多功能飞舞器的制作方法

1.多功能飞舞器涉及体育运动器材和玩具技术领域，尤其涉及一种风车。


背景技术：

2.传统的体育运动器材能给人们锻炼身体，增强体质，丰富人们的生活，对人们的身心健康起到了很大的作用。但大多数传统的体育运动器材结构呆板，运动过程体验感不强，更缺乏愉悦感，且功能单一。传统的风车玩具只能在有风的情况下或通过定向移动让风车相对风有一定的定向速度才能转动，且风在垂直风车旋转平面的不同方向吹时风车的旋转方向不同，所以在没有风的情况下风车不能在原地转动，传统的风车玩具也功能单一。
3.综上得知，现有技术和产品还有待改进和发展。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的不足及补充丰富体育运动器材和玩具“家族”，提供一种结构新颖、操作简单，集趣味性、娱乐性、体育运动、自拍杆、伞具、人力风扇等多种功能于一体的多功能飞舞器。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.多功能飞舞器，包括：转叶器和拉杆；
7.转叶器包括转叶头、以及均匀分布在转叶头周围的多个叶片；叶片的根部与转叶头连接；转叶头活装在拉杆的一端，叶片随着转叶头能绕拉杆灵活转动，叶片的转动平面与拉杆垂直；
8.还包括防护装置，防护装置采用防护圈或者防护罩；采用防护圈时，防护圈布置在叶片的外周，叶片的尖部与防护圈连接，防护圈是转叶器的一部分；采用防护罩时，防护罩安装在拉杆上，防护罩大干叶片转动圆周，防护罩只随拉杆运动而不随转叶器转动；防护罩是网状的；防护罩有半罩型防护罩和全罩型防护罩两种，半罩型防护罩只挡住转叶器靠拉杆的一面和叶片的尖部，全罩型防护罩将整个转叶器包围起来；
9.所有叶片的截面是翼型的，叶片的上表面和叶片的下表面至少有一面是凸形的；所有叶片的前缘朝同一个转动方向安装；叶片的前缘是浑圆的，叶片的后缘是尖锐的。叶片的弦线与叶片的旋转平面的夹角为叶片的安装角。将拉杆竖直布置，转叶头置于上方，拉杆置于下方，叶片的前缘高于叶片的后缘时，叶片的安装角定义为正值；叶片的前缘低于叶片的后缘时，叶片的安装角定义为负值；叶片的安装角在－3
°
至5
°
之间；叶片的翼型的最大厚度位置离叶片的前缘的距离是叶片弦长的25％至35％。
10.更进一步地，所述多功能飞舞器还包括手柄，手柄与拉杆的另一端相连。
11.优选地，所述手柄是直的，手柄上设有防滑结构。
12.更进一步地，所有叶片的形状和结构均相同，叶片的翼型采用双凸型，即叶片的上表面向上凸出，叶片的下表面向下凸出；单个叶片的展弦比大于1且小于6；单个叶片展长在0.2米至1米之间；叶片的数量在2个至8个之间。
13.优选的，所有叶片的翼型采用对称双凸型翼型，如naca0016或naca0012翼型；所有叶片的安装角均为－1
°
至2
°
之间。
14.优选的，所有叶片的翼型采用上表面凸出、下表面基本平的翼型，如naca2412翼型；所有叶片的安装角相同，均为0
°
至4
°
之间。
15.更进一步地，转叶头处安装了转速测量装置，转速测量装置与通信终端设备之间有无线电连接，叶片的转速信息通过无线的方式发送给通信终端设备。转速信息以数字或时间－转速曲线的形式显示。通信终端设备包括手机和电脑。
16.更进一步地，转叶头处设置了刹车装置，刹车装置采用人工控制或自动控制；
17.刹车装置采用人工控制方式时，刹车控制开关安装在手柄上；刹车装置采用纯机械式的或电磁式的；采用纯机械式刹车装置时，刹车装置与刹车控制开关之间采用钢丝绳连接；采用电磁式刹车装置时，刹车装置与刹车控制开关之间采用电线连接，且配有电池，刹车控制开关与电池间存在电连接；
18.刹车装置采用自动控制方式时，刹车装置采用电磁式的，在防护圈的外侧周围设置感应器，感应器与刹车装置电连接，电池安装在叶片中或转叶头中，刹车装置与电池电连接；当感应器感应到有物体靠近感应器时，感应器会发出信号触发刹车装置启动快速使转叶器停止转动。
19.更进一步地，拉杆采用伸缩结构，方便收纳。
20.优选地，拉杆与转叶头连接的一端采用折叠结构，不使用时拉杆能折叠与叶片基本平行且拉杆靠近叶片，方便收纳。
21.更进一步地，防护圈用软材料制作，如布或橡胶；叶片通过铰链与转叶头铰接，叶片能折叠，叶片折叠后与拉杆靠拢。
22.更进一步地，手柄上带有智能音箱，智能音箱带有耳机插孔，方便插耳机收听节目或听音乐。
23.更进一步地，叶片采用彩色的，叶片转动起来更美，叶片与转叶头之间采用装配的形式连接，方便更换不同颜色的叶片；而且方便光学教学。
24.更进一步地，叶片的上表面、叶片的下表面、防护圈和拉杆四者至少有一者上设置了多个彩灯；转叶器上或手柄上安装了电池，电池安装在转叶头中或者叶片中或者手柄中；彩灯跟电池电连接。设置彩灯叶片转动起来很好看，彩灯还可形成多种不同的图案。
25.优选地，彩灯由智能电子控制器控制，彩灯的点亮个数随转叶器的转速变化而改变，转叶器转得越快彩灯亮的数量越多。
26.更进一步地，转叶头与拉杆是通过轴承连接的，轴承采用无油无珠轴承或者深沟球轴承。
27.更进一步地，在转叶器上安装永磁体，在拉杆上靠近转叶器的位置安装感应线圈，永磁体和感应线圈构成微型发电机，微型发电机与安装在拉杆上的电池电连接；转叶器在人力驱动下或自然风的吹动下旋转带动微型发电机发电，发出的电充入电池。
28.更进一步地，手柄上设置了usb接口，usb接口与电池电连接，usb接口能为手机。
29.更进一步地，叶片、拉杆和手柄均采用塑料制作。
30.更进一步地，转叶头的下表面上设置了手机卡子，能固定手机方便自拍，能作自拍杆使用。
31.更进一步地，还包括防雨布，防雨布呈圆盆形，将防雨布罩在转叶器上，所述多功能飞舞器能当作伞使用。为了方便套装，防雨布周边设计伸紧带，类似浴帽一样；或者，在防雨布周边和防护圈上设置魔术帖；或者，在防雨布周边和防护圈上设置拉链。
32.更进一步地，手柄是空心结构的，防雨布不使用时藏在手柄内。
33.更进一步地，拉杆与转叶器的连接处是靠张紧装置连接的，拉杆是空心的，张紧装置与安装在手柄上的按键采用张紧绳相连，张紧绳在拉杆中穿过；张紧装置包括成对布置在拉杆上端周围的弹簧和移动销，靠弹簧压住移动销顶住转叶头内圈的内表面使拉杆与转叶头牢固连接，按压手柄上的按键拉动张紧绳牵引移动销离开转叶头内圈的内表面从而松开张紧装置，转叶器就能脱离拉杆。设置张紧器的作用是：当转叶器的转速足够快时，用手按压手柄上的按键松开转叶器，转叶器就会像竹蜻蜓一样飞起来。
34.更进一步地，多功能飞舞器采用防水材料制作，方便在水中使用。
35.更进一步地，本发明多功能飞舞器用来作为体育比赛的器材，按照一次有效操作的时间长短、或者：叶片单次的平均转速快慢、或者：叶片单次的最高转速快慢来比赛。
36.本发明多功能飞舞器的基本工作原理和使用方法是：使用者手握手柄，将拉杆竖直布置，用手上下往复举拉多功能飞舞器；或者，使用者手握手柄，将拉杆水平前后布置，手柄朝后，转叶器朝前，用手前后往复推拉多功能飞舞器；带动转叶器上下往复运动或前后往复运动，由于转叶器的特殊结构，叶片会围绕拉杆旋转起来。当叶片的安装角大于2
°
时，叶片转动会向拉杆的方向吹风，所述多功能飞舞器能作为人力风扇使用；以拉杆竖直布置来说明本发明多功能飞舞器的工作原理：外力驱动，使叶片上下运动，叶片的上表面和叶片的下表面交替迎风，由于叶片的上表面和叶片的下表面至少有一面是凸形的，且叶片的翼型的最大厚度位置靠近叶片的前缘而远离叶片的后缘，迎面来流作用在翼型的凸的一面时会分成大小不同的两股气流，小股气流向叶片的前缘方向运动，大股气流向叶片的后缘方向运动，这样一来，在叶片的前缘和叶片的后缘间会形成动量差，气流会推动叶片向叶片的前缘方向运动，加上惯性的作用，多个叶片一起绕拉杆旋转。在一定转速范围内，拉杆往复运动的频率越快，叶片转动会越快；拉杆往复运动的幅度越大，叶片转动也会越快；叶片前行的阻力会随转速的增加而增大，但当叶片转动起来后，随着叶片旋转的速度的快速增大，叶片的雷诺数会增大，则叶片前行的阻力的增速会放缓，如果使用者力量足够，叶片会高速旋转。这样会使使用者有很愉悦的体验感和成就感，感觉会很舒服，能同时起到娱乐和健身的作用，使使用者在快乐中得到了锻炼，有益使用者的身心健康。如果推拉的频率下降的话，叶片的转速会慢下来。在整个推拉过程中力度是变化的。当然，叶片的运动过程是一个很复杂的过程，有前行、上行、下行多种运动复合在一起，还会受到当地环境如风速风向的影响。
37.本发明的有益效果是：本发明多功能飞舞器结构新颖，功能多样。使用者推拉拉杆使叶片做往复运动，在相对气流的作用下使叶片转动，是一种将往复直线运动转换成圆周转动的器械，可供体育娱乐、锻炼、发电、教学等，也可以作为伞和自拍杆使用，不但可以在空气中使用还可以在水中使用，适合老、中、青、少人群使用，娱乐性强，体验感强，与传统的体育器材和玩具风车相比，更能够吸引大众参与运动锻炼，对提高全民身体素质将产生深远的影响。
附图说明
38.图1是本发明的一个实施例的结构立体示意图，该图是从侧下方往上看的；
39.图2是本发明的另一个实施例的结构立体示意图，该图是从侧上方往下看的；
40.图3是本发明装有防雨布的实施例的立体示意图，该图是从侧上方往下看的；
41.图4是本发明中叶片的一种翼型示意图；
42.图5是本发明中叶片上行时气流分析示意图。
43.图中：
44.1－转叶器，11－转叶头，111－转叶头的下表面，112－手机卡子，12－叶片，121－叶片的前缘，122－叶片的后缘，123－叶片的上表面，124－叶片的下表面，13－防护圈；2－拉杆；3－手柄，31－防滑结构，32－控制开关，33－usb接口；4－感应器；5－彩灯；6－防雨布；
45.a－叶片的弦线，b－叶片的旋转平面，c－叶片的安装角，d－叶片的上行方向指示，e－叶片上行时上方气流的流线示意，g－叶片的前行方向示意。
具体实施方式
46.下面结合附图与实施例对本发明的技术方案作具体说明。
47.实施例1：多功能飞舞器，包括：转叶器1和拉杆2；
48.转叶器1包括转叶头11、以及均匀分布在转叶头11周围的多个叶片12、以及布置在叶片12外周的防护圈13；叶片12的根部与转叶头11连接，叶片12的尖部与防护圈13连接；转叶头11活装在拉杆2的一端，叶片12随着转叶头11能绕拉杆2灵活转动，叶片12的转动平面与拉杆2垂直；
49.所有叶片12的截面是翼型的，叶片的上表面123和叶片的下表面124至少有一面是凸形的；所有叶片的前缘121朝同一个转动方向安装；叶片的前缘121是浑圆的，叶片的后缘122是尖锐的。叶片的弦线a与叶片的旋转平面b的夹角为叶片的安装角c。将拉杆2竖直布置，转叶头11置于上方，拉杆2置于下方，叶片的前缘121高于叶片的后缘122时，叶片的安装角c定义为正值；叶片的前缘121低于叶片的后缘122时，叶片的安装角c定义为负值；叶片的安装角c在－3
°
至5
°
之间；叶片的翼型的最大厚度位置离叶片的前缘121的距离是叶片12弦长的25％至35％。
50.实施例2：多功能飞舞器，在实施例1的基础上，取消防护圈，采用防护罩作防护装置，防护罩安装在拉杆上，防护罩大干叶片转动圆周，防护罩只随拉杆运动而不随转叶器转动；防护罩是网状的，类似于电风扇的防护罩；防护罩有半罩型防护罩和全罩型防护罩两种，半罩型防护罩只挡住转叶器靠拉杆的一面和叶片的尖部，全罩型防护罩将整个转叶器包围起来。
51.更进一步地，实施例1或者实施例2中，转叶头11与拉杆2是通过轴承连接的，轴承采用深沟球轴承。
52.更进一步地，在实施例1或者实施例2的基础上，还包括手柄3，手柄3与拉杆2的另一端相连。
53.优选地，所述手柄3是直的，手柄3上设有防滑结构31。
54.优选地，所有叶片12的形状和结构均相同，叶片12的翼型采用双凸型，即叶片的上
表面123向上凸出，叶片的下表面124向下凸出；单个叶片12的展弦比大于1且小于6；单个叶片12展长在0.2米至1米之间；叶片12的数量在2个至8个之间；
55.或者：所有叶片12的翼型采用对称双凸型翼型，如naca0016或naca0012翼型；所有叶片的安装角c均为－1
°
至2
°
之间；
56.或者：所有叶片12的翼型采用上表面凸出、下表面基本平的翼型，如naca2412翼型；所有叶片的安装角c相同，均为0
°
至4
°
之间。
57.更进一步地，转叶头11处安装了转速测量装置，转速测量装置与通信终端设备之间有无线电连接，叶片12的转速信息通过无线的方式发送给通信终端设备。转速信息以数字或时间－转速曲线的形式显示。通信终端设备包括手机和电脑。
58.更进一步地，转叶头11处设置了刹车装置，刹车装置采用人工控制或自动控制；
59.刹车装置采用人工控制方式时，刹车控制开关32安装在手柄3上；刹车装置采用纯机械式的或电磁式的；采用纯机械式刹车装置时，刹车装置与刹车控制开关32之间采用钢丝绳连接；采用电磁式刹车装置时，刹车装置与刹车控制开关32之间采用电线连接，且配有电池，刹车控制开关32与电池间存在电连接；
60.刹车装置采用自动控制方式时，刹车装置采用电磁式的，在防护圈13的外侧周围设置感应器4，感应器4与刹车装置电连接，电池安装在叶片12中或转叶头11中，刹车装置与电池电连接；当感应器4感应到有物体靠近感应器4时，感应器4会发出信号触发刹车装置启动快速使转叶器1停止转动。感应触发距离设定为0.3m，即当感应器4感应到有物体距离感应器40.3m时，感应器4立即发出信号触发刹车装置启动快速使转叶器1刹车停转。
61.更进一步地，拉杆2采用伸缩结构，方便收纳。
62.优选地，拉杆2与转叶头11连接的一端采用折叠结构，不使用时拉杆2能折叠与叶片12基本平行且拉杆2靠近叶片12，方便收纳。
63.更进一步地，防护圈13用软材料制作，如布或橡胶；叶片12通过铰链与转叶头11铰接，叶片12能折叠，叶片12折叠后与拉杆2靠拢。
64.更进一步地，手柄3上带有智能音箱，智能音箱带有耳机插孔，方便插耳机收听节目或听音乐。
65.更进一步地，叶片12采用彩色的，叶片12与转叶头11之间采用装配的形式连接，方便更换不同颜色的叶片12。
66.更进一步地，叶片的上表面123、叶片的下表面124、防护圈13和拉杆2四者至少有一者上设置了多个彩灯5；转叶器1上或手柄3上安装了电池，电池安装在转叶头11中或者叶片12中或者手柄3中；彩灯5跟电池电连接。
67.优选地，彩灯5由智能电子控制器控制，智能电子控制器与彩灯5和电池存在电连接，彩灯5的点亮个数随转叶器1的转速变化而改变，转叶器1转得越快彩灯5亮的数量越多。
68.更进一步地，在转叶器1上安装永磁体，在拉杆2上靠近转叶器1的位置安装感应线圈，永磁体和感应线圈构成微型发电机，微型发电机与安装在拉杆2上的电池电连接；转叶器1在人力驱动下或自然风的吹动下旋转带动微型发电机发电，发出的电充入电池。
69.更进一步地，手柄3上设置了usb接口33，usb接口33与电池电连接，usb接口33能为手机。
70.更进一步地，叶片12、拉杆2和手柄3均采用塑料制作。
71.更进一步地，转叶头的下表面111上设置了手机卡子112，能固定手机方便自拍，能作自拍杆使用。
72.更进一步地，还包括防雨布6，防雨布6呈圆盆形，将防雨布6罩在转叶器1上，所述多功能飞舞器能当作伞使用。为了方便套装，防雨布6周边设计伸紧带，类似浴帽一样；或者，在防雨布6周边和防护圈13上设置魔术帖；或者，在防雨布6周边和防护圈13上设置拉链。如附图3所示，防雨布6罩在转叶器1上，叶片12被防雨布6罩住看不到了。
73.更进一步地，手柄3是空心结构的，防雨布6不使用时藏在手柄3内。
74.更进一步地，拉杆2与转叶器1的连接处是靠张紧装置连接的，拉杆2是空心的，张紧装置与安装在手柄3上的按键采用张紧绳相连，张紧绳在拉杆2中穿过；张紧装置包括成对布置在拉杆2上端周围的弹簧和移动销，靠弹簧压住移动销顶住转叶头11内圈的带有槽的内表面使拉杆与转叶头牢固连接，按压手柄上的按键拉动张紧绳牵引移动销离开转叶头内圈的内表面从而松开张紧装置，转叶器就能脱离拉杆。设置张紧器的作用是：当转叶器的转速足够快时，用手按压手柄上的按键松开转叶器，转叶器就会像竹蜻蜓一样飞起来。
75.更进一步地，多功能飞舞器采用防水材料制作，方便在水中使用。
76.更进一步地，本发明多功能飞舞器用来作为体育比赛的器材，按照一次有效操作的时间长短、或者：叶片12单次的平均转速快慢、或者：叶片12单次的最高转速快慢来比赛。
77.本发明多功能飞舞器的基本工作原理和使用方法是：使用者手握手柄3，将拉杆2竖直布置，用手上下往复举拉多功能飞舞器；或者，使用者手握手柄3，将拉杆2水平前后布置，手柄3朝后，转叶器1朝前，用手前后往复推拉多功能飞舞器；带动转叶器1上下往复运动或前后往复运动，由于转叶器1的特殊结构，叶片12会围绕拉杆2旋转起来。当叶片的安装角c大于2
°
时，叶片12转动会向拉杆2的方向吹风，所述多功能飞舞器能作为人力风扇使用；以拉杆2竖直布置来说明本发明多功能飞舞器的工作原理：外力驱动，使叶片12上下运动，叶片的上表面123和叶片的下表面124交替迎风，由于叶片的上表面123和叶片的下表面124至少有一面是凸形的，且叶片12的翼型的最大厚度位置靠近叶片的前缘121而远离叶片的后缘122，迎面来流作用在翼型的凸的一面时会分成大小不同的两股气流，小股气流向叶片的前缘121方向运动，大股气流向叶片的后缘122方向运动，这样一来，在叶片的前缘121和叶片的后缘122间会形成动量差，气流会推动叶片12向叶片的前缘121方向运动，加上惯性的作用，多个叶片12一起绕拉杆2旋转。在一定转速范围内，拉杆2往复运动的频率越快，叶片12转动会越快；拉杆2往复运动的幅度越大，叶片12转动也会越快；叶片12前行的阻力会随转速的增加而增大，但当叶片12转动起来后，随着叶片12旋转的速度的快速增大，叶片12的雷诺数会增大，则叶片12前行的阻力的增速会放缓，如果使用者力量足够，叶片12会高速旋转。这样会使使用者有很愉悦的体验感和成就感，感觉会很舒服，能同时起到娱乐和健身的作用，使使用者在快乐中得到了锻炼，有益使用者的身心健康。如果推拉的频率下降的话，叶片12的转速会慢下来。在整个推拉过程中力度是变化的。当然，叶片12的运动过程是一个很复杂的过程，有前行、上行、下行多种运动复合在一起，还会受到当地环境如风速风向的影响。
78.本发明的有益效果是：本发明多功能飞舞器结构新颖，功能多样。使用者推拉拉杆2使叶片12做往复运动，在相对气流的作用下使叶片12转动，是一种将往复直线运动转换成圆周转动的器械，可供体育娱乐、锻炼、发电、教学等，也可以作为伞和自拍杆使用，不但可
以在空气中使用还可以在水中使用，适合老、中、青、少人群使用，也很适合集体活动，多人矩阵排列一起玩，也可作为体操器械使用，娱乐性强，体验感强，与传统的体育器材和玩具风车相比，更能够吸引大众参与运动锻炼，对提高全民身体素质将产生深远的影响。能丰富人们的生活内容并为提高人们的生活品质起积极的效果。能为满足人们对美好生活的向往添砖加瓦。