CN110475592B - 脚固定组件和相关方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于将一个人的脚固定到水上工具的表面上的组件，所述组件包括：保持构件，所述保持构件用于容纳脚并且将脚固定在默认位置上；以及可旋转构件，所述可旋转构件被耦合到保持构件以用于允许保持构件自转并且围绕基本上垂直于水上工具的表面的轴线旋转；其中可旋转构件被配置为当施加于可旋转构件的扭矩超过阈值时，使保持构件从默认位置旋转到被旋转位置。还提供了相关的设备、水上工具和将一个人的脚固定到水上工具的表面上的方法。

Description

脚固定组件和相关方法

技术领域

本公开宽泛地涉及一种用于将一个人的脚固定到水上工具的表面上的组件和包括所述组件的水上工具。相关设备和方法也在本文中被公开。

背景技术

航行中的技术发展以及奥林匹克航行比赛中的快艇类的引入使体育保持令人兴奋且增加的观看。然而，快艇类也更不稳定，并且易于翻船和碰撞。在青年和高级世界锦标赛进行的伤害监测研究记载了随着这些快艇的引入伤害率有所增加。对于49er、49er FX和Nacra 17类的高性能艇，记载有特别高的伤害率和更严重的伤害。

通常，驾驶这些高性能艇航行的航行者将他们的脚插入到刚性的脚带中以在空中滑行(trapezing)(被套到附连到桅杆的顶部的线缆上)的同时将他们自己锚定到艇以试图最大化杠杆作用来实现高速度和操纵性。然而，在突然加速或减速时(例如，在碰撞或突然剧烈转向时，当航行者的身体在脚被绑住的情况下向前或向后猛地移动时)这不利于航行者。当身体没有受到支撑并且脚是身体的固定到加速的或减速的艇的唯一点时，航行者在脚踝和膝盖以及脚的跖骨处经受巨大的压力，导致伤害。

鉴于上述，因此需要一种解决或至少改善以上问题中的一个或更多个的、用于将一个人的脚固定到水上工具的表面上的组件和方法。

发明内容

在一个方面，提供了一种用于将一个人的脚固定到水上工具的表面上的组件，所述组件包括：保持构件，用于容纳脚并且将脚固定在默认位置上；以及可旋转构件，其被耦合到保持构件以用于允许保持构件自转并且围绕基本上垂直于水上工具的表面的轴线旋转；其中可旋转构件被配置为当施加于可旋转构件的扭矩超过阈值时，使保持构件从默认位置旋转到被旋转位置。

在一个实施方案中，可旋转构件包括偏置构件，所述偏置构件用于使保持构件偏置到默认位置。

在一个实施方案中，保持构件被配置为固定被容纳的脚以使得在默认位置上被容纳的脚的长度基本上垂直于水上工具的运动方向。

在一个实施方案中，被旋转位置包括保持构件被从默认位置旋转大于0°和90°之间的位置。

在一个实施方案中，所述组件进一步包括限位构件，所述限位构件被配置为当可旋转构件已经旋转到最大被旋转位置时，阻止可旋转构件的进一步旋转。

在一个实施方案中，限位构件包括从可旋转构件的表面突出的突起，以使得突起与可旋转构件的旋转同时地沿着旋转路径移动，并且将限位器定位在旋转路径上的一个点处阻止可旋转构件的进一步旋转。

在一个实施方案中，最大被旋转位置包括保持构件被从默认位置旋转大于30°和90°之间的位置。

在一个实施方案中，保持构件包括足中带。

在一个实施方案中，可旋转构件包括旋转枢轴或旋转轴承。

在一个实施方案中，偏置构件是可调的以改变阈值、被旋转位置、最大被旋转位置、或偏置构件的偏置强度。

在一个实施方案中，偏置构件包括扭转弹簧或线性弹簧。

在一个实施方案中，扭转弹簧的刚度为100Nm/rad至1000Nm/rad。

在一个实施方案中，所述阈值大于在水上工具的没有急剧减速的正常运动条件期间施加于可旋转构件的扭矩。

在一个实施方案中，可旋转构件的暴露区域与水上工具的表面齐平。

在一个实施方案中，保持构件没有电源。

在一个实施方案中，可旋转构件被配置为当可旋转构件被设置在水上工具的右舷侧上时，可从默认位置沿逆时针方向旋转。

在一个实施方案中，可旋转构件被配置为当可旋转构件被设置在水上工具的左舷侧上时，可从默认位置沿顺时针方向旋转。

在一个方面，提供了一种包括一对第一组件和第二组件的设备，根据以上实施方案中的一个或更多个所述的组件中的每个，其中第一组件相对于默认位置的最大被旋转位置的角度不同于第二组件的被旋转位置的角度。

在所述设备的一个实施方案中，第一组件的偏置构件的偏置强度不同于第二组件的偏置构件的偏置强度。

在所述设备的一个实施方案中，第一组件的扭转弹簧或线性弹簧的刚度不同于第二组件的扭转弹簧或线性弹簧的刚度。

在一个方面，提供了包括根据以上实施方案中的一个或更多个所述的组件或设备的水上工具。

在一个方面，提供了一种将一个人的脚固定到水上工具的表面上的方法，所述方法包括：提供保持构件，所述保持构件用于容纳脚并且将脚固定在默认位置上；将保持构件耦合到可旋转构件，所述可旋转构件用于允许保持构件自转并且围绕基本上垂直于水上工具的表面的轴线旋转；并且当施加于可旋转构件的扭矩超过阈值时，允许可旋转构件将保持构件从默认位置旋转到被旋转位置。

在一个方面，所述水上工具选自由以下水上工具组成的组：帆船、小艇、小划艇、双体船、三体船、冲浪板、风筝冲浪板、帆板运动板和尾浪滑水板。

附图说明

图1A是示出根据示例性实施方案的组件的透视图的附图。

图1B是示出根据示例性实施方案的当所述组件在被旋转位置上时图1A的组件的透视图的附图。

图2A是示出根据示例性实施方案的组件的前视图的示意图。

图2B是示出根据示例性实施方案的组件的顶部平面图的示意图。

图3是示出根据示例性实施方案的水上工具的表面上的组件的附图。

图4A是示出当脚被固定在根据示例性实施方案的组件中时脚的顶部平面图的示意图。

图4B是示出当图4A的组件的保持构件在第一被旋转位置上时脚的位置的顶部平面图的示意图。

图4C是示出当图4A的组件的保持构件在第二被旋转位置上时脚的位置的顶部平面图的示意图。

图5A是示出根据示例性实施方案的组件在默认位置上的底部平面图的示意图。

图5B是示出根据示例性实施方案的图5A的组件在最大被旋转位置上的底部平面图的示意图。

图6A是示出根据示例性实施方案的包括一对第一组件和第二组件的设备的透视图的附图。

图6B是示出根据示例性实施方案的当所述组件在被旋转位置上时图6A的设备的透视图的附图。

图7是示出根据示例性实施方案的设备的底部透视图的附图。

图8A是示出根据示例性实施方案的当脚被固定在设置在水上工具上的设备中时每个脚的顶部平面图的示意图。

图8B是图示说明根据示例性实施方案的当水上工具减速时每个脚的后足部分的动量的示意图。

图8C是示出当所述设备的组件在它们各自的被旋转位置上时每个脚的位置的顶部平面图的示意图。

图8D是示出在从所述设备的第一组件和第二组件弹出之后每个脚的位置的顶部平面图的示意图。

图9A是示出根据示例性实施方案的设备在默认位置上的底部平面图的示意图。

图9B是示出根据示例性实施方案的图9A的设备在最大被旋转位置上的底部平面图的示意图。

图10是用于图示说明根据示例性实施方案的将一个人的脚固定到水上工具的表面上的方法的示意性流程图。

具体实施方式

从以下讨论，并且如果适用，结合附图，对于本领域的普通技术人员来说，本公开的示例性实施方案将被更好地理解并且显而易见。应意识到，与结构和材料改变相关的其他修改可以在不背离本公开的核心的情况下做出。示例性实施方案不一定是互相排斥的，因为一些可以与一个或更多个实施方案组合以形成新的示例性实施方案。

图1A是示出根据本文中所公开的示例性实施方案的用于固定一个人的脚的组件100的透视图的附图。在该示例性实施方案中，组件100包括保持构件102和耦合到保持构件102的可旋转构件104。在示例性实施方案中，组件100被设置在水上工具的表面106上，并且在这样的实施方案中，保持构件102可以在可旋转构件104的顶部上，以使得可旋转构件104在保持构件102和表面106之间。

保持构件102可以容纳一个人的脚、从而将该脚固定到水上工具的表面106上。可旋转构件104是可自转并且可围绕如图1A所示的点线X所表示的轴线旋转。轴线X基本上垂直于表面106。在示例性实施方案中，该轴线是固定的，并且穿过可旋转构件104的几何中心110。当保持构件102被刚性地耦合到旋转构件104时，旋转构件104的旋转还使保持构件102(因此被容纳在其中的脚)围绕基本上垂直于表面106的点线X所表示的轴线旋转。该轴线也可以穿过保持构件102的几何中心108，这样，保持构件102也可围绕轴线X自转。

在示例性实施方案中，可旋转构件102因此也可自转并且可围绕基本上垂直于表面106的轴线X旋转。将意识到，在组件100的可替代实施方案中，可旋转构件102还可以被配置为具有不穿过保持构件102的几何中心108或可旋转构件104的几何中心110的旋转轴线。在这样的可替代实施方案中，可旋转构件102可以仍基本上垂直于表面106的旋转轴线自转，并且该旋转轴线穿过保持构件102和可旋转构件104。

在示例性实施方案中，组件100、可旋转构件104和保持构件102在它们的默认的不旋转位置上。组件100、可旋转构件104和保持构件102可能不能平移移动。

在示例性实施方案中，可旋转构件104进一步包括偏置构件(未示出)，所述偏置构件用于将可旋转构件104和保持构件102偏置到它们的默认的不旋转位置。

图1B是示出当组件100在被旋转位置上时组件100的透视图的附图。在示例性实施方案中，可旋转构件104和保持构件102已经被从默认的不旋转位置上围绕点线X所表示的轴线旋转，所述轴线基本上垂直于表面106，并且分别穿过可旋转构件104和保持构件102的几何中心110和108。可旋转构件104和保持构件102从默认位置的旋转可能受施加于可旋转构件104和/或保持构件102的旋转力或扭矩的影响，所述旋转力或扭矩超过阈值。

在示例性实施方案中，可旋转构件104包括允许旋转围绕轴线X发生的旋转枢轴或旋转轴承。在一个示例实施方案中，如图1A和1B所示，可旋转构件104的至少一部分被嵌入或凹陷在表面106内，并且暴露的部分(即，可旋转构件104的顶表面)与表面106基本上齐平。可旋转构件104的暴露部分或顶表面可以是基本上平坦的，并且是盘形的。如可以意识到的，盘形围绕其几何中心具有无限阶的旋转对称性，这样，可旋转构件104的盘形部分可以在围绕几何中心的所有旋转角度处都保持与表面106基本上齐平。如可以进一步意识到的，可旋转构件104与表面106的无缝整合有利地允许脚在被放置在可旋转构件104上并且被固定构件102固定时经受最小的不均匀性、突起或凹陷。因此，舒适度和性能可以得到最大化。

将意识到，在可替代实施方案中，组件100还可以被安放或安装在表面106上，以使得可旋转构件104延伸到表面106上方。在这样的可替代实施方案中，组件100可以包括用于容纳可旋转构件104的至少一部分的壳体，以使得可旋转构件104只有顶表面保持暴露并且与壳体的顶表面基本上齐平。这样的组件可以通过将壳体耦合到表面106(例如，通过螺纹手段、螺钉手段、钉子手段等)而被安放或安装在表面106上。在实施方案中，表面106用背衬加固以提供用于耦合到组件的壳体的坚固的表面。

虽然这样的可替代实施方案与以上所描述的嵌入式或凹陷式实施方案相比时可能没有提供那么多的舒适度，但是它们可以更易于安装、更换和/或相对于表面106重新定位。这样的可替代实施方案还不需要水上工具制造商在他们的水上工具中制作凹陷区域，在水上工具中制作凹陷区域可能涉及对于设计和制造过程的大幅改变，例如，制造商可能必须为具有凹陷区域的水上工具制造新的模具。此外，这样的可替代实施方案还可以给予用户在定制组件确切的安装或安放位置的更大的灵活性。如可以进一步意识到的，与嵌入式或凹陷式实施方案相比，某些类型的水上工具可以更适合于这样的可替代实施方案。例如，与凹陷式实施方案相比，可以靠近冲浪板的中线定位的安放式实施方案可以更好地保持移位板的结构完整性。作为进一步的实施例，安放式实施方案也可以在风筝板(kiteboard)和滑水板(wakeboard)上实施，风筝板和滑水板通常为复合玻璃纤维/凯夫拉(kelvar)纤维/碳纤维材料，因此太薄/太易碎以至于不能实现凹陷式实施方案。作为更进一步的例子，安放式实施方案也可以在仅包括铝管并且缺少用于容纳凹陷式实施方案的航行翼的某些类的帆船上实施。

在示例性实施方案中，保持构件102为足中带的形式。参照图2A，足中带的形式的保持构件102具有其固定地或可移除地附连到可旋转构件104的暴露部分或顶表面的相对边缘的远端，以使得保持构件102在可旋转构件104的顶部形成曲线形状或环形，从而限定用于容纳脚的至少足中部分并且固定在其中的孔径202。

将意识到，保持构件不限于足中带，而是可以被以可替代的方式提供以使得它能够容纳至少脚的前足部分和/或脚的足中部分并且将该部分固定到可旋转构件104的顶表面。当可旋转构件104被耦合到水上工具时，将脚固定到可旋转构件将脚固定到水上工具。

在示例性实施方案中，当脚被插入穿过孔径202时，保持构件102的至少一部分(例如，保持构件102的内面206)与被容纳于其中的脚的前足部分和/或足中部分的顶部的至少一部分接触。在示例性实施方案中，当脚被插入穿过孔径202时，脚的脚底的一部分(例如，脚的脚掌或脚的脚后跟)可以面对或完全接触或部分接触可旋转构件104的顶表面208。

可以意识到，保持构件102可以被可移除地附连到可旋转构件104，以用于清洗或更换的目的。保持构件102可以被可移除地附连或紧固到可旋转构件104，例如，通过钩和环紧固件、搭扣带(Velcro tape)、皮带扣、扣子、按扣紧固件等。

保持构件102也可以是可调的，以使得孔径202或环的大小可以被调整以迎合不同的脚大小，以为用户提供舒适度。

在示例性实施方案中，保持构件102不容纳和/或固定脚的后足部分。保持构件102优选地由防水的材料制成。保持构件102优选地由对于人舒适的并且还提供足够的握力以使得被容纳于其中的脚将不会滑出的材料制成。这样的材料的实施例包括，但不限于，碳纤维、玻璃纤维、高强度纹理等。

在示例性实施方案中，用于容纳脚的孔径202具有大约10cm至大约16cm的宽度W和大约7cm至大约13cm的高度H。

图2B是示出根据示例性实施方案的组件的顶部平面图的示意图。如以上所描述的，在示例性实施方案中，可旋转构件104包括偏置构件204，偏置构件204用于将可旋转构件104和保持构件102偏置到它们的默认的不旋转位置。偏置构件204可以被设置在可旋转构件104的底侧。也就是说，偏置构件204被设置在可旋转构件104的下面、与设置保持构件102的表面208相对的底表面210(参见图2A)上。

在示例性实施方案中，偏置构件为被缠绕为在线圈之间具有恒定间隔的阿基米德螺旋形的平螺旋形扭转弹簧的形式。弹簧的外线圈处的端部212可以被固定到水上工具的一部分，例如，水上工具的机身(fuselage)或主体(或者被固定到固定地且刚性地附连到水上工具的一部分的支架)，而弹簧的中心处的端部(隐藏在图2B中的可旋转构件104的下面)可以被固定到可旋转构件104的一部分以抵抗可旋转构件104相对于水上工具的旋转。在示例性实施方案中，弹簧是右旋弹簧。如可以意识到的，弹簧可以是右旋的或左旋的以抵抗顺时针或逆时针旋转。

将意识到，可以提供使耦合到其的可旋转构件104返回到其默认的不旋转位置的恢复力的其他弹簧类型也可以被使用。例如，线性弹簧、拉伸弹簧、压缩弹簧和其他形式的扭转弹簧在被部署在特定的配置中时，可以被用来抵抗可旋转构件104的旋转。例如，在偏置构件包括线性弹簧的实施方案中，线性弹簧的一端可以被固定到水上工具的一部分(或者被固定到固定地且刚性地附连到水上工具的一部分的支架)，而另一端可以被固定到可旋转构件104的一部分，例如，可旋转构件104的近侧周边，以抵抗可旋转构件104的固定所述另一端的近侧周边的移动。以这种方式，可旋转构件104的旋转被抵抗。

图3是示出示例实施方案中的被安置或设置在水上工具的左舷侧处的航行翼的表面308上的组件300的附图。组件300的功能基本上类似于图1和图2的组件100。在示例性实施方案中，当水上工具正在方向306上移动时，保持构件302和可旋转构件304在它们的默认的不旋转位置上。在其默认的不旋转位置上，保持构件302可以容纳并且固定脚，以使得被容纳的脚的长度基本上垂直于运动方向306。如可以意识到的，当航行者正在帆船上空中滑行时，他可以站在航行翼上、水上工具的右舷侧或左舷侧处，此时他的身体前面和他的脚趾指向水上工具的中心线(未示出)。

组件300因此可以如图3所示那样被设置在航行翼上以使得保持构件302被定位为在脚趾指向水上工具的中心线并且脚的长度基本上垂直于水上工具的运动方向306(或中心线)的情况下容纳脚。如可以进一步意识到的，从以上所描述的位置，航行者还可以使用他的脚的脚底部分降低他的身体以利用航行翼的外边缘，直到在空中滑行时他的身体基本上平行于水的表面。在示例性实施方案中，因此，组件300被设置在水上工具的航行翼的近侧外边缘处(如图3所示)。在示例性实施方案中，保持构件302是弹性的或者限定孔径，该孔径足够大以提供足够的空间或者给予允许被容纳于其中的脚从远离其上设置组件300的表面的后足部分向上成一角度。

图4A是示出示例性实施方案中的当水上工具正在方向412上移动时脚406在被固定在组件400中时的顶部平面图的示意图，组件400包括处于默认位置418上的保持构件402。包括保持构件402的组件400的功能基本上类似于图1-图3的组件100和组件300。在示例性实施方案中，所述组件包括中心或枢轴404，中心或枢轴404与保持构件402的中心或枢轴以及隐藏于脚406的下面、因此在这个顶部平面图图4A中没有示出的可旋转构件的中心或枢轴对齐。当保持构件402如图4A所示在默认位置上时，保持构件402可以容纳并且固定脚406以使得被容纳的脚406的长度基本上垂直于水上工具(未示出)的运动方向412或中心线。在示例性实施方案中，保持构件402包括更靠近水上工具的首部的前边缘416和更靠近水上工具的尾部的后边缘414，前边缘416和后边缘414被固定地或可移除地附连到可旋转构件。在示例性实施方案中，结合前边缘416的至少一部分和后边缘414的至少一部分的轴线基本上平行于运动方向412。穿过中心或枢轴404的点线S被用作图示说明后续旋转的参考线。

当在方向412上移动的水上工具突然减速(例如，由于迎面相撞而造成)时，由于设置在水上工具上的保持构件402所施加的反作用力，脚406的足中和/或前足部分408(408表示非后足部分)也可能从高速率减速。相反，脚406的不与保持构件402接触或固定的后足部分410由于惯性，可以继续以高速率在方向412上移动。如可以意识到的，如果减速度很大，并且如果保持构件是刚性的，则大的扭力可能被施加于脚踝、跖骨上，并且潜在地被施加于膝盖上，对航行者造成伤害。

在示例性实施方案中，当在方向412上移动的水上工具减速时，后足的动量可能导致顺时针旋转力或扭矩被施加于保持构件402。当保持构件402被耦合到可旋转构件时，这导致旋转力或扭矩被施加于可旋转构件。如果扭矩超过预定阈值，例如当急剧减速时，可旋转构件可以围绕枢轴404自转。继而，保持构件402(和被容纳于其中的脚406)类似地围绕枢轴404顺时针旋转。将意识到，当组件400被安放或设置在水上工具的左舷侧上时，可旋转构件和保持构件402在急剧减速期间顺时针旋转。相反，当组件400被安放或设置在水上工具的右舷侧上时，可旋转构件和保持构件402在急剧减速期间逆时针旋转。

在图4B的示例性实施方案中，保持构件402和被容纳于其中的脚406相对于参考线S旋转角度θ'到第一被旋转位置420。在示例性实施方案中，θ'在大于0°和90°之间(0°<θ'<＝90°)。如可以意识到的，保持构件402的旋转使得被容纳于其中的前足部分和/或足中部分408能够在后足部分410不被固定的情况下以基本上协调的方式移动，从而使脚踝、跖骨和膝盖减轻和/或免于潜在地经受任何大的扭力或压力并且降低伤害的机会。

此外，在如图4B所示的第一被旋转位置420处，由人的身体的动量引起的、施加于保持构件402的边缘414、416上的力不再基本上平行于结合前边缘416和后边缘414的轴线(例如，沿着带子的长度)，而是可能基本上垂直于该轴线。考虑到航行者在运动方向412上的动量，这允许脚406从保持构件402解除/脱离/弹出，从而安全地将航行者从保持构件402和水上工具释放。

在示例性实施方案中，保持构件在脚406解除/脱离/弹出之后恢复到其默认位置。可旋转构件可以逆时针旋转保持构件402以使得它借助于偏置构件(诸如例如包括在其中的扭转弹簧)施加的恢复力恢复到其默认位置(如图4A)上。在这样的示例性实施方案中，组件400不需要手动重置到默认位置。

图4C是示出当保持构件402在第二被旋转位置422上时脚406的位置的顶部平面图的示意图。如可以意识到的，当在方向412上移动的水上工具的减速度比图4B中的减速度大时，更大的旋转力或扭矩可以被施加于可旋转构件，这可以使保持构件402相对于参考线S顺时针旋转更大的角度θ”到第二被旋转位置422。在示例性实施方案中，θ”为30°和90°之间(30°<＝θ”<＝90°)。

在第二被旋转位置422处，由人的身体的动量引起的力也可以允许脚406被从保持构件402解除或弹出。在示例性实施方案中，与当保持构件402如图4B所示那样在第一被旋转位置420上时相比，在第二被旋转位置422上的保持构件402可以在不同的方向、角度或时间弹出脚406。

在示例性实施方案中，第二被旋转位置是保持构件402的最大被旋转位置，超过该位置，保持构件402可能不能被进一步顺时针旋转。在示例性实施方案中，因此，组件400可以包括用于限制保持构件402和可旋转构件的旋转的一个或更多个限位构件。

图5A是示出根据示例性实施方案的组件在默认位置上的底部平面图的示意图。组件500的功能基本上类似于图1-图4的组件100、300和400。在该示例性实施方案中，组件500包括限位组件508和510。在示例性实施方案中，以突起508的形式的限位构件从可旋转构件504的底表面突出，例如，与设置保持构件502的表面相对。以限位器510的形式的限位构件可以从水上工具的一部分突出，或者在组件500包括壳体的情况下，从壳体上的基底突出。在示例性实施方案中，限位构件510被定位为使得当限位构件508被与可旋转构件504同时地顺时针旋转时它位于限位构件508的路径中。限位构件508因此被配置为与限位构件510会合以阻止可旋转构件504的进一步旋转。换句话说，突起508与可旋转构件的旋转同步地沿着旋转路径移动。将限位器510定位在旋转路径上的一个点处阻止可旋转构件504的进一步旋转。

图5B是示出根据示例性实施方案的图5A的组件在最大被旋转位置上的底部平面图的示意图。在该示例性实施方案中，可旋转构件504被从其默认位置顺时针旋转，并且从其突出的限位构件508与限位构件510接触。因为限位构件508和510这二者都是刚性的，所以可旋转构件504的进一步的顺时针旋转被阻止，并且可旋转构件504因此在其最大被旋转位置上。如可以意识到的，限位构件508和510充当阻止组件500旋转超过一设定点或预定义点的机械限制器。

在示例实施方案中，所述组件被配置为在高减速度(诸如例如高速碰撞)的情况期间旋转到最大角度并且受到机械限制。在减速度较小的不太严重的事故中，减速力可能不足以充分地延伸以扭转弹簧504的形式的偏置构件以使得从可旋转构件504突出的限位构件508不会到达限位构件510。将意识到，示例实施方案是针对解决由于例如高速碰撞的较危险的前一种情形而造成的伤害。

在示例性实施方案中，可旋转构件504借助于以弹簧506的形式的偏置构件的偏置强度被配置为当存在水上工具急剧减速或者高减速到严重的紧急情况/事故/碰撞/突然剧烈转向期间的典型幅值时，旋转到最大被旋转位置。在不太严重的事故/碰撞/突然剧烈转向中，减速力较小，并且这转化为弹簧的较小拉伸。因此，可旋转构件504可能不会到达最大被旋转位置，并且被容纳的脚可能不能被从保持构件502解除或弹出。如可以意识到的，在不太严重的事故/碰撞/突然剧烈转向中，在减速力较小的情况下，严重伤害的潜在性也得以降低。

可以意识到，在水上工具的正常运动期间，某个水平的旋转力或扭矩也可以被施加于保持构件和/或可旋转构件上。在示例性实施方案中，保持构件和/或可旋转构件被配置为在这样的正常运动期间在默认位置上保持基本上静止。因此，阈值旋转力或扭矩被配置为大于在水上工具的正常运动条件期间施加于保持构件和/或可旋转构件上的旋转力或扭矩。可以意识到，本文中所公开的组件的功能在正常的运动条件期间可以类似于刚性的脚保持组件(诸如刚性的脚带)那样作用，其中所述组件的旋转只有在紧急情况、猛撞或突然剧烈转向期间时才被激活。例如，超过20m/s²-50m/s²的急剧减速度可以被认为是紧急情况、猛撞或突然剧烈转向，并且阈值旋转力或扭矩可以被相应地配置。阈值扭矩可以通过确定在水上工具在各种风和波浪条件下的正常航行期间施加于所述组件的典型扭矩、以及还有在突然减速期间施加于所述组件的扭矩而被确定或精细调谐。

可以进一步意识到，阈值扭矩可以通过确定在水上工具在各种风和波浪条件下的正常航行期间施加于所述组件的典型扭矩、以及还有在突然减速期间施加于所述组件的扭矩而被确定或精细调谐。

在可旋转构件包括以弹簧的形式的偏置构件的示例实施方案中，旋转可旋转构件所需的阈值旋转力或扭矩可以通过改变弹簧的刚度而被改变。以下的实施例示出可以如何对扭转弹簧计算合适的弹簧刚度。

实施例

在该实施例中，使用以下变量：

L：从旋转中心到身体(在脚上)的距离；

F_max：身体由于动量而施加的最大力；

T_max：身体施加到扭转弹簧上的最大扭矩；

θ_max：扭转弹簧的最大行进范围；

V_max：艇的最大速率；

t_c：碰撞时间；

m：航行者的典型质量；以及

k：扭转弹簧刚度。

设L为0.12m，V_max为10m/s，m为80kg，碰撞时间为0.5s，并且将θ_max设置为π/2。

使用牛顿第二定律：

使用扭转弹簧刚度的定义：

T_max＝kθ_max

F_maxL＝kθ_max

在0.5s的碰撞时间内，合适的扭转弹簧刚度被计算为122Nm/rad。

如果碰撞时间在计算中减小到0.2s，则

使用牛顿第二定律：

使用扭转弹簧刚度的定义：

T_max＝kθ_max

F_maxL＝kθ_max

因此，在0.2s的碰撞时间内，合适的扭转弹簧刚度被计算为306Nm/rad。

在示例性实施方案中，扭转弹簧刚度为100Nm/rad至1000Nm/rad(包括端值)。

在示例性实施方案中，以弹簧的形式的偏置构件是可调的或可更换的以改变、调谐、调节或控制变量，包括阈值旋转力/扭矩、被旋转位置、偏置构件的偏置强度、或用户的弹出方向、角度或时间。例如，当可旋转构件在其默认的不旋转位置上时弹簧的长度可以被调整以改变弹簧的预载荷，从而改变弹簧的力或强度。这样的调整弹簧的预载荷的方法对于本领域技术人员是已知的。例如，对于拉伸弹簧，弹簧的一端或两端可以被移位以被附到水上工具上的不同点(直接地或者间接地通过支架)和/或可旋转构件上的不同点以改变弹簧的初始拉伸、因此弹簧的预载荷。在示例性实施方案中，因此，用于耦合到弹簧的一端的多个支架可以被预先设置在可旋转构件上的不同点和/或水上工具的不同部分处以便利对于弹簧的长度的调整。作为进一步的例子，对于压缩弹簧，压缩弹簧可以以弹簧的一端或两端被螺纹螺栓或螺母或锁紧螺母束缚的方式缠绕结构，并且弹簧的长度可以从其自由长度缩短以通过用手或C形扳手调整螺纹螺栓或螺母或锁紧螺母来引入特定的预载荷。市售的预载荷调整器(诸如液压弹簧预载荷调整器或气动弹簧预载荷调整器)也可以被用来改变弹簧的预载荷。

如可以意识到的，弹簧的力取决于预载荷，预载荷又取决于弹簧的初始拉伸或压缩。因此，通过拉伸或压缩弹簧，例如，平移地移动弹簧，预载荷可以被调整得更高或更低，从而使弹簧更强或更弱。例如，对于拉伸弹簧，如果弹簧的拉伸量减小，则预载荷(在默认位置处)变得减小，并且弹簧需要更小的力来移动。相反，如果同一弹簧的拉伸量增大，则预载荷变得增大，并且弹簧需要更大的力来移动。如可以意识到的，通过调整弹簧的长度，阈值旋转力/扭矩因此可以在不更换弹簧的情况下被相应地调整。该方法可以允许阈值旋转力/扭矩被精细地调谐，因为弹簧的长度可以被精细地调整。

如可以意识到的，为了对变量进行更粗略的改变，弹簧可以被完全替换为不同刚度/弹簧常数的另一个弹簧。

尽管图4A-图4C和图5A-图5B图示说明了组件从默认的不旋转位置的顺时针旋转，但是将意识到，当所述组件的实施方案被设置在水上工具的与图4A-图4C和图5A-图5B中图示说明的一侧相对的一侧上时，所述组件的实施方案也可以从默认的不旋转位置逆时针旋转。

图6A是示出根据本文中所公开的示例性实施方案的包括一对组件——第一组件602和第二组件604——的设备或组合式组件600的透视图的附图。第一组件602和第二组件604中的每个的功能基本上类似于图1-图5的组件100、300、400和500。

在示例性实施方案中，当设备或组合式组件600被设置在水上工具上时，第一组件602和第二组件604被设置为沿着基本上平行于水上工具的中心线的方向基本上彼此相邻。第一组件602的可旋转构件608和第二组件604的可旋转构件612可以可自转并且可围绕各自的轴线X'和X”旋转，每个轴线基本上彼此平行，并且分别基本上垂直于设备或组合式组件600的表面。耦合到可旋转构件608的保持构件606和耦合到可旋转构件612的保持构件610因此也可以分别围绕轴线X'和X”旋转。在图6A所示的示例性实施方案中，可旋转构件608和612以及保持构件606和610在它们的默认的不旋转位置上。在示例性实施方案中，组件602相对于轴线X'的默认的不旋转位置与组件604相对于轴线X”的默认的不旋转位置是相同的。

图6B是示出根据本文中所公开的示例性实施方案的当组件602和组件604在它们的被旋转位置上时图6A的设备的透视图的附图。在示例性实施方案中，组件602相对于轴线X'的被旋转位置不同于组件604相对于轴线X”的被旋转位置。在任何给定的时间和/或条件，因此，组件602的旋转角度可以不同于组件604的旋转角度。

图7是示出根据本文中所公开的示例性实施方案的设置在航行翼712上的设备700的底部透视图的附图。设备700的功能基本上类似于图6中的设备600。在示例性实施方案中，第一组件702和第二组件704中的每个进一步包括设置在组件的底部的各自的偏置构件708和偏置构件710。

偏置构件708和偏置构件710可以被从航行翼的底侧密封或覆盖，或者被以其他方式暴露在航行翼的底侧。密封或覆盖可以被移除以允许当需要对例如弹簧的阈值扭矩或强度进行调整时容易地接近偏置构件。在示例性实施方案中，偏置构件由不锈钢(可选地海洋级不锈钢)制成。

图8A是示出根据本文中所公开的示例性实施方案的每个脚806和808在分别被固定在设备800中的第一组件802和第二组件804中时的顶部平面图的示意图。设备800的功能基本上类似于图6和图7中的设备600和700。在示例性实施方案中，当其上设置设备800的水上工具的运动在方向810上时，第一组件802和第二组件804将每个脚806和808分别固定在它们的默认位置812和814上以使得每个脚的长度基本上垂直于运动方向810。点线S1和S2被用作图示说明后续旋转的参考线。

图8B是图示说明当在方向810上移动的水上工具减速时每个脚806和808的后足部分的动量的示意图。当水上工具减速时，每个脚806和808的没有被固定的后足部分的动量可以分别在方向816和818上，这两个方向都平行于水上工具的运动方向810。动量可以使顺时针扭矩被施加于组件802和组件804。在示例性实施方案中，当扭矩超过预定阈值时，组件802和组件804沿顺时针方向旋转。

图8C是示出当第一组件802和第二组件804在它们的各自的被旋转位置820和822上时每个脚806和808的位置的顶部平面图的示意图。在示例性实施方案中，第一组件802(因此被容纳于其中的脚806)被从参考线S1旋转角度θ1到位置820，而第二组件804(因此被容纳于其中的脚808)被从参考线S2旋转角度θ2到位置822。

在示例性实施方案中，被旋转位置820是第一组件802的最大被旋转位置。在示例性实施方案中，被旋转位置822是第二组件804的最大被旋转位置。在示例性实施方案中，因此，在任何给定的时间或条件，第一组件802的被旋转位置或最大被旋转位置不同于第一组件804的被旋转位置或最大被旋转位置。脚806的动量在方向824上，脚808的动量在方向826上，这两个方向都基本上平行于运动方向810。

图8D是示出在从第一组件802和第二组件804弹出之后每个脚806和808的位置的顶部平面图的示意图。在被旋转位置820和822处，航行者施加于保持构件802和804上的力(由航行者的身体的动量引起)不再基本上平行于带子的长度。考虑到航行者在运动方向810上的动量，这允许它们的脚806和808被从它们各自的保持构件802和804解除/脱离/弹出，从而安全地将航行者从它们的保持构件和水上工具释放。

如图8D所示，航行者的身体的动量分别在方向828和830上使脚806和脚808分别被从组件802和组件804弹出或解除。如可以意识到的，在由例如碰撞或猛撞造成的突然减速期间，由于相应的组件802、804的最大位置不同，其脚806保持在第一组件802中的用户可以在与其脚808保持在第二组件804中的另一个用户不同的方向上被弹出或猛地移动，以使得这两个用户在他们的弹出路径上不会碰撞。

在示例性实施方案中，当设备800被设置在在方向810上移动的水上工具的左舷侧上时，第一组件802被安置为更靠近水上工具的首部，并且第二组件804被安置为更靠近水上工具的尾部，并且在急剧减速期间的任何给定时间或条件，角度θ1大于角度θ2。在示例性实施方案中，当设备800被设置在在方向810上移动的水上工具的右舷侧上时，第一组件802被安置为更靠近水上工具的尾部，并且第二组件804被安置为更靠近水上工具的首部，并且在急剧减速期间的任何给定时间或条件，第一组件802从默认位置的逆时针旋转角度小于第二组件804的逆时针旋转角度。

因此可以意识到，第一组件802的偏置构件的偏置强度可以不同于第二组件804的偏置构件的偏置强度，以便当类似的扭矩被提供时提供不同的释放角度。例如，第一组件802的弹簧的刚度或预载荷可以不同于第二组件804的弹簧的刚度或预载荷。还可以意识到，旋转组件802所需的阈值扭矩也可以不同于第二组件804的阈值扭矩。

图9A是示出根据示例性实施方案的设备在默认位置上的底部平面的示意图。设备900的功能基本上类似于图6-图8的设备600、700和800。在示例性实施方案中，设备900包括第一组件902和第二组件904，第一组件902包括一对限位构件906和910，第二组件904包括一对限位组件908和912。在示例性实施方案中，限位构件906和908分别从可旋转构件914和916的底表面突出，即，与设置保持构件918和920的表面相对。限位构件910和912可以从水上工具的一部分或设备900的基底突出。在示例性实施方案中，限位构件910被定位为使得当限位构件906被与可旋转构件914同时地顺时针旋转时它早先位于限位构件906的路径中，而限位构件912被定位为使得当限位构件908被与可旋转构件916同时地顺时针旋转时它稍后位于限位构件908的路径中。也就是说，与可旋转构件914在从其突出的限位构件906接触限位构件910之外所需的很小的旋转角度相比，可旋转构件916在从其突出的限位构件908接触限位构件912之前必须被从默认位置旋转更大的角度。

图9B是示出根据示例性实施方案的图9A的设备在最大被旋转位置上的底部平面图的示意图。在示例性实施方案中，第一组件902和第二组件904被从它们的默认位置顺时针旋转，并且限位构件906和908分别与限位构件910和912接触。因为限位构件是刚性的，所以组件902和904的进一步顺时针旋转被阻止，并且组件902和904因此在它们各自的最大被旋转位置上。如以上所提及的，与限位构件912相比，限位构件910早先从默认位置沿着可旋转构件的顺时针旋转路径定位。第一组件902的最大被旋转角度因此小于第二组件904的最大被旋转角度。如可以意识到的，这允许当组件在它们各自的最大被旋转位置时第一组件902的用户从与第二组件904的另一个用户不同的角度弹出，从而使这两个用户在它们的弹出路径中彼此碰撞的机会最小化。

将意识到，当航行者在空中滑行时，包括第一组件和第二组件的设备每个都可以固定两个航行者的左脚或两个航行者的右脚。

如本说明书中所使用的术语“耦合的”或“连接的”意图既涵盖直接连接，又涵盖通过一个或更多个中间手段连接，除非另有陈述。

本文中所使用的“相邻的”在提到两个元件时是指一个元件紧邻另一个元件，并且可以是，但不限于，元件彼此接触，或者可以进一步包括元件被设置于其间的一个或更多个进一步的元件分隔。

术语“和/或”(例如，“X和/或Y”)被理解为要么意指“X和Y”，要么意指“X或Y”，并且应被看作是为两个意义或任一个意义提供明确的支持。

此外，在本文中的说明书中，词语“基本上”每当被使用时都被理解为包括，但不限于，“整个地”或“完全地”等。另外，诸如“包括”、“包含”等术语每当被使用时，都意图是非限制性的描述性语言，因为除了没有被明确记载的其他部件之外，它们还广泛地包括在这样的术语后面记载的元件/部件。此外，诸如“大约”、“大致”等术语每当被使用时通常意指合理的变化，例如，所公开的值的+/-5％的变化、所公开的值的+/-4％的变化、所公开的值的+/-3％的变化、所公开的值的+/-2％的变化、所公开的值的+/-1％的变化。

此外，在本文中的说明书中，某些值可以被公开为一个范围。示出范围的端点的值意图例示说明优选范围。每当范围已经被描述时，意图该范围涵盖并且教导所有的可能的子范围以及该范围内的单个的数值。也就是说，范围的端点不应被解释为不灵活的限制。例如，1°至5°的范围的描述意图具有具体地公开的子范围1°至2°、1°至3°、1°至4°、2°至3°等、以及单个地、该范围内的值，诸如1°、2°、3°、4°和5°。以上特定的公开的意图适用于任何深度/广度的范围。

在各种实施方案中，所述组件和设备缺少电源。在各种实施方案中，所述组件和设备缺少电源或直接地或间接地生成电能的任何源。

在各种实施方案中，所述组件和设备包括机械化组件或设备。

在一些实施方案中，所述组件和设备的保持构件由适合于与被容纳于其中的脚的形状相适应的软的和/或适形材料制成。在一些实施方案中，保持构件不是由硬材料制成，以使得它不适合于与被容纳于其中的脚的形状相适应。将意识到，当保持构件适应脚的形状时，保持构件可以更有效地固定脚。在一些实施方案中，所述组件或设备的保持构件由基本上弹性的材料制成，以使得它适合于允许被容纳于其中的脚与其上设置所述组件或设备的表面向上成一角度。在一些实施方案中，保持构件在其旋转期间保持基本上完整无缺。适合于保持构件的材料的实施例包括，但不限于，碳纤维、玻璃纤维、高强度纺织品(textiles)、橡胶等。

在各种实施方案中，可旋转构件包括允许旋转发生的旋转枢轴或旋转轴承。旋转枢轴和旋转轴承的实施例包括，但不限于，枢轴轴承、滚柱轴承、球轴承等。如可以意识到的，球轴承可以包括外环、内环以及设置在外环和内环之间的多个球。在可旋转构件包括球轴承的实施方案中，外环可以被固定到水上工具的至少一部分，而内环可以与耦合保持构件的表面相对地被直接耦合到可旋转构件。

在各种实施方案中，还提供了一种包括所述组件或设备的水上工具。在各种实施方案中，水上工具包括叶形水上工具(foiling watercraft)或非叶形水上工具。在各种实施方案中，水上工具选自由以下水上工具组成的组：帆船、小艇、小划艇、双体船、三体船、冲浪板、风筝冲浪板、帆板运动板和尾浪滑水板。

在各种实施方案中，本文中对于脚的论述包括对于脚可以被设置于其中的鞋子或任何鞋类的论述。

图10是图示说明示例性实施方案中的将一个人的脚固定到水上工具的表面上的方法的流程图1000。在步骤1002，提供保持构件，所述保持构件用于容纳脚并且将脚固定在默认位置上。在步骤1004，将保持构件耦合到可旋转构件。可旋转构件允许保持构件自转并且围绕基本上垂直于水上工具的表面的轴线旋转。在步骤1004，当施加于可旋转构件的扭矩超过阈值时，允许可旋转构件将保持构件从默认位置旋转到被旋转位置。

在示例性实施方案中，所述方法可以进一步包括用偏置构件将保持构件偏置到默认位置的步骤。

在示例性实施方案中，提供用于容纳并且固定脚的保持构件的步骤可以包括固定被容纳的脚以使得在默认位置上被容纳的脚的长度基本上垂直于水上工具的运动方向。

在示例性实施方案中，可旋转构件可以允许保持构件被从默认位置旋转大于0°和90°之间。

在示例性实施方案中，所述方法可以进一步包括提供限位构件，当可旋转构件已经旋转到最大被旋转位置时，所述限位构件阻止可旋转构件的进一步旋转。

在示例性实施方案中，限位构件包括从可旋转构件的表面突出的突起，以使得突起与可旋转构件的旋转同时地沿着旋转路径移动，并且将限位器定位在旋转路径上的一个点处阻止可旋转构件的进一步旋转。

在示例性实施方案中，所述方法可以进一步包括将可旋转构件配置为包括最大被旋转位置，其中所述最大被旋转位置包括保持构件被从默认位置旋转30°和90°之间的位置。

在示例性实施方案中，提供保持构件的步骤可以包括提供足中带。

在示例性实施方案中，可旋转构件可以包括旋转枢轴或旋转轴承。

在示例性实施方案中，所述方法可以进一步包括调整偏置构件以改变阈值、被旋转位置、最大被旋转位置、或偏置构件的偏置强度。

在示例性实施方案中，偏置构件包括扭转弹簧或线性弹簧。

在示例性实施方案中，其中偏置构件可以包括扭转弹簧，所述扭转弹簧的刚度为100Nm/rad至1000Nm/rad。

在示例性实施方案中，所述阈值大于在水上工具的没有急剧减速的正常运动条件期间施加于可旋转构件的扭矩。

在示例性实施方案中，可旋转构件的暴露区域可以与水上工具的表面齐平。

在示例性实施方案中，保持构件没有电源。

在示例性实施方案中，可旋转构件被配置为当可旋转构件被设置在水上工具的右舷侧上时，可从默认位置沿逆时针方向旋转。

在一个实施方案中，可旋转构件被配置为当可旋转构件被设置在水上工具的左舷侧上时，可从默认位置沿顺时针方向旋转。

在一个示例实施方案中，提供了一种将一对脚固定到水上工具的表面上的方法。所述方法可以包括提供一对第一组件和第二组件，其中第一组件被配置为提供在与第二组件的被旋转位置不同的角度上的第一被旋转位置。

在示例实施方案中，第一组件的偏置构件的偏置强度不同于第二组件的偏置构件的偏置强度。

在另一个示例实施方案中，第一组件的弹簧的刚度不同于第二组件的弹簧的刚度。

目前市售的脚带是静态的、刚性的并且相对紧地装在脚的周围。因此，它们阻止脚在急剧减速发生期间变得自由。用户因此可能在脚的脚踝、跖骨、以及潜在地在膝盖上经受到大的扭力，所有这些都是特别脆弱的，导致伤害。

不同于目前市售的脚带，本文中所公开的组件和设备的实施方案是对扭矩变化灵敏的(torque-sensitive)，并且当脚向组件施加某个水平的扭矩时，可能释放脚。释放所需的扭矩只有在突然减速期间才存在，因此所述组件和设备的实施方案只在紧急情况时才激活释放。在所有的其他的时间，所述组件和设备的实施方案可以就像静态脚带那样操作和作用。因此，在快艇获得全世界普及时，本申请的实施方案设法通过改进设备设计来有利地提供航行伤害的发生率的降低。

有利地，所述组件和设备的实施方案通过无源机制/机械系统进行操作(即，操作不需要主动电源)。所述组件和设备的实施方案可以利用减速力来安全地、受控地、调节地且协调地释放两个航行者(例如，船长和船员)以使脚、脚踝和膝盖不受过大的旋转力、外翻力和牵引力。所述组件和设备的实施方案不需要航行者手动地释放所述组件和设备来解放他们自己。所述组件和设备的实施方案允许在急剧减速期间快速地释放航行者。

如例如图6-图9所示的组合式组件的示例性实施方案可以进一步有利地避免当两个航行者被从水上工具弹出时他们之间的潜在的严重的碰撞，因为它们是从不同角度弹出的。

此外，所述组件和设备的实施方案可以进一步根据用户定制或个性化以使他们的操作性能最大化。例如，为了确定用于为用户旋转所述组件和设备的理想的阈值扭矩，用户在各种风和波浪条件下的正常航行期间施加的典型的扭矩的水上测量、以及在突然减速期间施加的扭矩可以被评估。

设想本文中所描述的组件和设备的实施方案可以被引入到竞争性的高性能艇，特别是49er和49er FX，以降低竞争航行者之间的高伤害率。本文中所描述的组件和设备的实施方案也可以被引入到更多类型的艇(例如，奥林匹克双体船类，Nacra 17)和板(例如，风筝冲浪板、帆板冲浪板、尾浪滑水板)。来自全世界的造艇商和造板商因此也可以受益。

本领域技术人员将意识到，在不脱离如广泛地描述的本发明的精神或范围的情况下，可以对特定的实施方案做出其他改变和/或修改。因此，本实施方案在所有方面都应被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (29)

1.一种用于将一个人的脚固定到水上工具的表面上的组件，所述组件包括：

保持构件，所述保持构件用于容纳脚并且将所述脚固定在默认位置上；

可旋转构件，所述可旋转构件被耦合到所述保持构件以用于允许所述保持构件自转并且围绕基本上垂直于所述水上工具的所述表面的轴线旋转；其中所述可旋转构件被配置为当施加于所述可旋转构件的扭矩超过阈值时，使所述保持构件从所述默认位置旋转到被旋转位置，所述保持构件的所述旋转允许所述脚沿着基本上平行于所述水上工具的所述表面的平面从所述保持构件解除；以及

限位构件，所述限位构件被配置为当所述可旋转构件已经将所述保持构件旋转到最大被旋转位置时，阻止所述可旋转构件的进一步旋转。

2.如权利要求1所述的组件，其中允许所述脚从所述保持构件解除的所述保持构件的所述旋转是由所述人的身体的动量和所述水上工具的减速度引起的。

3.如权利要求1或权利要求2所述的组件，其中所述保持构件被配置为固定被容纳的脚以使得在所述默认位置上被容纳的脚的长度基本上垂直于所述水上工具的运动方向。

4.如权利要求3所述的组件，其中所述保持构件的所述旋转允许所述脚于基本上在所述水上工具的所述运动方向的方向上从所述保持构件解除。

5.如权利要求1所述的组件，其中所述可旋转构件包括偏置构件，所述偏置构件用于使所述保持构件偏置到所述默认位置。

6.如权利要求1所述的组件，其中所述被旋转位置包括所述保持构件被从所述默认位置旋转大于0^°和90^°之间的位置。

7.如权利要求1所述的组件，其中所述限位构件包括从所述可旋转构件的表面突出的突起，以使得所述突起与所述可旋转构件的旋转同时地沿着旋转路径移动，并且将限位器定位在所述旋转路径上的一个点处阻止所述可旋转构件的进一步旋转。

8.如权利要求1所述的组件，其中所述最大被旋转位置包括保持构件被从所述默认位置旋转大于30^°和90^°之间的位置。

9.如权利要求1所述的组件，其中所述保持构件包括足中带。

10.如权利要求1所述的组件，其中所述可旋转构件包括旋转枢轴或旋转轴承。

11.如权利要求5所述的组件，其中所述偏置构件是可调的以改变所述阈值、所述被旋转位置、所述最大被旋转位置、或所述偏置构件的偏置强度。

12.如权利要求5所述的组件，其中所述偏置构件包括扭转弹簧或线性弹簧。

13.如权利要求1所述的组件，其中所述阈值大于在所述水上工具的没有急剧减速的正常运动条件期间施加于所述可旋转构件的扭矩。

14.如权利要求1所述的组件，其中所述可旋转构件的暴露区域与所述水上工具的所述表面齐平。

15.如权利要求1所述的组件，其中所述保持构件没有电源。

16.如权利要求1所述的组件，其中所述可旋转构件被配置为当所述可旋转构件被设置在所述水上工具的右舷侧上时，可从所述默认位置沿逆时针方向旋转。

17.如权利要求1所述的组件，其中所述可旋转构件被配置为当所述可旋转构件被设置在所述水上工具的左舷侧上时，可从所述默认位置沿顺时针方向旋转。

18.一种包括一对第一组件和第二组件的设备，如权利要求1-17中任一项所述的组件中的每个，其中所述第一组件相对于所述默认位置的所述最大被旋转位置的角度不同于所述第二组件的所述被旋转位置的角度。

19.如权利要求18所述的设备，其中所述第一组件的偏置构件的偏置强度不同于所述第二组件的偏置构件的偏置强度。

20.如权利要求18或权利要求19所述的设备，其中所述第一组件的扭转弹簧或线性弹簧的刚度不同于所述第二组件的扭转弹簧或线性弹簧的刚度。

21.如权利要求18所述的设备，其中所述第一组件被安置为更靠近所述水上工具的首部并且所述第二组件被安置为更靠近所述水上工具的尾部。

22.一种包括如权利要求1-21中任一项所述的组件或设备的水上工具。

23.一种将一个人的脚固定到水上工具的表面上的方法，所述方法包括：

提供保持构件，所述保持构件用于容纳脚并且将所述脚固定在默认位置上；

将所述保持构件耦合到可旋转构件，所述可旋转构件用于允许所述保持构件自转并且围绕基本上垂直于所述水上工具的所述表面的轴线旋转；

当施加于所述可旋转构件的扭矩超过阈值时，允许所述可旋转构件将所述保持构件从所述默认位置旋转到被旋转位置，所述保持构件的所述旋转允许所述脚沿着基本上平行于所述水上工具的所述表面的平面从所述保持构件解除；以及

提供限位构件，所述限位构件用于当所述可旋转构件已经将所述保持构件旋转到最大被旋转位置时，阻止所述可旋转构件的进一步旋转。

24.如权利要求23所述的方法，其中允许所述脚从所述保持构件解除的所述保持构件的所述旋转是由所述人的身体的动量和所述水上工具的减速度引起的。

25.如权利要求23或权利要求24所述的方法，其中在所述默认位置上被容纳在所述保持构件中的脚的长度基本上垂直于所述水上工具的运动方向。

26.如权利要求25所述的方法，其中所述保持构件的所述旋转允许所述脚于基本上在所述水上工具的所述运动方向的方向上从所述保持构件解除。

27.如权利要求1-26中任一项所述的组件、设备、水上工具或方法，其中所述水上工具选自由以下水上工具组成的组：帆船、小艇、小划艇、双体船、三体船、冲浪板、风筝冲浪板、帆板运动板和尾浪滑水板。

28.一种将至少两个人的脚固定到水上工具的表面上的方法，所述方法包括：

提供第一保持构件，所述第一保持构件用于容纳第一个人的脚并且将所述第一个人的脚固定在默认位置上；

将所述第一保持构件耦合到第一可旋转构件，所述第一可旋转构件用于允许所述第一保持构件自转并且围绕基本上垂直于所述水上工具的所述表面的第一轴线旋转；

当施加于所述第一可旋转构件的第一扭矩超过第一阈值时，允许所述第一可旋转构件将所述第一保持构件从其默认位置旋转到第一被旋转位置，所述第一保持构件的所述旋转允许所述第一个人的所述脚沿着基本上平行于所述水上工具的所述表面的平面从所述第一保持构件解除；

提供第一限位构件，所述第一限位构件用于当所述第一可旋转构件已经将所述第一保持构件旋转到第一最大被旋转位置时，阻止所述第一可旋转构件的进一步旋转；

提供第二保持构件，所述第二保持构件用于容纳第二个人的脚并且将所述第二个人的脚固定在所述第二保持构件的默认位置上；

将所述第二保持构件耦合到第二可旋转构件，所述第二可旋转构件用于允许所述第二保持构件自转并且围绕基本上垂直于所述水上工具的所述表面的第二轴线旋转；

当施加于所述第二可旋转构件的第二扭矩超过第二阈值时，允许所述第二可旋转构件将所述第二保持构件从其默认位置旋转到第二被旋转位置，所述第二保持构件的所述旋转允许所述第二个人的所述脚沿着基本上平行于所述水上工具的所述表面的平面从所述第二保持构件解除；

提供第二限位构件，所述第二限位构件用于当所述第二可旋转构件已经将所述第二保持构件旋转到第二最大被旋转位置时，阻止所述第二可旋转构件的进一步旋转；

其中所述第一被旋转位置在与所述第二被旋转位置不同的角度上，并且可选地其中所述第一最大被旋转位置和所述第二最大被旋转位置分别包括所述第一被旋转位置和所述第二被旋转位置。

29.如权利要求28所述的方法，其中所述第一保持构件被安置为更靠近所述水上工具的首部并且所述第二保持构件被安置为更靠近所述水上工具的尾部。

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