Verfahren zur Konstruktion und/oder Fertigung eines Wassersportgeräts Method for designing and / or manufacturing water sports equipment
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konstruktion und/oder Fertigung eines Wassersportgeräts. The present invention relates to a method for designing and / or manufacturing a water sports device.
Während bei größeren Wasserfahrzeugen wie Segel- oder Motoryachten oftmals Einzelanfertigungen entsprechend den Vorlieben der jeweiligen Eigner geschaffen werden, sind kleinere Wassersportgeräte wie beispielsweise Foilboards oder Tauch- scooter nur immer in einem gewissen, geringen Rahmen frei wählbar. Beispielswei se können Zubehörteile wie zum Beispiel an einem vorhandenen Wassersportgerät anbringbare Hilfsgeräte wie ein Trapez zum Flalten des Nutzers bei einem Bestell vorgang ausgewählt werden, die grundliegende Konstruktion steht jedoch fest. While larger watercraft such as sailing or motor yachts are often custom-made according to the preferences of the respective owners, smaller water sports equipment such as foilboards or diving scooters can only be freely selected within a certain limited range. For example, accessories such as auxiliary devices that can be attached to an existing water sports device, such as a trapezoid for folding the user, can be selected when ordering, but the basic construction is fixed.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Aufgabe, Wassersportgeräte für die Verwendung von wenigen, das heißt maximal zwei Personen, individueller zu gestal ten. The present invention is concerned with the task of making water sports equipment more individual for the use of a few, that is, a maximum of two people.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Aus gestaltungen der Erfindung sind in den hierauf rückbezogenen Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein modular aufgebautes Wasser sportgerät mittels eines Computerprogramms benutzerdefiniert konfiguriert, wobei zumindest ein hinsichtlich seiner Außenkontur benutzerdefinierter Schwimmkörper gemäß automatisiert erzeugter Fertigungsinformationen hergestellt wird. Hierbei ist die Außenkontur vorzugsweise frei definierbar. Anschließend wird der so als Modul des Wassersportgeräts definierte Schwimmkörper vorzugsweise mit einem oder mehreren weiteren Modulen zur Konstruktion und/oder Fertigung bzw. Fertigstellung eines aus mehreren Modulen, d.h. mehreren miteinander verbindbaren, insbesonde re funktionalen Baugruppen bestehenden Wassersportgeräts verwendet. Die einzel nen, nachfolgend noch beschriebenen Module eines Wassersportgeräts umfassen zunächst den als Modul ausgebildeten und im Programm zu definierenden und dort abgebildeten Schwimmkörper sowie etwaige weitere für das Funktionieren des Wassersportgeräts notwendige Module. The object is achieved by a method according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent claims and the description below. According to the method according to the invention, a modular water sports device is configured in a user-defined manner by means of a computer program, with at least one floating body, which is user-defined with regard to its outer contour, being produced according to automatically generated production information. Here, the outer contour is preferably freely definable. Subsequently, the floating body defined as a module of the water sports device is preferably used with one or more further modules for the construction and / or manufacture or completion of a water sports device consisting of several modules, ie several interconnectable, especially functional assemblies. The individual modules of a water sports device, which are described below, initially comprise the float, which is designed as a module and is to be defined in the program and shown there, as well as any other modules necessary for the functioning of the water sports device.
Die Außenkontur ist die Form der Außenoberfläche des Schwimmkörpers. Als Ferti gungsinformationen werden beispielsweise Steuerdaten für eine CNC-Fräse oder einen 3D-Drucker bezeichnet, die jeweils zur Fertigung eines Schwimmkörpers ver wendet werden können. The outer contour is the shape of the outer surface of the float. As manufacturing information, for example, control data for a CNC milling machine or a 3D printer are referred to, which can each be used to manufacture a floating body.
Die Module des Wassersportgeräts sind über vorzugsweise automatisiert definierte Schnittstellen miteinander verbindbar sowie im Betriebsfall miteinander verbunden. Die Schnittstellen stellen insbesondere Befestigungsbereiche für die mechanische Befestigung einzelner Module aneinander sowie Übergabebereiche für z.B. Steuer- und Versorgungsleitungen dar.
Das Verfahren läuft EDV-gestützt ab, dergestalt, dass das eine programmgesteuerte Eingabeschnittstelle für benutzerdefinierte Eingabe zur Verfügung stellende Compu terprogramm auf einer Servervorrichtung und/oder auf einem insbesondere mobilen Endgerät läuft. Eine Servervorrichtung kann insbesondere als Web-Server ausgebil det sein, von dem aus eine Eingabe-Maske für ein Endgerät zur Verfügung gestellt wird, über die für die Konfiguration notwendige Nutzereingaben vorgenommen wer den. Für eine Verwendung des Wassersportgeräts notwendige Module sind derge stalt in dem Programm abgebildet, dass sie dort Gegenstand einer Konfiguration sein können. Die gewählten Konfigurationen werden auf dem Endgerät oder der Servervorrichtung gespeichert und zu Fertigungsinformationen umgesetzt, wobei dies zunächst für den Schwimmkörper gilt. The modules of the water sports device can be connected to one another via preferably automatically defined interfaces and can be connected to one another during operation. The interfaces represent in particular fastening areas for the mechanical fastening of individual modules to one another as well as transfer areas for e.g. control and supply lines. The method is EDP-supported, in such a way that the computer program providing a program-controlled input interface for user-defined input runs on a server device and / or on a particularly mobile terminal. A server device can in particular be designed as a web server, from which an input mask for a terminal is made available, via which the user inputs necessary for the configuration are made. Modules necessary for using the water sports device are shown in the program in such a way that they can be the subject of a configuration there. The selected configurations are stored on the terminal or the server device and converted into manufacturing information, this initially applying to the float.
Module des Wassersportgeräts sind diejenigen Teile eines Wassersportgeräts, die in Kombination miteinander das Wassersportgerät ergeben und die in einem Compu terprogramm der Servervorrichtung und/oder des Endgeräts abgebildet, das heißt als virtuelle Abbilder hinterlegt sind, welche ggf. zunächst definiert und/oder ange passt werden können. Wenigstens eine Außenkontur des Schwimmkörpers des Wassersportgeräts ist benutzerdefiniert festlegbar, wobei die Außenkontur vorzugs weise frei festlegbar ist, das heißt vom Benutzer frei vorgegeben werden kann, un abhängig davon, ob es sich um bekannte oder bislang für Wassersportgeräte unbe kannte Formen handelt.
Auf Basis der Außenkontur des Schwimmkörpers werden dann automatisiert Ferti gungsinformationen geschaffen und der gefertigte Schwimmkörper je nach Konfigu ration mit einem, insbesondere mehreren weiteren, ggf. vorab zu definierenden Mo dulen zur Fertigstellung des Wassersportgerätes verwendet. Modules of the water sports device are those parts of a water sports device which, in combination with one another, result in the water sports device and which are mapped in a computer program of the server device and / or the terminal device, i.e. stored as virtual images that are initially defined and / or adapted if necessary can. At least one outer contour of the float of the water sports device can be defined in a user-defined manner, the outer contour preferably being freely definable, that is to say can be freely specified by the user, regardless of whether the shapes are known or previously unknown for water sports equipment. On the basis of the outer contour of the float, manufacturing information is then automatically created and the manufactured float, depending on the configuration, is used with one, in particular several additional modules, which may have to be defined in advance, to complete the water sports device.
Neben der nutzerbasierten Konfiguration des Wassersportgeräts kann hinsichtlich von für den Nutzer weniger relevanten Bereichen wie z.B. Versorgungs- und Signal leitungen eine ergänzende Konfiguration durch das Computerprogramm erfolgen. In addition to the user-based configuration of the water sports equipment, a supplementary configuration can be made by the computer program with regard to areas that are less relevant for the user, such as supply and signal lines.
Insbesondere ist die Außenkontur auf Basis von Freiformflächen auf der Servervor richtung und/oder dem Endgerät zu bestimmen. Flieraus ergibt sich ein Volumen des Schwimmkörpers, welches zur Anordnung funktionaler Elemente, die als weitere Module definiert werden können, genutzt werden kann. Programmtechnisch werden hierbei die Schnittstellen ggf. in Kooperation mit dem Nutzer vorgesehen oder an sinnvollen Positionen in oder an dem Schwimmkörper automatisch vorgesehen. In particular, the outer contour is to be determined on the basis of free-form surfaces on the server device and / or the terminal. This results in a volume of the floating body, which can be used to arrange functional elements that can be defined as additional modules. In terms of programming, the interfaces are provided, if necessary in cooperation with the user, or are automatically provided at sensible positions in or on the float.
In dem Schritt zur Definition des Schwimmkörpers können ggf. auch in einem vorzu gebenen 3D-Datenformat vorhandene Daten hochgeladen werden, die der Nutzer in einem Konstruktionsprogramm erstellt hat beziehungsweise die aus einem solchen stammen. Beispielsweise kann es sich hierbei um ein Schwimmkörper-Abbild in Form einer Untertasse oder Banane handeln. In the step for defining the floating body, data that are present in a predefined 3D data format and that the user has created in a design program or that originate from such a program can optionally also be uploaded. For example, it can be an image of a floating body in the form of a saucer or a banana.
Damit das zu konstruierende Wassersportgerät je nach Ausbildung tatsächlich auch schwimm- und/oder tauchfähig ist, existiert auf der Servervorrichtung oder auf dem
Endgerät eine Überprüfungsroutine hinsichtlich der konstruktiven, insbesondere schwimmtechnischen Eigenschaften des Wassersportgeräts. Diese Routine wird insbesondere dann durchlaufen, wenn die nutzerseitige Konfiguration abgeschlos sen ist. Insbesondere werden die strömungstechnischen Eigenschaften des konstru ierten 3D-Modells beispielsweise in Rahmen einer Finite-Elemente-Analyse, in der das Wassersportgerät relativ zu einem Medium virtuell fortbewegt wird, überprüft. So that the water sports device to be constructed is actually also capable of swimming and / or diving, depending on the training, exists on the server device or on the Terminal a check routine with regard to the constructive, in particular swimming-technical properties of the water sports device. This routine is run through in particular when the user-side configuration has been completed. In particular, the fluidic properties of the constructed 3D model are checked, for example, in the context of a finite element analysis in which the water sports device is virtually moved relative to a medium.
Sofern die Überprüfung ergibt, dass beispielsweise ein als Tauchscooter ausgebilde tes Wassersportgerät aufgrund seiner strömungstechnischen Eigenschaften nicht zum Tauchen geeignet ist und stattdessen immer wieder in Richtung einer Oberflä che aufschwimmt, oder im Gegenteil immer tiefer taucht, kann dem Nutzer eine ent sprechende Rückäußerung gegeben werden und ggf. ein Verbesserungsvorschlag automatisiert unterbreitet werden. If the check shows that, for example, a water sports device designed as a diving scooter is not suitable for diving due to its fluidic properties and instead always floats up in the direction of a surface or, on the contrary, dives deeper and deeper, the user can be given a corresponding response and If necessary, a suggestion for improvement can be submitted automatically.
Sofern die Überprüfung ergibt, dass das Wassersportgerät in einem ausreichenden Maße schwimm- und/oder tauchfähig ist, wird der Schwimmkörper manuell oder vor zugsweise automatisiert insbesondere mittels Fräsen oder 3D-Druck hergestellt. Die Fertigungsinformationen lassen sich hierbei aus der 3D-Kontur des Schwimmkör pers ableiten, wofür dasselbe oder ein zusätzliches Computerprogramm verwendet werden kann. If the check shows that the water sports device is sufficiently floatable and / or submersible, the float is produced manually or preferably automatically, in particular by means of milling or 3D printing. The manufacturing information can be derived from the 3D contour of the floating body, for which the same or an additional computer program can be used.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Schwimmkörper um ein Schwimmbrett einesThe floating body is preferably a swimming board
Foilboards.
In dem serverseitigen beziehungsweise endgeräteseitigen Computerprogramm ist insbesondere ein Modul für eine Vortriebsvorrichtung abgebildet, welche als Teil ei nes Wassersportgeräts konfiguriert werden kann und die vorzugsweise hinsichtlich der Größe und/oder Leistung konfigurierbar ist. Foil boards. In the server-side or terminal-side computer program, in particular, a module for a propulsion device is shown, which can be configured as part of a water sports device and which is preferably configurable in terms of size and / or power.
Insbesondere handelt es sich hierbei um eine Vortriebsvorrichtung mit wenigstens einem Impellerantrieb oder einem Propellerantrieb. Vorzugsweise ist ebenfalls konfi gurierbar, ob die Vortriebsvorrichtung zur insbesondere automatischen Schubsteue rung, weiter insbesondere zur automatischen Schubvektorsteuerung ausgebildet sein soll. In diesem Fall kann das Wassersportgerät gemäß einer weiteren Option des Programms mit einer hierzu vorgesehenen Steuereinheit konfiguriert werden. In particular, it is a propulsion device with at least one impeller drive or a propeller drive. It is also preferably possible to confi gurate whether the propulsion device should be designed for automatic thrust control in particular, and further in particular for automatic thrust vector control. In this case, the water sports device can be configured according to a further option of the program with a control unit provided for this purpose.
Vorzugsweise weist die Vortriebsvorrichtung wenigstens einen wellen- und/oder na benlosen Propeller oder Impeller auf, insbesondere wobei der Impeller zumindest teilweise in einem über zumindest zwei Öffnungen mit der Umgebung verbundenen Strömungskanal eines Vortriebskörpers angeordnet ist und dessen Schaufeln nur am radial äußeren Bereich gelagert sind und deren radial innere Enden frei im Strö mungskanal angeordnet sind. Die Vortriebsvorrichtung ist hierdurch besonders ge eignet, ufer- oder strandnah betrieben zu werden, da einerseits durch die Anordnung in einem Strömungskanal das Verletzungsrisiko erheblich reduziert wird, anderer seits etwaige Unterwasserpflanzen oder dergleichen Hindernisse deutlich weniger im Strömungskanal und insbesondere am Impeller hängen bleibt.
Vorzugsweise ist eine gegebenenfalls notwendige Steuereinheit hinsichtlich weiterer Funktionen ebenfalls konfigurierbar. So können beispielsweise eine einfache Schub steuerung ergänzt werden durch eine Steuereinheit, die in Kombination mit nachfol gend noch beschriebenen Sensoranordnungen zur automatischen Stabilisierung je nach Fahrsituation des Wassersportgeräts ausgebildet ist. The propulsion device preferably has at least one shaftless and / or na benless propeller or impeller, in particular wherein the impeller is arranged at least partially in a flow channel of a propulsion body connected to the environment via at least two openings and the blades of which are only supported on the radially outer area and whose radially inner ends are arranged freely in the Strö flow channel. The propulsion device is particularly suitable to be operated near the shore or the beach, since on the one hand the risk of injury is significantly reduced by the arrangement in a flow channel, on the other hand any underwater plants or similar obstacles remain significantly less in the flow channel and especially on the impeller. A control unit that may be required can preferably also be configured with regard to further functions. For example, a simple thrust control can be supplemented by a control unit which, in combination with the sensor arrangements described below, is designed for automatic stabilization depending on the driving situation of the water sports device.
Beispielsweise kann einer Wankbewegung oder einem Rollen des Wassersportge räts im Wasser durch Ansteuern etwaiger Steuermittel wie Leitschaufeln, Ruderblät ter oder Vektordüsen entgegen gewirkt werden. For example, a swaying movement or a rolling of the water sports device in the water can be counteracted by activating any control means such as guide vanes, rudder blades or vector nozzles.
Insbesondere wird mittels des Computerprogramms definiert, ob die Flaltevorrich- tung einen Antrieb aufweisen soll, über den eine bei einer Foilboard-Konfiguration vorhandene Tragflächenvorrichtung aus einer Ruhe- und/oder Startposition in die Betriebsstellung und/oder aus der Betriebsstellung in die Ruhe- und/oder Startpositi on überführbar, insbesondere ein- und ausfahrbar und/oder klappbar, ist. Im Fall der Konfiguration eines solchen Antriebmoduls, welches vorzugsweise als elektro-me- chanischer oder elektro-pneumatischer Antrieb ausgebildet ist, wird automatisiert ein Anordnung im oder am Schwimmkörper abgefragt oder in Abhängigkeit des definier ten Schwimmkörpervolumens vorgeschlagen. In particular, it is defined by means of the computer program whether the folding device should have a drive via which a wing device present in a foilboard configuration from a rest and / or start position into the operating position and / or from the operating position into the rest and / or or starting position can be transferred, in particular retractable and extendable and / or foldable. In the case of the configuration of such a drive module, which is preferably designed as an electro-mechanical or electro-pneumatic drive, an arrangement in or on the float is automatically queried or suggested depending on the defined float volume.
Weiterhin ist durch den Nutzer auswählbar, ob die Steuereinheit zur vorzugsweise mehrachsigen Stabilisierung des Schwimmkörpers während des Übergangs in die Betriebsstellung und/oder in der Betriebsstellung ausgebildet sein soll. Eine solche Auswahl führt zu der Anwahl hierfür benötigter Sensoren, z.B. eines Gyrometers, der
zugehörigen Ausbildung der Steuereinheit und etwaiger Aktoren sowie deren Anord nung im oder am Schwimmkörper und/oder anderen Teilen des Wassersportgeräts. Beispielsweise ist eine Steuereinheit in einer Ausnehmung des Schwimmkörpers zu positionieren, während ein Sensor in einer anderen Ausnehmung und Aktoren als Teil einer Tragflächenvorrichtung positioniert werden. Diese zunächst nur im Com puter-Programm vorhandenen Informationen werden dann in der Fertigung des Wassersportgeräts verwendet. Furthermore, the user can select whether the control unit should be designed for preferably multi-axis stabilization of the floating body during the transition into the operating position and / or in the operating position. Such a selection leads to the selection of sensors required for this, for example a gyrometer, the associated training of the control unit and any actuators and their arrangement in or on the float and / or other parts of the water sports equipment. For example, a control unit is to be positioned in a recess of the floating body, while a sensor is positioned in another recess and actuators are positioned as part of a wing device. This information initially only available in the computer program is then used in the manufacture of the water sports equipment.
Insbesondere bei Auswahl eines Verbrennungsmotors einer für den Vortrieb des Wassersportgeräts vorgesehenen Vortriebsvorrichtung, der schwimmkörperseitig anzuordnen ist, wird bei einer vorgesehenen Ausbildung eines Foilboards automati siert ein Winkel- und/oder längsbeweglicher Antriebsstrang konfiguriert, der antriebs mäßig den Motor mit einem Antriebselement verbindet. Alternativ ist ein insbesonde re als Innenläufer-Motor ausgebildeter Elektromotor, der einen Impeller-Antrieb aus bildet, auswählbar. Ein solches Motormodul kann mittels des Computerprogramms und/oder benutzerdefiniert am Schwimmkörper oder einem weiteren Teil des Was sersportgeräts zunächst virtuell positioniert und anschließend gefertigt werden. In particular, when selecting an internal combustion engine of a propulsion device intended for propulsion of the water sports equipment, which is to be arranged on the floating body side, an angular and / or longitudinally movable drive train is automatically configured when a foilboard is provided, which connects the motor with a drive element. Alternatively, an electric motor designed especially as an internal rotor motor, which forms an impeller drive, can be selected. Such a motor module can initially be virtually positioned and then manufactured using the computer program and / or user-defined on the float or a further part of the water sports device.
Vorzugsweise wird von Seiten des Nutzers in dem Computerprogramm ein Modul mit einer Sensoranordnung konfiguriert, wobei die programmtechnische Abbildung des Sensormoduls und dessen Anbindung an das Wassersportgerät vorzugsweise einen Konfigurationsschritt hinsichtlich der Art und Anzahl der Sensoren umfasst.
Beispielsweise wird wenigstens ein Sensor, vorzugsweise eine Mehrzahl von Senso ren, aus einer Gruppe umfassend Gyrosensoren, Geschwindigkeitssensoren, Positi onssensoren (GPS, Glonass, Beidou etc.), Abstandssensoren (Echolot, Sonar), Inf rarotsensoren und Neigungssensoren ausgewählt, die vom Nutzer in dem Wasser sportgerät oder an dessen Außenseite positioniert werden können. A module with a sensor arrangement is preferably configured on the part of the user in the computer program, the programming of the sensor module and its connection to the water sports device preferably comprising a configuration step with regard to the type and number of sensors. For example, at least one sensor, preferably a plurality of sensors, is selected from a group comprising gyro sensors, speed sensors, position sensors (GPS, Glonass, Beidou, etc.), distance sensors (echo sounder, sonar), infrared sensors and inclination sensors that are used by the user in the water sports equipment or on its outside can be positioned.
In Abhängigkeit eines zur Positionsbestimmung verwendbaren Sensors kann eine Steuereinheit konfiguriert werden, die zwecks Geofencing zur Erzeugung von Steu ersignalen auf Basis von Signalen einer Sensoranordnung umfassend zumindest den Sensor ausgebildet ist. Diese Steuereinheit weist insbesondere entsprechende Mittel zur Speicherung einer Karte und zum Abgleich der Position des Wassersport geräts mit dieser Karte oder zumindest Mittel zum Kommunizieren der Position an eine zentrale Kontrolleinheit und zum Empfang von von der zentralen Kontrolleinheit stammender Steuersignale auf. Depending on a sensor that can be used to determine the position, a control unit can be configured which, for the purpose of geofencing, is designed to generate control signals based on signals from a sensor arrangement comprising at least the sensor. This control unit has in particular corresponding means for storing a map and for comparing the position of the water sports device with this map or at least means for communicating the position to a central control unit and for receiving control signals from the central control unit.
Insbesondere wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Modul mit einer Steu ereinheit abgebildet, die vorzugsweise hinsichtlich der Art einer Mensch-Maschine- Schnittsteile konfigurierbar ist. In particular, a module with a control unit is mapped in the method according to the invention, which is preferably configurable with regard to the type of human-machine interface.
Durch die Auswahl einzelner Module umfassend eine Vortriebsvorrichtung, eine Steuereinheit, eine Haltevorrichtung und/oder eine Tragflächenvorrichtung ergeben sich notwendige Mittel zur Kommunikation der einzelnen Komponenten miteinander, zur Versorgung der jeweiligen Komponenten mit Energie und bestimmte Bedingun gen hinsichtlich der Anordnung einzelner Elemente des Wassersportgeräts. Zum
Beispiel ist eine Antenne zur Kommunikation sinnvollerweise in einem über Wasser befindlichen Bereich anzuordnen, während ein Sensor zur Messung des Abstands über Grund in einem unter Wasser befindlichen Bereich des Wassersportgeräts an geordnet werden sollte. Das Computerprogramm zur Erstellung von Fertigungsin formationen berücksichtigt diese notwendigen Voraussetzungen und bildet den von zumindest der Außenkontur her vorgegebenen Schwimmkörper so aus, das die An ordnung der jeweiligen Komponenten sinnvoll möglich ist. The selection of individual modules including a propulsion device, a control unit, a holding device and / or a wing device results in the necessary means for communicating the individual components with one another, for supplying the respective components with energy and certain conditions with regard to the arrangement of individual elements of the water sports device. To the For example, an antenna for communication is sensibly to be arranged in an area located above water, while a sensor for measuring the distance above ground should be arranged in an area of the water sports equipment located under water. The computer program for creating manufacturing information takes these necessary requirements into account and forms the floating body given by at least the outer contour in such a way that the arrangement of the respective components is possible in a meaningful way.
Das für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Compu ter-Programm kann einzelne nacheinander oder parallel ablaufende Unterprogram me umfassen. Einzelne Module des modular aufgebauten Wassersportgeräts kön nen programmtechnisch ebenfalls in optional aufzurufenden Programmmodulen ab gebildet bzw. konfiguriert werden. The computer program used to carry out the method according to the invention can comprise individual sub-programs running one after the other or in parallel. Individual modules of the modular water sports equipment can also be mapped or configured in program modules that can be called up as an option.
Insbesondere wird eine zur Steuerung der ausgewählten Module passende Steuer einheit automatisiert und in Abhängigkeit der konfigurierten Module vorgesehen. In particular, a suitable control unit for controlling the selected modules is automated and provided as a function of the configured modules.
Gemäß einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in dem Programm ein Modul für Zubehör und dessen Schnittstellen abgebildet. Hierdurch können zum Beispiel Kameras, Tragevorrichtungen umfassend Haltegriffe am Was sersportgerät oder andere für den Betrieb und den Umgang mit dem erfindungsge mäß hergestellten Wassersportgerät konfiguriert werden.
Vorzugsweise werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren Server- oder endgerä teseitig verschiedene Arten von Wassersportgeräten abgebildet und hierfür jeweilige Konfigurationsoptionen bereitgehalten. Insbesondere werden die für diese Arten von Wassersportgeräten (z.B. Foilboards oder Tauchscooter) grundlegende Schwimm körper in dem oder den Programmmodulen abgebildet, dergestalt, dass über die Auswahl des Typs von Wassersportgerät in dem Programm die Außenkontur des Schwimmkörpers in einem zugehörigen Schwimmkörpermodul vorzugsweise weiter hin abänderbar vorab definiert wird. According to a further embodiment of the method according to the invention, a module for accessories and their interfaces is mapped in the program. In this way, for example, cameras, carrying devices can be configured including handles on the water sports device or others for the operation and handling of the water sports device produced according to the invention. In the method according to the invention, different types of water sports equipment are preferably mapped on the server or terminal side and respective configuration options are kept ready for this. In particular, the basic floating bodies for these types of water sports equipment (e.g. foil boards or diving scooters) are mapped in the program module or modules in such a way that the outer contour of the floating body in an associated floating body module can preferably be further modified in advance by selecting the type of water sports equipment in the program is defined.
Es versteht sich, dass die Farbe und/oder Oberflächenstruktur des Wassersportge räts ebenfalls von Seiten des Nutzers vorgegeben werden und für die Fertigung be reitgehalten werden kann. It goes without saying that the color and / or surface structure of the water sports device can also be specified by the user and kept ready for production.
Ein erfindungsgemäß hergestelltes Wassersportgerät zeichnet sich insbesondere durch seine hohe Konfigurierbarkeit aus und ist optimal an die Bedürfnisse des Nut zers angepasst. A water sports device produced according to the invention is characterized in particular by its high configurability and is optimally adapted to the needs of the user.
Weitere Einzelheiten der Erfindung lassen sich den nachfolgenden Figuren entneh men. Schematisch dargestellt zeigt: Further details of the invention can be found in the following figures. Schematically shown shows:
Fig. 1 ein Flussdiagramm zu einem erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 shows a flow chart for a method according to the invention,
Fig. 2 ein Beispiel für ein mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens her gestellter erster Schwimmkörper,
Fig. 3- 4 ein mit dem Modul nach Fig. 2 hergestelltes, erfindungsgemäßes Was sersportgerät, 2 shows an example of a first floating body produced by means of a method according to the invention, Fig. 3- 4 a manufactured with the module of Fig. 2, what sersportgerät according to the invention,
Fig. 5 - 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 5 - 7 a further embodiment of the invention,
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, 8 shows a further embodiment of the invention,
Fig. 9 - 10 verschiedene konfigurierbare Vortriebsvorrichtungen, 9-10 different configurable propulsion devices,
Fig. 11 - 14 weitere erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele eines Wassersport geräts. 11-14 further exemplary embodiments according to the invention of a water sports device.
Einzelne technische Merkmale der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispie le können auch in Kombination mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs zu erfindungsgemäßen Weiterbildungen führen. Sofern sinnvoll sind funktional gleich wirkende Teile mit identischen Bezugsziffern versehen. Individual technical features of the Ausführungsbeispie le described below can also lead to further developments according to the invention in combination with the features of the independent claim. Insofar as it makes sense, parts that have the same function are provided with identical reference numbers.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist mittels eines Flussdiagramms in Fig. 1 veran schaulicht. Teilweise läuft das Verfahren als computerimplementiertes Verfahren auf entsprechenden EDV-Einheiten ab, wobei allerdings die in diesem Verfahren ge wonnenen Konstruktionsdaten zur Fertigung eines Wassersportgeräts zu führen, welches dann anschließend dem Kunden bereitgestellt wird.
Insofern gibt es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren drei Ebenen, die in der Fig. 1 übereinander gelagert dargestellt sind. Einerseits eine obere Kundenebene, auf der eine (be-)nutzerdefinierte Produktkonfiguration 3, d.h. die nutzerseitige Kon figuration des Wassersportgeräts stattfindet. Diese Produktkonfiguration erfolgt auf einem insbesondere mobilen Endgerät 5 eines Nutzers, welches eine beispielsweise webbasierte Oberfläche für einen auf einem Server laufendes Computerprogramm zur Durchführung des erfindergemäßen Verfahrens anzeigt. Alternativ kann das Computerprogramm auch auf dem Endgerät 5 alleine laufen und lediglich etwaige Konstruktionsdaten an einen nicht näher dargestellten Server der mittleren Ebene (Servervorrichtung) übermitteln. Auf der Kundenseite wird somit eine programmge steuerte Eingabeschnittstelle für benutzerdefinierte Eingaben auf einem Endgerät 5 vorgesehen, wobei Programmmodule 7, 9, 11 , 13, 15 und 17 durchlaufen werden können, über die wenigstens eine Außenkontur eines Schwimmkörpers 4 eines Wassersportgeräts 2 benutzerdefiniert frei festlegbar ist. Anschließend werden auf Basis der Außenkontur des Schwimmkörpers 4 automatisiert auf dem Endgerät 5 oder auf dem Server Fertigungsinformationen geschaffen und anschließend der kon figurierte Schwimmkörper 4 mit einem, insbesondere mehreren Modulen des Was sersportgeräts 2 verbindbar zur Fertigstellung des Wassersportgeräts verwendet.A method according to the invention is illustrated by means of a flow chart in FIG. 1. The method partially runs as a computer-implemented method on appropriate EDP units, although the construction data obtained in this method are used to manufacture a water sports device, which is then made available to the customer. In this respect, there are three levels in a method according to the invention, which are shown superimposed in FIG. 1. On the one hand, there is an upper customer level on which a (user) -defined product configuration 3, ie the user-side configuration of the water sports device, takes place. This product configuration takes place on an in particular mobile terminal 5 of a user, which displays, for example, a web-based surface for a computer program running on a server for carrying out the method according to the invention. Alternatively, the computer program can also run on its own on the terminal 5 and only transmit any construction data to a server of the middle level (server device), not shown in detail. On the customer side, a program-controlled input interface for user-defined inputs is thus provided on a terminal 5, whereby program modules 7, 9, 11, 13, 15 and 17 can be run through, via which at least one outer contour of a float 4 of a water sports device 2 can be freely defined in a user-defined manner . Then, based on the outer contour of the float 4, production information is automatically created on the terminal 5 or on the server and then the configured float 4 can be connected to one, in particular several modules of the water sports device 2 to complete the water sports device.
Die einzelnen Module des Wassersportgeräts werden über die entsprechenden Pro grammmodule bei dem Ausführungsbeispiel wie folgt definiert. Im Programmmodul 7 wird entweder, aus einer Gruppe von vordefinierten Schwimmkörpern, beispielswei se Tauchskooter-Formen oder Foilboard-Formen ein Schwimmkörper gewählt bzw. alternativ eine eigene Form hochgeladen, die dann als 3D-Datensatz eines vorge-
gebenen, bekannten Formats übernommen wird. Das Programmmodul 9 stellt ein Programmmodul zur Auswahl eines Moduls einer Vortriebsvorrichtung dar, die auch hinsichtlich Größe und/oder Leistung konfigurierbar ist. Insbesondere kann hierbei ein Impeller- oder Propellerantrieb ausgewählt werden inklusive etwaiger Optionen hinsichtlich dessen Steuerbarkeit. Beispielsweise kann ausgewählt werden, ob die Vortriebsvorrichtung über eine Schubvektorsteuerung verfügt, woraufhin entspre chende Steuerelemente ausgewählt werden können. Diese geben bestimmte Rand bedingungen für die Anordnung der einzelnen Module vor. Das Programmmodul 11 ist in Abhängigkeit eines vordefinierten Grundformats optional verfügbar. Bei Aus wahl eines Foilboards im Programmmodul 7 werden hier verschiedene Haltevorrich- tungen für eine im Programmmodul 17 ebenfalls optional wählbare Tragflächenvor richtung ausgewählt. Bei den Flaltevorrichtungen sind verschiedene Gestängekon struktionen entweder vorgebbar und selbst konstruierbar und hinsichtlich ihrer Be- wegbarkeit zur Fierstellung eines Foilboards mit einer Tragflächenvorrichtung, die aus einer Ruhe- und Betriebsposition dicht am Schwimmkörper in eine hiervon ent fernte Betriebsstellung zwecks einer Überwasserfahrt des Schwimmkörpers über führt werden kann, definierbar. Auch die Ansteuerbarkeit und Ausrichtung etwaiger Tragflächen der Tragflächenvorrichtung kann hier konfiguriert werden. The individual modules of the water sports device are defined as follows via the corresponding program modules in the exemplary embodiment. In program module 7, a float is either selected from a group of predefined floating bodies, for example diving scooter shapes or foil board shapes, or, alternatively, one's own shape is uploaded, which is then used as a 3D data set of a predefined given, known format is adopted. The program module 9 represents a program module for selecting a module of a propulsion device, which can also be configured with regard to size and / or power. In particular, an impeller or propeller drive can be selected, including any options with regard to its controllability. For example, it can be selected whether the propulsion device has a thrust vector control, whereupon corresponding control elements can be selected. These specify certain boundary conditions for the arrangement of the individual modules. The program module 11 is optionally available as a function of a predefined basic format. When selecting a foil board in the program module 7, various holding devices are selected here for a wing device which can also be optionally selected in the program module 17. In the case of the folding devices, various linkage constructions can either be specified and constructed by yourself, and with regard to their mobility for the lowering position of a foilboard with a wing device, which are transferred from a rest and operating position close to the float to an operating position distant therefrom for the purpose of moving the float above water can, definable. The controllability and alignment of any wing surfaces of the wing device can also be configured here.
In Abhängigkeit der im Programmmodul 9 gewählten Konfiguration kann ein ent sprechendes Foilboard beispielsweise auch zur aktiven Selbststabilisierung in der Betriebsstellung oder während des Übergangs in die Betriebsstellung ausgebildet sein. In einer automatisierten Ausführung ist in Verbindung mit insbesondere Lage sensoren wie Gyrometern eine aktive Selbststabilisierung des Wassersportgeräts
insbesondere in der Betriebsstellung gegeben. Bei einer aktiven Selbststabilisierung gleicht die Steuereinheit somit Instabilitäten aus, indem sie Steuerbefehle an zu mindest einen Aktor des Wassersportgeräts senden, wobei Aktoren aktive sind Stellmittel. Hierbei kann es sich um einen Motor der Vortriebsvorrichtung, um ver stellbare Klappen oder Düsen oder um verstellbare Finnen, Ruder, Tragflächen oder einzelne verstellbare Abschnitte hiervon handeln. In der Steuereinheit werden Ein gangsgrößen wie Daten über die Lage des Wassersportgeräts, Leistung der Vor triebsvorrichtung, Geschwindigkeit, Beschleunigung und/oder Nutzereingaben aus gewertet und Steuerbefehle für einen Aktor oder mehrere Aktoren erzeugt. Hier durch wird insbesondere Anfängern schneller ein besseres Fahrerlebnis ermöglicht. Insbesondere ist die Steuereinheit zur aktiven Selbststabilisierung des Wassersport geräts mittels der Schubvektorsteuerung während des Übergangs in die Betriebs stellung und/oder beim Abheben des Schwimmkörpers von der Wasseroberfläche ausgebildet, da während dieser Phasen große Einflüsse auf die nutzende Person erfolgen. Depending on the configuration selected in the program module 9, a corresponding foil board can also be designed, for example, for active self-stabilization in the operating position or during the transition to the operating position. In an automated version, in conjunction with position sensors such as gyrometers, in particular, the water sports device is actively self-stabilizing especially given in the operating position. In the case of an active self-stabilization, the control unit thus compensates for instabilities by sending control commands to at least one actuator of the water sports device, actuators being active actuating means. This can be a motor of the propulsion device, adjustable flaps or nozzles or adjustable fins, oars, wings or individual adjustable sections thereof. In the control unit, input variables such as data on the location of the water sports equipment, performance of the drive device, speed, acceleration and / or user inputs are evaluated and control commands are generated for one or more actuators. This enables beginners in particular to have a better driving experience faster. In particular, the control unit is designed for active self-stabilization of the water sports device by means of the thrust vector control during the transition to the operating position and / or when the floating body is lifted from the water surface, since during these phases there are great influences on the person using it.
Etwaige den Betrieb des Wassersportgeräts vereinfachende Sensoren bzw. diesem für verschiedene, insbesondere Komfort-Funktionen zur Verfügung stehende Senso ren einer Sensoranordnung können im Programmmodul 15 gewählt werden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Sensoren aus einer Gruppe von Sensoren um fassend Gyrosensoren, Geschwindigkeitssensoren, Positionssensoren, Abstands sensoren, Infrarotsensoren und Neigungssensoren.
Im Programmmodul 13 sind verschiedene Steuereinheiten, die insbesondere hin sichtlich einer Mensch-Maschine-Schnittsteile konfigurierbar sind, abgebildet. Bei spielsweise können dort ein Handgerät für eine Handsteuerung eines Foilboards, Displayeinheiten für die Anordnung von Displays in einem Schwimmkörper und/oder Bus-Systeme zur Ansteuerung einzelner Module und Kommunikationsmittel ausge wählt werden. Zusätzliche Module, die nicht dargestellt sind, können beispielsweise Zubehör und dessen Schnittstellen abbilden, beispielsweise Kameras, Lebensret tungszubehör etc.. Any sensors that simplify the operation of the water sports device or sensors of a sensor arrangement that are available for different, in particular comfort functions, can be selected in the program module 15. These are, for example, sensors from a group of sensors including gyro sensors, speed sensors, position sensors, distance sensors, infrared sensors and inclination sensors. In the program module 13, various control units, which can be configured in particular with respect to a human-machine interface, are mapped. For example, a hand-held device for hand control of a foil board, display units for arranging displays in a float and / or bus systems for controlling individual modules and communication means can be selected there. Additional modules that are not shown can, for example, map accessories and their interfaces, for example cameras, life-saving accessories, etc.
Nach der Auswahl des Typs des Wassersportgeräts im Programmmodul 7 und des sen Konfiguration wird entweder serverseitig oder endgeräteseitig ein 3D-Datensatz eines Wassersportgerätes geschaffen, der entweder bereits auf der Seite des Kun den durch das in dem entsprechenden Gerät ablaufende Programm oder auf einer Servervorrichtung hinsichtlich konstruktiver, insbesondere schwimmtechnischer Ei genschaften überprüft wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt dies im Programmmodul 19. Sofern eine entsprechende Überprüfung ein positives Ergebnis erbracht hat, erfolgt neben üblichen Abfrageschritten wie Adresseingabe, Bestellvor gang etc. die Festlegung etwaiger Fertigungsschritte. Vorzugsweise wird hierbei de finiert, ob der Schwimmkörper je nach vorhandener Materialwahl durch einen 3D- Druck oder durch Fräsen hergestellt wird (Schritt 21 ). Anschließend erfolgt eine Fer tigung im Schritt 23 und eine Prüfung des gefertigten Wassersportgeräts im Schritt 25, bevor dieses im Schritt 27 dem Kunden bereitgestellt wird. Für die Fertigung ins besondere des Schwimmkörpers wird wie vorbeschrieben ein Fertigungsdatensatz erzeugt.
Beispielsweise wird im Programmmodul 7 zunächst ein Schwimmkörper 4 in Form eines Schwimmbretts konfiguriert. Dieser kann dann gern den optionalen Pro grammmodulen 11 und 17 mit der in den Fig. 3 und 4 dargestellten T ragflächenvor- richtung 6 jeweils zwei vordere und zwei hintere, gelenkig aneinander angebundene Lenker 10 aufweisen, die mittels eines Quergestänges 24 miteinander verbunden und von einem Antrieb 12 aus einer dicht am Schwimmkörper 4 befindlichen Ruhe- und Betriebsposition über eine in der Fig. 3 dargestellte Zwischenstellung in die Be triebsstellung gern. Fig. 4 überführt werden. Hierfür weist die Flaltevorrichtung 8 eine Steuervorrichtung auf, die in eine Steuereinheit, welche im Programmmodul 13 aus gewählt wird, gesteuert werden. After the selection of the type of water sports device in the program module 7 and its configuration, a 3D data record of a water sports device is created either on the server side or on the end device side, which is either already on the customer side by the program running in the corresponding device or on a server device with regard to constructive , in particular swimming properties is checked. In the present exemplary embodiment, this takes place in the program module 19. If a corresponding check has produced a positive result, in addition to the usual query steps such as address input, ordering process, etc., any production steps are specified. It is preferably defined here whether the floating body is produced by 3D printing or by milling, depending on the choice of material (step 21). Production then takes place in step 23 and the finished water sports device is checked in step 25 before it is made available to the customer in step 27. For the production of the float in particular, a production data set is generated as described above. For example, a float 4 in the form of a swimming board is first configured in the program module 7. This can then like the optional program modules 11 and 17 with the support surface device 6 shown in FIGS Drive 12 from a resting and operating position located close to the float 4 via an intermediate position shown in FIG. 3 in the operating position like loading. Fig. 4 can be transferred. For this purpose, the folding device 8 has a control device which is controlled in a control unit which is selected in the program module 13.
Die Fig. 5 bis 7 offenbaren eine weitere, wieder als Foilboard ausgebildete Variante eines Wassersportgeräts 2, welche vorliegend mit zwei Vortriebsvorrichtungen 50 ausgestattet ist, zwischen denen Tragflächen 16 einer Tragflächenvorrichtung 6 an geordnet sind. Die Flaltevorrichtung 8, mittels der die mit den beiden Vortriebsvor richtungen 50 versehene Tragflächenvorrichtung 6 aus der in der Fig. 6 gezeigten Betriebsstellung wieder in die in der Fig. 7 dargestellte Ruhe- und/oder Startposition überführbar ist, weist wiederum einen elektromotorischen Antrieb 12 auf. Zusätzlich ist ein Schild 71 konfiguriert, der als Spritzschutz dient. Sofern bei einem mit einer beweglichen Flaltevorrichtung 8 konfigurierten Foilboard, welches aus der in der Fig. 5 gezeigten Stellung in eine Ruhe- und Startposition dicht am Schwimmkörper 4 überführbar sein soll, die Form des Schwimmkörpers gegen eine ausreichend dichte Anordnung spricht, kann beispielsweise vom Computerprogramm die Einbringung in
eine der in Fig. 5 gezeigten Ausnehmungen 68 vorgeschlagen werden, damit die Tragflächenvorrichtung 6 besser an den Schwimmkörper 4 heranverschwenken kann. 5 to 7 disclose a further, again designed as a foil board variant of a water sports device 2, which in the present case is equipped with two propulsion devices 50, between which wings 16 of a wing device 6 are arranged. The folding device 8, by means of which the wing device 6 provided with the two propulsion devices 50 can be transferred from the operating position shown in FIG. 6 back to the rest and / or start position shown in FIG. 7, again has an electric motor drive 12 . In addition, a shield 71 is configured, which serves as a splash guard. If, in the case of a foil board configured with a movable folding device 8, which should be able to be transferred from the position shown in FIG. 5 to a rest and start position close to the float 4, the shape of the float speaks against a sufficiently tight arrangement, for example the computer program the introduction in one of the recesses 68 shown in FIG. 5 can be proposed so that the wing device 6 can pivot better towards the floating body 4.
Eine in der Fig. 8 gezeigte Anordnung von Vortriebsvorrichtungen 50 seitlich an Tragflächen 16 kann sowohl nutzerseitig als auch in dem Programmmodul 9 vorge schlagen werden, sofern ein Grundtypus eines Foilboards im Programmmodul 7 ausgewählt wurde (Fig. 8). Im Programmmodul 9 sind ebenfalls verschiedene Typen von Vortriebsvorrichtungen auswählbar. Beispielhaft zeigt die Fig. 9 eine mit einem Impellerantrieb versehene Vortriebsvorrichtung 50, die zur Schubvektorsteuerung mittels als Flöhen- und Seitenruder ausgebildeten Leitschaufeln 94 vorgesehen ist. Fig. 10 zeigt eine Vortriebsvorrichtung mit einer Vektordüse 92. An arrangement of propulsion devices 50 shown in FIG. 8 on the side of wings 16 can be proposed both on the user side and in the program module 9, provided a basic type of a foilboard has been selected in the program module 7 (FIG. 8). Various types of propulsion devices can also be selected in the program module 9. As an example, FIG. 9 shows a propulsion device 50 which is provided with an impeller drive and which is provided for thrust vector control by means of guide vanes 94 designed as flea and rudder rudders. 10 shows a propulsion device with a vector nozzle 92.
Gemäß Programmmodul 11 sind die Tragflächen 16 einer Tragflächenvorrichtung 6 als schwenkbeweglich konfigurierbar, wozu einerseits eine manuelle Verschwen kung auswählbar ist, die vor Beginn eines Einsatzes zwecks Erreichung bestimmter Eigenschaften vorgenommen werden muss. Bei einer komfortablen Variante eines Foilboards kann andererseits mit einer entsprechenden Steuereinheit und entspre chenden Aktoren auch eine motorische und insbesondere zu Stabilisierungszwe cken automatische Steuerbarkeit der Tragflächen 16 konfiguriert werden (Fig. 12). Die Steuerbarkeit der Tragflächen 16 kann auch durch nur teilweise gesteuerte Teile der Tragflächenvorrichtung in Form von deren Spitzen 16.1 konfiguriert bzw. erreicht werden (Fig. 13). Gern. Fig. 14 kann eine mit insgesamt zwei vorderen und zwei hin teren Lenkern 10, die jeweils auf einer Seite einer Vortriebsvorrichtung 50 angeord-
net sind, ausgebildete Vortriebsvorrichtung 50 auch mit einem Propeller statt eines Impellers ausgestattet sein.
According to program module 11, the wings 16 of a wing device 6 can be configured to be pivotable, for which on the one hand manual pivoting can be selected, which must be carried out before the start of an operation in order to achieve certain properties. In the case of a convenient variant of a foilboard, on the other hand, with a corresponding control unit and corresponding actuators, motorized and, in particular, automatic controllability of the wings 16 for stabilization purposes can be configured (FIG. 12). The controllability of the wing 16 can also be configured or achieved by only partially controlled parts of the wing device in the form of their tips 16.1 (FIG. 13). Gladly. Fig. 14 can have a total of two front and two back direct links 10, which are each arranged on one side of a propulsion device 50 net, trained propulsion device 50 can also be equipped with a propeller instead of an impeller.