手动游泳推进器的制作方法

本发明涉及一种带有推进器的游泳辅助器械，具体地说是一种通过游泳者驱动螺旋桨轮使游泳者在水中向前游动的推进装置。

背景技术：

游泳是一种在水上靠自力漂浮，借自身肢体的动作在水中运动前进的技能，是男女老幼都喜欢的体育项目之一，但要熟练地掌握游泳技能，需要有一个长期的训练过程，调查发现，在大众游泳馆中，能够娴熟地掌握游泳技巧的人并不多，大多数人只能是站立在浅水区，或是借助游泳圈在水面上漂浮，并不能体验在水中游动的乐趣，而若是学习游泳技能，通常花费的时间较长，很多人因此放弃。

中国专利(cn102553176b)公开了一种机械式水中人力推进器，该装置设置第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆驱动螺旋桨转动，文件给出的使用方式是将第一连杆和第二连杆捆绑在小腿和大腿上，螺旋桨位于膝部关节的外侧，通过小腿和大腿的弯曲伸展动作带动螺旋桨转动，从而推进游泳者向前游动。

上述发明存在以下缺陷：(1)该装置捆绑在腿部，如果采用刚性的连杆装置，会影响腿部的舒适度，可操作性差；如果采用柔性的连杆，因为连杆作为动力输入组件，势必会影响整个装置的稳定性。(2)该装置的主要作用在于游泳增速，仅适用于已经熟练掌握游泳技能的人群使用，并不适合初学者。(3)螺旋桨提供的推动力取决于螺旋桨的直径和和第二齿轮和过渡齿轮的传动比。直接增大螺旋桨的直径或第二齿轮与过渡齿轮的传动比，都会造成体积和质量的增加，影响使用效果。(4)第一连杆和第二连杆围绕铰接点往复摆动，使得螺旋桨轴正向和反向交替转动，为了防止腿部屈起时，螺旋桨受到动力传动而倒转，发明人在螺旋桨轴上设置一个单向飞轮，致使螺旋桨实际为间歇性转动，而在螺旋桨停止转动的时间段，不仅不能增速，而且会增大向前滑动的阻力。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种手动游泳推进器，通过双手握持手柄操作，使用过程不需要捆绑连接。装置本身能够提供浮力，可以帮助游泳初学者漂浮在水面上，适合游泳初学者使用，螺旋桨能够达到理想的转速，并能够朝一个方向连续不间断旋转，从而提供持续的推进力。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种手动游泳推进器，包括螺旋桨、用于提供浮力的浮板、一对通过双手握持驱动的可往复摆动的手柄和变速器总成，所述变速器总成与浮板固定安装，所述变速器总成包括壳体、变速齿轮、输入轴和输出轴，所述螺旋桨固定安装在变速器的输出轴上，手柄与变速器壳体通过铰链连接，所述手柄往复摆动带动变速器的输入轴转动。

上述方案使得游泳者通过双手驱动手柄，并带动螺旋桨转动，提供推进力，借助浮板提供的浮力，有助于游泳者在水中保持平衡，并使头部可以露在水面之上，变速器变速齿轮多级变速，使得螺旋桨的转速增加，从而增强推进效果。

为了使螺旋桨能够朝同一方向连续旋转，在所述手柄和输入轴之间设置一个单向连续驱动装置。

所述单向连续驱动装置包括两个动力输入齿轮，两个从动齿轮及两个单向轴承，每个从动齿轮内安装一个单向轴承，将两个从动齿轮套装入变速器输入轴，使得两个从动齿轮的轴线与变速器输入轴的轴线重合，两个单向轴承的止逆旋向保持一致，所述两个动力输入齿轮分别固定安装在两个手柄的铰接端，并且动力输入齿轮的轴线与相应的手柄旋转轴线重合，两个动力输入齿轮分别与对应的从动齿轮啮合。

另一种方案，所述单向连续驱动装置包括两个主动齿轮、两个棘轮、两个棘爪和一个从动齿轮，所述从动齿轮固定安装在变速器的输入轴上，从动齿轮的轴线与输入轴的轴线重合，主动齿轮与棘轮同轴心固定连接，主动齿轮与棘轮的组合体的轴线与手柄的旋转轴线重合，并且主动齿轮与棘轮的组合体可相对手柄转动，在手柄上设置棘爪，棘爪与棘轮配合，两个棘轮的可自由旋转方向相同，两个主动齿轮均与设置在变速器输入轴上的从动齿轮啮合。

上述两种方案，可以实现手柄在一定范围内反复摆动，驱动螺旋桨朝着同一方向连续不间断旋转。

为了使手柄在摆动过程中，手动游泳推进器整体保持平衡，所述两个手柄的铰接点间隔一定的距离，并且在两个手柄的铰接端分别设置两个扇形齿轮，扇形齿轮与手柄相对固定，两个扇形齿轮相互啮合。

上述平衡机构，使得操控两个手柄摆动的过程中，变速器总成及其螺旋桨相对两个手柄的对称中心线上保持稳定。避免使用过程中左右摆动。

本发明的有益效果在于：(1)通过双手握持手柄操作，使用过程不需要捆绑连接，操作简单方便。

(2)借助浮板提供的浮力，可以帮助游泳初学者漂浮在水面上，并为后续向前游动提供基础，对游泳者技能要求低，适用对象范围广泛。

(3)变速器总成，通过多级齿轮变速，将手柄的低速摆动转换为螺旋桨的高速旋转，从而提供足够的推进力。

(4)设置在手柄和变速器输入轴之间的单向连续驱动装置，可以使手柄的往复运动转换为螺旋桨单向连续不间断地旋转运动，不间断提供推进力，避免螺旋桨停转而带来的阻力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的主视图。

图3为本发明的左视图。

图4为本发明动力输入部分的原理图。

图5为本发明传动部件的爆炸结构示意图。

图6为动力输入部件及传动部件的分解结构示意图。

图7为另一种实施例的动力输入结构示意图。

图中：1—浮板；2—手柄；3—变速器总成；4—螺旋桨；21—扇形齿轮；22—动力输入齿轮；31—从动齿轮；32—支撑板；33—第一齿轮；34—第二齿轮；35—输出齿轮轴；36—输入轴；37—单向轴承；38—轴套；51—主动齿轮；52—棘轮；53—棘爪。

具体实施方式

如图1至3所示的手动游泳推进器，包括一个提供浮力的浮板1、一对可往复摆动手柄2、变速器总成3和螺旋桨4，所述变速器总成3固定安装在浮板1的下方。

如图5所示，所述变速器总成3包括三块支撑板32构成的支架、从动齿轮31、第一齿轮33、第二齿轮34、输出齿轮轴35、输入轴36、单向轴承37和轴套38，变速器总成3的输出齿轮轴35的末端通过轴套38与螺旋桨4固定连接。输入轴36与第一齿轮33同轴心固定连接，所述第二齿轮34为双联齿轮，第一齿轮33、第二齿轮34和输出齿轮轴35构成变速器总成的主体变速部分，通过二级变速，将输入轴36的转速扩大后，通过输出齿轮轴35输出，带动螺旋桨转动，产生推进力。

如图4所示，所述手柄2与变速器总成3的支撑板32用铰链连接，铰接点在同一水平线上，但并不重合，两个铰接点间隔一定的距离，在手柄2靠近铰接点的一端固定设置有扇形齿轮21，扇形齿轮21的轴线与手柄2的旋转轴线重合，并且两个扇形齿轮21在手柄的摆动幅度内保持相互啮合，目的在于，操控两个手柄2摆动的过程中，变速器总成3及其螺旋桨4相对两个手柄2的对称中心线上保持稳定，避免使用过程中左右摆动。

如图6所示，输入轴36上设置有两个从动齿轮31，两个从动齿轮31套装入输入轴36，其轴线重合，在每个从动齿轮31与输入轴36之间各设有一个单向轴承37，单向轴承37是在一个方向上可以自由转动，而在另一个方向上锁死的一种轴承。两个单向轴承37可自由转动的方向保持一致(相对的止逆旋向也保持一致)，并且保证在输入轴36在锁死方向转动与螺旋桨正向转动相一致。

如图4和5所示，在手柄2的靠近铰接点的一端设置有动力输入齿轮22，动力输入齿轮22的轴线与手柄2的旋转轴线重合。两个动力输入齿轮22分别与两个从动齿轮31相啮合。

两个动力输入齿轮22实际工作时，是在一定角度范围内摆动，因此可制做成扇形，并不影响使用。

使用方法及工作原理如下：游泳者身体浸入水中，双手分别握持住推进器的两个手柄2，由于浮板1可提供一定的浮力，并通过手柄2传递到游泳者的手臂，游泳初学者可以借助浮板的浮力，使其头部不至于浸没在水中，具有和普通浮板相同的功能，除此之外，游泳者向内或向外交替用力，驱动两个手柄张开或闭合，由于手柄2末端的扇形齿轮21相互啮合，变速器总成3及其螺旋桨4相对两个手柄2的对称中心线上保持稳定，避免了左右摆动。手柄2在张开的过程和闭合的过程，动力输入齿轮22的旋转方向会发生变化，从而带动从动齿轮31也发生变化，但左右两个动力输入齿轮22的旋转方向始终保持非一致，即向相反的两个方向旋转，前后两个从动齿轮31的旋转方向也保持着非一致，因为从动齿轮31的内部设置有单向轴承，因此，两个向相反方向转动的从动齿轮31轮流交替地驱动输入轴36向单一方向连续旋转，通过多组齿轮的变速，使得螺旋桨4能够保持较高的转速。从而在给游泳者提供向上浮力的同时，还会产生一个连续作用的向前推进力，带动游泳者向前游动。

上述单向轴承37也可以用单向飞轮代替。以提供更高的转矩。

图7给出了另一种动力输入方式的实施例，在上述方案中，如果是用于竞技等，单向轴承37可能不足以提供足够转矩，影响使用寿命，则可采用下述方案。

去除从动齿轮31与输入轴36之间的单向轴承37以及动力输入齿轮22，将除从动齿轮31与输入轴36同轴心固定连接，在手柄2的铰接端设置主动齿轮51和棘轮52，主动齿轮51为全齿轮，其与棘轮52同轴心固定连接，主动齿轮51和棘轮52的组合体的轴线与手柄2的旋转轴线重合，主动齿轮51和棘轮52的组合体可相对手柄2旋转，在手柄2上设置棘爪53，棘爪53与棘轮52配合，装配时，两个棘轮53的自由旋转方向(反方向锁定)要求一致。

该实施例能够达到与第一种实施相同的效果，仅仅是用双棘轮机构代替两个单向轴承所起的作用，目的在于增大扭矩，原理与第一种实施例的相同，不再敷述。

所述浮板1可采用市场上现有的聚乙烯泡沫板，或是采用充气式空心塑料袋。亦可采用其他具有漂浮特性的物体代替。

通过减小浮板1的体积或是降低充气量的方式来减小浮板1浮力，使手动游泳推进器能够悬浮于水中，则可在水下使用，适用于潜水爱好者作为水下推进器使用。

为了提高使用的安全性，应在螺旋桨4外围设置保护罩(图中未示出)，可借鉴现有的电风扇保护罩，也可以做成筒状。

为了将操控动作从竖直平面转换为水平面，或是减少推进器变速器总成3部分的阻力，可将手柄2水平放置，并在输出齿轮轴35与螺旋桨4之间设置换向机构。

所述换向机构可以是将输出齿轮轴35末端安装锥齿轮，并增加换向轴，换向轴的一端与螺旋桨固定连接，另一端设置锥齿轮，该锥齿轮与安装在齿轮轴末端的锥齿轮啮合，从而达到换向的目的。

以上公开的仅为本专利的具体实施例，但本专利并非局限于此，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，做出的变形应视为属于本发明保护范围。