CN111846183A - 一种水上自平衡交通娱乐工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水上自平衡交通娱乐工具，包括用于提供浮力的流线型浮筒，对称设置于浮筒两侧并用于平衡浮筒的第一喷水螺旋桨系统和第二喷水螺旋桨系统，设置于浮筒上并用于驱动浮筒的行进转弯控制系统，设置于浮筒上并用于获取人体动作形态信息的脚踏板，设置于浮筒上用于判断人体动作的传感器系统和控制系统，以及用于提供存储动力能源的电池组。本发明将现有的陆上“自平衡技术”巧妙的应用在水上娱乐工具上，通过第一喷水螺旋桨系统和第二喷水螺旋桨系统之间的相互配合，实现水上娱乐工具的垂直方向上的平衡，再结合现有的陆上“自平衡技术”，实现水上娱乐交通工具的行进、后退、转弯、转圈等操作，极大地丰富了人们水上娱乐的生活。

Description

一种水上自平衡交通娱乐工具

技术领域

本发明涉及自平衡装置技术领域，具体涉及一种水上自平衡交通娱乐工具。

背景技术

目前，水上交通、娱乐工具主要有帆船、帆板、滑板、快艇、水上摩托等，这些交通、娱乐工具因为成本高、操作难度大、携带不方便等原因难以广泛普及；另一方面，随着生活水平的提高，人们对水上交通及娱乐工具的时尚性、趣味性要求越来越高。目前“自平衡技术”已经十分成熟，其通过“动态平衡”原理，采用运动补偿算法，利用其内部的陀螺仪和加速度传感器，来精确检测车体姿态的微小变化，并利用精密快速的伺服控制系统，灵敏地驱动电机，进行相应的姿态调整，以保持整个车体的稳定和平衡。“自平衡技术”广泛应用于生产、生活各个领域，尤其广泛应用于自平衡车、体感车、独轮车等领域，成为人们代步、休闲娱乐的绿色环保交通娱乐工具。但“自平衡技术”还未广泛应用在水上娱乐工具上，创新开发一种水上自平衡交通、娱乐工具，具有一定的必要性、紧迫性。

本发明旨在利用现有“自平衡技术”，创新开发一种水上自平衡交通、娱乐工具，为解决海洋、湖泊、河流等水上娱乐、水务巡逻、水上救援、水上表演、水产养殖等水上交通、娱乐提供一种新选择。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种水上自平衡交通娱乐工具，将自平衡技术应用于水上娱乐工具上，以备海洋、湖泊、河流等水上娱乐，以及提供一种水务巡逻、水上救援、水上表演、水产养殖等的水上交通工具。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种水上自平衡交通娱乐工具，包括用于提供浮力的流线型浮筒，对称设置于所述浮筒两侧并用于平衡所述浮筒的第一喷水螺旋桨系统和第二喷水螺旋桨系统，设置于所述浮筒上并用于驱动所述浮筒前进、后退和转弯的行进转弯控制系统，设置于所述浮筒上并用于获取人体动作形态信息的脚踏板，设置于所述浮筒上并与所述脚踏板相配合用于判断人体动作的传感器系统，设置于所述浮筒上用于接收运算所述传感器系统数据并控制所述浮筒相应动作的控制系统，以及用于提供存储动力能源的电池组。

进一步地，所述第一喷水螺旋桨系统包括呈L型的第一泵体，设置于所述第一泵体上的第一喷水进水口和第一喷水出水口，设置于所述第一泵体内的第一喷水泵叶，与所述第一喷水泵叶相连的第一泵轴，以及与所述第一泵轴相连并用于驱动所述第一泵轴的第一喷水驱动电机；所述第二喷水螺旋桨系统包括呈L型的第二泵体，设置于所述第二泵体上的第二喷水进水口和第二喷水出水口，设置于所述第二泵体内的第二喷水泵叶，与所述第二喷水泵叶相连的第二泵轴，以及与所述第二泵轴相连并用于驱动所述第二泵轴的第二喷水驱动电机。

进一步地，所述行进转弯控制系统包括对称设置于所述浮筒两侧的第一水平螺旋桨系统和第二水平螺旋桨系统；所述第一水平螺旋桨系统包括设置于所述浮筒上的第一螺旋桨筒，设置于所述第一螺旋桨筒内的第一螺旋桨驱动轴，设置于所述第一螺旋桨驱动轴两端的第一螺旋桨桨叶，以及用于驱动所述第一螺旋桨驱动轴正反转动的第一螺旋桨驱动电机；所述第二水平螺旋桨系统包括设置于所述浮筒上的第二螺旋桨筒，设置于所述第二螺旋桨筒内的第二螺旋桨驱动轴，设置于所述第二螺旋桨驱动轴两端的第二螺旋桨桨叶，以及用于驱动所述第二螺旋桨驱动轴正反转动的第二螺旋桨驱动电机；其中，所述第一螺旋桨驱动电机和所述第二螺旋桨驱动电机根据所述传感器系统所感应的数据来控制不同的转速实现所述浮筒转弯的功能。

另一种应用形式，所述行进转弯控制系统包括用于驱动所述浮筒前进和后退的单筒螺旋桨系统，以及设置于所述浮筒上并用于控制所述浮筒转弯的转舵系统或者矢量喷水系统；其中，所述单筒螺旋桨系统包括设置于所述浮筒上的单筒螺旋桨筒，设置于所述单筒螺旋桨筒内的单筒螺旋桨驱动轴，设置于所述单筒螺旋桨驱动轴两端的单筒螺旋桨桨叶，以及用于驱动所述单筒螺旋桨驱动轴正反转动的单筒螺旋桨驱动电机；

进一步地，所述转舵系统包括设置于所述浮筒上的舵叶固定轴，设置于所述舵叶固定轴上的舵叶，与所述舵叶活动相连并用于控制所述舵叶绕所述舵叶固定轴转动的舵叶驱动拨片，以及设置于所述浮筒上并用于控制所述舵叶驱动拨片的转舵舵机。

进一步地，所述矢量喷水系统包括与所述单筒螺旋桨筒系统相连的连接筒，设置于所述浮筒上的矢量喷水转轴，与所述连接筒相连并能绕所述矢量喷水转轴转动的矢量喷水口，以及设置于所述浮筒上并用于控制所述矢量喷水口转动的矢量喷水舵机系统；其中，所述矢量喷水舵机系统包括设置于所述浮筒上的矢量喷水舵机，设置与所述矢量喷水舵机上的矢量喷水舵机拨片，以及设置于所述矢量喷水舵机拨片两端且与所述矢量喷水口相连的第一拉杆和第二拉杆；其中，所述矢量喷水口为半球体形状，且所述连接筒为半球形的筒状体；或者所述矢量喷水口为圆筒形状，且所述连接筒为T型固定件与伸缩管的组合。

进一步地，所述浮筒上还设有与所述传感器系统配合用于感应人体腿部动作并将感应数据传递给所述控制系统的腿控柱。

进一步地，所述第一喷水驱动电机和所述第二喷水驱动电机为同一个总驱动电机，且所述浮筒上还设有能分别控制所述第一泵轴和所述第二泵轴单独转动的离合控制系统。

进一步地，所述离合控制系统包括设置于所述总驱动电机驱动轴上的离合伞状齿轮，对称设置于所述离合伞状齿轮两侧并分别与所述第一泵轴和所述第二泵轴相连的第一连接系统和第二连接系统，以及设置于所述浮筒上并用于控制所述离合伞状齿轮分别与所述第一连接系统和第二连接系统连接或断开的离合拨片装置；其中，所述第一连接系统包括与所述离合伞状齿轮相配合实现离合的第一连接伞状齿轮，通过连接轴与所述第一连接伞状齿轮相连的第一轴承，通过第一从动连杆与所述第一轴承相连的第一万向节，以及通过连接轴与所述第一万向节相连且与所述第一泵轴相连的第一泵轴连接伞状齿轮；所述第二连接系统包括与所述离合伞状齿轮相配合实现离合的第二连接伞状齿轮，通过连接轴与所述第二连接伞状齿轮相连的第二轴承，通过第二从动连杆与所述第二轴承相连的第二万向节，以及通过连接轴与所述万向节相连且与所述第二泵轴相连的第二泵轴连接伞状齿轮。

进一步地，所述离合拨片装置包括设置于所述浮筒上的离合舵机，设置于所述离合舵机上的离合拨片，以及与所述离合拨片相接的压力换向片

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明将现有的陆上“自平衡技术”巧妙的应用在水上娱乐工具上，通过增加用于平衡水垂直方向上的第一喷水螺旋桨系统和第二喷水螺旋桨系统，通过第一喷水螺旋桨系统和第二喷水螺旋桨系统之间的相互配合，实现水上娱乐工具的垂直方向上的平衡，再结合现有的陆上“自平衡技术”，实现水上娱乐交通工具的行进、后退、转弯、转圈等操作，极大的丰富了人们水上娱乐的生活，同时，也可以将其作为水上救援工具使用，也提升了其实用性。

(2)本发明的行进转弯控制系统即可以采用双水平螺旋桨的设置形式，通过两个水平螺旋桨之间的速度差来实现转弯的功能，同时，也可以采用单螺旋桨配合转舵系统或者矢量喷水系统，通过单螺旋桨实现前进后退功能，通过转舵系统或者喷水系统来实现转弯的功能，极大的提升了本发明设计的多样性。

附图说明

图1为本发明设置腿控柱时的外观结构示意图。

图2为本发明采用双水平螺旋桨系统时的结构示意图。

图3为图1中设置腿控柱时的结构截面示意图。

图4为本发明未设置腿控柱时的外观结构示意图。

图5为本发明采用单筒螺旋桨系统时的结构示意图。

图6为本发明单筒螺旋桨系统的结构示意图。

图7为本发明矢量喷水系统的结构示意图。

图8为本发明矢量喷水系统的另一实施方式结构示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1浮筒，2脚踏板，3腿控柱，6第一喷水螺旋桨系统，7第二喷水螺旋桨系统，4-1第一螺旋桨筒，4-2第一拦渣网，4-3第一螺旋桨驱动电机，4-5第一螺旋桨驱动轴，4-6第一螺旋桨桨叶，5第二水平螺旋桨系统，5-3第二螺旋桨驱动电机，5-5第二螺旋桨驱动轴，5-6第二螺旋桨桨叶，6-第一喷水螺旋桨系统，6-1第一喷水驱动电机，6-2第一喷水泵叶，6-3第一喷水出水口，6-4第一喷水进水口，7第二喷水螺旋桨系统，7-1第二喷水驱动电机，7-2第二喷水泵叶，8电池组，9单筒螺旋桨驱动电机，10单筒螺旋桨筒，11第二拦渣网，12-1、12-2单筒螺旋桨桨叶，13传感器系统，14控制系统，16单筒螺旋桨系统，17舵叶，18舵叶固定轴，19转舵舵机，20舵叶驱动拨片，21离合伞状齿轮，22离合舵机，23离合拨片，24压力换向片，25第一轴承，26第一从动连杆，27第一万向节，28总驱动电机，29照明灯，31筒状体，32矢量喷水口，33矢量喷水转轴，34第一拉杆，35第二拉杆，36矢量喷水舵机，37矢量喷水舵机拨片，38伸缩管，39T型固定件。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1～8所示：

一种水上自平衡交通娱乐工具，将现有的陆上“自平衡技术”巧妙地应用在水上娱乐工具上，使水上娱乐工具在现有陆上“自平衡技术”实现行进、后退、转弯的基础上，还能实现水上娱乐工具垂向上的平衡调节，从而满足水上娱乐工具在水上的行进、后退、转弯、转圈等操作，极大地丰富了人们水上娱乐的生活，也可以将其作为水上救援工具使用，提升水上救援的快捷性，有效保护人们生命财产安全。其具体结构包括浮筒1，浮筒1产生的浮力可承载额定人体重量，在额定载重条件下，浮筒1表面刚好淹没在水中或略高于水面，以增加神秘感，浮筒呈流线形，便于减少阻力，增加稳定性。为了增加浮筒1的承载能力，在浮筒重心线附近两侧各设置一挂扣，当人体重量超过浮筒的额定浮力时，可在挂扣上对称增挂一对浮力盒，以产生额外浮力承载超重人体，满足不同体重使用者的需要。

浮筒1上表面设置脚踏板2，脚踏板作为人体承重部件，并与之相连有传感器系统13，传感器系统13可通过脚踏板感知人体重量，前倾后仰的角度数据，并能将数据实时传给控制系统14，控制系统由单片机等智能芯片所组成，控制器系统14中的智能芯片对传感器系统13的各传感器数据经过信号处理后，做PID运算得到浮筒的方向、角速度、加速度等数据，并控制相应的电机转动，以实现浮筒的平衡、行进、后退、转弯等操作，浮筒1上设置电池组8，电池组用于提供各驱动电机的电源供给，电池组8设置于浮筒内部，可以持续为装置提供电能，电池有充电接口可以反复充、放电，电压符合人体安全标准，电池经过防水处理，充电接口有防水盖。

本发明浮筒与普通陆地自平衡车前进、后退等动态平衡的原理相同，与脚踏板2相连的传感器系统包括固态陀螺仪传感器、三维加速度传感器、压力传感器、以及重力传感器，可以实时感知人体前、后倾等数据，并将数据传递给控制系统，有控制系统中的智能芯片按照既定程序发出相应指令。本发明在陆地平衡车原理的基础上加设用于平衡浮筒垂向上作用力的第一喷水螺旋桨系统6和第二喷水螺旋桨系统7，以及行进转弯控制系统，通过第一喷水螺旋桨系统6和第二喷水螺旋桨系统7对浮筒所产生的反作用力，来平衡浮筒轴向上的作用力，用以快速调节浮筒垂向上的平衡。

具体地，如图2所示：第一喷水螺旋桨系统6包括呈L型的第一泵体，设置于第一泵体上的第一喷水进水口6-4和第一喷水出水口6-3，设置于第一泵体内的第一喷水泵叶6-2，与第一喷水泵叶6-2相连的第一泵轴，以及与第一泵轴相连并用于驱动第一泵轴的第一喷水驱动电机6-1；第二喷水螺旋桨系统7包括呈L型的第二泵体，设置于第二泵体上的第二喷水进水口和第二喷水出水口，设置于第二泵体内的第二喷水泵叶7-2，与第二喷水泵叶7-2相连的第二泵轴，以及与第二泵轴相连并用于驱动第二泵轴的第二喷水驱动电机7-1。当浮筒上的人员身体向左或向右倾斜并即将失去平衡落水时，置于浮筒内部的传感系统中的电子水平感应器实时获取浮筒水平倾角数据并传递至控制系统，由控制系统按照设定程序发出指令：当浮筒倾斜角度超过预设数值时，控制系统指令倾斜较低一侧的电机(第一喷水驱动电机6-1或者第二喷水驱动电机7-1)驱动较低一侧的泵叶(第一喷水泵叶6-2或者第二喷水泵叶7-2)高速转动泵水并向下高速喷出，从而产生向上举力，实时抬高较低一侧的高度，直至与另一侧平衡为止，以适应人体重心转移，避免人体落水。当然，在人员熟练度较高，能熟练掌握操作技巧的条件下，可以单独关闭第一喷水螺旋桨系统6和第二喷水螺旋桨系统7，垂直方向的平衡问题借助浮筒自身的平衡性，由操作人员根据经验自由操控。

本发明中所设置的行进转弯控制系统可以通过多种实施方式来进行实现。

实施例1

如图2所示：行进转弯控制系统包括对称设置于浮筒1两侧的第一水平螺旋桨系统4和第二水平螺旋桨系统5；第一水平螺旋桨系统4包括设置于浮筒1上的第一螺旋桨筒4-1，设置于第一螺旋桨筒4-1内的第一螺旋桨驱动轴4-5，设置于第一螺旋桨驱动轴4-5两端的第一螺旋桨桨叶4-6，以及用于驱动第一螺旋桨驱动轴4-5正反转动的第一螺旋桨驱动电机4-3；第二水平螺旋桨系统5包括设置于浮筒1上的第二螺旋桨筒，设置于第二螺旋桨筒内的第二螺旋桨驱动轴5-5，设置于第二螺旋桨驱动轴5-5两端的第二螺旋桨桨叶5-6，以及用于驱动第二螺旋桨驱动轴5-5正反转动的第二螺旋桨驱动电机5-3；其中，第一螺旋桨驱动电机4-3和第二螺旋桨驱动电机5-3根据传感器系统所感应的数据由控制系统来控制不同的转速实现浮筒1转弯的功能。其转弯控制原理与陆地两轮自平衡车转弯控制原理相同，与人体所踩踏的两个脚踏板相连的传感器系统中的三轴固态陀螺仪传感器在感知和传递两个脚踏板前倾、后仰角度差异的数据，并通过控制系统指令第一螺旋桨桨叶4-6和第二螺旋桨桨叶5-6的转速差来实现装置的转弯：当重踩左侧脚踏板，左侧脚踏板前倾幅度更大，且大于预设数值时，第一螺旋桨桨叶转速更快，装置实现向右转弯；反之，当右侧脚踏板前倾幅度大于左侧，且大于预设数值时，第二螺旋桨桨叶转速更快，装置实现向左转弯。为了避免第一水平螺旋桨系统4和第二水平螺旋桨系统5在吸水排水的过程中发生杂物堵塞缠绕的现象，在第一螺旋桨筒4-1和第二螺旋桨筒的两端均设有第一拦渣网4-2。

实施例2

如图5所示：本发明的行进转弯控制系统也可由单筒螺旋桨系统16和转舵系统所构成，具体地，如图6所示：单筒螺旋桨系统16包括设置于浮筒1上的单筒螺旋桨筒10，设置于单筒螺旋桨筒10内的单筒螺旋桨驱动轴，设置于单筒螺旋桨驱动轴两端的单筒螺旋桨桨叶12-1，12-2，以及用于驱动单筒螺旋桨驱动轴正反转动的单筒螺旋桨驱动电机9；为了避免单筒螺旋桨筒10发生堵塞缠绕的现象，在单筒螺旋桨筒10的两端设置第二拦渣网11。

转舵系统包括设置于浮筒1上的舵叶固定轴18，设置于舵叶固定轴18上的舵叶17，与舵叶17活动相连并用于控制舵叶17绕舵叶固定轴18转动的舵叶驱动拨片20，以及设置于浮筒1上并用于控制舵叶驱动拨片20的转舵舵机19。当需要进行左转弯时，人体倾斜，传感器系统感受人体倾斜角度，控制系统发出指令，使转舵舵机19驱动舵叶驱动拨片20在一定弧度内向左转动，从而驱动舵叶17向左偏移，使浮筒向左转弯，反之亦然。

实施例3

在实施例2中的转舵系统也可以由矢量喷水系统来替代，如图7、图8所示：矢量喷水系统包括与单筒螺旋桨系统16相连的连接筒，设置于浮筒1上的矢量喷水转轴33，与连接筒相连并能绕矢量喷水转轴33转动的矢量喷水口32，以及设置于浮筒1上并用于控制矢量喷水口32转动的矢量喷水舵机系统；其中，矢量喷水舵机系统包括设置于浮筒1上的矢量喷水舵机36，设置与矢量喷水舵机36上的矢量喷水舵机拨片37，以及设置于矢量喷水舵机拨片37两端且与矢量喷水口32相连的第一拉杆34和第二拉杆35；当需要进行转向时，通过传感器系统所感应的数据，反馈给控制系统，控制系统指令矢量喷水舵机36带动矢量喷水舵机拨片37转动，从而使第一拉杆34和第二拉杆35拉动矢量喷水口32左右转动，从而使单筒螺旋桨系统16所喷出的水流在从矢量喷水口32喷出时，喷出水流的方向发生左右的改变，从而实现浮筒的左右转向。

其中，连接筒可以由几种方式来实现，如图7所示：矢量喷水口32设置为半球体形状，将连接筒设置为半球形的筒状体31；如图8所示：矢量喷水口32设置为圆筒形状，且连接筒为T型固定件39与伸缩管38的组合。

实施例4

如图1和图4所示，本发明在以上实施方式实施的时候，为了提高人体在浮筒1上的平衡稳定性，以及传感器的感应便捷性，在浮筒上设置腿控柱3时，腿控柱与传感器系统相连，在保留以上实施例中转弯控制功能的条件下，整合并取代脚踏板前进、后退数据采集功能控制，同时增加高度后作为操作杆把手使用，增强装置使用时的稳定性。

实施例5

以上实施例中的第一喷水螺旋桨系统6和第二喷水螺旋桨系统7中分别由第一喷水驱动电机6-1和第二喷水驱动电机7-1来进行单独控制，为了节约成本，如图5所示：本发明也可以将第一喷水驱动电机6-1和第二喷水驱动电机7-1整合在一起由一个总驱动电机28来进行驱动。具体的实现方法为：设置一个离合控制系统，实现第一喷水螺旋桨系统6的第一泵轴和第二喷水螺旋桨系统7的第二泵轴在同一个总驱动电机28上单独工作驱动，具体地，离合控制系统包括设置于总驱动电机28驱动轴上的离合伞状齿轮21，对称设置于离合伞状齿轮21两侧并分别与第一泵轴和第二泵轴相连的第一连接系统和第二连接系统，以及设置于浮筒1上并用于控制离合伞状齿轮21分别与第一连接系统和第二连接系统连接或断开的离合拨片装置；其中，第一连接系统包括与离合伞状齿轮21相配合实现离合的第一连接伞状齿轮6-5，通过连接轴与第一连接伞状齿轮6-5相连的第一轴承25，通过第一从动连杆26与第一轴承25相连的第一万向节27，以及通过连接轴与第一万向节27相连且与第一泵轴相连的第一泵轴连接伞状齿轮；第二连接系统包括与离合伞状齿轮21相配合实现离合的第二连接伞状齿轮7-5，通过连接轴与第二连接伞状齿轮7-5相连的第二轴承，通过第二从动连杆与第二轴承相连的第二万向节，以及通过连接轴与万向节相连且与第二泵轴相连的第二泵轴连接伞状齿轮；离合拨片装置包括设置于浮筒1上的离合舵机22，设置于离合舵机上的离合拨片23，以及与离合拨片23相接的压力换向片24。常态下，第一连接伞状齿轮6-5和第二连接伞状齿轮7-5与离合伞状齿轮21处于分离状态，第一喷水螺旋桨系统6需要启动时，控制系统指令离合舵机22驱动离合拨片23向左转动，拨动压力换向片24，压力换向片24接触并向第一轴承25施加推力，可以在不影响第一从动连杆26正常转动的条件下，推动第一从动连杆26末端的第一连接伞状齿轮6-5与离合伞状齿轮21接触并转动，从而驱动第一喷水泵叶转动，当需要停止转动时，离合拨片23回转，压力换向片24在弹簧作用下回位，离合伞状齿轮21不再作用于第一连接伞状齿轮6-5以及第一从动连杆26，第一喷水泵叶停止转动。第一从动连杆26上有第一万向节27，第一从动连杆26在压力换向片24作用下发生偏移时，第一万向节27的另一端不会受到影响。同理，第二喷水螺旋桨系统7的驱动机制与第一喷水螺旋桨系统6相同，不再赘述。

为了进一步提升本发明作为水上娱乐工具时的使用局限性，在浮筒1或者腿控柱3上设置照明灯29，同时，为了增加美观性，也可以在浮筒水位线合适的位置设置LED装饰灯，增加本发明的时尚型，也可为其他人员提供方位指示。

本发明中的传感器系统、控制系统可借助现有平衡车的传感器和控制器，其结构种类包括并不限于三维固态加速度传感器、电子水平感应器，压力传感器、重力传感器、霍尔传感器、温度传感器等，用于检测装置的速度、方向、倾角、仰角、转角、水平角等数据，并在集成程序模式下，控制装置运行。温度传感器用于检测环境温度并将温度数据传递至控制模块，以补偿三维加速度传感器和三维固态陀螺仪传感器温漂效应产生的误差。本发明使用时，人员站上脚踏板时，与之相连的重力传感器、三维加速度传感器及三轴固态陀螺仪传感器，实时检测脚踏板上人体的重量、速度，获取人体前、后倾的数据，并实时传递给控制系统14，传感器系统的数据通过滤波器(最普遍的3种是互补滤波器，卡尔曼滤波器和延展卡尔曼滤波器)的处理输出相对稳定的姿态信号，控制系统根据这些处理后的信号做PID运算得到螺旋桨旋转的方向和理论角速度，按设定程序指令相应电机转动，以最快最稳的速度恢复装置平衡。

本发明的基本原理，是利用市售两轮自平衡车零件和水上电动滑板零件组装制成的实验装置实际使用所得经验，本装置的使用者最好具备陆地两轮自平衡车的使用经验。在初学过程中，可以先在浅水区踏上本装置脚踏板，实现对装置的有效控制后，再驶往深水区，熟练后也可以直接在深水区快速跃上浮筒平台实现对装置的有效控制，初学者也可以利用岸边扶栏、树木或借助拐杖等辅助工具登上装置，再按下电源开关启动装置。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水上自平衡交通娱乐工具，其特征在于：包括用于提供浮力的流线型浮筒(1)，对称设置于所述浮筒(1)两侧并用于平衡所述浮筒(1)的第一喷水螺旋桨系统(6)和第二喷水螺旋桨系统(7)，设置于所述浮筒(1)上并用于驱动所述浮筒(1)前进、后退和转弯的行进转弯控制系统，设置于所述浮筒(1)上并用于获取人体动作形态信息的脚踏板(2)，设置于所述浮筒(1)上并与所述脚踏板(2)相配合用于判断人体动作的传感器系统(13)，设置于所述浮筒(1)上用于接收运算所述传感器系统(13)数据并控制所述浮筒(1)相应动作的控制系统(14)，以及用于提供存储动力能源的电池组(8)。

2.根据权利要求1所述的一种水上自平衡交通娱乐工具，其特征在于：所述第一喷水螺旋桨系统(6)包括呈L型的第一泵体，设置于所述第一泵体上的第一喷水进水口(6-4)和第一喷水出水口(6-3)，设置于所述第一泵体内的第一喷水泵叶(6-2)，与所述第一喷水泵叶(6-2)相连的第一泵轴，以及与所述第一泵轴相连并用于驱动所述第一泵轴的第一喷水驱动电机(6-1)；所述第二喷水螺旋桨系统(7)包括呈L型的第二泵体，设置于所述第二泵体上的第二喷水进水口和第二喷水出水口，设置于所述第二泵体内的第二喷水泵叶(7-2)，与所述第二喷水泵叶(7-2)相连的第二泵轴，以及与所述第二泵轴相连并用于驱动所述第二泵轴的第二喷水驱动电机(7-1)。

3.根据权利要求2所述的一种水上自平衡交通娱乐工具，其特征在于：所述行进转弯控制系统包括对称设置于所述浮筒(1)两侧的第一水平螺旋桨系统(4)和第二水平螺旋桨系统(5)；所述第一水平螺旋桨系统(4)包括设置于所述浮筒(1)上的第一螺旋桨筒(4-1)，设置于所述第一螺旋桨筒(4-1)内的第一螺旋桨驱动轴(4-5)，设置于所述第一螺旋桨驱动轴(4-5)两端的第一螺旋桨桨叶(4-6)，以及用于驱动所述第一螺旋桨驱动轴(4-5)正反转动的第一螺旋桨驱动电机(4-3)；所述第二水平螺旋桨系统(5)包括设置于所述浮筒(1)上的第二螺旋桨筒，设置于所述第二螺旋桨筒内的第二螺旋桨驱动轴(5-5)，设置于所述第二螺旋桨驱动轴(5-5)两端的第二螺旋桨桨叶(5-6)，以及用于驱动所述第二螺旋桨驱动轴(5-5)正反转动的第二螺旋桨驱动电机(5-3)；其中，所述第一螺旋桨驱动电机(4-3)和所述第二螺旋桨驱动电机(5-3)根据所述传感器系统所感应的数据来控制不同的转速实现所述浮筒(1)转弯的功能。

4.根据权利要求2所述的一种水上自平衡交通娱乐工具，其特征在于：所述行进转弯控制系统包括用于驱动所述浮筒(1)前进和后退的单筒螺旋桨系统(16)，以及设置于所述浮筒(1)上并用于控制所述浮筒(1)转弯的转舵系统或者矢量喷水系统；其中，所述单筒螺旋桨系统(16)包括设置于所述浮筒(1)上的单筒螺旋桨筒(10)，设置于所述单筒螺旋桨筒(10)内的单筒螺旋桨驱动轴，设置于所述单筒螺旋桨驱动轴两端的单筒螺旋桨桨叶(12-1,12-2)，以及用于驱动所述单筒螺旋桨驱动轴正反转动的单筒螺旋桨驱动电机(9)。

5.根据权利要求4所述的一种水上自平衡交通娱乐工具，其特征在于：所述转舵系统包括设置于所述浮筒(1)上的舵叶固定轴(18)，设置于所述舵叶固定轴(18)上的舵叶(17)，与所述舵叶(17)活动相连并用于控制所述舵叶(17)绕所述舵叶固定轴(18)转动的舵叶驱动拨片(20)，以及设置于所述浮筒(1)上并用于控制所述舵叶驱动拨片(20)的转舵舵机(19)。

6.根据权利要求4所述的一种水上自平衡交通娱乐工具，其特征在于：所述矢量喷水系统包括与所述单筒螺旋桨筒系统(16)相连的连接筒，设置于所述浮筒(1)上的矢量喷水转轴(33)，与所述连接筒相连并能绕所述矢量喷水转轴(33)转动的矢量喷水口(32)，以及设置于所述浮筒(1)上并用于控制所述矢量喷水口(32)转动的矢量喷水舵机系统；其中，所述矢量喷水舵机系统包括设置于所述浮筒(1)上的矢量喷水舵机(36)，设置与所述矢量喷水舵机(36)上的矢量喷水舵机拨片(37)，以及设置于所述矢量喷水舵机拨片(37)两端且与所述矢量喷水口(32)相连的第一拉杆(34)和第二拉杆(35)；其中，所述矢量喷水口(32)为半球体形状，且所述连接筒为半球形的筒状体；或者所述矢量喷水口(32)为圆筒形状，且所述连接筒为T型固定件(39)与伸缩管(38)的组合。

7.根据权利要求3或4或5所述的一种水上自平衡交通娱乐工具，其特征在于：所述浮筒(1)上还设有与所述传感器系统配合用于感应人体腿部动作并将感应数据传递给所述控制系统的腿控柱(3)。

8.根据权利要求3或4或5所述的一种水上自平衡交通娱乐工具，其特征在于：所述第一喷水驱动电机(6-1)和所述第二喷水驱动电机(7-1)合并为同一个总驱动电机(28)，且所述浮筒(1)上还设有能分别控制所述第一泵轴和所述第二泵轴单独转动的离合控制系统。

9.根据权利要求8所述的一种水上自平衡交通娱乐工具，其特征在于：所述离合控制系统包括设置于所述总驱动电机驱动轴上的离合伞状齿轮(21)，对称设置于所述离合伞状齿轮(21)两侧并分别与所述第一泵轴和所述第二泵轴相连的第一连接系统和第二连接系统，以及设置于所述浮筒(1)上并用于控制所述离合伞状齿轮(21)分别与所述第一连接系统和第二连接系统连接或断开的离合拨片装置；其中，所述第一连接系统包括与所述离合伞状齿轮(21)相配合实现离合的第一连接伞状齿轮(6-5)，通过连接轴与所述第一连接伞状齿轮(6-5)相连的第一轴承(25)，通过第一从动连杆(26)与所述第一轴承(25)相连的第一万向节(27)，以及通过连接轴与所述第一万向节(27)相连且与所述第一泵轴相连的第一泵轴连接伞状齿轮；所述第二连接系统包括与所述离合伞状齿轮(21)相配合实现离合的第二连接伞状齿轮(7-5)，通过连接轴与所述第二连接伞状齿轮(7-5)相连的第二轴承，通过第二从动连杆与所述第二轴承相连的第二万向节，以及通过连接轴与所述万向节相连且与所述第二泵轴相连的第二泵轴连接伞状齿轮。

10.根据权利要求9所述的一种水上自平衡交通娱乐工具，其特征在于：所述离合拨片装置包括设置于所述浮筒(1)上的离合舵机(22)，设置于所述离合舵机上的离合拨片(23)，以及与所述离合拨片(23)相接的压力换向片(24)。

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