CN108622330A - 一种水上航行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水上航行器，包括扭转连接部，所述扭转连接部的两侧均连接有翼；所述翼上均连接有桨，所述桨均位于翼的下侧；还包括弹性部，所述弹性部为以下几种形式中的任意一种：桨本身、桨的一部分、单独的弹性扭转机构；在桨随对应翼左、右摆动的过程中，所述弹性部发生弹性变形；还包括两个脚蹬组件，不同的脚蹬组件与不同的翼相连，所述脚蹬组件用于本水上航行器与操作者的双脚相连，以实现通过操作者的双脚驱动翼左、右摆动。本发明提供了一种水上航行器，该水上航行器结构简单、携带方便、运动阻力小，可在人力的驱动下在水中快速运动。

Description

一种水上航行器

技术领域

本发明涉及水上运动器械技术领域，特别是涉及一种水上航行器。

背景技术

现有生活中，水上运动越来越流行，作为水上娱乐、锻炼使用的航行工具也越来越多。作为人力的水上航行工具，按照推进类型的不同，大致可分为：1、螺旋桨推进，比如，装有螺旋桨的水上自行车、装有螺旋桨的滑板；2、划桨推进，比如划艇、带有划桨的滑板、在轮上装桨的水上自行车；3、水翼推进，与桨类似，又稍有不同；4、无推进装置，比如冲浪板、划水板。按照提供水上升力所占比重的不同，大致可分为：1、静浮力型，比如冲浪板、皮划艇，主要靠浮力，在水面静止也不会下沉；2、动压升力型，靠运动产生的升力，比如水翼航行器；3、静力加动压升力型，两种力所占比重都相当。

航行器向前更快的运动，一方面可通过增大向前的推力的实现，另一方面可以通过减小前进的阻力实现。现有技术中，螺旋桨推进是一种很好的推进方式，推进效率高，但需要很多附加的装置，比如脚踏板、链条、齿轮、轴承、支架等，使得整个装置具有较大的重量和体积。而单靠静压浮力产生水上升力的航行器，比较常见。但其体积庞大，运动阻力也大，由于人的力量有限，采用人力为航行器提供动力，必然导致水上航行的速度也较慢，同时，此类型的航行器由于具有较大的体积，也导致其携带、存放不便，大大限制了其的使用范围。

靠动压产生升力的水翼型航行器，很好的减小了装置在水中的体积，相比靠静压产生升力的航行器，阻力要小很多，所以航行速度也快。现在比较流行的水翼航行器，产生升力的主翼都借鉴飞机的机翼，翼截面一般上翼面边沿长于下翼面边沿。这样，上翼面的液体流程长，流速快，压力小，下翼面的液体流程短，流速稍慢，压力稍大，从而产生向上的升力和向后的阻力。现在的人力水翼航行器也有缺点：一是由于人做的功有限，而水流速度垂直于水翼的翼展方向，速度稍加快，阻力就会增加很大，所以速度很难再加快；二是现在的水翼航行器，对于人的发力，要么不自然，要么没有美感，比如“水鸟”水翼航行器，就是弓着身，猛蹲猛踩，或者像骑单车一样，坐着踩，躺着踩，不能展现水上行走或水上摇摆的美感。

靠人力完成在水上航行，除了需要足够的升力和推进力，另外一个重要点是：保持平衡。保持平衡一般有两种方法：1、静力平衡，比较常见，靠水上的浮力，让重力和浮力的作用线基本在一条线上。或者向水翼航行器那样，前面后面各一个水翼提供升力，让重力始终处于两个升力的中间部分，实现力矩平衡和力平衡。2、动平衡，在某个时刻是不平衡的，但在整个运动过程中，人不会倾覆，不会沉入水里，就像冲浪板一样，只有在不断运动和调整的过程中，人才能控制滑板前行，甚至做高难度动作。

但是在现有的水上人力航行器中，还没有一种兼具速度较快、体积较小、动平衡控制的功能，同时，让运动者以优雅自然方式运动的人力水上航行器。

发明内容

针对上述的现有技术中，现有的水上人力航行器中，还没有一种兼具速度较快、体积较小、动平衡控制的功能，同时，让运动者以优雅自然方式运动的人力水上航行器的问题，本发明提供了一种水上航行器，该水上航行器结构简单、携带方便、运动阻力小，可在人力的驱动下在水中快速运动。

本发明提供的一种水上航行器通过以下技术要点来解决问题：一种水上航行器，包括扭转连接部，所述扭转连接部的两侧均连接有翼，所述翼均能绕扭转连接部的轴线相对转动；

所述翼上均连接有桨，所述桨均位于翼的下侧；

还包括弹性部，所述弹性部为以下几种形式中的任意一种：桨本身、桨的一部分、单独的弹性扭转机构；

在弹性部为桨本身或桨的一部分时，所述桨直接连接于翼上；

在弹性部为单独的弹性扭转机构时，所述桨均通过不同的弹性扭转机构与对应的翼相连；

在桨随对应翼左、右摆动的过程中，所述弹性部发生弹性变形；

还包括两个脚蹬组件，不同的脚蹬组件与不同的翼相连，所述脚蹬组件用于本水上航行器与操作者的双脚相连，以实现通过操作者的双脚驱动翼左、右摆动。

具体的，以上提供的翼主要用来提供支撑人体重量的力，包括升力和浮力，定义扭转连接部两侧的翼分别为第一翼和第二翼，则两个脚蹬组件分别连接在第一翼和第二翼上，通过人体的不同脚，驱动第一翼和第二翼在同一时间向相反的方向摆动，单次摆动完成后，第一翼和第二翼均换向摆动。根据下面的升力公式可知，升力与速度的平方成正比，所以这将非常有利于翼产生足够的升力，下面是升力公式：

其中：L为升力；ρ为液体密度；U_∞为航行速度；S为翼的平面面积；C_L为升力系数。同时，本航行器增加了垂直于航行方向的往复摆动，在摆动过程中，同时增加摆动方向上的迎角，迎角的增大和垂直方向的摆动，使得航行器获得了额外的升力，这样进一步保证了航行器能支撑人体重量。

由于桨与翼相连，故桨随翼左右摆动，由于桨本身包括弹性部或桨通过作为弹性部的单独的弹性扭转机构与翼相连，翼在摆动时，桨受弹性部的回复力持续划水，使得本行器获得较为连续的向前运动的推力。

以上翼优选设置为长条状，桨设置为片状，同时设置为桨的弦线方向，即桨的宽度方向与翼展方向平行，这样，在操作者驱动翼摆动的过程中，翼展方向与航行方向基本相同，区别于传统的水翼航行器，翼展与航行方向平行。即翼沿运动方向趋于细长，极大的减小了阻力，有利于提高航行速度；反之，相较于传统水航行器，具有相同的航行速度的前提下，所需做功更少。

优选将桨安装到翼上两边，在两脚外保持较大的距离，这样通过脚的往复小摆动放大为桨的往复大摆动，可以有效的利用摆动产生推力。

同时，在滑行的过程中，可以通过调节迎角的大小和摆幅的大小来保持滑行者的动态平衡。例如，当滑行者想要左转弯的时候，增大前翼向左的摆幅，或减小向右的摆幅，同时增大向右的迎角，或减小向左的迎角，此时，后翼的运动与前翼的运动绕转轴中心对称。

迎角的增加使连接到翼上的桨摆幅增加，桨末端运动速度变大，有效的增加了推力。同时，桨延伸至水下，桨必然会给翼的摆动带来阻力，这样，便于操作者在运动中用来调节重心位置，使重心始终在中心线上左右摆动，保持动态平衡。

作为本领域技术人员，本发明的桨在安装时，亦可通过改变桨的弦线方向，即桨的宽度方向与翼的中心线角度，来达到改变翼长方向与航行方向角度的目的。如设置为桨的弦线方向与翼长方向垂直，可使得本航行器的运动方向与翼长方向垂直。

综上，本发明的航行器，使用往复扭腰，往复摆脚的驱动方式，改变了以往航行器驱动猛蹲猛踩或踩单车的驱动方式，这样，让运动者运动起来更像走路，不仅动作更为优雅，增加了视觉美感和体验，同时还强化了人体锻炼效果；同时，本航行器克服人体重力的方式，使得本航行器更为轻便，这样，不仅使得本航行器更便于携带，扩大了航行器的运用范围，同时便于获得更快的航行速度；同时，本航行器的驱动方式，便于操作者在操作过程中保持动平衡，这样，可达到减小本航行器驾驶难度的目的。

本方案中，以上桨整体可采用弹性材料制成，如弹簧钢；以上桨亦可设置为包括桨叶和桨轴，桨叶由以下材料中的一种或几种制成，硬质泡沫、木料、塑料、铝材、玻璃纤维、碳纤维、复合材料，桨轴采用弹簧钢或弹性橡胶制成作为弹性部。翼可由单一材料制成，也可以是多层的，比如，采用以下材料中的一种或几种：内层用泡沫材料、蜂窝结构材料、木料等，为提高翼的寿命，翼的外层可用以下材料中任意一种或几种包裹：塑料、铝材、玻璃纤维、碳纤维、复合材料、防爆保护涂层(如Line-X)等；同时，为进一步提高翼的使用寿命，以上外层的外侧还可以增加防水涂层。

更进一步的技术方案为：

作为一种便于制造或装配的弹性部实现方案，所述弹性部为单独的弹性扭转机构；

所述桨包括桨叶及与桨叶相连的桨轴，所述桨轴通过弹性扭转机构与翼相连。由于所述弹性部只需在翼的摆动过程中产生弹性变形以为桨施加回复力，故采用以上方案，桨整体均可采用轻质材料制成，同时在桨制造时，不涉及到难以复合材料之间的固化；同时，由于桨和翼的运动状态决定了弹性扭转机构只需要左右扭转，故以上弹性扭转机构中的弹性元件采用螺旋弹簧、扭矩弹簧、平面涡卷弹簧、橡胶弹簧均可实现，实现方式为以上四种弹簧的两端或中部分别与翼及桨轴固定连接。

所述桨还包括呈盘状的桨托盘，所述桨托盘固定于桨轴上，且在桨叶随对应翼摆动过程中，所述桨托盘可与对应翼的下表面接触。以上桨托盘用于与翼接触，以减小或避免桨轴径向方向的变形，达到优化桨受力的目的。

作为一种便于改变桨的宽度方向，即桨的弦线与翼长夹角的实现方案，以达到改变本航行器航行方向与翼长之间角度的目的。所述桨轴的上端还还设置有十字槽，所述十字槽与桨轴的侧面相交，所述弹性扭转机构包括扭矩弹簧，所述扭矩弹簧的一端与翼固定连接，另一端通过十字槽的任意一个开口嵌入十字槽内，所述桨轴的上端还设置有内螺纹孔，所述内螺纹孔与十字槽相交，还包括与内螺纹孔螺纹连接的压紧螺钉，所述压紧螺钉的螺纹段端部用于扭矩弹簧在十字槽内的固定。以上十字槽指代设置有至少有两个与桨轴侧面相交的开口的槽，这样，将扭矩弹簧的端部嵌入不同的开口中，即可达到调整宽度方向的目的。作为本领域技术人员，以上扭矩弹簧亦可以采用普通的螺旋拉伸弹簧或弹性橡胶棒，此情况下，将桨轴设置为与螺旋拉伸弹簧两者的轴线设置为相互垂直，螺旋拉伸弹簧的两端均固定于翼上，桨轴固定于螺旋拉伸弹簧上，即可通过所述的螺旋拉伸弹簧，实现扭矩弹簧的目的。

作为弹性扭转机构的具体实现方式，所述弹性扭转机构包括轴托、压盘及固定螺栓，所述翼上设置有用于安装桨的通孔，所述轴托呈筒状，且轴托的下端设置有凸缘，所述凸缘的上侧与翼的底面接触，轴托穿过所述通孔，且轴托的上端相对于翼的上端外凸，所述压盘呈法兰盘状，且压盘位于翼的上侧，所述固定螺栓用于实现凸缘与压盘螺栓连接，所述轴托的中空部分用于穿设桨轴。如上所述，翼优选采用轻质材料制成，现有的适合做翼的材料一般不具备足够的硬度和耐磨性，以上方案可有效避免桨在工作过程中，翼上用于连接桨的连接点局部受力过大，即本案提供了一种便于连接、可保证本航行器使用寿命的实现方案。进一步的，为利于弹性扭转机构在翼上固定的稳定性，优选设置为以上通孔为两端直径大于中间直径的圆形台阶孔，同时，圆形台阶孔的两端尺寸与压盘及凸缘尺寸相等，这样，可很好保证弹性扭转机构在翼上位置的稳定性，可达到减小翼所受磨损及的来自固定螺栓的压力的目的。

作为一种便于安装、扭矩弹簧为桨能够提供稳定的回复力的实现方式，所述桨轴的上端相对于轴托的上端外凸，轴托上还设置有盘孔，所述盘孔用于嵌入扭矩弹簧的下端，所述扭矩弹簧为螺旋弹簧或平面涡卷弹簧，且扭矩弹簧的轴线与桨轴的轴线共线。

作为一种便于本航行器使用者调整在航行器上的站立方向的实现方案，所述脚蹬组件包括脚套、转轴及轴承，所述轴承相对于翼固定，所述转轴安装在所述轴承上，所述脚套固定于转轴上。以上脚套用于嵌入操作者的脚，设置的轴承使得脚蹬组件可根据操作者的站立朝向，使得脚套旋转至与脚的方位匹配，这样，可大大提高操作者对本航行器的适应性及提高本航行器操作的便捷性。

为提高操作者操作本航行器时的可靠性，所述脚套内还设置有防滑部。

由于处于扭转连接部两侧的翼工作时均需要不断的相对转动，为使得各翼在相对转动至一定角度时，能够自动恢复到相对水平，以自动恢复翼的迎角，以减小本航行器的操作难度，所述扭转连接部包括弹簧，所述弹簧的两端分别与不同的翼相连，以上弹簧在翼左右摆动的过程中发生弹性扭转。

为便于规范翼左右摆动时摆动轴的位置及翼的相对位置，以减小本航行器使用者对本航行器的操作难度、提高使用者站立在本航行器上的稳定性，所述扭转连接部还包括内套筒及外套筒，且外套筒套设于内套筒的外部，外套筒的两端位于内套筒的两端之间，所述弹簧由内套筒的中空区域穿过内套筒，弹簧的两端位于内套筒两端的外侧，弹簧的两端分别与不同翼相连；

内套筒两侧的翼上均设置有环形槽，内套筒的两端分别嵌入不同翼的环形槽中；

外套筒的两端分别与不同翼相接触。本方案中，内套筒由于两端分别嵌入不同翼的环形槽中，这样，环形槽对内套筒的支撑，可使得内套筒能够发挥承力作用，外套筒的两端与不同翼接触后，可用于限定对应两翼之间的横向距离，即使得两翼不能做相向运动，内套筒与外套筒的相互限定，可达到限定以上摆动轴及相对位置的目的。

以上翼的形状可设置为芦苇叶状或竹叶状，以在本航行器沿着翼长方向航行时，不仅翼能够良好的为操作者提供支撑力，同时翼具有较小的水阻力；以上脚蹬组件可直接连接于翼上，亦可通过连杆与对应翼相连，以增长踩踏力的力臂；脚蹬组件采用连杆与翼连接时，翼之间任然设置扭转连接部，以限定翼在转动时，转动轴位置及翼的相对位置，连杆与翼连接可直接连接，优选设置为两个脚蹬组件上的连杆轴线共线，对翼的转矩通过扭转连接部传递至对应翼上，如设置为扭转连接部为以上提供的包括内套筒、外套筒和弹簧的方案时，内套筒和外套筒上均设置有齿轮，两根连杆均为筒状，两根连杆中间穿设一根内筒保持两者的轴线关系，两根连杆上也设置与上述内套筒和外套筒齿轮齿啮合的齿轮，此方案便于操作者高速行驶本航行器。

本发明具有以下有益效果：

本发明的航行器，使用往复扭腰，往复摆脚的驱动方式，改变了以往航行器驱动猛蹲猛踩或踩单车的驱动方式，这样，让运动者运动起来更像走路，不仅动作更为优雅，增加了视觉美感和体验，同时还强化了人体锻炼效果；同时，本航行器克服人体重力的方式，使得本航行器更为轻便，这样，不仅使得本航行器更便于携带，扩大了航行器的运用范围，同时便于获得更快的航行速度；同时，本航行器的驱动方式，便于操作者在操作过程中保持动平衡，这样，可达到减小本航行器驾驶难度的目的。

附图说明

图1是本发明所述的一种水上航行器一个具体实施例的立体结构示意图；

图2是本发明所述的一种水上航行器一个具体实施例的侧视图；

图3是本发明所述的一种水上航行器一个具体实施例中，扭转连接部的结构示意图；

图4是本发明所述的一种水上航行器一个具体实施例中，扭转连接部中弹簧采用螺旋弹簧的扭转连接部结构示意图；

图5是本发明所述的一种水上航行器一个具体实施例中，反映脚蹬组件的结构及脚蹬组件与翼连接关系的示意图；

图6是本发明所述的一种水上航行器一个具体实施例中，桨的结构示意图；

图7是本发明所述的一种水上航行器一个具体实施例中，反映弹性扭转机构的结构及弹性扭转机构与翼连接关系的示意图；

图8是本发明所述的一种水上航行器一个具体实施例的动作状态示意图；

图9是实施例5中提供的翼的驱动方式的示意图。

图中的编号依次为：120、扭转连接部，121、内套筒，122、外套筒，123、弹簧，124，连接螺栓，130、脚蹬组件，131、脚套，132、脚托盘，134、轴承，135、转轴，136、紧固螺栓，137、防滑部，140、弹性扭转机构，141、扭矩弹簧，142、轴托，143、压盘，144、固定螺栓，145、盘孔，147、压紧螺钉、150、桨，151、桨叶，152、桨托盘，153、桨轴，154、十字槽，160、翼，161、第一翼，162、第二翼。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1至图8所示，一种水上航行器，包括扭转连接部120，所述扭转连接部120的两侧均连接有翼160，所述翼160均能绕扭转连接部120的轴线相对转动；

所述翼160上均连接有桨150，所述桨150均位于翼160的下侧；

还包括弹性部，所述弹性部为以下几种形式中的任意一种：桨150本身、桨150的一部分、单独的弹性扭转机构140；

在弹性部为桨150本身或桨150的一部分时，所述桨150直接连接于翼160上；

在弹性部为单独的弹性扭转机构140时，所述桨150均通过不同的弹性扭转机构140与对应的翼160相连；

在桨150随对应翼160左、右摆动的过程中，所述弹性部发生弹性变形；

还包括两个脚蹬组件130，不同的脚蹬组件130与不同的翼160相连，所述脚蹬组件130用于本水上航行器与操作者的双脚相连，以实现通过操作者的双脚驱动翼160左、右摆动。

具体的，以上提供的翼160主要用来提供支撑人体重量的力，包括升力和浮力，定义扭转连接部120两侧的翼160分别为第一翼161和第二翼162，则两个脚蹬组件130分别连接在第一翼161和第二翼162上，通过人体的不同脚，驱动第一翼161和第二翼162在同一时间向相反的方向摆动，单次摆动完成后，第一翼161和第二翼162均换向摆动。根据下面的升力公式可知，升力与速度的平方成正比，所以这将非常有利于翼160产生足够的升力，下面是升力公式：

其中：L为升力；ρ为液体密度；U_∞为航行速度；S为翼160的平面面积；C_L为升力系数。同时，本航行器增加了垂直于航行方向的往复摆动，在摆动过程中，同时增加摆动方向上的迎角，迎角的增大和垂直方向的摆动，使得航行器获得了额外的升力，这样进一步保证了航行器能支撑人体重量。

由于桨150与翼160相连，故桨150随翼160左右摆动，由于桨150本身包括弹性部或桨150通过作为弹性部的单独的弹性扭转机构140与翼160相连，翼160在摆动时，桨受弹性部的回复力持续划水，使得本行器获得较为连续的向前运动的推力。

以上翼160优选设置为长条状，桨150设置为片状，同时设置为桨150的弦线方向，即桨150的宽度方向与翼160展方向平行，这样，在操作者驱动翼160摆动的过程中，翼160展方向与航行方向基本相同，区别于传统的水翼160航行器，翼160展与航行方向平行。即翼160沿运动方向趋于细长，极大的减小了阻力，有利于提高航行速度；反之，相较于传统水航行器，具有相同的航行速度的前提下，所需做功更少。

优选将桨安装到翼160上两边，在两脚外保持较大的距离，这样通过脚的往复小摆动放大为桨的往复大摆动，可以有效的利用摆动产生推力。

同时，在滑行的过程中，可以通过调节迎角的大小和摆幅的大小来保持滑行者的动态平衡。例如，当滑行者想要左转弯的时候，增大前翼160向左的摆幅，或减小向右的摆幅，同时增大向右的迎角，或减小向左的迎角，此时，后翼160的运动与前翼160的运动绕转轴135中心对称。

迎角的增加使连接到翼160上的桨摆幅增加，桨末端运动速度变大，有效的增加了推力。同时，桨延伸至水下，桨150必然会给翼160的摆动带来阻力，这样，便于操作者在运动中用来调节重心位置，使重心始终在中心线上左右摆动，保持动态平衡。

作为本领域技术人员，本发明的桨在安装时，亦可通过改变桨的弦线方向，即桨150的宽度方向与翼160的中心线角度，来达到改变翼160长方向与航行方向角度的目的。如设置为桨150的弦线方向与翼160长方向垂直，可使得本航行器的运动方向与翼160长方向垂直。

综上，本发明的航行器，使用往复扭腰，往复摆脚的驱动方式，改变了以往航行器驱动猛蹲猛踩或踩单车的驱动方式，这样，让运动者运动起来更像走路，不仅动作更为优雅，增加了视觉美感和体验，同时还强化了人体锻炼效果；同时，本航行器克服人体重力的方式，使得本航行器更为轻便，这样，不仅使得本航行器更便于携带，扩大了航行器的运用范围，同时便于获得更快的航行速度；同时，本航行器的驱动方式，便于操作者在操作过程中保持动平衡，这样，可达到减小本航行器驾驶难度的目的。

本方案中，以上桨150整体可采用弹性材料制成，如弹簧123钢；以上桨150亦可设置为包括桨叶151和桨轴153，桨叶151由以下材料中的一种或几种制成，硬质泡沫、木料、塑料、铝材、玻璃纤维、碳纤维、复合材料，桨轴153采用弹簧123钢制成作为弹性部。翼160可由单一材料制成，也可以是多层的，比如，采用以下材料中的一种或几种：内层用泡沫材料、蜂窝结构材料、木料等，为提高翼160的寿命，翼160的外层可用以下材料中任意一种或几种包裹：塑料、铝材、玻璃纤维、碳纤维、复合材料、防爆保护涂层(如Line-X)等；同时，为进一步提高翼160的使用寿命和减小表面阻力，以上外层的外侧还可以增加防水涂层。

图8提供了一种具体的航行器的运动示意图，图中，V的方向为航行器的航行方向，和分别为偏离速度方向V的角度，转向时，例如，当希望速度V向左偏转，则增大的同时减小相应的旋转迎角，或者减小的同时增大相应的旋转迎角，这样就能实现航行器的航行方向控制。

实施例2：

如图1至图8所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：作为一种便于制造或装配的弹性部实现方案，所述弹性部为单独的弹性扭转机构140；

所述桨150包括桨叶151及与桨叶151相连的桨轴153，所述桨轴153通过弹性扭转机构140与翼160相连。由于所述弹性部只需在翼160的摆动过程中产生弹性变形以为桨150施加回复力，故采用以上方案，桨150整体均可采用轻质材料制成，同时在桨150制造时，不涉及到难以复合材料之间的固化；同时，由于桨150和翼160的运动状态决定了弹性扭转机构140只需要左右扭转，故以上弹性扭转机构140中的弹性元件采用螺旋弹簧、扭矩弹簧141、平面涡卷弹簧、橡胶弹簧均可实现，实现方式为以上四种弹簧123的两端分别与翼160及桨轴153固定连接。

所述桨150还包括呈盘状的桨托盘152，所述桨托盘152固定于桨轴153上，且在桨叶151随对应翼160摆动过程中，所述桨托盘152可与对应翼160的下表面接触。以上桨托盘152用于与翼160接触，以减小或避免桨轴153径向方向的变形，达到优化桨150受力的目的。

作为一种便于改变桨150的宽度方向，即桨150的弦线与翼160长夹角的实现方案，以达到改变本航行器航行方向与翼160长之间角度的目的。所述桨轴153的上端还还设置有十字槽154，所述十字槽154与桨轴153的侧面相交，所述弹性扭转机构140包括扭矩弹簧141，所述扭矩弹簧141的一端与翼160固定连接，另一端通过十字槽154的任意一个开口嵌入十字槽154内，所述桨轴153的上端还设置有内螺纹孔，所述内螺纹孔与十字槽154相交，还包括与内螺纹孔螺纹连接的压紧螺钉147，所述压紧螺钉147的螺纹段端部用于扭矩弹簧141在十字槽154内的固定。以上十字槽154指代设置有至少有两个与桨轴153侧面相交的开口的槽，这样，将扭矩弹簧141的端部嵌入不同的开口中，即可达到调整宽度方向的目的。作为本领域技术人员，以上扭矩弹簧141亦可以采用普通的螺旋拉伸弹簧123，此情况下，将桨轴153设置为与螺旋拉伸弹簧123两者的轴线设置为相互垂直，螺旋拉伸弹簧123的两端均固定于翼160上，桨轴153固定于螺旋拉伸弹簧123上，即可通过所述的螺旋拉伸弹簧123，实现扭矩弹簧141的目的。

作为弹性扭转机构140的具体实现方式，所述弹性扭转机构140包括轴托142、压盘143及固定螺栓144，所述翼160上设置有用于安装桨150的通孔，所述轴托142呈筒状，且轴托142的下端设置有凸缘，所述凸缘的上侧与翼160的底面接触，轴托142穿过所述通孔，且轴托142的上端相对于翼160的上端外凸，所述压盘143呈法兰盘状，且压盘143位于翼160的上侧，所述固定螺栓144用于实现凸缘与压盘143螺栓连接，所述轴托142的中空部分用于穿设桨轴153。如上所述，翼160优选采用轻质材料制成，现有的适合做翼160的材料一般不具备足够的硬度和耐磨性，以上方案可有效避免桨150在工作过程中，翼160上用于连接桨150的连接点局部受力过大，即本案提供了一种便于连接、可保证本航行器使用寿命的实现方案。进一步的，为利于弹性扭转机构140在翼160上固定的稳定性，优选设置为以上通孔为两端直径大于中间直径的圆形台阶孔，同时，圆形台阶孔的两端尺寸与压盘143及凸缘尺寸相等，这样，可很好保证弹性扭转机构140在翼160上位置的稳定性，可达到减小翼160所受磨损及的来自固定螺栓144的压力的目的。

作为一种便于安装、扭矩弹簧141为桨150能够提供稳定的回复力的实现方式，所述桨轴153的上端相对于轴托142的上端外凸，轴托142上还设置有盘孔145，所述盘孔145用于嵌入扭矩弹簧141的下端，所述扭矩弹簧141为螺旋弹簧或平面涡卷弹簧，且扭矩弹簧141的轴线与桨轴153的轴线共线。

实施例3：

如图1至图8所示，本实施例在实施例1提供的技术方案的基础上提供一种更为详尽的方案：作为一种便于本航行器使用者调整在航行器上的站立方向的实现方案，所述脚蹬组件130包括脚套131、转轴135及轴承134，所述轴承134相对于翼160固定，所述转轴135安装在所述轴承134上，所述脚套131固定于转轴135上。以上脚套131用于嵌入操作者的脚，设置的轴承134使得脚蹬组件130可根据操作者的站立朝向，使得脚套131旋转至与脚的方位匹配，这样，可大大提高操作者对本航行器的适应性及提高本航行器操作的便捷性。

为提高操作者操作本航行器时的可靠性，所述脚套131内还设置有防滑部137。

本实施例中，如图5，脚蹬组件130与翼160直接相连，即将轴承134内嵌于翼160中，在翼160上设置用于安装脚蹬组件130的圆形台阶孔，安装脚蹬组件130的圆形台阶孔两端直径更大，下端用于安装轴承134，且在脚套131的下端通过紧固螺栓136固定于呈圆盘状的脚托盘132，脚托盘132的外径与该台阶孔的上端直径相等，这样，通过该台阶孔上端对脚托盘132的限定，可有效提高脚蹬组件130与翼160连接的可靠性。

实施例4：

如图1至图8所示，本实施例在实施例1提供的技术方案的基础上提供一种更为详尽的方案：由于处于扭转连接部120两侧的翼160工作时均需要不断的相对转动，为使得各翼160在相对转动至一定角度时，能够自动恢复到相对水平，以自动恢复翼的迎角，以减小本航行器的操作难度，所述扭转连接部120包括弹簧123，所述弹簧123的两端分别与不同的翼160相连，以上弹簧123在翼160相对转动的过程中发生弹性扭转。

为便于规范翼160左右摆动时摆动轴的位置及翼160的相对位置，以减小本航行器使用者对本航行器的操作难度、提高使用者站立在本航行器上的稳定性，所述扭转连接部120还包括内套筒121及外套筒122，且外套筒122套设于内套筒121的外部，内套筒121的两端位于外套筒122的两端之间，所述弹簧123由内套筒121的中空区域穿过内套筒121，弹簧123的两端位于内套筒121两端的外侧，弹簧123的两端分别与不同翼160相连；

内套筒121两侧的翼160上均设置有环形槽，内套筒121的两端分别嵌入不同翼160的环形槽中；

外套筒122的两端分别与不同翼160相接触。

实施例5：

本实施例在实施例1提供的技术方案的基础上提供一种更为详尽的方案：以上翼160的形状可设置为芦苇叶状或竹叶状，以在本航行器沿着翼160长方向航行时，不仅翼160能够良好的为操作者提供支撑力，同时翼160具有较小的水阻力；以上脚蹬组件130可直接连接于翼160上，亦可通过连杆与对应翼160相连，以增长踩踏力的力臂；脚蹬组件130采用连杆与翼160连接时，翼160之间仍然设置扭转连接部120，以限定翼160在转动时，转动轴位置及翼160的相对位置，连杆与翼160连接可直接连接。

作为另外一种实现方案，各脚蹬组件130分别与一根连杆相连，各脚蹬组件130分别用于驱动对应连杆绕自身轴线转动，两根连杆的轴线共线，同时两根连杆通过中间连接筒相连，同时各连杆与中间连接筒均间隙配合，以使得两根连杆可相对转动；作为优选方案，各连杆上均设置齿盘，各翼160上也设置齿盘，不同连杆上的齿盘分别通过一个小齿轮与不同翼160上的齿盘齿啮合，且一组齿啮合关系中的连杆上的齿盘与小齿轮、小齿轮与翼160上的齿盘均为外啮合，即：左右各一个小齿轮与前、后两翼的齿盘都啮合，各连杆齿轮分别与两个小齿轮啮合，这样，在对应一对需要啮合的齿盘之间设置了一个作为中间力传递件的小齿轮，在连杆上的两个齿盘均为形状一致且呈正对关系的圆齿盘、与翼连接的两个齿盘均为形状一致且呈正对关系的圆齿盘时，采用以上小齿轮，连杆轴与翼轴垂直且连杆的轴线位于翼的中间时，可避免不相关的连杆上的齿盘与翼上的齿盘发生相互作用，即本方案具有结构设置方便的特点，如图9所示；作为本领域技术人员，因为本发明只需要实现翼在一定范围内的往复摆动，所述齿盘不一定是一个整圆环，这样，即使翼上的齿盘并排排列，连杆上的齿盘均设置为半环，也不影响连杆与翼上齿盘之间一对一的关系。此方案便于操作者高速行驶本航行器。

进一步的，可在中间连接筒中内嵌弹性部件，弹性部件的两端分别与不同的连杆相连，这样，可通过弹性部件向两根连杆提供回复力。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水上航行器，其特征在于，包括扭转连接部(120)，所述扭转连接部(120)的两侧均连接有翼(160)，所述翼(160)均能绕扭转连接部(120)的轴线相对转动；

所述翼(160)上均连接有桨(150)，所述桨(150)均位于翼(160)的下侧；

还包括弹性部，所述弹性部为以下几种形式中的任意一种：桨(150)本身、桨(150)的一部分、单独的弹性扭转机构(140)；

在弹性部为桨(150)本身或桨(150)的一部分时，所述桨(150)直接连接于翼(160)上；

在弹性部为单独的弹性扭转机构(140)时，所述桨(150)均通过不同的弹性扭转机构(140)与对应的翼(160)相连；

在桨(150)随对应翼(160)左、右摆动的过程中，所述弹性部发生弹性变形；

还包括两个脚蹬组件(130)，不同的脚蹬组件(130)与不同的翼(160)相连，所述脚蹬组件(130)用于本水上航行器与操作者的双脚相连，以实现通过操作者的双脚驱动翼(160)左、右摆动。

2.根据权利要求1所述的一种水上航行器，其特征在于，所述弹性部为单独的弹性扭转机构(140)；

所述桨(150)包括桨叶(151)及与桨叶(151)相连的桨轴(153)，所述桨轴(153)通过弹性扭转机构(140)与翼(160)相连。

3.根据权利要求2所述的一种水上航行器，其特征在于，所述桨(150)还包括呈盘状的桨托盘(152)，所述桨托盘(152)固定于桨轴(153)上，且在桨叶(151)随对应翼(160)摆动过程中，所述桨托盘(152)可与对应翼(160)的下表面接触。

4.根据权利要求2所述的一种水上航行器，其特征在于，所述桨轴(153)的上端还还设置有十字槽(154)，所述十字槽(154)与桨轴(153)的侧面相交，所述弹性扭转机构(140)包括扭矩弹簧(141)，所述扭矩弹簧(141)的一端与翼(160)固定连接，另一端通过十字槽(154)的任意一个开口嵌入十字槽(154)内，所述桨轴(153)的上端还设置有内螺纹孔，所述内螺纹孔与十字槽(154)相交，还包括与内螺纹孔螺纹连接的压紧螺钉(147)，所述压紧螺钉(147)的螺纹段端部用于扭矩弹簧(141)在十字槽(154)内的固定。

5.根据权利要求4所述的一种水上航行器，其特征在于，所述弹性扭转机构(140)包括轴托(142)、压盘(143)及固定螺栓(144)，所述翼(160)上设置有用于安装桨(150)的通孔，所述轴托(142)呈筒状，且轴托(142)的下端设置有凸缘，所述凸缘的上侧与翼(160)的底面接触，轴托(142)穿过所述通孔，且轴托(142)的上端相对于翼(160)的上端外凸，所述压盘(143)呈法兰盘状，且压盘(143)位于翼(160)的上侧，所述固定螺栓(144)用于实现凸缘与压盘(143)螺栓连接，所述轴托(142)的中空部分用于穿设桨轴(153)。

6.根据权利要求5所述的一种水上航行器，其特征在于，所述桨轴(153)的上端相对于轴托(142)的上端外凸，轴托(142)上还设置有盘孔(145)，所述盘孔(145)用于嵌入扭矩弹簧(141)的下端，所述扭矩弹簧(141)为螺旋弹簧或平面涡卷弹簧，且扭矩弹簧(141)的轴线与桨轴(153)的轴线共线。

7.根据权利要求1所述的一种水上航行器，其特征在于，所述脚蹬组件(130)包括脚套(131)、转轴(135)及轴承(134)，所述轴承(134)相对于翼(160)固定，所述转轴(135)安装在所述轴承(134)上，所述脚套(131)固定于转轴(135)上。

8.根据权利要求7所述的一种水上航行器，其特征在于，所述脚套(131)内还设置有防滑部(137)。

9.根据权利要求1所述的一种水上航行器，其特征在于，所述扭转连接部(120)包括弹簧(123)，所述弹簧(123)的两端分别与不同的翼(160)相连，以上弹簧(123)在翼(160)左右摆动的过程中发生弹性扭转。

10.根据权利要求9所述的一种水上航行器，其特征在于，所述扭转连接部(120)还包括内套筒(121)及外套筒(122)，且外套筒(122)套设于内套筒(121)的外部，内套筒(121)的两端位于外套筒(122)的两端之间，所述弹簧(123)由内套筒(121)的中空区域穿过内套筒(121)，弹簧(123)的两端位于内套筒(121)两端的外侧，弹簧(123)的两端分别与不同翼(160)相连；

内套筒(121)两侧的翼(160)上均设置有环形槽，内套筒(121)的两端分别嵌入不同翼(160)的环形槽中；

外套筒(122)的两端分别与不同翼(160)相接触。