CN110481728A - 自平衡冲浪板 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种自平衡冲浪板及其动态平衡控制方法，本发明的自平衡冲浪板，包括板体、螺旋桨、驱动装置，所述板体具备有第一端以及与之相对设置的第二端；所述螺旋桨设置于所述第二端，所述螺旋桨被配置成可使所述第二端产生推力；所述驱动装置与所述螺旋桨传动连接，还包括动态平衡系统，所述动态平衡系统包括导向机构、倾角检测元件和控制器。本发明的自平衡冲浪板可在运动过程中自动调整运动姿态，从而增加使用者在运动过程中平衡性。另外，通过本发明提供的两种自平衡冲浪板的动态平衡控制方法可以解决现有动力冲浪板不易控制平衡性，使得驾驶者容易在运动中倾斜落水的问题。

Description

自平衡冲浪板

技术领域

本发明属于运动设备技术领域，尤其涉及一种自平衡冲浪板。

背景技术

冲浪板是人们用于冲浪运动的运动器材。现在用的冲浪板长1.5～2.7米、宽约60厘米、厚7～10厘米，一般采用泡沫塑料材料制成，板轻而平，前后两端稍窄小，后下方有一起稳定作用的尾鳍。

现有的无动力冲浪板，是以海浪为动力，要在有风浪的海滨进行，其使用环境要求很高，如需要海滨海浪的高度要在1米左右，最低不少于30厘米。

针对上述问题，目前出现了动力冲浪板，动力冲浪板一般在板体的尾部下方安装有螺旋桨和螺旋桨驱动机构，动力冲浪板不需要严格的使用环境，甚至在无浪的水面即可使用，然而现有的动力冲浪板仍然存在以下问题：动力冲浪板不易控制平衡性，使用者容易在运动中倾斜落水。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的之一是提供一种自平衡冲浪板，该自平衡冲浪板可在运动过程中自动调整运动姿态，从而增加使用者在运动过程中平衡性。

本发明提供的一种自平衡冲浪板，包括板体、螺旋浆、驱动装置，所述板体具备有第一端以及与之相对设置的第二端；所述螺旋桨设置于所述第二端，所述螺旋桨被配置成可使所述第二端产生推力；所述驱动装置与所述螺旋浆传动连接，还包括动态平衡系统，所述动态平衡系统包括导向机构、倾角检测元件和控制器，所述导向机构包括安装在板体下部转轴、固定在转轴上面的导向板、驱动转轴转动的电动驱动机构，所述控制器分别与所述倾角检测元件、驱动装置和电动驱动机构电路连接。具体地，所述板体的第一端可以称作为前端，第二端称作为尾端，所述控制器和倾角检测元件可设置在板体的内部。

进一步，所述导向板设置有两个，所述两个导向板的板面相对且两个导向板平行设置，所述两个导向板之间通过横梁固定连接，所述转轴与横梁的中部固定连接，所述横梁的两端与导向板的中部固定连接。

进一步，所述倾角检测元件为陀螺仪。倾角检测元件也可以是倾角传感器，倾角检测元件也可以设置多个。

进一步，还包括蓄电池和脚踏开关，所述脚踏开关设置在板体的上板面上，所述蓄电池和脚踏开关分别与所述控制器电路连接。

进一步，所述脚踏开关为压电开关，所述脚踏开关内设置有压电传感器，所述脚踏开关设置有两个，所述两个脚踏开关分别设置在板体的上板面的前部和后部，所述压电传感器与所述控制器连接。

进一步，所述螺旋浆的外侧设置有防护罩，所述防护罩呈圆筒形，所述圆筒形防护罩的顶部与板体的底部固定连接。

本发明的目的之二是提供一种自平衡冲浪板的动态平衡控制方法，该自平衡冲浪板的动态平衡控制方法可实现自平衡冲浪板在运动过程中自动调整运动姿态，从而增加使用者在运动过程中平衡性。

本发明的自平衡冲浪板的动态平衡控制方法：脚踏开关受力后，控制器的电源电路连通，倾角检测元件检测板体前后的倾角，设定板体前端一定的仰角为初始角度，当板体前端仰角小于该初始角度时，控制器控制驱动装置加大输出功率；当板体前端仰角大于该初始角度时，控制器控制驱动装置降低输出功率；

倾角检测元件检测板体左右的倾角，当检测到板体向左侧倾斜时，控制器控制电动驱动机构动作，使得导向板前端向左侧偏斜，板体向左侧倾斜，板体向左侧倾斜的角度大小与导向板前端向左侧偏斜的角度大小呈正相关；当检测到板体向右侧倾斜时，控制器控制电动驱动机构动作，使得导向板前端向右侧偏斜,板体向右侧倾斜的角度大小与导向板前端向右侧偏斜的角度大小呈正相关。

本发明的目的之三是提供另外一种自平衡冲浪板的动态平衡控制方法，该自平衡冲浪板的动态平衡控制方法可实现自平衡冲浪板在运动过程中自动调整运动姿态，从而增加使用者在运动过程中平衡性。

本发明的自平衡冲浪板的动态平衡控制方法：脚踏开关受力后，控制器的电源电路连通，设置在板体前部和后部的两个脚踏开关内的压电传感器将信号发送至控制器中，控制器运算出两个压电传感器的压力差值，依据上述压力差值来控制驱动装置的输出功率，当位于板体前部的压力传感器检测的压力值大于位于板体后部的压力传感器检测的压力值时，控制器控制驱动装置加大输出功率；当位于板体前部的压力传感器检测的压力值小于位于板体后部的压力传感器检测的压力值时，控制器控制驱动装置降低输出功率；

倾角检测元件检测板体左右的倾角，当检测到板体向左侧倾斜时，控制器控制电动驱动机构动作，使得导向板前端向左侧偏斜，板体向左侧倾斜，板体向左侧倾斜的角度大小与导向板前端向左侧偏斜的角度大小呈正相关；当检测到板体向右侧倾斜时，控制器控制电动驱动机构动作，使得导向板前端向右侧偏斜,板体向右侧倾斜的角度大小与导向板前端向右侧偏斜的角度大小呈正相关。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果：

本发明的自平衡冲浪板，包括板体、螺旋浆、驱动装置，所述板体具备有第一端以及与之相对设置的第二端；所述螺旋桨设置于所述第二端，所述螺旋桨被配置成可使所述第二端产生推力；所述驱动装置与所述螺旋浆传动连接，还包括动态平衡系统，所述动态平衡系统包括导向机构、倾角检测元件和控制器。本发明的自平衡冲浪板可在运动过程中自动调整运动姿态，从而增加使用者在运动过程中平衡性。另外，通过本发明提供的两种自平衡冲浪板的动态平衡控制方法可以解决现有动力冲浪板不易控制平衡性，使得驾驶者容易在运动中倾斜落水的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为自平衡冲浪板的立体结构示意图；

图2为自平衡冲浪板的侧视图；

图3为自平衡冲浪板的仰视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1自平衡冲浪板

请参阅图1-3，本实施例提供的一种自平衡冲浪板，包括板体1、螺旋浆2、驱动装置3，所述板体具备有第一端1a以及与之相对设置的第二端1b，具体地，板体呈长条形，所述第一端和第二端分别位于长条形板体的两端；所述螺旋桨设置于所述第二端1a的下部，所述螺旋桨被配置成可使所述第二端产生推力，所述螺旋浆的外侧设置有防护罩9，所述防护罩呈圆筒形，所述圆筒形防护罩的顶部与板体的底部固定连接，所述圆筒形防护罩上设置有固定架，所述固定架将螺旋桨的转轴轴向固定住；所述驱动装置3与所述螺旋浆传动连接，所述驱动装置为电机，电机设置在板体第二端的内部，螺旋桨的转轴通过万向节与电机的动力输出轴传动连接，上述连接的好处是尽量避免螺旋浆前侧结构对水流的阻力，增强板体前进效率；还包括动态平衡系统，所述动态平衡系统包括导向机构、陀螺仪和控制器，所述导向机构包括安装在板体第一端下部的转轴4、固定在转轴上面的导向板5、驱动转轴转动的电动驱动机构6，所述电动驱动机构6可以为舵机、可以为电机和与电机传动连接的减速器组合、也可以是电磁杠与连杆机构的组合，即电动驱动机构可以采用现有技术中可实现驱动转轴转动功能的任意一种机构，所述控制器分别与所述倾角检测元件、驱动装置和电动驱动机构电路连接，将控制器与倾角检测元件、驱动装置和电动驱动机构电路连接属于成熟的技术不存在难度，控制器与倾角检测元件皆采用现有技术即可。

更为具体地，板体可采用泡沫塑料材料制成，陀螺仪和控制器设置在板体内部，所述导向板设置有两个，所述两个导向板的板面相对且两个导向板平行设置，所述两个导向板5之间通过横梁7固定连接，所述转轴4与横梁的中部固定连接，所述横梁的两端与导向板的中部固定连接。

作为对上述技术方案的进一步改进，还包括蓄电池和脚踏开关8，所述脚踏开关设置在板体的上板面上，所述蓄电池和脚踏开关分别与所述控制器电路连接，所述脚踏开关8为压电开关，所述脚踏开关8内设置有压电传感器，所述脚踏开关设置有两个，所述两个脚踏8开关分别设置在板体的上板面的前部和后部，所述压电传感器与所述控制器连接。

本发明自平衡冲浪板的使用方法：驾驶者站到板体上，用脚踩动脚踏开关即可接通电源，螺旋桨启动，驾驶者通过调整身体重心即可控制板体运动方向，如身体重心向板体前端倾斜可以加大螺旋桨马力实现加速，进而保证板体前端不会扎入水中，重心向后倾斜，板体前端上翘，可以设置成板体减速或倒行，进而防止板体后端扎入水中；驾驶者调整身体重心向板体左侧倾斜，则板体前端导向机构控制板体向左转，反之向右转，由于惯性离心力作用，使得驾驶者不会因为板体左右倾斜而出现侧翻现象。本申请平衡冲浪板具体地的动态平衡控制方法在下面的实施例中具体阐述。

实施例2本发明自平衡冲浪板的动态平衡控制方法

本实施例中的自平衡冲浪板的动态平衡控制方法，脚踏开关受力后，控制器的电源电路连通，倾角检测元件检测板体前后的倾角，设定板体前端一定的仰角为初始角度，所述仰角即板体板面与水平面之间的夹角，优选的，可以设置初始角度范围在5-10度，当板体前端仰角小于该初始角度时，控制器控制驱动装置加大输出功率；当板体前端仰角大于该初始角度时，控制器控制驱动装置降低输出功率；

倾角检测元件检测板体左右的倾角，当检测到板体向左侧倾斜时，控制器控制电动驱动机构动作，使得导向板前端向左侧偏斜，板体向左侧倾斜，板体向左侧倾斜的角度大小与导向板前端向左侧偏斜的角度大小呈正相关；当检测到板体向右侧倾斜时，控制器控制电动驱动机构动作，使得导向板前端向右侧偏斜,板体向右侧倾斜的角度大小与导向板前端向右侧偏斜的角度大小呈正相关。

实施例3本发明自平衡冲浪板的动态平衡控制方法

本实施例中的自平衡冲浪板的动态平衡控制方法，脚踏开关受力后，控制器的电源电路连通，设置在板体前部和后部的两个脚踏开关内的压电传感器将信号发送至控制器中，控制器运算出两个压电传感器的压力差值，依据上述压力差值来控制驱动装置的输出功率，当位于板体前部的压力传感器检测的压力值大于位于板体后部的压力传感器检测的压力值时，控制器控制驱动装置加大输出功率；当位于板体前部的压力传感器检测的压力值小于位于板体后部的压力传感器检测的压力值时，控制器控制驱动装置降低输出功率；

倾角检测元件检测板体左右的倾角，当检测到板体向左侧倾斜时，控制器控制电动驱动机构动作，使得导向板前端向左侧偏斜，板体向左侧倾斜，板体向左侧倾斜的角度大小与导向板前端向左侧偏斜的角度大小呈正相关；当检测到板体向右侧倾斜时，控制器控制电动驱动机构动作，使得导向板前端向右侧偏斜,板体向右侧倾斜的角度大小与导向板前端向右侧偏斜的角度大小呈正相关。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种自平衡冲浪板，包括板体(1)、螺旋浆(2)、驱动装置(3)，所述板体具备有第一端(1a)以及与之相对设置的第二端(1b)；所述螺旋桨设置于所述第二端(1a)，所述螺旋桨被配置成可使所述第二端产生推力；所述驱动装置(3)与所述螺旋浆传动连接，其特征在于：还包括动态平衡系统，所述动态平衡系统包括导向机构、倾角检测元件和控制器，所述导向机构包括安装在板体下部转轴(4)、固定在转轴上面的导向板(5)、驱动转轴转动的电动驱动机构(6)，所述控制器分别与所述倾角检测元件、驱动装置和电动驱动机构电路连接。

2.根据权利要求1所述的自平衡冲浪板，其特征在于：所述导向板设置有两个，所述两个导向板的板面相对且两个导向板平行设置，所述两个导向板之间通过横梁(7)固定连接，所述转轴(4)与横梁的中部固定连接，所述横梁的两端与导向板的中部固定连接。

3.根据权利要求1所述的自平衡冲浪板，其特征在于：所述倾角检测元件为陀螺仪。

4.根据权利要求2或3所述的自平衡冲浪板，其特征在于：还包括蓄电池和脚踏开关(8)，所述脚踏开关设置在板体的上板面上，所述蓄电池和脚踏开关分别与所述控制器电路连接。

5.根据权利要求4所述的自平衡冲浪板，其特征在于：所述脚踏开关(8)为压电开关，所述脚踏开关(8)内设置有压电传感器，所述脚踏开关设置有两个，所述两个脚踏(8)开关分别设置在板体的上板面的前部和后部，所述压电传感器与所述控制器连接。

6.根据权利要求5所述的自平衡冲浪板，其特征在于：所述螺旋浆的外侧设置有防护罩(9)，所述防护罩呈圆筒形，所述圆筒形防护罩的顶部与板体的底部固定连接。

7.一种如权利要求1-4中任一项所述的自平衡冲浪板的动态平衡控制方法，其特征在于：脚踏开关受力后，控制器的电源电路连通，倾角检测元件检测板体前后的倾角，设定板体前端一定的仰角为初始角度，当板体前端仰角小于该初始角度时，控制器控制驱动装置加大输出功率；当板体前端仰角大于该初始角度时，控制器控制驱动装置降低输出功率；

倾角检测元件检测板体左右的倾角，当检测到板体向左侧倾斜时，控制器控制电动驱动机构动作，使得导向板前端向左侧偏斜，板体向左侧倾斜，板体向左侧倾斜的角度大小与导向板前端向左侧偏斜的角度大小呈正相关；当检测到板体向右侧倾斜时，控制器控制电动驱动机构动作，使得导向板前端向右侧偏斜,板体向右侧倾斜的角度大小与导向板前端向右侧偏斜的角度大小呈正相关。

8.一种如权利要求5所述的自平衡冲浪板的动态平衡控制方法，其特征在于：脚踏开关受力后，控制器的电源电路连通，设置在板体前部和后部的两个脚踏开关内的压电传感器将信号发送至控制器中，控制器运算出两个压电传感器的压力差值，依据上述压力差值来控制驱动装置的输出功率，当位于板体前部的压力传感器检测的压力值大于位于板体后部的压力传感器检测的压力值时，控制器控制驱动装置加大输出功率；当位于板体前部的压力传感器检测的压力值小于位于板体后部的压力传感器检测的压力值时，控制器控制驱动装置降低输出功率；

倾角检测元件检测板体左右的倾角，当检测到板体向左侧倾斜时，控制器控制电动驱动机构动作，使得导向板前端向左侧偏斜，板体向左侧倾斜，板体向左侧倾斜的角度大小与导向板前端向左侧偏斜的角度大小呈正相关；当检测到板体向右侧倾斜时，控制器控制电动驱动机构动作，使得导向板前端向右侧偏斜,板体向右侧倾斜的角度大小与导向板前端向右侧偏斜的角度大小呈正相关。