专利名称：分体式水上行走器的设计方法
技术领域：
本发明属于水上行走工具制造技术领域，具体涉及一种可以用于水上或冰上、沼
泽上救援、或进行娱乐的分体式水上行走器及设计方法。
背景技术：
目前的水上行走器或者水上行走鞋这一类装置，常见的有水上行走球、船型水上行走鞋、水上滑行器等几类。其中，水上行走球这一类水上行走器稳定性差，使用者不易保持平衡，需要经过一定时间的锻炼才能掌握。船型水上行走鞋一类由于脚上穿的浮体体积太大，导致使用者抬脚困难，行动不便。水上滑行器一类使脚受到过多限制，不能抬离水面，因此使用者不能像在陆地上一样正常行走，而只能在水上滑行。另外，现有水上行走器大多需要借助双手或双臂来解决平衡的问题，使双手失去自由。例如有的水上行走器需要使用者平伸双臂来保持平衡，有的水上行走器需要使用双手握住手杖以保持平衡。而且现有的水上行走器多为青年人设计，不适宜于儿童、老人和体弱者使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新的分体式水上行走器的设计方法，它将脚踏力转化为驱动力，人们利用其在水上可像在陆地上那样平稳行走，无需借助双手或双臂来解决平衡的问题，而且操作简单、容易控制、重心稳定、不易翻到，适宜于任何人群使用的水上行走器。 为了解决上述技术问题，本发明的分体式水上行走器的设计方法，其特征在于分体式水上行走器由平衡器和动力鞋两个单体组成。 所述的分体式水上行走器的平衡器包括支撑环，固定支架的一端都固定在支撑环下侧并与过安装点的支撑环的切线相垂直，各个安装固定点均匀分布在支撑环上，且每个固定支架与支撑环的环面所成角度相等，固定支架的另一端与浮力体固定连接，浮力体的下表面固定安装有定向板，可调支架固定在支撑环的上侧，可调支架的一端都固定在支撑环上侧且与过安装点的支撑环的切线相垂直，各个安装固定点均匀分布在支撑环的圆周上，且每个可调支架与支撑环的环面所成角度相等，可调支架的另一端和可调支撑环相连接，平衡带套装在可调支撑环上； 分体式水上行走器的动力鞋可以是赤脚型动力鞋，其包括浮体，在浮体的下表面上平行固定有多个划水板，在浮体的上表面上开有一个凹槽，在凹槽内固定连接固脚带，贯穿浮体的多个水孔分布在凹槽内；或是穿鞋型动力鞋，其包括浮体，在浮体的下表面上平行安装的多个划水板，在浮体的上表面上开有一个凹槽，在凹槽内固定连接密封式水鞋，密封式水鞋内固定连接固脚带，密封式水鞋上部固定有搭扣。
所述水上行走器的平衡器支撑环上套装有坐垫。 所述分体式水上行走器的平衡器的浮力体为三个梭形的浮力梭，其分别安装在三支固定支架的底端，其中两个浮力梭为固定安装，安装方向为相互平行并与其安装点的连线相垂直，第三个浮力梭通过万向轮固定转动连接。 所述分体式水上行走器的平衡器的浮力体由浮力环和防碰浮力环组成，其中浮力 环为刚性轻质材料，固定安装在固定支架的底端，浮力环与支撑环同心安装，防碰浮力环为 弹性充气环，同心固定安装在浮力环外侧。 所述分体式水上行走器的平衡器的浮力体为两个梭形的浮力梭，两个浮力梭分别 安装在两只固定支架的底端，安装方向为两个浮力梭相互平行并与其安装点的连线相垂直。
所述分体式水上行走器的平衡器的浮力体为单轮浮力轮；或为五轮浮力轮。
所述分体式水上行走器动力鞋的浮体下表面或侧翼上平行安装有多个划水板，划 水板可以为固定划水板，也可以为活动划水板；所述分体式水上行走器动力鞋的浮体侧翼 上平行安装的多个划水板呈倾斜状，与水平面夹角为15° 90° 。 所述平衡器还包括一个或几个功能卡，功能卡由上U型卡箍和下U型卡箍通过螺 钉连接，其中下卡箍的两个端部各有一通孔，功能卡固定在支撑环上。 所述浮力体还包括一个或几个配重体稳定舵，其安装于浮力体下方，采用防锈金 属制成。 所述分体式水上行走器的平衡器和动力鞋均可采用充气结构。 使用时，先穿好动力鞋，然后双腿穿过坐垫的两个脚洞站在平衡器中调节可调节
支架，使可调支撑环达到胸部合适位置后固定好，再调节可调支撑环的大小到舒适状态后
固定好，然后用平衡带将大腿和胸部固定在可调支撑环上，接着平稳移动脚步下水开始水
上行走。 本方法分体式水上行走器达到的有益效果是，它即可以将脚踏力转化为驱动力， 人们利用其在水上可像在陆地上那样平稳行走；又可以利用平衡器的浮力来支撑身体，使 身体保持平衡，无需借助双手或双臂来解决平衡的问题；而且可以实现人体在水上倒着行 走，还可以在水上进行垂钓和球类运动等娱乐活动。还可以用于水上或冰上、沼泽上实施救 援行动。此结构还可以改装成动物或车辆使用的水上行走器，从而使得水上马车、水上宠物 比赛等活动成为可能。它操作简单、容易控制、重心稳定、不易翻到，男女老少都可，适宜于 任何人群使用。
下面结合实施例附图和具体方式对本发明作进一步详细的说明 图1为三点型或平稳、自由型平衡器a3的俯视图。 图2为三点型或平稳、自由型平衡器a3的侧视图。 图3为三点型或平稳、自由型平衡器a3的示意图。 图4为圆型或安全碰碰船型平衡器ai的示意图。 图5为两点型或多用途型平衡器a2的示意图。 图6为赤脚型动力鞋^的侧视图。 图7为赤脚型动力鞋^的仰视图。 图8为赤脚型动力鞋^的俯视图。 图9为穿鞋型动力鞋b2的侧视图。
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图10为穿鞋型动力鞋b2的仰视图。
图11为穿鞋型动力鞋b2的俯视图。
图12为活动划水板N2向前抬起时收合状态示意图。
图13为活动划水板N2向后划水时张开状态示意图。
图14为动力鞋浮体M上侧翼划水板结构示意图。
图15为平衡器可换部件浮力轮H2的侧视图。
图16为平衡器可换部件浮力轮H3的侧视图。
图17为平衡器可换部件浮力轮H2的正视图。
图18为平衡器可换部件浮力轮H3的正视图。
图19为功能卡Y的侧视图。
图20为稳定舵S的侧视图。 图中A、平衡带；B、坐垫；C、可调支撑环；D、支撑环；E、可调支架；F、固定支架；G、 防碰浮力环；H。、浮力环A、浮力梭；Hy单轮浮力轮；Hp五轮浮力轮；I、定向板；J、万向轮； K、固脚带；L、搭扣；M、浮体；Np固定划水板W、活动划水板；^、侧翼固定划水板；^、侧翼 活动划水板；0、密封式水鞋；P、旋转轴；R、水孔；S、稳定舵；Y、功能卡；^、上U型卡箍；Y2、T
U型卡箍。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，需要说明的是，下述实施例并不用 于限制本发明的实施范围。 分体式水上行走器由平衡器和动力鞋组成。如图1至图5所示，是平衡器的示意 图，所述分体式水上行走器的平衡器包括支撑环D，固定支架F的一端都固定在支撑环D下 侧并与过安装点的支撑环D的切线相垂直，各个安装固定点均匀分布在支撑环D上，且每个 固定支架F与支撑环D的环面所成角度相等，固定支架F的另一端与浮力体固定连接，浮力 体的下表面固定安装有定向板I，坐垫B套装在支撑环D上，可调支架E固定在支撑环D的 上侧，可调支架E的一端都固定在支撑环D上侧且与过安装点的支撑环D的切线相垂直，各 个安装固定点均匀分布在支撑环D的圆周上，且每个可调支架E与支撑环D的环面所成角 度相等，可调支架E的另一端和可调支撑环C相连接，平衡带A套装在可调支撑环C上。
支撑环D和可调支架E之间通过支撑环D上的卡棱与可调支架E上卡槽相配合连 接，使得可调支架E可调。且可调支架E的连接点在支撑环D上均匀分布，可调支架E可绕 连接点旋转，可调支架E在可调支撑环C也是均匀分布的。各可调支架E均等长，各固定支 架F也均等长。 可调支撑环C为有插接口的环状体，通过插接口实现可调支撑环C的大小调整。可 调支撑环C也可以做成皮带环形，通过皮带环进行调整，并在皮带环内侧加设可调充气袋 结构进行调整。实施例中的支撑环D —般是不可调的，但在不影响稳定性和可靠性的前提 下也可以做成可调的支撑环D。 由图1至图3出示了三点型或平稳、自由型平衡器^，其述浮力体为三个梭形的浮 力梭H"三个浮力梭^并分别安装在三只固定支架F的底端，三个固定支架F的一端都固 定在支撑环D下侧，其安装位置为以120°角平均分布在支撑环D上并与过安装点的支撑环D的切线相垂直，且每个固定支架F与支撑环D的环面所成角度相等。其中两个浮力梭 ^为固定安装，安装方向为相互平行并与其安装点的连线相垂直。第三个浮力梭&通过万 向轮J固定转动连接。使用者穿好浮力鞋后，双腿穿过坐垫B的两个脚洞，站在平衡器中调 节可调节支架E，使可调支撑环C达到胸部合适位置后固定好，再调节可调支撑环C的大小 到舒适状态后固定好，然后用平衡带A将大腿和胸部固定在可调支撑环C上，接着平稳移动 脚步下水开始水上行走。行走时，在平衡器a3下部与固定支架F固定连接的两个浮力梭& 下表面固定安装的定向板I可以保持平衡器沿直线方向运动。通过万向轮转动连接的另一 个浮力梭&可以自由转动，使固定安装在其下表面的定向板I起到方向舵的作用，从而操 控平衡器的运动方向。如果行走累了，可以放松平衡带A或调节可调节支架E，使得身体下 降，人体放松的坐在坐垫B上。可以放松休息或进行水上垂钓等休闲活动。
由图4出示的圆型或安全碰碰船型平衡器A的示意图可知，水上行走器由平衡器 可以有另一种实施方式，其与三点型或平稳、自由型平衡器A的区别仅仅在于所述浮力体 由浮力环H。和防碰浮力环G组成，其中浮力环H。为刚性轻质材料，固定安装在固定支架F 的底端，浮力环H。与支撑环D同心安装。防碰浮力环G为弹性充气环，同心固定安装在浮 力环H。外侧。由于防碰浮力环G为弹性充气环，可以增强平衡器的抗碰撞能力。可以在进 行水上碰碰船的活动。 由图5出示的两点型或多用途型平衡器^的示意图可知，水上行走器由平衡器还 可以有另一种实施方式，其与三点型或平稳、自由型平衡器A的区别仅仅在于所述浮力体 为两个梭形的浮力梭H"两个浮力梭^分别安装在两只固定支架F的底端，安装方向为两个 浮力梭&相互平行并与其安装点的连线相垂直。两个固定支架F分别固定安装在支撑环D 直径的两端，与过安装点的支撑环D的切线相垂直并且各个固定支架F与支撑环D的环面 所成的角度相等。采用这种结构，通过两个固定浮力梭^下表面的定向板I可以保持平衡 器沿直线方向运动，使用起来方向不易产生偏转。适合直线运动时使用。
由图15与图17出示的平衡器可换部件浮力轮^的侧视图、正视图可知，上述浮 力体还可以是单轮浮力轮H2。采用这种结构由于滚动摩擦的原因可以减少浮力轮H2与水 的摩擦力从而提高速度。平衡器可换部件浮力轮H2为单轮结构，相对于固定支架F是转动 连接，在浮力轮4外圆周边上连接有定向板1。 由图16与图18出示的平衡器可换部件浮力轮113的侧视图、正视图可知，上述浮 力体还可以是五轮浮力轮H3。平衡器可换部件浮力轮H3是五轮结构，相对于固定支架F是 转动连接，在浮力轮H3外圆周边上连接有定向板I。此结构相对于浮力轮112能增加上下岸 的灵活性。 上述平衡器如果在使用时仅仅用于在水上行走，中途不需要休息可将支撑环D上 套装的坐垫B卸掉，可以增加双腿活动的灵活性。 由图6至图8出示的图形为赤脚型动力鞋bJ勺结构示意图，赤脚型动力鞋l^包括 浮体M，在浮体M的下表面上平行安装有多个固定划水板N"多个固定划水板K在浮体M 的下表面是固定连接的。当脚向前抬起迈出时，固定划水板^由于前面为斜面，阻力小，当 脚向后蹬时固定划水板^后面为直面阻力大，后蹬时划水，因水的反作用力而产生向前的 推力。浮体M的上表面上开有一个凹槽，在凹槽内固定连接固脚带K，贯穿浮体M的多个水 孔R分布在凹槽内。使用赤脚型动力鞋^时，将脚用固脚带K系在动力鞋^上。赤脚型动力鞋^适用于天气热的季节，行进时水从水孔R处直接冲击脚底，对脚底产生一定的抬升 力。使人感到脚被水托起的感觉，使水上行走多一种乐趣。 由图9至图11可知，出示的图形为穿鞋型动力鞋b2的结构示意图，穿鞋型动力鞋 b2包括浮体M，在浮体M的下表面上平行安装有多个固定划水板K。固定划水板K的连接 方式及作用原理同上。在浮体M的上表面上开有一个凹槽，在凹槽内固定连接密封式水鞋 0，密封式水鞋0内固定连接固脚带K，密封式水鞋0的上部安装有尼龙搭扣L。使用穿鞋型 动力鞋h时，将穿着鞋的脚放入密封式水鞋O中，系好固脚带K，再扣好上部的搭扣L。穿 鞋型动力鞋b2适宜于天气冷的季节，具有防水保暖的功能。 由图12至图13可知，分体式水上行走器动力鞋的浮体M下表面平行安装有多个 划水板，划水板可以为固定划水板，也可以为活动划水板；连接在浮体M下表面上的活动划 水板N2是通过旋转轴P连接的，活动划水板N2可以绕旋转轴P旋转。 当脚向前抬起迈出时活动划水板N2向后转动平贴在动力鞋的浮体M的下底面。当 脚向后蹬时活动划水板N2在重力和水的阻力作用下自动下垂打开划水，因水的反作用力而 产生向前的推力。双脚交替动作，使身体向前运动。 由图14可知，动力鞋浮体M可以在侧翼上平行安装有多个划水板，划水板可以为 固定划水板，也可以为活动划水板；所述分体式水上行走器动力鞋的浮体M侧翼上平行安 装的多个划水板呈倾斜状，与水平面夹角为15° 90° 。 上述两种实施方式，可以在两种动力鞋^或、的浮体M的侧面固定侧翼固定划水 板N3(鞋子两侧各有一组)当脚向下踩时由于侧翼固定划水板N3为15 90°斜面，使水 向上的反作用力通过15 90°角的侧翼固定划水板N3转化为向前的推力。
也可以在两种动力鞋或b2的浮体M的侧面固定侧翼活动划水板N4(鞋子两侧 各有一组)侧翼活动划水板化采用通过旋转轴P固定在动力鞋的浮体M侧面上，可以绕旋 转轴P旋转。当脚向前抬起迈出时侧翼活动划水板^向后转动平贴在动力鞋的浮体M的 侧面。当脚向下踩时水的阻力下侧翼活动划水板&自动打开为15 90°斜面，使水向上 的反作用力通过15 90°角的侧翼活动划水板N4转化为向前的推力。
根据需要，活动划水板Ny侧翼固定划水板Ny侧翼活动划水板N4即可以做成横截 面为长方形或平行四边形的四棱柱型，也可以做成横截面为三角形的三棱柱型等形状。
由图19出示的功能卡Y的侧视图可知，所述功能卡Y由上U型卡箍l和下U型卡 箍Y2通过螺钉连接而成，上U型卡箍l和下U型卡箍Y2可根据需要相互固定或相互旋转， 其中下卡箍L的两个端部各有一通孔，用螺钉穿过两通孔可以将配件功能卡Y固定在支撑 环D上。采用这种结构，使用者可以在功能卡Y上架伞、鱼竿等物。 由图20出示的稳定舵S的侧视图可知，浮力体下方安装有防锈金属(如铅、不锈
钢等)制成的配重体稳定舵S。采用这种结构可以增加水上平衡器的稳定性。 本发明的动力鞋不局限于图6至图14所示实施方式的结构，本发明的平衡器也不
局限于图1至图5、图15至图20所示实施方式的结构，此结构还可以改装成动物或车辆使
用的水上行走器，从而使得水上马车、水上宠物比赛等活动成为可能。 本发明的动力鞋和平衡器可以有其他结构形式，上述实施方式中只要将水上行走 器分为支撑身体重量产生浮力并保持身体平衡的平衡器和产生驱动力的动力鞋结合使用， 从而使动力鞋可以将脚踏力转化为驱动力，并且平衡器a产生的浮力与动力鞋b产生的浮
8力之和大于或等于身体(如果浮力体下方安装有配重体稳定舵S时，为身体和配重体稳定 舵S的重量之和)所需浮力的结构，并且由它们所组成的分体式水上行走器均落在本发明 的保护范围之中。 综上所述，本发明分体式水上行走器可以用平衡器支撑身体重量产生浮力并保持 身体平衡，用动力鞋将脚踏力转化为驱动力，人们利用其在水上可像在陆地上那样平稳行 走，无需借助双手或双臂来解决平衡的问题，还可以实现在水上或冰上、沼泽上实施救援等 行动。而且操作简单、容易控制、重心稳定，不易翻到，适宜于任何人群使用。
权利要求
一种分体式水上行走器的设计方法，其特征在于分体式水上行走器由平衡器和动力鞋两个单体组成。
2. 按照权利要求1所述的一种分体式水上行走器的设计方法，其特征在于所述分体式水上行走器的平衡器包括支撑环(D)，固定支架(F)的一端都固定在支撑环(D)下侧并与过安装点的支撑环(D)的切线相垂直，各个安装固定点均匀分布在支撑环(D)上，且每个固定支架(F)与支撑环(D)的环面所成角度相等，固定支架(F)的另一端与浮力体固定连接，浮力体的下表面固定安装有定向板(I)，平衡器支撑环(D)上套装有坐垫(B);可调支架(E) 固定在支撑环(D)的上侧，可调支架(E)的一端都固定在支撑环(D)上侧且与过安装点的支撑环(D)的切线相垂直，各个安装固定点均匀分布在支撑环(D)的圆周上，且每个可调支架(E)与支撑环(D)的环面所成角度相等，可调支架(E)的另一端和可调支撑环(C)相连接，平衡带(A)套装在可调支撑环(C)上；分体式水上行走器的动力鞋可以是赤脚型动力鞋(b》，其包括浮体(M)，在浮体(M)的下表面上平行固定有多个划水板，在浮体(M)的上表面上开有一个凹槽，在凹槽内固定连接固脚带(K)，贯穿浮体(M)的多个水孔(R)分布在凹槽内；或是穿鞋型动力鞋(b》，其包括浮体(M)，在浮体(M)的下表面上平行安装的多个划水板，在浮体(M)的上表面上开有一个凹槽，在凹槽内固定连接密封式水鞋(O)，密封式水鞋(0)内固定连接固脚带(K)，密封式水鞋(0)上部固定有搭扣(L)。
3. 按照权利要求2所述的一种分体式水上行走器的设计方法，其特征在于所述分体式水上行走器的平衡器的浮力体为三个梭形的浮力梭(H》，其分别安装在三支固定支架(F) 的底端，其中两个浮力梭(H》为固定安装，安装方向为相互平行并与其安装点的连线相垂直，第三个浮力梭(H》通过万向轮(J)固定转动连接。
4. 按照权利要求2所述的一种分体式水上行走器的设计方法，其特征在于所述分体式水上行走器的平衡器的浮力体由浮力环(H。)和防碰浮力环(G)组成，其中浮力环(H。)为刚性轻质材料，固定安装在固定支架(F)的底端，浮力环(H。)与支撑环(D)同心安装，防碰浮力环(G)为弹性充气环，同心固定安装在浮力环(H。)外侧。
5. 按照权利要求2所述的一种分体式水上行走器的设计方法，其特征在于所述分体式水上行走器的平衡器的浮力体为两个梭形的浮力梭(H》，两个浮力梭(H》分别安装在两只固定支架(F)的底端，安装方向为两个浮力梭(H》相互平行并与其安装点的连线相垂直。
6. 按照权利要求2所述的一种分体式水上行走器的设计方法，其特征在于所述分体式水上行走器的平衡器的浮力体为单轮浮力轮(H2);或为五轮浮力轮(H3)。
7. 按照权利要求1所述的一种分体式水上行走器的设计方法，其特征在于所述分体式水上行走器动力鞋的浮体(M)下表面或侧翼上平行安装有多个划水板，划水板可以为固定划水板，也可以为活动划水板；所述分体式水上行走器动力鞋的浮体(M)侧翼上平行安装的多个划水板呈倾斜状，与水平面夹角为15° 90° 。
8. 按照权利要求1所述的一种分体式水上行走器的设计方法，其特征在于所述平衡器还包括一个或几个功能卡(Y)，功能卡(Y)由上U型卡箍(Y》和下U型卡箍(Y2)通过螺钉连接，其中下卡箍(Y2)的两个端部各有一通孔，功能卡(Y)固定在支撑环(D)上。
9. 按照权利要求2所述的一种分体式水上行走器的设计方法，其特征在于所述浮力体还包括一个或几个配重体稳定舵(S)，其安装于浮力体下方，采用防锈金属制成。
10.按照权利要求1所述的一种分体式水上行走器的设计方法，其特征在于所述分体式水上行走器的平衡器和动力鞋均可采用充气结构。
全文摘要
本发明属于分体式水上行走器，其特征在于分体式水上行走器由平衡器和动力鞋两个单体组成平衡器的可调支撑环(C)通过三个可调支架(E)连接在支撑环(D)上方，支撑环(D)通过2-3个固定支架(F)与浮力体连接；动力鞋是赤脚型动力鞋(b1)或穿鞋型动力鞋(b2)，动力鞋上连接有固脚带(K)，在浮体(M)的下表面上平行固定有多个划水板，人们可以用其在水上或冰上、沼泽上救援，或进行娱乐，它将脚踏力转化为驱动力，利用其在水上可像在陆地上那样平稳行走，无需借助双手或双臂来解决平衡的问题，而且操作简单、容易控制、重心稳定、不易翻到，适宜于任何人群使用。
文档编号B63B35/83GK101786492SQ200910021039
公开日2010年7月28日 申请日期2009年1月23日 优先权日2009年1月23日
发明者郑雪涛 申请人:郑雪涛