專利名稱：仿魚尾推進(jìn)的水上自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種仿魚尾推進(jìn)的水上自行車，是對現(xiàn)有水上自行車的結(jié)構(gòu)和推進(jìn)原理的改造，屬水上娛樂工具領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水上自行車是一種傳統(tǒng)的水上娛樂工具。它多是采用水面浮體并利用陸地自行車的傳動(dòng)原理帶動(dòng)動(dòng)蹼似漿片或螺旋槳式推進(jìn)器實(shí)現(xiàn)水面行走。其不足之處在于①效率低，費(fèi)力且速度慢，娛樂性差；②螺旋槳工作時(shí)易受水生植物的纏繞，安全性差；③受水面波浪影響，舒適性差。
海豚和魚類等海洋生物是人類模仿和學(xué)習(xí)的對象，促使仿生學(xué)者研究設(shè)計(jì)出了很多水下“波動(dòng)式”推進(jìn)器。理論上，這樣的波動(dòng)式推進(jìn)器具有良好的機(jī)動(dòng)性和高速的推進(jìn)性能，但實(shí)驗(yàn)表明理論性能和實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果存在一定差距。而仿魚尾推進(jìn)器從另一個(gè)角度模仿海洋生物，屬于節(jié)能型的“楔形”推進(jìn)器范疇，并用于“機(jī)器魚”的制作。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是公開一種仿魚尾推進(jìn)的水上自行車，是對現(xiàn)有水上自行車的結(jié)構(gòu)和推進(jìn)原理的改造，由水下浮體和儲(chǔ)備浮體組成的左右對稱的雙體結(jié)構(gòu)以及借助曲柄連桿推進(jìn)的尾鰭，具有結(jié)構(gòu)合理，安全可靠、省力高效、娛樂性和舒適性好等特點(diǎn)。同時(shí)，為繼續(xù)研究模仿魚類運(yùn)動(dòng)規(guī)律提供簡單易行的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
一種仿魚尾推進(jìn)的水上自行車包括由左右兩組對稱布置的水下浮體、支撐段和儲(chǔ)備浮體剛性連接而成的車體、兩個(gè)尾鰭和一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中，處于水平狀態(tài)的水下浮體的后端與具有C形尾部的尾鰭鉸鏈連接，且鉸鏈軸線與所述的C形尾部均處于水平狀態(tài)，使得整個(gè)尾鰭繞鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，C形尾部在水平面內(nèi)上下擺動(dòng)(而不像普通魚類的魚尾那樣在立面內(nèi)左右擺動(dòng))，連接后的水下浮體和尾鰭整體上具有類似海豚外形的流線型，且水下浮體后端與尾鰭前端的對接處采用一凹一凸的半圓形，使得這種流線型即便在尾鰭上下擺動(dòng)的過程中也得到保持。儲(chǔ)備浮體是一個(gè)長方形箱體，在其橫向連接桿件上固裝座位、方向舵以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的腳蹬、鏈輪副、轉(zhuǎn)軸等主要零部件。支撐段呈立式柱狀，水平橫斷面為類似橢圓的流線形，用于連接縱向軸線相互平行的水下浮體和儲(chǔ)備浮體。水下浮體、支撐段和儲(chǔ)備浮體均可采用輕質(zhì)骨架和薄板蒙皮結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由類似于普通自行車的腳蹬、鏈輪副外加曲柄連桿機(jī)構(gòu)組成，轉(zhuǎn)軸與左右兩個(gè)儲(chǔ)備浮體借助軸承連接，且處于水平狀態(tài)；后鏈輪固裝在轉(zhuǎn)軸中間，兩個(gè)圓盤分別固裝在轉(zhuǎn)軸的兩端，且位于尾鰭的正上方；兩根連桿位于鉛垂面內(nèi)，其兩端分別與所述圓盤的邊緣和尾鰭的中部鉸接，且連桿與圓盤的兩個(gè)鉸接點(diǎn)與轉(zhuǎn)軸反對稱(即若一個(gè)鉸接點(diǎn)位于圓周軌跡的最高點(diǎn)，另一個(gè)鉸接點(diǎn)則位于為圓周軌跡的最低點(diǎn))。于是，當(dāng)腳蹬鏈輪副帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓盤借助連桿運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)左右兩個(gè)尾鰭上下擺動(dòng)，且相位差為180°(即若一個(gè)向上，另一個(gè)向下)。
仿魚尾推進(jìn)水上自行車設(shè)計(jì)成左右對稱的雙體結(jié)構(gòu)且尾鰭上下擺動(dòng)的相位差為180°，可抵消擺動(dòng)力，確保整個(gè)車體的縱向穩(wěn)定性；而支撐段和儲(chǔ)備浮體可以提供儲(chǔ)備浮力(正常情況下，吃水線位于支撐段中部)，保證仿魚尾推進(jìn)水上自行車的航行安全。與此同時(shí)，在尾鰭推進(jìn)的過程中，前行的車體左右稍有晃動(dòng)，可增加了騎行的娛樂性。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)①采用人工腳踏仿魚尾驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)合理，安全可靠；②左右尾鰭上下擺動(dòng)推進(jìn)，安靜環(huán)保，效率大大提高，極具娛樂性。③左右下潛式浮體，縱向穩(wěn)定性和舒適性好。


圖1仿魚尾推進(jìn)的水上自行車主視示意圖圖2仿魚尾推進(jìn)的水上自行車俯視示意圖圖3仿魚尾推進(jìn)的水上自行車側(cè)視示意圖圖4仿魚尾推進(jìn)的水上自行車鏈輪副和曲柄連桿機(jī)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
下面給出本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，并結(jié)合附圖加以說明。
如圖1、2、3所示，仿魚尾推進(jìn)的水上自行車設(shè)計(jì)成左右對稱的雙體結(jié)構(gòu)，包括由兩組對稱布置的水下浮體1、支撐段2和儲(chǔ)備浮體3剛性連接而成的車體、兩個(gè)尾鰭4和一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中，處于水平狀態(tài)的水下浮體1的后端與具有C形尾部的尾鰭4鉸鏈連接，且鉸鏈軸線與所述的C形尾部均處于水平狀態(tài)，使得整個(gè)尾鰭繞鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，C形尾部在水平面內(nèi)上下擺動(dòng)(而不像普通魚類的尾部那樣在立面內(nèi)左右擺動(dòng))，連接后的水下浮體1和尾鰭4整體上具有類似海豚外形的流線型，且由于水下浮體1后端與尾鰭4前端的對接處采用一凹一凸的半圓形，使得這種流線型即便在尾鰭4上下擺動(dòng)的過程中也得到保持。儲(chǔ)備浮體3是一個(gè)長方形箱體，在其橫向連接桿件上固裝座位、方向舵(圖中未畫出)以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的腳蹬(圖中未畫出)、鏈輪副5、6和轉(zhuǎn)軸7等主要零部件。支撐段2呈立式柱狀，水平橫斷面為類似橢圓的流線形，用于連接相互平行的水下浮體1和儲(chǔ)備浮體3。水下浮體1、支撐段2和儲(chǔ)備浮體3均可采用輕質(zhì)骨架和薄板蒙皮結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括類似于普通自行車的腳蹬(圖中未畫出)、鏈輪副5、6，外加由轉(zhuǎn)軸7、圓盤9組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)軸7與左右兩個(gè)儲(chǔ)備浮體3借助軸承8連接，且處于水平狀態(tài)；后鏈輪6固裝在轉(zhuǎn)軸7中間，兩個(gè)圓盤9分別固裝在轉(zhuǎn)軸7的兩端，且位于尾鰭4的正上方；兩根連桿10位于鉛垂面內(nèi)，其兩端分別與所述圓盤9的邊緣和尾鰭4的中部鉸接，且連桿10與圓盤9的兩個(gè)鉸接點(diǎn)與轉(zhuǎn)軸7反對稱(即若一個(gè)鉸接點(diǎn)位于圓周軌跡的最高點(diǎn)，另一個(gè)鉸接點(diǎn)則位于圓周軌跡的最低點(diǎn))。于是，當(dāng)腳蹬鏈輪副5、6帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓盤9借助連桿10帶動(dòng)左右尾鰭4上下擺動(dòng)，且相位差為180°(即若一個(gè)向上，另一個(gè)向下)。
仿魚尾推進(jìn)的水上自行車的人工腳踏裝置和方向舵(圖中未畫出)可以采用傳統(tǒng)水上自行車的設(shè)計(jì)，座椅安放在中心線位置，舵把在前邊，以方便舒適為主。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)乘員1人；外形尺寸長為1.80m、寬0.80m，吃水0.4m；設(shè)計(jì)浮力大于160kg；最大航速不小于10km/h；設(shè)計(jì)重量60kg；水深不小于0.45m。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，安全可靠，省力高效，娛樂性和舒適性好。同時(shí)，為繼續(xù)研究模仿魚類運(yùn)動(dòng)規(guī)律提供簡單易行的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
權(quán)利要求1.一種仿魚尾推進(jìn)的水上自行車，其特征在于它包括由兩組左右對稱布置的水下浮體(1)、支撐段(2)和儲(chǔ)備浮體(3)剛性連接而成的雙體式車體、兩個(gè)尾鰭(4)和一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中，處于水平狀態(tài)的水下浮體(1)的后端與具有C形尾部的尾鰭(4)鉸鏈連接，且鉸鏈軸線與所述的C形尾部均處于水平狀態(tài)；水下浮體(1)后端與尾鰭(4)前端的對接處采用一凹一凸的半圓形，且連接后的水下浮體(1)和尾鰭(4)整體上具有類似海豚外形的流線型；儲(chǔ)備浮體(3)是一個(gè)長方形箱體；支撐段(2)呈立式柱狀，水平橫斷面為類似橢圓的流線型，并用于連接相互平行的水下浮體(1)和儲(chǔ)備浮體(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的仿魚尾推進(jìn)的水上自行車，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括類似于普通自行車的座位、舵把、腳蹬和鏈輪副(5、6)；其特征在于它還包括由轉(zhuǎn)軸(7)和圓盤(9)組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)；其中，轉(zhuǎn)軸(7)與左右兩個(gè)儲(chǔ)備浮體(3)借助軸承(8)連接，且處于水平狀態(tài)；后鏈輪(6)固裝在轉(zhuǎn)軸(7)中間，兩個(gè)圓盤(9)分別固裝在轉(zhuǎn)軸(7)的兩端，且位于尾鰭的正上方；兩根連桿(10)位于鉛垂面內(nèi)，其兩端分別與所述圓盤(9)的邊緣和尾鰭(4)的中部鉸接，且連桿(10)與圓盤(9)的兩個(gè)鉸接點(diǎn)與轉(zhuǎn)軸(7)反對稱。
專利摘要一種仿魚尾推進(jìn)的水上自行車，是對現(xiàn)有水上自行車的結(jié)構(gòu)和推進(jìn)原理的改造，屬水上娛樂工具領(lǐng)域。其主要結(jié)構(gòu)包括由兩組對稱布置的下浮體、支撐段和上浮體剛性連接而成的車體、兩個(gè)尾鰭和一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中，處于水平狀態(tài)的下浮體的后端與具有C形尾部的尾鰭鉸鏈連接。而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括類似于普通自行車的腳蹬、鏈輪副外加由轉(zhuǎn)軸、圓盤組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)；兩根連桿的兩端分別與圓盤邊緣及尾鰭中部鉸接。當(dāng)腳蹬鏈輪副帶動(dòng)與后鏈輪固裝的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固裝在轉(zhuǎn)軸上的兩個(gè)圓盤借助連桿帶動(dòng)左右尾鰭做相位差為180°的上下擺動(dòng)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，安全可靠，省力高效，穩(wěn)定性和舒適性好。同時(shí)，為模仿魚類運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究提供簡單易行的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
文檔編號B63H1/00GK2920824SQ20062002090
公開日2007年7月11日 申請日期2006年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者于凱, 黃勝 申請人:哈爾濱工程大學(xué)