CN106741785A - 水面平衡船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水面平衡船，包括载物密封舱和载物平台，载物平台上设有左、右脚踏板，左、右脚踏板上均排布有压力传感器，载物密封舱内设有控制器、微型陀螺仪、蓄电池和动力装置，动力装置包括喷水推进器、两个环形水管、若干个旋转喷头、直流电机和拉杆，喷水推进器的进水端和出水端分别与两个环形水管连通，所有旋转喷头均伸出载物密封舱且均匀排布形成圆圈，旋转喷头出口指向圆圈径向外侧，每个旋转喷头都通过电磁阀分别与两个环形水管连通，每个旋转喷头都通过拉杆与直流电机连接。该水面平衡船以操作人员踩踏作用力作为指令，能够自平衡、自保持、加速、刹车、前进、倒退和转弯功能，操作简单、安全性强。

Description

水面平衡船

技术领域

本发明属于水面设备领域，具体涉及一种水面平衡船。

背景技术

目前水面设备多为应用于环保、巡视和军事执勤等场合的功能级产品，消费级产品较少。法国人扎帕塔发明水上飞行器将摩托艇抽取的水通过软管运输到喷水器上以高压喷出，实现人机水上飞行，取得非常好的市场反响，但这种极限活动较为危险只适合追求刺激的挑战者，操作性差难以普及。普通水面设备如电动冲浪板虽然操作性好，但是不能实现快速刹车、倒退等功能，而且不具备动力控制和自平衡双重特性，站立是稳定性差。因此，需要设计一款既可实现自保持、加速、刹车、前进、倒退和转弯功能，又能自动保持平衡的的水面消费级游玩产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种水面平衡船，该水面平衡船以操作人员踩踏作用力作为指令，通过动力装置实现了实现自保持、加速、刹车、前进、倒退和转弯功能，通过微型陀螺仪和动力装置实现自平衡功能，操作简单、安全性强。

本发明所采用的技术方案是：

一种水面平衡船，包括船体，船体包括载物密封舱和载物平台，载物平台上设有左脚踏板和右脚踏板，左脚踏板和右脚踏板上均排布有压力传感器，载物密封舱内设有控制器、微型陀螺仪、蓄电池和动力装置，动力装置包括喷水推进器、两个环形水管、若干个旋转喷头、直流电机和拉杆，喷水推进器的进水端和出水端分别与两个环形水管连通，所有旋转喷头均伸出载物密封舱且均匀排布形成圆圈，旋转喷头出口指向圆圈径向外侧，每个旋转喷头都通过电磁阀分别与两个环形水管连通，每个旋转喷头都通过拉杆与直流电机连接，直流电机通过拉杆带动旋转喷头在竖直面上旋转，控制器分别与压力传感器、微型陀螺仪、喷水推进器和直流电机连接，蓄电池为船体上所有用电设备供电。

进一步地，船体为上宽下窄的回转体，回转体的顶面为载物平台、底面水平、侧面外轮廓为抛物线。

进一步地，压力传感器设在左脚踏板和右脚踏板上脚跟和脚掌位置对应处。

进一步地，载物平台上设有把手，把手与控制器连接，上提把手时、水面平衡船停船。

本发明的有益效果是：

1.操作人员站在左脚踏板和右脚踏板上时，压力传感器可以感知操作人员的作用力大小及方向并实时上传给控制器，控制器根据压力传感器的监测数据判断是否空载(根据作用力大小判断是否空载，如果空载，则通过微型陀螺仪自保持平衡)，并根据水手的动作向动力装置下达水上漂移指令(作用力的方向为前进的方向，作用力增大为加速、减小为减速，作用力方向改变为转向，作用力方向反转为倒退)；控制器通过电磁阀控制各个旋转喷头的工作投入状态(控制部分旋转喷头喷水、部分旋转喷头吸水、剩余旋转喷头水流量为零)，实现刹车、前进、倒退和转弯功能；微型陀螺仪可以监测载物平台倾斜的角度和速度并反馈给控制器，控制器通过直流电机和拉杆控制各个旋转喷头的在竖直平面的喷水方向，实现船载平台的自平衡；控制器通过调节喷水推进器的工作功率，控制旋转喷头的喷水速率和吸水速率，实现加速功能；本发明以操作人员踩踏作用力作为指令，通过动力装置实现了实现自保持、加速、刹车、前进、倒退和转弯功能，通过微型陀螺仪和动力装置实现自平衡功能，操作简单、安全性强。采用喷水推进装置取代传统螺旋桨，能保证使用者安全；采用双环水管和电磁阀完成旋转喷头的水流控制，提高喷水推进器动力效应。控制器能根据压力传感器判断平台是否载人，进而防止误动。

2.采用回转体和侧面抛物线结构，适应多个方向的运动，平稳性强。

3.根据脚跟和脚掌的受力情况可以得出直接反应出作用力的大小和方向。

4.向上拉住把手可实现停船，操作人员可拉住把手并踩住踏脚孔，从水中爬上载物平台。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图(不包含直流电机和拉杆)。

图2是本发明实施例中直流电机、拉杆和旋转喷头的俯视图。

图3是本发明实施例中喷水推进器、两个环形水管、电磁阀和旋转喷头的连接示意图(由于每一个旋转喷头的连接关系均相同，故本图以一个旋转喷头为例)。

图中：1-左脚踏板；2-把手；3-压力传感器；4-右脚踏板；5-载物平台；6-载物密封舱；7-环形水管；8-旋转喷头；9-拉杆；10-电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1至图3所示，一种水面平衡船，包括船体，船体包括载物密封舱6和载物平台5，载物平台5上设有左脚踏板1和右脚踏板4，左脚踏板4和右脚踏板4上均排布有压力传感器3，载物密封舱6内设有控制器、微型陀螺仪、蓄电池和动力装置，动力装置包括喷水推进器、两个环形水管7、若干个旋转喷头8(空心的钢管)、直流电机和拉杆9，喷水推进器的进水端和出水端分别与两个环形水管7连通，所有旋转喷头8均伸出载物密封舱6且均匀排布形成圆圈，旋转喷头8出口指向圆圈径向外侧，每个旋转喷头8都通过电磁阀10分别与两个环形水管7连通，每个旋转喷头8都通过拉杆9与直流电机连接，直流电机通过拉杆9带动旋转喷头8在竖直面上旋转，控制器(通过通讯接口)分别与压力传感器3、微型陀螺仪、喷水推进器和直流电机连接，蓄电池为船体上所有用电设备供电。

操作人员站在左脚踏板1和右脚踏板4上时，压力传感器3可以感知操作人员的作用力大小及方向并实时上传给控制器，控制器根据压力传感器的监测数据判断是否空载(根据作用力大小判断是否空载，如果空载，则通过微型陀螺仪自保持平衡)，并根据水手的动作向动力装置下达水上漂移指令(作用力的方向为前进的方向，作用力增大为加速、减小为减速，作用力方向改变为转向，作用力方向反转为倒退)；控制器通过电磁阀10控制各个旋转喷头8的工作投入状态(控制部分旋转喷头喷水、部分旋转喷头吸水、剩余旋转喷头水流量为零)，实现刹车、前进、倒退和转弯功能；微型陀螺仪可以监测载物平台5倾斜的角度和速度并反馈给控制器，控制器通过直流电机和拉杆9控制各个旋转喷头8的在竖直平面的喷水方向，实现船载平台5的自平衡；控制器通过调节喷水推进器的工作功率，控制旋转喷头8的喷水速率和吸水速率，实现加速功能；本发明以操作人员踩踏作用力作为指令，通过动力装置实现了实现自保持、加速、刹车、前进、倒退和转弯功能，通过微型陀螺仪和动力装置实现自平衡功能，操作简单、安全性强。采用喷水推进装置取代传统螺旋桨，能保证使用者安全；采用双环水管7和电磁阀10完成旋转喷头的水流控制，提高喷水推进器动力效应。控制器能根据压力传感器判断平台是否载人，进而防止误动。

如图1所示，在本实施例中，船体为上宽下窄的回转体，回转体的顶面为载物平台5、底面水平、侧面外轮廓为抛物线。采用回转体和侧面抛物线结构，适应多个方向的运动，平稳性强。

在本实施例中，压力传感器3设在左脚踏板1和右脚踏板4上脚跟和脚掌位置对应处。根据脚跟和脚掌的受力情况可以得出直接反应出作用力的大小和方向。

如图1所示，在本实施例中，载物平台5上设有把手2，把手2与控制器连接，上提把手2时、水面平衡船停船。向上拉住把手2可实现停船，操作人员可拉住把手2并踩住踏脚孔，从水中爬上载物平台5。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种水面平衡船，其特征在于：包括船体，船体包括载物密封舱和载物平台，载物平台上设有左脚踏板和右脚踏板，左脚踏板和右脚踏板上均排布有压力传感器，载物密封舱内设有控制器、微型陀螺仪、蓄电池和动力装置，动力装置包括喷水推进器、两个环形水管、若干个旋转喷头、直流电机和拉杆，喷水推进器的进水端和出水端分别与两个环形水管连通，所有旋转喷头均伸出载物密封舱且均匀排布形成圆圈，旋转喷头出口指向圆圈径向外侧，每个旋转喷头都通过电磁阀分别与两个环形水管连通，每个旋转喷头都通过拉杆与直流电机连接，直流电机通过拉杆带动旋转喷头在竖直面上旋转，控制器分别与压力传感器、微型陀螺仪、喷水推进器和直流电机连接，蓄电池为船体上所有用电设备供电。

2.如权利要求1所述的水面平衡船，其特征在于：船体为上宽下窄的回转体，回转体的顶面为载物平台、底面水平、侧面外轮廓为抛物线。

3.如权利要求1所述的水面平衡船，其特征在于：压力传感器设在左脚踏板和右脚踏板上脚跟和脚掌位置对应处。

4.如权利要求1所述的水面平衡船，其特征在于：载物平台上设有把手，把手与控制器连接，上提把手时、水面平衡船停船。