CN105235830A - 一种无动力可升沉水上通过装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无动力可升沉水上通过装置，包括车架、分别与车架尾部两侧连接的两气囊，与车架上脚踏板联动的推动装置，还包括连接到两气囊上的上升水翼板，以及活动连接到车架车首部的支撑架，两气囊的形心与水上通过装置的重心在同一条垂线上。本发明的无动力可升沉水上通过装置将气囊结构与水翼板结构相结合，使得静止时可在水面悬浮、运动时可在水面上快速行进，利用水翼板提供升力使装置上升，大大减少因气囊迎水面积而产生的阻力，实现快速、高效、安全地跨越水面。

Description

一种无动力可升沉水上通过装置

技术领域

本发明涉及一种军事行动中跨越水面的装置，尤其涉及一种无动力可升沉水上通过装置。

背景技术

当前，国内外对单人快速渡河的研究工作已经取得了一定成果，但在此领域依旧采用传统静浮力特性，如冲锋舟、舟桥等舟艇装备，这些装备不仅形体庞大，而且需要动力设施支撑。在现代战场中，能否促进装备的便捷可携，实现兵力的快速机动，越来越成为克敌制胜的关键要素，特别是在一系列非战争军事行动例如抗洪抢险、抗震救灾等重大灾害险情中，大型机械化保障装备难以展开，重型器材无法直达灾区腹地，损失了宝贵的救援时间，丢失了更多生命与财产。因此在无机动化保障，或者灾情、敌情不明有待侦察的特殊情况下，人员如何利用快速便捷的单人渡河装备实现有效机动成为一个亟待解决的问题。

在自然界中有许多生物能在水面行走，其原理不是利用传统的静水浮力，而是利用水动力来实现的。根据水动力学原理，研究了一种叫“水鸟”又名水上滑板产品，该产品是由套筒和板架构成，利用复合弹簧和翼板器材储存和提供动力，全重大约15kg，使用者需要在踏板上跳跃，使其在水面上运动起来，时速可达15km以上，但对于保障人员渡河来说其仍存在很多不足，比如承载量不足、无速度不能漂浮在水面上和跳跃式运动不利于单人负重等。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种无动力可升沉水上通过装置，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种快速跨越水面的、无动力可升沉水上通过装置。

本发明的无动力可升沉水上通过装置，包括车架、分别与所述车架尾部两侧连接的两气囊，与所述车架上脚踏板联动的推动装置，还包括连接到两所述气囊上的上升水翼板，以及活动连接到所述车架车首部的支撑架，两所述气囊的形心与所述水上通过装置的重心在同一条垂线上。

进一步的，所述支撑架包括前翼板、与所述前翼板垂直连接的角形连接件，以及连接于所述连接件端部的压水片，所述连接件与所述车架车首部活动连接。

进一步的，所述水翼板的其中一面与前翼板的其中一面均为上凸弧形曲面。

进一步的，所述压水片为三角形。

进一步的，所述推动装置为通过链条与所述脚踏板连接的拨水轮，所述拨水轮具有6～8片呈梯形结构的叶片。

进一步的，各所述叶片的两边缘均为槽型。

进一步的，相邻两所述叶片之间连接有加强件。

进一步的，两所述气囊均为多气室结构。

进一步的，两所述气囊之间连接有系杆，所述系杆垂直连接有套筒，所述套筒与所述车架尾部套接。

进一步的，所述车架车首部套接有T型把手，所述把手与所述连接件活动连接。

借由上述方案，本发明的无动力可升沉水上通过装置将气囊结构与水翼板结构相结合，使得静止时可在水面悬浮、运动时可在水面上快速行进，利用水翼板提供升力使装置上升，大大减少因气囊迎水面积而产生的阻力，实现快速、高效、安全地跨越水面。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的结构俯视图；

图2是本发明的侧面剖视图；

图3是本发明中水翼板或前翼板的断面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1和图2，本发明一较佳实施例所述的一种无动力可升沉水上通过装置，包括车架10、分别与车架10尾部两侧连接的两气囊20，与车架10上脚踏板11联动的推动装置，还包括连接到两气囊20上的上升水翼板40，以及活动连接到车架10车首部的支撑架，两气囊20的形心与水上通过装置的重心在同一条垂线上。

本发明中采用气囊20与水翼板40的结构实现水上通过装置的漂浮与上升。通过在车架10尾部两侧各连接一个气囊20，当水上通过装置行驶初速度较小或者在水面悬停时，气囊20可使水上通过装置漂浮在水面上。根据浮性原理可知，物体漂浮的条件为：浮力等于重力，且浮心与重心在一条垂线上。所以需确保两气囊20的形心与水上通过装置的重心在同一条垂线上。

具体的，在两气囊20之间连接一系杆70，在系杆70上垂直连接一套筒，将套筒与车架10尾部套接，即可将两气囊20分别设置在车架10尾部两侧。本发明中的两气囊20均为多气室结构，避免水上通过装置在行驶过程中气囊20发生破损漏气而导致失去漂浮能力，两气囊20的各气室内充入氦气，安全性较高，不会产生爆炸。通过确定两气囊20的安装位置，使得水上通过装置的稳定性较高，增强了静止状态下的抗倾覆能力。

本发明中的水翼板40为核心结构，水翼板40连接到两气囊20的底部上，水上通过装置在前进时利用水翼板40提供升力，产生的升力使整个水上通过装置有上浮的位移，这时气囊20与水面的接触面积变小甚至离开水面，从而减小前进阻力。根据流体力学的基本原理，当水翼板40处于水中时，当水上通过装置速度达到一定的要求，水翼板40在水中可承载一定的荷载并且不沉入水中。

为使水翼板40提供升力，本发明中的水翼板40的其中一面为上凸弧形曲面，如图3所示，因水翼板40的上下面的结构不一样，使得水翼板40下表面的压强就比上表面的压强高，即水体施加于水翼板40下表面的压力比施加于其上表面的压力大，二者的压力差便形成了水翼板40的升力，当水上通过装置前进速度越大，水翼板40产生的升力也就越大，当升力大于水上通过装置的重力时，水上通过装置就可上升。

本发明中支撑架包括前翼板51、与前翼板51垂直连接的角形连接件52，以及连接于连接件52端部的压水片53，连接件52与车架10车首部活动连接。前翼板51及压水片53在水上通过装置的前段组成了三角形的压水平面，是整个装置的前段受力面。前翼板51与水翼板40原理相同，利用上凸的曲面，使上下面形成压力差提供向上的升力，如图3所示。压水片53由工程塑料制成，形状呈三角形，质量轻漂浮性强，可以减少水的阻力，从而更加轻松地在水里行动，与此同时，前翼板51与压水片53所组成的前支撑面可以担负水中转向的功能。

为保证水上通过装置在横向风荷载作用下的稳定，根据“三角形最具有稳定性”这一原理，本发明中的水翼板40与三角形的压水片53够成了三角形支撑面，提高了装置在横向风荷载作用下的稳定性。同时水上通过装置的荷载重心处于其形心处，使装置在横向风荷载作用下，具有较强的稳定性。

具体的，本发明中的推动装置为通过链条60与脚踏板11连接的拨水轮31，拨水轮31具有6～8片呈梯形结构的叶片32，叶片32数量过少，推动力不足；数量过多，推动时阻力过大，单人难以长时间的驾驶。由于叶片32不能是绝对的刚体，因此在水下工作时会产生一定的变形。为了使叶片32能够提供足够的力且变形较小，可将各叶片32的两边缘设计为槽型，这样可大大提高叶片32的刚性与推动作用；或者在相邻的叶片32间加一个加强件33，以提高叶片32的刚性。本发明中的拨水轮31是通过在相邻的叶片32间连接加强件33，即可满足推进要求。

优选的，脚踏板11和拨水轮31之间通过链条60将两个齿轮连接，脚踏板11上同轴连接有3个直径不等的齿轮，拨水轮31上同轴连接有6个直径不等的齿轮，使得该装置共设有3*6个速度档位，使用者可根据水况选择合适档位，一旦链条60从某个齿轮上滑落，链条60将自动滑落到下一档位，以避免意外状况的发生。

本发明中的车架10采用铝合金材料制作，强度大，重量轻，能够满足支撑人体重量的要求，同时作为主要受力杆件，与前翼板51和水翼板51结构的连接部分为套筒连接方式，以加强其稳固性。具体的，车架10与前翼板51的连接，首先，在车架10车首部套接T型把手80，将把手80与连接件52活动连接，前翼板51与把手80采用单销连接，连接处可活动，以确保前翼板51始终紧贴水面；车架10与水翼板40的连接是通过将车架10与系杆70套接，系杆70连接到两气囊20上，两气囊20再与水翼板40连接。上述连接部分使用了套筒连接，加强了稳固性，同时方便拆装。

优选的，车架10上还设有可调式座椅，以便不同身高的人员使用。

本发明中，车架10、把手80、前翼板51、连接件52、系杆70与水翼板40的表面上均电镀一层防蚀薄膜，增强抗蚀性，以提高水上适应能力。

本发明的水上通过装置改变了传统水面交通方式，将传统浮力和水动力相结合，实现快速渡河、并且可携带，能够在战争及救灾中的水面应急快速渡河中发挥重要作用，使得人员在无冲锋舟的情况下，实现水上快速通行，具有较大的民用交通和军事应用等价值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无动力可升沉水上通过装置，包括车架、分别与所述车架尾部两侧连接的两气囊，与所述车架上脚踏板联动的推动装置，其特征在于：还包括连接到两所述气囊上的上升水翼板，以及活动连接到所述车架车首部的支撑架，两所述气囊的形心与所述水上通过装置的重心在同一条垂线上。

2.根据权利要求1所述的无动力可升沉水上通过装置，其特征在于：所述支撑架包括前翼板、与所述前翼板垂直连接的角形连接件，以及连接于所述连接件端部的压水片，所述连接件与所述车架车首部活动连接。

3.根据权利要求2所述的无动力可升沉水上通过装置，其特征在于：所述水翼板的其中一面与前翼板的其中一面均为上凸弧形曲面。

4.根据权利要求2所述的无动力可升沉水上通过装置，其特征在于：所述压水片为三角形。

5.根据权利要求1所述的无动力可升沉水上通过装置，其特征在于：所述推动装置为通过链条与所述脚踏板连接的拨水轮，所述拨水轮具有6～8片呈梯形结构的叶片。

6.根据权利要求5所述的无动力可升沉水上通过装置，其特征在于：各所述叶片的两边缘均为槽型。

7.根据权利要求5所述的无动力可升沉水上通过装置，其特征在于：相邻两所述叶片之间连接有加强件。

8.根据权利要求1所述的无动力可升沉水上通过装置，其特征在于：两所述气囊均为多气室结构。

9.根据权利要求8所述的无动力可升沉水上通过装置，其特征在于：两所述气囊之间连接有系杆，所述系杆垂直连接有套筒，所述套筒与所述车架尾部套接。

10.根据权利要求2所述的无动力可升沉水上通过装置，其特征在于：所述车架车首部套接有T型把手，所述把手与所述连接件活动连接。