CN103991530A - 一种人力手摇小艇 - Google Patents

Abstract

一种人力手摇小艇，属船舶技术领域。它由船身、座椅和手摇动力系统组成。艇身采用木材、塑胶或玻璃钢制成；手摇动力系统包括两个独立的结构和工作原理都相同的左推进器和右推进器，它们对称布置于艇身纵向对称面的左右两侧，手摇动力系统除产生推力外还用来控制方向；左推进器和右推进器的桨叶作旋转运动产生推力。使用时没有明显的尾迹，也没有严重的拍水现象，效率高，无大水花。可用作水上交通工具及应用于体育游乐活动。

Description

一种人力手摇小艇

技术领域

一种人力手摇小艇，属船舶技术领域，尤其涉及一种人力小艇。

背景技术

传统的人力小艇大多采用直杆式手摇桨，结构很简单，深受水上运动爱好者喜欢，但也有一些不足，就是操作不稳定，只有熟练的人们才能划，且效率较低；传统的采用螺旋桨的人力小艇，尽管驱动方便，但效率较低，螺旋桨制造工艺复杂，且使用时会产生明显的尾迹；传统的明轮人力小艇的推进装置桨叶平面始终过转轴，使用时存在拍水现象，水花较大，且能量损失大，效率较低，噪音大。

发明内容

本发明的目的是克服传统人力小艇的上述不足，发明一种效率较高的采用类似明轮推进装置的人力手摇小艇。

一种人力手摇小艇，由艇身、座椅和手摇动力系统组成。

艇身采用木材、塑胶或玻璃钢制成。座椅固定在艇身的中后部的中间位置。手摇动力系统包括两个独立的左推进器和右推进器，手摇动力系统除产生推力外还用来控制方向；左推进器与右推进器的结构和工作原理都相同，它们处于座椅的前面分别对称布置于艇身纵向对称面的左右两侧；左推进器由左手摇曲柄、左轴、左转臂、左桨叶、左桨轴、左导向杆、左导向器和左支撑件组成；左轴水平布置，左轴的右端与左手摇曲柄相连，左轴通过固定在艇身中部左侧壁上的轴承与艇身相连，此连接处进行密封防水处理，左轴的左端与左转臂的一端垂直固连；左转臂的另一端与左桨轴的右端垂直固连，左桨轴的左段通过轴承与左桨叶连接于左桨叶的根部并靠近左桨叶的前缘处，左桨轴与左桨叶的前缘平行，左桨叶能绕左桨轴灵活转摆，但左桨叶不能沿左桨轴作轴向直线运动；左桨叶的根部端面即靠近左转臂旋转平面的一端的端面与左桨叶的前缘垂直，左导向杆的下端与左桨叶固连于该端面，左导向杆与过该端面的弦线在同一直线上，左导向杆与左桨轴垂直，左导向杆的上端穿过左导向器；左导向器由左直线轴承穿过前左关节轴承组合而成；左导向器安装于艇身的中部左侧的上方，且置于左转臂旋转平面的左侧，左导向器通过左支撑件与艇身相连；左导向器靠近左桨轴的旋转圆周安装，但左导向器至左轴之间的距离大于左转臂长度与左桨叶的最大宽度即最大弦长之和，以便左桨叶顺利旋转；左导向杆的长度应足够确保其上端始终在左导向器内而不脱落；右推进器由右手摇曲柄、右轴、右转臂、右桨叶、右桨轴、右导向杆、右导向器和右支撑件组成；右轴与左轴布置在同一水平直线上，该直线与艇身的纵向对称面垂直，右轴的左端与右手摇曲柄相连，右轴通过固定在艇身中部右侧壁上的轴承与艇身相连，此连接处进行密封防水处理，右轴的右端与右转臂的一端垂直固连；右转臂的另一端与右桨轴的左端垂直固连，右桨轴的右段通过轴承与右桨叶连接于右桨叶的根部并靠近右桨叶的前缘处，右桨轴与右桨叶的前缘平行，右桨叶能绕右桨轴灵活转摆，但右桨叶不能沿右桨轴作轴向直线运动；右桨叶的根部端面即靠近右转臂旋转平面的一端的端面与右桨叶的前缘垂直，右导向杆的下端与右桨叶固连于该端面，右导向杆与过该端面的弦线在同一直线上，右导向杆与右桨轴垂直，右导向杆的上端穿过右导向器；右导向器由右直线轴承穿过右关节轴承组合而成；右导向器安装于艇身的中部右侧的上方，且置于右转臂旋转平面的右侧，右导向器通过右支撑件与艇身相连；右导向器靠近右桨轴的旋转圆周安装，但右导向器至右轴之间的距离大于右转臂长度与右桨叶的最大宽度即最大弦长之和，以便右桨叶顺利旋转；右导向杆的长度应足够确保其上端始终在右导向器内而不脱落。左导向器和右导向器的连线与左轴轴线平行，且处于左轴轴线的正上方。

左手摇曲柄和右手摇曲柄结构相同，抓手位置均有一个活动的套筒，以便手抓握左手摇曲柄和右手摇曲柄转动时不会与手发现相对摩擦而伤害手心。

为得到满意的效率，左轴、右轴、左导向器和右导向器的安装高度满足：当该小艇满载时，左导向杆的延长线在前方与左桨轴旋转圆周相切的切点、右导向杆的延长线在前方与右桨轴旋转圆周相切的切点、左导向杆的延长线在后方与左桨轴旋转圆周相切的切点和右导向杆的延长线在后方与右桨轴旋转圆周相切的切点同高且高于水面并接近水面位置。

左手摇曲柄与左转臂的相位相差90°，左转臂的相位超前左手摇曲柄90°，即当左手摇曲柄摇至最前端时，左转臂竖直向下，此时左桨叶处于水中最下位置且攻角最大；当左手摇曲柄摇至最后端时，左转臂竖直向上，此时左桨叶处于空气中最上位置。同样地，右手摇曲柄与右转臂的相位也相差90°，右转臂的相位超前右手摇曲柄90°，即当右手摇曲柄摇至最前端时，右转臂竖直向下，此时右桨叶处于水中最下位置且攻角最大；当右手摇曲柄摇至最后端时，右转臂竖直向上，此时右桨叶处于空气中最上位置。这样符合人体工程学原理，有利于发挥人的能量。

为制作方便，左桨叶和右桨叶采用刚性平板桨叶；为提高效率，左桨叶和右桨叶采用刚性翼型桨叶，水平放置时，翼型为上凸下平或凹型，使用时凸面朝前，平或凹面朝后。

该一种人力手摇小艇的工作原理是：人坐在座椅上，双手握住左手摇曲柄和右手摇曲柄，双手摇动左手摇曲柄和右手摇曲柄，左推进器和右推进器产生推力。从艇身左侧往右侧看，左桨叶和右桨叶同向同速逆时针旋转，该小艇向艇头方向行驶即前进；左桨叶和右桨叶同向同速顺时针旋转，该小艇向艇尾方向行驶即后退；分别改变左手摇曲柄和右手摇曲柄的转速使该小艇转弯，如前行时单独加快右手摇曲柄的转速该小艇向左转弯，单独加快左手摇曲柄的转速该小艇向右转弯。

左推进器的工作原理是：左手握住左手摇曲柄的套筒摇动左手摇曲柄使左轴转动，左轴带动左转臂转动，左转臂带动左桨轴旋转，在左桨轴的牵引下左桨叶旋转，由于左导向杆和左导向器的限制，左桨叶旋转时其攻角在一个工作周期即旋转一圈内会发生有规律的变化，有利于产生推力。同样地，右推进器的工作原理是：右手握住右手摇曲柄的套筒摇动右手摇曲柄使右轴转动，右轴带动右转臂转动，右转臂带动右桨轴旋转，在右桨轴的牵引下右桨叶旋转，由于右导向杆和右导向器的限制，右桨叶旋转时其攻角在一个工作周期即旋转一圈内会发生有规律的变化，有利于产生推力。左桨叶和右桨叶在水面的上方即空气中前行，阻力很小，这样，产生推力的效率较高。改变左轴和右轴的转速大小能改变推力的大小，转速越快推力越大，转速越慢推力越小；改变左轴和右轴的转动方向将改变推力的方向；左推进器和右推进器同向同速运行该小艇直行，左推进器和右推进器不同速或不同向转动该小艇都会转弯。

本发明的优点是：该发明一种人力手摇小艇使用时不会产生像螺旋桨推进器那样的明显的尾迹，也不会像传统明轮推进装置那样存在严重的拍水现象；且该小艇能量损失小，效率高，无大水花，且桨叶易制作，最简单的可采用刚性平板桨；该方案无尾部方向舵，操作灵活。用作水上交通工具及用于体育游乐活动都很方便。

附图说明

图1是本发明一种人力手摇小艇的主视示意图；图2是图1的左视图。

图中，1-艇身，11-艇头，12-艇尾；2-座椅；3-左推进器，31-左手摇曲柄，32-左轴，33-左转臂，34-左桨叶，35-左桨轴，36-左导向杆，37-左导向器，371-左直线轴承，372-左关节轴承，38-左支撑件，4-右推进器，41-右手摇曲柄，42-右轴，43-右转臂，44-右桨叶，45-右桨轴，46-右导向杆，47-右导向器，471-右直线轴承，472-右关节轴承，48-右支撑件；5-水面；6-左桨轴旋转圆周；图2中，左转臂33上的空心箭头表示该发明小艇前进时左转臂33的旋转方向。

具体实施方式

现结合附图1和附图2举例对本发明加以说明。

一种人力手摇小艇，由艇身1、座椅2和手摇动力系统组成。

艇身1采用塑胶制成。座椅2固定在艇身1的中后部的中间位置。手摇动力系统包括两个独立的左推进器3和右推进器4，手摇动力系统除产生推力外还用来控制方向；左推进器3与右推进器4的结构和工作原理都相同，它们处于座椅2的前面分别对称布置于艇身1纵向对称面的左右两侧；左推进器3由左手摇曲柄31、左轴32、左转臂33、左桨叶34、左桨轴35、左导向杆36、左导向器37和左支撑件38组成；左轴32水平布置，左轴32的右端与左手摇曲柄31相连，左轴32通过固定在艇身1中部左侧壁上的轴承与艇身1相连，此连接处进行密封防水处理，左轴32的左端与左转臂33的一端垂直固连；左转臂33的另一端与左桨轴35的右端垂直固连，左桨轴35的左段通过轴承与左桨叶34连接于左桨叶34的根部并靠近左桨叶34的前缘处，左桨轴35与左桨叶34的前缘平行，左桨叶34能绕左桨轴35灵活转摆，但左桨叶34不能沿左桨轴35作轴向直线运动；左桨叶34的根部端面即靠近左转臂33旋转平面的一端的端面与左桨叶34的前缘垂直，左导向杆36的下端与左桨叶34固连于该端面，左导向杆36与过该端面的弦线在同一直线上，左导向杆36与左桨轴35垂直，左导向杆36的上端穿过左导向器37；左导向器37由左直线轴承371穿过前左关节轴承372组合而成；左导向器37安装于艇身1的中部左侧的上方，且置于左转臂33旋转平面的左侧，左导向器37通过左支撑件38与艇身1相连；左导向器37靠近左桨轴35的旋转圆周安装，但左导向器37至左轴32之间的距离大于左转臂33长度与左桨叶34的最大宽度即最大弦长之和，以便左桨叶34顺利旋转；左导向杆36的长度应足够确保其上端始终在左导向器37内而不脱落；右推进器4由右手摇曲柄41、右轴42、右转臂43、右桨叶44、右桨轴45、右导向杆46、右导向器47和右支撑件48组成；右轴42与左轴32布置在同一水平直线上，该直线与艇身1的纵向对称面垂直；右轴42的左端与右手摇曲柄41相连，右轴42通过固定在艇身1中部右侧壁上的轴承与艇身1相连，此连接处进行密封防水处理，右轴42的右端与右转臂43的一端垂直固连；右转臂43的另一端与右桨轴45的左端垂直固连，右桨轴45的右段通过轴承与右桨叶44连接于右桨叶44的根部并靠近右桨叶44的前缘处，右桨轴45与右桨叶44的前缘平行，右桨叶44能绕右桨轴45灵活转摆，但右桨叶44不能沿右桨轴45作轴向直线运动；右桨叶44的根部端面即靠近右转臂43旋转平面的一端的端面与右桨叶44的前缘垂直，右导向杆46的下端与右桨叶44固连于该端面，右导向杆46与过该端面的弦线在同一直线上，右导向杆46与右桨轴45垂直，右导向杆46的上端穿过右导向器47；右导向器47由右直线轴承471穿过右关节轴承472组合而成；右导向器47安装于艇身1的中部右侧的上方，且置于右转臂43旋转平面的右侧，右导向器47通过右支撑件48与艇身1相连；右导向器47靠近右桨轴45的旋转圆周安装，但右导向器47至右轴42之间的距离大于右转臂43长度与右桨叶44的最大宽度即最大弦长之和，以便右桨叶44顺利旋转；右导向杆46的长度应足够确保其上端始终在右导向器47内而不脱落。左导向器37和右导向器47的连线与左轴32轴线平行，且处于左轴32轴线的正上方。

左手摇曲柄31和右手摇曲柄41结构相同，抓手位置均有一个活动的套筒，以便手抓握左手摇曲柄31和右手摇曲柄41转动时不会与手发现相对摩擦而伤害手心。

为得到满意的效率，左轴32、右轴42、左导向器37和右导向器47的安装高度满足：当该小艇满载时，左导向杆36的延长线在前方与左桨轴旋转圆周6相切的切点、右导向杆46的延长线在前方与右桨轴45旋转圆周相切的切点、左导向杆36的延长线在后方与左桨轴旋转圆周6相切的切点和右导向杆46的延长线在后方与右桨轴45旋转圆周相切的切点同高且高于水面5并接近水面5位置。

左手摇曲柄31与左转臂33的相位相差90°，左转臂33的相位超前左手摇曲柄31的相位90°，即当左手摇曲柄31摇至最前端时，左转臂33竖直向下，此时左桨叶34处于水中最下位置且攻角最大；当左手摇曲柄31摇至最后端时，左转臂33竖直向上，此时左桨叶34处于空气中最上位置。同样地，右手摇曲柄41与右转臂43的相位也相差90°，右转臂43的相位超前右手摇曲柄41的相位90°，即当右手摇曲柄41摇至最前端时，右转臂43竖直向下，此时右桨叶44处于水中最下位置且攻角最大；当右手摇曲柄41摇至最后端时，右转臂43竖直向上，此时右桨叶44处于空气中最上位置。这样符合人体工程学原理，有利于发挥人的能量。

为制作方便，左桨叶34和右桨叶44采用刚性平板桨叶；为提高效率，左桨叶34和右桨叶44采用刚性翼型桨叶，水平放置时，翼型为上凸下平或凹型，使用时凸面朝前，平或凹面朝后。

该一种人力手摇小艇的工作原理是：人坐在座椅2上，双手握住左手摇曲柄31和右手摇曲柄41，双手摇动左手摇曲柄31和右手摇曲柄41，左推进器3和右推进器4产生推力。从艇身1左侧往右侧看，左桨叶34和右桨叶44同向同速逆时针旋转，该小艇向艇头11方向行驶即前进；左桨叶34和右桨叶44同向同速顺时针旋转，该小艇向艇尾12方向行驶即后退；分别改变左手摇曲柄31和右手摇曲柄41的转速使该小艇转弯，如前行时单独加快右手摇曲柄41的转速该小艇向左转弯，单独加快左手摇曲柄31的转速该小艇向右转弯。

左推进器3的工作原理是：左手握住左手摇曲柄31的套筒摇动左手摇曲柄31使左轴32转动，左轴32带动左转臂33转动，左转臂33带动左桨轴35旋转，在左桨轴35的牵引下左桨叶34旋转，由于左导向杆36和左导向器37的限制，左桨叶34旋转时其攻角在一个工作周期即旋转一圈内会发生有规律的变化，有利于产生推力。同样地，右推进器4的工作原理是：右手握住右手摇曲柄41的套筒摇动右手摇曲柄41使右轴42转动，右轴42带动右转臂43转动，右转臂43带动右桨轴45旋转，在右桨轴45的牵引下右桨叶44旋转，由于右导向杆46和右导向器47的限制，右桨叶44旋转时其攻角在一个工作周期即旋转一圈内会发生有规律的变化，有利于产生推力。左桨叶34和右桨叶44在水面5的上方即空气中前行，阻力很小，这样，产生推力的效率较高。改变左轴32和右轴42的转速大小能改变推力的大小，转速越快推力越大，转速越慢推力越小；改变左轴32和右轴42的转动方向将改变推力的方向；左推进器3和右推进器4同向同速运行该小艇直行，左推进器3和右推进器4不同速或不同向转动该小艇都会转弯。

该发明一种人力手摇小艇用作水上交通工具及体育游乐活动。

Claims (8)

1.一种人力手摇小艇，由船身（1）、座椅（2）和手摇动力系统组成，其特征在于：艇身（1）采用木材、塑胶或玻璃钢制成；座椅（2）固定在艇身（1）的中后部的中间位置；手摇动力系统包括两个独立的左推进器（3）和右推进器（4）；左推进器（3）与右推进器（4）的结构和工作原理都相同，它们处于座椅（2）的前面分别对称布置于艇身（1）纵向对称面的左右两侧；左推进器（3）由左手摇曲柄（31）、左轴（32）、左转臂（33）、左桨叶（34）、左桨轴（35）、左导向杆（36）、左导向器（37）和左支撑件（38）组成；左轴（32）水平布置，左轴（32）的右端与左手摇曲柄（31）相连，左轴（32）通过固定在艇身（1）中部左侧壁上的轴承与艇身（1）相连，此连接处进行密封防水处理，左轴（32）的左端与左转臂（33）的一端垂直固连；左转臂（33）的另一端与左桨轴（35）的右端垂直固连，左桨轴（35）的左段通过轴承与左桨叶（34）连接于左桨叶（34）的根部并靠近左桨叶（34）的前缘处，左桨轴（35）与左桨叶（34）的前缘平行；左桨叶（34）的根部端面即靠近左转臂（33）旋转平面的一端的端面与左桨叶（34）的前缘垂直，左导向杆（36）的下端与左桨叶（34）固连于该端面，左导向杆（36）与过该端面的弦线在同一直线上，左导向杆（36）与左桨轴（35）垂直，左导向杆（36）的上端穿过左导向器（37）；左导向器（37）由左直线轴承（371）穿过前左关节轴承（372）组合而成；左导向器（37）安装于艇身（1）的中部左侧的上方，且置于左转臂（33）旋转平面的左侧，左导向器（37）通过左支撑件（38）与艇身（1）相连；左导向器（37）靠近左桨轴（35）的旋转圆周安装，但左导向器（37）至左轴（32）之间的距离大于左转臂（33）长度与左桨叶（34）的最大宽度即最大弦长之和；左导向杆（36）的长度应足够确保其上端始终在左导向器（37）内而不脱落；右推进器（4）由右手摇曲柄（41）、右轴（42）、右转臂（43）、右桨叶（44）、右桨轴（45）、右导向杆（46）、右导向器（47）和右支撑件（48）组成；右轴（42）与左轴（32）布置在同一水平直线上，该直线与艇身（1）的纵向对称面垂直；右轴（42）的左端与右手摇曲柄（41）相连，右轴（42）通过固定在艇身（1）中部右侧壁上的轴承与艇身（1）相连，此连接处进行密封防水处理，右轴（42）的右端与右转臂（43）的一端垂直固连；右转臂（43）的另一端与右桨轴（45）的左端垂直固连，右桨轴（45）的右段通过轴承与右桨叶（44）连接于右桨叶（44）的根部并靠近右桨叶（44）的前缘处，右桨轴（45）与右桨叶（44）的前缘平行；右桨叶（44）的根部端面即靠近右转臂（43）旋转平面的一端的端面与右桨叶（44）的前缘垂直，右导向杆（46）的下端与右桨叶（44）固连于该端面，右导向杆（46）与过该端面的弦线在同一直线上，右导向杆（46）与右桨轴（45）垂直，右导向杆（46）的上端穿过右导向器（47）；右导向器（47）由右直线轴承（471）穿过右关节轴承（472）组合而成；右导向器（47）安装于艇身（1）的中部右侧的上方，且置于右转臂（43）旋转平面的右侧，右导向器（47）通过右支撑件（48）与艇身（1）相连；右导向器（47）靠近右桨轴（45）的旋转圆周安装，但右导向器（47）至右轴（42）之间的距离大于右转臂（43）长度与右桨叶（44）的最大宽度即最大弦长之和；右导向杆（46）的长度应足够确保其上端始终在右导向器（47）内而不脱落。

2.根据权利要求1所述的一种人力手摇小艇，其特征在于：左手摇曲柄（31）和右手摇曲柄（41）结构相同，抓手位置均有一个活动的套筒。

3.根据权利要求1所述的一种人力手摇小艇，其特征在于：左桨叶（34）和右桨叶（44）采用刚性平板桨。

4.根据权利要求1所述的一种人力手摇小艇，其特征在于：左桨叶（34）和右桨叶（44）采用刚性翼型桨。

5.根据权利要求4所述的一种人力手摇小艇，其特征在于：为提高效率，左桨叶34和右桨叶44的翼型为上凸下平或凹型。

6.根据权利要求1所述的一种人力手摇小艇，其特征在于：左导向杆（36）的延长线在前方与左桨轴旋转圆周（6）相切的切点、右导向杆（46）的延长线在前方与右桨轴（45）旋转圆周相切的切点、左导向杆（36）的延长线在后方与左桨轴旋转圆周（6）相切的切点和右导向杆（46）的延长线在后方与右桨轴（45）旋转圆周相切的切点同高且高于水面（5）并接近水面（5）位置。

7.根据权利要求1所述的一种人力手摇小艇，其特征在于：左导向器（37）和右导向器（47）的连线与左轴（32）轴线平行，且处于左轴（32）轴线的正上方。

8.根据权利要求1所述的一种人力手摇小艇，其特征在于：左手摇曲柄（31）与左转臂（33）的相位相差90°；右手摇曲柄（41）与右转臂（43）的相位也相差90°。