振动驱动漂浮物体的制作方法
【专利摘要】本发明涉及振动驱动漂浮物体，公开了一种振动驱动装置，其适于在液体中的上表面上漂浮并推进。该装置包括：主体，其具有顶侧及底侧，顶侧适于至少部分地布置在液体的表面之上，底侧适于至少部分地浸在液体的表面之下。振动机构布置在主体内。推进鳍连接至主体。鳍具有顶侧及底侧，顶侧适于至少部分地布置在液体表面之上，底侧适于至少部分地布置在液体表面之下。振动机构适于使推进鳍的自由末端上下振荡。
【专利说明】振动驱动漂浮物体
[0001] 本案为名称是“振动驱动漂浮物体”、申请日为“2012年4月12日”、申请号为“201210114847.3”的专利申请的分案申请。
_2] 关联申请交叉引用
[0003]本申请要求于2011年4月12日递交的发明名称为“Vibrat1n- PoweredFloating Object”的美国专利申请号61/474，483基于35 USC § 119(c)项下的优先权，在此通过弓I用将其全部内容包含在本说明书中。
【技术领域】
[0004]本申请涉及被振动机构驱动的漂浮物体，并涉及推进漂浮物体的方法，具体而言，本申请涉及适于使得物体在液体的上表面上漂浮并推进的振动驱动物体。
【背景技术】
[0005]公知所有液体都具有附着性及黏性。如果将一滴水置于金属板上，水滴会滚落，但是，一定量的水会保持在板上直至其蒸发或被一些吸附性物体移除。金属不会吸收任何水份，但水会附着至金属。水滴的形状可能会发生变化，但只要其微粒未因某些外力而分离，其将保持完整。所有流体抵抗分子分离的这种趋势就是黏性。
[0006]正是上述附着性及黏性引起了“表面摩擦力”，其阻止船只在水中或飞机在空气中前进。所有流体均具有这些特性。
[0007]弯月面(源自希腊语“新月”)是静止液体上表面中的曲面，其响应于容器或其他物体的表面而形成。其可呈凸面或凹面。当相较于容器(附着力)，分子相互之间具有更强吸引力(内聚力)时，会形成凸弯月面。在气压计中的汞与玻璃之间可观察到该情况。相反，当液体分子吸引容器分子时，会形成凹弯月面。可在水与未填满玻璃杯之间观察到该情况。如果水溢出玻璃杯，则会因表面张力而产生凸弯月面，其升起高于玻璃杯的顶部。
【发明内容】
[0008]本发明公开并描述了一种适于漂浮的振动驱动物体，以及在液体的上表面上推进该物体。举例而非限制，该物体可以是儿童玩具。
[0009]物体在液体中的运动可通过物体内部或安装至物体的振动机构的运动所引发的推进鳍的振荡来实现。振动机构可包括电动机，其使质心相对于电动机的旋转轴线偏离的配重旋转。配重的旋转运动使得旋转电动机(这里也称为“振动机构”)以及安装至其的物体发生振动。物体的振动引发推进鳍的振荡。举例而言，物体可使用寻呼机及移动电话中使用的那类振动机构，其在振动模式下可使得寻呼机或移动电话发生振动。如这里所述，因振动机构引发的振动可使得物体在液体表面上运动。通常液体流体为水。
[0010]本发明的振动驱动物体包括主体110，其具有顶侧102及底侧104，顶侧适于至少部分地布置在液体的表面1010之上，底侧适于至少部分地浸在液体的表面1010之下。振动机构200布置在主体110内。推进鳍300连接至主体110。鳍具有顶侧302及底侧304，顶侧适于至少部分地布置在液体表面1010之上，底侧适于至少部分地布置在液体表面1010之下。振动机构200适于使推进鳍300的自由末端308上下振荡。
[0011]本发明的振动驱动物体不同于现有技术中的桨叶驱动漂浮物体。现有技术中的物体通过桨叶拨动桨叶行进路径上的流体而产生的反作用力而向前运动。但是，本发明的物体至少部分地在鳍向上振荡时而向前移动，因液体的表面张力，液体的流入部分填充因鳍的向上运动而在鳍上产生的空隙，并形成弯月面，然后，当鳍向下移动时，一部分流入液体沿鳍的底表面304被向后排出，由此沿航线移动弯月面600远离主体，并沿液体1000的上表面1010推进物体100。
[0012]在附图中示出并在以下描述本发明的一个或多个实施例的细节。通过以下详细描述、附图以及所附权利要求，本发明的其他特征、目的及优点将变的清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1八是适于在液体中漂浮和推进的振动驱动物体的截面图；
[0014]图18是图1八的局部放大图；
[0015]图2八是图1八的物体在液体中的不同漂浮位置时的截面图，其中推进鳍向下振动；
[0016]图28是图2八的局部放大图；
[0017]图3是图1八的物体在静止液体中漂浮的截面图，其中振动机构关闭；
[0018]图4八至42是包含振动机构和推进鳍的振动驱动物体的主体的分解立体图；
[0019]图5八是用于振动驱动物体的漂浮构件的俯视图；
[0020]图58是使出用于容纳图42的振动驱动物体的组装后的主体的腔室的、图5八的漂浮构件的底侧的立体图；
[0021]图6是振动驱动物体的漂浮构件、主体和推进鳍的部分分解的截面图；
[0022]图7八是振动驱动物体的推进鳍的第一实施例的立体图；
[0023]图78是图7八的推进鳍的俯视图；
[0024]图7(:是图78的推进鳍的端视图；
[0025]图70是图72的部分70处所取的图7八的推进鳍的底视图；
[0026]图72是图7八的推进鳍的侧视图；
[0027]图8八是振动驱动物体的推进鳍的第二实施例的立体图；
[0028]图88是图8八的推进鳍的俯视图；
[0029]图8(:是图8八的推进鳍的端视图；
[0030]图80是图82的部分80处所取的图8八的推进鳍的底视图；
[0031]图82是图8八的推进鳍的侧视图；
[0032]图9八是具有漂浮构件的第二实施例的振动驱动物体的截面图；
[0033]图98是图9八的振动驱动物体的顶侧看去的立体图；
[0034]图％是图9八所示的振动驱动物体的底视图；
[0035]图10八是具有漂浮构件的第三实施例并且包括转向鳍的振动驱动物体的截面图；
[0036]图108是图104的振动驱动物体的顶侧看去的立体图；
[0037]图10(:是图104所示的振动驱动物体的底视图；
[0038]图1lA是具有漂浮构件的第四实施例并且包括两个推进鳍的振动驱动物体的截面图；
[0039]图1lB是图1lA的振动驱动物体的顶侧看去的立体图；
[0040]图1lC是图1lA所示的振动驱动物体的底视图；
[0041]图12A是振动驱动物体的推进鳍的第三实施例的立体图；
[0042]图12B是图12A的推进鳍的俯视图；
[0043]图12C是图12A的推进鳍的端视图；
[0044]图12D是图12E的部分12D处所取的图12A的推进鳍的底视图；
[0045]图12E是图12A的推进鳍的侧视图；
[0046]图13A是振动驱动物体的推进鳍的第四实施例的立体图；
[0047]图13B是图13A的推进鳍的俯视图；
[0048]图13C是图13A的推进鳍的端视图；
[0049]图13D是图13E的部分13D处所取的图13A的推进鳍的底视图；
[0050]图13E是图13A的推进鳍的侧视图；
[0051]图14A是振动驱动物体的推进鳍的第五实施例的立体图；
[0052]图14B是图14A的推进鳍的俯视图；
[0053]图14C是图14A的推进鳍的端视图；
[0054]图14D是图14E的部分14D处所取的图14A的推进鳍的底视图；
[0055]图14E是图14A的推进鳍的侧视图；
[0056]图15A是振动驱动物体的推进鳍的第六实施例的立体图；
[0057]图15B是图15A的推进鳍的俯视图；
[0058]图15C是图15A的推进鳍的端视图；
[0059]图15D是图15E的部分15D处所取的图15A的推进鳍的底视图；
[0060]图15E是图15A的推进鳍的侧视图；
[0061]图16A是振动驱动物体的推进鳍的第七实施例的立体图；
[0062]图16B是图16A的推进鳍的俯视图；
[0063]图16C是图16A的推进鳍的端视图；
[0064]图16D是图16E的部分16D处所取的图16A的推进鳍的底视图；
[0065]图16E是图16A的推进鳍的侧视图；
[0066]图17是示出推进振动驱动物体的方法的流程图。
[0067]在附图中相似的参考标记表示相似的部件。
【具体实施方式】
[0068]图1A，1B，2A，2B和图3示出了振动驱动的物体100(例如自推进式装置)，其适于在液体1000的上表面1010上使物体100漂浮和推进。所述振动产生动力的物体100具有顶侧102和底侧104，所述顶侧适于至少部分地位于液体1000的表面1010的上方，所述底侧104适于至少部分地浸入所述液体的表面的下方。所述物体100具有前端106和后端118。所述物体100具有主体110，所述主体包括朝前的顶部112和朝后的顶部111，底部114，主体110的前端116和主体110的后端118。
[0069]图4A至图4E示出了主体110的分解立体图，所述主体110包括振动机构200和推进鳍300。所述振动机构200放置在位于主体110的底部114内的防水腔室122内。所述振动机构200包括适于转动偏心负载204的旋转电机202。在有些应用中，旋转近似在6000-9000转每分(rpm’ s)的范围内，虽然或高或低的转速也可以使用。振动机构200的纵向轴线206大致平行于主体110的纵向轴线120，在其他的实施例中，振动机构200的纵向轴线206可以相对于主体110的纵向轴线120成一角度。振动机构200还包括置于主体110的底部114内的防水腔室124内的电池210。振动机构200包括开/关切换装置220。所述开/关切换装置220放置在主体110内。防水罩140设置在切换装置的致动部件222的上方，并且在一个实施例中，可以从主体110的顶部外表面用手接触到所述罩140和致动部件222。或者，所述开/关切换装置220可以包括接收器，其接收远程发射器发出的信号，从而能利用远程信号(例如，使用无线或红外线信号)遥控所述振动机构。在其他实施例中，设计用于在地上移动的玩具振动驱动车辆(例如从Innovat1n First Internat1nal可购得的HEXBUG ΝΑΝΟ)可以用作振动机构200。
[0070]如在附图5Α和5Β示出的示意性实施例中所示,所述漂浮物体100包括具有顶表面502和底表面504的漂浮构件500。所述主体110如图4Α至4Ε示出的进行组装并且从漂浮构件500的底表面504插入到腔室506内。在一些实施例中，漂浮物体100的漂浮构件500可以构造为水中昆虫，使得当所述主体漂浮在水的静止的上表面时，从上面看，所述主体大致为圆形的主体形状，并且所述椭圆形的主轴520平行于行进方向。出于装饰效果，昆虫上可以有脸510和腿512。所述漂浮构件可以由模制的闭室聚氨酯或其他有浮力的材料构成。
[0071]可以理解，所述漂浮构件500能够制成各种形状，并且能可拆卸地安装到所述主体110上，并且所述漂浮构件500可以和各种不同形状的漂浮构件500进行互换。或者，所述漂浮材料可以放置在主体壳体的内部，以减小或消除对外部漂浮构件500的需求。
[0072]如在图9Α，9Β和9C所示出的另一个实施例中所示，漂浮物体100包括漂浮构件700，所述漂浮构件700构造成类似具有船头和船尾的船的形状，具有顶表面702和底表面704。所述主体110如图4Α至4Ε所示进行组装并且从漂浮构件700的顶表面702插入到腔室706内。漂浮构件还可以包括一个或多个连接到构件700的底侧、并从底侧向下延伸的KNEEL鳍片782和784。这些KNEEL鳍片能起到舵的功能，并能帮助所述漂浮物体100的定向。
[0073]如在图10Α，1B和1C所示出的再一个实施例中所示，漂浮物体100包括漂浮构件800，所述漂浮构件800构造成类似具有船头和船尾的船的形状，具有顶表面802和底表面804。所述主体110如图4Α至4Ε所示进行组装并且从漂浮构件800的顶表面802插入到腔室806内。漂浮构件800还包括一个设置在漂浮构件800的后部的转向鳍892。振动机构200内的偏心负载204的转动能使得物体100从向前的方向向一侧偏转。移动物体100向哪侧偏转取决于偏心负载204的旋转方向。转向鳍804能够抵消由于振动机构的旋转而导致的转向并且帮助漂浮物体沿着比较直前的方向定向。因此在漂浮物体100的哪侧上设置转向鳍892由偏心负载204的旋转方向来决定。
[0074]如图1，2，3和图7Α至7Ε所示，推进鳍300以其近端306连接到主体110的后端118。所述鳍300适于在物体100振动时，相对于主体110轻微挠曲(至少在挠性轴线950处)，当然推进鳍300也适于提供一些刚性(例如推进鳍300偏转仅仅几度，并且趋于回到如图1，2和3所示的中性位置)。作为振动机构200振动的结果，物体100由于其尺寸和表面面积，所以其振动是很小的。推进鳍300能绕转动轴950向上向下自由振动。当推进鳍300与液体1000接触时，它比当其在自由空间(例如空气中)的偏转要少，这是因为水与空气相比粘性更高。然而，一般来说，虽然推进鳍300能至少绕转动轴950偏转，它对偏离中性位置的偏转还是有一定的抵抗力。所述推进鳍300包括与所述近端306相对的远端308。所述推进鳍300具有顶侧302和底侧304。所述顶侧适于在物体100的操作期间至少部分地位于液体1000的表面1010的上方，所述底侧104适于在物体100的操作期间保持至少部分地浸入所述液体的表面1010的下方。
[0075]如图1和图2所示，当所述振动机构200在操作时，它使得推进鳍300的自由远端308上下振动。所述自由远端308的上下振动是由于推进鳍300在转动轴950处的偏转(即自由远端相对于挠性轴线线300的上下偏转移动)而导致的。物体100的很小的上下振动是可以忽略不计的(一般来说，由于物体的振动趋于引起绕大致通过物体100的重心并横向于所述主体100的纵向轴线120的轴线920的振动，因此物体的上下振动使得整个推进鳍300上下运动)。在操作过程中，推进鳍300的底侧304以较小的角度(大致15度)接触水1000的水面1010。如图1八的放大细节图所示，当推进鳍300在其行驶中的上端时，水由于表面张力被拉至推进鳍300的底部，并且在水面1010和推进鳍300的底侧304之间形成弯月面600。水和弯月面600填充了底侧304和水面1010之间的区域的一部分。随着推进鳍300向下行进到其行驶中的下端时，底侧304和水面1010之间的区域明显减少。推进鳍300迫使填充在图1所示的区域中的水向后离开所述区域。引发推进鳍300的振动的装置的振动能使得推进鳍300朝向自由远端308泵送液体1000，这反过来又会沿着液体1000的表面1010向前(即，物体100的前端106的方向)推进漂浮物体100。
[0076]推进鳍300的振动幅度由来自偏心负载204的力决定。偏心负载204使主体绕其旋转中心旋转。所述旋转中心靠近重心920，但其基于船体和水1000的接触部分能够变化。通过使旋转电机202和旋转中心之间的距离增大，所述推进鳍300能以更大的幅度振动。
[0077]如图3和图6所示，推进鳍以大致15度的角度(0)设置，该角度的第一侧边为液体1000的水平顶表面在大致静止的状态下，在液体的水平顶表面和推进鳍接触的点处平行于液体的水平顶表面1010，该角度的第二侧边与从液体的表面延伸出的推进鳍相切。在一些实施例中，所述角度(9)大致在10?45度之间，当然在一些应用中其他的角度也可以提供有用的推进作用。
[0078]当液体1000的水平顶表面在液体的水平顶表面和推进鳍300的底表面304接触的点910处、在大致静止的状态下(图10，在液体的顶表面1010上形成弯月面600。所述弯月面600位于距离底表面304和液体的顶表面1010相交处11的位置处。所述挠性轴线950允许推进鳍相对于主题110的上下偏转运动。所述挠性轴线950横向于所述推进鳍300的纵向轴线。所述挠性轴线950朝向所述推进鳍300的近端306设置。可以基于角0和水与底表面304接触而产生的弯月面的半径来计算距离11。当推进鳍相对于液体1000的表面1010向下振动时，弯月面的位置从近端朝向所述推进鳍的远端离开。通过设计推进鳍300使得挠性轴线950 (或近端306)即使在推进鳍300到达由于物体100的振动引发的最高点处、保持低于液体1000的表面1010，能够实现相对增大的推进率。
[0079]如图3和图7八至72所示，推进鳍300在右侧还具有向下设置的唇缘313，其适于至少部分地与液体1000的表面1010接触，并且所述推进鳍300在左侧也具有向下设置的唇缘315，其适于至少部分地与液体1000的表面1010接触。当推进鳍300向上振动时，液体流入并填充由于推进鳍300向上振动而产生的空隙。当推进鳍300向下振动时，随着所述推进鳍的向下移动，左右唇缘适于向下引导水流。
[0080]在如图7八至72所示的一些应用中，所述推进鳍300具有大致平面的顶侧302，所述推进鳍的顶侧成形为正梯形(即，截锥形)，其基部81是推进鳍300的近端，正梯形的截去端II是推进鳍300的远端308。
[0081]或者，在如图8八至82所示的第二实施例中，所述推进鳍600具有大致平面的顶侧602，所述推进鳍的顶侧成形为不对称的梯形，其基部81是连接到主体的推进鳍的近端，并且其较短的端部II是推进鳍的远端。在这种非对称的实施例中，从梯形鳍的第一侧和梯形鳍的基部测量的第一角度(6)不等于从梯形鳍的第二侧和梯形鳍的基部测量的第二角度(^)推进鳍600的非对称结构影响物体100的行进方向(即，不同角度的唇缘引导水流所基于的方向)并且可用于控制方向的目的。在推进鳍600的另一实施例中的、与图8八至82中的部件具有相似结构和功能的部件除使用600作为序列号外使用了相似的参考标号。在如图8八至82所示的另一实施例中，左、右唇缘在每个唇缘上可以具有一个或多个槽680，以调节推进鳍600的可挠曲性(即，允许推进鳍600在远端608和近端606之间挠曲)。
[0082]如图4八至42和图6所示，推进鳍的近端306通过推进鳍300的延伸部分350连接到主体110。延伸部分350具有一个或多个孔352，其用于接紧固件354以将推进鳍连接到主体110的后端118的顶部111上。或者，推进鳍300可以插入到主体后部的上表面上的缝隙中和/或使用其他适当的技术进行连接(例如，粘结)。
[0083]在一些实施例中，所述推进鳍300具有成形为梯形的大致平面的顶侧302，所述梯形具有基部宽度(81)和较窄的另一端部宽度011)。所述延伸部分350具有在所述延伸部分350连接到所述梯形鳍300的基部处测得的宽度(￡1)。在一些实施例中，需要将延伸部分的宽度(￡1)设计成小于所述梯形的基部的宽度(81),由此赋予位于延伸部分350与所述梯形鳍300的基部相连接之处的挠性轴线950更大的可挠曲性。例如，当所述延伸部分350和所述鳍300具有一体的结构时(即，构造为单一部件)，所述延伸部分在其与梯形鳍300的基部相接处的宽度(￡1)影响挠性轴线950可挠曲性，并可以增加当物体100致动时的推进速度。
[0084]或者，在如图12八至122所示的第三实施例中，推进鳍1100可以具有大致矩形平面的顶侧1102，并且左右唇缘1113和1115在鳍的远端1104加宽，在与所述延伸部分1150连接之处变窄。在推进鳍1100的第三实施例中的、与图5八至52中的部件的结构和功能类似的部件除使用1100作为序列号外使用了相似的参考标号。
[0085]或者，在如图13八至132所示的第四实施例中，推进鳍1200可以具有大致梯形平面的顶侧1202，并且左、右唇缘1213和1215在鳍的远端1104变窄，在与所述延伸部分1250连接之处加宽。在推进鳍1200的第四实施例中的、与图5八至52中的部件的结构和功能类似的部件除使用1200作为序列号外，使用了相似的参考标号。
[0086]或者，在如图14八至142所示的第五实施例中，推进鳍1300可以具有大致“口”形，具有弯曲的顶侧1302和左、右唇缘1313和1315。在推进鳍1300的第五实施例中的、与图5A至5E中的部件的结构和功能类似的部件除使用1300作为序列号外，使用了相似的参考标号。
[0087]或者，在如图15A至15E所示的第六实施例中，推进鳍1400可以具有大致梯形顶侧1402。所述梯形的顶侧1402是向下凹入的。左、右唇缘1413和1415在鳍的远端1404变窄，在与所述延伸部分1450连接之处加宽。在推进鳍1400的第六实施例中的、与图5A至5E中的部件的结构和功能类似的部件除使用1400作为序列号外，使用了相似的参考标号。
[0088]或者，在如图16A至16E所示的第七实施例中，推进鳍1500成形为类似圆锥的一部分，具有大致弧形的顶侧1502和弧形的左右侧唇缘1513和1515。在推进鳍1500的第七实施例中的、与图5A至5E中的部件的结构和功能类似的部件除使用1500作为序列号外，使用了相似的参考标号。
[0089]如图11A，IIB和IIC所示，在一些实施例中，所述振动驱动物体100还包括第二推进鳍600 (即，第一推进鳍600位于所述物体的纵向轴线的一侧,所述第二推进鳍600位于物体100的纵向轴线的另一侧)。所述第二推进鳍600具有和主体相连的近端606和与近端606相对的自由远端608。所述第二推进鳍600具有顶侧602和底侧604,所述顶侧适于至少部分位于液体1000的表面1010的上方，所述底侧适于至少部分地位于液体的表面1010的下方。可以理解推进鳍300,600,1100,1200,1300,1400,1500的实施例中的任意一个或者是这些实施例的部件的组合可以用于本实施例的第一或第二推进鳍。通过改变每个推进鳍600距离物体100的纵向轴线的距离或改变两个推进鳍600中每个的尺寸、形状和/或方向都能影响物体的方向。
[0090]推进鳍300，600，1100，1200，1300，1400，1500中的任何一者都可以由选自以下材料组中的材料形成，所述材料组包括:聚合物，合成橡胶，天然橡胶和人造橡胶。所述推进鳍300可以由聚合材料膜形成，例如聚乙烯或聚苯乙烯。所述膜可以具有支持振动物体在自然频率下的振动的厚度和弹性模量。
[0091 ] 在物体的一些实施例中，漂浮物体100的总的纵向长度LT在1.0至4.0英寸之间。
[0092]实验数据已经表明，通过减少在推进鳍300的顶侧302上的水量，物体100能够被更有效地推进。在一些实施例中，推进鳍的顶侧涂覆有合成物，其能减小顶侧302和接触所述顶侧302的水之间的表面张力，使得水从推进鳍300的顶侧302被排离。或者在推进鳍300的大致为平的顶侧302上至少设置一层低密度无孔材料，以减少推进鳍的顶侧的水量。
[0093]当漂浮物体100适于当做玩具时，所述漂浮物体可以自主移动，并且在一些应用中，随机转向。因此，这些玩具漂浮物体在运动时能模仿活体，例如小虫或昆虫或者也可以模仿电动船、飞机、宇宙飞船或其它想要的形状。
[0094]漂浮物体运动的速度和方向取决于很多因素，包括振动机构200的转动速度、与电动机200相连的偏心负载204的尺寸、电源、推进鳍300的结构特征(例如，尺寸、方向、形状、材料、挠曲性、摩擦特性等)、物体100漂浮于其上的液体1000的表面1010的特性、物体100的总重量、漂浮构件500的浮力等等。
[0095]在一些应用中，所述漂浮物体100包括设计成抵消装置由于配重204的旋转而转向的趋势的特征(例如基于推进鳍300,600,1100,1200,1300,1400,1500的尺寸，形状和/或结构，或者转向鳍892和龙骨鳍(keel fin) 782和784)。物体100的组成部分能定位成维持相对较低的中心(质心)，以防止倾斜，并且使组成部分与旋转电机的旋转轴向对准以有助于滚动。同样，漂浮壳体能设计使得基于下述特征而有利于自翻正，该特征在装置颠覆或侧倾时可促成翻滚。还可使用物体的特征来增大出现随机运动的几率，并使装置显示出对障碍物可做出智能响应。
[0096]如图17所示，在操作时，在步骤2001和2003，将具有推进鳍300，600，1100，1200，1300，1400，1500和漂浮构件500，700，或800的物体100放置在液体1000中，物体的顶侧102至少部分位于液体的上表面1010之上，物体的底侧118至少部分地浸入液体1000的水平表面1010的下方。例如，推进鳍300放置成其顶侧302至少部分位于液体的上表面1010之上，其底侧304至少部分地浸入液体1000的上表面1010的下方。如在步骤2005,2007和2009所示，振动机构致动，并且使推进鳍300上下振动。鳍的底侧304接触液体的表面1010。当鳍300在其行驶中的上端时，在水面1010和推进鳍300的底侧304之间形成弯月面600。弯月面600填充了底侧304和水面1010之间的区域的一部分。随着推进鳍300向下行进到其行驶中的下端时，底侧304和水面1010之间的区域明显减少。推进鳍300迫使液体向后离开所述区域。如在步骤2011所示，引发推进鳍300的振动的装置的振动能使得推进鳍300朝向自由远端308泵送液体1000，这反过来又会沿着液体1000的表面1010向前(即，物体100的前端106的方向)推进漂浮物体100。
[0097]可以理解推进鳍300，600，1100，1200，1300，1400，1500的实施例中的任何一者或这些实施例中的部件的组合可以用于推进物体100。此外，可以理解漂浮构件500，700，或800中的任何一者或其组合可以用于提供物体100的浮力。
[0098]以上已经描述了本发明的多个实施例。然而可以理解在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种变形。因此，其他实施例也在所附权利要求的范围内。
【权利要求】
1.一种振动驱动装置，其适于在液体中的上表面上漂浮并推进，所述装置包括: 主体，其具有纵向轴线、前端部、后端部、顶侧及底侧，所述顶侧适于至少部分地布置在所述液体的所述表面之上，所述底侧适于至少部分地浸在所述液体的所述表面之下； 振动机构，其连接至所述主体； 推进鳍，所述鳍具有连接至所述主体的近端，所述鳍具有与所述近端相对的自由末端，所述鳍具有顶侧，所述顶侧适于至少部分地布置在所述液体的所述表面之上，所述鳍具有底侧，所述底侧适于至少部分地布置在所述液体的所述表面之下； 其中，所述振动机构适于使所述推进鳍的所述自由末端上下振荡； 还包括连接至所述主体的漂浮构件； 其中，所述漂浮构件包括: 顶表面； 底表面； 腔，可从所述漂浮构件的所述底表面或所述顶表面访问所述腔，所述腔适于在其中容纳所述主体。
2.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述振动机构适于通过使所述鳍在挠性轴线处挠曲，使得所述自由末端相对于所述挠性轴线进行上下挠曲运动，来使所述推进轄的所述自由末端振汤。
3.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述振动机构适于绕大致穿过所述物体的重心并横切所述主体的所述纵向轴线的轴线引起所述装置振荡，由此产生所述鳍的上下振荡。
4.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述振动机构适于通过使所述鳍在挠性轴线处挠曲，使得所述自由末端相对于所述挠性轴线进行上下挠曲运动，来使所述自由末端振荡，并且其中，所述振动机构适于绕大致穿过所述物体的重心并横切所述主体的所述纵向轴线的轴线引起所述装置振荡，由此产生所述整个鳍的上下振荡。
5.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述振动机构包括具有偏心负载的旋转电动机，其适于使所述偏心负载旋转，并且所述电动机的纵向轴线与所述主体的所述纵向轴线大致平行。
6.根据权利要求5所述的振动驱动装置，其中，所述振动机构的所述旋转电动机以5，OOOrpm与20，OOOrpm之间的转速旋转。
7.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述振动机构包括接通/切断开关。
8.根据权利要求7所述的振动驱动装置，其中，所述接通/切断开关被布置在所述主体内，并且可从所述主体的外表面手动地控制。
9.根据权利要求7所述的振动驱动装置，其中，所述接通/切断开关受到来自无线电及红外线信号构成的组中的信号的遥控。
10.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述振动机构被布置在所述主体的防水腔内。
11.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述振动机构是适于在陆地上运动的振动驱动玩具载体。
12.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述振动机构包括布置在所述主体的防水腔内的电池。
13.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，设置有角Θ，所述角的第一边与所述装置适于在其中漂浮的所述液体的水平上表面平行，所述角的顶点布置在下述位置处，在该位置，所述推进鳍适于与所述装置适于在其中漂浮的所述液体的所述水平上表面接触，并且所述角Θ的第二边与所述推进鳍正切，所述角Θ处于10至45度的范围内。
14.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述振动驱动装置适于在所述装置适于在其中漂浮的所述液体的所述表面上具有弯月面特征，所述弯月面位于所述液体的所述表面与所述推进鳍的所述底侧接触的位置处。
15.根据权利要求14所述的振动驱动装置，其中，所述振动驱动装置适于使得所述弯月面在所述推进鳍向下振荡时从所述近端朝向所述推进鳍的所述末端远离。
16.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述推进鳍还包括具有右侧唇缘的右边，所述右侧唇缘向下布置，并且适于至少部分地接触所述装置适于在其中漂浮的所述液体的所述表面，所述推进鳍还包括具有左侧唇缘的左边，所述左侧唇缘向下布置，并且适于至少部分地接触所述装置适于在其中漂浮的所述液体的所述表面。
17.根据权利要求16所述的振动驱动装置，其中，所述左侧唇缘及右侧唇缘适于随着所述鳍向下振荡而将水向后引导。
18.根据权利要求16所述的振动驱动装置，其中，所述左侧唇缘及右侧唇缘在各唇缘中具有一条或多条切口，由此增大所述推进鳍的挠性。
19.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述推进鳍具有大致平坦顶侧，所述鳍的所述顶侧被成形为正梯形，其底部BI处于所述鳍的所述近端处，而所述梯形的截顶部Tl处于所述鳍的所述末端处。
20.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述鳍具有大致平坦顶侧，所述鳍的所述顶侧被成形为类似不对称梯形，其底部处于所述鳍的连接至所述主体的所述近端处，而较短顶端则处于所述鳍的所述末端处。
21.根据权利要求20所述的振动驱动装置，其中，所述不对称梯形的第一边与所述底部的第一夹角不等于所述梯形的第二边与所述底部的第二夹角。
22.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述推进鳍具有大致矩形平坦顶侧，并且所述左侧唇缘及右侧唇缘在所述鳍的所述末端处更宽。
23.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述推进鳍具有大致梯形平坦顶侧，并且所述左侧唇缘及右侧唇缘在所述鳍的所述末端处更窄，随之变宽。
24.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述推进鳍呈大致“U”形，具有弯曲顶部以及左右向下布置唇缘。
25.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述推进鳍具有大致梯形顶侧，所述梯形顶侧向下凹入，所述鳍还包括在所述鳍的所述末端处较窄的左侧及右侧唇缘。
26.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述推进鳍被成形锥体，具有大致弯曲顶侧，以及大致弯曲向下布置左右两边。
27.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，用于所述推进鳍的上下运动的挠性轴线的位置横切所述推进鳍的纵向轴线，并且所述挠性轴线被布置为与所述推进鳍的所述近端接近。
28.根据权利要求27所述的振动驱动装置，其中，所述振动驱动装置被设置使得，在所述推进鳍振荡期间，所述推进鳍的所述挠性轴线保持在所述装置适于在其中漂浮的所述液体的所述表面下方。
29.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述推进鳍还包括布置在所述推进鳍的所述近端的延伸构件，所述延伸构件适于将所述推进鳍连接至所述装置的主体。
30.根据权利要求29所述的振动驱动装置，其中，所述鳍具有大致平坦顶侧，所述鳍的所述顶侧被成形为类似梯形，所述梯形具有底部宽度BI以及较窄顶部宽度Tl，并且所述延伸构件具有宽度E1，其被设置使得所述延伸构件连接至所述鳍的底部，所述延伸构件宽度El小于所述梯形的所述底部的宽度BI，由此形成挠性轴线，其布置在所述延伸构件连接至所述鳍的所述底部的位置处。
31.根据权利要求29所述的振动驱动装置，还包括位于所述延伸构件内的至少一个开口，其具有布置在所述开口内的紧固件的第一部分，以及布置在所述主体的后侧顶部内的所述紧固件的第二部分。
32.根据权利要求1所述的振动驱动装置，还包括第二推进鳍，所述第二推进鳍具有连接至所述主体的近端，所述第二推进鳍具有与所述近端相对的自由末端，所述第二推进鳍具有适于至少部分地布置在所述液体的所述表面上方的顶侧，所述第二推进鳍具有适于至少部分地布置在所述液体的所述表面的下方的底侧。
33.根据权利要求19所述的振动驱动装置，其中，至少一层漂浮材料被布置在所述鳍的所述大致平坦顶侧上。
34.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述推进鳍的所述顶侧涂有合成物，其降低所述顶侧与任何与所述顶侧接触的液体之间的表面张力。
35.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述推进鳍还包括至少一个向下布置转向鳍。
36.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述推进鳍的所述底侧的表面区域的中心被纵向布置在所述主体的重心后方。
37.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述推进鳍由从聚合化合物，合成橡胶，天然橡胶，弹性体构成的组中选择的材料形成。
38.根据权利要求1所述的振动驱动装置，还包括龙骨鳍，其连接至漂浮构件的所述底侧，并且从所述底侧向下布置。
39.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，所述漂浮构件适于可移除地安装至所述主体。
40.根据权利要求1所述的振动驱动装置，其中，漂浮材料被布置在所述主体的内部中。
【文档编号】A63H23/04GK104383690SQ201410545508
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2012年4月12日 优先权日:2011年4月12日
【发明者】罗伯特·H·米姆利特施三世, 大卫·安东尼·诺曼, 约尔·瑞甘·卡特, 罗伯特·H·小米姆利特施, 道格拉斯·迈克尔·加勒蒂, 格雷戈里·E·尼德尔, 保罗·大卫·科匹奥立 申请人:创首公司