STARM中的一个可以用某一方式控制平衡。如上文所述，可使用平衡控制功能来使装置转向和在各种方向上引导装置。
[0086] 在又一实施例中，人穿着的材料(例如人的鞋子的鞋底上的材料)可以设计成与STARM产生的磁场相互作用。该相互作用可以使STARM中的一个STARM产生的磁场相对于其它STARM变强或变弱。这个相互作用可以产生力不平衡，这可以用于控制悬浮板12的方向。
[0087] 数字控制机构可以被配置成检测人的移动或人对装置的移动。举例来说，可以检测人的头部、手臂或人拿着的装置的移动，或者可以检测人的鞋子中或悬浮板12上的传感器上施加的压力。在一个实施例中，可使用多轴加速计系统检测并且量化移动量。在另一实施例中，可使用相机系统检测和量化移动量。在另外其它实施例中，可使用例如激光系统之类的光学系统来检测位置和量化移动量。此外，可使用利用三角测量的无线系统，包含GPS。
[0088] 移动或检测到的压力可以通过机载处理器转换成控制信号。控制信号可以被发送到与机载处理器分开的控制器，它与耦合到悬浮发动机或悬浮发动机群组的一或多个致动器相关联。控制信号可以使控制器用使得悬浮发动机的朝向改变的方式操作致动器。
[0089] 还可以使用数字或模拟控制来控制与悬浮发动机相关联的电机的操作参数。具体来说，可以控制电机接收到的功率及其相关联的RPM。如相对于图4所描述，可以响应于与悬浮发动机相关联的RPM值的变化来改变悬浮发动机产生的提升和拖拽的相对量。接下来，相对于图2和图3描述可以与悬浮发动机一起使用的磁体布置的实例。
[0090] 图2和图3是响应于在导电板上方旋转的磁体的布置在导电板上产生的涡电流的图示。导电板是衬底的被配置成支撑诱发的涡电流的部分。使用Ansys Maxwell 3D(Canonsburg，PA)模拟所产生的涡电流和相关联的力。在模拟中的每一个中，磁体布置分别在铜板56和64上方1/2英寸的高度以1500RPM旋转。铜板建模为1/2英寸厚。板子建模成在深度中并且在不同位置中是均质的。板子的宽度和长度选择成使得在STARM靠近板子边缘诱发涡电流时可能发生的边缘效应极小。
[0091] 磁体是一立方英寸的强度为N50的钕合金磁体，类似磁体可以通过K and J magnetics(Pipersville，PA)购买。磁体重量是每个大约3.6盎司。可以利用不同大小、形状和材料的磁体，并且仅仅出于说明的目的提供此实例。
[0092] 在图2中，布置八个一立方英寸的磁体，例如50，其内边缘离z轴大约两英寸。磁体建模为嵌入在铝框52中。箭头起始处指示磁体的北磁极。其中四个磁体的极性垂直于z轴。开放的圆圈表示磁体的北磁极，带有x的圆圈表示磁体的南磁极。包括四个磁体的极性图案重复两次。
[0093] 在各种实施例中，图中所示的磁体的极性图案可以重复一或多次。可使用不同大小和形状的一或多个磁体形成磁体体积，该磁体体积匹配与极性图案相关联的极性方向。举例来说，总体积为一立方英寸的两个二分之一英寸宽的矩形磁体或者总体积为一立方英寸的两个三角形磁体可以在相同的方向上对准以用某一图案提供极性方向。在极性图案中，极性方向不同于邻近磁体的磁体可以接触邻近磁体或者可以与邻近磁体分开。
[0094] 对于特定立方尺寸的给定数目的磁体，可以调整磁体面离z轴的距离，使得磁体的边缘接触或者隔开较小的距离。对于使用八个磁体的此实例，将形成八边形形状。相对于图8A和图8B描述以图2中所示的极性图案围绕圆布置二十个一英寸立方体磁体重复五次的配置。这个磁体布置的内边缘离旋转轴大约3.75英寸。
[0095] 当磁体被带动到一起时，每个磁体产生的提升和拖拽的量值能相对于磁体隔开更远的时候增加。在一个实施例中，可以利用梯形磁体以允许磁体在围绕旋转轴布置时彼此接触。可使用不同的梯形角度适应不同的磁体总数，例如四个磁体(90度)、八个磁体(45度)等。
[0096] 还可以针对这个目的使用矩形磁体和三角形磁体的组合。举例来说，三角形磁体可以放置在图2中所示的立方体磁体之间。在一个实施例中，四个梯形磁体的群组或矩形磁体和三角形磁体的组合的极性图案可以类似于图2中所示的极性图案。
[0097] 当八个磁体的布置在铜板上方旋转时，在铜中诱发涡电流。在图2的例子中，模拟结果显示产生了四个圆形涡电流56。四个涡电流的圆圈采用交替的方向，并且大概在循环磁体下面的中心位置。在圆形线圈中循环的电流产生磁场，看起来就像条形磁体的磁场一样，其中朝向(北/南)取决于电流的方向。所产生的磁场的强度取决于圆形线圈的面积和流过线圈的电流量。
[0098] 发生这样的反应：其中循环涡电流产生磁场，该磁场排斥磁体布置，从而产生提升力和拖拽力。当磁体旋转时，涡电流旋转。然而，涡电流不是直接在与z轴对准的四个磁体下方。因此，涡电流可以产生吸引与其相邻的永久磁体的磁极之一的磁场。吸引力可以垂直于提升起作用以产生拖拽，这与磁体的移动对抗。拖拽还可以与扭矩相关联。通过耦合到磁体布置的电机供应的输入扭矩克服拖拽扭矩。
[0099] 在这个实例中，不存在轮廓分明的电路。因此，一个涡电流可以与邻近的涡电流相互作用。相互作用使得涡电流之间的界面处的电流量值增加，从而使得电流量值围绕每个涡电流的圆周变化。此外，电流还随着进入材料内的深度而变化，其中单位面积的最大电流发生在表面，然后随着进入表面内的深度而减小。
[0100] 此外，不同于具有固定位置的电路，涡电流的中心随着诱发电流的磁体的旋转而旋转。与磁体在导电材料上线性地移动的时候不同，在磁体前面和后面形成分开的涡电流。在这个实例中，四个磁极(北磁极和南磁极垂直于板子表面的磁体)足够靠近，使得形成于一个磁极前面的涡电流与形成于下一个邻近磁极后面的涡电流汇合。因此，所形成的涡电流的数目等于磁极数目，也就是四个。总的来说，对于这种类型的配置观察到所形成的涡电流的数目等于磁体配置中使用的磁极数目。
[0101] 此外，材料界面可能影响诱发的涡电流，使得所产生的提升和拖拽量在界面附近和界面远处是不一样的。举例来说，在上面诱发涡电流的表面可以具有边缘，支撑所诱发的涡电流的材料在边缘中结束。靠近边界，当STARM趋近边缘时，涡电流往往会压缩，这样会影响所得的提升和拖拽。
[0102] 在另一个实例中，表面可以具有界面，在界面中导电率有不连续性。举例来说，用于形成表面的两个邻近铜片的边缘可能不接触，可能部分地接触，或者可能彼此导电绝缘。不连续导电率可能会减轻或阻止电流流过界面，这样会影响从诱发的涡电流产生的提升和拖拽。
[0103] 在一个实施例中，支撑诱发的涡电流的衬底可以由多个薄片形成，这些薄片堆叠成多层，这样的1/8英寸的铜片堆叠在彼此顶部上。不连续部分可以形成于两个邻近薄片汇合的一层中，例如两个薄片之间的较小间隙，其使得从第一薄片流到邻近第二薄片的电流减少。所述间隙可以容许热膨胀并且简化组装过程。为了减轻不连续性的影响，薄片之间的邻近边缘可以在层与层之间错开。因此，特定位置处的不连续性可以发生在一个层中而非其它邻近层中。
[0104] 在一些情况下，可使用导电膏改善薄片之间的导电率。在另一实施例中，邻近薄片可以焊接在一起。在又一实施例中，可使用柔性接触件(可以先压缩然后膨胀)以允许电流在不同薄片之间流动。
[0105] 图3中，一立方英寸磁体的三行乘五列阵列(例如60)在铜板上方旋转。磁体建模为被铝框62包围。在这个实例中，磁体被配置成彼此接触。示出了每行五个磁体的磁体图案。在替代实施例中，可使用开放圆圈、左箭头(指向开放圆圈)、带有“x”的圆圈、右箭头(离开带有x的圆圈)和开放圆圈的五个磁体的图案。这与图中所示的左箭头、带有“x”的圆圈、左箭头、开放圆圈和右箭头图案相比较。
[0106] 对于每一行，磁体图案是相同的，对于每一列，磁体极性是相同的。在各种实施例中，磁体阵列可以包括一或多行。举例来说，可使用仅仅包含图3中所示的图案中的一行的磁体阵列。
[0107] 具有一或多行的多个阵列可以布置在旋转主体上，使得旋转主体得到平衡。举例来说，相同数目的磁体的两个、三个、四个等阵列的磁体阵列可以布置在旋转主体上。在另一实施例中，具有第一数目的磁体的两对或更多对磁体阵列和具有第二数目的磁体的两对或更多对磁体阵列可以彼此相反地布置在旋转主体上。
[0108] 在图3的例子中，在磁体阵列下面产生两个涡电流66，并且在阵列前面和后面形成两个涡电流70和68。当阵列围绕板子旋转时，这些涡电流随着阵列移动。当阵列在板子64上移动时，涡电流(例如72)自旋离开。涡电流66、68和70产生磁场，磁场可以在阵列上引起磁性提升和拖拽。当这些类型的阵列中的两个阵列放置成彼此接近时，模拟结果显示，从一个阵列诱发的涡电流可以与从另一个阵列诱发的涡电流合并。这种效应随着阵列隔开得更远而减弱。
[0109] 在图2和图3的实例中，模拟结果显示，图3的配置中每个磁体产生的提升力比图2多。这个结果的一部分是因为图3中的磁体的一部分处在比图2中的磁体更大的半径处。对于恒定的RPM，更大的半径使磁体相对于导电板的速度更大，这样能产生更多的提升。如果期望如图8A和图8B中所示围绕电机布置磁体并且使用直径最小的圆盘，则图2中的配置更合适。因此，在一些实施例中，在选择要使用的磁体布置时，可能需要用提升产生效率换取封装效率。
[0110] 每个磁体的提升可以是总提升除以立方英寸单位的总磁体体积。对于一立方英寸的磁体，体积是一立方英寸。因此，磁体的总数等于立方英寸单位的体积。因此，上一段中使用每个磁体的提升力。使用总提升除以磁体布置的磁体体积提供了一种比较不同磁体布置的提升效率的方式。然而，如上所述，磁体相对于衬底的速度(随半径和RPM而变)会影响提升，因此在比较磁体配置时可能是一个重要的考虑因素。
[0111] 在图2和图3中，磁体极性图案中的磁极的一部分对准，使得磁极平行于STARM的旋转轴(图中的标记有“x”或“o”的磁极)。当STARM的底部平行于支撑诱发的涡电流的表面时，磁极的该部分和旋转轴大概垂直于该表面。在替代实施例中，如相对于图24和图25更详细描述，图2和图3中的基本上平行于旋转轴的磁极部分可以朝内或朝外旋转90度，使得磁极变成垂直于旋转轴。
[0112] 在这种配置中，为了与表面相互作用，STARM可以在其侧面上旋转，就像在道路上滚动的轮胎一样，其中旋转轴大致平行于表面。在特定实施例中，可以提供例如致动器之类的机构，它可以在操作期间动态地使磁极(同样，是标记有“x”和“o”的磁体)中的一或多个旋转。举例来说，图2和图3中所示的磁极可以是可旋转的，使得它们可以从图2和图3中所示的垂直于表面的朝向移动成它们平行于表面的朝向再移动回去。当磁体以此方式转动时，所产生的提升和拖拽量能够减少。在额外实施例中，可以利用固定磁体配置，其中图2和图3中所示的磁极相对于它们在图2和图3中的朝向旋转零度与九十度之间的某个角度。
[0113] 图4A包括根据所描述的实施例的与旋转磁体的布置相关联的提升曲线106和拖拽曲线108的曲线图100。曲线是力102与旋转速度104的关系。可以经由实验测量和/或模拟测定该曲线。请注意，磁性提升和拖拽不同于可能与悬浮发动机的相关磁体布置的旋转相关联的任何空气动力提升和拖拽。
[0114] 虽然未图示，但是可以测定和标绘扭矩量。如图2所示，磁体阵列可以径向对称。在一些情况下，例如当径向对称阵列平行于导电衬底时，净拖拽力可以是零。尽管如此，会产生对抗阵列旋转的扭矩。可使用来自电机的旋转输入来克服扭矩。
[0115] 如图4A中所示，磁性拖拽随着速度的增加而增加，达到峰值，然后开始随速度减小。然而，磁性提升会随速度增加。该速度可以是磁体相对于诱发涡流的表面的速度。当磁体旋转时，这个速度是离旋转轴的距离乘以角速度的乘积。随着离旋转轴的距离在磁体面上变化，速度可以在磁体面上变化。
[0116] 在图3中所示的磁体配置的各种模拟中，观察到大部分拖拽发生在250RPM与350RPM之间。然而，包含峰值的拖拽量可以取决于例如下面各项的变量：磁体的尺寸和形状、磁体离诱发涡电流的衬底的距离、磁体相对于衬底的速度(它随着衬底的半径和厚度改变)、和磁体的强度。并且，对于多个磁体的布置，它们的磁极的布置和相对于彼此的间隔能够影响所产生的提升和拖拽两方面。因此，仅仅出于说明的目的提供取值范围。
[0117] 图4B是随着离导电衬底的距离110而变的与旋转磁体布置相关联的力曲线图102。在这个实例中，模拟了类似于图3中展示的磁体配置。该曲线图是基于恒定RPM下的多次模拟。提升看起来随着离表面110的距离的增加而遵照指数衰减曲线。
[0118] 图4C是随着导电衬底的厚度和RPM而变的与旋转磁体布置相关联的提升曲线的曲线图。在这个实例中，使用了类似于图3中展示的配置。导电衬底是铜，并且模拟结果中，铜的厚度在.05英寸与.5英寸之间改变。
[0119] 模拟预测出所产生的提升量在达到铜厚度的某一阈值之后开始减小，并且在阈值以上相对恒定。阈值的位置随着RPM而变。它还可以随着磁体配置而变。在一次模拟中，预测到负提升，即，当厚度够薄时产生的吸引力。
[0120] 图5A和图5B是示出来自磁体的旋转布置的悬浮和推进效应的框图。在图5A中，电机122耦合到STARM 124。带有磁体的可旋转组件可以被称作STARM(定子和电枢)。电机122和STARM可以用作悬浮发动机的一部分。
[0121] STARM 124耦合到电机122，电机122耦合到可旋转部件128。可旋转构件128耦合到锚126a和126b。可旋转部件128与锚126a和126b的组合可以被配置成约束可旋转部件的旋转范围。举例来说，可以允许可旋转部件128围绕其轴线在某个角度范围134上旋转。
[0122] 可旋转部件128可以被配置成从某个机构接收和输入扭矩。举例来说，在一个实施例中，可以提供机械连杆，其允许使用者供应力。力可以转换成扭矩，扭矩使得可旋转部件128并且因此使得电机122和STARM 124旋转。
[0123] 在另一实施例中，可使用致动器供应扭矩以使可旋转部件128旋转。致动器的致动能够使电机122和STARM 124相对于衬底136倾斜。致动器可以包括伺服电机，它从控制器接收控制命令。在一个实施例中，致动器可以包括它自身的控制器，该控制器从单独的处理器接收控制命令，该单独的处理器是控制系统的一部分。
[0124] 在又一实施例中，悬浮发动机可以被配置成从使用者接收输入力并且可以包括致动器。致动器可以用于改变STARM的位置，例如在使用者使STARM倾斜之后使位置返回到指定位置。在另一种操作模式中，可使用致动器围绕某个倾斜位置提供自动控制，该倾斜位置是由使用者经由输入力起始的。
[0125] 在又一实施例中，可使用致动器提供自动控制，该自动控制可以用于校正来自使用者的控制输入。举例来说，如果控制系统检测到在使用者提供控制输入之后板子就要从使用者下方滑出，则控制系统可以控制一或多个STARM以防发生这个事件。悬浮板可以包括一或多个机载传感器以用于进行这些校正。
[0126] 举例来说，可使用例如加速计之类的传感器(其测量平移和旋转加速度)确定悬浮板的朝向和/或使用者相对于悬浮板的位置，该朝向和/或位置用于响应于使用者控制输入产生朝向校正。在一个实施例中，第一组传感器(例如加速计)可以由使用者穿戴，例如在其腰上，第二组传感器(例如加速计)可以位于悬浮板上。处理器(例如在悬浮板上机载的处理器)可以被配置成接收传感器数据。可使用传感器数据确定悬浮板相对于人的朝向并且可能对悬浮发动机进行调整。
[0127] 悬浮板还可包含一或多个重量传感器，用于确定使用者站在悬浮板上的什么位置。与悬浮板和骑乘者相关联的重量分布能够影响悬浮板响应于经由某种机构(例如可倾斜悬浮发动机)改变悬浮板的朝向的命令的响应。举例来说，与人站着的位置相关联的重量分布会影响旋转力矩的量值。因此，对重量分布的了解可以用于更精细地调谐用于控制STARM的朝向的命令，例如选择要致动哪个STARM和将其致动的量。
[0128] 在一个实施例中，骑乘悬浮板的使用者可以经由某个动作(例如身体的移动或与例如脚踏板或控制杆之类的控制装置的交互)控制致动器的致动。机载处理器可以将身体的移动或与控制装置的交互翻译成一或多个命令，该命令被发送到与致动器相关联的控制器。作为响应，致动器可以使可旋转部件旋转某个量。
[0129] 作为一实例，身体移动可以经由人穿戴或握持的装置中的传感器来表征。从传感器接收的数据可以在人穿戴或握持的装置中本地处理，和/或经由与悬浮板相关联的机载处理器处理。经处理的数据可以用于产生控制命令，控制命令被发送到一或多个致动器(其可以使STARM倾斜)，或者某个其它的用于产生推进力的机构。
[0130] 在额外实施例中，骑乘者不一定必须站在悬浮板上。举例来说，骑乘者可以坐在板子上，躺在板子上，或者趴在板子上。可以提供控制机构，其使得骑乘者能够以这些位置控制板子。此外，可以提供帮助将骑乘者支撑在这些位置之一的结构。举例来说，座椅可以耦合到悬浮板。
[0131] 当STARM 124和电机122在旋转时，可旋转部件128的旋转会改变STARM和电机的角动量。它还能改变作用于STARM 124上的磁力，因为磁力会随着STARM 124中的磁体离衬底136的距离而变。因此，使部件128旋转所需的扭矩量可以取决于与STARM 124和电机122相关联的惯性力矩，STARM 124和电机122的自旋速度，以及STARM 124在衬底136上方的高度。
STARM在衬底上方的高度可以取决于它的速度，这会影响产生了多少的提升以及有效负载重量，即，悬浮板骑乘者的重量和骑乘者的重量在悬浮板上如何分布。STARM在衬底上方的高度可能对于STARM的不同部分和不同STARM(当悬浮板包括多个STARM时)是不同的。
STARM在衬底上方的高度可以取决于它的速度，这会影响产生了多少的提升以及有效负载重量，即，悬浮板骑乘者的重量和骑乘者的重量在悬浮板上如何分布。STARM在衬底上方的高度可能对于STARM的不同部分和不同STARM(当悬浮板包括多个STARM时)是不同的。
[0132] 在图5A的例子中，STARM 124大致平行于衬底136。磁性拖拽(例如132a和132b)对抗STARM 124的旋转。电机122被配置成在顺时针方向130上旋转。因此，拖拽扭矩处于逆时针方向。向电机122供应动力以克服拖拽扭矩。
[0133] 当STARM平行于衬底136时，磁性拖拽在STARM 124的所有侧面上平衡。因此，不存在磁性拖拽产生的净平移力。如相对于图5B所描述，当STARM 124相对于衬底倾斜时，产生净平移力。
[0134] 在图5B中，STARM 124处于倾斜位置140。因此，STARM 124的侧面中的一个侧面离衬底136更近，STARM 124的一个侧面离衬底136更远。STARM 124中的磁体与衬底之间的磁性相互作用随着STARM中的磁体与衬底136之间的距离的增加而减小。因此，在倾斜位置140中，STARM 124的一个侧面上的拖拽力138b增加，STARM 124的相反侧上的拖拽力138a减小，如图5B中所示。拖拽力的不平衡会形成牵引，这样使得大致在旋转部件128的旋转轴的方向上产生平移力。
[0135] 当STARM 124起初倾斜时，平移力能够产生所指示的方向上的STARM 124的加速度，因此产生所指示的方向上的速度变化。在特定实施例中，在一或多个STARM被配置成产生平移力的情况下，悬浮板可以被配置成爬升。在另一实施例中，悬浮板可被配置成在悬浮的同时在斜坡上保持其位置，使得作用于骑乘者和板上的重力被悬浮板和其相关联的悬浮发动机产生的平移力平衡。
[0136] 悬浮板的位置维持在倾斜衬底上的配置和操作模式可以用作骑乘者穿戴虚拟现实头戴耳机的虚拟现实系统的一部分。经由头戴耳机，使用者可能仅仅看到头戴耳机产生的图像，或者可能看到头戴耳机产生的图像结合使用者能看到的局部周围环境。可以使用虚拟现实头戴耳机产生使用者移动通过某个地形(比如雪坡)的图像，同时悬浮板在倾斜衬底上从一侧移动到另一侧，或者前后移动。倾斜衬底可以向使用者提供在倾斜的斜坡上移动的感觉，而虚拟现实图像可以提供与移动相关联的可视影像。可以使用风扇增加额外的移动感觉(例如风打在人的皮肤上的感觉)。
[0137] 悬浮板能具有充分的推进能力以允许它在斜坡上对抗重力保持其位置。举例来说，悬浮板可以从一侧移动到另一侧，同时保持它在斜坡上的位置。此外，悬浮板可能能够在斜坡上朝下移动，然后对抗重力在斜坡上朝上爬升。在一些例子中，可以在板子的朝向保持相对不变的同时进行爬升(即，板子不需要转动爬升)。这个操控的实现可以是通过改变悬浮发动机相对于支撑所诱发的涡电流的衬底的朝向。
[0138] 返回到图5A和图5B，特定方向上的倾斜量能够影响力不平衡量，并且因此影响加速度量值。因为磁性拖拽随着磁体离衬底的距离而变，所以磁性拖拽在离衬底更近的侧面上增加，在离衬底更远的侧面上减小。当磁力随着磁体离表面的距离非线性地变化时，所产生的平移力的量可以随STARM的倾斜位置非线性地变化。
[0139] 在STARM 124(或者STARM 124和电机122)已经由部件128在逆时针方向上旋转并且STARM已经开始在第一方向上平移之后，可以提供输入扭矩，该输入扭矩使STARM在顺时针方向上倾斜以减小STARM产生的平移力的量。当STARM在顺时针方向上倾斜超过水平线时，STARM可以产生与第一方向相反的方向上的平移力。与运动方向相反的平移力能够使STARM减速并且使其静止。如果需要的话，可以施加平移力，使得悬浮板停止，然后STARM可以开始在相反方向上平移。
[0140] 悬浮板和悬浮发动机配置
[0141] 相对于图6至图25，描述具有悬浮发动机的悬浮板的多种配置。具体来说，描述悬浮发动机配置及其与悬浮板系统的集成。此外，描述多个不同机构，其使得力能够被传送到悬浮发动机以使悬浮发动机的朝向改变。
[0142] 图6是具有这样的悬浮发动机的悬浮板200的仰视图，该悬浮发动机具有能用于沿着指定轴线倾斜的机构。悬浮发动机耦合到支撑结构202。在一个实施例中，支撑结构200也可用于提供骑乘者平台。悬浮板200包括四个悬浮发动机，例如206。悬浮发动机各包括电机(未图示)和STARM 204。
[0143] 示出了悬浮板200的质量中心的位置212。这个位置可以指代悬浮板未负载时的位置，即，悬浮板上没有骑乘者。当骑乘者在骑乘悬浮板212时，人可以改变他在悬浮板上的位置，以改变质量中心的位置，因此改变与悬浮板200相关联的各种旋转力矩。因此，位置212仅仅是出于说明性目的示出的，而并不打算有限制性。
[0144] 示出穿过质量中心212画的轴线208。骑乘者可以改变其重量从而产生力矩，并且悬浮板200围绕轴线(例如208)倾斜。骑乘者可以用许多不同方式改变其重量，这样能够在不同方向上产生力矩，并且产生板子沿着不同轴线的相应倾斜。因此，仅仅出于说明性目的示出轴线208的实例。
[0145] 在特定实施例中，骑乘者可能能够在悬浮板200的顶表面上自由移动其位置。在另一实施例中，悬浮板可以包括某种类型的脚部束缚件，例如骑乘者可以将其脚部插进去的绑带。当骑乘者的脚受到限制时，质量中心的移动量和所产生的可能的力矩也受到限制。
[0146] 位置改变能够使悬浮板倾斜。该改变可以包括动态分量，其中悬浮板在不同朝向之间位移，然后处在相对稳定状态朝向，其中悬浮板的倾斜位置是稳定的。因此，悬浮板的动态和稳定状态的倾斜位置能够改变悬浮发动机相对于地面的高度位置。高度位置的变化能够使悬浮发动机生成净平移力，净平移力允许悬浮板在特定方向上被推动。
[0147] 在悬浮的同时，限制悬浮板的横向力可能极小。因此，当人在特定方向上移动其重量时，悬浮板200将作为响应而移动并且可能从人的下方滑出。因此，悬浮板可能不同于例如滑雪板或滑冰板之类的装置，在这种装置中侧向移动受到限制，原因在于轮子或刀片与地面或冰之间产生的摩擦力。
[0148] 在一特定实施例中，为了提供骑乘者控制悬浮板上的力的能力，悬浮板可以包括一或多个悬浮发动机，每个悬浮发动机具有倾斜机构，倾斜机构允许悬浮发动机响应于骑乘者产生的输入力而倾斜。如上文所述，可以使用输入力作为模拟或数字控制系统的一部分。相对于图9-图21描述不同倾斜机构的额外细节。相对于图22A-图25描述替代实施例，其中悬浮板上的悬浮发动机的朝向是固定的。
[0149] 在图6的例子中，示出穿过每个STARM(例如204)的倾斜轴，例如216。提供使每个STARM围绕至少一个轴线倾斜的机构。如相对于图14所描述，可以提供允许STARM围绕多个轴线倾斜的机构。因此，仅仅出于说明性目的提供图6中的例子。
[0150] 倾斜轴(例如216)用于描述悬浮发动机相对于悬浮板200的倾斜，例如相对于平行于悬浮板的顶表面的平面的倾斜。如上文所述，整个悬浮板还可以相对于衬底倾斜。举例来说，骑乘者通过移动其重量可以使悬浮板200围绕轴线210倾斜。因此，在特定时间悬浮发动机相对于衬底的倾斜以及悬浮发动机中的磁体在衬底上方的相关联高度，取决于悬浮发动机相对于悬浮板的倾斜和悬浮板相对于衬底的倾斜这两个因素。
[0151] 在图6中，倾斜轴216被配置成提供横向自旋控制。当骑乘者将其重量移动到角落之一时，悬浮板200可能倾向于在骑乘者移动其重量的方向上保持移动，这样可能使板子从骑乘者下方滑出。倾斜机构可以被配置成产生力，例如218，能抵消这个效应。因此，骑乘者可以继续更容易地骑乘板子而不会落下。
[0152] 在图6的例子中，示出了悬浮发动机倾斜所产生的力(例如218)大致垂直于悬浮板200的侧面并且平行于倾斜轴，例如216。此外，倾斜轴全部彼此平行。在各种实施例中，倾斜轴不是必须以此方式朝向(例如垂直于悬浮板202的侧面或者全部彼此平行)，提供此实例只是出于说明性目的。因此，倾斜轴可以相对于彼此和相对于悬浮板200处在各种角度。
[0153] 此外，不是所有悬浮发动机都可以包括允许悬浮发动机相对于悬浮板倾斜的倾斜机构。因此，一些悬浮发动机的倾斜可以是骑乘者(或系统)可控制的，而其它悬浮发动机可以配置在固定位置并且可以不倾斜。举例来说，悬浮板的中心可以包括大型悬浮发动机，大型悬浮发动机被配置成用于主要产生提升，然后可以被多个较小的悬浮发动机包围，这些较小的悬浮发动机用于产生控制力。较大的悬浮发动机可以安装在固定位置，使得它相对于悬浮板的朝向不改变，而较小悬浮发动机可以耦合到倾斜机构，倾斜机构允许较小的悬浮发动机相对于悬浮板倾斜。较大悬浮发动机和较小悬浮发动机都可以响应于悬浮板和骑乘者系统的质量中心的动态变化而相对于衬底倾斜。这种方法的优势是较小悬浮发动机可具有较小的惰性力矩，因此可能更容易通过人或通过致动器的作用围绕轴线倾斜。在致动器的情况下，较小惰性力矩可以容许使用功率较小的致动器。
[0154] 在又一实施例中，悬浮板200可以包括自动控制系统。自动控制系统可以被配置成检测特定方向上的移动。可以使用机载传感器封装检测加速度、速度或位置变化。作为响应，例如机载处理器之类的逻辑装置可以被配置成根据时间致动一或多个倾斜机构以生成一些补偿移动。举例来说，可以检测重量移位和板子的后续移动。作为响应，自动控制系统可以根据时间致动倾斜机构中的一或多个以保持板子使其不会从人的下方滑出。
[0155] 在各种实施例中，可倾斜悬浮发动机可以仅仅响应于骑乘者的输入移动，仅仅响应于来自控制系统的命令移动，或者这两种方式的组合。举例来说，耦合到悬浮发动机的致动器可以被配置成在某些时间响应于骑乘者产生的控制输入致动，而在其它时间响应于控制系统产生的控制输入致动。控制系统可以从传感器封装接收输入以生成控制信号，控制信号能增强来自骑乘者的控制输入。此外，悬浮板上的一或多个第一可倾斜悬浮发动机的朝向可以仅仅例如经由来自骑乘者的手动致动受到骑乘者的控制，而经由致动器倾斜的一或多个第二可倾斜悬浮发动机在悬浮板上的朝向可以仅仅通过在悬浮板上的逻辑装置上实施的控制系统受到控制。在另一实施例中，单个悬浮发动机可以在一个时间响应于用户输入受到控制，然后在另一时间基于控制系统产生的命令受到控制，控制系统产生的命令是与使用者无关地产生的。举例来说，控制系统可被配置成不依赖于使用者提供的任何直接控制输入，关闭悬浮板并使其静止。
[0156] 倾斜机构可以耦合到悬浮发动机，使得力的量和力的方向可以在一个范围上变化。举例来说，倾斜机构可以被配置成迫使仅仅朝向运载工具的力218处在零到某个最大值的范围内。在另一实施例中，倾斜机构可以被配置成产生能朝向运载工具引导或从运载工具向外引导的力，其中每个方向上的最大值可以基本上相等，或者一个方向上的最大值可以大于另一个方向上的最大值。在下文相对于图7描述的又一实施例中，倾斜机构可以被配置成产生在大于零的最小值与最大值之间的力。
[0157] 图7是耦合到处在倾斜位置的倾斜机构的悬浮发动机230的侧视图。悬浮发动机包括电机122和STARM 124，其位于衬底136上。在一个实施例中，该机构可以包括最小倾斜偏移角度234。在这个实例中，最小倾斜偏移角度234在水平线与线232之间。倾斜范围角度236是悬浮发动机可以从最小倾斜偏移角度234开始的旋转角度量。倾斜机构可以包括一或多个结构，其将倾斜机构的运动限制于该倾角范围。
[0158] 当最小倾斜偏移角度234是零并且STARM 124平行于衬底136时，STARM 124可能不产生净平移力。如上文所述，在操作期间，STARM耦合到的悬浮板可以倾斜。因此，STARM相对于衬底的角度可以取决于STARM相对于与悬浮板相关联的某个参考系的朝向以及悬浮板相对于衬底的朝向，这两个朝向都能随时间变化。因此，在一些情况下，即使当最小倾斜偏移是零时，也可以产生平移力。当最小倾斜偏移角度大于零时，STARM可以在特定方向上在其最小位置处产生净平移力。当最小倾斜偏移角度小于零时，接着在倾斜角范围期间，力的量值可以达到零并且产生的力的方向也可以改变。
[0159] 在一些实施例中，一个悬浮发动机产生的净最小力可以用某一方式经由与其它悬浮发动机相关联的平移力平衡。举例来说，如图6中所示，两个悬浮发动机可以倾斜以在相反方向上产生力以彼此抵消。因此，虽然在最小倾斜偏移角度位置处，单个悬浮发动机的净力可能大于零，但是可以通过另一STARM产生的力平衡这个净力，从而使得作用于悬浮板的净力是零。
[0160] 从倾斜STARM产生的力可以随着悬浮发动机相对于衬底的角度非线性地变化。因此，根据角度变化产生的力的变化可以非线性地变化。通过利用最小倾斜角偏移，悬浮发动机可以被配置成响应于倾斜角在所选的倾斜角范围内的变化而输出更多或更少的力。以此方式可以调整悬浮板的控制特性。
[0161] 在一个实施例中，倾斜机构可以包括可调倾斜偏移机构，它允许手动地设置最小倾斜偏移角度。举例来说，可以提供具有隆凸的可旋转部件，其中该隆凸被配置成在其旋转范围的一端撞击螺丝。当螺丝被旋开时，可旋转部件的旋转范围可以减小，最小倾斜偏移角度可以增加，且反之亦然。使用该可调倾斜偏移机构，使用者或操作员可能能够手动地调整悬浮板的操控特性。
[0162] 在其它实施例中，电机122和STARM 124可以倾斜达90度，使得侧面152平行于衬底136的顶部。侧面152和侧面150的一部分可以被覆盖以允许在这个位置接触衬底的顶部。举例来说，可使用橡胶轮胎，其覆盖侧面152和侧面150的一部分。在又一实施例中，STARM 124可以具有通过侧面152朝外指向的额外磁极。在又一实施例中，STARM 124上的磁体的一部分可以是可旋转的，以允许磁极从它们与侧面150相交的位置旋转到它们与侧面152相交的位置。举例来说，磁极可以在它们垂直于侧面150的位置到它们垂直于侧面152的位置的范围内变化。
[0163] 图8A是STARM 400的透视图。STARM 400的直径是10英寸。在各种实施例中，在悬浮板上使用的STARM的直径可以在四英寸与十四英寸之间。STARM包括突起的外环405。从STARM 400的底部到外环的顶部的距离大约是1.13英寸。这个高度允许容纳一立方英寸的磁体。在一个实施例中，二十个一立方英寸的磁体布置在外环内。在特定实施例中，悬浮板上的磁体(可以分布在一或多个STARM之间)的体积可以在三十立方英寸与八十立方英寸之间。
[0164] 在一个实施例中，包含外环405的STARM 400可以由多个层形成，从上到下分别是402、408、410、412、404和414。层402和414在外环中的磁体的顶部和底部部分上形成盖罩。
在一个实施例中，层402和408的厚度大约是.065英寸。在替代实施例中，可以消除层402和
408中的一个或两个。在一个实施例中，顶部层和底部层可以由例如铝之类的材料形成。在另一实施例中，顶部层402可以由具有磁特性的材料(例如μ金属、铁或镍)形成。
在一个实施例中，层402和408的厚度大约是.065英寸。在替代实施例中，可以消除层402和
408中的一个或两个。在一个实施例中，顶部层和底部层可以由例如铝之类的材料形成。在另一实施例中，顶部层402可以由具有磁特性的材料(例如μ金属、铁或镍)形成。
[0165] 层408、410、412、404各自包含二十个孔口以容纳二十个磁体。可以使用更多或更少的磁体并且因此使用更多或更少的孔口，此实例仅仅是出于说明性目的提供的。层的总厚度是一英寸，每一层的厚度是.25英寸。在一个实施例中，两层由聚碳酸酯塑料形成，两层由铝形成。聚碳酸酯塑料可以减轻重量。在各种实施例中，每一层的厚度、每一层使用的材料和层的数量可以改变。举例来说，可使用不同金属或不同类型的塑料。作为另一实例，对于每一层可以使用单独一种材料。
[0166] 当这些层对准时，可以穿过这些层插入一立方英寸的磁体。对于不同形状或不同尺寸的磁体(例如矩形磁体、梯形磁体或1.5立方英寸的磁体)，可使用不同孔口形状或尺寸。在一个实施例中，可使用粘合剂将磁体固定在位，例如强力胶。固定时，磁体的底部大致与层404的底部齐平。当使用STARM设计400的运载工具悬浮时，这个特征可以使磁体的底部与衬底之间的高度最大化。
[0167] 一层或多层可以包括孔口，例如416，其允许插入紧固件。紧固件可以将这些层固定在一起。在另一实施例中，可使用粘合剂将这些层中的一或多个固定到彼此。在替代实施例中，层404、408、410和412可以形成为单个部件。
[0168] 图8B是具有嵌入电机422的STARM 420的侧视图。外环405内示出了两个磁体415的横截面。磁体的顶部与层的408外部顶部齐平，磁体的底部与层404的底部齐平。在各种实施例中，STARM 420可以被配置成接收.5和2.5英寸高度之间的磁体。
[0169] 在一个实施例中，磁体的顶部可以在408的顶部上方延伸。因此，外环405可以仅仅沿着每个磁体的侧面部分地向上延伸。这个特征可以允许将磁体固定在位，同时还能减轻重量。
[0170] 外环405的内部半径424大于电机422的半径。因此，电机可以插入外环内并且固定到层404，使得电机操作时，STARM 420可以旋转。因此，外环沿着电机的侧面430延伸。以此方式安装电机的优势是，相比于在外环顶部上方的高度安装电机422，悬浮发动机的总高度轮廓可以降低。
[0171] 在各种实施例中，外环的高度428可以小于电机426的高度，使得外环沿着电机422的侧面430部分地向上延伸。在另一实施例中，外环405的高度428和电机的高度可以大致相等。在又一实施例中，外环的高度428可以大于电机的高度。
[0172] 可能需要增加高度428以容纳更长的磁体。可以使用更长的磁体以增加磁体(例如415)离衬底的距离更远时产生的磁性提升量。磁体的体积，包括它的高度，能够影响从磁体延伸的特定距离处的磁场强度。
[0173] 用于旋转STARM的电机(例如422)可以是电力电机或燃烧电机。总的来说，可使用任何类型的输出合适的扭矩量的电机。电动机需要例如电池或燃料电池之类的电源来供电。燃烧电机需要燃烧以操作电机的燃料。电池类型包括不限于具有例如锂离子、锂聚合物或锌空气系统之类的锂或锌阳极的电池。
[0174] 电动机可以被配置成输出围绕旋转轴的扭矩。电动机可以包括线材绕组配置和永久磁体配置。通过绕组提供电流以生成随时间而变的磁场。来自绕组的磁场与来自永久磁体的磁场相互作用以生成旋转扭矩。可以利用AC或DC电机，例如感应电机或DC无刷电机。
[0175] 在各种实施例中，绕组可以被配置成在磁体保持固定时旋转，或者磁体可以被配置成在绕组保持固定时旋转。可以提供例如轴杆之类的界面，其将电机的旋转部分耦合到STARM 400。在图8A中，STARM 400被配置成在406处与电机界面连接。
[0176] 电机422的非旋转部分可以集成到包围磁体和绕组的电机外壳中。电机外壳可以包括界面，界面使得它能够附接到与悬浮板相关联的一或多个结构。在另一实施例中，电机的非旋转部分可以包括界面，界面允许它直接附接到与悬浮板相关联的一或多个结构。
[0177] 在一特定实施例中，电机422的芯体可以是固定的，其中与电机相关联的磁体和与STARM相关联的磁体都围绕固定芯体旋转。一个非旋转支撑结构可以从芯体延伸，这允许电机和STARM耦合到悬浮板。第二非旋转支撑结构可以从芯体延伸，它向护罩的插置在STARM的底部与支撑诱发的涡电流的衬底之间的部分提供支撑(见图8C)。如相对于图17A-图17E更详细地描述，可以使用各种护罩配置包围STARM。
[0178] 电机422中的磁体布置可以包括基本上垂直于电机的旋转轴的磁极(通常被称作同心电动机)，或者可以包括基本上平行于电机的旋转轴的磁极(通常被称作轴向电动机)。在一个实施例中，可使用绕组配置(例如与轴向电机相关联的绕组配置)在衬底中诱发涡电流。在这些实施例中，没有旋转零件并且消除了STARM和与电动机相关联的磁体。作为悬浮发动机的一部分，绕组可以相对于悬浮板倾斜以用上文相对于图5A和图5B论述的方式生成控制力。
[0179] 在又一实施例中，可以去除与电机422相关联的磁体，并且可以设计与STARM中的磁体直接相互作用的电机绕组。举例来说，绕组可以放置在磁体415上方以与磁体上方的磁通量相互作用，或者绕组可以围绕磁体415的外部或围绕磁体415的内部放置。电流施加于绕组以使STARM旋转。如上文所述，STARM的旋转可以使得在衬底的一部分中诱发涡电流。
[0180] 作为一实例，电机422可以包括被配置成旋转的外环。STARM 400可以安装到电机422的外环而不是从电机的中心延伸的轴杆。这种类型的电机设计可以被称作舷外设计。这个特征可以允许去除层404和412的在外环405的内部半径424内的部分，使得电机的底部更接近外环405的底部。这种方法的一个优势是可以减小STARM 420和电机422的总高度。
[0181] 在一特定实施例中，电机的外环430和STARM的外环405可以形成为集成单元。举例来说，电机422的外环可以具有从侧面430朝外延伸的层。从侧面430延伸的层可以包括多个孔口，磁体能穿过这些孔口插入。任选地，具有孔口(例如408、410和412)的一层或多层可以放置在磁体上。
[0182] 总的来说，在悬浮发动机中，与STARM相关联的支撑结构、电机的定子、护罩和壳体可以彼此集成。举例来说，电机和STARM的罩壳可以包括集成护罩。在另一个实例中，形成电机的转子的结构可以与STARM的结构集成。在另一个实例中，形成电机的定子的结构的全部或一部分可以与跟悬浮发动机相关联的壳体和/或护罩集成。
[0183] 图8C是根据的具有与电机集成的STARM 465的悬浮发动机450的侧视图。悬浮发动机450包括固定芯体456，其具有被配置成与磁体460相互作用以使磁体旋转的绕组。芯体附接到支撑结构464。支撑结构464可以提供用于将悬浮发动机附接到悬浮板的第一界面。此外，支撑结构464可以耦合到包围电机和STARM 465的壳体452。可以使用支撑结构464帮助在STARM 465的底部与壳体452之间维持空隙。
[0184] 在一个实施例中，可以在支撑结构464的末端提供小隆凸466。小隆凸466可以由金属或带有低摩擦涂层的材料(例如涂布着特氟隆的材料)形成。当悬浮发动机靠近地面时(例如在起飞和登陆期间)，小隆凸可以提供较小的隔开距离。它可以帮助防止STARM 465撞击地面。在特定实施例中，隆凸466可以耦合到悬浮发动机的旋转的部分，或者在操作期间保持静态的部分。
[0185] STARM 465包括包围磁体454的结构458。如上文所述，包围磁体460的结构462和包围磁体454的结构458可以形成为单个零件。磁体454和460相对于彼此可以具有不同形状并且具有不同尺寸。
[0186] 在各种实施例中，可以在支撑结构464与结构458之间提供轴承(未图示)以允许STARM 465围绕固定芯体旋转。作为STARM结构458与支撑结构464之间的轴承的替代或补充，可以在壳体452与结构458之间的一个或多个位置处提供轴承。举例来说，轴承可以放置在STARM 465的底部与壳体452之间，以帮助在壳体452与STARM的底部上的STARM 465之间维持间隔。在另一个实例中，轴承可以放置在STARM的侧面与壳体452的侧面之间，以在壳体452的内侧与STARM的侧面之间维持间隔。
[0187] 在一个实施例中，悬浮发动机的高度可以小于三英寸。在另一实施例中，悬浮发动机的高度可以小于两英寸。在又一实施例中，悬浮发动机的高度可以小于一英寸。接下来描述包含多个悬浮发动机的悬浮板的细节。
[0188] 图9、图10和图11是电池供电的悬浮板300的仰视图、俯视图和侧视图。在图10中，悬浮板300包括四个悬浮发动机304a、304b、304c和304d。这些悬浮发动机的尺寸相等并且彼此相同，即，类似的电机、磁体数量、STARM直径等。在替代实施例中，可以提供额外的或更少的悬浮发动机，其中不同悬浮发动机之间悬浮发动机的尺寸可以是不同的。
[0189] 悬浮板300的尺寸大约是37.5英寸长乘以4.5英寸高乘以18.5英寸宽。未负载的悬浮板的重量大约是93.5磅。悬浮板可以被配置成承载体重高达392磅的骑乘者。在操作中，悬浮板300与支撑诱发的涡电流的衬底之间的距离可以根据骑乘者的体重变化。
[0190] 每个悬浮发动机包括一个具有电机(未图示)的STARM(例如325)和发动机护罩318，护罩318与STARM 325之间具有空隙以容许旋转。STARM 325经由连接件322连接到电机。电机提供使STARM旋转的输入扭矩。在替代实施例中，单个电机可以被配置成驱动多于一个STARM，例如325。
[0191] 在一个实施例中，STARM(例如325)的直径是8.5英寸。STARM被配置成接收十六个一立方英寸的磁体。因此，悬浮板上的磁体的总体积是64立方英寸。在一个实施例中，使用钕N50强度的磁体。每个磁体的重量大约是3.6盎司(力)。因此，悬浮发动机的总磁体重量大约是3.6磅(力)。
[0192] 如上文所述，总磁体重量和体积在安装到悬浮板的不同STARM之间可以是不同的。举例来说，悬浮发动机304b和304d可以各具有带有二十个一立方英寸的磁体的STARM，悬浮发动机304a和304c可以各具有带有十二个一立方英寸的磁体的STARM。在这个实施例中，相比于如图8B中所示的STARM的中心内，STARM安装在电机下面。
[0193] 在一个实施例中，电机可以是Hacker Motor(Ergolding，德国)出产的q150DC无刷电机。电机的标称电压是50伏，无负荷电流是2安培。重量大约是1995克。速度大约是52.7/分钟。eta max上的RPM大约是2540。eta max上的扭矩大约是973.3N-cm。eta max上的电流大约是53.76安培。在一个实施例中，电机可以在大约1000与2300RPM之间操作。在不同实施例中，电机可以在较高或较低RPM下操作，例如高达10,000RPM。
[0194] 悬浮发动机各具有护罩，例如318。护罩318部分地包封STARM，使得STARM的底部露出。倾斜机构312耦合到每个悬浮发动机的护罩318。倾斜机构312耦合到枢轴臂310。悬浮发动机304a、304b、304c和304d在支撑结构302下面悬置。
[0195] 枢轴臂(例如310)延伸穿过支撑结构中的孔口。枢轴臂可以被配置成使护罩以某一方式移动和倾斜。更复杂的机械连杆机构是可能的，并且枢轴臂仅仅是出于说明目的提供的，并不希望是限制性的。总的来说，被配置成传送力的机械连杆可以具有一或多个部件和一或多个枢轴点。
[0196] 每个悬浮发动机中的电机可以用电池供电。在一个实施例中，使用十六个电池组。电池是VENOM 50C 4S 5000MAH 14.8伏的锂聚合物电池组(Atomik RC,Rathdrum,ID)。每个电池的重量大约是19.25盎司。电池的尺寸是5.71英寸乘1.77英寸乘1.46英寸。最小电压是
12V，最大电压是16.8V。可使用其它类型的电池，提供这些电池是出于说明的目的，并不希望是限制性的。
12V，最大电压是16.8V。可使用其它类型的电池，提供这些电池是出于说明的目的，并不希望是限制性的。
[0197] 十六个电池以四个电池的四个群组连线在一起，并且每个电池耦合到电机电子速度控制器(例如306a和306b)，其经由连接件316a和316b耦合到四个邻近的电池组。连接件316c和316d各连接到四个电池，并且连接到电机电子速度控制器，306c和306d堆叠在306a和306b后面(见图11)。电池的线材连接未图示。在这个实例中，电池串联线连，以向电子速度控制器提供高达大约60V。
[0198] 在替代实施例中，可使用AC电源。举例来说，例如悬浮板之类的装置可以耦合到AC电源，AC电源为AC电动机供电。在这个实施例中，电池可以去除并且替换成悬置在结构302下面的电力转换器。
[0199] 电机电子速度控制器306a、306b、306c和306d经由线束308a、308b、308c和308d耦合到四个电机中的每一个。电子速度控制器堆叠在彼此顶部上。因此，电子速度控制器306c和306d在图9中是不可见的(见图11)。
[0200] 电子速度控制器可以是能改变电动机的速度、它的方向并且可能还用作动态制动器的电子电路。电子速度控制器通常用于无刷电机以提供电机用的电子产生的三相电力低电压能量源。无刷电子速度控制器的一个实例是Jeti Spin Pro Opto brushless esc(Jeti USA,Palm Bay,FL)。
[0201] 电子速度控制器可以经过程序设计以控制电机的速度。此外，速度控制器可以被配置成检测和存储峰值控制器温度、最大电流、最小电流、RPM和电机运行时间。电子速度控制器可以耦合到无线发射器以便发送遥测数据和从无线控制器接收控制命令。
[0202] 在一个实施例中，每个电子速度控制器可以耦合到多个锂聚合物电池，例如四个到十四个电池。在图9中，示出四个电池组，其耦合到每个控制器以提供高达六十伏。电子速度控制器一般根据最大电流(例如25安培)确定额定值。大体而言，电子速度控制器的重量随着最大电流容量的增加而增加。许多现代的电子速度控制器能支持具有一定范围的输入和截止电压的镍金属氢化物、锂离子聚合物和磷酸铁锂电池。
[0203] 对于无刷电动机，正确的相位会随着电机旋转而变化，电子速度控制器能考虑到这一点。通常，使用来自电机的反电动势检测这个旋转，但是存在使用磁性(霍耳效应)或光学检测器的变型。计算机可编程的速度控制一般具有使用者指定的选项，其允许设置低电压截止限值、时序、加速度、制动和旋转方向。在一些情况下，通过切换从电子速度控制器到电机的三根引线中的任何两根，能使电机的方向反转。
[0204] 在替代实施例中，可使用其它类型的电动机。举例来说，可使用一或多个有刷电动机。在有刷电动机中，刷子将动力载送到旋转的绕组。DC电机可以包括并激电机、分开受激电机、串联电机、永久磁体DC电机和复合电机。AC电机可以包括感应电机和同步电机。其它电动机类型可以包括步进电机、磁滞电机、磁阻电机和通用电机。如上文所述，还可以使用非电动机，例如燃烧电机。
[0205] 图10是悬浮板的俯视图330。如上文相对于图9所述，悬浮发动机悬置在中心支撑结构302下面。悬浮发动机的护罩(例如318)稍微延伸超出支撑结构302的边缘。护罩可以制造成强度足够大，足以支撑人的体重，还不会撞击任何下伏零件，例如旋转STARM。
[0206] 骑乘者平台332安装在支撑结构上方。骑乘者平台332的顶部可以基本上是平坦的，即，隆凸量极小。隆凸可以最小化以允许骑乘者在骑乘者平台上到处移动而不会被绊倒。但是，如下所述，骑乘者平台可被配置成弯折和挠曲，因此可以弯曲。在一个实施例中，骑乘者平台可以包括脚部绑带，用于将骑乘者的脚部固定在位。在各种实施例中，骑乘者平台332和支撑结构可以形成为单个集成单元(例如见图22A-图22D)。
[0207] 可以用于形成支撑结构302、护罩318和骑乘者平台332的材料的一些实例包括但不限于木头、胶合板、塑料、增强塑料、聚合物、玻璃填充尼龙、玻璃纤维、增强复合材料、金属(例如铝)、金属合金、金属复合材料(例如铝复合材料)、麻复合材料、具有蜂窝芯或其它内部结构的复合材料、具有轻木芯的复合材料、膨胀金属等。
[0208] 附接到每个悬浮发动机护罩(例如318)的枢轴臂310在连接点334耦合到骑乘者平台332。骑乘者平台可以由柔性材料形成。当骑乘者站在平台上并且将其体重从一个象限移位到另一个象限时，骑乘者平台可以挠曲。挠曲可以使耦合到连接点334中的每一个的枢轴臂朝下移动，这样会使耦合到每个枢轴臂的悬浮发动机倾斜。如上文所述，当悬浮发动机倾斜时，可以产生大致与倾斜轴对准的力。
[0209] 骑乘者可以通过改变其脚部在骑乘者平台332上的位置和分配到每只脚的体重量，借此位移其体重和分配给每根枢轴臂的体重量。因此，可以控制分配给每个枢轴臂的力量因此可以改变每个悬浮发动机的倾斜量。通过改变倾斜，可以控制每个悬浮发动机在特定方向上输出的平移力的量。如上文所述，可使用这些力来控制自旋，例如开始或停止自旋和控制自旋速度。这些力还可以用于操控悬浮板。
[0210] 在特定实施例中，对于不同体重的骑乘者，可以使用刚度更大或更小的不同厚度的平台。举例来说，对于较重的骑乘者，可以使用刚度较大的平台，对于较轻的骑乘者，可以使用刚度较小的平台。支撑结构302可以包括快速释放机构，其允许容易去除然后更换不同刚度量的骑乘者平台。在另一实施例中，可以提供可调加强件，例如可以收紧和松开的弹簧。可使用可调加强件增加或减小骑乘者平台332的相对刚度。
[0211] 在一个实施例中，悬浮板可以被配置成接收一或多个延伸臂。延伸臂可以一端附接到板子，并且另一端上可以包括附接件，例如防滑垫、轮子、转轮。可以使用一或多个延伸臂限制悬浮板的倾斜量并且提供额外的稳定性。举例来说，在训练期间，可以用与自行车上使用的训练轮类似的方式使用延伸臂。
[0212] 图11是悬浮板的侧视图350。可以看出，在图11中，操作悬浮发动机需要的所有组件，例如电池和速度控件，都从支撑结构302的底部悬置，并且封装在悬浮发动机的底部的一定高度下方。如上文所述，悬浮板从悬浮发动机的底部到骑乘者平台的顶部的高度大约是4.5英寸。更薄的设计是可能的，提供此实例仅仅是出于说明的目的。
[0213] 在这个实施例中，骑乘者平台332在末端受到支撑，并且经由部件374a和374b耦合到结构302。这种配置允许骑乘者平台332在中间弯折，例如当在枢轴臂(例如310)上方的位置354和356施加重量时。在替代实施例中，骑乘者平台可以受到将其纵向分成两份的部件的支撑。于是，当被施加重量时，骑乘者平台332可以在这个中心部件的任一侧上弯折。
[0214] 在又一实施例中，骑乘者平台332可以分段，以允许各个部分彼此独立移动。各个区段可以耦合到悬浮板使其可以挠曲以致动倾斜机构之一。在另一实施例中，各个部分可以经由铰链机构耦合到悬浮板。于是各个部分可以围绕铰链旋转。
[0215] 当使用铰链机构时，可以对于各个区段使用更硬的材料。然而，可以使用例如一或多个弹簧或挠性发泡材料之类的再定位机构以在去除力之后使各个部分返回到原始位置。例如弹簧之类的再定位机构还可以用于影响移动各个区段所必需的力量。
[0216] 悬浮发动机护罩耦合到铰链机构372。铰链机构372从支撑结构302悬挂。铰链机构用于围绕一根轴线旋转。可以使用的铰链机构的一些实例包括但不限于对接铰链、筒状铰链、子母铰链、连续铰链、枢轴铰链、螺旋弹簧销钉铰链和自合铰链。在铰链机构下面提供空隙，该空隙允许来自速度控制器310的线材308a到达被护罩318环绕的电机。在替代实施例中，护罩可以包括一或多个孔口，其允许线材穿过到达电机。
[0217] 在这个实例中，铰链允许每个悬浮发动机围绕旋转轴旋转某个角度(例如366和369)。如相对于图14所描述，容许更大旋转自由度的接点是可能的并且提供此实例仅仅是出于说明的目的。护罩(例如318)的底部当倾斜时通过虚线362和364示出。倾斜角度358和
360被定义为护罩水平时与护罩底部倾斜时(如线362和364所示)之间的角度。
360被定义为护罩水平时与护罩底部倾斜时(如线362和364所示)之间的角度。
[0218] 在一个实施例中，铰链机构372周围的支撑结构302可以部分地凹陷。当悬浮发动机倾斜时，凹座可以允许铰链机构372的一部分上滑到凹部中。这个特征可以允许悬浮板的整体厚度减小，因为使悬浮发动机旋转所需的间隙可以减小。在一个实施例中，支撑结构可以由例如木头、金属、玻璃纤维(或其它重量轻但是强度大的复合材料)、塑料之类的材料及其组合形成。
[0219] 在一个实施例中，悬浮发动机可以被配置成在一个方向上倾斜达10度。在操作中，当从位置354和356去除重量时，骑乘者平台332可以伸直并且护罩可以返回到第一位置。当重量增加时，骑乘者平台可以在每个位置挠曲一定量，并且护罩可以各倾斜一定量。
[0220] 如上文所述，与每个悬浮发动机相关联的倾斜量可以受到限制。此外，倾斜量对于每个悬浮发动机无须是相同的。举例来说，可以允许一个悬浮发动机旋转高达10度，同时可以允许第二悬浮发动机仅仅旋转达五度。在特定实施例中，悬浮发动机可以被配置成旋转高达10度、高达20度或高达30度的总旋转。对于每个悬浮发动机示出了旋转方向366和368。在一个实施例中，允许每个悬浮发动机仅仅在一个方向上旋转。在另一实施例中，可以允许悬浮发动机在两个方向上旋转，例如超过水平线加减10度的角度。在这个实施例中，将需要不同的机械连杆，例如耦合到护罩的第二枢轴臂(例如见图15)。
[0221] 图12和图13是悬浮板500的透视图和侧视图，悬浮板500具有四个悬浮发动机506，耦合到撑杆504。骑乘者平台502耦合到撑杆504和四个枢轴臂508。骑乘者平台502经由连接件514耦合到支撑部件516。支撑部件518经由连接件518耦合到撑杆504。
[0222] 在一个实施例中，骑乘者平台502可以是柔性的，使得当靠近其边缘支撑部件508施力时被往下推动并且悬浮发动机也被往下推动。可以提供不同的机械连杆以使得向下运动使悬浮发动机在相反方向上倾斜。
[0223] 图14、图15和图16示出了包括手动STARM控制的一些实施例。具体来说，图14、图15和图16是分别耦合到杠杆臂、脚踏板和缰绳的悬浮发动机的图示。这些控件可以结合上述悬浮板使用。
[0224] 在图14中，杠杆臂602经由球形接头606耦合到电机/STARM。当悬浮时，杠杆臂602从一侧到另一侧的移动能使STARM 610(包括磁体布置612)相对于导电表面倾斜，从而使得包括该悬浮发动机的运载工具向前和向后移动。从一侧到另一侧的倾斜量能影响运载工具在这些方向上移动的速度。从前到后的移动可能使STARM 610倾斜，从而使得运载工具向左或向后移动。拉杆602的左移或右移和前移或后移的组合能使STARM倾斜，从而使得运载工具沿着不同线在各种方向上移动。方向拉杆根据时间的变化能改变根据时间产生的力的方向向量，因此运载工具能沿着大致弯曲的路径移动。
[0225] 在各种实施例中，可使用机械连杆，其使一或多个悬浮发动机响应于杠杆臂602的移动而倾斜。举例来说，两个悬浮发动机可以耦合到共用的旋转部件，使得这两个悬浮发动机都响应于施加于旋转部件的扭矩而旋转(例如见图20)。此外，如上文所述，可使用数字控制，其中一或多个传感器检测到杠杆臂602的移动。可以在机载处理器中接收到传感器数据。基于例如杠杆臂602的移动量、移动方向和移动速率之类的因素，和例如运载工具的当前朝向和运动方向之类的其它因素，机载处理器可以产生一或多个命令。可以经由有线或无线通信将命令发送给一或多个致动器。致动器可以包括逻辑装置(例如控制器)，其能够实现与机载处理器的通信和对来自机载处理器的命令的解释。
[0226] 一或多个致动器可以耦合到单个悬浮发动机或多个不同的悬浮发动机。响应于接收到命令，致动器控制器可以使致动器输出力或扭矩。力或扭矩可以使悬浮发动机以某一方式改变其位置，例如(但不限于)倾斜位置。
[0227] 在一些实施例中，机载处理器可以发送命令，这些命令使与悬浮发动机相关联的STARM的旋转速率达到特定的RPM值。可以配合致动器命令产生电机命令，电机608可以接收到该电机命令。RPM值能够影响在悬浮发动机的位置已改变之后从悬浮发动机产生的力量。电机608可以包括用于以下操作的一或多个控制器：1)与机载处理器通信(有线或无线地通信)，2)处理从机载处理器接收的命令，以及3)产生命令以控制与电机相关联的用于实施该命令的机构，例如传递到电机的电力量。
[0228] 图15示出了脚踏板652，其可以用于使包括电机662和STARM 664的悬浮发动机倾斜。当一个脚踏板652被朝下按压时，STARM 664可以产生垂直于页面的力，这个力可以使运载工具向前移动。当另一个脚踏板被朝下按压时，STARM 664可以产生能使运载工具向后移动的力。可使用每个踏板的按压量来控制运载工具在特定方向上的速度。当按压第一踏板以使运载工具在一个方向上移动时，从第一踏板上去除压力并且向第二踏板施加压力能充当让运载工具减速的制动器。
[0229] 提供一种机构，其中每个脚踏板生成复原力。它还能用于影响需要向踏板施加多少力以使踏板移动。此外，该机构能限制踏板能移动多远。在图15中，该机构表示为弹簧。该机构能产生与脚踏板的位移量有大致线性和/或非线性关系的力。在特定实施例中，产生复原力的一或多个机构还可以与图14中所示的杠杆臂一起使用。同样，如上文所述，可以使用一或多个脚踏板作为数字控制系统的一部分。
[0230] 图16是耦合到缰绳672和674的悬浮发动机的图示。缰绳672和674经由连接点680和682附接到壳体。可以一次一个地或同时地施力(例如676和678)以改变STARM 664的倾斜角。当一个或两个缰绳不在张紧时，于是未向包括电机662和STARM 664的悬浮发动机施力。
[0231] 在一个实施例中，可以提供复原力机构，例如弹簧654，其被配置成使STARM返回到中间位置(中间位置可以包括STARM 664处在水平位置或者处在倾斜位置)。为了维持特定倾斜角，向一个或两个缰绳施加恒定的力。当去除力时，STARM 664返回到其中间位置。
[0232] 在另一实施例中，该机构可以抵抗移动，使得STARM 664在移动之后以特定朝向保持在位。举例来说，球形接头656或其它铰链机构可以形成有充分的内部摩擦力以将STARM 664保持在位。在这个实施例中，可以向缰绳672和674施加力的第一组合以将STARM 664移动成第一朝向，其中在不存在外加力的情况下，STARM 664保持原位。为了将STARM 664移动成第二朝向，可以经由缰绳672和674施加力的第二组合。
[0233] 图17A到图17E是用于悬浮发动机706的护罩配置的图示。悬浮发动机各自包括电机702和STARM 704，其在方向712上旋转。电机702和STARM 704被配置成围绕旋转轴710旋转708。
[0234] 在图9、图10和图11中，护罩围绕STARM的侧面延伸，使得护罩的底部平行于STARM的底部或稍微延伸超过STARM的底部。在这个实施例中，露出STARM的底部。在图17A中，护罩714延伸到STARM 704下面，并且部分地覆盖STARM的底部。在STARM下面延伸的唇缘部分可以防止碎屑进入STARM的侧面。此外，底部部分可以提供从支撑诱发的涡电流的衬底的最小隔开距离。在启动期间，最小隔开距离能减少所产生的拖拽扭矩的最大量，因为拖拽扭矩随着离衬底的距离按指数律成比例减小(例如见图4B)。
[0235] 在图17B中，护罩714的底部部分718完全包封STARM 704的底部。在一个实施例中，护罩714可以包括孔口，孔口允许空气进入和离开护罩714。可以使用气流提供STARM的热交换机构。STARM可以包括鳍片以增加罩壳内的气流。此外，孔口位置可以选择成能增加通过罩壳的气流。孔口上可以覆盖着网状物以防止碎屑进入罩壳。
[0236] 在另一实施例中，电机702和STARM 704可以完全封围。罩壳可以被抽空，使得它以低于周围环境的压力操作。因此，罩壳可以包括压力传感器和用于移除空气的阀门。替代地，罩壳可以充满不同于周围环境的气体。举例来说，罩壳可以充满氮气或惰性气体，例如氩气或氙气。在这个实施例中，罩壳可以填充到的压力可以较低，大致等于罩壳周围的环境压力或者高于罩壳周围的环境压力。
[0237] 在又一实施例中，整个运载工具可以封围在壳层中。举例来说，可以建构飞碟形运载工具。电机、电池、STARM、控制电路和其它运载工具组件可以安置在壳层内。在这种配置中，可能不需要罩壳和/或护罩围绕电机和STARM，因为电机和STARM安置在壳层内。与前一段中的罩壳一样，壳层可以被配置成以不同于周围环境的压力操作，和/或可以充满不同于周围环境的氛围。
[0238] 在图17A和图17B中，电机702、STARM 704和护罩可以作为一个单元可倾斜。在图11中，电机、STARM和护罩也可以作为一个单元可倾斜。在其它实施例中，如下文相对于图17C和图17D所描述，电机702和STARM 704可以作为一个单元可倾斜，而护罩714保持在固定位置。
[0239] 在图17C中，电机702和STARM 704被配置成围绕轴线710倾斜，而护罩714保持固定。护罩714的底部是开放的，并且不包括如图17A中所示的唇缘部分以允许STARM倾斜超过水平线。护罩714的内部侧面弯曲，以适应STARM的旋转。
[0240] 在图17D中，提供护罩714的底部部分720，它不随STARM在方向712上旋转。为了允许720不随STARM 704旋转，它可以安装到静止部分718，静止部分718延伸穿过STARM 704。然而，底部部分720被配置成随着电机702和704的倾斜而倾斜。
[0241] 在一个实施例中，可以提供柔性膜716，它将底部部分720耦合到护罩714的侧面。底部部分可以由刚性材料形成。当电机702、STARM 704和护罩的底部部分720倾斜时，隔膜
716可以伸展。隔膜716中的张力能用于在STARM和电机已倾斜之后将其恢复到中间位置。
716可以伸展。隔膜716中的张力能用于在STARM和电机已倾斜之后将其恢复到中间位置。
[0242] 在图17E中，使用两部分的护罩。护罩714的第一部分沿着电机702和STARM 704的侧面往下延伸。第一部分714是开放的，并且不随电机702和STARM 704倾斜或随STARM 704旋转。护罩的第二部分724安装到STARM的底部。第二部分724被配置成随电机702和STARM 704倾斜并且随STARM 704旋转。
[0243] 护罩的第二部分724围绕STARM 704的侧面延伸。在一个实施例中，围绕STARM的侧面延伸的部分选择成，使得当STARM以最大角度倾斜时，该延伸部分在护罩714的第一部分的底部上方延伸。提供间隔件722，其提供STARM 704与护罩的第二部分之间的相隔距离。在替代实施例中，护罩724的第二部分可以直接安装到STARM 704，无需任何相隔距离。
[0244] 在图17C、图17D和图17E中，可使用致动器以使电机702和STARM 704倾斜。在一个实施例中，致动器可以位于护罩外部。护罩可以包括一或多个孔口，其允许机械连杆从致动器延伸到护罩中。机械连杆可以用于从致动器传送扭矩以使电机和STARM旋转。
[0245] 举例来说，刚性的L形杠杆臂可以从护罩中伸出，其中臂被上推或下推以使电机和STARM旋转。杠杆臂可以由致动器推动，或者经由来自人体(例如人的脚部)的力推动。在另一实施例中，笔直旋转部件可以从耦合到电机和STARM的致动器延伸。电机和STARM可以从旋转部件接收扭矩。
[0246] 在又一实施例中，一或多个致动器可以位于护罩内部。致动器可以耦合到电机的静止部分和护罩的静止部分。致动器可以接着被配置成产生使STARM和电机倾斜的力。
[0247] 接下来描述护罩配置，其中护罩是可倾斜的并且还形成骑乘者平台的一部分。图18A到图18D是用于悬浮发动机的护罩配置的实例的图示，其中护罩的顶部形成骑乘者平台的一部分。骑乘者可能能够直接踏上护罩的一部分以使护罩、电机和STARM作为一个单元倾斜，这样使得产生平移力。
[0248] 在图18A中，提供骑乘者板子平台，其包括三个部分800、802和804。第二部分804是耦合到电机和STARM(未图示)的护罩的一部分。结构性部件810从第一部分800延伸通过护罩804。骑乘者平台802的第三部分802耦合到结构性部件810。在这个实施例中，第一部分800和第三部分802被配置成作为单元移动。在替代实施例中，结构可以围绕第二部分804的侧面中的一个或两个延伸，使得第一部分800和第二部分802彼此接合，以围绕第二部分804的圆周的全部或一部分延伸。
[0249] 第二部分804可以被配置成围绕穿过部件810的中心的轴线808旋转806。举例来说，部分804可以形成有中空管，部件810延伸通过该中空管。在这个实例中，部件810可以是圆柱形的。可以提供其它类型的铰链机构，其允许部件810和第二部分804之间的旋转。因此，提供管状结构仅仅是出于说明的目的，并不希望是限制性的。具体来说，部件810不一定必须是圆柱形的。
[0250] 在一个实施例中，在第一位置中，804的顶表面基本上跨越空隙816平行于和804的邻近顶表面，从而形成连续表面。在另一实施例中，在第一位置中，804的顶表面可以稍微在800和802的邻近顶表面上方。这些表面之间的不连续性可以允许骑乘者检测骑乘者的脚部相对于顶表面804和部分802和804的位置。
[0251] 可以在804的顶表面上施力以使其围绕轴线808倾斜。倾斜方向取决于是在倾斜轴808的哪一侧上提供净力，因为来自例如骑乘者的脚部之类的来源的力能在整个顶表面上分布。当倾斜时，804的顶表面的一部分上升到800和802的邻近顶表面的上方，并且804的顶表面的一部分下沉到800和802的邻近顶表面的下方。这个倾斜可以使得产生平移力，其中力的量值取决于倾斜角的量值、倾斜方向、以及悬浮板相对于支撑涡电流的衬底的整体朝向。倾斜方向可能影响产生平移力的方向。
[0252] 可以提供一个结构，它在任一方向上向倾斜角提供最大限度。如上文所述，最大倾斜角不是必须在每一方向上是相同的。此外，倾斜位势可以是有限的，使得804可以仅仅在一个方向上倾斜。
[0253] 例如铰链之类的倾斜机构可以被配置成抵抗倾斜使得它能维持倾斜角。举例来说，倾斜机构可以被设计成在各部分之间具有一定量的摩擦力，可能需要克服该摩擦力以使部分804围绕轴线806倾斜。因此，每当倾斜机构从一个位置移动到另一位置时，施加例如来自骑乘者的外力。
[0254] 在另一实施例中，倾斜机构可以包括提供复原力的复原力机构，例如弹簧、隔膜或致动器。在部分804在第一方向上倾斜到第一位置之后，复原力机构可以被配置成产生力矩，力矩用以使部分804与第一方向相反地倾斜。复原力机构可以被配置成产生复原力，复原力有助于使表面804沿着或结合外部提供的力而在特定方向上移动。
[0255] 作为一实例，使用者可以用他的脚在部分804上按压，以使部分804从第一位置倾斜到第二位置。当使用者抬起脚时，复原力机构可以被配置成使部分804从第二位置倾斜到第一位置。作为另一实例，使用者可以用脚在部分804上按压，以使部分804从第一位置倾斜到第二位置。当使用者抬起脚时，部分804可以维持第一位置。然而，如果使用者施加少量力配合从复原力机构输出的力，则部分804在相反方向上倾斜。
[0256] 在一个实施例中，复原力机构可以是致动器，其从使用者之外的来源得到动力。在另一实施例中，复原力机构可以是例如(但不限于)弹簧或柔性膜之类的装置，其储存使用者施加的能量。储存的能量可以被释放以供应复原力。
[0257] 在另一实施例中，可以使用活板。活板可以由柔软但是有刚性的材料形成，以允许它在一个侧面上锚定然后弯曲。活板可以设计成返回到其未弯曲的形状，这样生成复原力。
[0258] 作为一实例，柔性膜812和814可以附接到表面800和802。隔膜示出为在部分804的顶部上。在其它实施例中，隔膜可以位于部分804的侧面上，或者在部分804下面延伸。用于隔膜的附接点也可以在部分800和802的侧面上，或者在800和802的底表面上。
[0259] 在一个实施例中，隔膜812和814可以仅仅附接到800和802，使得当部分804在特定方向上倾斜时，隔膜812和814中只有一个伸展。未伸展的隔膜并不产生复原力。在另一实施例中，隔膜812和814中的一个或两个附接(例如胶合或紧固)到部分804。对于附接到部分804的隔膜，当顶部部分在任一方向上旋转经过水平线时，隔膜伸展。
[0260] 在各种实施例中，为了适应骑乘者的偏好，可以调整隔膜812和814的宽度或厚度以增加伸展所必需的力量。此外，隔膜不是必须具有相等的厚度或宽度(例如见图21)。因此，使804在一个方向上倾斜所需要的能量可能比相反的方向上多。
[0261] 在另一实施例中，可使用单个隔膜。当在轴线808的任一侧上放置相等量的隔膜时，使804从水平线在任一方向上倾斜所需要的能量可以是相等的。当放置在轴线808一侧上的隔膜比另一侧多时，使804在一个方向上倾斜所需要的能量可能比相反方向上多。隔膜不是必须跨过804的整个顶部从800伸展到802。举例来说，可以附接这样的隔膜：其跨过空隙816并且锚定至部分800和804和/或锚定至部分802和804。
[0262] 800、802和/或804的顶表面可以是凹陷的，其中隔膜附接和/或跨过该部分。该凹陷可以允许隔膜以与邻近部分齐平的方式附接。因此，凹陷的深度可以取决于隔膜和使用的粘合剂的厚度。
[0263] 在图18B中，骑乘者平台由结构820、部件824和悬浮发动机822的顶表面形成。部件824锚定至板子820并且可以与板子820集成。悬浮发动机822耦合到部件824，板子820与悬浮发动机822之间有空隙812。空隙812使得板子820和悬浮发动机能够相对于彼此旋转。
[0264] 在一个实施例中，部件824可以由两个零件形成，这两个零件能相对于彼此旋转，例如两个管状零件。与悬浮发动机822相关联的壳体或护罩可以耦合到其中一个零件。一或多个弹簧，例如安置在部件824内部的弹簧，可以用作复原力机构。
[0265] 图18A和图18B中示出了单个悬浮发动机。在其它实施例中，来自多个悬浮发动机的顶表面可以形成骑乘者平台的一部分(例如见图20)。举例来说，在图18B，悬浮发动机822的直径可以相对于板子820的尺寸减小，并且移动成更接近板子820的侧面826以允许两个悬浮发动机并排放置。在这个实例中，与倾斜机构相关联的每个悬浮发动机的倾斜轴可以彼此平行。在另一实施例中，两个悬浮发动机中的每一个可以耦合到板子820，使得倾斜轴不彼此平行。在这个实例中，两个悬浮发动机可以被配置成具有相同或不同的倾斜角范围。
[0266] 在图18C和图18D中，板子830和850分别包围悬浮发动机832和852。在图18C中，骑乘者平台由悬浮发动机832的顶表面和板子830的顶表面形成。在图18D中，骑乘者平台由悬浮发动机852的顶表面和板子850的顶表面形成。
[0267] 在图18C中，两个倾斜机构(例如838)耦合到与悬浮发动机相关联的护罩。倾斜机构允许护罩围绕轴线834旋转836。板子830与悬浮发动机832之间的空隙840允许悬浮发动机832相对于板子830倾斜。
[0268] 板子830具备狭槽，例如842。旋转机构耦合到狭槽以允许悬浮发动机832根据狭槽842的路径移动，在这个实例中，该路径是弯曲的。悬浮发动机832沿着狭槽(例如842)的位置移位会改变轴线834相对于板子830的朝向。轴线834相对于板子的朝向变化会改变当悬浮发动机832的STARM相对于支撑涡电流的表面成角时从悬浮发动机832输出的平移力的方向。从STARM输出的平移力的方向能影响围绕STARM的质量中心产生的旋转力矩的量值。
[0270] 在另一实施例中，倾斜机构838可以耦合到板子830，其方式使得在悬浮板操作期间，能调整倾斜机构838沿着狭槽842的位置。这个特征允许悬浮发动机倾斜，并且在运行时调整相关联的倾斜轴的方向。在各种实施例中，可以从耦合到悬浮板的致动器或从骑乘者(例如从骑乘者的脚)提供的力来提供用于改变倾斜机构在狭槽(例如842)中的位置的力。
[0271] 在图18D中，两个悬浮发动机(852和864)耦合到板子850。第一悬浮发动机852经由倾斜机构862耦合到板子850。板子850的较薄部分860围绕悬浮发动机852延伸。板子850与悬浮发动机之间的空隙858允许悬浮发动机852围绕轴线854旋转856。
[0272] 在一个实施例中，倾斜机构862可以耦合到磁轨，例如形成于顶表面下方的板子850中的狭槽(不可见)。磁轨的长度可以围绕悬浮发动机的圆周的全部或一部分延伸。倾斜机构可以沿着磁轨旋转以改变倾斜轴854相对于板子850的朝向。在一个实施例中，磁轨的顶部可以基本上平行于板子850的顶表面。在另一实施例中，磁轨可以相对于板子850的顶表面成角，使得当板子850的顶表面平行于地面时，与悬浮发动机852相关联的STARM相对于地面成角。
[0273] 第二悬浮发动机864经由倾斜机构866耦合到板子850。板子850与悬浮发动机864之间的空隙允许悬浮发动机围绕轴线868旋转。在这个实例中，倾斜轴868的朝向相对于板子850固定。
[0274] 在图18A到图18D中，当悬浮发动机的顶表面平行于形成骑乘者平台的邻近结构的顶表面时，与悬浮发动机相关联的STARM的底部也可以平行于悬浮发动机的顶表面。在这个位置中，如果STARM也平行于支撑诱发的涡电流的表面，则从悬浮发动机输出的平移力趋近零。在另一实施例中，当悬浮发动机的顶表面平行于形成骑乘者平台的邻近结构的顶表面时，与悬浮发动机相关联的STARM的底部可以与悬浮发动机的顶表面成角。在这个位置中，如果悬浮发动机和骑乘者平台的顶表面平行于支撑诱发的涡电流的表面并且STARM与支撑诱发的涡电流的表面成角，则可以从悬浮发动机输出一定量的平移力。
[0275] 图19A到图19C是可倾斜悬浮发动机的侧视图和顶视图的图示。在图19A中，示出了悬浮发动机870。悬浮发动机包括护罩872和护罩下方的STARM 874。倾斜机构876延伸穿过护罩872，使得倾斜机构的中间部分被护罩封围。电机可以封围在护罩中，或者可以不封围在护罩中。举例来说，护罩可以包括孔口，孔口允许皮带或某个其它提供使STARM转向的扭矩的机构延伸穿过护罩。
[0276] 在图19B中，示出了悬浮发动机880。发动机880包括护罩882和STARM 874。在这个实例中，倾斜机构884耦合到护罩882的侧面并且从护罩884延伸。在各种实施例中，护罩(例如882)可以形成有用于接收倾斜机构(例如884)的狭槽。
[0277] 在图19C中，示出了悬浮发动机890。悬浮发动机890包括封围STARM 874的护罩892。在这个实施例中，护罩包括凹陷，其被配置成接收倾斜机构894。护罩892以某一方式耦合到倾斜机构894。
[0278] 图20是具有四个悬浮发动机902、904、906和908的悬浮板的图示。有效负载平台(或骑乘者平台)由悬浮发动机902、904、906和908的顶表面和板子900形成。在板子900与悬浮发动机之间提供间隙，以允许悬浮发动机相对于板子900旋转。悬浮发动机示出为尺寸大约相同。在一个实施例中，四个悬浮发动机可以彼此相同，不同之处在于它们耦合到悬浮板的方式。
[0279] 在这个实例中，两个悬浮发动机耦合到单个倾斜机构910。单个倾斜机构耦合到板子900并且被配置成使得悬浮发动机902和904一致地倾斜。悬浮发动机示出为都围绕单个倾斜轴旋转。在替代实施例中，旋转部件910的末端可以彼此成角，使得悬浮发动机902和904围绕不同的倾斜轴旋转。
[0280] 悬浮发动机906和908分别耦合到倾斜机构912和914。这些悬浮发动机可以彼此独立地并且分别独立于悬浮发动机902和904倾斜。悬浮发动机902、904、906和908可以被配置成响应于人和/或致动器提供的外力而倾斜。举例来说，悬浮发动机可以全部响应于骑乘者供应的力而倾斜。作为另一实例，悬浮发动机902和904可以响应于骑乘者供应的力而倾斜，而悬浮发动机906和908可以响应于致动器提供的力而倾斜。在又另一实例中，所有悬浮发动机可以响应于致动器供应的力倾斜。
[0281] 图21是具有两个可倾斜悬浮发动机922和924的悬浮板的图示。在这个实例中，悬浮发动机922经由旋转机构925耦合到板子920，使得它能通过板子旋转，并且悬浮发动机的顶表面形成板子920的顶表面。悬浮发动机924耦合到板子920的底表面上的旋转机构926。因此，悬浮发动机924不通过板子旋转或形成骑乘者平台的一部分。
[0282] 在这个实例中，提供两个柔性膜928和930以生成复原力。隔膜具有不同的宽度、相等的厚度并且由相同的材料形成。因此，使悬浮发动机在一个方向上倾斜所需要的能量比另一方向上多。在其它实施例中，隔膜可以由不同材料形成和/或具有不同厚度。
[0283] 悬浮发动机922和924具有不同尺寸。在一个实施例中，悬浮发动机922可以被配置成产生比悬浮发动机924更多的提升，例如经由位于其STARM上的更大的磁体体积。在一个实施例中，悬浮板可以设计成仅仅使用从悬浮发动机922产生的提升而悬浮。悬浮发动机924可以被配置成主要提供控制力以便将悬浮板向左转向或向右转向，并且让悬浮板的前部部分免于碰撞地面。
[0284] 图22A到图22D和图23是具有两个悬浮发动机的悬浮板1000的图示。骑乘者平台1002由木头形成。骑乘者平台1002包括端件1004和1006，其朝上成角。在端件之间，骑乘者平台基本上是平坦的。当使用者向端件施加压力时，可以产生力矩，其使得板子的一端相对于板子的另一端升高。由于每个悬浮发动机输出的力会随悬浮发动机离表面的距离而变，所以升高的一端能改变与每个悬浮发动机相关联的力的量值和力在悬浮板上的分布。
[0285] 两个悬浮发动机各封围在护罩1008和1010中。护罩1008和1010延伸超出骑乘者平台1002的宽度。护罩可以被配置成支撑骑乘者的重量，而不会撞击在护罩内旋转的STARM上。在一个实施例中，护罩的最大直径大约是十二英寸。
[0286] 悬浮发动机经由与紧固件(例如1014)介接而耦合到骑乘者平台。在每个悬浮发动机的底部提供灯，例如1016。罩壳1012悬置在骑乘者平台下方和悬浮发动机之间。罩壳可以包括例如(但不限于)电源(例如电池组)、引擎速度控制器、传感器、无线通信装置、机载处理器、接线集束等之类的组件。
[0287] 图23是悬浮板1000的横截面。从端件到端件的长度大约是三十一英寸。骑乘者平台的厚度1026大约是二分之一英寸。骑乘者平台1002的一半的最大宽度1030是大约七又二分之一英寸。悬浮板1000从罩壳1024的底部到骑乘者平台的顶部的高度1028大约是3英寸。
[0288] 每个悬浮发动机包括电机1022和STARM 1020。在这个实例中，悬浮发动机是相同的。在一个实施例中，引擎速度控制器(未图示)可以集成到悬浮发动机中。护罩1008可以包括孔口以允许线材集束从罩壳1024进入护罩1008的内部。在一个实施例中，骑乘者平台1002的底部可以包括用于将线材集束从罩壳1024布设到护罩1008中的沟槽。
[0289] 护罩的最大直径1032大约是12英寸。STARM的直径大约是十一英寸。STARM被配置成容纳高度为1到1.5英寸的磁体。在一个实施例中，磁体可以是立方体形的。
[0290] 图24是具有八个悬浮发动机1104a、1104b、1104c、1104d、1106a、1106b、1106c和1106d的悬浮板1100的图示。八个悬浮发动机各自耦合到结构1102。悬浮板1100的潜在移动方向经由箭头1108示出。相对于图25A到图25E更详细地描述结构1102上的各种力分布，其可能引起特定的移动方向，例如1108。在特定实施例中，结构1102可以形成有柔性部分以允许弯曲和/或扭转。弯曲和/或扭转可以用作与悬浮板1100相关联的控制策略的一部分。
[0291] 对于每个悬浮发动机，示出了当结构1102大概平行于支撑从悬浮发动机诱发的涡电流的衬底时的旋转方向、旋转轴和从悬浮发动机输出的平移力的方向。举例来说，悬浮发动机1104c被配置成围绕轴线1116在方向1110上旋转并且产生方向1122上的平移力。作为另一实例，悬浮发动机1106d被配置成围绕轴线1124在方向1118上旋转并且产生方向1120上的平移力。
[0292] 悬浮发动机1104a、1104b、1104c和1104d可以用固定的成角朝向耦合到平台1102。对于悬浮发动机中的每一个，示出了单个旋转角。举例来说，轴线1112可以是悬浮发动机
1104c的电机和STARM的旋转轴，并且轴线1116可以垂直于1102的顶表面。角度1114可以是
90度加轴线1112与轴线1116之间的角度。总的来说，轴线1112相对于垂直于表面1102的轴线的朝向可以表示为围绕两个轴(例如1115和1117)的旋转量。
1104c的电机和STARM的旋转轴，并且轴线1116可以垂直于1102的顶表面。角度1114可以是
90度加轴线1112与轴线1116之间的角度。总的来说，轴线1112相对于垂直于表面1102的轴线的朝向可以表示为围绕两个轴(例如1115和1117)的旋转量。
[0293] 在这个实例中，悬浮发动机1106a、1106b、1106c、1106d的旋转轴示出为平行于表面1102。在替代实施例中，这些悬浮发动机的旋转轴还可以相对于表面1102的顶部成角。这些旋转轴相对于表面1102的朝向还可以表示为围绕一个或两个轴的旋转量。
[0294] 在特定实施例中，在悬浮发动机1104a、1104b、1104c和1104d中，与STARM相关联的北极-南极可以基本上平行于旋转轴，例如1112。上文相对于图2和图3描述了磁体布置的一些实例。在悬浮发动机1106a、1106b、1106c和1106d中，与STARM相关联的北极-南极可以大致垂直于旋转轴。在这种配置中，悬浮发动机1106a、1106b、1106c和1106d可以产生一些提升。然而，在一些实施例中，悬浮发动机1104a、1104b、1104c和1104d可以产生大部分提升，悬浮发动机1106a、1106b、1106c和1106d可以主要用于输出平移力。
[0295] 在各种实施例中，在悬浮发动机1106a、1106b、1106c和1106d中，STARM上的磁体可以布置成使得所有磁极在相同的方向上，例如所有北极面朝外。在另一个实例中，磁极可以是交替的，例如北极与南极交替。在又另一实例中，可使用例如相对于图2和图3描述的那些磁体极性布置，区别是磁极旋转了一定的量，例如90度。
[0296] 在图24中，四对悬浮发动机：i)1106a和1106b、ii)1106c和1106d、iii)1104a和1104b和iv)1104c和1104c，各自被配置成输出彼此对抗的平移力。悬浮板11100可以配置成使得在一些朝向，从八个悬浮发动机产生的所有力和力矩彼此平衡，以允许悬浮板悬浮在原位，不旋转。举例来说，这个条件可以发生在表面1102平行于支撑所诱发的涡电流的表面的时候。当板子1100处于其它朝向时，可以产生特定的移动方向。相对于图25A到图25E更详细地描述这些朝向的一些实例。
[0297] 图25A到图25E是响应于悬浮板1100上的不同位置处的力输入的移动方向的图示。在图25A到图25E中，示出了上文相对于图24描述的八个悬浮发动机及其输出力的方向。此外，论述可以施力的位置和所得的悬浮板的移动方向。
[0298] 在一个实施例中，两个悬浮发动机(例如1106a、1106d和1106b和1106c)可以被更换，并且可使用具有单个电机的单个汽缸(就像擀面杖一样)。磁体可以成行成列地布置在汽缸面上，这些行和列跨越汽缸的长度的全部或一部分并且围绕汽缸的圆周的全部或一部分。当以这种方式布置时，汽缸的直径可以小于悬浮发动机1104a、1104b、1104c和1104d的直径。汽缸的旋转部分可以遮盖在护罩中，以防止骑乘者踏上去。护罩可以形成板子上的侧轨。
[0299] 在图25A中，可以在通过矩形表示的区域1122内施力。举例来说，骑乘者可以通过将脚放在该区域1122中然后向下推并将其体重朝该区域位移而施力。这个运动可以使悬浮板前部相对于支撑悬浮发动机诱发的涡电流的衬底升高。当悬浮板1100的前端升高时，由于悬浮发动机前部离衬底的距离增加，所以从悬浮发动机前部输出的平移力减小，来自悬浮发动机后部的平移力增加。因此，可以产生净平移力1120，其使悬浮板在向后的方向上移动。
[0300] 在25B中，可以在通过矩形表示的区域1124内施力。举例来说，骑乘者可以通过将脚放在该区域1124中然后向下推并使其体重位移而施力。这个运动可以使悬浮板的后端相对于支撑悬浮发动机诱发的涡电流的衬底升高。当悬浮板1100的前端下沉、后端升高时，由于悬浮发动机后部离衬底的距离增加，所以从悬浮发动机后部输出的平移力减小，来自悬浮发动机前部的平移力增加。因此，可以产生净平移力1126，其使悬浮板在向前的方向上移动。
[0301] 在图25C中，可以在靠近悬浮板的质量中心的区域1128内施力。举例来说，骑乘者可以通过将脚放在该区域1128中然后向下推并使其体重位移而施力。这个运动可以使悬浮板的左舷侧相对于支撑悬浮发动机诱发的涡电流的衬底升高。当悬浮板1100的右舷侧下沉、左舷侧升高时，由于悬浮发动机左舷离衬底的距离增加，所以从悬浮发动机左舷输出的平移力减小，从悬浮发动机右舷输出的平移力增加。因此，可以产生净平移力1130，其使悬浮板在右舷方向上移动。
[0302] 在图25D中，可以在靠近悬浮板的质量中心的区域1132内施力。举例来说，骑乘者可以通过将脚放在该区域1132中然后向下推并使其体重位移而施力。这个运动可以使悬浮板的右舷侧相对于支撑悬浮发动机诱发的涡电流的衬底升高。当悬浮板1100的左舷侧下沉、右舷侧升高时，由于悬浮发动机左舷离衬底的距离减小，所以从悬浮发动机左舷输出的平移力增加，从悬浮发动机右舷输出的平移力减小。因此，可以产生净平移力1134，其使悬浮板在左舷方向上移动。
[0303] 在图25E中，在区域1138中施力，区域1138可以离悬浮板和骑乘者的质量中心有一段距离。悬浮板的左舷和前端可以升高。这个朝向能使得产生至少净力1140。净力能围绕悬浮板和骑乘者的质量中心产生力矩，这使悬浮板旋转。施力区域可以移动到左舷侧以在相反方向上产生力矩，并且使板子在相反方向上旋转。
[0304] 在上述实例中，描述了悬浮板向前、向后、从一侧向另一侧移动或者旋转。这些运动可以组合以产生更复杂的移动。举例来说，悬浮板可以致动以同时转向和旋转，就像滑冰或滑雪板刻弯转向一样。因此，上文提供的实例是出于说明的目的，并且不希望有限制性。
[0305] 在另一实施例中，从STARM中的每一个输出的力方向可以反向。在这个实施例中，板子可以用与上文相对于图25A到图25E描述的方式相反的方式做响应。举例来说，如果骑乘者在前端上按压，则板子将在向后的方向上移动。作为另一实例，如果骑乘者在后端上按压，则板子将在向前的方向上移动。这两个实例之间的组合也是可能的。举例来说，板子可以被配置成当在左舷侧和右舷侧上按压板子时在左舷方向和右舷方向上移动，但是当在前侧上时按压板子时在向后方向上移动，并且当在后侧上按压板子时在向前方向上移动。
[0306] 本发明的实施例另外涉及计算机可读媒体，其包括用于控制磁性提升系统的可执行程序指令。媒体和程序指令可以是为了本发明的目的专门设计和构造的媒体和程序指令，或者是计算机软件技术领域的技术人员众所周知并且可以获得的任何种类的媒体和程序指令。在由处理器执行时，这些程序指令适合于实施上述任何方法和技术及其组成部分。计算机可读媒体的实例包含(但不限于)例如硬盘之类的磁性媒体、半导体存储器、例如CD-ROM光盘之类的光学媒体；例如光盘之类的磁光媒体；以及专门被配置成存储程序指令的硬件装置，例如只读存储器装置(ROM)、快闪存储器装置、EEPROM、EPROM等和随机存取存储器(RAM)。程序指令的实例包括例如编译程序产生的机器代码和含有计算机可以使用解释器执行的更高级别的代码的文件。
[0307] 出于解释的目的，前述描述使用特定命名法以提供对本发明的透彻理解。然而，对本领域技术人员将显而易见的是，不需要特定细节以实践本发明。因此，出于说明和描述的目的呈现出对本发明的具体实施例的前述描述。这些描述并不意图为详尽的或将本发明限制于所揭示的精确形式。对本领域的普通技术人员将显而易见的是，鉴于以上教示，许多修改和变化是可能的。
[0308] 虽然已经关于几个特定实施例描述了实施例，但是存在处于这些通用概念的范围内的更改、置换和等效物。还应注意，有许多实施本发明的实施例的方法和设备的替代方式。因而希望所附权利要求书解释为包括处于所描述的实施例的真正精神和范围内的所有这样的更改、置换和等效物。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 化妆棉模切刀刃激光熔覆近净成形控制方法 | 2020-05-15 | 607 |
| 一种单孔型斜轧球磨钢段的高效近净成形方法 | 2020-05-16 | 248 |
| 一种近净成形的离心铸管管模修复方法 | 2020-05-16 | 634 |
| 粉末冶金用液压柔性温压近净成形机床 | 2020-05-17 | 487 |
| 不同颜色Al2O3陶瓷件的激光近净成形方法 | 2020-05-18 | 387 |
| 低气孔率氧化铝钛陶瓷件的激光近净成形方法 | 2020-05-18 | 310 |
| 一种活齿传动齿廓近净成形装置 | 2020-05-13 | 488 |
| 一种激光束近净成形陶瓷结构的方法 | 2020-05-14 | 310 |
| 一种难熔金属零部件的近净成形方法 | 2020-05-15 | 857 |
| 一种粉末近熔融态热等静压净成形方法 | 2020-05-20 | 13 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈