专利名称：改进的可变节距桨架的制作方法
技术领域：
本发明涉及竞技划艇(competitive rowing)运动,更具体地,但非限制性地涉及可变节距桨架，并且涉及如果必要用于精确测量产生自桨架中单点的力的新颖性设施。
背景技术：
在竞技划艇中，其中成绩极大地依赖于微小的变化和设备的准备，划艇カ如何从个体传送到桨的叶片是关键的。然而，当前市场上的桨架仍然存在关于空转(free play)和精确位置以及桨在划床(row-bed)或道门(gate)上支撑的问题。具体地，当前道门的设计通常包括不能轻易调节的固定节距，从而导致节距典型地设定在折衷的设置中。此折衷被典型地设定以防止桨在行程结束时被卡死在水中，相对于桨冲去。当前没有办法使节距设定到最优的设置用于划艇行程的所有阶段，在划艇术语 中通常称为入水(catch)、拉桨(drive)和退出。ー些教练或艇员将试图通过物理地弯曲销来使销斜进或斜出，从而处于行程中间的节距能够被不同地设定到入水或終止。此技术非常粗糙和麻烦且典型地不能提供需要的結果。其还使销变形并受到损伤。存在一些商业上可用的楔形物以帮助倾斜销。一种可选择的方法是在上紧保持螺母之前，在销的ー侧下方楔进小硬币或垫圏。倾斜销仅提供2或3度的调节。倾斜销不允许节距在行程的入水时和终止时独立地设定。除了以上，现有技术的道门设计不会使其自身用于测量力，主要因为两个原因I.没有办法使力传感器从测量道门中的桨的重量中分开并将在水平方向上作用于销的桨的推进カ与桨自身的引力重量分离；以及2.当前的节距调节机构具有相当大的空转，导致不精确的カ測量結果。当前，力测量结果通过测量鞋中脚的力或者通过测量销上的载荷来确定。还已经尝试测量桨上的应变。测量鞋上的力没有向行程中施加压カ的位置提供參照，并且此測量结果只是对于腿部驱动是精确的，而不用于背部摆动或臂部。另外，测量销上的载荷，通过作用的力測量了桨的组合重量。虽然使用了两种技术，但是没有ー种提供了用于在向前方向上推进船的作用力的精确测量，并且没有ー种方法向桨的角位置(入水、拉桨和終止)提供參照。两种方法对于建立和校准来说也是复杂的，并且仅通过运动中真正的精英来实施，例如澳大利亚运动协会(AIS)。一些カ测量系统通过完全去除节距调节来解决空转的问题，并将其锁定在4度。这对于精英水平的艇员来说是不可接受的，且因此这些系统很少留在船上。现有技术的缺点能够归纳如下 贯穿划艇行程的每个阶段，例如入水、腿部、背部、臂部、摇下，使销弯曲不提供节距的分级调节。 没有精确且可靠的方法以调节船中的所有道门至相同的节距轮廓。 节距在行程的入水时和终止时不能独立地设定。 该技术不可重复任何实际的精度。 当前力的測量结果不能真正反应对船的推进カ。
从脚或桨上应变的测量没有提供角度參照以指示行程中力被应用的位置。 由于不能精确测量力/角度和行程的长度，所以不可能恰当地调整叶片的节距用于优化成绩。 同样用于设定桨在船内和船外的长度，以及脚的位置。 不通过精确測量结果的节距调节将需要推测且将不会产生最大的成绩。 当前的尼龙节距调节器是松装配的，导致在销上进行的任何的力测量结果中大的噪音分量。因而，本发明的目的是通过提供新颖的且创新的可变节距桨架以改善现有技术中的ー些或所有的上述缺点，或者至少向公众提供有用的选择。发明概述 因而，一方面，本发明在于划艇用船(rowing shell)的可变节距桨架，以组合方式包括用于固定桨的道门；桨架，其适于围绕划艇用船的架部(rigger)的垂直销旋转，其特征在于桨架还包括水平枢转装置，其特别适于当道门围绕垂直销旋转时改变道门的角位移，其中在操作中，桨叶片的节距能够在划艇行程的所有阶段期间被相应地改变并被精确地确定，并且水平销还提供用于カ传感器的安装，确保只測量水平力。优选地，水平枢转装置包括桨架的桨夹和垂直支承组件(vertical bearingassembly)之间的水平铰链或枢轴，以允许道门在水平面内枢转并围绕垂直销旋转，桨夹包括与成形的凸轮或间隔物接触的凸轮随动件，所述凸轮随动件适于影响道门的水平位移，其中在操作中，凸轮的轮廓允许桨架的节距被精确地设定，从而在划艇行程的所有阶段控制叶片的角度。优选地，有助于道门水平地枢转的铰链包括从桨夹的材料产生或由桨夹的材料形成的一对相对的枢转耳部(Pivot lug)，枢转耳部围绕穿过枢转耳部和位于耳部之间的支承组件的水平铰链销枢转。优选地，力測量结果借助于连接到铰链销的或者与铰链销关联的一个或多个カ转换器(force transducer)而得到,从而在没有其他非推进カ例如水动升カ或桨重力的情形下，使得能够获得精确且真实的推进カ測量結果。水平销还提供用于カ传感器的安装，从而确保只測量水平的(即推进的)力。在可选择方案中，力转换器可与道门的任何部分关联。优选地，成形的凸轮由弹性聚合物材料例如特氟隆或高冲击塑料制造。在可选择方案中，凸轮能够由轻质金属例如铝或不锈钢的坯料机加工而成。凸轮随动件能够由磷青铜或其他适当的轴承材料机加工而成。优选地，凸轮是可替换的构件且不同轮廓的凸轮能够根据需要的叶片节距型式(blade pitch pattern)而被简单地去除和替换,或者被选择以适合且/或改进个体划手的成绩。适当地，測量装置包括连接到无线传送设备的加速计和/或应变测量仪和/或位置传感器。来自测量装置的数据能够通过遥测技术或其他方式传送到具有适当软件以处理信息的计算机。在本发明的指导或训练应用中，力測量结果进行计算机分析，其中上传的艇员成绩数据被用于设计或定制凸轮的轮廓以使成绩最大化。另ー方面，本发明在于指导或训练划艇艇员的方法，其中力、角度和深度的测量结果被获取和分析，并且根据对所获得测量结果的分析，具有不同轮廓的凸轮被替换以调整船从而最大化具体艇员的成绩并设计指导或训练进度表。附图简述为了使本发明得到更好的理解，现将參照附图，其中 图I显示根据本发明的优选桨架。图2A和2B显示图I桨架的前视图和侧视图。图3显示使用本发明中桨叶片节距变化的示意图示。附图详述现在參照附图，且首先參照
图1，其中显示了优选桨架的分解示图。图2A和2B显示图I桨架的前视图和侧视图。本发明将道门或桨架分成两个单独的构件。垂直枢轴12允许道门从入水旋转到終止，并引入通过水平枢轴14连接到垂直枢轴的桨夹10，允许节距变化。水平铰链销14a提供用于压カ板16和力转换器16a的安装，从而脱离现有技术对从垂直销进行カ测量的依靠和实践。从水平销本身进行カ测量的此独特方法提供了更加精确的カ的測量，这是因为其完全与推进カ有夫。在优选示例中，桨夹IOa的下部部分配合与凸轮20接触的凸轮随动件24。凸轮通过有角的參照物14固定到垂直销13。凸轮20的轮廓允许节距随着桨经过从入水到終止的行程而精确地变化。优选地，还存在可取代的套筒13a和13b，以当围绕垂直销13旋转时消除垂直枢轴12的任何空转。凸轮能够被容易地变化以适合各个艇员。垂直參照物还被位于垂直枢轴12的基座中的转换器単元5使用，以当其围绕垂直销13旋转时指示道门的位置。如图I所示，在本发明的一种实施方式中，桨夹IOa的底面装有允许桨的水平角和/或カ被测量的水平參照板或转换器22。然而，本领域技术人员将清楚水平參照板22能够由装配到桨夹10的垂直參照板或转换器(未示出)取代或者适合与其结合，以测量桨的垂直的角和/或力。在可去除的隔间26中包含电路和电池，有助于充电和软件升级。设想教练将能够上传艇员的成绩数据并具有定制设计以最大化艇员成绩的凸轮。现參照图3，显示使用桨架时桨叶片节距变化的示意图。随着桨叶片40进入水中，还称为‘入水’ 30，桨叶片40相对于垂直面成6度的节距34。这有助于升カ分量。随着桨手拉动通过动カ行程36，或‘拉桨’，叶片位于2度的节距。随着桨叶片在划艇行程38结束时以8度的节距从水中‘退出’，还出现了冲击在叶片背部上的升力分量。明显的是，通过仔细设计凸轮，不仅能够实现最大的向前推进力，而且存在向行程的开始和结束增加升力分量的潜在可能。提供升力还将减小表面面积接触并减小拖曳(drag)，导致艇速上的増加。在退出位置38处增加的节距还有助于叶片通过桨手从水中的取出。这通过减小桨在水中的拖曳而减小了放慢小艇的可能。测量结果和随后调节的组合将允许艇员或教练很好地为艇员调整小艇。一个比赛中具有大约200个行程，I %的效率进步将与明显的比赛优势有夫。本领域技术人员将容易明白，虽然之前已经通过本发明阐示性示例的方式给出，但是如对于本领域技术人员来说将清楚的，其所有这些和其他的修改和变化被视为属于如本文提出的本发明的宽广范围和界限内。另外，说明书中的术语“包括(comprising) ”和“包含(containing) ”应理解为具有类似于术语“包括(including) ”的宽广含义，并将理解为暗指包括所陈述的整体或者步骤或者整体或步骤的组，但不排除任何其他的整体或者步骤或者整体或步骤的组。此定义还用于术语“包括(comprising) ”和“包含(containing) ”的变体,例如“包括(comprise) ”、“包括(comprises) ”、“包含(contain) ” 和“包含(contains)，，。权利要求
1.一种划艇用船的改进的可变节距桨架，以组合方式包括道门，所述道门用于固定桨；桨架，所述桨架适于围绕所述划艇用船的架部的垂直销旋转，改进导致包括水平枢转装置，所述水平枢转装置特别适于当所述道门围绕所述垂直销旋转时改变所述道门的角位移，其中在操作中，桨叶片的节距能够在划艇行程的所有阶段期间被相应地改变并被精确地确定，并且所述水平销还提供用于カ传感器的安装，确保测量至少基本的水平力。
2.根据权利要求I所述的可变节距桨架，其中所述水平枢转装置包括所述桨架的桨夹 和垂直支承组件之间的水平铰链或枢轴，以允许所述道门在水平面内枢转并围绕所述垂直销旋转，所述桨夹包括与成形的凸轮或间隔物接触的凸轮随动件，所述凸轮随动件适于影响所述道门的水平位移，其中在操作中，所述凸轮的轮廓允许所述桨架的节距被精确地设定，从而在划艇行程的所有阶段控制叶片的角度。
3.根据权利要求2所述的可变节距桨架，其中一对相对的枢转耳部从所述桨夹的材料产生或由所述桨夹的材料形成，所述枢转耳部围绕穿过所述枢转耳部和位于所述耳部之间的支承组件的水平铰链销枢转。
4.根据权利要求I所述的可变节距桨架，其中力測量结果借助于连接到所述铰链销的或者与所述铰链销关联的一个或多个カ转换器而得到，从而在没有其他非推进カ例如水动升カ或桨重力的情形下，使得能够获得精确且真实的推进カ测量結果。
5.根据权利要求4所述的可变节距桨架，其中所述ー个或多个カ转换器包括水平的力转换器和/或垂直的カ转换器。
6.根据权利要求I所述的可变节距桨架，其中所述凸轮是可替换的构件，且不同轮廓的凸轮能够根据需要的叶片节距型式而被容易地去除和替换，或者能够被选择以适合且/或改进单个划手的成绩。
7.一种指导或训练划艇艇员的方法，使用如本文所述的可变节距桨架，其中力、角度和深度的测量结果被获得和分析，并且根据对获得的測量结果的分析，具有不同轮廓的凸轮被替换，以调整船从而最大化具体艇员的成绩并且以设计指导或训练进度表。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述桨架为如权利要求1-6中的任一项所述的可变节距桨架。
全文摘要
一种划艇用船的改进的可变节距桨架，包括用于固定桨的道门，道门适于围绕划艇用船的架部的垂直销旋转。改进在于包括水平枢转装置，其适于当道门围绕垂直销旋转时改变道门的水平角位移。操作中，桨叶片的节距能够在划艇行程的所有阶段期间被相应地改变并被精确地确定。水平销还提供用于力传感器的安装；确保能够测量水平力和/或垂直力。还要求保护指导或训练划艇艇员的方法，该方法使用如本文所述的可变节距桨架，其中力、角度和深度的测量结果被获得和分析。
文档编号A61B5/22GK102762448SQ201080045409
公开日2012年10月31日 申请日期2010年10月5日 优先权日2009年10月7日
发明者德斯蒙德·威廉·雅各布森 申请人:奥茵斯派德私人有限公司