CN214524312U - 一种双层旋翼的水中行走器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水中行走工具技术领域，特指一种双层旋翼的水中行走器，包括支撑架，所述支撑架上设有动力装置、辅助悬浮装置以及主要悬浮装置，主要悬浮装置包括第一悬浮单元与第二悬浮单元，第一悬浮单元包括套筒、转动轴承二以及对称固定于转动轴承二两侧的上层旋翼，转动轴承二固定于套筒，套筒固定于支撑架，第二悬浮单元包括传动杆、转动轴承一以及对称固定于转动轴承一两侧的下层旋翼，转动轴承一固定于传动杆下端，传动杆上端穿过套筒，并与支撑架上的动力装置连接，动力装置驱动传动杆带动转动轴承一以及下层旋翼垂直上下动作，套筒尾部固定有推进装置。采用这样的结构设置，其结构简单且紧凑，成本低，且可节省体力。

Description

一种双层旋翼的水中行走器

技术领域

本实用新型涉及水中行走工具技术领域，特指一种双层旋翼的水中行走器。

背景技术

有史以来，人们就幻想着能够像某些昆虫和动物那样在水面上自如行走，而到目前为止水上行走的技术并不多见，目前广泛使用的水上行走装置，主要包括鞋底、鞋帮，鞋帮由内层和外层组成，内层与外层形成密封气囊，气囊上有一个冲气口，冲气后实现在水上行走的目的。使用这种水上行走装置在水上行走时，由于水上行走装置比一般鞋重很多，上抬和前伸时很费力，并且有一部分鞋帮没入水中，浮力小，行走的阻力较大，因此使用这种水上行走装置在水上行走将极耗体力，行走起来很不方便。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种双层旋翼的水中行走器，有效解决现有技术的不足。

为了实现上述目的，本实用新型应用的技术方案如下：

一种双层旋翼的水中行走器，包括支撑架，所述支撑架上设有动力装置、辅助悬浮装置以及主要悬浮装置，主要悬浮装置包括第一悬浮单元与第二悬浮单元，第一悬浮单元包括套筒、转动轴承二以及对称固定于转动轴承二两侧的上层旋翼，转动轴承二固定于套筒，套筒固定于支撑架，第二悬浮单元包括传动杆、转动轴承一以及对称固定于转动轴承一两侧的下层旋翼，转动轴承一固定于传动杆下端，传动杆上端穿过套筒，并与支撑架上的动力装置连接，动力装置驱动传动杆带动转动轴承一以及下层旋翼垂直上下动作，套筒尾部固定有推进装置。

根据上述方案，所述支撑架上设有脚踏板一与脚踏板二，辅助悬浮装置包括固定于脚踏板一外侧连缘的辅助浮力结构一以及固定于脚踏板二外侧连缘的辅助浮力结构二。

根据上述方案，所述上层旋翼与下层旋翼的结构相同，其上侧平面为扰流翼面，下侧平面为扇动翼面；所述扰流翼面由前部曲面以及后部平滑面连接构成，扰流翼面的前部曲面相对于旋翼的旋转平面向上凸起，扰流翼面和扇动翼面在纵向的投影平面呈非对称结构。

根据上述方案，所述扰流翼面与扇动翼面的前侧缘相互闭合构成前翅缘，扰流翼面与扇动翼面的后侧缘相互闭合构成后翼尾；扰流翼面前部曲面的最大拱高点所在的翼展经线H靠近前翅缘。

根据上述方案，所述扇动翼面与旋翼的旋转平面之间存在攻角C，C的取值范围在-2°～6°之间。

根据上述方案，所述动力装置包括设于支撑架上的人力驱动单元。

根据上述方案，所述推进装置包括螺旋桨与驱动电机，驱动电机驱动螺旋桨旋转。

本实用新型有益效果：

本实用新型采用这样的结构设置，通过动力装置驱动传动杆带动转动轴承一以及下层旋翼垂直上下动作，可使下层旋翼绕转动轴承一作周向旋转动作，且其旋转速度会随着上下动作越来越快，当到达一定转速时，可产生浮力，从而起到水中行走器在水中悬停的效果，再通过推进装置起到推动水中行走器在水中前行，其结构简单且紧凑，成本低，且可节省体力。

附图说明

图1是本实用新型整体结构图；

图2是本实用新型旋翼截面图；

图3是本实用新型推进装置结构图。

图中：1.下层旋翼；2.传动杆；3.转动轴承一；4.上层旋翼；5.套筒；6.转动轴承二；7.脚踏板一；8.辅助浮力结构一；9.脚踏板二；10.辅助浮力结构二；11.人力驱动单元；12.支撑架；13.螺旋桨；14.驱动电机；20.扰流翼面；21.扇动翼面；22. 前翅缘；23.后翼尾。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型的技术方案进行说明。

如图1所示，本实用新型所述一种具有提升浮力的水中行走器，包括支撑架 12，支撑架12上设有动力装置、辅助悬浮装置以及主要悬浮装置，主要悬浮装置包括第一悬浮单元与第二悬浮单元，第一悬浮单元包括套筒5、转动轴承二6 以及对称固定于转动轴承二6两侧的上层旋翼4，转动轴承二6固定于套筒5，套筒5固定于支撑架12，第二悬浮单元包括传动杆2、转动轴承一3以及对称固定于转动轴承一3两侧的下层旋翼1，转动轴承一3固定于传动杆2下端，传动杆2上端穿过套筒5，并与支撑架12上的动力装置连接，动力装置驱动传动杆2 带动转动轴承一3以及下层旋翼1垂直上下动作，套筒5尾部固定有推进装置。以上所述构成本实用新型基本结构。

本实用新型采用这样的结构设置，通过动力装置驱动传动杆2带动转动轴承一3以及下层旋翼1垂直上下动作，可使下层旋翼1绕转动轴承一3作周向旋转动作，且其旋转速度会随着上下动作越来越快，当到达一定转速时，可产生浮力，从而起到水中行走器在水中悬停的效果，再通过推进装置起到推动水中行走器在水中前行，其结构简单且紧凑，成本低，节省体力。

在本实施例中，所述支撑架12上设有脚踏板一7与脚踏板二9，辅助悬浮装置包括固定于脚踏板一7外侧连缘的辅助浮力结构一8以及固定于脚踏板二9 外侧连缘的辅助浮力结构二10。采用这样的结构设置，通过在支撑架12上的脚踏板一7与脚踏板二9的外侧连缘分别设置辅助浮力结构一8与辅助浮力结构二 10，可起到提升悬浮力的效果以及预悬浮的效果。

如图2所示，所述上层旋翼4与下层旋翼1的结构相同，其上侧平面为扰流翼面20，下侧平面为扇动翼面21；扰流翼面20由前部曲面以及后部平滑面连接构成，扰流翼面20的前部曲面相对于旋翼的旋转平面向上凸起，扰流翼面20 和扇动翼面21在纵向的投影平面呈非对称结构。采用这样的结构设置，驱动组件驱动传动杆2在套筒5内作垂直上下往复动作，当下层旋翼1在上升时，其扰流翼面20与上方水流相互作用，水流对扰流翼面20前部曲面和后部平滑面之间产生压力差，且该压力差推动下层旋翼1向前运动，使下层旋翼1以转动轴承一3为中心单向旋转；当下层旋翼1在下降时，其扇动翼面21与下方水流相互作用，下层旋翼1的旋转运动结合下行运动使扇动翼面21形成矢量攻角C，且该矢量攻角C使扇动翼面21与水流之间产生竖直向上的作用力；下层旋翼1将驱动组件的上下往复运动转化为自身的旋转运动，且其旋转速度会随着上下往复动作越来越快，当到达一定转速时，产生浮力使水中行走器获得浮力实现悬停目的。

在本实施例中，所述扰流翼面20与扇动翼面21的前侧缘相互闭合构成前翅缘22，扰流翼面20与扇动翼面21的后侧缘相互闭合构成后翼尾23；扰流翼面 20前部曲面的最大拱高点所在的翼展经线H靠近前翅缘22。采用这样的结构设置，前翅缘22为曲面从而分别接续扰流翼面20与扇动翼面21的前侧缘，前翅缘22的存在可以提高翼型旋翼的结构强度，且前翅缘22处于旋翼旋转方向的前侧，曲面前翅缘22可以降低旋翼旋转时所受到水流阻力，提高驱动装置的动力转化效率。如图2所示，图示中X方向为翼型结构的弦长方向，图示中Z方向为翼型结构的展长方向。所述扰流翼面20沿X方向截面的轮廓线相对于旋翼的旋转平面呈曲线形，其轮廓线的最高点沿Z方向构成翼展经线H，该翼展经线H处于扰流翼面20的前部曲面上且靠近前翅缘22，从而使扰流翼面20呈前后非对称结构。旋翼在上升时，所述扰流翼面20与上方水流相互作用，水流对扰流翼面20的翼展经线H前后两侧之间产生压力差，且该压力差推动旋翼向前运动，两个旋翼同向作用以转动轴承为中心单向旋转。

在本实施例中，所述扇动翼面21与旋翼的旋转平面之间存在攻角C，C的取值范围在-2°～6°之间。所述旋翼在转动轴承上具有一个攻角C，攻角C以扇动翼面21相对于旋翼的旋转平面进行计算。所述在旋翼启动后上下往复运动，扰流翼面20向上运动，水流流动经过扰流翼面20在翼展经线H前后两侧产生压强差，该压强差对旋翼构成一个向前推动力使旋翼转动，此时，前翅缘22相对水流产生差速从而对旋翼构成阻力，推进力克服阻力则驱动旋翼旋转；所述扇动翼面21向下运动，在旋翼转速很低时，攻角C使水流相对于扇动翼面21作用力基本垂直于旋翼的旋转平面，则下层水流对旋翼向前旋转运动造成阻力很小，由此旋翼可以在上下往复运动一段时间后获得较高的转速。当旋翼转速较高时，扇动翼面21既存在向下运动还存在向前运动，二者叠加形成的矢量运动相对于旋翼旋转平面的矢量角大于攻角C，即旋翼的旋转速度越快扇动翼面21产生的浮力更大，通过控制旋翼的上下运动频率可以提高旋翼的转速进而改变旋翼产生的浮力。

在本实施例中，所述动力装置包括设于支撑架12上的人力驱动单元11。采用这样的结构设置，通过人力驱动单元11拉动传动杆2带动转动轴承一3以及下层旋翼1垂直上下动作。

在本实施例中，所述推进装置包括螺旋桨13与驱动电机14，驱动电机14 驱动螺旋桨13旋转。采用这样的结构设置，通过驱动电机14驱动螺旋桨13旋转旋转，可给水中行走器提供推力，使水中行走器前行。

以上对本实用新型实施例中的技术方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双层旋翼的水中行走器，其特征在于：包括支撑架(12)，所述支撑架(12)上设有动力装置、辅助悬浮装置以及主要悬浮装置，所述主要悬浮装置包括第一悬浮单元与第二悬浮单元，所述第一悬浮单元包括套筒(5)、转动轴承二(6)以及对称固定于转动轴承二(6)两侧的上层旋翼(4)，所述转动轴承二(6)固定于套筒(5)，所述套筒(5)固定于支撑架(12)，所述第二悬浮单元包括传动杆(2)、转动轴承一(3)以及对称固定于转动轴承一(3)两侧的下层旋翼(1)，所述转动轴承一(3)固定于传动杆(2)下端，所述传动杆(2)上端穿过套筒(5)，并与支撑架(12)上的动力装置连接，所述动力装置驱动传动杆(2)带动转动轴承一(3)以及下层旋翼(1)垂直上下动作，所述套筒(5)尾部固定有推进装置。

2.根据权利要求1所述的一种双层旋翼的水中行走器，其特征在于：所述支撑架(12)上设有脚踏板一(7)与脚踏板二(9)，所述辅助悬浮装置包括固定于脚踏板一(7)外侧连缘的辅助浮力结构一(8)以及固定于脚踏板二(9)外侧连缘的辅助浮力结构二(10)。

3.根据权利要求1所述的一种双层旋翼的水中行走器，其特征在于：所述上层旋翼(4)与下层旋翼(1)的结构相同，其上侧平面为扰流翼面(20)，下侧平面为扇动翼面(21)；所述扰流翼面(20)由前部曲面以及后部平滑面连接构成，扰流翼面(20)的前部曲面相对于旋翼的旋转平面向上凸起，所述扰流翼面(20)和扇动翼面(21)在纵向的投影平面呈非对称结构。

4.根据权利要求3所述的一种双层旋翼的水中行走器，其特征在于：所述扰流翼面(20)与扇动翼面(21)的前侧缘相互闭合构成前翅缘(22)，扰流翼面(20)与扇动翼面(21)的后侧缘相互闭合构成后翼尾(23)；所述扰流翼面(20)前部曲面的最大拱高点所在的翼展经线H靠近前翅缘(22)。

5.根据权利要求3所述的一种双层旋翼的水中行走器，其特征在于：所述扇动翼面(21)与旋翼的旋转平面之间存在攻角C，C的取值范围在-2°～6°之间。

6.根据权利要求1所述的一种双层旋翼的水中行走器，其特征在于：所述动力装置包括设于支撑架(12)上的人力驱动单元(11)。

7.根据权利要求1所述的一种双层旋翼的水中行走器，其特征在于：所述推进装置包括螺旋桨(13)与驱动电机(14)，所述驱动电机(14)驱动螺旋桨(13)旋转。

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