专利名称：装有柔性转向杆的自推进水翼装置的制作方法
技术领域：
自推进式水翼装置是一种靠操作者自身的力量来驱动前进的水上运动器件。本发
明提出了一种装有柔性转向杆的自推进水翼装置。不仅增强了浮力，而且使操作者可以长 时间地驱动该装置在水面上的行进。
背景技术：
本发明是前一个专利(自推进式水翼装置，ZL200310112387. 1，2003年11月26日 申请，2006年4月5日授权)的进一步发展。 目前真正实用的、规模生产并投放市场的自推进式水翼装置产品，是根据上述专 利技术制造的，商品名叫水上滑板(AquaSkipper)或水鸟(Waterbird)。该自推进水翼装置 的构件有第一水翼(前翼或称小翼)、带有转向杆的导向机构(包括有与前翼相配接的转 向杆与手把管、导翼、导杆、水面导向托片等)、导向机构与转向杆之间设有可施以偏压的偏 压机构(弹簧)、第二水翼(驱动翼或称后翼)、装在驱动翼上方的操作踏板、支撑操作踏板 的框架、以及连接第一水翼和第二水翼两大所属部件的主支撑结构(包括有主支撑杆等)。 操作者在踏板上，向下用力蹬踏，使驱动翼在水中划动，就可驱动水翼装置向前。偏压机构 是用了一条弹簧，可对处于滑行位置的驱动翼施以偏压。偏压机构上的偏压撤除，驱动翼得 以复位，水翼装置仍可在水面上滑行。连续地蹬踏，驱动翼重复地从滑行位置变成划水驱动 位置，从而使水翼装置不断地向前推进。 上述自推进式水翼装置缺点之一是，由于导向机构与转向杆之间，装置了可施以 偏压的弹簧机构，以及众多地与其相关的机械部件，因而增加了机械失效的可能性、制造的 复杂性与成本。所以为了增加其使用寿命，自推进式水翼装置的产品需要一种只有有限几 个部件组成的转向机构，既要能足够灵活地使驱动翼有效地动作，又要能足够稳定地使水 翼装置转向。 上述自推进式水翼装置需要克服的另一个缺点是它的浮力有限，致使水翼装置的 启动比较困难，在水中拖动水翼装置(例如，有时需将水翼装置拖回码头再次启动)也比较 费力。这是由于在水翼装置的铝合金框架、水翼等部件中充入空气的数量不够所致。所以也 需要使自推进式水翼装置具有更大的浮力，增强再启动的能力，并减小水中拖动时的阻力。
发明内容
本发明提出了一种新改进的自推进水翼装置，它的导向机构只有有限的几个可移 动部件组成，既能有效地使驱动翼动作，又能稳定地使水翼装置转向。该导向机构的转向杆 具有基本上是刚性的顶部与相对顶部而言是柔性的底部。本发明所提出的自推进水翼装
置，还使浮力得到了增强。 业内有经验人士在结合图纸审阅下文的详细叙述后，可以进一步了解本发明的特 点以及其它有关的优点了。
图1是根据本发明设计的一种自推进水翼装置的透视图，其转向轴的底部比其顶 部具有更大的柔性。 图2是根据本发明设计的另一种自推进水翼装置的透视图，其转向杆的底部是柔 性的。 图3是图示了从滑行状态到驱动状态，再返回到滑行状态时驱动翼位置的循环变 化。 以上的这些实例，将在下文中详述。
具体实施例方式
参阅图l，这是本发明提出的自推进水翼装置10的透视图。 水翼装置10有前翼20、后翼30 (驱动翼)、导向机构40、主支撑框架结构50以 及操作者踏板60等部件。导向机构40最好要有一根包含顶部(第一部分)42与底部(第 二部分)43两部分构成的转向杆41。 前翼20与水面导向托片21安置成一种水面"导向"形态，前翼20、水面导向托片 21、导翼(前支撑件)23、导杆25构成前导组件22。该导向机构中，前翼20与水面托片21 是固定连接的，然后可转动地再连接到转向杆41下端的驱轴24上。将导向机构保持在水 面上的技术，已为业内人士所熟知。 转向杆41的上端有一根手把管44或其他合适的控制转向的手柄。转向杆41与 主支撑框架50上的操作者踏脚板60，是通过一根由单部件或多部件组成的支撑杆51相配 接的。图1上只图示了一种安排，另一种安排也可以将支撑杆51移下到顶部42的底部位置。 转向杆的轴套或称柱状套筒55将转向杆41与主支撑杆51相配接。轴套55带有 一个内衬套筒或类似部件，确保操作者转动转向杆41时，就可使水翼装置转向。应该指出 的是其它的转向方法也属于本发明的范围。 操作者脚踏板60设置有左、右脚两个部件61、62，通过一个连接结构63，与主支撑 杆51和框架件64相配接。框架件64再与后翼(驱动翼)30相配接。 一对垂直部件(或 称直翼)67、68或其它适合的相似构件，架接在踏板下面的后翼30上。
关于转向杆41，必须要特别加以说明的是，它的顶部42基本上是刚性的，而底部 43相对于顶部42来说是柔性的，即可以弯曲而不会折断的。底部43向前倾斜的角度最好 要比顶部42向前倾斜的角度更大一些。在这种形态下，当操作者向下猛压时，底部43的弯 曲程度的响应，要比顶部42与底部43基本上倾斜相同角度时要大一些。虽然顶部42与底 部43不一定是直线状的，但是可以看作基本上是直线状的(如图所示)，那末它们都分别有 一条主中心轴(可简称主轴)，它们主中心轴线之间的夹角a可用的范围是5。 60° ，最 好的范围是IO。 50° 。连接件48与底部43相连接，使转向杆41与前导组件22上的导 杆25相配接。 底部43所固有的柔性确定了前翼与后翼之间的驱转的关系。当操作者向下猛压 时，驱动翼的响应是下降，获得一次具有驱动作用的倾斜动作，然后驱动翼再移回向上到滑 行(下压前)的位置。
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顶部与底部可以用两种不同的材料来制作。例如，顶部可以用铝或其它基本上是 刚性的金属来制作，而底部可以用玻璃纤维或其它相对是柔性的、还要具有相应强度足以 提供支撑的材料来制作。假如这两部份是用不同材料来制作的话，那末可以用胶粘合、用螺 钉和/或压合、或其它可靠的方法，将底部43与顶部42相连接。 然而，应当指出的是，顶部与底部可以用相同的材料来制作。其形态为顶部基本 上是具有刚性，而底部具有相对的柔性，且底部比顶部向前倾斜的角度较大，即底部主轴与 水平面上垂线的夹角P2大于顶部主轴与水平面上垂线的夹角Pl(如图所示)。这是可以 做到的，因为用同一种钢材、或玻璃纤维、或碳纤维制作转向杆时，它们的柔性或刚性是取 决于它的厚度与/或它的制作方法。例如，当用玻璃纤维、或碳纤维、或耐腐蚀金属等类似 材料制作转向杆41时，顶部42较粗厚，或用增强的方法使其基本上是刚性的，而底部43较 细薄，就较柔软。本发明的转向杆底部具有足够的柔性，能成功地适合驱动的猛压；还具有 足够的刚性，能满意地提供框架的支撑以及稳定的转向。 参阅图2是本发明提出的另一个实例，自推进水翼装置110的透视图。自推进水 翼装置110有前翼120、后翼130、前导组件122、导向机构140、主支撑框架结构150以及操 作者踏板160等部件所构成。 导向机构140最好要有一根包含顶部142与底部143两部分构成的转向杆141。 顶部142与底部143的性能分别与图1中的顶部42与底部43的性能基本上相同。基本上 通过顶部与底部的两条主轴线之间，也组成了一个夹角a。 与图1上的水翼装置10相似，转向杆141的上端有一根手把管144或其他合适的 控制转向的手柄。转向杆141与主支撑框架150上的操作者踏脚板160，是通过一根由单部 件或多部件组成的支撑杆151相配接的。 图2的实例揭示了前导组件122中带有一个前支撑件(导翼)123，它是垂直地与 前翼120相配接的。最好要有一罩杆(导杆125)罩架在导翼123其上，并向后延伸。导杆 125的前端有一个匙勺状的圆形表面。前支撑件123与导杆125可以做成一体的。导翼123 与导杆125的体积是大于图1上相似部位的前支撑件23与导杆25的体积。由于它们体积 的增加，从而提供了较大的前端浮力。导翼123与导杆125的壳体可以用金属、玻璃纤维、 碳纤维、或其它类似的比重轻、耐腐蚀的材料来制成，它的内部可以形成一个气密的空腔， 将空气与/或发泡芯子、或其它类似能保存空气的轻浮材料封闭在内。导杆125的前端是 有一个匙勺状的圆形表面121。 同样，有一个基本上是刚性的连接部件148，与底部143相连接，它的一端是与转 向杆141的底部143的下端固定地连接的，另一端是活动地与前导组件上的导杆125相配 接。 操作者脚踏板160的功能与图1中的操作者脚踏板60相似。然而，脚踏板160有 着较大的、基本上是流线形的表面，使操作者可以侧面操纵水翼装置。脚踏板的表面积较 大，可以使操作者做特技动作；在脚踏板上的不同位置操纵；甚至可以加站第二操作者。脚 踏板160的内部也可以形成一个气密的空腔，将空气与/或类似发泡的轻浮材料封闭在内， 以增加其浮力。脚踏板的壳体可以用合适的材料来制成，如金属、玻璃纤维、碳纤维、塑料等 等。脚踏板160的形态可使其获得足够的浮力，以支撑站在脚踏板上操作者的重量。它的 浮力最好再联同导翼123与导杆125的浮力，使得操作者在开阔的水面上，可以从一个静止
5的位置启动水翼装置。另外，也可以将水翼装置推回与/或拖回岸边或码头，以便再次重新 启动。 参阅图3，图上用驱动翼的横截面来示意，图示了驱动翼30(130)从滑行状态到驱 动状态，再返回到滑行状态时位置的循环变化。位置A是水翼在水中滑行时的滑行位置，即 "稳定态"的位置。操作者在将腿下压前，最好先将转向杆41(141)推/猛推一下。该推力和 转向杆的几何形状使底部43(143)弯曲，使得a角增大，同时使得驱动翼前缘31(131)向 下倾斜如图上位置B。然后，操作者在脚踏板60(160)上用腿猛压，使得驱动翼前缘31(131) 在水中进一步带着一个角度地下沉，水的反作用力把水翼装置推动向前，这阶段驱动翼的 位置如图上所示C的状态。当猛压终止时，底部的弹力撤消，a角开始减小，使得驱动翼前 缘开始抬高，驱动翼基本上是以稳定态的位置在水中通过的，但是比位置A沉没得更深了 一些，如图上所示D的状态。然后，驱动翼前缘会稍微抬高一些(部分原因是由于前导组件
自身会寻找水面的性能)，从而使得驱动翼的升高，如图上所示E的状态。于是，驱动翼返回 到它的稳定态位置，如图上所示F的位置，亦即A的位置，以准备下一次的向下猛压，再次驱 动水翼装置向前。 值得指出的是底部43(143)的运动方向，最好要使驱动翼前缘31 (131)易于朝所
希望的方向运动，底部43(143)的侧边方向要有较大的刚性，以提供满意的转向。 虽然以上借助了几个特定的实施方案对本发明做出了描述，但是应该理解为本发
明还能作进一步的改动，本专利旨在涵盖根据本发明的原理所进行的各种变化、用途或改
良。也涵盖了与本发明所揭示的已知方案或实施惯例有所偏离，但仍然从属于本发明技术
及其应用原理的范围。本专利还涵盖了本发明所附权利要求的范围。
权利要求
一种自推进式水翼装置，它是由前翼、后翼、位于后翼上方的操作者踏板、转向杆、以及将转向杆与后翼相配接的框架部件等所构成的；上述转向杆包括两部分第一部分与第二部分，第一部分与框架部件相配接，相对于第二部分来说基本上是刚性的，第二部分相对于第一部分来说是柔性的，且与第一部分相配接，其相配接点是低于转向杆与框架部件相配接处的位置；上述第二部分包含一种材料，它基本上是弹性的，当站在踏板上的操作者向下猛压时它会弯曲，猛压撤除后会回到未压时的位置；上述第二部分比第一部分向前伸出的程度较大。
2. —种自推进式水翼装置，它是由前翼、后翼、位于后翼上方的操作者踏板、转向杆、 以及将转向杆与后翼相配接的框架部件等所构成的；上述转向杆包括两部分第一部分与第二部分，第一部分基本上是刚性的，第二部分是 柔性的；上述第二部分的主轴线与垂直于水平面的垂线之间的夹角大于第一部分的主轴线与 垂直于水平面的垂线之间的夹角。
3. 根据权利要求1与2所述的自推进式水翼装置，其特征在于，转向杆的第一部分有一 条基本上是直线状的主轴线，在静止时第二部分也有一条基本上是直线状的主轴线。
4. 根据权利要求3所述的自推进式水翼装置，其特征在于，两轴线之间的夹角a的范 围大致为5。 60° ，最佳的范围大致为IO。 50° 。
5. 根据权利要求1与2所述的自推进式水翼装置，其特征在于，转向杆的第一部分与第 二部分可以是由同一种材料整体地制成或分别制成；也可以是由不同材料分别制成，彼此 再行连接固定。
6. 根据权利要求5所述的自推进式水翼装置，其特征在于，转向杆的第一部分是由金属材料来制造，第二部分是用玻璃纤维或碳纤维等材料来制造。
7. 根据权利要求1与2所述的自推进式水翼装置，其特征在于，包含有一个基本上是刚 性的连接件，它的一端是与转向杆第二部分的下端固定地连接，另一端是活动地与包括前 翼的前导组件相配接。
8. 根据权利要求1与2所述的自推进式水翼装置，其特征在于，包含有一个固定地装接 在前翼上方的漂浮部件，它有一个外壳，它的前端有一个匙勺状的圆形表面或水面导向托 片。
9. 根据权利要求1与2所述的自推进式水翼装置，其特征在于，包含有一个操作者的脚 踏板，它的上表面基本上是连续的，并向两侧伸展，使它至少有能站两只脚的大小；它的上 表面的下面有一个气密性的、在水中能漂浮的空腔。
全文摘要
自推进式水翼装置是一种靠操作者自身的力量，可在水面上驱动前进的装置。它是由前翼、后翼、操作者的踏板、转向杆、以及将这些部件配接起来的框架等部件所构成的。本发明提出了一种改进的自推进水翼装置，它的导向机构只有有限的几个可移动部件。该导向机构中的转向杆是由两部分组成的具有基本上是刚性的顶部，相对于顶部而言是柔性的底部。转向杆的顶部与底部可以是由同一种材料整体地制成或分别制成；也可以是由不同材料分别制成，彼此再行连接固定。转向杆的顶部与底部的主轴线之间最好要有一夹角α，在转向杆的底部弯曲时，该夹角α会增大。使水翼装置既能有效地被驱动，又能稳定地转向。前导组件中的导杆与操作者的踏板，设计得具有更大的空腔、能容纳更多的空气，使自推进水翼装置的浮力得以增强。
文档编号B63B1/16GK101758902SQ200810237218
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者陈和 申请人:陈和