RU2772919C1 - Водный велосипед (вопед) - Google Patents
Водный велосипед (вопед) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772919C1 RU2772919C1 RU2021135914A RU2021135914A RU2772919C1 RU 2772919 C1 RU2772919 C1 RU 2772919C1 RU 2021135914 A RU2021135914 A RU 2021135914A RU 2021135914 A RU2021135914 A RU 2021135914A RU 2772919 C1 RU2772919 C1 RU 2772919C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- seat
- propeller
- planes
- water
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000004795 extruded polystyrene foam Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003746 Feathers Anatomy 0.000 description 1
- 210000003205 Muscles Anatomy 0.000 description 1
- 241000143392 Oar Species 0.000 description 1
- 241001465382 Physalis alkekengi Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003387 muscular Effects 0.000 description 1
- 210000000006 pectoral fin Anatomy 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 230000036633 rest Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к водным велосипедам. Водный велосипед включает платформу с поплавками, сиденье, движитель с педальным приводом и рулевое устройство. Поплавок выполнен в виде жесткого плавучего корпуса, вставлен в пространственный силовой каркас с верхней и нижней плоскостями и соединен с ними. На верхней плоскости каркаса установлены сиденье, руль рулевого устройства, четыре опоры с подшипниками педального привода и два вертикальных приводных вала движителей. Валы движителей соединены в своей верхней части с коленчатым валом парами конических шестерен с обеспечением встречного вращения в режимах прямого хода и реверса. Валы движителей соединены в своей нижней части через оси с гребными лопастями в рамках с обеспечением их поворотов из вертикального положения при рабочем полуобороте в горизонтальное положение при холостом полуобороте. Совмещенный проем в корпусе, верхней и нижней плоскостях каркаса выполнен перед сиденьем, герметично закрыт снизу прозрачным экраном. Для управления и стабилизации руль имеет связанные с ним подводные плоскости. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Водный велосипед (далее - сокращенно вопед) относится к индивидуальным плавучим средствам, а именно, к водным велосипедам, предназначенным для активного отдыха и спортивных соревнований, туризма, прогулок по поверхности водоемов, рыбной ловли и качественного наблюдения за подводным миром, в том числе для людей с ограниченными физическими возможностями.
Вопед содержит самонесущий не тонущий корпус в виде доски, например, из экструдированного пенополистирола или надувной конструкции в мобильном варианте, вставленный в пространственный каркас с закрепленными на нем сиденьем, рулем, силовой установкой, двумя движителями и механизмом передачи энергии к ним от силовой установки.
В случае человека в качестве силовой установки мускульная энергия от него передается к движителям механизмом в форме коленчатого вала с педалями, установленным в подшипниках на четырех опорах и соединенным с приводными валами лопастных движителей посредством конических шестеренчатых передач с возможностью выбора предпочтительного передаточного отношения, от которого зависит скорость плавания и требуемый крутящий момент (усилие на педалях), установкой соответствующих пар шестерен. Конические шестерни обеспечивают встречное вращение приводных валов движителей с одинаковыми угловыми скоростями для сложения тяг движителей при движении вопеда как в прямом, так и обратном направлениях.
Другим возможным вариантом силовой установки является работающий от аккумулятора электрический двигатель с редуктором. В этом случае вместо коленчатого используется прямолинейный вал с механизмом передачи крутящего момента от электрического двигателя на вал и далее на движители.
Лопасти движителей, от двух до четырех в каждом, крепятся к своим приводным валам на осях, закрепленных на нижних концах приводных валов. Конструкция механизма движителей обеспечивает чередование поворотов лопастей из вертикального положения после завершения рабочего полуоборота в горизонтальное при холостом полуобороте и обратно.
Повороты вопеда осуществляются вращением руля, к которому под корпусом прикреплены одна или несколько управляющих плоскостей, одновременно выполняющие функцию киля и служащие дополнительной механической защитой движителей от предметов и растений, находящихся под водой, а также от дна водоема при причаливании к берегу.
Для наблюдения за подводным миром в корпусе вопеда выполнено окно (горизонтальный иллюминатор), в котором снизу герметично закреплен прозрачный материал, например, полиакриламид - органическое стекло, обеспечивающий качественное наблюдение за подводными картинами за счет плоской формы и отсутствия при взгляде на поверхность водоемов преломления оптических лучей, характерного для поверхности раздела воды и воздуха, имеющих разные коэффициенты преломления оптических лучей, что в этом случае вызывает искажение изображения и практически исключает возможность с воздуха наблюдать за обстановкой под водой. Возможна комплектация вопеда устройством освещения и видеорегистратором (видеокамерой, фотоаппаратом) для продолжения наблюдения за подводным миром в темное время суток и документирования видеонаблюдений.
Известно множество индивидуальных плавучих средств. Компания ООО «СИБАЙК» (сайт компании - siabike.com/ru/) разработала и производит портативные водные велосипеды SIABIKE. Преимущественно из карбона и титана изготовлены тонкий цилиндрический корпус, педали в его середине и пропеллер на заднем (нижнем) конце. Конструкция крепится к телу ремнем и при прокручивании педалей позволяет быстро передвигаться по водной поверхности или в дайвинге (полностью под водой). Практически это подводный велосипед, что существенно ограничивает возможности его использования большую часть года и в водоемах с холодной водой и при прохладной погоде, а это актуально для значительных географических территорий, особенно в России.
Известен также выпускаемый компанией Manta5 велосипед на подводных крыльях Hydrotoiler ХЕ-1 (сайт - manta5.com/product/hydrofoiler-xe-l/). Гидровелосипед оснащен подводными крыльями аэродинамической формы. Конструкция действует по тому же принципу, что и в полноразмерных судах на подводных крыльях. Гидровелосипед оснащен не только педальным приводом, но и электродвигателем. В обоих случаях тяга передается на небольшой пропеллер, который в условиях низкого аэродинамического сопротивления обеспечивает довольно сильный разгон на воде. Конструкция позволяет наезднику взбираться на велосипед как с пирса, так и с воды без посторонней помощи. Итальянский производитель гарантирует легкость сборки и разборки данной конструкции даже без особых навыков. Гидровелосипед на подводных крыльях Manta5 Hydrofoiler ХЕ-1 изготовлен из углеродного волокна для высокой прочности и минимального веса. Основными недостатками этого водного велосипеда являются сложность изготовления конструкции, высокая цена и необходимость хорошей физической подготовки человека, использующего гидровелосипед, что в целом существенно ограничивает возможности его массовой эксплуатации. С этого гидровелосипеда также невозможно заниматься рыбалкой и наблюдением за флорой и фауной водоемов.
Американская компания Hobie Cat Company представила педальную доску Mirage Eclipse (сайт с информацией - https://goodsi.ru/pedalnaya-doska-mirage-eclipse/). Внешне индивидуальное плавсредство напоминает гибрид шагового тренажера и байдарки. В центральной части этой доски установлены педали. Руль изготавливается из алюминиевого сплава, а движение осуществляется благодаря двум подводным ластам, приподнимающимся во время приближения к берегу. Повороты производятся нажатием на рычаги, расположенные на рукоятках. Основным недостатком доски является невозможность ее использования во многих российских водоемах с большим количеством водорослей даже на значительном расстоянии от берега.
Известны гребные тренажеры Hunter с водным сопротивлением (сайт с информацией - hunter-sport.ru). Водное сопротивление выполнено в виде цилиндрического бака с водой и вращающимися в нем лопастями. Тренировочное усилие на тренажере регулируется количеством налитой в бак воды и скоростью гребка занимающегося - чем больше воды и быстрее движения, тем большее усилие должен прикладывать тренирующийся при имитации гребка. В заявляемом изобретении используется идея подобных лопастей для выполнения другой функции - передачи вопеду импульса движения отталкиванием от воды в фазе рабочего полухода.
В последнее время широкую популярность приобрели надувные доски с веслом для SUP-бординга (сайт с информацией - doskasveslom.ru). Они используются для прогулок, туризма, спортивных соревнований. От классического серфинга эта доска отличается тем, что, катаясь на ней по воде, райдер гребет не руками, а веслом. Преимущество SUP-бординга в том, что райдеру не нужно подстраиваться под волны или скорость ветра. Считается, что SUP-бординг возник на Гавайских островах. Появилось также предложение вместо весла использовать для создания тягового усилия винг крыло (каркасное или надувное). Подобные устройства интересны как спортивный инвентарь, но не могут использоваться для рыбалки, наблюдения за водным миром, в холодной воде и в холодную погоду.
Известный аналог - складной водный велосипед по патенту RU 2 240 952 (В63Н 16/18, приоритет - 2002.12.09, публикация патента - 2004.11.27) содержит соединенные между собой платформой поплавки, складное сиденье, рулевое управление с румпелем и лопастной движитель с педальным приводом в виде коленчатого вала. Для улучшения управляемости использован управляемый поплавок с рулевым пером, а для уменьшения объема в сложенном виде - поплавки выполнены в форме усеченного конуса со съемной крышкой с их соединением эластичным уплотняющим кольцом.
От аналога заявляемое изобретение отличается конструкцией трансмиссии, лопастного движителя, в котором лопасти закреплены на горизонтальной оси, и отсутствием подвижного поплавка, что обеспечивает улучшение маневренности и надежности.
Другим аналогом является водный велосипед по патенту RU 2 520 849 (В63Н 1/36, В63В 35/73, В63Н 16/10, приоритет - 2013.01.16, публикация патента - 2014.06.27). Для улучшения маневренности плавающего средства предложена конструкция, содержащая поплавки, скрепленные поперечными балками, сиденье и педальный привод движителя. Использование нескольких приводных цепей и нескольких пар огибающих звездочек для передачи крутящего момента на гребной винт с изменением плоскости действия крутящего момента усложняют устройство и отрицательно сказываются на его надежности, особенно с учетом его основного предназначения - эксплуатации на водоемах.
В качестве прототипа выбран водный велосипед по патенту RU 2485004 (В63В 35/73, В63Н 1/12, В63Н 16/18, приоритет - 2011.04.06, публикация патента - 2013.06.20). Для повышения коэффициента полезного действия и уменьшения уровня шума движитель, соединенный с педальным приводом через зубчатое колесо, цепь и редуктор, выполнен в виде цилиндра, внутри которого размещен вращающийся винт в виде шнека. Рулевое устройство водного велосипеда выполнено как продолжение хвостовой цилиндрической части движителя в виде шарового крана с поворотным рычагом или в виде воздушной заслонки с регулировочной лопаткой. Недостатками такой конструкции является сложная и малонадежная трансмиссия вследствие использования приводной цепи и механизма передачи вращающего момента с промежуточного зубчатого колеса на вал шнека, а также сложная конструкция рулевого устройства.
Задачей предлагаемого технического решения является устранение указанных в аналогах и прототипе недостатков и обеспечение в предлагаемом вопеде:
- бесшумного перемещения по поверхности водоемов; -хорошей мобильности и маневренности;
- многофункциональности - удобного использования для спокойных прогулок, соревнований, рыбной ловли, наблюдения за подводным миром;
- эксплуатационной надежности и безопасности при нахождении на воде;
- возможности выбора вариантов использования педального привода от мускульной силы человека для дозированных кардионагрузок или механизированного привода от электродвигателя в случае необходимости удаленного перемещения или эксплуатации вопеда людьми с ограниченными физическими возможностями.
Указанный технический результат достигается:
- использованием пространственного силового каркаса, на верхней плоскости которого закреплены сиденье, руль управляющего устройства на упорном подшипнике, педальный привод в виде коленчатого вала на четырех опорах с подшипниками качения и двумя коническими шестернями и два вертикальных приводных вала на упорных подшипниках с коническими шестернями, соединенными с шестернями коленчатого вала таким образом, чтобы обеспечивать встречное горизонтальное вращение поворотных гребных лопастей под водой; закрепленные на нижней плоскости каркаса цилиндрические детали механизма поворота гребных лопастей движителей обеспечивают вращение гребных лопастей в вертикальном положении при выполнении рабочего полуоборота и в горизонтальном положении при выполнении полуоборота холостого хода;
- использованием корпуса с естественной положительной плавучестью, жестко закрепленного в каркасе между верхней и нижней плоскостями; корпус может изготавливаться монолитным или сборным из легкого и прочного материала, например, из экструдированного пенополистирола, или надувным секционным, обеспечивая разборность, безопасность и мобильность конструкции;
- выполнением руля с управляемой подводной плоскостью (или несколькими плоскостями), которые одновременно защищают лопасти движителей от посторонних предметов и водорослей;
- выполнением в плоскостях каркаса и корпусе сплошного проема, герметично закрытого снизу прозрачным листовым материалом, выбираемым из ряда - триплекс, бронированное или органическое стекло, который является экраном для наблюдения за подводным миром;
- установкой фонаря для освещения пространства под водой и предпочтительным использованием для поворотных лопастей движителей прозрачного материала для лучшего наблюдения, в том числе в темное время суток, а также использованием видеорегистратора для документальной фиксации результатов наблюдения за подводным миром.
Сущность изобретения поясняется графическими изображениями частного случая реализации вопеда: Фиг. 1 - вид сверху, Фиг. 2 - разрез по плоскости приводного коленчатого вала и движителей, Фиг. 3 - вид снизу.
Плавучий корпус 1 вставлен и закреплен в силовом каркасе, на верхней плоскости 2 которого закреплены сиденье 3, руль 4 управляющего устройства, коленчатый вал 5 с поворотными педалями 6, опоры 7 с подшипниками для коленчатого вала 5, приводные валы 8 движителей. На коленчатом валу 5 и в верхней части вертикальных приводных валов 8 движителей установлены парные конические шестерни 9. На вертикальных приводных валах 8 движителей снизу закреплены изогнутые оси 10, с которыми соединены рамки 11 с установленными в них гребными лопастями 12. Рамки 11 поворачиваются относительно осей 10 на угол +/- 90 градусов за счет боковых выступов 13, вставленных в синусоидальные пазы цилиндрических деталей 14, неподвижно закрепленных на нижней плоскости 15 каркаса вопеда. При вращении приводного вала 8 выступ 13 рамки 11, двигаясь в синусоидальном пазу внешней поверхности цилиндра 14, поворачивает рамку 11 с закрепленной в ней гребной лопастью 12 из вертикального положения при рабочем полуобороте в горизонтальное положение при полуобороте холостого хода и обратно. В варианте использования вопеда людьми с ограниченными физическими возможностями или для перемещения по водоему на значительные расстояния вместо коленчатого вала используется прямолинейный приводной вал с шестеренчатым механизмом передачи на него вращающего момента от работающего от аккумулятора электродвигателя. Для наблюдения за водной флорой и фауной в плоскостях каркаса и корпусе выполнен сплошной проем 16, герметично закрытый снизу прозрачным листовым материалом 17, выбираемым из ряда - триплекс, бронированное или органическое стекло, который выполняет функцию экрана. К рулю 4 управляющего устройства прикреплены подводные управляюще-стабилизирующие плоскости 18.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Заявляемое устройство функционирует следующим образом. Человек садится на сиденье 3 вопеда, закрепленное на верхней плоскости 2 каркаса, и ставит ступни ног на педали 6 коленчатого вала 5 привода движителя вопеда. При поочередном нажатии на педали 6 крутящий момент от коленчатого вала 5, который опирается на опоры 7 с подшипниками, через пары зубчатых шестерен 9 передается на вертикальные приводные валы 8 движителей и затем на изогнутые оси 10, на которые насажены рамки 11 с гребными лопастями 12 движителей. Боковой выступ 13 на рамке 11 входит в синусоидальный паз внешней поверхности цилиндрические детали 14 механизма поворота гребных лопастей, который обеспечивает поворот лопасти в вертикальное положение при рабочем полуобороте и в горизонтальное при холостом полуобороте, чтобы не создавать противоусилие выполняющим в этот момент полезную работу гребным лопастям. Реверсивный ход обеспечивается проворотом педалей в обратную сторону, а маневрирование вопеда - поворотом руля 4 с управляюще-стабилизирующими плоскостями 18.
Claims (2)
1. Водный велосипед, включающий платформу с поплавками, сиденье, движитель с педальным приводом и рулевое устройство, отличающийся тем, что поплавок выполнен в виде жесткого плавучего корпуса, вставлен в пространственный силовой каркас с верхней и нижней плоскостями и соединен с ними, на верхней плоскости каркаса установлены сиденье, руль рулевого устройства, четыре опоры с подшипниками педального привода в виде коленчатого вала и два вертикальных приводных вала движителей, соединенных в своей верхней части с коленчатым валом парами конических шестерен с обеспечением встречного вращения в режимах прямого хода и реверса, а в нижней части через оси с гребными лопастями в рамках с обеспечением их поворотов из вертикального положения при рабочем полуобороте в горизонтальное положение при холостом полуобороте за счет движения выступов на боковых сторонах рамок в синусоидальных пазах цилиндрических деталей поворотного механизма, соосных с приводными валами движителей и закрепленных на нижней плоскости каркаса, причем совмещенный проем в корпусе, верхней и нижней плоскостях каркаса выполнен перед сиденьем, герметично закрыт снизу прозрачным экраном, а для управления и стабилизации руль имеет связанные с ним подводные плоскости.
2. Водный велосипед по п. 1, отличающийся тем, что приводной вал выполнен прямолинейным и соединен через комплект шестерен и редуктор с электродвигателем, работающим от аккумулятора.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2772919C1 true RU2772919C1 (ru) | 2022-05-27 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU226642U1 (ru) * | 2023-09-06 | 2024-06-14 | Игорь Сергеевич Ковалёв | Плавательное средство |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2485004C2 (ru) * | 2011-04-06 | 2013-06-20 | Михаил Николаевич Носов | Водный велосипед |
RU2520849C1 (ru) * | 2013-01-16 | 2014-06-27 | Елизавета Алексеевна Алёшина | Водный велосипед |
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2485004C2 (ru) * | 2011-04-06 | 2013-06-20 | Михаил Николаевич Носов | Водный велосипед |
RU2520849C1 (ru) * | 2013-01-16 | 2014-06-27 | Елизавета Алексеевна Алёшина | Водный велосипед |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU226642U1 (ru) * | 2023-09-06 | 2024-06-14 | Игорь Сергеевич Ковалёв | Плавательное средство |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9403585B2 (en) | Elliptical human-powered watercraft | |
US4795381A (en) | Vessel and driving means | |
JPS6144092A (ja) | 半潜水式乗物 | |
US11034422B2 (en) | Elliptical powered watercraft | |
RU2314965C1 (ru) | Водный велосипед | |
US5718611A (en) | Personalized watercraft | |
RU2772919C1 (ru) | Водный велосипед (вопед) | |
KR101616192B1 (ko) | 수상 자전거 | |
CN108275254B (zh) | 一种便携式水上脚踏艇 | |
GB2145039A (en) | Pedal powered sailboat | |
RU2779665C1 (ru) | Водный степпер | |
US9365272B1 (en) | Hand crank stand-up paddle board | |
CN109110072B (zh) | 半潜式水上自行车 | |
JPH0487896A (ja) | 足力推進カヌー及びこれに用いる操舵装置 | |
RU178907U1 (ru) | Водный велосипед | |
JPH01215693A (ja) | 双胴船型足踏式推進船 | |
CN114954844A (zh) | 支架式多功能游泳救生划船器 | |
CN201566811U (zh) | 一种水上行走装置 | |
KR20190085615A (ko) | 하이브리드 수중익선 | |
KR102517632B1 (ko) | 패들보드의 추진장치 | |
JP3227165B2 (ja) | 水上,水中両用自転車 | |
CN110194247B (zh) | 一种蝠鲼式水面巡游装置 | |
RU87990U1 (ru) | Универсальное плавучее транспортное средство | |
DE3521771A1 (de) | Schwimmhilfsgeraet mit fahrradsystemaehnlichem muskelkraftantrieb | |
KR860000638Y1 (ko) | 수륙 양용 보우트의 조향 장치 |