CN116390882A - 水翼船 - Google Patents

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CN116390882A CN202180071637.8A CN202180071637A CN116390882A CN 116390882 A CN116390882 A CN 116390882A CN 202180071637 A CN202180071637 A CN 202180071637A CN 116390882 A CN116390882 A CN 116390882A
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Abstract

本发明公开了一种机身组件(100),其构造成连接到动力水翼船(1)的桅杆组件(50)。机身组件(100)包括桅杆组件固定段(106)和外壳部分(170),该外壳部分容纳、特别是围绕或包围推进装置(200),特别是叶轮(201),并且外壳部分(170)至少部分地限制了流道(161)的外部尺寸,在水翼船(1)的操作期间,水通过流道被输送,外壳部分(170)包括连接部分(310),尾部单元(300)形成或连接在可连接部分(310)上,尾部单元(300)特别地包括稳定构件(301),例如稳定翼(302)。此外或可替换地,推进装置(200)可容纳在外壳部分(170)中,从而防止用户接触推进装置(200)。

Description

水翼船
技术领域
本发明涉及一种水翼船,特别是涉及一种电力驱动的水翼冲浪板。
背景技术
近年来,动力冲浪板越来越受欢迎。在动力冲浪板领域,已经开发了包含水翼以减少行进所需动力的冲浪板。现有技术中已知的动力冲浪板存在问题,即它们难以运输并且它们对用户而言不够安全。
发明内容
因此需要一种改进的动力水翼船来克服上述缺点。
根据本文公开内容,提供了一种根据独立权利要求1所述的用于动力水翼船的机身组件。有利的进一步构造是从属权利要求的主题。
此外,从概述和详细描述以及所附的权利要求中,结合附图,其他期望的特征和特性将变得显而易见。
本发明的实施例涉及动力水翼船的改进,特别是动力水翼冲浪板。
根据一个实施例,可以提供机身组件。所述机身组件被配置为连接到动力水翼船的桅杆组件,特别是如动力水翼冲浪板的水翼水上运动装置的桅杆组件。所述机身组件包括桅杆组件固定段和外壳部分。所述外壳部分容纳推进装置。所述外壳部分可以围绕或包围所述推进装置。所述推进装置可以是螺旋桨。所述推进装置可以是叶轮。根据本文公开内容,叶轮可以被理解为被环状外壳部分围绕或包围并且与定子结合使用的螺旋桨。所述外壳部分可至少部分地限制流道的外部尺寸,在水翼船运行期间,水通过流道被输送。所述流道可以被配置成使得其尺寸,特别是其横截面积,向其出口侧减小,例如从其入口开口向其出口开口减小。所述流道因此可以被配置成使得其在出口处的横截面积是所述流道的最小横截面积。为此,所述流道可以形成朝向其出口的锥形。换句话说,所述流道可以被配置成在入口处或在入口和出口之间的另一个位置的流道的横截面积大于出口处的流道的横截面积。在一些实施例中,出口处流道的横截面积为入口处或入口与出口之间的另一个位置处的流道的横截面积的90%至80%。在一些实施例中,所述流道在出口处的横截面积比流道在入口处的横截面积小至少5%。根据本文公开内容,所述横截面积可以是流道在垂直于机身组件的纵向中轴线延伸的平面内的面积。
所述外壳部分可以被配置为允许尾部单元的连接或者其可以被配置为其自身包括或限定尾部单元。所述外壳部分可包括连接部分,在该连接部分上可以可释放地或固定地设置尾部单元。所述外壳部分可以与所述尾部单元一体地形成。所述尾部单元可包括稳定翼,例如水平稳定翼和/或垂直稳定翼。因此,水翼组件的元件可以直接在机身组件的外壳部分上实现。以此方式,驱动组件可集成到水翼组件中,从而实现紧凑且集成的结构,例如减少动力水翼船的部件数量。
除了在所述外壳部分上提供所述尾部单元之外或可替换地,所述外壳部分可以构造成允许所述推进装置容纳在所述外壳部分中,从而防止用户接触所述推进装置。以此方式,可以提高所述机身组件的安全性并且因此提高包括这种机身组件的动力水翼船的安全性。
在一些实施例中,所述外壳部分可构造成可拆卸地固定所述尾部单元。该可拆卸的固定可以通过强制联锁的方式来实现。例如,所述可拆卸的固定可以通过螺纹连接或快卸锁来实现。例如,所述可拆卸的固定可以通过插头和插座连接来实现。所述可拆卸的固定可通过燕尾槽的几何形状或销实现。为此,所述外壳部分可包括适当形成的部分,其允许所述尾部单元的相应固定。所述外壳部分可以包括连接法兰。所述连接法兰可包括用于接收螺纹紧固件的螺纹开口。
在一些实施例中,所述尾部单元或所述尾部单元的元件可与所述外壳部分一体地形成。例如,所述尾部单元或其至少一个稳定翼可与所述外壳部分一体形成,例如通过铸造或注塑成型的方式或通过增材制造的方式。
在一些实施例中,所述机身组件还包括机翼连接段和连接到所述机翼连接段的前翼,其中所述机翼连接段可以设置在所述机身组件的前部并且可以被配置为可拆卸地安装所述前翼。所述机翼连接段可包括螺纹开口,允许通过诸如螺钉的螺纹紧固件来固定机翼。
在一些实施例中,所述尾部单元可在使用状态和收起状态之间转换。所述使用状态可以是所述尾部单元设置成正常发挥其预定功能的状态,例如在动力水翼船的运动期间提供或增加稳定性。取决于要实现的效果,所述尾部单元可以包括不同的配置。例如,所述尾翼单元可包括至少一个稳定翼。例如,所述尾部单元可包括在使用期间主要在水平方向延伸的水平稳定翼和/或可包括在使用期间主要在垂直方向延伸的垂直稳定翼。所述外壳部分可设置成可以围绕所述机身组件的中间纵向轴线旋转。因此,通过旋转所述外壳部分,所述尾部单元可以在上述状态之间转换。所述稳定翼可以悬挑方式安装在所述外壳上。换言之,至少一个稳定翼可以仅在所述稳定翼的一个端部处连接到所述外壳,使得所述稳定翼从所述外壳突出。在一个实施例中,可以设置三个稳定翼。在一种构造中,其中一个稳定翼可以布置成使得其主要延伸方向基本竖直,特别是平行于主桅杆组件延伸方向并朝向板组件延伸。此外,两个稳定翼可以相对于垂直稳定翼以一定角度从所述外壳延伸,例如以120度的角度。在一些实施例中,稳定翼可被配置成当安装到外壳时从所述外壳的两侧突出。所述稳定翼可以在中间部分连接到外壳,以便其两个部分从所述外壳的相对侧面突出。所述稳定翼因此可以形成为类似于在预定部分,例如在最低部分处,接触所述外壳的切平面或表面。在一些实施例中,所述稳定翼可枢转地设置在所述外壳上。在所述外壳的中段安装到其上的稳定翼可以可释放地连接到所述外壳,该外壳可在连接部分处绕基本垂直于所述外壳的外周边的轴线旋转。
在一些实施例中,所述机身组件还可以包括前翼,该前翼配置和布置成在前翼在水中运动期间产生升力。所述前翼可以连接到所述机身组件的前部。所述机身组件可包括用于将所述前翼固定在所述机身组件上的机翼连接段。在一些实施例中,所述前翼可以在使用状态和收起状态之间转换。所述使用状态可以是所述前翼布置成正常发挥其预定功能例如产生升力的状态。取决于要实现的效果,所述前翼可以包括不同的配置。例如,所述前翼可以被设计成在低速行驶时产生一个高的升力。在使用位置,所述前翼可布置成与桅杆组件的主延伸方向交叉地延伸。所述机翼连接段可以是可旋转的,使得可以通过旋转机身组件上的所述机翼连接段来旋转所述前翼。在机身组件包括前翼和尾部单元的可选配置中,所述机身组件可连接到所述桅杆组件,使得其可作为整体旋转。这样,通过所述机身组件的旋转,所述尾部单元和前翼可以同时在收起状态和使用状态之间转换。
在一些实施例中,所述前翼或尾部单元的收起状态可以通过一种布置来实现,该布置中所述前翼和/或尾部单元的稳定翼被构造成可折叠的。换句话说,所述机翼或机翼的至少一部分可以通过允许机翼的至少一部分枢转的枢轴组件保持在所述机身组件上。例如,所述机翼可以被配置成使得所有机翼或其至少一部分可以被折叠,从而使它们从机身组件的一侧延伸,例如所述机身组件的一侧,其上设有用于连接桅杆组件的连接部分。
在一些实施例中,当所述尾部单元和/或前翼处于收起状态时,桅杆组件轮廓和尾部单元和/或前翼的至少一部分或元件的轮廓基本布置在一个平面中。所述尾部单元和/或前翼可围绕所述机身组件的纵向中轴线或平行于所述机身组件的纵向中轴线的旋转轴线旋转,例如使所述尾部单元和/或前翼在使用状态和收起状态之间至少可旋转约90°。在一些实施例中,所述前翼可以可替代地可绕垂直于或倾斜于纵向中轴线的轴线旋转。
包括如上所述的前翼和可选的如上所述的尾部单元的机身组件也可称为水翼组件。如上所述的不包括前翼或其他用于产生升力的装置但包括推进装置的机身组件也可以称为驱动组件。包括推进装置以及前翼和尾部单元的机身组件也可称为水翼推进单元。
在一些实施例中,所述外壳部分包括至少部分地限定入口开口的上游端部和限定出口部分的下游端部,例如具有出口开口的喷嘴部分。所述喷嘴部分可以可拆卸地安装到所述外壳部分。所述喷嘴部分可以由塑料材料制成,例如由纤维增强塑料材料制成。可替换地,所述喷嘴部分可以由铝制成。
在一些实施例中,所述外壳部分和推进装置相对于彼此配置和布置,使得用户不可能用人体四肢接触到推进装置。所述外壳部分的长度和/或入口开口的尺寸和/或出口开口的尺寸和/或推进装置在所述外壳部分中的位置可以被配置成使得用户无法触摸到推进装置,例如通过所述入口开口和/或出口开口。根据一个实施例,除了上述措施和特征之外或可替换地,提供了用于阻挡接近推进装置的安全构件。所述安全构件可设置在推进装置的上游和/或下游。所述安全构件可以是网格。所述推进装置下游的安全构件可以是定子。所述安全构件可以布置在流道中。此外或可替换地,所述入口开口和推进装置之间的流道的长度可以至少为30mm和/或在60mm和120mm之间,例如80mm。此外或可替换地,所述入口开口的高度或宽度可以等于或小于30mm,例如15mm至20mm。此外或可替换地,所述定子在流道的流动方向上的长度可以等于或大于5mm并且可以例如在从10mm到30mm的范围内。此外或可替换地,所述出口开口的尺寸可以等于或小于30mm,例如在从15mm到25mm的范围内。
在一些实施例中,所述流道形成在所述外壳部分和适于支撑所述推进装置的内壳部分之间。在一些实施例中,所述流道可以另外地或可替换地形成为围绕纵向中轴线延伸并且周向地围绕所述内壳部分的环形通道。所述环形通道在垂直于纵向中轴线的方向上的横截面可以限定一个环。另外或可替换地,所述入口开口形成在上游端部和所述内壳部分的外表面部分之间。另外或可替换地,所述入口开口形成为环形入口开口或椭圆形入口开口。另外或可替换地,所述流道被构造成使得在入口开口处实现小于20°的入口角度。根据本文公开内容,所述入口角度被定义为在入口开口处接触所述内壳体部分的假想切平面与纵向中轴线之间的角度。
在一些实施例中,所述外壳部分,特别是上游端部,通过围绕纵向中轴线布置的圆周分布的支柱连接到所述内壳部分,使得所述外壳部分悬挑地保持在所述内壳部分上。所述支柱可以至少部分地在机身组件的纵向方向上延伸和/或可以桥接入口开口。所述支柱可以空气动力学方式形成以减少湍流并且可以包括翼形。
在一些实施例中,所述外壳部分的至少一部分,例如推进装置容纳段,和所述内壳部分的后端部分一体形成,例如通过铸造或增材制造,从而限定机身组件的推进部分。此外或可替换地,所述推进部分可拆卸地连接到所述机身组件的前部。
在一些实施例中,所述机身组件还包括用于选择性地打开和关闭所述入口开口的挡板机构。所述挡板机构可以设计成使得由推进装置产生的负压自动驱动所述挡板机构。所述挡板机构可以包括一个或多个在关闭方向上预偏置的挡板,并且当存在相应的负压时,这些挡板克服预偏置力移动到打开位置并且当没有足够大的负压时,这些挡板在预偏置力驱动下自动移动到关闭位置。所述挡板可以可枢转地布置并且可以通过弹簧预偏置。
在一些实施例中,所述机身组件还包括适于密封地收纳电动机的前部。为了冷却目的,所述电动机可以热耦合到所述前部的外壳。可选地,所述电动机的电机外壳也可以形成所述前部的外壳的一部分,例如以这样一种方式,即所述电动机外壳在其外侧与水接触,使得电动机的直接冷却是可能的。在一些实施例中,所述电动机可被压入所述前部。所述电动机可以与所述机身组件的前部一体形成。特别地,所述电动机可以在没有自身外壳的情况下被压入所述前部。在这种构造中,所述前部可以形成所述电动机的外壳。这样,可以加强所述电动机的冷却。在一些实施例中,所述电动机可以结合到前部中,这可以使噪音降低。在一些实施例中,所述电动机可以通过导热膏黏合或粘合到所述前部。这样,可以增强冷却并降低噪音。在一些实施例中,所述电机的轴承板或端盖可以水密密封和/或连接到所述电机的电缆可以水密密封。在一些实施例中,布置中的电气部件例如电缆、控制器、电源和电机可以直接水密密封,使得容纳它们的部件不必水密密封。以此方式,可以实现这样一种构造,其中例如所述机身组件的前部不需要是水密的。以此方式,减少了密封工作。
在一些实施例中,所述前部还适于收纳可耦合到所述电动机的控制器,所述控制器为了冷却目的热耦合到所述前部的外壳。所述前部可以可选地包括与电动机收纳空间分离和隔绝的控制器收纳空间。
在一些实施例中,所述桅杆组件固定段可设置在所述机身组件的顶侧。此外或可替换地,所述桅杆组件固定段可以包括安装凹槽,所述桅杆组件的机身组件固定部分可以插入并锁定在该安装凹槽中。所述桅杆组件固定段可设计为用于桅杆组件与桅杆组件固定段的强制联锁(positive locking)或一体式连接。
可提供用于动力水翼船的集成推进单元,包括如上所述的机身组件、设置在机身组件中的电动机和设置在外壳部分内的推进装置。所述电动机可操作地连接到所述推进装置,例如通过容纳在所述内壳部分中的驱动轴。所述驱动轴可以是电机的输出轴,使得所述推进装置可以直接连接到电机。可选地,所述驱动轴可以是传动系统内的轴,例如经由传动装置或联轴器连接到电机的输出轴的轴。所述机身组件可包括类似鱼雷的外观,特别是当未设置前翼和尾部单元时。
此外,提供了一种水翼船,特别是一种水翼水上运动装置,它也可以称为动力水翼冲浪板。所述水翼船包括板组件、连接到所述板组件下部的桅杆组件和如上所述的集成推进单元。前翼和尾部单元连接到所述集成推进单元的机身组件上。
在一些实施例中,所述板组件可以包括设计成漂浮在水上的船体。换言之,所述船体可包括专门设计用于提供增强的漂浮特性的下部,并且可包括设计和配置为用于支撑用户的上部。所述上部可包括支撑表面,其允许用户在乘坐水翼船时俯卧、坐下、跪下或站立在所述板组件上。所述上部还可以包括可拆卸的检修面板,以便进入板组件的内部空间。所述检修面板可以以水密方式连接到所述船体,以便密封内部空间以防止水侵入。以这种方式,所述内部空间具备容纳电气部件的条件,例如蓄电池或控制单元。所述蓄电池可以可拆卸地安装在所述船体中,使得所述蓄电池可以通过由检修面板覆盖的检修开口插入船体和从船体移除。
所述板组件可以包括控制单元。所述控制单元可以耦合到电源,例如蓄电池。所述蓄电池可以可拆卸地收纳在所述板组件的内部空间中并且可以为了充电目的是可拆卸的。所述板组件可以包括第一接收单元。所述第一接收单元可以耦合到控制单元。所述第一接收单元可以被配置为无线地接收来自无线遥控器的控制信号。所述遥控器可以是可由用户手持并可由用户操作以控制水翼船的手持式遥控器,例如使其加速和减速。所述板组件可以包括第二接收单元。所述第二接收单元可以耦合到所述控制单元。所述第二接收单元可以被配置为无线地接收来自遥控器的控制信号。因此,可以设置其中设置有两个或更多接收单元的配置。每个接收单元可以被配置为从遥控器接收信号。所述控制单元可以被配置为经由接收单元中的至少一个接收来自遥控器的控制信号,例如经由信号强度最高的接收单元。在示例性配置中,所述接收单元可以布置成彼此间隔一定距离。例如,所述接收单元可以设置在板组件中的不同纵向位置和/或横向偏移处,例如在板组件的中间纵向延伸的相对侧上。所述第一接收单元可设置在板组件的前部,例如前端部分,且所述第二接收单元可设置在板组件的后部,例如后端部分。以这种方式,可以实现一种配置,在这种配置中不太可能由于接收单元被遮挡或覆盖而导致控制单元可能接收不到控制信号。因此,实现了从遥控器到控制单元的连续信号传输。这对于板组件部分在水下的情况可以是有益的,因为水可能对信号传输具有负面影响。在乘坐水翼船期间,可能会出现板组件的前部潜入水中而同时板组件的后部在水外的情况,或者反之亦然。在这种情况下,从遥控器到不在水下的控制单元的信号传输是可靠的。因此,设置两个或更多个接收单元并将它们分布在板组件上,使得它们彼此间隔一定距离和/或在板组件的不同边缘部分处布置,即使在板组件的某些部分处于水下的情况下,也能确保信号传输。
所述板组件可以包括湿度传感器。所述湿度传感器可以设置在板组件的上述内部空间中,其中布置有诸如蓄电池和/或控制单元的电气元件。此外或可替换地,湿度传感器可以设置在机身组件中的一个舱室内,该舱室内设置有电动机或用于电动机的可选控制器。每个湿度传感器可以被配置成测量容纳电气元件的舱室中的湿度。每个湿度传感器可以耦合到一个控制器,例如耦合到所述控制器。基于从湿度传感器接收的信号,所述控制器可以执行预定义的安全程序和/或可以输出反映检测到的湿度的信号。这些信号可以向用户指示应该采取降低湿度的措施。例如,所述控制器可以被配置成当超过预定的湿度阈值时向用户,例如向遥控器,输出警告信号。此外或可替换地,所述控制器可以被配置成如果超过预定的阈值湿度值则将电气元件与电源断开。因此,可以通过监测一个或多个电气元件周围环境的湿度,来提高所述水翼船的安全性。
除了上述特征之外或可替换地,所述控制单元可以被配置为提供节能驾驶模式。该驾驶模式可以包括滑行模式,在该滑行模式中,叶轮主动旋转,其速度允许流体在基本上没有被施加来自叶轮的力的情况下通过叶轮。根据进一步的构造,所述叶轮可以与电动机断开连接,使得它可以仅通过流体流经叶轮的方式来旋转。此外或可替换地,所述电动机可包括电机/发电机并且所述控制单元可配置成提供恢复模式。在恢复模式中,所述叶轮通过流经叶轮的流体主动旋转,并且产生的旋转力由电机/发电机转换成电能,然后可以存储在蓄电池中。所述滑行模式和恢复模式可以在合适的情况下被激活,例如用户乘浪前行并且不需要主动电机驱动的情况。所述恢复模式也可以在所述水翼船减速期间使用。根据一种配置,所述恢复模式被预设为正常激活,以便回收尽可能多的能量。所述恢复模式可以根据蓄电池的充电水平自动或手动激活或停用。如果蓄电池的充电水平低于预定阈值充电水平,恢复模式可以被自动激活。
除了水翼船的上述特征中的一个或多个特征之外或可替换地,所述水翼船可包括主动稳定和/或自动驾驶功能。所述水翼船可包括测量装置,例如惯性测量单元。所述测量装置可以配置成检测所述水翼船的角速率和/或方位和/或加速度。所述测量装置可以容纳在板组件中。所述测量装置可用于控制电机。所述测量装置可以如上所述耦合到控制单元。所述测量装置的输出信号可由控制单元接收。所述控制单元可以基于接收到的输入信号来控制电机。特别地,可以控制电机使得由其产生的推力根据测量装置的输出信号增加或减少。以这种方式,可以根据方向和/或角速率和/或加速度和/或板组件上的负载分布来控制电机。使用如上所述的用于控制电机或电机控制器或控制单元的测量装置允许实施辅助驾驶模式。例如,可以实现一种驾驶模式,其中通过使推力适应情况来补偿用户的微小不确定性。此外,可以控制电机使得板组件基本保持在水面以上的相同高度处。为了控制板组件在水面上方的高度,板组件可以包括允许确定板组件和水面之间的距离的距离传感器。以此方式,可连续监测板组件与水面之间的距离。所述控制单元可以被配置成驱动电机使得达到预定的飞行高度,即板组件和水面之间的距离。预定距离或飞行高度可以由用户预先设置,例如通过诸如遥控器或移动设备的外部设备。所述板组件在不接触水面的情况下移动的时间,也称为飞行时间,可以例如通过监测板组件和水面之间的距离和/或通过从水翼船的功率和速度来确定。所述飞行时间可以例如由设置在板组件、移动设备或遥控器上的显示器呈现给用户。
使用上述测量装置并根据其输出控制电机允许控制所述水翼船的水平位置和/或稳定性。使用这种基于控制的稳定装置的优点是所述尾部单元上的稳定元件(例如尾翼)可以更小。换句话说,以上述方式对电机进行电子控制可以对尾部单元上较小尺寸的稳定特征(例如较小的机翼)进行补偿。这使所述尾部单元的尺寸更小、更紧凑,并减少了阻力。
根据另一方面,所述机身组件的喷嘴段可以是可调节的。例如,所述喷嘴段的出口开口可以是可调节的,因为它的尺寸可以改变,例如出口开口的横截面积的尺寸。通过改变出口开口尺寸,特别是直径,可以更有效地产生以不同速度推进水翼船所需的推力。所述喷嘴段可以包括出口开口变化装置,用于改变尺寸,例如出口开口的直径。所述出口开口变化装置可包括长度可调节的柔性细长构件,用于在限定出口开口的边缘部分上产生变化的力。长度可调节的柔性细长构件可包括在受热时收缩的热变形线和/或可包括在受压时收缩的管。可将所述柔性细长构件编织成网状结构并应用到或集成到所述喷嘴段中。所述柔性细长构件可形成一个机构,该机构也可称为气动或液压肌肉。除了如上所述的可调节喷嘴段之外或可替换地,所述机身组件,更准确地说是叶轮,可包括可调节叶片,例如具有可调节倾角的。因此,所述机身组件可以包括用于改变叶轮叶片倾角的叶轮叶片调节机构。同样在这里,长度可调节的柔性细长构件可以集成到叶轮中以允许通过变形来调节叶轮叶片。这样,可以避免使用易腐蚀的轴承。根据另一方面,所述喷嘴段可以被配置为可互换的,使得用户可以将不同形状的喷嘴段连接至所述机身组件。这样,用户可以使所述机身组件适应他的需要,特别是他的乘坐风格。
根据另一方面,所述叶轮可以通过自由轮离合器连接到所述电动机。因此,可以在所述电动机和叶轮之间的力传递路径中设置自由轮离合器。所述自由轮离合器布置成如果所述电动机未启动并且不主动旋转所述叶轮,则所述叶轮可以通过流过其的水旋转。这样,可以降低所述叶轮的流阻。所述自由轮离合器可以设置在所述叶轮安装在驱动轴上的连接部分处。可替换地,所述自由轮离合器也可以设置为用于将驱动轴段彼此连接。根据另一方面,当所述电动机未运行时,所述叶轮可以保持不可旋转,或者可以通过合适的机构主动地阻止或防止其旋转。允许所述叶轮旋转的程度也可以根据流过所述叶轮的流体的速度来控制。所述流体的速度可以通过合适的方式检测并且所述叶轮的旋转速度可以适应流体当前流速下的最佳速度以减少阻力。
根据另一方面,所述机身组件可包括用于操纵在推进段中产生的推力的方向的操纵装置。这样,可以控制或至少辅助所述水翼船的运动。因此,可以提供推力矢量喷嘴段。所述推力矢量喷嘴可以是二维推力矢量喷嘴,或者可以是三维推力矢量喷嘴。因此,推力可以仅在一个平面中偏转(称为2D推力矢量),例如在水平面中的左右方向,或者可以在所有方向上枢转(称为3D推力矢量),包括向上和向下方向。所述喷嘴段可包括用于引导水流出所述喷嘴段的可移动挡板。挡板可以使用与之相连的调节杆进行驱动。使用这样的布置允许所述水翼船的辅助转向或者甚至允许实现自动驾驶功能。
根据另一方面,所述水翼船可以被配置成至少部分地无线地在部件之间传输信号和/或能量。例如,需要从板组件中的部件传输到板组件中的其他部件或桅杆组件或桅杆箱组件和/或机身组件中的部件的信号和/或能量可以至少部分地无线传输。这样,可以减少在所述水翼船的分离部分处的机械连接数量。例如,所述桅杆组件可以配置为可从板组件拆卸以达到收放的目的。通常的桅杆组件可以包括需要物理耦合到所述板组件上的相应部分的电缆和/或接口。因此,有必要在桅杆组件和板组件之间提供水密连接。因此,在桅杆组件和板组件之间提供无线信号和/或能量传输布置可以是有益的。为了提供无线信号传输,一个或多个收发器可以布置在所述板组件中并且耦合到相应的部件。例如,收发器可以耦合到所述控制单元。另一个收发器可以设置在桅杆组件或机身组件中,并且可以耦合到所述电动机或设置在机身组件中的电机控制器中。所述板组件中的收发器可被配置为发送和接收来自设置在桅杆组件或机身组件中的收发器的信号。此外或可替换地,可以提供板组件和桅杆组件之间的无线电力传输。例如,可以在桅杆组件和板组件之间提供近场无线电力传输,例如通过电感耦合。功率发射器,例如功率发射线圈,可以布置在板组件上靠近桅杆组件可安装在板组件上的位置。接收器,例如电力接收线圈,可以设置在要安装在所述板组件上的桅杆组件的端部中。以这种方式,从板组件到桅杆组件的电力传输是可能的。此外或可替换地,可以无线地提供所述控制单元和电池之间的连接。尽可能减少插入式连接的数量是有好处的。无线耦合信号或能量传输部分极大地增加了所述水翼船的用户友好性,因为减少了用户连接插头连接的需求。
根据另一方面,所述水翼船可包括改进的冷却装置,用于冷却发热部件,例如包括但不限于控制单元、电机控制器和/或蓄电池。所述冷却装置可以是被动冷却装置。所述冷却装置可以被配置为水冷装置,特别是通过水翼船运动期间产生的水的动态压力来供应水的冷却装置。以此方式,无需提供用于主动泵送冷却水通过组件的泵。所述冷却装置可包括管道系统,其连接至入口开口和出口开口并且允许水通过入口开口进入管道系统并通过出口开口离开管道系统。所述管道系统可以耦合到或可以包括热耦合到一个或多个发热部件的热交换器或传热构件。第一入口开口可以设置在机身或桅杆组件上。此外或可替换地,板组件可包括在其下部上的第二入口开口。水可从一个或多个入口开口流过管道系统至出口开口,从而通过热交换器进而接收热量。
所述控制单元可以配置为接收和处理来自所述水翼船中设置的一个或多个传感器的各种信息。所述水翼船可包括允许确定和/或预测某些部件的维护必要性的配置。为此,所述水翼船可以包括维护确定单元。所述维护确定单元被配置为从一个或多个传感器接收信息并且处理接收到的关于磨损和/或维护的信息。所述维修确定单元可以设置在水翼船内。可替换地或另外地,所述维护确定单元可以设置在所述水翼船外部并且可以从所述水翼船接收数据。
所述水翼船可被配置为提供维护数据和/或维护信息。根据本文公开内容,“维护数据”应指允许确定与特定零件或组件的维护相关的信息的任何数据。维护数据可以包括未处理的信号,例如从振动传感器接收的信号。术语“维护信息”应被理解至少经过部分处理以确定指示特定零件或组件的维护必要性的信息的维护数据。维护信息可以包括关于部件和/或组件的预测剩余寿命的信息。维护数据可以在水翼船中处理,例如在控制单元中处理。维护数据也可以通过不是水翼船的组成部分的合适装置读出,例如移动装置、遥控器或计算机。信息传输可以通过接口实现,例如使用已知无线传输标准的无线接口。
通过考虑推力、输入功率、速度和温度之间的关系,可以基于驾驶中的不符合常规的情况来确定维护信息。推力、输入功率、速度和温度参数形成维护数据并且可以从相应的检测装置接收。例如,如果没有足够的推力来响应预先确定的的输入能量,则会检测到故障。在驱动单元中,可以在早期检测到故障或磨损,并且可以相应地通知用户。这可以防止由于某些部件的完全失效而造成的损坏,因此提高了水翼船的安全性。这样的配置还可以提供叶轮是否损坏、喷射驱动器是否堵塞或肮脏的检测。可以附加地或可替换地使用的相关数据或信息是电池的负载循环次数和电池单元老化情况(例如基于温度测量确定)。在控制单元中,开关周期的数量可以用于确定晶体管(例如MOSFET)的剩余使用寿命。此外,可以监测电机的轴承和密封件。也可以考虑水翼船运行的转速、载荷和介质。所述水翼船还可以被配置为检测由驱动器产生的声音并且在声音偏离正常声音的情况下确定故障。例如,可以监测声级,并且如果声级超过预定阈值则可以确定故障。
所述水翼船可以配置成使得在推进段中产生的推力可以反向。换句话说,推力方向可以反转。所述推进段可以配置为使得推进方向反向。例如,例如叶轮的推进装置的旋转方向可以反转。例如,所述控制单元可以被配置成沿相反方向驱动电动机。这样,可以产生反向推力。通过这样的配置,可以驱动所述水翼船前进和后退。这样做的好处是增加了水翼船的机动性。乘坐者可以在前进方向或后退方向上移动冲浪板。在乘坐者从高速的水翼船上掉下来的情况下,所述水翼船完全停止可能需要一些时间。换言之,用户与水翼船之间可能存在相当大的距离。为了缩短距离,用户可以使用遥控器向后方移动水翼船,从而缩短用户的游泳距离。此外,反转流体的流动方向可用于至少部分地去除堵塞入口开口的残留物。如果检测到入口堵塞,则可以实施清洁模式,通过该模式产生预定时间的反向推力。为了不过度向后移动板并提高清洁效率,可以以类似脉冲的方式间歇地产生向后推力。
根据另一方面,所述控制单元可以配置成检测电动机和/或电池的潜在过热。该检测可以基于直接温度测量或者可以基于间接温度确定,例如通过计算和/或计算预测。所述控制单元可以被配置成如果超过预定温度阈值,特别是电动机、控制单元和/或电池中的一个的预定温度阈值,则减少对电动机的输入功率。以此方式,可以防止部件之一的过热。在减少输入功率之前,所述控制单元可以输出警告信号,从而通知用户即将出现的功率降低和相应的推力下降。所述控制单元还可以被配置为根据电池的充电状态或驾驶模式来限制功率,例如用于增加剩余里程。所述控制单元还可以被配置为如果到起点的距离与基于电池电量的剩余里程相同,则向用户输出信号建议返回基地。
根据另一方面,所述控制单元可以被配置为适应用户的驾驶。例如,所述控制单元可以被配置为学习用户的类型,例如谨慎的或激进的。为此,所述控制单元可以使用机器学习,特别是使用神经网络来处理数据。所述控制单元可以以这种方式使自身适应用户。例如,所述控制单元可以根据用户的方式来控制电动机。
所述水翼船可被配置为提供关于用户驾驶效率的信息。所述效率可以例如通过遥控器和/或板组件中的指示装置,例如显示器,向用户显示。以这种方式,用户可以优化他的乘坐方式以增加水翼船的里程。关于效率的信息可以与位置数据结合以确定返回点,用于安全地到达乘坐的起始位置或用于到达有电池充电站的位置。
根据另一方面,所述水翼船可包括紧急模式,该模式下,电池可过度放电以在紧急情况下提供额外电力。所述控制单元可以配置为在用户发出特定紧急命令时,例如通过按下遥控器或板组件上的紧急按钮,旁路所包括的深度放电保护电路或停用深度放电保护电路中的断路开关。
根据一个方面,所述水翼船可包括用于将其无线连接到无线电通信网络的通信装置。为此,所述水翼船可以包括收发器。所述水翼船可以被配置为从无线电通信网络发送和接收数据。数据可以包括水翼船的信息,例如速度。此外,所述水翼船可以被配置为通过收发器发送遇险信号。例如,所述水翼船可以包括紧急开关,例如紧急按钮,用户可以在紧急情况下对其进行激活。作为对紧急开关操作的反应,遇险信号通过收发器被输出。所述遇险信号可包括位置信息,如果该信息可从设置在板组件上的定位装置获得的话。所述通信装置可以被配置为收纳SIM卡。所述遇险信号可以是自动生成的紧急呼叫的形式。所述通信装置还可以用于接收用于导航目的的信息,包括地图或建议的游览。
根据另一方面,包括如本文所述的一个或多个特征的水翼船可由遥控器控制。所述遥控器可以如本公开内容中已经描述的那样配置并且可以附加地或可替换地包括用于接收和/或发送信息的装置。该信息可以包括音频和/或视觉信息,例如语音或图像或视频。所述遥控器可以包括用于与其他船只用户和/或指导人员例如教师通信的通信装置。例如,教师可以通过这种方式与学生交流并向他们发送指令。所述遥控器可以附加地或可替换地包括对讲机模式,允许乘坐者之间相互通信。
根据另一方面,所述遥控器可以被配置为测量用户的健康数据。所述遥控器可以包括心率检测装置和/或可以包括温度检测装置。此外或可替换地,所述遥控器可以包括运动传感器。所述运动传感器可以检测用户的运动。检测到的运动信息可以用于控制所述水翼船,例如用于加速或减速和/或转向。所述遥控器可以可耦合到移动设备,例如智能手机或智能手表,以传输健康数据。为此,所述遥控器可以包括用于将遥控器无线耦合到移动设备的收发器。
根据另一方面,如本公开所述的水翼船的板组件可以包括用户检测装置。所述用户检测装置可以包括一个或多个传感器装置。每个传感器装置可以被配置成检测用户在板组件上的存在,至少在板组件上的特定区域中。所述传感器装置可以包括压力传感器或允许检测用户在板组件上的存在的其他类型的传感器。所述用户检测装置可以包括设置在板组件上的传感器垫或传感器箔。所述用户检测装置可以耦合到控制单元。所述控制单元可以被配置为如果检测到没有用户出现在板组件上则停用电机。作为直接检测板组件上的用户的替代方案,可以通过考虑关于加速功率、运动信息等的信息来间接确定板组件上用户的存在。
根据另一方面,所述水翼船可包括位置检测单元或包括用于耦合到包括位置检测单元的移动设备的接口。所述位置检测单元可以包括一个或多个GNSS信号接收器。基于接收到的信息,所述位置检测单元可以确定所述水翼船的位置。取代确定位置,用户携带的移动设备的位置可以被水翼船使用和接收。位置信息可用于不同目的,包括用于导航目的。
根据一个方面,可以以各种方式使用确定的位置。例如,所述确定的位置可用于触发特定动作或用于限制水翼船的特定功能。所述控制单元可以配置成根据确定的位置和/或基于包含关于周围区域的信息的地图来控制所述电动机。该地图可以存储在所述控制单元的存储器中并且可以包含关于预定区域的信息,例如禁止驾驶区域或具有驾驶限制的区域。例如,地图可以包含关于自然保护区、港口、近岸浅滩、游泳区域等的信息。所述控制单元可以持续监测水翼船的位置并确定水翼船是否在预定区域。如果确定水翼船正在预定区域中移动,则可以执行与预定区域相关联的动作或命令。例如,如果预定区域是低速区域,例如港口或游泳区域,则控制单元自动限制水翼船的最大速度。例如,如果预定区域是禁止驾驶区域,则控制单元可以自动停止水翼船。为了避免突然停止和/或防止用户进入禁止驾驶区域,控制单元可以输出指示水翼船即将减速或停止的警告信号。基于警告信号,可以操作信号装置。所述信号装置可以是用于视觉指示警告的装置,例如在遥控器上或耦合到水翼船的移动装置上,例如智能手机或智能手表。所述信号装置可以包括在水翼船的正常操作期间在用户可见的位置处设置在板组件上的信号灯。所述信号装置可以附加地或可替换地包括用于发出警告声音的扬声器。因此,如果水翼船接近预定区域,水翼船的用户可以得到警告。该地图可以附加地或可替换地包括关于周围区域的深度的信息。所述控制单元可以根据这些信息控制水翼船,避免水翼船与地面发生碰撞。所述水翼船可包括防撞单元。所述防撞单元可以包括提供相应深度信号的水深确定装置,该深度信号可以用来代替存储在地图中的深度信息。此外或可替换地,所述防撞单元可以被配置为确定到诸如其他船只或游泳者的其他物体的距离,并且提供相应的信号。此外或可替换地,所述水翼船可被配置成支承一个或多个摄像机或可设置有一个或多个摄像机,例如在板组件的前端部分和/或后端部分。安装在水翼船上的摄像机可以用于检测周围的物体,因此可以是防撞单元的一部分。但是,摄像机不需要与防撞功能结合使用,可以仅作为记录设备使用。可以提供用于将一个或多个摄像机无线耦合到板组件和/或遥控器的接口。可以通过操作板组件和/或遥控器上的相应开关,例如按钮(包括显示器上的虚拟按钮)来激活摄像机。操作开关可以触发摄像机的记录模式。记录模式可包括在预定的时间内(例如60s)进行记录的模式。记录模式还可以包括这样的配置,其中摄像机可以连续启用,使得可以记录过去的预定时间,例如过去的60秒。通过这种方式,可以轻松捕捉到危险。此外或可替换地,可以提供光学距离和/或速度测量装置。例如,可以在板组件上提供激光扫描仪,例如激光雷达系统,用于物体检测和环境检测。
根据一个方面,所述控制单元可以包括自动驾驶模式,在该模式下水翼船自动驾驶。一个或多个光学距离测量装置和/或摄像机可用于提供用于自动驾驶水翼船的信号。光学检测装置也可用于确定水面上波浪的大小。
根据一个方面,显示器可以设置在所述板组件的前部。所述显示器可用于为用户显示信息,例如关于当前操作信息的信息,例如剩余里程、电池电量、行驶速度、行驶高度、行驶距离甚至导航信息。所述显示器可以无线耦合到安装的摄像机,使得用户可以在显示器上查看摄像机的记录的画面。以这种方式,用户可以直视前方而不受摄像机方向的影响。摄像机和/或其他数据也可以传输到遥控器。所属摄像机可以通过操作开关、语言命令和/或手势命令的方式用遥控器操作,用于控制水翼船。
根据一个方面,所述水翼船可包括照明装置。所述照明装置可以包括不同的照明部分,例如前灯部分、尾灯部分和/或侧灯部分。所述照明装置还可以包括至少一个灯带。灯带可以沿着板组件的边缘延伸。灯带可以沿着桅杆组件延伸,例如沿着桅杆组件的纵向延伸方向。灯带可以沿着板组件的前部、侧部和后部的至少两个部分延伸。灯带可以基本上围绕整个板组件延伸。灯带可以是LED灯带。所述照明装置,例如灯带,可包括至少两个可独立配置的照明部分,其可独立调节,例如关于亮度和/或颜色。例如,在水翼船运动过程中,头灯部分可以发出高亮度的白光。侧灯部分可以分别为绿色和红色,对应于小船和轮船上的标准照明。所述照明装置可以在紧急情况下用作信号灯,例如如果用户如前所述操作紧急开关或按钮的情况。例如,可以提供照明装置闪烁的紧急模式。可以发出预定的闪烁模式,例如以摩斯电码发出SOS信号。所述照明装置的一部分也可用于指示特定系统的状态。例如,所述照明装置的一部分或单独的照明部分可以指示某些部件和系统的状态,包括例如电池电量、GPS信号强度、速度、电机、控制单元和/或电池温度之一。
根据另一方面,水翼船遥控器包括用于至少部分地加热用户的手的加热部分。所述加热部分可以集成到所述遥控器的握持部分中。所述遥控器可以被构造成类似手枪状并且可以用于以如之前关于其他方面和实施例已经描述的方式操作水翼船。所述遥控器可以包括用于调节由加热部分产生的温度的操作部分。所述加热部分可以被控制使得如果遥控器电池水平下降到预定阈值水平以下则它被自动停用。
根据另一方面,如本文所述的水翼船的板组件可包括足部加热装置。用户站立的板组件的支撑表面可以包括一个或多个加热部分。每个加热部分可以集成到板组件的上表面中。所述足部加热装置可以通过用于控制水翼船的遥控器操作,例如在其他方面和实施例中描述的遥控器。所述遥控器可以包括用于调节由足部加热装置产生的温度的操作部分。可以控制足部加热部分,使得如果水翼船的电池电量低于预定阈值水平,则它自动停用。应注意,由板组件内的组件(例如电池和/或控制单元)产生的热量可至少部分地朝用户站立的支撑表面散发,以便将支撑表面加热至一定程度。为此,可以提供散热装置。
根据另一方面,所述板组件可以包括用于给水翼船的电池充电的太阳能电池。
根据另一方面,可以提供一个或多个扬声器。如前所述,扬声器可以是信号装置的一部分。然而,一个或多个扬声器可以独立于信号装置的存在而设置和/或可以被配置成可耦合到用户的移动装置或耦合到集成在水翼船中的接收单元。所述扬声器可用于发出声音,例如来自音乐和/或导航系统的指令。所述扬声器可以设置在板组件中,例如设置在板组件的前部。所述扬声器可以被配置成在朝向用户的方向上发出声音,例如朝向在乘坐水翼船期间用户头部通常所处的区域。换句话说,扬声器可以设置在板组件上,使得其发声范围朝向在乘坐期间用户头部通常所处的区域。所述扬声器可以被配置成以狭窄的空间角向后一个区域定向地辐射高频以补偿损耗。所述扬声器可以包括主辐射锥,该主辐射锥朝向并覆盖后面提到的用户头部通常所处的区域。此外或可替换地,可以在板组件中设置音频激励器或面板驱动器,例如在板组件的内上壁上。这样,可以通过激励器使板组件的船体的一部分振动,使得板组件的该部分可以起到隐形扬声器的作用。另一方面,可以使用激励器通过低频振动来放大用户的主观低音感觉。
根据一方面,可以提供遥控器,其被配置为提供导航功能。所述遥控器可以包括如之前关于其他方面和实施例已经提及的特征。此外或可替换地,所述遥控器可以包括显示器。所述显示器可以显示地图和/或导航信息。导航信息可以输入(上传)到遥控器或无线耦合到遥控器的板组件中的导航单元中。可以从社区和/或地图服务接收信息。关于地图和/或导航的信息可以自动加载到导航单元和/或遥控器中。可以自动向用户推荐最喜欢的地点和/或路线。此外,用户可以将显示在遥控器上的信息用于定向目的,例如验证或监测他相对于期望目的地的位置。
本领域的技术人员可以参考附图从以下对示例性实施例的描述中了解到上述方面和实施例的附加特征和优点,然而,这些示例性实施例不应被解释为限制性的。
附图说明
下面将结合附图对本发明进行描述,其中相同的数字表示相同的元件。
图1是根据一个实施例的水翼船的透视图。
图2是根据一个实施例的集成水翼组件的透视图。
图3是图2的集成水翼组件的仰视图。
图4是根据图2和3的集成水翼组件的后部的透视后视图。
图5是根据图2至4的集成水翼组件的船体/机身的透视图。
图6是根据一个实施例的集成水翼组件的后部的剖视图。
图7是根据一个实施例的空气动力学形成的连接构件的剖视图。
图8和9是机身组件的另一实施例。
图10是根据另一实施例的水翼船。
图11是根据其他方面的水翼船的可能修改和实施例。
所有附图仅是示例性实施例的示意性描述,其中,特别地,距离和尺寸相关性未按比例呈现。
具体实施方式
下面的详细描述本质上仅仅是示例性的,并不旨在限制应用和使用。此外,无意受前述背景或概述或以下详细描述中提出的任何理论的约束。
图1是根据一个实施例的水翼船1的透视图。所述水翼船1包括板组件10、桅杆组件50和连接至所述桅杆组件50的机身组件100。
所述板组件10包括设计成漂浮在水上的船体11。为此,所述船体11包括专门设计用于接触水的下部12和用于支撑用户的上部13。所述上部可包括支撑表面14,该支撑表面14允许用户在乘坐水翼船1时俯卧、坐、跪或站立在板组件10上。在支撑表面14中,可拆卸地设置有检修面板15。所述检修面板15覆盖通向板组件10的内部空间的通道口。所述检修面板15以水密方式连接到所述船体11以密封内部空间,防止水的侵入。虽然未在图中显示,但所述内部空间可以容纳电气部件,例如电源,例如蓄电池。此外,可以提供由蓄电池供电并包括无线接收单元的控制单元。所述控制单元和/或电源可以耦合到机身组件100以向机身组件提供电源和/或控制信号,特别是驱动布置在机身组件100中的电动机。
在所述船体11的下部12上,所述桅杆组件50固定地连接到板组件10。在一个实施例中,所述桅杆组件50可拆卸地固定到板组件10以使水翼船1的收放节省空间。为此,所述桅杆组件50可包括板组件固定部分51。所述板组件固定部分52构造成与设置在船体11的下部12上的桅杆组件连接部分(未示出)配合。所述板组件固定部分52可包括集成到船体11中的紧固法兰。所述板组件固定部分52可包括插入部分或突起。所述板组件10上的桅杆组件连接部分可以包括用于接收板组件固定部分52的安装凹槽。因此,所述板组件固定部分52可以插入设置在板组件10的船体11的下部12中的安装凹槽中,以便将桅杆组件50连接到板组件10。所述板组件固定部分52可以构造成通过强制联锁连接到板组件10。例如,所述板组件固定部分52和板组件10可以构造成彼此螺纹连接。为此,所述板组件10的桅杆组件连接部分可包括固定法兰,其为诸如螺钉的紧固装置提供合适的支撑。
所述桅杆组件50还包括机身组件固定部分54。根据一个实施例,所述机身组件固定部分54可以配置为与设置在机身组件100上的桅杆组件连接部分106配合。所述桅杆组件连接部分106可以包括安装凹槽107并且可以构造成在其中容纳机身组件固定部分54。根据该实施例,所述安装凹槽107设置在所述机身组件100的上部,使得根据该实施例,所述机身组件100连接到桅杆组件50的一端部53。因此,所述机身组件100可连接到所述桅杆组件50的一端部53并且所述板组件10可在桅杆组件50的另一相对端部51处连接到桅杆组件50。因此所述机身组件100通过桅杆组件50连接到板组件10。
根据示例性实施例,所述机身组件100包括前部101和后部140。所述后部140可拆卸地连接到所述前部101。在一些实施例中,所述后部140可以固定地连接到所述前部101并且尤其可以是不可拆卸地连接到所述前部。
所述前部101包括前段102、中段103和后段104。所述前段包括机翼连接段105,所述中段103包括桅杆组件固定段106,且所述后段104包括用于将后部140连接到前部101的连接段108。所述前部101还可以包括容纳段109,用于在内部容纳另外的元件,例如驱动单元的元件和/或电源的元件。所述容纳段109可以附加地或可替换地被配置为在其中容纳所述后部140的一部分。所述前部101可包括船体或外壳110。所述外壳110可形成为单个部件,并且可以空气动力学方式形成为在前段102处具有尖端部分。在中段103和后段104中,所述外壳110可以形成为管状,例如空心圆柱形和/或椭圆形。但一般而言,其他形状和构造也是可能的,包括例如其中所述外壳的外圆周的形状与外壳的内圆周的形状不同的构造。例如,外圆周可以是三角形的,特别是带有圆角的,而外壳的内圆周可以是圆形的,例如正圆形的。
所述机翼连接段105可由设置在所述前段102中的凹部形成,使得可以在其中至少部分地容纳机翼112,特别是前翼。以此方式,可以防止所述机翼112完全从外壳突出,使得这种机翼112的应用不会显著增大外部尺寸,例如机身组件的高度尺寸。在后段104中,可以在外壳110中设置开口111。可以设置开口111用于连接目的,例如用于插入和容纳用于将机身组件100的后部140连接到机身组件100的前部101的紧固件150。因此,如图所示,所述机身组件可包括两部分结构,其中所述后部140和前部101可拆卸地彼此连接。
所述桅杆组件固定段106被配置为将所述桅杆组件50连接到所述机身组件100。所述桅杆组件固定段106可以包括安装凹槽107,用于接收所述桅杆组件50的机身组件固定部分54的至少一部分。
所述机翼112可拆卸地安装到所述机翼连接段105并且构造成在水翼船1在水中运动期间产生升力。如前所述,根据该实施例的机翼112也可以称为前翼,因为根据示例性实施例,所述机翼112设置在所述机身组件100的前段102处。取决于要实现的特性,所述机翼112可以包括不同的形状和大小。例如,所述机翼112可以包括在低速下已经产生高的升力的形状或者可以包括需要更高速度以产生期望升力的形状。
所述后部140包括被配置为将后部140连接到前部101的连接段141。所述连接段141包括适于连接到所述机身组件100的前部101的连接段108的连接法兰142。所述连接法兰可包括具有外圆周表面144的圆柱形部分143。所述外圆周表面144的尺寸可根据连接段108中的内圆周表面确定。两个圆周表面可彼此平行设置并且可布置成相对于机身组件100的纵向中轴线A1平行延伸。特别地,所述外圆周表面144的外径可对应于所述内圆周表面的内径。用于紧固构件的接合部分145可设置在连接法兰142中,例如围绕纵向中轴线A1等距设置。例如,所述接合部分145可以是适于接收螺纹紧固构件例如螺钉的螺纹开口,其可用于通过将前部101和后部140插入穿过开口111并将它们拧入螺纹开口145中来连接前部101和后部140。
所述连接段141还可以包括容纳段146,该容纳段146被配置成容纳在机身组件100的前部101中。所述容纳段146可以形成为具有容纳空间147的空心圆柱体,容纳空间147适合于接收驱动机构的元件,例如用于将电动机连接到驱动轴的连接构件。所述容纳段146布置在连接法兰142的一侧上并从其延伸。在所述容纳段146的自由端处,设置有固定法兰148,根据该实施例,所述固定法兰148设置有环形固定表面,该环形固定表面可围绕纵向中轴线A1延伸,并在垂直于纵向中轴线A1的平面内。所述固定法兰148为诸如电动机的驱动构件提供支撑,特别是以驱动构件可以安装在容纳段146的外侧上的方式。为此,所述固定法兰148可以包括设置在固定法兰148上的固定开口149。在一些实施例中,所述容纳段146可以省略。所述电动机可以布置并固定在所述机身组件100的前部101中,从而不需要选用诸如上述用于将电动机安装在连接段上的固定法兰148的固定措施。例如,所述电动机可被压入所述前部101。
除了上述之外或可替换地,所述后部140可以包括推进段160。所述推进段160可以在一个轴向侧上从上述的连接法兰142延伸,使得它沿着纵向中轴线A1延伸,例如在连接法兰的与设置容纳段146的一侧相对的一侧。
所述推进段160可限定用于水的流道161,水可在其中被加速以产生推进力。所述流道161可以构造成环状,特别是具有环形或椭圆形入口并且使得水如图6中虚线箭头所示流过其中。所述推进段160可包括入口段162、中间段163和出口段164。所述入口段162可设计成使得水可以径向进入推进段160。根据本文公开内容,径向进入应被理解为至少在进入流道161时,水流至少部分地被引导而交叉或倾斜于机身组件100的纵向中轴线A1的方向,并且因此具有径向方向的分量,更准确地说是朝向纵向中轴线A1的分量。然而,也可以设置设计成使得水可以轴向进入推进段的入口段。例如,环状流道可构造成使得径向外壁和/或径向内壁至少在入口段处平行于纵向中轴线延伸。因此,进入这种流道的水至少在入口段平行于纵向中轴线流动。
所述流道161可限定在外壳部分170和内壳部分180之间。
所述外壳部分170可由推进装置容纳段171和喷嘴段172限定。所述推进装置容纳段171被配置为容纳推进装置200,例如围绕或包围所述推进装置200。所述推进装置装置容纳段171可包括中空旋转体的形状,例如管状或类似于中空圆柱形段,不同之处在于中空体的内壁表面和/或外表面可至少部分地相对于中轴线倾斜延伸和/或可以至少部分地在纵向方向上是弯曲的和非直的。
所述内壳部分180可至少部分地同轴地布置在所述外壳部分170内。因此,所述流道161可形成在所述内壳部分180的外表面段181与所述外壳部分170的内表面段173之间。根据该实施例,入口开口178被限定在所述外壳部分180的上游端部和所述内壳部分180的外表面段181之间。换句话说,所述内壳部分180布置成使得所述外壳部分170的一部分和所述内壳部分180的一部分在机身组件100的纵向方向(图中的x方向)彼此重叠,从而在它们之间形成流道161的一部分。
所述内壳部分180包括前端部分182和后端部分183。所述前端部分182连接到所述连接法兰142或与其一体形成。所属内壳部分180的所述前端部分182处的外圆周尺寸,例如直径,大于所述后端部分183处的外圆周尺寸。因此,所述内壳部分180的外圆周在前端部分182和后端部分183之间可以是锥形的,特别是朝向后端部分183逐渐变窄的锥形。所述后端部分183构造成支撑推进装置200,例如叶轮201。所述后端部分183可以构造成容纳用于在其中可旋转地支撑所述推进装置200的后轴承202。
所述推进装置200,特别是叶轮201,可以通过驱动轴203可操作地连接到驱动装置,例如电动机。在一个实施例中,所述驱动轴203可以通过后轴承202和前轴承204支撑在所述机身组件100的后部140中,并且使所述驱动轴203的后端部分205从后端部分183突出。所述前轴承204可以支撑在所述连接法兰142中。所述后轴承202可设置在所述后端部分183中并可由所述后端部分183支撑。所述推进装置200被固定地并且一体地可旋转地安装在所述驱动轴203的后端部分205上。
所述外壳部分170可以通过支柱190在所述外壳部分170的上游侧,换言之,在入口侧,连接到所述内壳部分180。所述支柱190可以围绕纵向中轴线A1等距布置。每个支柱190可以空气动力学方式形成,例如如图7所示,图7示出了支柱在平行于纵向中轴线A1的方向上的横截面。以此方式,经过支柱的水流的干扰就会减少。
所述喷嘴段172可以可拆卸地安装到所述推进装置容纳段171的下游或后端部分。所述喷嘴段172可以包括或限定在其下游部分处的出口开口191。所述喷嘴段172可包括包含多个固定的导向叶片的定子部分或定子174。然而,在一些实施例中,所述定子174可以布置在所述推进装置容纳段171中。换言之,所述定子174不必设置在所述喷嘴段172中,而是可以设置在流道161中的其他合适位置。也可以在推进装置的上游设置所述定子174。相应地,也可以实现水先流过定子再流过叶轮的逆向布置。在该实施例中,所述定子174布置在所述推进装置200的下游。所述定子部分173可以构造成使得用户不能将手指穿过导向叶片175之间的空间。换言之,相邻导向叶片175之间的距离可以使得人体的一部分完全不可能从中穿过,或者只有在不能触及或触摸到所述推进装置200的情况下,才有可能从中穿过。
因此,所述导向叶片175之间的距离可根据定子174与推进装置200之间的距离来设定。
在一些实施例中,所述机身组件100可以包括尾部单元300。在该实施例中,所述尾部单元300设置在机身组件100的后部140中。所述尾部单元300也可以称为稳定部分并且根据该实施例,包括稳定构件301。根据示例,所述稳定构件301包括机翼302,更准确地说是例如图2中所示的水平翼。此外或可替换地,可以设置竖直翼。
所述机身组件100可包括用于将稳定构件301可拆卸地连接到其上的连接部分310。另一方面,根据变型,所述稳定构件301可以一体地形成在所述机身组件100的后部140中,例如通过铸造或注塑成型。
在图1至6中,示出了实施例,其中所述后部140包括允许在其上可拆卸地安装稳定构件301的连接部分310。在该实施例中,所述机身组件100包括两个连接法兰311,每个连接法兰311均限定支撑表面312。每个连接部分310,例如每个连接法兰311,可包括螺纹开口313,该螺纹开口313被配置成接收螺纹紧固件314,例如螺钉。因此,如图3所示,所述稳定构件301可以通过螺钉314可拆卸地连接。如该实施例所示,所述连接部分310可以设置在所述外壳体部分170上,例如在推进装置容纳段171中。为此,连接部分310可一体地形成在所述外壳体部分170的外圆周部分176中。
在一些实施例中,所述机身组件100被配置成使得所述尾部单元300可在使用状态和收起状态之间转换。所述使用状态可以是所述尾部单元300被布置成正常发挥其预定功能的状态,例如在动力水翼船1的运动过程中提供或增加稳定性。取决于要实现的效果,所述尾部单元300可以包括不同的配置。例如,所述尾部单元300可以包括至少一个上述稳定翼302。例如,所述尾部单元300可以包括在使用过程中主要沿水平方向延伸的水平稳定翼和/或可以包括主要在垂直方向延伸的垂直稳定翼。在一些实施例中,所述稳定翼可以是弯曲的或者可以包括至少两个相对于彼此成角度的段。所述稳定翼可包括扭结或急弯。还可以有进一步的配置。例如,尾部单元可包括形成V形的两个稳定翼。所述尾部单元300可布置成可绕机身组件100的纵向中轴线A1旋转。所述外壳部分可布置成可绕机身组件100的纵向中轴线A1旋转。因此,通过旋转所述外壳部分,所述尾部单元可以在上述状态之间转换。所述前翼112可以类似的方式连接并且也可以在收起状态和使用状态之间转换。所述机翼连接段105可以是可旋转的,使得所述前翼112可以通过围绕纵向中轴线A1旋转机翼连接段105而旋转。然而,如概述中所提到的,还可以有不同的布置,包括其中稳定翼和/或前翼中的一个可绕竖直轴线或垂直于其安装到的部分的外表面的轴线旋转的布置。
在一些实施例中,当尾部单元和/或前翼处于收起状态时,桅杆组件轮廓和尾部单元和/或前翼的轮廓基本布置在一个平面内。所述尾部单元和/或前翼可以是围绕机身组件的纵向中轴线可旋转的,例如使得尾部单元和/或前翼在使用状态和收起状态之间至少可旋转约90°。
在如图所示的实施例中,所述机身组件100连接到所述桅杆组件50的端部53,使得所述机身组件100形成水翼船1的端部。换句话说,根据图1所示的实施例,所述桅杆组件50在所述机身组件100和板组件10之间延伸。然而,也可以在所述桅杆组件50的端部51、53之间的中间段55处连接机身组件100。这样,所述机身组件100可以在端部53和端部51之间的位置处连接到所述桅杆组件50。这样,端部53可以用于固定另一元件,例如通用水翼组件或机翼。
在图中所示的实施例中,所述机身组件100结合了驱动组件和水翼组件。换言之,所述驱动组件集成到所述水翼组件100中。然而,也可以设置如前所述的单独的通用水翼组件和由机身组件实现的单独的驱动组件。例如,可以提供一种配置,其中机身组件在通用水翼组件和板组件10之间的部分处连接到所述桅杆组件50,该机身组件不包括像前翼和尾翼单元这样的元件。
参照图8和图9,描述对图1至图7所示实施例的修改。如前所述,所述推进段160可构造成使得定子174布置在所述推进装置200的上游。此外,所述推进段160可以设置在所述机身组件的前部101,且所述桅杆组件固定段106可以设置在后部140中。在图8和图9所示的修改中,所述机身组件100具体化为驱动组件400,其不包括水翼特性并且仅用于推进目的。在桅杆组件50的下端部分53处设置了一个通用的独立水翼组件500,该组件对应于已知的通用水翼组件,包括通过机身501彼此连接的前翼502和尾部单元510。所述尾部单元510包括机翼512形式的稳定构件511。所述驱动组件400在桅杆组件50的端部51和53之间的位置处连接到桅杆组件。入口开口401允许水沿轴向流入,且出口开口402也允许水沿轴向流出。其他特征类似于之前已经结合图1至图7的实施例描述的特征,区别在于入口开口401设置在驱动装置400/机身组件100的最前部分,且定子174设置在推进装置200的上游。桅杆组件固定部分106设置在驱动装置400的最后部分。同样显而易见的是,例如电动机等其他部件容纳在机身组件100的后部140中,例如在桅杆组件固定部分106和推进段160之间的位置处。所述出口开口402被限定为环状并且围绕所述机身组件100的后部140。
在图10中示出了水翼船1的另一实施例。所述水翼船1可以包括如前所述的一个或多个特征并且可以是如前所述的水翼船1的修改。所述板组件10可以包括控制单元16。所述控制单元16可以耦合到电源,例如蓄电池20。所述蓄电池20可以可拆卸地收纳在所述板组件10的内部空间中并且可以为了充电目的是可拆卸的。所述板组件10可以包括第一接收单元17。所述第一接收单元17可以耦合到控制单元16。所述第一接收单元17可以被配置为无线地接收来自无线遥控器21的控制信号。所述遥控器可以为用户手持的手持遥控器21,由用户操作以控制水翼船1,例如使其加速和减速。所述板组件10可以包括第二接收单元18。所述第二接收单元18可以耦合到控制单元16。所述第二接收单元18可以被配置为无线地接收来自遥控器21的控制信号。相应地,可以提供其中设置有两个接收单元17、18的配置。每个接收单元17、18可以是收发器。两个接收单元17、18可以被配置为接收来自遥控器21的信号。所述控制单元16可以被配置为经由信号强度最高的接收单元17、18从遥控器21接收控制信号。在示例性配置中,所述接收单元17、18可以布置成彼此间隔一定距离。例如,所述接收单元17、18可以设置在板组件中的不同纵向位置和/或横向偏移处,例如在板组件10的中间纵向延伸的相对侧上。在如图10所示的实施例中,所述第一接收单元17设置在板组件的前部,第二接收单元18设置在板组件的后部。通过这种方式,可以实现不太可能由于接收单元被遮挡或被覆盖而导致控制单元16可能接收不到控制信号的配置。这在部分板组件在水下的情况下可以是有益的,因为水可能对信号传输具有负面影响。在乘坐水翼船期间,可能会出现板组件10的前部潜入水中而板组件的后部留在水外的情况,反之亦然。在这种情况下,通过第二无线接收单元18或第一接收单元17,换句话说,通过不在水下的接收单元17、18,从遥控器到控制单元16的信号传输可以是安全的。因此,设置两个或更多个接收单元并将它们分布在板组件上,使得它们被布置成彼此间隔一定距离,即使在板组件的部分在水下的情况下,也确保了信号传输。
所述控制单元16和/或电源20可以连接到所述机身组件100以向机身组件提供电源和/或控制信号,特别是驱动布置在机身组件100中的电动机205。为此,可以设置例如将控制单元16连接到机身组件的电线56。
所述板组件10可以包括湿度传感器19。所述湿度传感器19可以设置在板组件10的上述内部空间中,其中布置有诸如蓄电池20和/或控制单元16的电气元件。此外或可替换地,湿度传感器206可以设置在所述机身组件100中的舱室中,在该舱室中设置有电动机205或用于电动机205的可选控制器207。每个湿度传感器可以被配置成测量容纳有电气元件的舱室中的湿度。每个湿度传感器19、206可以耦合到控制器,例如耦合到所述控制器16。基于从湿度传感器接收的信号,所述控制器可以执行预定义的安全程序和/或可以输出反映检测到的湿度的信号。这些信号可以向用户指示应该采取降低湿度的措施。例如,所述控制器可以被配置为当超过预定的湿度阈值时,向用户,例如向遥控器21,输出警告信号。此外或可替换地,所述控制器可以被配置成如果超过预定的阈值湿度值则将电源与电气元件断开。
因此,可以通过监测一个或多个电气元件周围环境的湿度,来提高所述水翼船1的安全性。
除了上述特征之外或可替换地,所述控制单元16可以被配置为提供节能驾驶模式。该驾驶模式可以包括滑行模式,在该滑行模式中,叶轮主动旋转,其速度允许流体在基本上没有被施加来自叶轮的力的情况下通过叶轮。根据进一步的构造,所述叶轮可以与电动机断开连接,使得它可以仅通过流体流经叶轮的方式来旋转。另外或可替换地,所述电动机205可包括电机/发电机并且所述控制单元可配置成提供恢复模式。在恢复模式中,所述叶轮通过流经叶轮的流体主动旋转,并且产生的旋转力由电机/发电机转换成电能,该电能之后可以存储在蓄电池中。所述滑行模式和恢复模式可以在合适的情况下被激活,例如在用户乘浪前行并且不需要主动电机驱动的情况下。所述恢复模式也可以在所述水翼船减速期间使用。根据一种配置,所述恢复模式被预设为正常激活,以便回收尽可能多的能量。所述恢复模式可以根据蓄电池的充电水平被激活或停用。如果蓄电池的充电水平降为低于预定阈值充电水平,则可以激活恢复模式。
从图11中可以了解到不同方面的进一步特征。所述水翼船1可以包括一个或多个如前所述的特征,并且可以是对如前所述的水翼船1的修改,该修改包括如下所述的一个或多个特征。
除了水翼船的上述特征中的一个或多个特征之外或可替换地,所述水翼船可包括测量装置22,例如惯性测量单元。所述测量装置22可配置成检测水翼船的角速率和/或方位和/或加速度。所述测量装置容纳在板组件10中。所述测量装置22可以耦合到控制单元16。所述测量装置22可以用于控制所述电机205。关于所述测量装置22的使用的不同可能性以及根据该测量装置22的输出来控制所述电机205的实施方案在上文已经给出,这里将不再重复。
所述机身组件100的喷嘴段172可以是可调节的。例如,所述喷嘴段172的出口开口191可以是可调节的,因为它的尺寸可以改变,例如所述出口开口的横截面积的尺寸。通过改变所述出口开口尺寸,特别是直径,可以更有效地产生在不同速度下推进水翼船所需的推力。所述喷嘴段可包括出口开口变化装置192,用于改变尺寸,例如所述出口开口191的直径。所述出口开口变化装置可包括长度可调节的柔性细长构件193,用于在限定出口开口的边缘部分上产生变化的力。关于这种柔性细长构件193的细节已经描述并且这里不再重复。根据另一方面,所述喷嘴段172可以被配置为可互换的,使得用户可以将不同形状的喷嘴段连接至所述机身组件。这样,用户可以使机身组件适应他的需要,特别是他的乘坐风格。
根据另一方面,所述机身组件100可包括用于操纵在推进段中产生的推力的方向的操纵装置194。这样,可以控制或至少辅助所述水翼船的运动。换言之,可以提供推力矢量喷嘴段195。所述喷嘴段195可包括用于引导水流出喷嘴段的可移动挡板196。
根据另一方面,所述水翼船可包括无线信号和/或能量传输装置197,例如在桅杆组件50和板组件10之间。收发器198可布置在板组件10中并耦合到控制单元16。另一个收发器199可以设置在桅杆组件50中,并且可以耦合到设置在机身组件100中的电动机205。关于可能的信号和/或能量传输装置和益处的进一步细节已经在上文给出并且这里不再重复。
根据另一方面,所述水翼船可包括改进的冷却装置600,用于冷却发热部件,例如包括但不限于控制单元16、电机控制器和/或蓄电池。所述冷却装置600可以是被动冷却装置。所述冷却装置600可以包括管道系统601,其连接到入口开口602和出口开口603并且允许水通过入口开口进入管道系统并通过出口开口离开管道系统。所述管道系统600可耦合到或可包括热耦合到一个或多个发热部件的热交换器604或传热构件。可能的配置在描述的概述部分已经描述过了。
所述水翼船1可以包括如本文公开的概述部分中所描述的维护确定单元,其可以集成到控制单元16中。
根据一个方面,所述水翼船可包括用于将其无线连接到无线电通信网络的通信装置700。为此,所述水翼船可以包括收发器701。
根据另一个方面,包括本文所述的一个或多个特征的水翼船可由遥控器21控制。所述遥控器可以如本公开中已经描述的那样配置并且可以附加地或可替换地包括用于接收和/或发送信息的装置。
根据另一方面,所述遥控器可以被配置为测量用户的健康数据。所述遥控器可以包括心率检测装置23和/或可以包括温度检测装置24。此外或可替换地,所述遥控器21可以包括运动传感器25。所述运动传感器可以检测用户的运动。检测到的运动信息可以用于控制所述水翼船,例如用于使其加速或减速和/或转向。
根据另一方面,如本公开中描述的水翼船的板组件可以包括用户检测装置702。所述用户检测装置可以包括一个或多个传感器装置。每个传感器装置可以被配置成检测用户在板组件上的存在,至少在板组件上的特定区域中。
根据另一方面,所述水翼船可包括位置检测单元或用于耦合到包括位置检测单元的移动设备的接口。所述位置检测单元可以包括一个或多个GNSS信号接收器并且可以例如被集成到如前所述的接收单元17、18之一中。
所述水翼船可包括防撞单元。所述防撞单元可以包括提供相应深度信号的水深确定装置703,该深度信号可以用来代替存储在地图中的深度信息。
根据一方面,可以在板组件10的前部设置显示器704。所述显示器可以用于为用户显示信息,例如关于当前操作信息的信息,例如剩余里程、电池电量、行驶速度、行驶高度、行驶距离甚至导航信息。
根据一方面,所述水翼船可包括照明装置705。所述照明装置可包括不同的照明部分,例如头灯部分、尾灯部分和/或侧灯部分。
根据另一方面,所述水翼船遥控器21可包括用于至少部分地加热用户的手的加热部分26(也称为受热部分)。所述受热部分可以集成到所述遥控器的握持部分中。
根据另一方面,如本文所述的水翼船的板组件10可包括(足部)加热装置或加热部分706。用户站立的板组件的支撑表面可包括一个或多个受热部分。每个受热部分可以集成到板组件的上表面中。
根据另一方面,可以提供一个或多个扬声器707。如前所述,扬声器707可以是信号装置的一部分。然而,一个或多个扬声器可以独立于信号装置的存在而设置和/或可以被配置成可耦合到用户的移动装置或耦合到集成在水翼船中的接收单元。所述扬声器可用于发出声音,例如音乐和/或来自导航系统的指令。
根据一方面,可以提供遥控器,其被配置为提供导航功能。所述遥控器可以包括如之前关于其他方面和实施例已经提及的特征。此外或可替换地,所述遥控器可以包括显示器27。所述显示器可以显示地图和/或导航信息。导航信息可以输入(上传)到遥控器或无线耦合到遥控器的板组件中的导航单元中。所述遥控器还可包括紧急按钮28。
总之,要指出的是,诸如“包括”等的术语并不旨在排除提供额外的元件或步骤。还应注意,“a”或“an”不排除复数。此外,结合不同实施例描述的特征可以根据需要相互组合。还应注意,权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。此外,虽然在前面的概述和详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施例,但是应当理解,存在大量的变化。
还应当理解,示例性实施例或多个示例性实施例仅是示例,并不旨在以任何方式限制范围、适用性或配置。相反,前述概述和详细描述将为本领域的技术人员提供实施示例性实施例的方便路线图,应当理解,在不偏离所附权利要求及其法定等同物中规定的范围的情况下,可以对示例性实施方案中描述的元件的功能和布置进行各种改变。
附图标记
1 水翼船
10 板组件
11 船体
12 下部
13 上部
14 支撑表面
15 检修面板
16 控制单元
17 第一无线接收单元
18 第二无线接收单元
19 湿度传感器
20 蓄电池
21 遥控器
22 测量装置
23 心率检测装置
24 温度检测装置
25 运动传感器
26 加热部分
27 显示器
28 紧急按钮
50 桅杆组件
51 端部
52 板组件固定部分
53 端部
54 机身组件固定部分
55 中段
56 电线
100 机身组件
101 前部
102前段
103 中段
104 后段
105 机翼连接段
106 桅杆组件固定段
107 安装凹槽
108 连接段
109 容纳段
110 外壳
111 开口
112 前翼
140 后部
141 连接段
142 连接法兰
143 圆柱形部分
144 外圆周表面
145接合部分/螺纹开口
146 容纳段
147 容纳空间
148 固定法兰
149固定开口
150紧固件/螺钉
160 推进段
161 流道
162入口段
163 中间段
164 出口段
170 外壳部分
171 推进装置容纳段
172 喷嘴段
173 内表面段
174定子/定子部分
175 导向叶片
176 外圆周部分
177 上游端部
178 入口开口
179 下游端部
180 内壳部分
181 外表面段
182 前端部分
183 后端部分
184 入口角度
190 支柱
191 出口开口
192 出口开口变化装置
193 柔性细长构件
194 操纵装置
195 喷嘴段
196 挡板
197信号/能量传输装置
198收发器
199 收发器
200 推进装置
201叶轮
202 后轴承
203 驱动轴
204 前轴承
205 电动机
206 湿度传感器
207 控制器
300 尾部单元
301 稳定构件
302 机翼
310 连接部分
311 连接法兰
312 支撑表面
313 螺纹开口
314 螺纹紧固件
400 驱动装置
401 入口开口
402 出口开口
500 水翼组件
501 机身
502 前翼
510 尾部单元
511 稳定构件
512 机翼
600 冷却装置
601 管道系统
602 入口开口
603 出口开口
604 热交换器
700 通信装置
701 收发器
702 用户检测装置
703 水深确定装置
704 显示器
705 照明部分
706 加热部分
707 扬声器
A1 纵向中轴线

Claims (15)

1.一种机身组件(100),其被构造成连接到动力水翼船(1)的桅杆组件(50),特别是如动力水翼冲浪板的水翼水上运动装置,其中所述机身组件(100)包括桅杆组件固定段(106)和外壳部分(170),所述外壳部分(170)容纳、特别是围绕或包围推进装置(200),特别是叶轮(201),并且外壳部分(170)至少部分地限制了流道(161)的外部尺寸,在所述水翼船(1)的操作期间,水通过流道被输送,其中所述流道(161)优选地形成为使得其横截面积朝向所述流道(161)的出口侧减小,并且其中(I)所述外壳部分(170)包括连接部分(310),尾部单元(300)形成或可连接在所述连接部分(310)上,所述尾部单元(300)特别地包括稳定构件(301),例如稳定翼(302),和/或其中(II)所述推进装置(200)容纳在所述外壳部分(170)中,从而防止用户接触所述推进装置(200)。
2.根据权利要求1所述的机身组件(100),其中,所述外壳部分(170)设置为可拆卸地将所述尾部单元(300)固定到其上,其中可拆卸的固定优选地通过强制联锁实现,特别是通过螺纹连接或快卸锁,例如闭锁插头和插座连接,其可特别地包括燕尾槽的几何形状或可由销实现,其中所述外壳部分(170)优选地包括用于可拆卸地连接所述尾部单元(300)的连接部分(310),例如连接法兰(311),其可包括螺纹开口(313),或者其中可替换地,所述外壳部分(170)和所述尾部单元(300)一体形成。
3.根据前述权利要求中任一项所述的机身组件(100),还包括机翼连接段(105)和连接到所述机翼连接段(105)的前翼(112),其中所述机翼连接段(105)可以设置在所述机身组件(100)的前部(101)并且可以被配置为可拆卸地安装所述前翼(112)。
4.根据权利要求2和3中任一项所述的机身组件(100),其中,所述尾部单元(300)和/或安装在所述机身组件(100)上的所述前翼(112)被配置为可在使用状态和收起状态之间转换,在所述使用状态下,所述尾部单元(300)能够发挥稳定功能和/或所述前翼(112)被定位以产生升力,其中在所述收起状态下,桅杆组件轮廓和所述尾部单元和/或所述前翼(112)的轮廓基本布置在一个平面内,其中所述尾部单元(300)和/或所述前翼(112)可绕旋转轴线旋转,例如所述机身组件(110)的纵向中轴线(A1)或平行于所述纵向中轴线(A1)的轴线,特别是所述尾部单元(300)和/或所述前翼(112)可在所述使用状态和所述收起状态之间可旋转约90°,其中例如所述机翼连接段(105)和/或所述连接部分(310)可绕所述旋转轴线单独地旋转,或者其中所述桅杆组件固定段(106)被构造成使得所述机身组件可旋转地连接到所述桅杆组件(50)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的机身组件(100),其中,所述外壳部分(170)包括限定入口开口(178)的上游端部(177),并且其中所述外壳部分(170)包括下游端部(179),该下游端部(179)包括具有出口开口(191)的喷嘴段(172),其中所述入口开口(178)的横截面积大于所述出口开口(191)的横截面积,其中所述出口开口(191)处的所述横截面积可以比所述入口开口(178)的所述横截面开口小至少5%,并且其中所述出口开口(191)处的横截面积可以占所述入口开口(178)的所述横截面积的尺寸的90%至80%,其中另外或可替换地,所述喷嘴段(172)优选地可拆卸地配置并且优选地由塑料材料制成,例如纤维增强塑料材料,或者由铝制成。
6.根据权利要求5所述的机身组件(100),其中,所述外壳部分(170)和容纳在其中的所述推进装置(200)相对于彼此构造和布置使得不可能用人的四肢接触到所述推进装置(200),其中特别是所述外壳部分(170)的长度和/或所述入口开口(178)的尺寸和/或所述出口开口(191)的尺寸和/或所述推进装置(200)在所述外壳部分(170)中的位置和/或所述流道(161)的尺寸被调节和/或定位,使得人的四肢不能通过所述入口开口(178)和所述出口开口(191)接触到所述推进装置(200),和/或其中设有阻挡人的肢体接近的安全构件,其中所述安全构件可以设置在所述推进装置(200)的下游或上游并且可以是网格,例如定子(174),以及其中另外地或可替换地,在所述入口开口(178)和所述推进装置(200)之间的所述流道(161)的长度可以是至少30mm和/或在60mm和120mm之间,例如80mm,和/或其中另外地或可替换地,所述入口开口(178)的高度或宽度可以等于或小于30mm,例如15mm至20mm,和/或其中另外地或可替换地,所述定子(174)在所述流道(161)的流动方向上的长度等于或大于5mm并且可以例如在10mm到30mm的范围内,和/或其中另外地或可替换地,所述出口开口的尺寸可以等于或小于30mm,例如在15mm到25mm的范围内。
7.根据权利要求5或6所述的机身组件(100),其中,所述流道(161)形成在所述外壳部分(170)和适于支撑所述推进装置(200)的内壳部分(180)之间,和/或其中所述流道(161)形成为围绕所述纵向中轴线(A1)延伸并周向围绕所述内壳部分(180)的环形通道,其横截面在垂直于所述纵向中轴线(A1)的方向上限定一个环,和/或其中所述入口开口(178)形成在所述上游端部(177)和所述内壳部分(180)的外表面段(181)之间,和/或其中所述入口开口(178)形成为环形入口开口或椭圆形入口开口,和/或其中所述流道(161)被构造成使得在所述入口开口(178)处实现小于20°的入口角度(184)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的机身组件(100),其中,所述外壳部分(170),特别是所述上游端部(177)通过周向分布的支柱(190)连接到所述内壳部分(180),所述支柱(190)围绕所述纵向中轴线(A1)布置,使得所述外壳部分(170)悬挑地保持在所述内壳部分(180)上,所述支柱(190)至少部分地在所述机身组件(110)的纵向方向上延伸并且桥接所述入口开口(178),其中所述支柱(190)以空气动力学方式形成以减少湍流并且可以包括翼形。
9.根据权利要求8所述的机身组件(100),其中所述外壳部分(170)的至少一部分,例如推进装置容纳段(171),与所述内壳部分(180)的所述后端部分(183)彼此固定连接,例如通过强制联锁,特别是通过螺纹连接,或者一体形成,例如通过铸造或增材制造,从而限定所述机身组件(100)的推进段(160),并且其中附加地或可替换地,所述推进段(160)可拆卸地连接到所述机身组件(100)的前部(101)。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的机身组件(100),还包括用于选择性地打开和关闭所述入口开口(178)的挡板机构,其中所述挡板机构可以被设计成使得由所述推进装置(200)产生的负压自动驱动所述挡板机构,其中所述挡板机构包括一个或多个挡板,所述挡板在关闭方向上被预偏置,并且当存在相应的负压时,所述挡板克服预偏置力移动到打开位置,并且当没有足够大的负压时,所述挡板会在预偏置力的驱动下自动移动到关闭位置。
11.根据前述权利要求中任一项所述的机身组件(100),还包括适于密封地收纳电动机的前部(101),其中所述电动机可以为了冷却目的热耦合到所述前部(100)的外壳(110),其中可选地,所述电动机的电机外壳也形成所述前部(101)的所述外壳(110)的一部分,例如以所述电机外壳与其外侧上的水接触的方式,使得可以直接冷却所述电动机。
12.根据权利要求11所述的机身组件(100),其中,所述前部(101)还适于收纳可耦合到所述电动机的控制器,所述控制器为了冷却目的热耦合到所述前部(101)的所述外壳(110),其中所述前部(101)可以可选地包括与电动机收纳空间分离和隔绝的控制器收纳空间。
13.根据前述权利要求中任一项所述的机身组件(100),其中,所述桅杆组件固定段(106)可以设置在所述机身组件(110)的顶侧,其中附加地或可替换地,所述桅杆组件固定段(106)可包括安装凹槽(107),所述桅杆组件(50)的机身组件固定部分(54)可插入并锁定在该安装凹槽中,其中所述桅杆组件固定段(106)可设计为用于强制联锁或所述桅杆组件(50)与所述桅杆组件固定段(106)的整体连接。
14.用于动力水翼船的集成推进单元,包括根据前述权利要求中任一项所述的机身组件(100)、设置在所述机身组件(110)中的电动机和设置在所述外壳部分(170)中的推进装置(200),所述电动机可操作地连接到所述推进装置(200),特别是借助容纳在所述内壳部分(180)中的驱动轴(203),例如通过联轴器连接到所述电动机的驱动轴(203),或者其中所述推进装置(200)直接连接到所述电动机的输出轴。
15.水翼船(1),特别是水翼水上运动装置,包括板组件(10)、连接到所述板组件(10)的下部(12)的桅杆组件(50)和根据权利要求14所述的集成推进单元,其中前翼(112)和尾部单元(300)连接到所述集成推进单元的所述机身组件(100)。
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