CN108698676A - 用于在水体上使用的船舶及由此的运输和控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由用户坐在或躺在其中的主体4形式的船舶2，并配置有在水体中使用的动力。还提供了一种在游戏中使用船舶的方法以及以允许管理用于驱动的电源的方式使用所述船舶的方法。还提供了用于从陆上运输、装载和/或与船舶进行通信的系统，以及允许在水体的指定区域内维护和控制所述船舶的系统。

Description

用于在水体上使用的船舶及由此的运输和控制系统
本申请所涉及的发明是一种车辆或者船舶，在下文中以非限制性方式称为船舶，其用于诸如大海、海洋、湖泊或者河流的水体中。特别是，船舶是利用安装在船舶上的电源提供动力来用于推动通过并越过水体的用户。因此本发明还包括运输和控制系统。
在游艇、摩托艇等的大规模形式中或以水上摩托车等形式的较小规模中，提供漂浮在水体中并且设置有电机以通过和越过水来为其提供动力的船舶是众所周知的。然而，由于相对较高的船舶操作能力而导致船舶负责人的安全以及由于当船舶越过水体时潜在的动力和速度而导致在水体中其他人的安全，因此使用这种类型的动力船舶还存在各种安全方面的担忧。
同样众所周知的是，提供由于风帆的作用和/或由于水体中的波浪和/或水流而通过并越过连接到船舶的水体的推进的船舶。然而，由于控制这些船舶所需的复杂性和技能和/或由于船舶的运动取决于当时的环境条件以及哪些条件是可变的，以及如果它们不合适，即如果水和/或风是平静的，则不可能移动船舶，这使得使用船舶是不适合的，所以这些船舶往往不适合使用。
上述问题与年龄较大的年龄较大的儿童和年轻人尤其相关，这意味着他们并不特别被“儿童”船舶所吸引，但同样年龄不够或身体上能够使用和控制更大或更强有力形式的船舶。
经历的另一个问题是关于在诸如河流、湖泊或大海之类的水体上使用水上船舶，并且其中通常限制使用船舶，使得船舶根本无法使用，或者更典型地，允许使用但限于特定区域。常规地，特定区域通过沿着间隔位置放置具有标记浮标的一系列链条、绳索和/或网来标记，以便识别允许使用的区域的边界。
使用区域的限制可能是由于担心水体的其他用户的安全，或者，如果船舶由相对年轻或经验不足的用户操作，则可能会担心船舶操作员的安全。此外，如果船舶只出租给用户，那么存在担心船舶在任何时间被盗的可能性。
常规浮标标记系统的问题在于，虽然它可以提供需要遵守的边界线的清楚指示，但实际上并没有起到防止至少某些类型的船舶超出浮标的作用，使得如果例如船舶的用户决定通过简单地引导船舶在边界线上来偷走他们可以做的船舶。或者，如果车辆的操作员没有意识到边界或者不了解指令，则不会阻止操作员将船舶移动到可能使船舶和/或操作员暴露于可能更危险的环境的允许区域之外。这对操作船舶的儿童的父母来说尤其重要，并且父母理想地希望更确定地说，当船舶处于不允许的区域时，可以防止或限制船舶的操作。
另一个问题是关于水上船舶的运输，具有通常用于在存储位置和发射位置之间的地面上移动船舶的拖车。常规拖车通常具有机械性质，因为它们包括限定用于承载船舶的一个或多个位置的框架以及允许拖车跨地面移动的轮组件。在某些实例中，拖车配备有电气连接以允许拖车连接到车辆，典型地用于在拖车上操作警告灯，当拖车正沿着道路移动和/或为绞车提供动力时，所述绞车可以位于拖车上，并且当从水中移出时可用于将船舶拖回到拖车上。
这些常规拖车的问题在于，尽管它们执行基本的所需功能，但在很长一段时间内仍未使用它们。此外，如果发射位置是海滩、公园等，则要使用船舶的位置即发射位置可能具有有限的设施。在某些实例中，例如，在出租船舶作为一项业务进行时，发射位置需要能够提供自动售货和监控设施和/或以允许船舶可供使用的设施。例如由于受限的空间和/或不利的表面条件(例如海滩上的沙子)，还可能希望允许拖车移动到不可能进入车辆的优选发射位置。
本发明的目的是提供一种可用于水体中以推动人通过和/或越过水体的船舶以及另一个目的是以可以控制的形式提供船舶，而不需要特定的体力并且不会对当时可能在水体中的其他人产生显著的危害。本发明的另一个目的是有效地操作船队。
本发明的又一目的是提供用于监控车辆使用的装置和系统，例如水上船舶，并且包括当船舶接近或超出预定边界时防止或限制船舶操作的能力。
因此，本发明的另一目的是提供一种形式的拖车，其具有改进的实用性，并且另一目的是允许拖车能够独立于车辆移动到期望的位置。
在本发明的第一方面中，提供了一种用于相对于水体进行动力运动的船舶，所述船舶包括手柄装置，通过所述手柄装置用户可以抓住船舶并由此将其推动越过水体，电源以及由至少一个连接通道隔开的至少一个流体入口和至少一个流体出口，并且其中提供电机以使位于所述至少一个通道中的纵向轴上的一个或多个叶片旋转到所述至少一个入口和至少一个出口，以便为所述船舶产生推进力。
在一个实施例中，提供了第一入口，所述第一入口连接到位于船舶的一侧或与其相邻的一侧的第一出口并通过通道连接，提供了第二入口，所述第二入口连接到位于船舶的相对侧或与其相邻的第二出口并通过通道连接。
在一个实施例中，一个通道将所有入口和出口连接在一起，或者可选地为每个入口/出口对提供通道，并且为每个通道提供轴和叶片组件。
在一个实施例中，叶片沿纵向轴定位，使得当轴在叶片中旋转时，连同通道的形状通过将水从入口移动到出口产生推进力。
典型地，通道的形状成形为在流体通过通道时对流体提供文丘里(venturi)效应。
典型地，通过入口进入的至少一部分流体以水射流的形式离开船舶。
在一个实施例中，水射流作为一种手段来指示船舶在其他船舶上和/或在水体侧的围观者的位置。在一个实施例中，水射流也可以用作指示当时正在操作船舶的推进力的手段。
在一个实施例中，从入口进入船舶的水的至少一部分经由围绕和/或通过船舶的电机的通道被引导，使得水充当用于电机的操作的冷却剂。
在一个实施例中，充当冷却剂的一部分水被引导以便离开船舶作为水射流。
在一个实施例中，提供允许控制电机功率的开/关开关。通常，开关可以提供为故障保护，因为电机的电源被切断以防止危险情况。
在一个实施例中，故障保护装置可以以连接到人的绳索的形式提供，如果人从船舶上掉落，则使得开关脱离。此外，或者可选地，开关装置可以设置在船舶的下侧，所述开关装置将移动到关闭位置以在电机不与水体接触的情况下使电机脱离。这通常会在船舶倾覆或船舶未放置在水体中时运行。
在一个实施例中，一个或多个偏转装置设置在出口处以在第一位置和第二位置之间可枢转地移动，偏转装置在所述位置之间的移动取决于此时通过出口的流体流动的压力。典型地，流体流动的压力越大，偏转装置推向第二位置越多，以允许水排出到更高高度并且可能高于水体高度。
在一个实施例中，偏转装置偏向第一位置，在第一位置中水从其中排出到水体中，从而防止水从出口在船不移动或缓慢移动时被排出水外而造成伤害，例如当人上下船舶时。
典型地，船舶具有由任何合适材料形成的主体，例如通过真空成形HDPE或GRP。典型地，主体包括手柄装置、电源和轴以及一个或多个通道的至少一部分，通道的其余部分由位于主体上的面板形成，并且所述面板可以移除以允许接近主体内的部件以进行修理和维护。
在一个实施例中，电源由安装在主体内的一个或多个电池组形成，并且当船舶停驻到充电装置时可充电。
典型地，电池组的位置应便于在壳体内更换。因此如果船舶在白天被租出一段时间，这意味着用过的电池组可以在正常运行的一天内用电池组来替换，因此可以使船舶始终处于可用状态，这一点尤为重要。
在一个实施例中，船舶包括诸如GPS之类的位置检测装置，以便允许检测船舶在水体上的位置，以及在一个实施例中，用于将船舶限制在水体上的特定地理区域的运动。
在一个实施例中，船舶包括允许船舶和使用其的人之间和/或使用其他船舶的人和/或与水体侧面的人之间的无线通信的装置。无线通信可以包括WiFi、WLAN和/或蓝牙通信系统中的任何一个或任何组合。在一个实施例中，人配备有能够与船舶无线通信的具有麦克风和扬声器的头盔。反过来，船舶通信装置允许与其他船舶和使用这些船舶的人进行声音的传输和接收，并且/或者例如如果人是小孩，则其父母在水体侧。
在一个实施例中，提供了一种控制系统，其包括基站，并且通过无线局域网(WLAN)将几个船舶连接到所述控制系统以允许船舶和/或基站之间的通信。
在一个实施例中，系统包括预定区域，并且在一个实施例中提供了操作区域和安全区域。
在一个实施例中，基站由连接到一个或多个高增益定向Wi-Fi天线的计算机和显示系统组成，以提供对正常操作区域的最佳覆盖。这台计算机将用于监督和控制主管操作员指示的各个电路板。
根据骑手的技术水平、身高和体重，主要的主管角色可以包括设置单个船舶的初始最大速度和距离值的任意一个或任意组合；监控船舶操作，并在遇到未经授权的状况时发出警报。
未经授权的状况可以包括离开操作区域的电路板、超过预定的最大速度、过度的冲击振动和/或反向时尝试操作推进单元。
在一个实施例中，船舶包括计算机控制系统来执行所需功能的所有方面。这些任务包括推进装置的控制、船上显示器的操作、数据采集、用户安全的位置监控和船舶安全的位置监控的任意一个或任意组合。
典型地，主喷射推力单元将由船上可充电电池供电。推力的数量将从零变化到一个预先设定的上限，这将由雇用船舶时由主管设定。预设限制将通过来自基站的监控器控制链路编入船舶。然后，计算机将监控用户需求输入，并通过船上PWM控制器调整提供给电机的功率。当电池电量不足时，系统还会监控电池电量并降低输出功率。
典型地，每个船舶将监控电子系统内的各种参数，包括电池电压、电机速度和船舶速度。这些信息将记录到本地非易失性存储器中。这些信息也将通过WLAN回传给基站。
在一个实施例中，每个船舶将包含一个GPS接收器，以获得实时位置和速度数据。这些数据将用于船舶控制的几个方面。速度数据将用于限制船舶由监控器控制数据设置的最大速度。
在正常使用情况下，位置信息将用于确定船舶是否超出操作区域。在这种情况下，警报指示灯将闪烁并且推进单元将停止。在操作区域外，只有当船舶返回到地理围栏区时，推进才会重新开始。
在一个实施例中，如果船舶从安全区域带出，系统将认为船舶被盗。在这种情况下，船舶将进入锁定状态。在锁定状态下，控制系统将解除推进和显示功能。船舶还将扫描公共Wi-Fi接入点并将位置信息消息发送到已知的安全Web服务器。一旦处于锁定状态，船舶将仅通过来自主管的安全命令重置为操作模式。锁定状态将在任何断电情况下保持。
在本发明的一个实施例中，提供了用于监控船舶相对于预定使用边界的使用的装置，所述装置包括用于从船舶发射信号的信号发射装置，具有用于接收所述发射信号的接收装置的基站，其中存储预定边界的位置的存储器，以及用于基于接收到的相对于边界的信号来确定船舶的位置的处理装置，并且如果确定的位置处于、邻近或超出所述边界，则激活警报状态。
在一个实施例中，如果在预定的时间段内没有接收到发射信号，例如由于发射信号从中发射的位置超出了发射信号可以传递到基站的范围，则所述位置的确定使得警报状态激活。
在另一个实施例中，如果在基站处接收到的发射信号的强度降低到预定水平以下，则激活警报状态。
在另一个实施例中，如果从船舶接收到的发射信号是指示警报，并且因此由船舶的操作员或船舶的控制系统积极地发射，使得例如如果船舶运行出现故障或船舶上的安全设备表明操作员不在船舶上，则激活警报状态。
在一个实施例中，警报状态包括在基站处生成的可见和/或可听警报。另外或可选地，警报状态包括向远程监控位置和/或船舶的所有者和/或在当时与船舶的操作员相关联的一个或多个人发送警报信号。
优选地并且可能地与前述警报选项中的任何一个组合，警报状态包括向船舶控制系统发送信号以改变其操作状态。操作状态的这种变化可能是完全切断电源以防止动力运动，或者允许提供有限的功率一段时间以允许船舶的有限的动力运动使其能够在电力切断之前在边界内被引回，或者仅在一个实施例中允许船舶沿单个方向(例如反向)移动，或者允许船舶被自动操纵并移向基站。
在一个实施例中，警报状态包括引起由船舶产生的可听和/或可见警报，以便允许其他船舶或岸上的旁观者知道警报涉及的特定船舶。
典型地，信号从基站发射并以足够的强度和范围发射，以便即使当船舶在边界之外时也能被船舶接收。
在一个实施例中，在预定时间之后，在没有来自基站的任何信号的情况下，船舶将独立地触发警报状态。
在一个实施例中，优选的是，当船舶与物理标记的边界相邻时，激活警报状态，使得警报状态在预先足够的时间段内被激活并且在船舶实际穿过边界之前。
在一个实施例中，提供了用于在其上放置一个或多个船舶的拖车，所述拖车包括限定船舶可以放置和支撑的位置的框架，允许拖车在承载所述船舶的同时在两个位置之间移动的轮组件，以及所述拖车包括至少一个安装在其上的电源并用于为拖车提供的至少一个功能提供动力。
在一个实施例中，拖车包括第一电源，提供第一电源以允许执行与拖车相关的功能。
在一个实施例中，提供相同的或另外的电源以允许提供动力给位于拖车上的船舶。
在一个实施例中，拖车包括用于拖车功能的第一电源和用于由其承载的船舶的多个另外的电源。
在一个实施例中，框架限定其上的其他电源的位置，并且在一个实施例中，所述位置包括用于电源的电连接，以允许电源在位于框架上时对其充电。
在一个实施例中，当船舶位于框架上时，它可以连接到电源和/或数据连接。这允许提供动力给船舶以对安装在船舶上的电池组进行充电和/或提供动力以允许船舶的其他特征在船舶安装在拖车上时操作和/或访问。
在一个实施例中，充电可以从拖车电源获得，或者可以从可以连接到拖车的干线电源获得。
在一个实施例中，每个另外的电源包括一组电池。
在一个实施例中，船舶可以在一段时间内(例如一天)被租用一段时间，并且船舶在该段时间内需要充电并可用。这是必要的，以确保租赁时可以使用船舶。这是根据本发明通过在拖车上提供充电电池而实现的，使得它们可以选择性地从拖车上取下并放入船舶中以向其供电并且任何放电电池都会从船舶上移走并放到拖车上。
在一个实施例中，拖车能够携带尽可能多的充电电池，以使所有的船舶在所述时间段内可操作。另外或可选地，拖车可以通过使用拖车上提供的电源而提供给电池充电的能力。在一个实施例中，所述电源可以是另一个或多个电池，其被提供以允许执行其他功能。
因此，这确保了租用船舶的操作员可以使用所有相同的船舶，并因此在所述时间段内最大化船舶的潜在收益。
在一个实施例中，当船舶安装在拖车上时，可以通过数据连接从船舶上收集数据并将其存储在拖车上提供的存储器中和/或存储在与拖车连接或通信的设备的存储器中。
在一个实施例中，拖车包括数据连接，以便允许诸如膝上型计算机之类的数据处理器与其连接并允许从安装在拖车和膝上型计算机上的船舶传输数据。另外或可选地，拖车配备有无线通信设施，以便允许拖车和可能远离拖车的另一位置之间的数据通信。典型地，其他位置可以配备有服务器以处理和解释所收集的数据以便指示使用情况，和/或可以提供所述设施用于支付诸如现金和/或卡支付之类的费用以用于船舶的使用。
在一个实施例中，由拖车电源供电的拖车的功能之一是提供可操作并设置成与轮组件连接的电机，以允许拖车的动力运动通过表面，而不需要拖车连接到车辆。
在一个实施例中，由拖车电源供电的拖车的功能之一是充当监控船舶使用的基站，其中拖车充当数据传输和/或接收来自船舶的数据的位置，同时船舶与拖车分离。还可以提供监控以防止物品被盗，和/或确保物品仅在预定的环境或拖车范围内使用。
在本发明的另一方面中，提供了一种拖车和水上船舶组件，所述拖车配备有至少一个船舶所在的框架和用于多个动力源的定位装置，其中所述拖车包括至少一个数据和/或电力连接器，所述船舶可以与所述数据和/或电力连接器连接，以允许在所述拖车和所述至少一个船舶之间传输电力和/或数据。
在一个实施例中，组件包括允许通过有线或无线连接在拖车和数据处理装置之间传输数据的装置，以便允许对船舶的使用进行分析和/或对船舶的操作进行调整或以其他方式进行控制。
在一个实施例中，传输的数据是遥测数据。
在本发明的另一方面中，提供了一种控制系统，其包括基站和经由无线局域网(WLAN)连接以允许在船舶和/或基站之间进行通信的多个船舶。
在一个实施例中，系统包括预定区域，并且在一个实施例中提供了操作区域和安全区域。
在本发明的另一方面中，提供了用于监控船舶相对于预定使用边界的使用的装置，所述装置包括用于从船舶发射信号的信号发射装置，具有用于接收所述发射信号的接收装置的基站，其中存储预定边界的位置的存储器，以及用于基于接收到的相对于边界的信号来确定船舶的位置的处理装置，并且如果确定的位置处于、邻近或超出所述边界，则激活警报状态。
在一个实施例中，如果在预定的时间段内没有接收到发射信号，例如由于发射信号从中发射的位置超出了发射信号可以传递到基站的范围和/或如果在基站处接收到的发射信号的强度降低到预定水平以下和/或如果从船舶接收到的发射信号是指示警报，并且因此由船舶的操作员或船舶的控制系统积极地发射，使得例如如果船舶运行出现故障或船舶上的安全设备表明操作员不在船舶上，则所述位置的确定使得警报状态激活。
在一个实施例中，警报状态包括在基站处生成的可见和/或可听警报和/或向远程监控位置和/或船舶的所有者和/或在当时与船舶的操作员相关联的一个或多个人发送警报信号。
优选地并且可能地与前述警报选项中的任何一个组合，警报状态包括向船舶控制系统发送信号以改变其操作状态。操作状态的这种变化可能是完全切断电源以防止动力运动，或者允许提供有限的功率一段时间以允许船舶的有限的动力运动使其能够在电力切断之前在边界内被引回，或者仅在一个实施例中允许船舶沿单个方向(例如反向)移动，或者允许船舶被自动操纵并移向基站。
在一个实施例中，警报状态包括引起由船舶产生的可听和/或可见警报，以便允许其他船舶或岸上的旁观者知道警报涉及的特定船舶。
典型地，信号从基站发射并以足够的强度和范围发射，以便即使当船舶在边界之外时也能被船舶接收。
在一个实施例中，在预定时间之后，在没有来自基站的任何信号的情况下，船舶将独立地触发警报状态。
在一个实施例中，优选的是，当船舶与物理标记的边界相邻时，激活警报状态，使得警报状态在预先足够的时间段内被激活并且在船舶实际穿过边界之前。
在本发明的另一方面中，提供了用于在其上放置一个或多个船舶的拖车，所述拖车包括限定船舶可以放置和支撑的位置的框架，允许拖车在承载所述船舶的同时在两个位置之间移动的轮组件，以及所述拖车包括至少一个安装在其上的电源并用于为拖车提供的至少一个功能提供动力。
在一个实施例中，拖车包括第一电源，提供第一电源以允许执行与拖车相关的功能。
在一个实施例中，提供相同的或另外的电源以允许提供动力给位于拖车上的船舶。
在一个实施例中，拖车包括用于拖车功能的第一电源和用于由其承载的船舶的多个另外的电源。
在一个实施例中，框架限定其上的其他电源的位置，并且在一个实施例中，所述位置包括用于电源的电连接，以允许电源在位于框架上时对其充电。
在一个实施例中，当物品位于框架上时，它可以连接到电源和/或数据连接。这允许提供动力给船舶以对安装在船舶上的电池组进行充电和/或提供动力以允许船舶的其他特征在船舶安装在拖车上时操作和/或访问。
在一个实施例中，充电可以从拖车电源获得，或者可以从可以连接到拖车的干线电源获得。
在一个实施例中，每个另外的电源包括一组电池。
在一个实施例中，物品是水运船舶，并且提供从拖车使用的船舶。在一个实施例中，船舶可以在一段时间内(例如一天)被租用一段时间，并且船舶在该段时间内需要充电并可用。这是必要的，以确保租赁时可以使用船舶。这是根据本发明通过在拖车上提供充电电池而实现的，使得它们可以选择性地从拖车上取下并放入船舶中以向其供电并且任何放电电池都会从船舶上移走并放到拖车上。
在一个实施例中，拖车能够携带尽可能多的充电电池，以使所有的船舶在所述时间段内可操作。另外或可选地，拖车可以通过使用拖车上提供的电源而提供给电池充电的能力。在一个实施例中，所述电源可以是另一个或多个电池，其被提供以允许执行其他功能。
因此，这确保了租用船舶的操作员可以使用所有相同的船舶，并因此在所述时间段内最大化船舶的潜在收益。
在一个实施例中，当船舶安装在拖车上时，可以通过数据连接从船舶上收集数据并将其存储在拖车上提供的存储器中和/或存储在与拖车连接或通信的设备的存储器中。
在一个实施例中，拖车包括数据连接，以便允许诸如膝上型计算机之类的数据处理器与其连接并允许从安装在拖车和膝上型计算机上的船舶传输数据。另外或可选地，拖车配备有无线通信设施，以便允许拖车和可能远离拖车的另一位置之间的数据通信。典型地，其他位置可以配备有服务器以处理和解释所收集的数据以便指示使用情况，和/或可以提供所述设施用于支付诸如现金和/或卡支付之类的费用以用于船舶的使用。
在一个实施例中，由拖车电源供电的拖车的功能之一是提供可操作并设置成与轮组件连接的电机，以允许拖车的动力运动通过表面，而不需要拖车连接到车辆。
在一个实施例中，由拖车电源供电的拖车的功能之一是充当监控船舶使用的基站，其中拖车充当数据传输和/或接收来自船舶的数据的位置，同时船舶与拖车分离。还可以提供监控以防止物品被盗，和/或确保物品仅在预定的环境或拖车范围内使用。
现在参照附图描述本发明的具体实施例；其中，
图1a-b示出了根据本发明的一个实施例的船舶的平面图和侧视图；
图2a-b示出了人使用船舶的两个不同实施例；
图3a-d示出了沿船舶的线AA的截面图；
图4a和4b示出了在一个实施例中作为船舶的一部分提供的偏转装置的位置；
图5在平面图中示出了若干船舶可以操作的允许区域；
图6在平面图中示出了其中一个船舶超出图5的允许边界的情况；
图7以示意方式示出了根据本发明一个实施例的图5的船舶与基站之间的通信；
图8示出了本发明的一个实施例的示意性平面图；
图9示出了根据本发明的一个实施例的拖车和船舶组件；
图10示出了根据本发明实施例的拖车的后视图；
图11示意性地示出了根据本发明的一个实施例的用于船舶的操作系统的部件；
图12示意性地示出了根据本发明的一个实施例的船舶的控制单元的部件；
图13示意性地示出了根据本发明的一个实施例的用于船舶的驱动单元的部件；以及
图14示意性地示出了根据本发明的一个实施例的用于船舶的电池系统部件。
首先参照图1a和图1b，示出了根据本发明的一个实施例的船舶2的实施例。船舶2包括具有浮力的主体4，所述主体4具有成形为相对容易地越过水的前部6和来自其的水受到压力的后部8以及充当推进力离开主体以便沿方向10推进船舶。在主体的顶面12上设置有手柄装置14，所述手柄装置14在船舶上时由人抓握。还提供了座位部分16，所述座位部分16形成和成形为定位其上的具有用于用户腿部定位的腿部凹陷19的人。典型地，虽然不一定排他地，但提供船舶供其上的单个人使用。
图2a和图2b示出了使用船舶2的两个实施例。在图2a中，示出了主体4，人18使用位于跪姿位置的顶面12上的船舶。在图2b中，示出人18为处于躺下位置的船舶的顶面12上。在这两种情况下，人都可以通过改变他们相对于船舶的位置来使船舶行驶或者在另一个实施例中，手柄抓握位置可以以导向杆的形式提供，所述导向杆可以以类似于喷气滑水的方式移动以引起方向改变。
在一个实施例中，可以提供船舶以简单的停止和启动控制以恒定速度运行，或者可选地，可以提供由人使用的节流阀，以允许控制由电机产生的推进力的功率。
在一个实施例中，在开始使用水体之前选择恒定的速度。速度可以从可用于选择的不同速度范围中选择，并且电机相对于在任何给定时间选择的速度受到限制。
如果使用船舶的人是儿童，则可以参考用户偏好和/或负责成人的偏好来选择速度。
在一个实施例中，所选择的速度是关于当时要使用船舶的人的重量和/或高度和/或另一个参数来进行的，使得船舶的操作最适合由当时的人安全使用。
船舶旨在以主体板而不是冲浪板的形式使用，因此，主体的长度通常不大于1.5米，最通常在900至1500mm的长度范围内。这使得使用具有更大的灵活性并提高了可操作性，因此使其具有比冲浪或更长板更灵活的特点。尽管通常对于船舶的潜在用户会存在某些年龄和/或尺寸限制，它还允许板并因此使船舶充分浮力，并且能够考虑船舶潜在的广泛用户的重量差异。船舶通常设计成半潜式的，使得当与船舶2的前部7一起使用时在水面9上方并且逐渐进入并在水面9下方朝主体后部11运动，如图1c所示。
现在参考图3a-d，以示意方式示出了船舶2的主体4的内部部件。主体在其中包括在底面20上的至少一个入口22，并且通过所述入口22从船舶所在的水体引入的水以箭头24的方向进入船舶进入通道26。在通道26中设置有纵向轴28，在纵向轴28上安装有螺旋形成的叶片30。叶片和通道形成为使得当叶片由纵向轴28旋转时，在通过通道流向出口32的水上形成文丘里效应，水如箭头34所示离开出水口32以沿方向10推进船舶。
轴28安装有电机38，电机38安装在主体中并且经由轴承组件36连接到轴，使得电机使轴28旋转以产生用于船舶的推进力。
电机通过连接到一个或多个电池组40供电，所述电池组位于主体内并且可以在需要时充电。
进入入口22的一部分水如图3b中的通道42所示从通道转向，然后沿着围绕电机38的通道44供给，以充当电机的冷却剂。水可以在这个阶段和/或其他位置通过船舶上提供的泵进行泵送。然后通过通道46引导水并且可以在通道48的压力下从通道接收另外的水。然后水如箭头50所示作为水射流离开主体。这种水射流可以充当船舶在水体中的位置的视觉指示器，和/或充当当时正在操作船舶的动力的视觉指示。
在本发明的另一个实施例中，如图3c所示，通过入口的另一部分水可以传送到用户可操作的喷水设备，水直接来自通道或来自图3b中所示的冷却剂水通道。在任何一种情况下，喷水设备52可以设置有压力水储存器54和喷嘴56，通常通过使用设备上的控制装置的人可以选择性地喷射水射流。优选地，用户通常也可以通过枢转动作来移动设备，以便引导喷射的水射流，以便例如将水射流引导至另一个船舶或人。还优选的，如图3所示，船舶配备有诸如GPS系统58之类的装置，以发出指示设备的位置和可以使用哪个信号的信号，例如在船舶操作的控制下和/或防止船舶离开特定的地理区域和/或作为检测船舶的移动距离和所需的电池组的下一次充电的预期时间的手段。
现在转到图4a和图4b，示出了提供偏转装置60，偏转装置60位于主体的出口32处并附接到主体4。偏转装置可以在如图4a所示的第一位置和如图4b所示的第二位置之间移动。
在图4a中，偏转装置在由弹簧62偏压的位置下降，并且这导致离开出口34的水如箭头34所示沿着水体向下引导。这种影响有两方面：(i)在其开始向前运动之前，它会使船舶向上提升，使船舶能够更快地开始变平；以及(ii)当离开出口32的水的压力相对较低时，例如当船舶开始移动或停止时，其防止加压水向上传递并且使得使用船舶的人可能不舒服。
当流体流动并且因此流体的压力增加时，当船舶完全运动时将会发生这种流动，流体的压力足以使偏转装置移动到图4b所示的向上位置并且因此完全打开出口32以允许水沿箭头34所示的向上方向通过，因为现在减少了对人的伤害风险。
现在参考图11-14，示意性地示出了根据本发明的一个实施例作为船舶的一部分提供的部件。在图11中示出了用于船舶的操作的关键部件，并且这些是如前所述提供以推进船舶的驱动单元64。驱动单元64的操作取决于控制单元65的操作和控制，一个或多个电池形式的电源以及泵67的操作。图12更详细地示出了所述实施例的控制单元65的部件包括连接以控制泵、驱动单元和电池操作69的中央处理单元(CPU)68。为了允许CPU有效地操作，提供连接以接收GPS、指南针、加速度计和湿度警报70形式的数据，以允许检测将影响船舶操作的条件。还提供用户界面71，其包括TFT显示屏、通常呈LED形式的警报指示器、节流按钮和武器按钮。通过提供WiFi网络、蓝牙和诊断连接端口73实现系统连接。
在图13中更详细地示出了驱动单元64的部件。驱动单元包括电机控制器75，电机77连接到叶轮79。除了这些部件，提供监控系统81，其允许监控驱动单元的诸如温度、电力水平、湿度和轴28的旋转速度的操作参数。
图14更详细地示出了包括主电池组83的电池系统66的部件，所述主电池组83配备有具有欠压/过压保护和过电流保护的电池管理系统形式的保护系统85。保护系统还具有来自湿度传感器和终端浸没系统87的输入并具有充电端口89。
所有电池驱动的车辆或船舶的问题是如何以允许在给定时间段内有效使用船舶的方式来管理可用功率。还需要参考最有可能使用船舶的情况来管理使用情况。根据本发明，人们认识到，大部分的使用可能是由儿童和年轻人使用的，并且作为本发明的一部分，提供了允许电力使用管理的能力，并且通过向船舶的驱动提供增压器选项来提供船舶用户额外的吸引力特征，在所述驱动期间可以以更高的速度驱动船舶。典型地，增压器选项将包括一个或多个增压器，其可以选择以在使用船舶的特定时间段期间由用户使用，诸如用户已付费的使用时段。这为用户何时可以使用增压器选项提供了一定程度的选择性，同时确保船舶在任何时候都不以全功率运行，因此可以管理功率以便在会话期间持续运行。增压器会话的操作可以通过改变电机单元的控制来实现，以允许限速器值在升压持续时间内增加。也有可能通过用户选择在其他时间以降低的速度操作船舶并由此有效地“释放”可用于延长或提供额外的增压器选项的电力来增加增压器选项的数量或持续时间。
例如，如果船舶的电池单元有500瓦时可用，那么用户可以在正常运行时以50％的容量操作船舶，并且增压器选项允许选择性地使用剩余的250瓦时，以在会话期间提供更高的运行速度持续一段时间。在一种可能的控制方案中，“正常”速度是预设的并且增压器选项速度存在，用户可以选择通过船舶上的用户界面在两者之间移动并且从而使用高达预定义极限值的增压器选项，其因此确保在会话结束时仍然有足够的功率，以确保喷气机可以通电回到基地。在任何给定时间可用的可用功率和增压器选项的数量通常显示在船舶上提供的显示屏上。
另外或可选地，从船舶发射并且相对于图3a-d更详细地描述的水射流也可以以所发射的水射流的不同水平的功率来操作。例如，船舶的操作员如果正在与其他船舶的其他用户玩游戏，则可以决定选择增压器选项以增加水射流的功率，以便在瞄准另一个船舶时产生更大的影响和/或增加发射的水射流的射程和/或当他们选择使用预定次数的水射流，其中可以在会话中使用水射流。这再次增加了电源管理使用的准确性，同时增加了船舶用户的享受。
因此提供了一种可由年轻人独立操作的船舶，以提供所需的冒险和控制感，同时，这种船舶可以在没有显著的体力消耗或复杂性的情况下进行控制，并且能够以安全的方式进行操作。值得注意的是，根据本发明的船舶可以与地理运动限制系统和方法结合使用和/或与陆地运动和充电装置一起使用，如现在将要描述的。
现在参考图5和图6，在平面图中示出了水体72的一部分，其包括区域74，其中允许使用诸如前述的船舶之类的船舶76。区域74由海岸或堤岸78概述，剩余部分由预定义的边界80限定。边界可以不是物理标记的或可以由一排浮标标记，以向船舶76的用户提供视觉指示。堤岸78可以是湖泊或河流，也可以是海滩，以及在任何情况下，都提供了地面82，在所述地面82上设置有基站84，并且在这种情况下，其设置为用于存储和移动船舶的拖车的整体部分。
根据本发明，提供基站通常经由无线通信装置来发送和接收数据信号。典型地，如图7所示，来自基站的发送信号86的强度或范围大于从船舶76发送的信号88的强度。
从船舶传输的信号的范围或强度设置为有效地限定区域74的预定边界80，因为如果从船舶传输的信号被基站连续地或以规则的时间间隔接收，这表明船舶仍在范围内，因此在预定义区域内，如图5所示。然而，如果诸如图6中的船舶76'之类的船舶超出边界80，那么从船舶76'传输的信号88不能被基站接收，如图7所示。当发生这种情况时，从基站84发送的信号86具有足够的强度以便到达船舶76'并引起船舶操作状态的改变，例如禁用船舶的动力运动，禁用转向和/或自动将运动方向改回基站并且由此防止船舶离开允许区域74并使船舶返回到所述区域。另外或可选地，产生警报给船舶的操作员和/或基站的操作员。
图8示出了本发明的示意图，其中示出了提供Wi-Fi发射和接收系统从其运行的基站84，其具有由周界圆圈80示出的范围。可选地，每个船舶都有一个GPS信号发射器，并且将检测到的船舶的位置与周界圆圈内或外圆的位置不断或定期进行比较。示出了在范围80内的船舶76，并且因此可在允许区域74内操作。在所述实施例中，如果船舶超出周界80进入区域72，则船舶76的操作员通过发声器和/或灯发出警报，并且通过其上的控制装置使船舶进入模式，一旦检测到所述事件，使得船舶76将仅在朝向基站84的一个方向上操作，或者可选地，关闭船舶的电机，或者改变为仅能够缓慢移动船舶的模式。
在一个实施例中，船舶能够相互通信，并且所述通信可以用作交叉检查系统的一部分，使得如果例如预期的信号没有被基站从特定的船舶76接收，然后，在所述预期的信号被认为在周界80之外之后，从另一个船舶发送检查信号以查看是否从所述船舶76接收到响应。如果是，那么可以使用另外的船舶的位置来尝试和确定所述船舶76的位置并且判断它们是否处于可接受的位置。
在一个发明中的系统也可以操作安全区域，所述安全区域可以与为船舶的可接受操作而限定的区域相同，包括其一部分或者与之分离。
可以相对于检测到的船舶和/或用于存储和运输船舶的拖车的GPS坐标和/或检测船舶和/或拖车的操作员的蜂窝电话位置来确定安全区域。在一个实施例中，在船舶和/或拖车上提供移动电话跟踪设备，其搜索WiFi热点和/或电话接收，并在可能的情况下向基站发送指示位置坐标的信号。然后可以将这些坐标与可接受的位置进行比较，并且就船舶和/或拖车是否在可接受的位置作出决定。
参考图9和图10，示出了根据本发明的一个实施例的船舶和拖车组件92。组件包括拖车94和位于其上用于运输和存储的多个船舶96。
拖车包括框架98，框架98具有中央主体部分110，并且多个支撑臂112从中向外依靠所述框架98。成对或者更多的支撑臂用于限定位置120，如图所示可以定位船舶。框架还包括底座部分114并在其上安装有轮组件116，其允许拖车在表面118上移动。
在图10中，示出拖车的后视图，为了便于说明，将船舶移除。在框架上的每个位置120处提供数据和电力连接，例如电力和数据插座122。当船舶位于位置120时，船舶可以通过合适的连接插头或电缆连接到插座。电力连接允许提供电力以允许对船舶的某些功能进行至少有限的操作和/或还可以允许对船舶内提供的电池进行充电。电力可以从安装在拖车上的电源124或从连接到拖车的干线电源提供。
数据连接允许通过拖车将数据传送到船舶和从船舶传送数据。通常，数据可以通过连接到拖车上提供的数据套接字的计算机来收集，或者可以传输到远程位置以用于收集和分析。在任何一种情况下，通常都会收集和处理所有船舶的使用数据，以确定操作中的任何问题和/或确保船舶的使用情况与船舶租赁的财务回报相匹配。另外，数据更新也可以通过连接传输到船舶。
拖车的框架还包括用于电池组128的位置的定位装置126。这些电池可以在充电状态下位于拖车上，并且在一个实施例中，可以在通过充电连接和合适的充电装置安装在拖车上的同时对其进行充电。充电可以通过将拖车连接到干线电源和/或从位于拖车上的主拖车电池组124来实现。提供的充电电池可以用来替换船舶中的电池以及何时放电。这由此确保了船舶总是配备动力装置，以便继续使用所述装置。
拖车还可以配备有用户接口单元130，所述用户接口单元130包括数据连接装置，并且在一个实施例中包括允许使用信用卡支付来出租船舶的装置。所述单元还可以包括计时装置，以确定和指示特定船舶何时在水中使用了预定时间。
所述单元还可以包括用于发出信号的装置，所述信号限定了允许船舶在水体中操作的特定范围，并且如果船舶超出了允许区域以对其作出反应。
因此应该认识到，本发明对拖车的操作提供了改进，并且还允许拖车在不用于其上安装物品的移动时用于附加功能。

Claims (56)

1.一种用于相对于水体动力运动的船舶形式的装置，所述船舶包括手柄装置，通过所述手柄装置用户可以抓住船舶并由此将其推动越过水体，电源以及由至少一个连接通道隔开的至少一个流体入口和至少一个流体出口，并且其中提供电机以使位于所述至少一个通道中的纵向轴上的一个或多个叶片旋转到所述至少一个入口和至少一个出口，以便为所述船舶产生推进力。
2.根据权利要求1所述的装置，其中提供了第一入口，所述第一入口连接到位于船舶的一侧或与其相邻的一侧的第一出口并通过通道连接，提供了第二入口，所述第二入口连接到位于船舶的相对侧或与其相邻的第二出口并通过通道连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其中一个通道将所有入口和出口连接在一起。
4.根据权利要求2所述的装置，其中为每个入口/出口对提供通道，并且为每个通道提供轴和叶片组件。
5.根据权利要求1所述的装置，其中叶片沿纵向轴定位，使得当轴在叶片中旋转时，通过将水从入口移动到出口产生推进力。
6.根据权利要求1所述的装置，其中通道的形状成形为在流体通过通道时对流体提供文丘里效应。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中通过入口进入的至少一部分流体以水射流的形式离开船舶。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中从入口进入船舶的水的至少一部分经由围绕和/或通过船舶的电机的通道被引导，使得水充当用于电机的冷却剂。
9.根据权利要求1所述的装置，其中提供用于动力操作的开关，以及以连接到人的绳索的形式提供故障保护装置，如果人从船舶上掉落，则使得开关脱离。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中开关装置设置在船舶的下侧，所述开关装置将移动到关闭位置以在电机不与水体接触的情况下使电机脱离。
11.根据权利要求1所述的装置，其中一个或多个偏转装置设置在出口处以在第一位置和第二位置之间可枢转地移动，偏转装置在所述位置之间的移动取决于通过出口的流体流动的压力，并且流体流动的压力越大，偏转装置推向第二位置越多，以允许水相对于船舶的主体排出到更高高度。
12.根据权利要求11所述的装置，其中偏转装置偏向第一位置，在所述第一位置中水从其中排出到水体中。
13.根据权利要求1所述的装置，其中船舶主体包括手柄装置、电源和轴以及一个或多个通道的至少一部分。
14.根据权利要求1所述的装置，其中电源由安装在主体内的一个或多个电池组形成。
15.根据权利要求1所述的装置，其中船舶包括位置检测装置，以允许检测船舶在水体上的位置。
16.根据权利要求15所述的装置，其中位置检测装置用作系统的一部分，以将船舶的运动限制在水体上的特定地理区域。
17.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中船舶包括允许船舶和使用其的人之间和/或使用其他船舶的人和/或与水体侧面的人之间的无线通信的装置。
18.根据权利要求1所述的装置，其中船舶与包括基站的控制系统一起操作，并且船舶经由无线局域网(WLAN)连接到控制系统以允许船舶和/或基站之间的通信。
19.根据权利要求18所述的装置，其中所述控制系统包括预定区域和在一个实施例中，提供了操作区域和安全区域。
20.根据权利要求18所述的装置，其中基站包括连接到一个或多个高增益定向Wi-Fi天线的计算机和显示系统，以提供正常操作区域的最佳覆盖。
21.根据权利要求1所述的装置，其中船舶的主喷射推力单元由船上可充电电池供电，推力的量从零变化至预设的上限。
22.根据权利要求21所述的装置，其中船舶的用户与用于船舶的控制系统相互作用以选择性地使用一个或多个预定部分，在所述预定部分处，船舶可在所述船舶的预定使用期内以预定推力水平使用。
23.根据权利要求22所述的装置，其中所述一个或多个预定部分在使用会话开始时由船舶主管设定。
24.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中每个船舶监控船舶使用的参数，包括电池电压、电机速度和船舶速度，并将与其相关的数据存储到本地非易失性存储器和/或将其发送到基站。
25.根据权利要求18所述的装置，其中位置检测数据用于确定船舶是否超出操作区域，如果是，则警报指示器将闪烁并且推进单元将停止，并且只有在船舶返回操作区域时推进单元才会重新启动。
26.根据权利要求25所述的装置，其中如果船舶从安全区域带出，控制系统将解除船舶的推进和显示功能。
27.根据权利要求1所述的装置，其中相对于预定的使用边界来监测船舶的使用，所述装置包括用于从船舶发射信号的信号发射装置，具有用于接收所述发射信号的接收装置的基站，其中存储预定边界的位置的存储器，以及用于基于接收到的相对于边界的信号来确定船舶的位置的处理装置，并且如果确定的位置处于、邻近或超出所述边界，则激活警报状态。
28.根据权利要求27所述的装置，其中如果在预定的时间段内没有接收到发射信号或者如果在基站处接收到的信号的强度降低到预定水平以下，则所述位置的确定使得警报状态激活。
29.根据权利要求27所述的装置，其中如果从船舶接收到的发射信号是指示警报，并且因此由船舶的操作员或船舶的控制系统积极地发射，则激活警报状态。
30.根据权利要求27-29所述的装置，其中警报状态包括在基站处生成的可见和/或可听警报和/或警报状态包括向远程监控位置和/或船舶的所有者和/或在当时与船舶的操作员相关联的一个或多个人发送警报信号。
31.根据权利要求27-30所述的装置，其中警报状态包括向船舶控制系统发送信号以改变其操作状态。
32.根据权利要求27-31所述的装置，其中在预定时间之后，在没有来自基站的任何信号的情况下，船舶触发警报状态。
33.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置包括用于在其上定位一个或多个船舶的拖车，所述拖车包括限定船舶可以放置和支撑的位置的框架，允许拖车在承载所述船舶的同时在两个位置之间移动的轮组件，以及其中所述拖车包括至少一个安装在其上的电源并用于为拖车提供的至少一个功能提供动力。
34.根据权利要求33所述的装置，其中拖车包括第一电源，提供所述第一电源以允许执行与拖车相关的功能。
35.根据权利要求34所述的装置，其中提供相同的或另外的电源以允许提供动力给位于拖车上的船舶。
36.根据权利要求35所述的装置，其中框架限定其上的另外电源的位置，包括用于电源的电连接，以允许电源在位于框架上时对其充电。
37.根据权利要求35所述的装置，其中当船舶位于框架上时，它们可以连接到电源和/或数据连接。
38.根据权利要求35所述的装置，其中拖车配备有无线通信设施，以便允许拖车和可能远离拖车的另一位置之间的数据通信。
39.根据权利要求35所述的装置，其中拖车包括电机，所述电机可操作且设置成与轮组件连接，以允许拖车的动力运动通过表面，而不需要拖车连接到车辆。
40.根据权利要求35所述的装置，其中拖车充当基站，用于在船舶与拖车分离时通过向船舶发送和/或接收数据来监控船舶的使用。
41.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中船舶包括从其中发射水射流的装置，并且当船舶的用户选择时可以发射射流。
42.根据权利要求41所述的装置，其中所述用户选择并调节水射流的发射方向。
43.根据权利要求41或42所述的装置，其中用户可选择水射流的功率水平。
44.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中水射流的操作和/或功率水平和/或船舶在使用会话期间可以操作的速度由相对于船舶在使用会话期间可用的预定功率水平确定，以便允许功率仍然可用于在所述会话结束时操作船舶。
45.根据权利要求44所述的装置，其中船舶可以在至少两个不同的速度水平下操作，而较高的速度水平仅在所述使用会话的一段时间内可用。
46.一种拖车和船舶组件，所述拖车配备有至少一个船舶所在的框架和用于多个电源的定位装置，其中所述拖车包括至少一个数据和/或电力连接器，船舶可以通过所述数据和/或电力连接器连接，以允许拖车和至少一个船舶之间的动力和/或数据传输。
47.一种控制系统，包括基站和几个通过无线局域网(WLAN)连接以允许船舶和基站之间通信的船舶。
48.根据权利要求47所述的控制系统，其中控制系统包括预定区域，并且在一个实施例中提供了操作区域和安全区域。
49.用于监控船舶相对于预定使用边界的使用情况的装置，所述装置包括用于从船舶发射信号的信号发射装置，具有用于接收所述发射信号的接收装置的基站，其中存储预定边界的位置的存储器，以及用于基于接收到的相对于边界的信号来确定船舶的位置的处理装置，并且如果确定的位置处于、邻近或超出所述边界，则激活警报状态。
50.根据权利要求49所述的装置，其中如果在预定的时间段内没有接收到发射信号和/或如果在基站处接收到的信号的强度降低到预定水平以下和/或从船舶接收到的发出的信号可以指示警报，则激活警报状态。
51.根据权利要求49所述的装置，其中警报状态包括在基站处生成的可见和/或可听警报和/或警报状态包括向远程监控位置和/或船舶的所有者和/或在当时与船舶的操作员相关联的一个或多个人发送警报信号。
52.根据权利要求49-51中任一项所述的装置，其中警报状态包括向船舶控制系统发送信号以改变其操作状态。
53.用于在其上放置一个或多个物品的拖车，所述拖车包括限定物品可以放置和支撑的位置的框架，允许拖车在承载所述物品的同时在两个位置之间移动的轮组件，以及其中所述拖车包括至少一个安装在其上的电源并用于为拖车提供的至少一个功能提供动力。
54.根据权利要求53所述的拖车，其中拖车包括一个或多个电源以允许执行与拖车相关的功能并且将动力提供给位于拖车上的物品。
55.根据权利要求53所述的拖车，其中框架为其上的电源限定了位置，用于电源的端部电连接，以允许电源位于框架上时为其充电并向安装在拖车上的船舶提供动力。
56.根据权利要求53所述的拖车，其中当船舶位于框架上时，它们连接到电源和/或数据连接。
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