RU220533U1 - Device for high-speed human movement in water - Google Patents

Device for high-speed human movement in water Download PDF

Info

Publication number
RU220533U1
RU220533U1 RU2023114852U RU2023114852U RU220533U1 RU 220533 U1 RU220533 U1 RU 220533U1 RU 2023114852 U RU2023114852 U RU 2023114852U RU 2023114852 U RU2023114852 U RU 2023114852U RU 220533 U1 RU220533 U1 RU 220533U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
person
casing
water
nut
screw
Prior art date
Application number
RU2023114852U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Григорьевич Назаров
Original Assignee
Николай Григорьевич Назаров
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Григорьевич Назаров filed Critical Николай Григорьевич Назаров
Application granted granted Critical
Publication of RU220533U1 publication Critical patent/RU220533U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для передвижения человека в воде за счет использования собственных мускульных усилий. Техническим результатом полезной модели является повышение скорости передвижения человека в воде. Технический результат достигнут за счет того, что предложено устройство для высокоскоростного передвижения человека в воде, состоящее из корпуса, на котором закреплено средство крепления человека. В качестве передаточного механизма перемещения рабочих конечностей человека к гребному винту применена несамостопорящаяся передача «винт-гайка» с механизмом, который позволяет не передавать обратное движение каретки, закрепленной на гайке. На корпусе жестко закреплен кожух, в котором установлен двойной гребной винт из двух соосных, вращающихся в противоположных направлениях гребных винтов. В подшипниковых опорах корпуса и кожуха установлены два винтовых вала, образующих с установленными на них каретками независимые передачи «винт-гайка» для каждой конечности. Каждый из двух гребных винтов связан кинематически с одним из двух валов посредством механических передач, установленных в кожухе. На корпусе устройства установлен съемный обтекатель, выполненный из оптически прозрачного материала. Устройство может найти применение в самых широких сферах деятельности человека в водной среде. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to devices for moving a person in water using their own muscular efforts. The technical result of the utility model is to increase the speed of human movement in water. The technical result was achieved due to the fact that a device for high-speed movement of a person in water is proposed, consisting of a body on which a means of fastening a person is fixed. As a transmission mechanism for moving the working limbs of a person to the propeller, a non-self-locking “screw-nut” transmission with a mechanism is used that makes it possible not to transmit the reverse movement of the carriage attached to the nut. A casing is rigidly fixed to the hull, in which a double propeller consisting of two coaxial propellers rotating in opposite directions is installed. Two screw shafts are installed in the bearing supports of the housing and casing, forming independent “screw-nut” transmissions for each limb with the carriages installed on them. Each of the two propellers is kinematically connected to one of the two shafts through mechanical gears installed in the casing. A removable fairing made of optically transparent material is installed on the device body. The device can find application in the widest areas of human activity in the aquatic environment. 1 salary f-ly, 2 ill.
Figure 00000001

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к устройствам для передвижения человека в воде за счет использования собственных мускульных усилий.The utility model relates to devices for moving a person in water using their own muscular efforts.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство для движения боевого пловца под водой [Патент РФ №2295372, опубл. 20.03.2007, БИ №8], содержащее соосные гребные винты разнонаправленного вращения, размещенные на корпусе и приводимые во вращение посредством передачи возвратно-поступательного движения конечностей пловца через зубчатые рейки и зубчатые колеса. Однако такая конструкция сложна, содержит большое количество перемещающихся деталей, что вызывает большие потери мускульной энергии пловца. Громоздкость конструкции существенно ограничивает маневренность. Также, ввиду несовпадения направления движения пловца и направления тяги гребных винтов создается опрокидывающий момент, компенсировать который пловец будет вынужден неестественным напряженным положением своего тела, что будет создавать трудности в управляемости при пользовании таким устройством, и опять же дополнительные потери затрачиваемой пловцом энергии. Устройство создает большое лобовое сопротивление, что также снижает возможность развивать большую скорость пловцу.A device for the movement of a combat swimmer under water is known [RF Patent No. 2295372, publ. 03/20/2007, BI No. 8], containing coaxial propellers of multidirectional rotation, placed on the hull and driven into rotation by transmitting the reciprocating motion of the swimmer’s limbs through racks and gears. However, such a design is complex and contains a large number of moving parts, which causes large losses of the swimmer’s muscular energy. The bulkiness of the design significantly limits maneuverability. Also, due to the mismatch between the direction of movement of the swimmer and the direction of thrust of the propellers, a capsizing moment is created, which the swimmer will be forced to compensate for by the unnatural tense position of his body, which will create difficulties in controllability when using such a device, and again additional losses of energy expended by the swimmer. The device creates high drag, which also reduces the ability of the swimmer to develop high speed.

Известно устройство для передвижения в воде [Патент РФ №199526, опубл. 07.09.2020, БИ №25], содержащее корпус в виде телескопической штанги, на одном конце которой закреплен редуктор с педальным приводом, на приводном валу которого расположен гребной винт, а на другом конце - средство крепления устройства к телу человека. Существенным недостатком такого устройства является велосипедный принцип привода. Однако, по сравнению с наземной эксплуатацией в водной среде при такой кинематике основная доля усилий тратится на преодоление сопротивления среды, а не на передачу крутящего момента на привод. Основная доля затрачиваемой энергии уходит на преодоление сопротивления воды.A known device for movement in water [RF Patent No. 199526, publ. 09/07/2020, BI No. 25], containing a housing in the form of a telescopic rod, at one end of which a gearbox with a pedal drive is attached, on the drive shaft of which a propeller is located, and at the other end - a means of attaching the device to the human body. A significant disadvantage of this device is the bicycle drive principle. However, compared to ground operation in an aquatic environment, with such kinematics, the main share of effort is spent on overcoming the resistance of the medium, and not on transmitting torque to the drive. The main share of energy expended is spent on overcoming the resistance of water.

Наиболее близким техническим решением является устройство для скоростного передвижения человека в воде [Патент РФ на ПМ №2, опубл. 2023, БИ №], выполненное в виде корпуса, на котором закреплено средство крепления тела человека-пловца. Приводной вал одним концом закреплен в корпусе с возможностью свободного вращения вокруг своей оси, а на другом конце закреплен гребной винт. Вал выполнен винтовым, на нем установлена с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль оси вала каретка, входящая в зацепление с валом поверхностью отверстия, которая соответствует винтовой поверхности вала, образуя несамостопорящуюся передачу типа винт-гайка. Каретка снабжена механизмом, который позволяет не передавать обратное движение каретки при возврате конечностей пловца в исходное положение перед приложением рабочего усилия. Средства крепления конечностей человека закреплены на каретке.The closest technical solution is a device for high-speed movement of a person in water [RF Patent for PM No. 2, publ. 2023, BI No.], made in the form of a body on which a means of fastening the body of a human swimmer is fixed. The drive shaft is fixed at one end in the housing with the possibility of free rotation around its axis, and the propeller is fixed at the other end. The shaft is made of a screw, and a carriage is installed on it with the possibility of reciprocating movement along the axis of the shaft, which engages with the shaft with the surface of the hole, which corresponds to the screw surface of the shaft, forming a non-self-locking screw-nut type transmission. The carriage is equipped with a mechanism that makes it possible not to transmit the reverse movement of the carriage when returning the swimmer's limbs to their original position before applying the working force. Means for fastening human limbs are fixed to the carriage.

Недостатками такого решения являются, во-первых, однонаправленное движение гребного винта, что создает обратный вращательный момент на пловца, стремящийся вращать пловца вокруг направления движения. Компенсировать этот момент пловец вынужден либо за счет положения своего тела при движении, либо за счет установки предусмотренного в конструкции руля. В обоих случаях компенсация крутящего момента ведет к потере затрачиваемой энергии и, соответственно, к потере скорости передвижения. Недостатком также является невозможность поочередной работы ног пловца, что является более эргономичным по сравнению с одновременным движением конечностей, особенно при передвижении на большие расстояния.The disadvantages of this solution are, firstly, the unidirectional movement of the propeller, which creates a reverse torque on the swimmer, tending to rotate the swimmer around the direction of movement. The swimmer is forced to compensate for this moment either by the position of his body during movement, or by installing the steering wheel provided in the design. In both cases, torque compensation leads to a loss of expended energy and, accordingly, to a loss of movement speed. Another disadvantage is the inability to alternately work the swimmer's legs, which is more ergonomic compared to the simultaneous movement of the limbs, especially when moving over long distances.

Техническим результатом полезной модели является повышение скорости передвижения человека в воде.The technical result of the utility model is to increase the speed of human movement in water.

Раскрытие полезной моделиDisclosure of utility model

Технический результат достигнут за счет того, что предложено устройство для высокоскоростного передвижения человека в воде, состоящее из корпуса, на котором закреплено средство крепления человека. В качестве передаточного механизма перемещения рабочих конечностей человека к гребному винту применена несамостопорящаяся передача«винт-гайка» с механизмом, который позволяет не передавать обратное движение каретки, закрепленной на гайке. На корпусе жестко закреплен кожух, в котором установлен двойной гребной винт из двух соосных, вращающихся в противоположных направлениях гребных винтов. В подшипниковых опорах корпуса и кожуха установлены два винтовых вала, образующих с установленными на них каретками независимые передачи «винт-гайка» для каждой конечности. Каждый из двух гребных винтов связан кинематически с одним из двух валов посредством механических передач, установленных в кожухе. На корпусе устройства установлен съемный обтекатель, выполненный из оптически прозрачного материала.The technical result was achieved due to the fact that a device for high-speed movement of a person in water is proposed, consisting of a body on which a means of fastening a person is fixed. As a transmission mechanism for moving the working limbs of a person to the propeller, a non-self-locking screw-nut transmission with a mechanism is used that makes it possible not to transmit the reverse movement of the carriage attached to the nut. A casing is rigidly fixed to the hull, in which a double propeller consisting of two coaxial propellers rotating in opposite directions is installed. Two screw shafts are installed in the bearing supports of the housing and casing, forming independent “screw-nut” transmissions for each limb with the carriages installed on them. Each of the two propellers is kinematically connected to one of the two shafts through mechanical gears installed in the casing. A removable fairing made of optically transparent material is installed on the device body.

Перечень чертежейList of drawings

На фиг. 1 приведена кинематическая схема устройства, на фиг. 2 - схематичное изображение человека-пловца при пользовании устройством.In fig. 1 shows a kinematic diagram of the device; Fig. 2 is a schematic representation of a human swimmer using the device.

Осуществление полезной моделиImplementation of a utility model

Устройство для высокоскоростного передвижения человека в воде состоит из корпуса 1 (фиг. 1), с закрепленным на нем средством крепления к телу человека-пловца 2, на корпусе 1 закреплен кожух гребных винтов 3, в подшипниковых опорах корпуса и кожуха установлены винтовые валы 4 и 5 с установленными на них каретками, соответственно, 6 и 7. Каретки снабжены встроенными в них механизмами, образующими во взаимодействии с винтовыми валами две передачи «винт-гайка», а также механизмами, позволяющими не передавать обратное движение каретки при возврате их в исходное положение в направлении корпуса устройства. Валы 4 и 5 через редукторы соединены с соответствующими гребными винтами 8 и 9. На корпусе закреплен съемный обтекатель 10 (фиг. 2).A device for high-speed movement of a person in water consists of a housing 1 (Fig. 1), with a means of attaching it to the body of a human swimmer 2, a casing of propellers 3 is fixed to the casing 1, screw shafts 4 are installed in the bearing supports of the casing and casing. 5 with carriages installed on them, 6 and 7, respectively. The carriages are equipped with built-in mechanisms that, in interaction with the screw shafts, form two “screw-nut” gears, as well as mechanisms that make it possible not to transmit the reverse movement of the carriage when returning them to their original position towards the device body. Shafts 4 and 5 are connected through gearboxes to the corresponding propellers 8 and 9. A removable fairing 10 is attached to the hull (Fig. 2).

Устройство работает следующим образом. Пловец закрепляет устройство 2 в области пояса, при этом корпус 1 может поворачиваться вокруг оси, перпендикулярной корпусу 1 в районе расположения средства крепления. Таким образом, пловец, закрепив устройство, может повернуть его в сторону от направления движения, и таким образом, без неудобств войти в водоем, удерживая его в руках и наклонив его вправо или влево по ходу. Находясь в воде, пловец устанавливает конечности в соответствующие для них отверстия в каретках 6 и 7 и начинает движение, разгибая с приложением усилия поочередно одну или одновременно обе ноги. В данной конструкции несколько усложнена передача движения за счет того, что появилась дополнительная ступень передачи движения, но, учитывая, что КПД сдвоенного гребного винта, как известно, заметно выше одинарного, это существенно компенсирует потери в механических передачах. Если применить, например, зубчатую передачу с полимерными зубчатыми колесами, то не потребуется герметизация редукторного устройства. При одновременной работе обеих конечностей движение будет осуществляться абсолютно прямолинейно. При поочередном движении возможно небольшое покачивание из стороны в сторону, которое несущественно будет влиять на движение пловца, учитывая инерционность массы пловца. На корпусе может быть закреплен съемный обтекатель 10 (фиг. 2) из оптически прозрачного материала, в котором могут быть установлены дополнительные устройства, например, элементы рулевого управления, приборы навигации и т.п. Обтекатель, выполненный с учетом законов гидродинамики, позволяет повысить скорость, а также создать определенные удобства для пловца.The device works as follows. The swimmer fastens the device 2 in the belt area, while the body 1 can be rotated around an axis perpendicular to the body 1 in the area where the fastening means is located. Thus, the swimmer, having secured the device, can turn it away from the direction of movement, and thus, without inconvenience, enter the reservoir, holding it in his hands and tilting it to the right or left as he goes. While in the water, the swimmer places the limbs in the corresponding holes in the carriages 6 and 7 and begins to move, straightening one or both legs alternately with the application of force. In this design, the transmission of motion is somewhat complicated due to the fact that an additional stage of motion transmission has appeared, but given that the efficiency of a twin propeller, as is known, is noticeably higher than a single one, this significantly compensates for losses in mechanical transmissions. If, for example, a gear train with polymer gears is used, then sealing of the gear unit will not be required. When both limbs work simultaneously, the movement will be absolutely linear. When moving alternately, a slight sway from side to side is possible, which will have an insignificant effect on the swimmer’s movement, taking into account the inertia of the swimmer’s mass. A removable fairing 10 (Fig. 2) made of an optically transparent material can be attached to the body, in which additional devices can be installed, for example, steering control elements, navigation devices, etc. The fairing, made taking into account the laws of hydrodynamics, allows you to increase speed and also create certain conveniences for the swimmer.

Устройство может найти широкое применение в области спорта, развлечений, подводного туризма, рыболовства, мониторинга подводных сооружений и т.д.The device can find wide application in the field of sports, entertainment, underwater tourism, fishing, monitoring of underwater structures, etc.

Claims (2)

1. Устройство для высокоскоростного передвижения человека в воде, состоящее из корпуса, на котором закреплено средство крепления человека и привод, использующий в качестве передаточного механизма перемещения рабочих конечностей человека к гребному винту несамостопорящуюся передачу «винт-гайка» с механизмом, который позволяет не передавать обратное движение каретки, закрепленной на гайке, отличающееся тем, что на корпусе жестко закреплен кожух, в котором установлен двойной соосный гребной винт с возможностью вращения каждого из отдельных винтов в противоположных направлениях, а в подшипниковых опорах корпуса и кожуха установлены два винтовых вала, образующих с установленными на них каретками независимые передачи «винт-гайка» для каждой конечности, причем каждая каретка снабжена механизмом, который позволяет не передавать обратное движение каретки, при этом каждый из двух отдельных гребных винтов связан кинематически с одним из двух винтовых валов посредством механических передач, установленных в кожухе.1. A device for high-speed movement of a person in water, consisting of a body on which a means of fastening a person is fixed and a drive that uses, as a transmission mechanism for moving the working limbs of a person to the propeller, a non-self-locking “screw-nut” transmission with a mechanism that allows not to transmit the reverse movement of the carriage mounted on a nut, characterized in that a casing is rigidly fixed to the hull, in which a double coaxial propeller is installed with the possibility of rotating each of the individual screws in opposite directions, and two screw shafts are installed in the bearing supports of the hull and casing, forming with the installed they have carriages with independent “screw-nut” transmissions for each limb, and each carriage is equipped with a mechanism that makes it possible not to transmit the reverse movement of the carriage, while each of the two separate propellers is kinematically connected to one of the two screw shafts through mechanical gears installed in casing. 2. Устройство для высокоскоростного передвижения человека в воде по п. 1, отличающееся тем, что на корпусе устройства установлен обтекатель, выполненный из оптически прозрачного материала.2. A device for high-speed movement of a person in water according to claim 1, characterized in that a fairing made of optically transparent material is installed on the device body.
RU2023114852U 2023-06-06 Device for high-speed human movement in water RU220533U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU220533U1 true RU220533U1 (en) 2023-09-21

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04141185A (en) * 1990-10-01 1992-05-14 Yoshiharu Ozekawa Swimming implement
RU2295372C2 (en) * 2005-05-12 2007-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова Device for propulsion of swimmer under water
JP4945754B2 (en) * 2006-12-27 2012-06-06 国立大学法人鹿屋体育大学 Screwed swimwear
CN109224402A (en) * 2014-06-30 2019-01-18 尚谷科技(天津)有限公司 Manual driving device for swimming
RU199526U1 (en) * 2020-06-26 2020-09-07 Общество с ограниченной ответственностью "Паритет-Центр" DEVICE FOR MOVING IN WATER
RU218273U1 (en) * 2022-12-12 2023-05-18 Николай Григорьевич Назаров A device for high-speed movement of a person in water

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04141185A (en) * 1990-10-01 1992-05-14 Yoshiharu Ozekawa Swimming implement
RU2295372C2 (en) * 2005-05-12 2007-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова Device for propulsion of swimmer under water
JP4945754B2 (en) * 2006-12-27 2012-06-06 国立大学法人鹿屋体育大学 Screwed swimwear
CN109224402A (en) * 2014-06-30 2019-01-18 尚谷科技(天津)有限公司 Manual driving device for swimming
RU199526U1 (en) * 2020-06-26 2020-09-07 Общество с ограниченной ответственностью "Паритет-Центр" DEVICE FOR MOVING IN WATER
RU218273U1 (en) * 2022-12-12 2023-05-18 Николай Григорьевич Назаров A device for high-speed movement of a person in water

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105460189B (en) A kind of flapping wing drive device under water
US4427392A (en) Pedal driven outboard propeller and steering assembly
AU2018319543B2 (en) Propulsion device for watercraft
RU220533U1 (en) Device for high-speed human movement in water
JPS61175345A (en) Propulsive machinery of boat
US4623314A (en) Bow facing rowing arrangement
CN211336395U (en) Underwater equipment vector propeller
CN107244403A (en) The parallel vector propulsion device of two-freedom
CN110937093A (en) Underwater equipment vector propeller
CN116238673A (en) Bionic underwater robot based on MPF long-wave motion propulsion principle
RU218273U1 (en) A device for high-speed movement of a person in water
CN113562146B (en) Propelling structure for miniature underwater detection robot
US6241565B1 (en) Helical drive human powered boat
US9731804B1 (en) Directly mounted shaft actuator
GB2032787A (en) Controlling movements of models
CN210087916U (en) Double-clutch amphibious reduction gearbox
US10232922B2 (en) Reversing gear drive
CN218506102U (en) Bionic turtle paddling type propelling device
JP2010120486A (en) Water bicycle
CN216332682U (en) Adjustable propeller hub for ship propulsion and ship
JP2864445B2 (en) Variable pitch propeller device for small high-speed marine outboard motor
RU2041132C1 (en) Water craft propeller
KR100520006B1 (en) Oar projectile apparatus
CN111071380A (en) Manually-driven watercraft or land vehicle
CN1049192C (en) Pedal racing boat