CN109850090A - 一种智能冲浪板 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种智能冲浪板，属于运动器材领域，特别是涉及一种智能冲浪板。解决了冲浪项目难度过高，初学者很难控制平衡，限制了冲浪运动普及的问题。它包括板体、执行机构、单片机和电池。它主要用于冲浪运动时，冲浪板姿态的平衡。
Description
技术领域
本发明属于运动器材领域，特别是涉及一种智能冲浪板。
背景技术
二战之后现代冲浪运动迅速普及全球。时至今天，在夏威夷，澳大利亚或者加利福尼亚的海滨地区，会经常看到勇敢的冲浪爱好者站立在冲浪板上驾驭海浪，忘却自己的烦恼，感受搏击海浪和驰骋海浪的刺激。虽然冲浪是很潇洒、很刺激的，但与此同时，冲浪也是一项有着相当难度的运动，运动员都要有很高超的运动和平衡能力才能把它操纵自如，这把很多普通人拒在门槛之外，限制了该项运动的普及。
在正常正确的冲浪运动中，冲浪板会以比较稳定的姿态在浪花上向前滑动，这时候冲浪板的状态改变量会很小。但对于初学者，由于不熟悉冲浪的方法，会导致冲浪板突然倾斜，侧翻，所以初学者适合比较宽的冲浪板，但过宽的冲浪板会影响冲浪板的性能，使冲浪的刺激体验性下降，如何在不增加冲浪板宽度和长度的情况下增加冲浪板的平衡性和稳定性是现如今需要解决的问题。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种智能冲浪板。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种智能冲浪板，它包括板体、执行机构、单片机和电池，所述执行机构位于板体内部，所述执行机构包括框体、步进电机、加速度传感器、直流电机、连杆机构和两个平衡陀螺，所述两个平衡陀螺均包括一个外陀螺和一个内陀螺，所述内陀螺位于外陀螺的中心，所述内陀螺与外陀螺转动连接，所述两个平衡陀螺沿框体长度方向布置在框体内部，所述步进电机和直流电机均固定安装在框体同一侧，所述步进电机和直流电机输出端分别与两个平衡陀螺的外陀螺相连，所述连杆机构安装在框体另一侧并将两个平衡陀螺的外陀螺相连，所述加速度传感器数量为两个，分别安装在框体两侧，所述单片机位于板体内部，所述加速度传感器与单片机通讯连接，所述单片机与步进电机和直流电机均通讯连接，所述两个平衡陀螺将转动角度反馈给单片机，所述电池位于板体内部，所述电池为执行机构和单片机供电。
更进一步的，所述连杆机构为反平行四边形连杆机构，所述反平行四边形连杆机构包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆和第三连杆分别与两个平衡陀螺的外陀螺相连，所述第二连杆两端分别与第一连杆和第三连杆转动连接。
更进一步的，所述框体为长方形结构，包括上框架和下框架，所述上框架和下框架固定相连。
更进一步的，所述智能冲浪板还包括显示器和控制面板，所述显示器和控制面板均与单片机通讯连接，所述电池为显示器和控制面板供电，所述显示器和控制面板安装在板体前端。
更进一步的，所述执行机构上部设置有上盖板，所述上盖板与板体上表面平齐。
更进一步的，所述板体长度为2700mm、宽度为550mm、厚度为100mm。
更进一步的，所述板体采用圆形尾部结构。
更进一步的，所述板体尾部安装有尾舵。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够在冲浪时能起到辅助冲浪者的作用，通过单片机和执行机构实现冲浪板姿态控制的功能，达到简化冲浪的目的，确保人们始终处在一个适宜的环境中，让冲浪变得更轻松容易。本发明用两个加速度传感器测量冲浪板的加速度，当冲浪板发生左右角度改变时，传感器测出的两个加速度大小会不一样，这时候单片机会对执行机构的输出力矩进行调整，从而把冲浪板两边的加速度减小在合适的范围内。
附图说明
图1为本发明所述的一种智能冲浪板结构示意图
图2为本发明所述的执行机构结构示意俯视图
图3为本发明所述的执行机构结构示意立体图
图4为本发明所述的一种智能冲浪板工作控制图
1-尾舵，2-板体，3-执行机构，4-上盖板，5-显示器，6-单片机，301-步进电机，302-加速度传感器，303-上框架，304-外陀螺，305-内陀螺，307-第一连杆，308-第二连杆，309-第三连杆，312-直流电机，313-下框架
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。
参见图1-4说明本实施方式，一种智能冲浪板，它包括板体2、执行机构3、单片机6和电池，所述执行机构3位于板体2内部，所述执行机构3包括框体、步进电机301、加速度传感器302、直流电机312、连杆机构和两个平衡陀螺，所述两个平衡陀螺均包括一个外陀螺304和一个内陀螺305，所述内陀螺305位于外陀螺304的中心，所述内陀螺305与外陀螺304转动连接，所述两个平衡陀螺沿框体长度方向布置在框体内部，所述步进电机301和直流电机312均固定安装在框体同一侧，所述步进电机301和直流电机312输出端分别与两个平衡陀螺的外陀螺304相连，所述连杆机构安装在框体另一侧并将两个平衡陀螺的外陀螺304相连，所述加速度传感器302数量为两个，分别安装在框体两侧，所述单片机6位于板体2内部，所述加速度传感器302与单片机6通讯连接，所述单片机6与步进电机301和直流电机312均通讯连接，所述两个平衡陀螺将转动角度反馈给单片机6，所述电池位于板体2内部，所述电池为执行机构3和单片机6供电。
本发明执行机构3框体两侧分别安装加速度传感器302，两个加速度传感器302测量冲浪板两侧的加速度信号，如果两个信号相等，则没有发生倾斜改变；如果两个信号不等，则为冲浪板发生了倾斜并将信号传递给单片机6，单片机6控制步进电机301和直流电机312带动两个平衡陀螺旋转，步进电机301控制平衡陀螺的进动角度一般不超过30度，通过控制直流电机312的转动速度，可以改变平衡陀螺的稳定性和进动性，两个平衡陀螺的输入力矩大小相等方向相反，通过连杆机构使两个平衡陀螺旋转产生的反作用力矩大小相等方向相同，通过反馈将平衡陀螺的转动输入单片机6，单片机6改变步进电机301和直流电机312的输出力矩，平衡陀螺旋转产生的反作用力矩作用在板体2上，平衡冲浪板的改变角度，从而实现冲浪板姿态的控制。
本发明所述连杆机构为反平行四边形连杆机构，所述反平行四边形连杆机构包括第一连杆307、第二连杆308和第三连杆309，所述第一连杆307和第三连杆309分别与两个平衡陀螺的外陀螺304相连，所述第二连杆308两端分别与第一连杆307和第三连杆309转动连接，所述框体为长方形结构，包括上框架303和下框架313，所述上框架303和下框架313固定相连，所述智能冲浪板还包括显示器5和控制面板，所述显示器和控制面板均与单片机6通讯连接，所述电池为显示器5和控制面板供电，所述显示器5和控制面板安装在板体2前端，控制面板将信号传递至单片机6可实现不同运动模式之间的切换，显示器5接收单片机6传递的信号显示运动模式和速度等数据，所述执行机构3上部设置有上盖板4，所述上盖板4与板体2上表面平齐，所述单片机6采用C语言程序实现对所述智能冲浪板的控制，所述板体2长度为2700mm、宽度为550mm、厚度为100mm，为了不影响冲浪板的结构强度且能安装硬件设备，所以本发明板体2的厚度大于普通冲浪板，总体重量和外形结构控制在适当的范围以内，所述板体2采用圆形尾部结构，使冲浪板的转向变得滑顺、柔和，所述板体2尾部安装有尾舵1，尾舵1可以使冲浪板的转向变得更加灵活，并增加冲浪板的稳定性。
以上对本发明所提供的一种智能冲浪板，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种智能冲浪板，其特征在于：它包括板体(2)、执行机构(3)、单片机(6)和电池，所述执行机构(3)位于板体(2)内部，所述执行机构(3)包括框体、步进电机(301)、加速度传感器(302)、直流电机(312)、连杆机构和两个平衡陀螺，所述两个平衡陀螺均包括一个外陀螺(304)和一个内陀螺(305)，所述内陀螺(305)位于外陀螺(304)的中心，所述内陀螺(305)与外陀螺(304)转动连接，所述两个平衡陀螺沿框体长度方向布置在框体内部，所述步进电机(301)和直流电机(312)均固定安装在框体同一侧，所述步进电机(301)和直流电机(312)输出端分别与两个平衡陀螺的外陀螺(304)相连，所述连杆机构安装在框体另一侧并将两个平衡陀螺的外陀螺(304)相连，所述加速度传感器(302)数量为两个，分别安装在框体两侧，所述单片机(6)位于板体(2)内部，所述加速度传感器(302)与单片机(6)通讯连接，所述单片机(6)与步进电机(301)和直流电机(312)均通讯连接，所述两个平衡陀螺将转动角度反馈给单片机(6)，所述电池位于板体(2)内部，所述电池为执行机构(3)和单片机(6)供电。
2.根据权利要求1所述的一种智能冲浪板，其特征在于：所述连杆机构为反平行四边形连杆机构，所述反平行四边形连杆机构包括第一连杆(307)、第二连杆(308)和第三连杆(309)，所述第一连杆(307)和第三连杆(309)分别与两个平衡陀螺的外陀螺(304)相连，所述第二连杆(308)两端分别与第一连杆(307)和第三连杆(309)转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种智能冲浪板，其特征在于：所述框体为长方形结构，包括上框架(303)和下框架(313)，所述上框架(303)和下框架(313)固定相连。
4.根据权利要求1所述的一种智能冲浪板，其特征在于：所述智能冲浪板还包括显示器(5)和控制面板，所述显示器和控制面板均与单片机(6)通讯连接，所述电池为显示器(5)和控制面板供电，所述显示器(5)和控制面板安装在板体(2)前端。
5.根据权利要求1所述的一种智能冲浪板，其特征在于：所述执行机构(3)上部设置有上盖板(4)，所述上盖板(4)与板体(2)上表面平齐。
6.根据权利要求1所述的一种智能冲浪板，其特征在于：所述板体(2)长度为2700mm、宽度为550mm、厚度为100mm。
7.根据权利要求1所述的一种智能冲浪板，其特征在于：所述板体(2)采用圆形尾部结构。
8.根据权利要求1所述的一种智能冲浪板，其特征在于：所述板体(2)尾部安装有尾舵(1)。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10940917B2 (en) | 2016-09-12 | 2021-03-09 | Kai Concepts, LLC | Watercraft device with hydrofoil and electric propeller system |
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2019
- 2019-02-28 CN CN201910151167.0A patent/CN109850090A/zh not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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