仿鱼尾推进的水上自行车的制作方法

文档序号:4129193阅读:358来源:国知局
专利名称:仿鱼尾推进的水上自行车的制作方法
技术领域
一种仿鱼尾推进的水上自行车,是对现有水上自行车的结构和推进原理的改造,属水上娱乐工具领域。
背景技术
水上自行车是一种传统的水上娱乐工具。它多是采用水面浮体并利用陆地自行车的传动原理带动动蹼似浆片或螺旋桨式推进器实现水面行走。其不足之处在于①效率低,费力且速度慢,娱乐性差;②螺旋桨工作时易受水生植物的缠绕,安全性差;③受水面波浪影响,舒适性差。
海豚和鱼类等海洋生物是人类模仿和学习的对象,促使仿生学者研究设计出了很多水下“波动式”推进器。理论上,这样的波动式推进器具有良好的机动性和高速的推进性能,但实验表明理论性能和实际试验结果存在一定差距。而仿鱼尾推进器从另一个角度模仿海洋生物,属于节能型的“楔形”推进器范畴,并用于“机器鱼”的制作。

发明内容
本实用新型的目的是公开一种仿鱼尾推进的水上自行车,是对现有水上自行车的结构和推进原理的改造,由水下浮体和储备浮体组成的左右对称的双体结构以及借助曲柄连杆推进的尾鳍,具有结构合理,安全可靠、省力高效、娱乐性和舒适性好等特点。同时,为继续研究模仿鱼类运动规律提供简单易行的实验平台。
一种仿鱼尾推进的水上自行车包括由左右两组对称布置的水下浮体、支撑段和储备浮体刚性连接而成的车体、两个尾鳍和一套传动机构。其中,处于水平状态的水下浮体的后端与具有C形尾部的尾鳍铰链连接,且铰链轴线与所述的C形尾部均处于水平状态,使得整个尾鳍绕铰链转动时,C形尾部在水平面内上下摆动(而不像普通鱼类的鱼尾那样在立面内左右摆动),连接后的水下浮体和尾鳍整体上具有类似海豚外形的流线型,且水下浮体后端与尾鳍前端的对接处采用一凹一凸的半圆形,使得这种流线型即便在尾鳍上下摆动的过程中也得到保持。储备浮体是一个长方形箱体,在其横向连接杆件上固装座位、方向舵以及传动机构中的脚蹬、链轮副、转轴等主要零部件。支撑段呈立式柱状,水平横断面为类似椭圆的流线形,用于连接纵向轴线相互平行的水下浮体和储备浮体。水下浮体、支撑段和储备浮体均可采用轻质骨架和薄板蒙皮结构。传动机构由类似于普通自行车的脚蹬、链轮副外加曲柄连杆机构组成,转轴与左右两个储备浮体借助轴承连接,且处于水平状态;后链轮固装在转轴中间,两个圆盘分别固装在转轴的两端,且位于尾鳍的正上方;两根连杆位于铅垂面内,其两端分别与所述圆盘的边缘和尾鳍的中部铰接,且连杆与圆盘的两个铰接点与转轴反对称(即若一个铰接点位于圆周轨迹的最高点,另一个铰接点则位于为圆周轨迹的最低点)。于是,当脚蹬链轮副带动转轴转动时,圆盘借助连杆运动带动左右两个尾鳍上下摆动,且相位差为180°(即若一个向上,另一个向下)。
仿鱼尾推进水上自行车设计成左右对称的双体结构且尾鳍上下摆动的相位差为180°,可抵消摆动力,确保整个车体的纵向稳定性;而支撑段和储备浮体可以提供储备浮力(正常情况下,吃水线位于支撑段中部),保证仿鱼尾推进水上自行车的航行安全。与此同时,在尾鳍推进的过程中,前行的车体左右稍有晃动,可增加了骑行的娱乐性。
本实用新型的优点①采用人工脚踏仿鱼尾驱动系统,结构合理,安全可靠;②左右尾鳍上下摆动推进,安静环保,效率大大提高,极具娱乐性。③左右下潜式浮体,纵向稳定性和舒适性好。


图1仿鱼尾推进的水上自行车主视示意图图2仿鱼尾推进的水上自行车俯视示意图图3仿鱼尾推进的水上自行车侧视示意图图4仿鱼尾推进的水上自行车链轮副和曲柄连杆机构示意图具体实施方式
下面给出本实用新型的优选实施方式,并结合附图加以说明。
如图1、2、3所示,仿鱼尾推进的水上自行车设计成左右对称的双体结构,包括由两组对称布置的水下浮体1、支撑段2和储备浮体3刚性连接而成的车体、两个尾鳍4和一套传动机构。其中,处于水平状态的水下浮体1的后端与具有C形尾部的尾鳍4铰链连接,且铰链轴线与所述的C形尾部均处于水平状态,使得整个尾鳍绕铰链转动时,C形尾部在水平面内上下摆动(而不像普通鱼类的尾部那样在立面内左右摆动),连接后的水下浮体1和尾鳍4整体上具有类似海豚外形的流线型,且由于水下浮体1后端与尾鳍4前端的对接处采用一凹一凸的半圆形,使得这种流线型即便在尾鳍4上下摆动的过程中也得到保持。储备浮体3是一个长方形箱体,在其横向连接杆件上固装座位、方向舵(图中未画出)以及传动机构中的脚蹬(图中未画出)、链轮副5、6和转轴7等主要零部件。支撑段2呈立式柱状,水平横断面为类似椭圆的流线形,用于连接相互平行的水下浮体1和储备浮体3。水下浮体1、支撑段2和储备浮体3均可采用轻质骨架和薄板蒙皮结构。传动机构包括类似于普通自行车的脚蹬(图中未画出)、链轮副5、6,外加由转轴7、圆盘9组成的曲柄连杆机构;转轴7与左右两个储备浮体3借助轴承8连接,且处于水平状态;后链轮6固装在转轴7中间,两个圆盘9分别固装在转轴7的两端,且位于尾鳍4的正上方;两根连杆10位于铅垂面内,其两端分别与所述圆盘9的边缘和尾鳍4的中部铰接,且连杆10与圆盘9的两个铰接点与转轴7反对称(即若一个铰接点位于圆周轨迹的最高点,另一个铰接点则位于圆周轨迹的最低点)。于是,当脚蹬链轮副5、6带动转轴7转动时,圆盘9借助连杆10带动左右尾鳍4上下摆动,且相位差为180°(即若一个向上,另一个向下)。
仿鱼尾推进的水上自行车的人工脚踏装置和方向舵(图中未画出)可以采用传统水上自行车的设计,座椅安放在中心线位置,舵把在前边,以方便舒适为主。
本实用新型设计乘员1人;外形尺寸长为1.80m、宽0.80m,吃水0.4m;设计浮力大于160kg;最大航速不小于10km/h;设计重量60kg;水深不小于0.45m。
本实用新型结构合理,安全可靠,省力高效,娱乐性和舒适性好。同时,为继续研究模仿鱼类运动规律提供简单易行的实验平台。
权利要求1.一种仿鱼尾推进的水上自行车,其特征在于它包括由两组左右对称布置的水下浮体(1)、支撑段(2)和储备浮体(3)刚性连接而成的双体式车体、两个尾鳍(4)和一套传动机构;其中,处于水平状态的水下浮体(1)的后端与具有C形尾部的尾鳍(4)铰链连接,且铰链轴线与所述的C形尾部均处于水平状态;水下浮体(1)后端与尾鳍(4)前端的对接处采用一凹一凸的半圆形,且连接后的水下浮体(1)和尾鳍(4)整体上具有类似海豚外形的流线型;储备浮体(3)是一个长方形箱体;支撑段(2)呈立式柱状,水平横断面为类似椭圆的流线型,并用于连接相互平行的水下浮体(1)和储备浮体(3)。
2.如权利要求1所述的仿鱼尾推进的水上自行车,其传动机构包括类似于普通自行车的座位、舵把、脚蹬和链轮副(5、6);其特征在于它还包括由转轴(7)和圆盘(9)组成的曲柄连杆机构;其中,转轴(7)与左右两个储备浮体(3)借助轴承(8)连接,且处于水平状态;后链轮(6)固装在转轴(7)中间,两个圆盘(9)分别固装在转轴(7)的两端,且位于尾鳍的正上方;两根连杆(10)位于铅垂面内,其两端分别与所述圆盘(9)的边缘和尾鳍(4)的中部铰接,且连杆(10)与圆盘(9)的两个铰接点与转轴(7)反对称。
专利摘要一种仿鱼尾推进的水上自行车,是对现有水上自行车的结构和推进原理的改造,属水上娱乐工具领域。其主要结构包括由两组对称布置的下浮体、支撑段和上浮体刚性连接而成的车体、两个尾鳍和一套传动机构。其中,处于水平状态的下浮体的后端与具有C形尾部的尾鳍铰链连接。而传动机构包括类似于普通自行车的脚蹬、链轮副外加由转轴、圆盘组成的曲柄连杆机构;两根连杆的两端分别与圆盘边缘及尾鳍中部铰接。当脚蹬链轮副带动与后链轮固装的转轴转动时,固装在转轴上的两个圆盘借助连杆带动左右尾鳍做相位差为180°的上下摆动。本实用新型结构合理,安全可靠,省力高效,稳定性和舒适性好。同时,为模仿鱼类运动规律的研究提供简单易行的实验平台。
文档编号B63H1/00GK2920824SQ20062002090
公开日2007年7月11日 申请日期2006年5月25日 优先权日2006年5月25日
发明者于凯, 黄胜 申请人:哈尔滨工程大学
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