WO2020048566A1 - Drive system for a watercraft that can be moved by muscle power, and method for controlling a drive system - Google Patents

Drive system for a watercraft that can be moved by muscle power, and method for controlling a drive system Download PDF

Info

Publication number
WO2020048566A1
WO2020048566A1 PCT/DE2019/100792 DE2019100792W WO2020048566A1 WO 2020048566 A1 WO2020048566 A1 WO 2020048566A1 DE 2019100792 W DE2019100792 W DE 2019100792W WO 2020048566 A1 WO2020048566 A1 WO 2020048566A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drive
unit
watercraft
acceleration
propulsion means
Prior art date
Application number
PCT/DE2019/100792
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2020048566A9 (en
Inventor
Rene BUDICH
Eric Dabrazzi
Original Assignee
Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden filed Critical Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden
Priority to EP19769377.3A priority Critical patent/EP3847093A1/en
Publication of WO2020048566A1 publication Critical patent/WO2020048566A1/en
Publication of WO2020048566A9 publication Critical patent/WO2020048566A9/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H16/00—Marine propulsion by muscle power
    • B63H16/04—Oars; Sculls; Paddles; Poles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B32/00—Water sports boards; Accessories therefor
    • B63B32/10—Motor-propelled water sports boards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B34/00—Vessels specially adapted for water sports or leisure; Body-supporting devices specially adapted for water sports or leisure
    • B63B34/20—Canoes, kayaks or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
    • B63B43/18—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for preventing collision or grounding; reducing collision damage

Definitions

  • Propulsion system for a watercraft that can be moved with muscle power and method for controlling a
  • the invention relates to a drive system for driving support of a watercraft, in particular water sports equipment, which can be moved with a paddle, belt, pack or skull.
  • the invention further relates to a method for controlling a drive system for a watercraft that can be moved with muscle power.
  • Paddles, straps, packs or skulls serve as a means of propulsion to move a watercraft using muscle power.
  • a belt or skull usually consists of a shaft and a rudder blade, which is guided through the water for the movement of the watercraft.
  • Paddles can be designed as a single paddle with one paddle blade or as a double paddle with two paddle blades.
  • paddles without a counter bearing on a watercraft are guided freely with the arms.
  • a pack is a means of propulsion with which a watercraft can be propelled off the bottom of a body of water.
  • Electric auxiliary drives are already known, which can be fastened, for example, to the float of a watercraft and can be controlled with a remote control at the push of a button or conventionally by means of a rotary handle.
  • the operation of the drive via a remote control requires additional interaction with a free fland or a free foot of a user and forces the user to put the propulsion device out of the fland, which is particularly the case with narrow and tip-prone watercraft, such as stationary vehicles. Up-paddling equipment or paddle boats, is disadvantageous because the propulsion is required to maintain balance.
  • the object is achieved with a drive system according to the invention for driving support of a watercraft that can be moved with muscle power.
  • the drive system has a drive unit designed to drive a watercraft, which can be fastened to a watercraft.
  • the drive unit is a motor-assisted drive unit, which can have an electric motor or an internal combustion engine, an electric motor being preferred.
  • the drive unit can be designed as a propeller drive or as a jet drive.
  • an energy source which, in the case of a drive unit with an electric motor, provides electrical energy to the drive unit.
  • the energy source is designed such that it can be arranged in a space-saving manner on or in the watercraft.
  • the drive system according to the invention has a sensor unit which has at least one acceleration detection device for detecting an acceleration of a propulsion means which can be moved with muscle force and / or at least one pressure force detection device for detecting an Compressive force on the propulsion means movable with muscle power.
  • Another component of the drive system according to the invention is a control unit for controlling a drive power of the drive unit, the control unit being set up to receive signals from the sensor unit and the drive power of the drive unit depending on the detected acceleration of the propulsion means and / or the detected pressure force on the propulsion means is controllable.
  • the propulsion means can be a paddle, strap or skull, which is guided through the water by a user to move the watercraft by means of muscle power, the user accelerating the propulsion means, exerting a pressure force on the propulsion means and changing the acceleration of the Induces propulsive.
  • control commands for controlling the drive power of the drive unit are derived from a movement of the propulsion means, in which an acceleration or a pressure force, which is caused and recorded by a user when the propulsion means is moved, the detected values of an acceleration or a Compressive force can be used to control the drive power and drive direction.
  • the user advantageously does not need any additional control elements for controlling the drive power, since one movement of the propulsion means is sufficient to control propulsion support of the watercraft with the aid of the drive unit.
  • the sensor unit is set up to detect a change in an acceleration or a pressure force, the control unit being set up to adapt the drive power of the drive unit directly to a change in the acceleration of the propulsion means and / or the action of the pressure force on the propulsion means.
  • a pulling of the propulsion means through the water with muscle power thus controls the drive power of the drive unit, the drive power being influenced by the use of force by the user.
  • the movement of the watercraft can thus be carried out with every pull of the propulsion means through the water the drive unit are supported, so that higher accelerations and higher speeds can be achieved with the watercraft than with a watercraft without a drive unit according to the invention.
  • the acceleration detection device can have at least one acceleration sensor, which can also be referred to as a gyro sensor, the acceleration sensor being set up to detect an acceleration in three spatial directions. Thus, a forward and backward acceleration can be detected, so that the drive power can be controlled in a forward direction or in a reverse direction.
  • the acceleration sensor can preferably be arranged at an outer end of the propulsion means.
  • the compressive force detection device has at least one compressive force sensor, which can be designed as a piezoelectric, piezoresistive, inductive, capacitive or optical compressive force sensor.
  • the pressure force sensor can be integrated in a sheet or a shaft of the propulsion means.
  • the pressure force sensor is arranged on the counter bearing or in the shaft of the belt or skull in the area of the counter bearing support or counter bearing surround. It can also be provided that the pressure force sensor is arranged in the blade of a belt or skull.
  • the pressure force sensor can have strain gauges which are integrated at least in regions into the material of the propulsion means. Furthermore, it can be provided that the pressure force sensor is integrated in an adhesive film which can be glued to the surface of a propulsion means. This makes it possible to couple the sensor unit with an existing driving means, so that the sensor unit can be retrofitted in existing systems.
  • the drive unit has a direction change device, which can be designed with an oar or with directional jet nozzles. The direction of the rudder or the operation of the directional jet nozzles can be controlled with the control unit.
  • control unit is set up to recognize gestures carried out with the propulsion means, the gestures being assigned control commands for controlling the drive unit and for controlling the direction change device.
  • Gestures are to be understood as predefined movement sequences which are carried out by a user with the propulsion means. Gestures can be recognized on the basis of a sequence of at least two accelerations of the propulsion means, which are recognized with the acceleration detection device for detecting an acceleration of the drive means.
  • the gesture control enables the user to control the direction without having to put the propulsion device down.
  • the propulsion remains in the control of the user, which contributes to the stability of the watercraft.
  • the sensor unit also has an acceleration detection device for detecting an acceleration of the watercraft and a speed detection device for detecting a speed of the watercraft, the control unit being set up to detect the speed and / or the acceleration of the watercraft during control the drive power of the drive unit.
  • an acceleration detection device for detecting an acceleration of the watercraft
  • a speed detection device for detecting a speed of the watercraft
  • the control unit being set up to detect the speed and / or the acceleration of the watercraft during control the drive power of the drive unit.
  • the control unit can be set up to reduce the drive power of the drive unit when a predeterminable speed of the watercraft is reached, with acceleration of the propulsion means and / or pressure force on the propulsion means not causing additional drive support with the drive unit. If a predetermined acceleration or a predetermined speed cannot be achieved, for example by a headwind or a counterflow, the control unit can be set up to adapt the drive power in such a way that the predetermined speed or the predetermined acceleration is achieved.
  • the sensor unit also has a heart rate detection device for detecting a heart rate of a user, the control unit being set up to take into account the detected heart rate of the user when controlling the drive power of the drive unit.
  • the heart rate detection device can be arranged in a gripping surface of the propulsion means in order to detect a heart rate directly over the gripping surface without the freedom of movement of the user being restricted by external devices.
  • the heart rate detection device can, for example, also be designed as a chest strap, bracelet or ear clip, the data of the heart rate detection device being wirelessly transferable to the control unit.
  • the heart rate of a user when controlling the drive power can be provided so as not to exceed a predefinable heart rate of the user by increasing the drive power of the drive unit when the predetermined heart rate is exceeded, so that the user uses less force when propelling with the propulsion means must, which reduces his heart rate. If the user falls below a predefinable heart rate, the drive power of the drive unit can be reduced, so that the user has to use more force to propel the watercraft, which can increase the heart rate.
  • the sensor unit also has a flow detection device for detecting a water flow below the watercraft, the control unit being set up to take the detected water flow into account when controlling the drive power of the drive unit. Taking the water flow into account when controlling the drive power of the drive unit can be provided in order to achieve a predeterminable acceleration and / or a predeterminable speed, the drive power being reduced in the case of a flow in the direction of travel or correspondingly increased in the case of a counterflow.
  • the flow detection device can have a flow sensor which can be attached to the watercraft. It can also be provided that a flow velocity of a body of water is measured by an external measuring point and transmitted to the control unit via a wireless communication connection.
  • a position detection device can be provided for detecting a spatial position of the propulsion means, the control unit being set up to take the detected position of the propulsion means into account when controlling the direction change device and drive power of the drive unit.
  • the position detection device can be designed as a component of the sensor unit, so that data and signals of the position detection device can be transmitted to the control unit via the sensor unit.
  • the drive system can have a wireless communication unit with which data and signals can be transmitted wirelessly.
  • the wireless communication unit can have, for example, a Bluetooth module with which data can be received, processed and forwarded by several sensor devices of the sensor unit.
  • the sensor unit has a navigation device with a position detection device.
  • the control unit can be configured to take position data and navigation data into account when controlling the drive power of the drive unit. Based on position data, the drive power can be controlled, for example, in such a way that a predetermined position of the watercraft is held without the propulsion means having to be used to propel the watercraft by means of muscle power.
  • the sensor unit can be at least partially integrable with the propulsion means.
  • Components and devices of the sensor unit that is to say the acceleration detection device, the pressure force detection device, the heart rate detection device, the position detection device, and the navigation device can preferably be used with
  • Position detection device and the wireless communication unit can be integrated in the propulsion means.
  • the drive system also has an input unit that can be fastened to the propulsion means, preferably in the grip area of the propulsion means, with which input control commands for controlling the drive unit and control commands for controlling the direction change device can be entered.
  • the input unit is kept simple and preferably has only one control element for each hand.
  • the control elements can preferably be designed in such a way that they are operated only with the thumbs, so that the user holds the propulsion means when operating the input unit can. Control is therefore also possible under adverse conditions, for example when whitewater rafting.
  • vibration motors can be provided, which can preferably be arranged in the grip area of the propulsion means.
  • An arrangement in the area of a seat of the user is also conceivable.
  • a display unit which can also be provided as part of the drive system according to the invention, visual information of the navigation device, the control unit and / or the drive unit can be displayed.
  • visual information is reproduced by means of light-emitting diodes which are integrated in the shaft or in the sheet of the propulsion means.
  • the display is designed as a graphic display which can be fastened to the watercraft or to the propulsion means.
  • a loudspeaker unit can be provided with which acoustic signals from the navigation device, the control unit and / or the drive unit can be reproduced.
  • a smartphone can also be used as the display unit and can be wirelessly coupled to the control unit.
  • the sensor unit also has at least one distance sensor that can be attached to the watercraft for detecting a collision of the watercraft, the control unit being configured in such a way that Signals of the at least one distance sensor to be taken into account when controlling the drive power of the drive unit.
  • a consideration of the signals of the distance sensor is to be understood in such a way that the signals of the distance sensor are superior to the control commands which are caused by a movement of the propulsion means, so that a collision by reducing the drive power or by reversing the direction of the drive power can be avoided.
  • collisions can be avoided without the user having to actively intervene, which makes maneuvering the watercraft easier for the inexperienced user.
  • the object is further achieved by a method for controlling a drive support for a watercraft that can be moved with muscle power.
  • a method for controlling a drive support for a watercraft that can be moved with muscle power an acceleration of a propulsion means that can be operated with muscle power for locomotion of a watercraft and / or a pressure force effect on the propulsion means is / are recorded, and the detected acceleration and / or the pressure force effect recorded on a control unit for controlling a drive power of a drive unit attached to the watercraft transferred, the drive power of the drive unit being controlled as a function of the acceleration of the propulsion means and / or as a function of the pressure force acting on the propulsion means.
  • the method according to the invention enables a motor-assisted drive unit to be controlled without a user of the watercraft having to operate an additional control unit, since the drive power is controlled by the propulsion means as a function of the user's muscular strength.
  • the drive power is greater, the more force is exerted on the propulsion means.
  • an acceleration value and / or a pressure force value is assigned to switch on the drive unit and an acceleration value and / or a pressure force value is also assigned to switch off the drive unit. So can the drive unit is switched on when a predeterminable acceleration value and / or when a predeterminable pressure force value is exceeded, the drive unit being switched off when the predefined acceleration value and / or the predefinable pressure force value is undershot.
  • the drive power of the drive unit can preferably be adapted directly to a change in the acceleration of the propulsion means and / or to a change in the pressure force effect on the propulsion means in order to noticeably support the propulsion for the user when the propulsion means is pulled through the water.
  • the control of the drive power is based on a change in the pressure force on the propulsion means or on a change in acceleration of the propulsion means.
  • the control of the drive power is also the possibility of combining the sensory values of the pressure force change and the acceleration change for the control of the drive power, a more precise control of the drive power, in particular when changing between forward drive and reverse drive, can be achieved.
  • the acceleration of the propulsion means is recorded in the form of spatial direction vectors. This makes it possible to precisely record the direction of acceleration, the start of acceleration and the end of acceleration. Due to the detection of the directions of acceleration, a forward or a backward movement can be distinguished, so that the drive unit can be controlled accordingly to support the drive.
  • a speed and / or an acceleration of the watercraft is / are recorded, which is / are taken into account when controlling the drive power of the drive unit.
  • the drive power is reduced when a predeterminable speed of the watercraft is exceeded, which is advantageous in particular in water bodies or in areas of water bodies in which a speed limit is specified.
  • a heart rate of a user is recorded, which is taken into account when controlling the drive power of the drive unit. It can be provided that the drive power of the drive unit is reduced when the preselectable heart rate falls below, while the drive power is increased when the preselectable heart rate is exceeded. This enables, for example, endurance training for a user, with the drive power being adapted to the heart rate in order to ensure a constant load and heart rate.
  • Another advantage of the method according to the invention is to detect a water flow below the watercraft, which is taken into account when controlling the drive power of the drive unit. Taking the water flow into account enables the drive power to be adjusted in the event of a counterflow, with a desired or specified speed or a desired or specified acceleration cannot be achieved. Furthermore, it can be provided that a position of the watercraft is recorded. Using the position data, the drive power of the drive unit and a direction change device of the drive unit can be controlled in such a way that a position of the watercraft is held.
  • a spatial position of the propulsion means is recorded, which is taken into account in the control of the drive power of the drive unit and a direction change device.
  • the method according to the invention can additionally have a gesture control for controlling the drive power and for controlling a direction change device, a sequence of at least two acceleration values of an acceleration of the propulsion means being recognized as a gesture.
  • a control command associated with the gesture is executed to control the drive power of the drive unit and / or to control the direction change device. It can be provided that two successive accelerations of the propulsion means in a Z direction are recognized as a gesture, the recognized gesture being associated with a control command for the change of direction, so that a change in direction of the direction of travel of the watercraft is triggered.
  • Information about the drive power, a driving direction or navigation information can be reproduced haptically by means of vibration, optically by means of a display unit or acoustically using a loudspeaker unit.
  • Such information can preferably be transmitted to a user by means of a vibration of the propulsion means in order to make the transmission of information simple and to keep the distraction of the user as low as possible.
  • Figures 1 a - 1 c a schematic representation of a drive system for
  • FIG. 2 a schematic detailed illustration of a propulsion means of the drive system according to the invention
  • Figure 3 a flowchart of a method for controlling the
  • Propulsion system for propulsion support of a watercraft that can be moved with muscle power.
  • FIG. 1 a shows a schematic illustration of a system for supporting the drive of a watercraft 1 that can be moved with muscle power, in a side view, which in the present example is a kayak.
  • the drive system has a drive unit 2, which is arranged below a seat 3 in the hull of the watercraft 1.
  • FIG. 1 b shows an enlarged illustration of the drive unit 2 from FIG. 1 a, which has an electric motor 5, an impeller 6 driven by the electric motor 5 and a flow channel 7.
  • the impeller 6 and the flow channel 7 together form a jet drive, which enables watercraft 1 to propel the watercraft 1 in a manner that is gentle on water plants.
  • 1c shows the watercraft 1 in a view from above.
  • the drive system has an energy source in the form of a battery 8 for providing electrical energy to the drive unit 2.
  • a propulsion means 9 in the form of a paddle is used to propel the watercraft 1 by means of muscle power.
  • a sensor unit is integrated in the paddle 9, which has at least one acceleration detection device for detecting an acceleration of the paddle 9 and / or at least one Compressive force detection device for detecting a compressive force on the paddle 9.
  • a control unit 10 for controlling a drive power of the drive unit is arranged in the rear area of the watercraft 1.
  • the control unit 10 is configured to receive signals from the sensor unit 14, so that the drive power of the drive unit 2 can be controlled as a function of the detected acceleration of the paddle 9 and / or the detected pressure force on the paddle 9.
  • Signals in the form of radio signals 11 are transmitted wirelessly between the sensor unit 14 integrated in the paddle 9 and the control unit 10.
  • the drive system has a wireless communication unit.
  • a distance sensor 26 is arranged, which detects a distance between the watercraft 1 and an obstacle in the vicinity of the watercraft 1. Together with the control unit 10, the distance sensor 26 forms a collision detection device.
  • the collision detection device takes into account a speed of the watercraft 1 and a change in distance, which is detected with the distance sensor 26, in order to determine a collision of the watercraft 1 with an obstacle in the area.
  • the control unit 10 is set up to initiate countermeasures by reducing the drive power of the drive unit 2 or by directing the drive power in another direction.
  • a flow detection device 4 is arranged in the water on an underside of the watercraft 1.
  • Flow detection device 4 is a component of sensor unit 14, with data being exchanged wirelessly between flow detection device 4 and sensor unit 14. Since the sensor unit 14 is in contact with the control unit 10, data from the flow detection device 4 can be transmitted to the control unit 10, so that the drive power of the drive unit 2 is dependent on a water flow, which is detected by the flow detection device 4, can be controlled. Furthermore, it can be provided that the data from the flow detection device 4 are transmitted directly to the control unit 10 in order to control the drive power of the drive unit 2 on the basis of the data from the flow detection device 4.
  • FIG. 2 shows a schematic detailed illustration of an exemplary embodiment of a propulsion means 9 of the drive system.
  • the propulsion means 9 is a double paddle with a shaft 12 and two paddle blades 13.
  • a sensor unit 14 which has a pressure force detection device in the form of strain gauges 15, which are integrated in the paddle blades 13, and an acceleration detection device 16, which one
  • Has acceleration sensor and a position sensor is integrated in the paddle 9.
  • a battery 8 is arranged in the shaft 12 of the paddle 9 and can be charged via an interface 17 for inductive charging or via a USB interface 18.
  • the battery 8 serves to supply electrical loads to the sensor unit 14.
  • a Bluetooth interface 19 can be used for wireless communication with the control unit 10.
  • a smartphone to the sensor unit 14 by means of the Bluetooth interface 19.
  • tasks of the sensor unit 14 and the control unit 10 can be processed on the smartphone by means of software.
  • a navigation device of the smartphone can be used to determine a position, the control unit 10 being set up to take data from the navigation device of the smartphone into account when controlling the drive power of the drive unit 2.
  • an operating unit 20 is integrated in the paddle shaft 12, which has operating elements 21, 22 and 23.
  • the control unit 20 is provided to be able to make inputs for controlling components of the drive system.
  • the controls 21, 22 and 23 are arranged to be reachable with the left thumb of a user.
  • Vibration motors 24, which are coupled to the control unit 9, can be arranged on both sides in the paddle shaft 12 in the grip area of the paddle 9.
  • the vibration motors 24 serve for the haptic information reproduction of the control unit 10, the drive unit 2 or the sensor unit 14.
  • An LED display unit 25 is set up to display visual information from the control unit 10, the drive unit 2 or the sensor unit 14.
  • FIG. 3 shows a flowchart of a method for controlling a drive support of a watercraft 1 that can be moved with muscle power.
  • the drive support is carried out by variably adapting a drive power of the drive unit 2 on the basis of data which are transmitted from the sensor unit 14 of the propulsion means 9 to the control unit 10.
  • the step-by-step procedure is such that in a first step 27 an acceleration of the propulsion means 9 and a
  • the impact of pressure on the propulsion means 9 can be detected.
  • a pressure force on the propulsion means 9 can be detected when a user moves the propulsion means 9 through the water with muscular strength in order to propel the watercraft 1 on the water.
  • the pressure force value recorded is greater, the more force the user exerts on the
  • Propulsion means 9 can be derived.
  • the pressure force and acceleration values detected in step 27 are transmitted from the sensor unit 14 to the control unit 10, the control unit 10 evaluating the detected pressure force and acceleration values in the second step 28. From the values
  • the control unit 10 calculates acceleration and pressure force Desired drive support in which control commands for controlling the drive unit 2 are assigned to the calculated values from the acceleration and the pressure force. It can be provided that a calculated value from the values of acceleration and pressure force is assigned a switching point for switching on and / or switching off the drive unit 2, so that the drive unit 2 is switched on when the predefinable switch-on point is exceeded, the drive unit 2 falling below the predefinable one Switch-off point is switched off. As a result, the drive unit 2 advantageously remains switched off in the event of slight movements of the propulsion means 9 which are not intended to initiate propulsion.
  • the assigned control commands serve to control the drive power of the drive unit 2.
  • the control command based on the values of acceleration and pressure force is carried out to control the drive power of the drive unit 2, the drive power being greater the more force the user exerts on the propulsion means 9 exercises to propel the watercraft 1.
  • the drive power is dependent on the engine speed of the drive unit, so that an increase in the drive power is accompanied by an increase in the engine speed of the drive unit 2.
  • the values of pressure force and acceleration on the propulsion means 9 are recorded continuously. This makes it possible to detect a change in pressure force and a change in acceleration during a propulsion movement of the propulsion means 9.
  • the drive power of the drive unit 2 is immediately adapted to a change in the values of pressure force and acceleration, so that drive support of the drive unit 2 can be felt directly by the user.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

The invention relates to a drive system for supported driving of a watercraft (1) that can be moved by muscle power. The drive system has a drive unit (2) designed to drive a watercraft, which drive unit can be fastened to the watercraft (1), and an energy source (8) for providing energy to the drive unit (2). A sensor unit (14), which has at least one acceleration detection device (16) for detecting an acceleration of a means of propulsion (9) that can be moved by muscle power and/or at least one pressure detection device (15) for detecting a pressure on the means of propulsion (9) that can be moved by muscle power, and a control unit (10) for controlling a drive power of the drive unit (2) are also part of the drive system, wherein the control unit (10) is configured to receive signals from the sensor unit (14) and the drive power of the drive unit (2) can be controlled in dependence upon the detected acceleration of the means of propulsion (9) and/or the detected pressure on the means of propulsion (9). The invention further relates to a method for controlling a drive system for supported driving of a watercraft (1) that can be moved by muscle power.

Description

Antriebssystem für ein mit Muskelkraft fortbewegbares Wasserfahrzeug und Verfahren zur Steuerung eines  Propulsion system for a watercraft that can be moved with muscle power and method for controlling a
Antriebssystems  Drive system
Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem zur Antriebsunterstützung eines mit einem Paddel, Riemen, Rudel oder Skull fortbewegbaren Wasserfahrzeugs, insbesondere Wassersportgeräts. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems für ein mit Muskelkraft fortbewegbares Wasserfahrzeug. The invention relates to a drive system for driving support of a watercraft, in particular water sports equipment, which can be moved with a paddle, belt, pack or skull. The invention further relates to a method for controlling a drive system for a watercraft that can be moved with muscle power.
Paddel, Riemen, Rudel oder Skulls dienen als Vortriebsmittel zur Fortbewegung eines Wasserfahrzeugs mittels Muskelkraft. Üblicherweise besteht ein Riemen oder Skull aus einem Schaft und einem Ruderblatt, welches zur Fortbewegung des Wasserfahrzeugs durch das Wasser geführt wird. Paddel können als Stechpaddel mit einem Paddelblatt oder als Doppelpaddel mit zwei Paddelblättern ausgebildet sein. Im Unterschied zum Riemen und zum Skull werden Paddel ohne Gegenlager an einem Wasserfahrzeug frei mit den Armen geführt. Bei einem Rudel handelt es sich um ein Vortriebsmittel, mit welchem ein Wasserfahrzeug durch Abstoßen vom Grund eines Gewässers fortbewegt werden kann. Insbesondere im Bereich des Freizeitsports zeigt sich eine gesteigerte Nachfrage nach Antriebsunterstützungen für muskelkraftbetriebene Wassersportfahrzeuge, um höhere Geschwindigkeiten zu erreichen oder größere Wegstrecken überwinden zu können. Es sind bereits elektrische Hilfsantriebe bekannt, welche beispielsweise am Schwimmkörper eines Wasserfahrzeugs befestigt und mit einer Fernbedienung durch Knopfdruck oder konventionell mittels eines Drehgriffs gesteuert werden können. Die Bedienung des Antriebs über eine Fernbedienung erfordert jedoch eine zusätzliche Interaktion mit einer freien Fland oder einem freien Fuss eines Benutzers und zwingt den Benutzer das Vortriebsmittel aus der Fland zu legen, was insbesondere bei schmalen und kippanfälligen Wasserfahrzeugen, wie Stand- Up-Paddeling Geräten oder Paddelbooten, nachteilig ist, da das Vortriebsmittel zum Halten des Gleichgewichts erforderlich ist. Paddles, straps, packs or skulls serve as a means of propulsion to move a watercraft using muscle power. A belt or skull usually consists of a shaft and a rudder blade, which is guided through the water for the movement of the watercraft. Paddles can be designed as a single paddle with one paddle blade or as a double paddle with two paddle blades. In contrast to the strap and the skull, paddles without a counter bearing on a watercraft are guided freely with the arms. A pack is a means of propulsion with which a watercraft can be propelled off the bottom of a body of water. In the area of leisure sports in particular, there is an increased demand for drive supports for muscle-powered water sports vehicles in order to achieve higher speeds or to cover longer distances. Electric auxiliary drives are already known, which can be fastened, for example, to the float of a watercraft and can be controlled with a remote control at the push of a button or conventionally by means of a rotary handle. The operation of the drive via a remote control, however, requires additional interaction with a free fland or a free foot of a user and forces the user to put the propulsion device out of the fland, which is particularly the case with narrow and tip-prone watercraft, such as stationary vehicles. Up-paddling equipment or paddle boats, is disadvantageous because the propulsion is required to maintain balance.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Antriebssystem zur Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs vorzuschlagen, wobei das Antriebssystem auf einfache Weise mit einem vorhandenen Vortriebsmittel steuerbar ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems für ein Wasserfahrzeug vorzuschlagen. It is therefore an object of the invention to propose a drive system for supporting the propulsion of a watercraft that can be moved with muscle power, the drive system being controllable in a simple manner with an existing propulsion means. Furthermore, it is an object of the invention to propose a method for controlling a drive system for a watercraft.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Antriebssystem für ein Wasserfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben. The object of the invention is achieved by a drive system for a watercraft with the features of claim 1 and by a method with the features of claim 16. Advantageous designs and further developments are specified in the respective dependent claims.
Die Aufgabe wird mit einem erfindungsgemäßen Antriebssystem zur Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs gelöst. Das Antriebssystem weist eine zum Antrieb eines Wasserfahrzeugs ausgebildete Antriebseinheit auf, welche an einem Wasserfahrzeug befestigbar ist. Bei der Antriebseinheit handelt es sich um eine motorunterstützte Antriebseinheit, welche einen Elektromotor oder einen Verbrennungsmotor aufweisen kann, wobei ein Elektromotor bevorzugt ist. Die Antriebseinheit kann als Propellerantrieb oder als Jetantrieb ausgebildet sein. The object is achieved with a drive system according to the invention for driving support of a watercraft that can be moved with muscle power. The drive system has a drive unit designed to drive a watercraft, which can be fastened to a watercraft. The drive unit is a motor-assisted drive unit, which can have an electric motor or an internal combustion engine, an electric motor being preferred. The drive unit can be designed as a propeller drive or as a jet drive.
Zum Betreiben der Antriebseinheit ist eine Energiequelle vorgesehen, welche im Fall einer Antriebseinheit mit Elektromotor elektrische Energie an die Antriebseinheit bereitstellt. Die Energiequelle ist derart ausgebildet, dass sie an oder in dem Wasserfahrzeug platzsparend angeordnet werden kann. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Antriebssystem eine Sensoreinheit auf, welche zumindest eine Beschleunigungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Beschleunigung eines mit Muskelkraft bewegbaren Vortriebsmittels und/oder mindestens eine Druckkrafterfassungseinrichtung zur Erfassung einer Druckkraft an dem mit Muskelkraft bewegbaren Vortriebsmittel aufweist. Ein weiterer Bestandteil des erfindungsgemäßen Antriebssystems ist eine Steuerungseinheit zur Steuerung einer Antriebsleistung der Antriebseinheit, wobei die Steuerungseinheit zum Empfangen von Signalen der Sensoreinheit eingerichtet ist und wobei die Antriebsleistung der Antriebseinheit in Abhängigkeit von der erfassten Beschleunigung des Vortriebsmittels und/oder der erfassten Druckkraft an dem Vortriebsmittel steuerbar ist. Bei dem Vortriebsmittel kann es sich um ein Paddel, Riemen oder Skull handeln, welches/welcher zur Fortbewegung des Wasserfahrzeugs von einem Benutzer mittels Muskelkraft durch das Wasser geführt wird, wobei der Benutzer das Vortriebsmittel beschleunigt, eine Druckkraft auf das Vortriebsmittel ausübt und eine Beschleunigungsänderung des Vortriebsmittels herbeiführt. To operate the drive unit, an energy source is provided which, in the case of a drive unit with an electric motor, provides electrical energy to the drive unit. The energy source is designed such that it can be arranged in a space-saving manner on or in the watercraft. Furthermore, the drive system according to the invention has a sensor unit which has at least one acceleration detection device for detecting an acceleration of a propulsion means which can be moved with muscle force and / or at least one pressure force detection device for detecting an Compressive force on the propulsion means movable with muscle power. Another component of the drive system according to the invention is a control unit for controlling a drive power of the drive unit, the control unit being set up to receive signals from the sensor unit and the drive power of the drive unit depending on the detected acceleration of the propulsion means and / or the detected pressure force on the propulsion means is controllable. The propulsion means can be a paddle, strap or skull, which is guided through the water by a user to move the watercraft by means of muscle power, the user accelerating the propulsion means, exerting a pressure force on the propulsion means and changing the acceleration of the Induces propulsive.
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem werden Steuerungsbefehle zur Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit aus einer Bewegung des Vortriebsmittels abgeleitet, in dem eine Beschleunigung beziehungsweise eine Druckkraft, welche beim Bewegen des Vortriebsmittels durch einen Benutzer hervorgerufen und erfasst wird/werden, wobei die erfassten Werte einer Beschleunigung beziehungsweise einer Druckkraft zur Steuerung der Antriebsleistung und Antriebsrichtung eingesetzt werden. Der Benutzer benötigt dadurch vorteilhafterweise keine zusätzlichen Bedienelemente zur Steuerung der Antriebsleistung, da eine Bewegung des Vortriebsmittels ausreicht, um eine Vortriebsunterstützung des Wasserfahrzeugs mit Hilfe der Antriebseinheit zu steuern. Dabei ist die Sensoreinheit eingerichtet, eine Veränderung einer Beschleunigung beziehungsweise einer Druckkraft zu erfassen, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, die Antriebsleistung der Antriebseinheit unmittelbar an eine Veränderung der Beschleunigung des Vortriebsmittels und/oder der Druckkrafteinwirkung auf das Vortriebsmittel anzupassen. Ein mit Muskelkraft ausgeübter Zug des Vortriebsmittels durch das Wasser steuert somit die Antriebsleistung der Antriebseinheit, wobei die Antriebsleistung vom Krafteinsatz des Benutzers beeinflusst wird. Somit kann die Fortbewegung des Wasserfahrzeugs bei jedem Zug des Vortriebsmittels durch das Wasser mittels der Antriebseinheit unterstützt werden, sodass mit dem Wasserfahrzeug höhere Beschleunigungen und größere Geschwindigkeiten erreichbar sind, als mit einem Wasserfahrzeug ohne eine erfindungsgemäße Antriebseinheit. In the drive system according to the invention, control commands for controlling the drive power of the drive unit are derived from a movement of the propulsion means, in which an acceleration or a pressure force, which is caused and recorded by a user when the propulsion means is moved, the detected values of an acceleration or a Compressive force can be used to control the drive power and drive direction. As a result, the user advantageously does not need any additional control elements for controlling the drive power, since one movement of the propulsion means is sufficient to control propulsion support of the watercraft with the aid of the drive unit. The sensor unit is set up to detect a change in an acceleration or a pressure force, the control unit being set up to adapt the drive power of the drive unit directly to a change in the acceleration of the propulsion means and / or the action of the pressure force on the propulsion means. A pulling of the propulsion means through the water with muscle power thus controls the drive power of the drive unit, the drive power being influenced by the use of force by the user. The movement of the watercraft can thus be carried out with every pull of the propulsion means through the water the drive unit are supported, so that higher accelerations and higher speeds can be achieved with the watercraft than with a watercraft without a drive unit according to the invention.
Die Beschleunigungserfassungseinrichtung kann mindestens einen Beschleunigungssensor, welcher auch als Gyrosensor bezeichnet werden kann, aufweisen, wobei der Beschleunigungssensor eingerichtet ist, eine Beschleunigung in drei Raumrichtungen zu erfassen. Somit können eine vorwärts und rückwärts gerichtete Beschleunigung erfasst werden, sodass die Antriebsleistung in eine Vorwärtsrichtung oder in eine Rückwärtsrichtung steuerbar ist. Der Beschleunigungssensor kann vorzugsweise an einem äußeren Ende des Vortriebsmittels angeordnet sein. The acceleration detection device can have at least one acceleration sensor, which can also be referred to as a gyro sensor, the acceleration sensor being set up to detect an acceleration in three spatial directions. Thus, a forward and backward acceleration can be detected, so that the drive power can be controlled in a forward direction or in a reverse direction. The acceleration sensor can preferably be arranged at an outer end of the propulsion means.
Zur Erfassung der Druckkraft an dem Vortriebsmittel weist die Druckkrafterfassungseinrichtung mindestens einen Druckkraftsensor auf, welcher als piezoelektrischer, piezoresistiver, induktiver, kapazitiver oder optischer Druckkraftsensor ausgebildet sein kann. Der Druckkraftsensor kann in einem Blatt oder einen Schaft des Vortriebsmittels integriert sein. Bei einem Vortrieb mittels Riemen oder Skull, welche ein Gegenlager erfordern, kann es vorgesehen sein, dass der Druckkraftsensor am Gegenlager oder im Schaft des Riemens oder Skulls im Bereich der Gegenlagerauflage oder Gegenlagereinfassung angeordnet ist. Es kann ferner auch vorgesehen sein, dass der Druckkraftsensor im Blatt eines Riemens oder Skulls angeordnet ist. Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Druckkraftsensor Dehnungsmessstreifen aufweisen, welche zumindest bereichsweise in das Material des Vortriebsmittels integriert sind. Ferner kann es vorgesehen sein, dass der Druckkraftsensor in eine Klebefolie integriert ist, welche auf die Oberfläche eines Vortriebsmittels aufklebbar ist. Dadurch ist es möglich, die Sensoreinheit mit einem vorhandenen Vortriebsmittel zu koppeln, sodass die Sensoreinheit in bestehenden Systemen nachgerüstet werden kann. Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Antriebssystems weist die Antriebseinheit eine Richtungsänderungseinrichtung auf, welche mit einem Ruder oder mit Richtungsstrahldüsen ausgebildet sein kann. Die Richtung des Ruders oder der Betrieb der Richtungsstrahldüsen ist mit der Steuerungseinheit steuerbar. To detect the compressive force on the propulsion means, the compressive force detection device has at least one compressive force sensor, which can be designed as a piezoelectric, piezoresistive, inductive, capacitive or optical compressive force sensor. The pressure force sensor can be integrated in a sheet or a shaft of the propulsion means. When propelling by means of belts or skulls, which require a counter bearing, it can be provided that the pressure force sensor is arranged on the counter bearing or in the shaft of the belt or skull in the area of the counter bearing support or counter bearing surround. It can also be provided that the pressure force sensor is arranged in the blade of a belt or skull. In a further embodiment of the invention, the pressure force sensor can have strain gauges which are integrated at least in regions into the material of the propulsion means. Furthermore, it can be provided that the pressure force sensor is integrated in an adhesive film which can be glued to the surface of a propulsion means. This makes it possible to couple the sensor unit with an existing driving means, so that the sensor unit can be retrofitted in existing systems. According to a development of the drive system according to the invention, the drive unit has a direction change device, which can be designed with an oar or with directional jet nozzles. The direction of the rudder or the operation of the directional jet nozzles can be controlled with the control unit.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Steuerungseinheit zum Erkennen von mit dem Vortriebsmittel ausgeführten Gesten eingerichtet ist, wobei den Gesten Steuerungsbefehle zur Steuerung der Antriebseinheit und zur Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung zugeordnet sind. Unter Gesten sind vorgegebene Bewegungsabläufe zu verstehen, welche von einem Benutzer mit dem Vortriebsmittel ausgeführt werden. Gesten sind anhand einer Abfolge von mindestens zwei Beschleunigungen des Vortriebsmittels erkennbar, welche mit der Beschleunigungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Beschleunigung des Antriebsmittels erkannt werden. Die Gestensteuerung ermöglicht dem Benutzer eine Richtungssteuerung, ohne dass das Vortriebsmittel aus der Hand gelegt werden muss. Somit bleibt das Vortriebsmittel in der Kontrolle des Benutzers, was zur Stabilität des Wasserfahrzeugs beiträgt. Furthermore, it can be provided that the control unit is set up to recognize gestures carried out with the propulsion means, the gestures being assigned control commands for controlling the drive unit and for controlling the direction change device. Gestures are to be understood as predefined movement sequences which are carried out by a user with the propulsion means. Gestures can be recognized on the basis of a sequence of at least two accelerations of the propulsion means, which are recognized with the acceleration detection device for detecting an acceleration of the drive means. The gesture control enables the user to control the direction without having to put the propulsion device down. Thus, the propulsion remains in the control of the user, which contributes to the stability of the watercraft.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebssystems weist die Sensoreinheit ferner eine Beschleunigungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Beschleunigung des Wasserfahrzeugs und eine Geschwindigkeitserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs auf, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, die erfasste Geschwindigkeit und/oder die erfasste Beschleunigung des Wasserfahrzeugs bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit zu berücksichtigen. Eine Berücksichtigung einer erfassten Geschwindigkeit oder einer erfassten Beschleunigung ist so zu verstehen, dass die Signale der Geschwindigkeitserfassungseinrichtung und/oder die Signale der Beschleunigungserfassungseinrichtung als zusätzliche Steuerungsparameter bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit eingesetzt werden. Die Steuerungseinheit kann eingerichtet sein, die Antriebsleistung der Antriebseinheit bei Erreichen einer vorgebbaren Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs zu reduzieren, wobei eine Beschleunigung des Vortriebsmittels und/oder eine Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel keine zusätzliche Antriebsunterstützung mit der Antriebseinheit bewirkt. Wenn eine vorgegebene Beschleunigung oder eine vorgegebene Geschwindigkeit nicht erreicht werden, beispielsweise durch Gegenwind oder durch eine Gegenströmung, kann die Steuerungseinheit eingerichtet sein, die Antriebsleistung derart anzupassen, die vorgegebene Geschwindigkeit oder die vorgegebene Beschleunigung zu erzielen. According to an advantageous embodiment of the drive system according to the invention, the sensor unit also has an acceleration detection device for detecting an acceleration of the watercraft and a speed detection device for detecting a speed of the watercraft, the control unit being set up to detect the speed and / or the acceleration of the watercraft during control the drive power of the drive unit. Taking into account a detected speed or a detected acceleration is to be understood in such a way that the signals of the speed detection device and / or the signals of the acceleration detection device are used as additional control parameters when controlling the drive power of the Drive unit can be used. The control unit can be set up to reduce the drive power of the drive unit when a predeterminable speed of the watercraft is reached, with acceleration of the propulsion means and / or pressure force on the propulsion means not causing additional drive support with the drive unit. If a predetermined acceleration or a predetermined speed cannot be achieved, for example by a headwind or a counterflow, the control unit can be set up to adapt the drive power in such a way that the predetermined speed or the predetermined acceleration is achieved.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebssystems weist die Sensoreinheit ferner eine Herzfrequenzerfassungseinrichtung zur Erfassung einer Herzfrequenz eines Benutzers auf, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, die erfasste Herzfrequenz des Benutzers bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit zu berücksichtigen. Die Herzfrequenzerfassungseinrichtung kann in einer Grifffläche des Vortriebsmittels angeordnet sein, um eine Herzfrequenz unmittelbar über die Grifffläche zu erfassen, ohne dass die Bewegungsfreiheit des Benutzers durch externe Geräte eingeschränkt wird. Die Herzfrequenzerfassungseinrichtung kann beispielsweise auch als Brustgurt, Armband oder Ohrklipp ausgebildet sein, wobei die Daten der Herzfrequenzerfassungseinrichtung drahtlos an die Steuerungseinheit übertragbar sind. Eine Berücksichtigung der Herzfrequenz eines Benutzers bei der Steuerung der Antriebsleistung kann vorgesehen sein, um eine vorgebbare Herzfrequenz des Benutzers nicht zu Überschreiten, in dem die Antriebsleistung der Antriebseinheit bei Überschreiten der vorgegebenen Herzfrequenz erhöht wird, sodass der Benutzer beim Vortrieb mit dem Vortriebsmittel weniger Kraft aufwenden muss, wodurch sich seine Herzfrequenz verringert. Beim Unterschreiten einer vorgebbaren Herzfrequenz des Benutzers kann die Antriebsleistung der Antriebseinheit reduziert werden, sodass der Benutzer mehr Kraft zum Vortrieb des Wasserfahrzeugs aufwenden muss, wodurch die Herzfrequenz erhöht werden kann. According to a preferred embodiment of the drive system according to the invention, the sensor unit also has a heart rate detection device for detecting a heart rate of a user, the control unit being set up to take into account the detected heart rate of the user when controlling the drive power of the drive unit. The heart rate detection device can be arranged in a gripping surface of the propulsion means in order to detect a heart rate directly over the gripping surface without the freedom of movement of the user being restricted by external devices. The heart rate detection device can, for example, also be designed as a chest strap, bracelet or ear clip, the data of the heart rate detection device being wirelessly transferable to the control unit. Taking into account the heart rate of a user when controlling the drive power can be provided so as not to exceed a predefinable heart rate of the user by increasing the drive power of the drive unit when the predetermined heart rate is exceeded, so that the user uses less force when propelling with the propulsion means must, which reduces his heart rate. If the user falls below a predefinable heart rate, the drive power of the drive unit can be reduced, so that the user has to use more force to propel the watercraft, which can increase the heart rate.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebssystems weist die Sensoreinheit ferner eine Strömungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Wasserströmung unterhalb des Wasserfahrzeugs auf, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, die erfasste Wasserströmung bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit zu berücksichtigen. Eine Berücksichtigung der Wasserströmung bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit kann vorgesehen sein, um eine vorgebbare Beschleunigung und/oder eine vorgebbare Geschwindigkeit zu erreichen, wobei die Antriebsleistung bei einer Strömung in Fahrtrichtung verringert wird oder bei einer Gegenströmung entsprechend erhöht wird. Die Strömungserfassungseinrichtung kann einen Durchflusssensor aufweisen, welcher am Wasserfahrzeug befestigbar ist. Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine Strömungsgeschwindigkeit eines Gewässers von einer externen Messstelle gemessen wird und über eine Drahtloskommunikationsverbindung an die Steuerungseinheit übertragen wird. According to a further advantageous embodiment of the drive system according to the invention, the sensor unit also has a flow detection device for detecting a water flow below the watercraft, the control unit being set up to take the detected water flow into account when controlling the drive power of the drive unit. Taking the water flow into account when controlling the drive power of the drive unit can be provided in order to achieve a predeterminable acceleration and / or a predeterminable speed, the drive power being reduced in the case of a flow in the direction of travel or correspondingly increased in the case of a counterflow. The flow detection device can have a flow sensor which can be attached to the watercraft. It can also be provided that a flow velocity of a body of water is measured by an external measuring point and transmitted to the control unit via a wireless communication connection.
Weiterhin kann eine Lageerfassungseinrichtung zur Erfassung einer räumlichen Lage des Vortriebsmittels vorgesehen sein, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, die erfasste Lage des Vortriebsmittels bei der Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung und Antriebsleistung der Antriebseinheit zu berücksichtigen. Die Lageerfassungseinrichtung kann als Bestandteil der Sensoreinheit ausgebildet sein, sodass Daten und Signale der Lageerfassungseinrichtung über die Sensoreinheit an die Steuerungseinheit übertragbar sind. Furthermore, a position detection device can be provided for detecting a spatial position of the propulsion means, the control unit being set up to take the detected position of the propulsion means into account when controlling the direction change device and drive power of the drive unit. The position detection device can be designed as a component of the sensor unit, so that data and signals of the position detection device can be transmitted to the control unit via the sensor unit.
Zur Übertragung von Daten und Signalen zwischen der Sensoreinheit und der Steuerungseinheit kann das erfindungsgemäße Antriebssystem eine Drahtloskommunikationseinheit aufweisen, mit welcher Daten und Signale drahtlos übertragbar sind. Die Drahtloskommunikationseinheit kann beispielsweise ein Bluetooth-Modul aufweisen, mit welchem Daten von mehreren sensorischen Einrichtungen der Sensoreinheit empfangen, verarbeitet und weitergeleitet werden können. For the transmission of data and signals between the sensor unit and the control unit, the drive system according to the invention can have a wireless communication unit with which data and signals can be transmitted wirelessly. The wireless communication unit can have, for example, a Bluetooth module with which data can be received, processed and forwarded by several sensor devices of the sensor unit.
Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Antriebssystems weist die Sensoreinheit eine Navigationseinrichtung mit Positionserfassungseinrichtung auf. Dabei kann die Steuerungseinheit derart konfiguriert sein, Positionsdaten und Navigationsdaten bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit zu berücksichtigen. Anhand von Positionsdaten kann die Antriebsleistung beispielsweise derart gesteuert werden, dass eine vorgegebene Position des Wasserfahrzeugs gehalten wird, ohne dass das Vortriebsmittel mittels Muskelkraft zum Vortrieb des Wasserfahrzeugs benutzt werden muss. According to a development of the drive system according to the invention, the sensor unit has a navigation device with a position detection device. The control unit can be configured to take position data and navigation data into account when controlling the drive power of the drive unit. Based on position data, the drive power can be controlled, for example, in such a way that a predetermined position of the watercraft is held without the propulsion means having to be used to propel the watercraft by means of muscle power.
Die Sensoreinheit kann zumindest teilweise in das Vortriebsmittel integrierbar ausgebildet sein. Vorzugsweise können Bestandteile und Einrichtungen der Sensoreinheit, dass heißt die Beschleunigungserfassungseinrichtung, die Druckkrafterfassungseinrichtung, die Herzfrequenzerfassungseinrichtung, die Lageerfassungseinrichtung, die Navigationseinrichtung mitThe sensor unit can be at least partially integrable with the propulsion means. Components and devices of the sensor unit, that is to say the acceleration detection device, the pressure force detection device, the heart rate detection device, the position detection device, and the navigation device can preferably be used with
Positionserfassungseinrichtung und die Drahtloskommunikationseinheit in dem Vortriebsmittel integriert sein. Position detection device and the wireless communication unit can be integrated in the propulsion means.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Antriebssystems besteht darin, dass das Antriebssystem ferner eine am Vortriebsmittel, vorzugsweise im Griffbereich des Vortriebsmittels, befestigbare Eingabeeinheit aufweist, mit welcher Steuerungsbefehle zur Steuerung der Antriebseinheit und Steuerungsbefehle zur Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung eingebbar sind. Um eine Ablenkung des Benutzers gering zu halten, ist die Eingabeeinheit schlicht gehalten und weist bevorzugt für jede Hand nur ein Bedienelement auf. Die Bedienelemente können vorzugsweise derart ausgebildet sein, lediglich mit den Daumen bedient zu werden, sodass der Benutzer bei der Bedienung der Eingabeeinheit das Vortriebsmittel festhalten kann. Eine Steuerung ist somit auch bei widrigen Bedingungen, beispielsweise beim Wildwasserfahren, möglich. Another advantage of the drive system according to the invention is that the drive system also has an input unit that can be fastened to the propulsion means, preferably in the grip area of the propulsion means, with which input control commands for controlling the drive unit and control commands for controlling the direction change device can be entered. In order to keep distraction of the user to a minimum, the input unit is kept simple and preferably has only one control element for each hand. The control elements can preferably be designed in such a way that they are operated only with the thumbs, so that the user holds the propulsion means when operating the input unit can. Control is therefore also possible under adverse conditions, for example when whitewater rafting.
Zur Wiedergabe von Informationen und Signalen der Navigationseinrichtung, der Steuerungseinheit und/oder der Antriebseinheit können Vibrationsmotoren vorgesehen sein, welche vorzugsweise im Griffbereich des Vortriebsmittels anordenbar sind. Eine Anordnung im Bereich einer Sitzfläche des Benutzers ist ebenfalls denkbar. To reproduce information and signals from the navigation device, the control unit and / or the drive unit, vibration motors can be provided, which can preferably be arranged in the grip area of the propulsion means. An arrangement in the area of a seat of the user is also conceivable.
Mit einer Anzeigeeinheit, welche ebenfalls als ein Bestandteil des erfindungsgemäßen Antriebssystems vorgesehen sein kann, sind visuelle Informationen der Navigationseinrichtung, der Steuerungseinheit und/oder der Antriebseinheit darstellbar. Gemäß einer besonders einfachen Ausgestaltung der Anzeigeeinheit ist eine Wiedergabe von visuellen Informationen mittels Leuchtdioden realisiert, welche im Schaft oder im Blatt des Vortriebsmittels integriert sind. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Anzeige als grafische Anzeige ausgebildet ist, welche am Wasserfahrzeug oder am Vortriebsmittel befestigbar ist. Zusätzlich kann eine Lautsprechereinheit vorgesehen sein, mit welcher akustische Signale der Navigationseinrichtung, der Steuerungseinheit und/oder der Antriebseinheit wiedergebbar sind. Als Anzeigeeinheit ist ferner ein Smartphone einsetzbar, welches mit der Steuerungseinheit drahtlos koppelbar ist. In diesem Zusammenhang ist auch eine Steuerung der Antriebseinheit und eine Bedienung der Einrichtungen der Sensoreinheit mit einem Smartphone denkbar, wobei die Rechenleistung des Smartphones ausgenutzt werden kann, um Informationen der Antriebseinheit und der Sensoreinheit auszuwerten und visuell, akustisch oder haptisch, insbesondere durch Vibrationen, wiederzugeben. With a display unit, which can also be provided as part of the drive system according to the invention, visual information of the navigation device, the control unit and / or the drive unit can be displayed. According to a particularly simple embodiment of the display unit, visual information is reproduced by means of light-emitting diodes which are integrated in the shaft or in the sheet of the propulsion means. However, it can also be provided that the display is designed as a graphic display which can be fastened to the watercraft or to the propulsion means. In addition, a loudspeaker unit can be provided with which acoustic signals from the navigation device, the control unit and / or the drive unit can be reproduced. A smartphone can also be used as the display unit and can be wirelessly coupled to the control unit. In this context, it is also conceivable to control the drive unit and operate the devices of the sensor unit with a smartphone, the computing power of the smartphone being able to be used to evaluate information from the drive unit and the sensor unit and to reproduce them visually, acoustically or haptically, in particular by vibrations .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebssystems weist die Sensoreinheit ferner zumindest einen an dem Wasserfahrzeug befestigbaren Abstandssensor zur Erfassung einer Kollision des Wasserfahrzeugs auf, wobei die Steuerungseinheit derart konfiguriert ist, Signale des mindestens einen Abstandssensors bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit zu berücksichtigen. Eine Berücksichtigung der Signale des Abstandssensors ist so zu verstehen, dass die Signale des Abstandssensors den Steuerungsbefehlen, welche durch eine Bewegung des Vortriebsmittels hervorgerufen werden, übergeordnet werden, sodass eine Kollision durch Verringerung der Antriebsleistung oder durch eine Richtungsumkehr der Antriebsleistung vermieden werden kann. Dadurch können Kollisionen vermieden werden, ohne dass der Benutzer aktiv eingreifen muss, was das Manövrieren des Wasserfahrzeugs für den ungeübten Benutzer erleichtert. According to a further advantageous embodiment of the drive system according to the invention, the sensor unit also has at least one distance sensor that can be attached to the watercraft for detecting a collision of the watercraft, the control unit being configured in such a way that Signals of the at least one distance sensor to be taken into account when controlling the drive power of the drive unit. A consideration of the signals of the distance sensor is to be understood in such a way that the signals of the distance sensor are superior to the control commands which are caused by a movement of the propulsion means, so that a collision by reducing the drive power or by reversing the direction of the drive power can be avoided. As a result, collisions can be avoided without the user having to actively intervene, which makes maneuvering the watercraft easier for the inexperienced user.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebsunterstützung für ein mit Muskelkraft fortbewegbares Wasserfahrzeug gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird/werden eine Beschleunigung eines mit Muskelkraft bedienbaren Vortriebsmittels zur Fortbewegung eines Wasserfahrzeugs und/oder eine Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel erfasst und die erfasste Beschleunigung und/oder die erfasste Druckkrafteinwirkung an eine Steuerungseinheit zur Steuerung einer Antriebsleistung einer an dem Wasserfahrzeug befestigten Antriebseinheit übertragen, wobei die Antriebsleistung der Antriebseinheit in Abhängigkeit der Beschleunigung des Vortriebsmittels und/oder in Abhängigkeit der Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel gesteuert wird. The object is further achieved by a method for controlling a drive support for a watercraft that can be moved with muscle power. In the method according to the invention, an acceleration of a propulsion means that can be operated with muscle power for locomotion of a watercraft and / or a pressure force effect on the propulsion means is / are recorded, and the detected acceleration and / or the pressure force effect recorded on a control unit for controlling a drive power of a drive unit attached to the watercraft transferred, the drive power of the drive unit being controlled as a function of the acceleration of the propulsion means and / or as a function of the pressure force acting on the propulsion means.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Steuerung einer motorunterstützten Antriebseinheit, ohne dass ein Benutzer des Wasserfahrzeugs eine zusätzliche Bedieneinheit bedienen muss, da die Antriebsleistung in Abhängigkeit vom Muskelkrafteinsatz des Benutzers mit dem Vortriebsmittel gesteuert wird. Die Antriebsleistung ist umso größer, je mehr Kraft auf das Vortriebsmittel ausgeübt wird. Dabei kann es vorgesehen sein, dass zum Einschalten der Antriebseinheit ein Beschleunigungswert und/oder ein Druckkraftwert und zum Ausschalten der Antriebseinheit ebenfalls ein Beschleunigungswert und/oder ein Druckkraftwert zugeordnet werden. So kann die Antriebseinheit bei Überschreiten eines vorgebbaren Beschleunigungswertes und/oder bei Überschreiten eines vorgebbaren Druckkraftwertes eingeschaltet werden, wobei die Antriebseinheit bei Unterschreiten des vorgebbaren Beschleunigungswertes und/oder des vorgebbaren Druckkraftwertes ausgeschaltet wird. Durch die Festlegung eines Einschaltpunktes und eines Ausschaltpunktes kann Energie eingespart werden, da ein Dauerbetrieb der Antriebseinheit vermieden wird. Darüber hinaus kann der Benutzer selbst definieren, welcher Krafteinsatz eine Antriebsunterstützung mittels der Antriebseinheit auslöst. Dies ist von Vorteil, da bei langsamer Fahrt, beispielsweise zum Manövrieren des Wasserfahrzeugs mit dem Vortriebmittel eine Antriebsunterstützung ungünstig oder nicht erforderlich ist. Vorzugsweise kann die Antriebsleistung der Antriebseinheit unmittelbar an eine Änderung der Beschleunigung des Vortriebsmittels und/oder an eine Änderung der Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel angepasst werden, um den Vortrieb für den Benutzer beim Zug des Vortriebsmittels durch das Wasser spürbar zu unterstützen. The method according to the invention enables a motor-assisted drive unit to be controlled without a user of the watercraft having to operate an additional control unit, since the drive power is controlled by the propulsion means as a function of the user's muscular strength. The drive power is greater, the more force is exerted on the propulsion means. It can be provided that an acceleration value and / or a pressure force value is assigned to switch on the drive unit and an acceleration value and / or a pressure force value is also assigned to switch off the drive unit. So can the drive unit is switched on when a predeterminable acceleration value and / or when a predeterminable pressure force value is exceeded, the drive unit being switched off when the predefined acceleration value and / or the predefinable pressure force value is undershot. By specifying a switch-on point and a switch-off point, energy can be saved since continuous operation of the drive unit is avoided. In addition, the user can define which force application triggers drive support by means of the drive unit. This is advantageous since, when driving slowly, for example to maneuver the watercraft with the propulsion means, drive support is unfavorable or not necessary. The drive power of the drive unit can preferably be adapted directly to a change in the acceleration of the propulsion means and / or to a change in the pressure force effect on the propulsion means in order to noticeably support the propulsion for the user when the propulsion means is pulled through the water.
Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens basiert die Steuerung der Antriebsleistung auf einer Druckkraftänderung am Vortriebsmittel oder auf einer Beschleunigungsänderung des Vortriebsmittels. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die sensorischen Werte der Druckkraftänderung und der Beschleunigungsänderung für die Steuerung der Antriebsleistung zu kombinieren, wobei eine genauere Steuerung der Antriebsleistung, insbesondere beim Wechsel zwischen Vorwärtsantrieb und Rückwärtsantrieb, erreicht werden kann. According to a development of the method according to the invention, the control of the drive power is based on a change in the pressure force on the propulsion means or on a change in acceleration of the propulsion means. However, there is also the possibility of combining the sensory values of the pressure force change and the acceleration change for the control of the drive power, a more precise control of the drive power, in particular when changing between forward drive and reverse drive, can be achieved.
Es kann weiter vorgesehen werden, dass die Beschleunigung des Vortriebsmittels in Form von Raumrichtungsvektoren erfasst wird. Dadurch ist es möglich, die Beschleunigungsrichtung sowie den Beschleunigungsbeginn und das Beschleunigungsende präzise zu erfassen. Aufgrund der Erfassung der Beschleunigungsrichtungen kann zwischen einer vorwärts gerichteten oder einer rückwärts gerichteten Bewegung unterschieden werden, sodass die Antriebseinheit zur Antriebsunterstützung entsprechend gesteuert werden kann. It can further be provided that the acceleration of the propulsion means is recorded in the form of spatial direction vectors. This makes it possible to precisely record the direction of acceleration, the start of acceleration and the end of acceleration. Due to the detection of the directions of acceleration, a forward or a backward movement can be distinguished, so that the drive unit can be controlled accordingly to support the drive.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird/werden eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung des Wasserfahrzeugs erfasst, welche bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit berücksichtigt wird/werden. So kann es vorgesehen werden, dass die Antriebsleistung bei einer Überschreitung einer vorgebbaren Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs verringert wird, was insbesondere in Gewässern oder in Bereichen von Gewässern, in denen eine Geschwindigkeitsbegrenzung vorgegeben ist, vorteilhaft ist. Zudem besteht die Möglichkeit, die Antriebsleistung der Antriebseinheit bei Unterschreiten einer vorgebbaren Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs zu erhöhen, was von Vorteil sein kann, wenn die gewünschte Geschwindigkeit allein durch den Kraftaufwand eines Benutzers und der damit gekoppelten Steuerung der Antriebsleistung nicht erreicht werden kann. According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, a speed and / or an acceleration of the watercraft is / are recorded, which is / are taken into account when controlling the drive power of the drive unit. Thus, it can be provided that the drive power is reduced when a predeterminable speed of the watercraft is exceeded, which is advantageous in particular in water bodies or in areas of water bodies in which a speed limit is specified. In addition, there is the possibility of increasing the drive power of the drive unit when the speed of the watercraft falls below a predeterminable rate, which can be advantageous if the desired speed cannot be achieved solely by the effort of a user and the control of the drive power associated therewith.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Herzfrequenz eines Benutzers erfasst, welche bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit berücksichtigt wird. Dabei kann es vorgesehen werden, dass die Antriebsleistung der Antriebseinheit bei Unterschreiten einer vorgebbaren Herzfrequenzrate verringert wird, während die Antriebsleistung bei Überschreiten der vorgebbaren Herzfrequenzrate gesteigert wird. Damit wird beispielsweise ein Ausdauertraining eines Benutzers ermöglicht, wobei die Antriebsleistung an die Herzfrequenz angepasst wird, um eine gleichbleibende Belastung und Herzfrequenz zu gewährleisten. According to a preferred embodiment of the method according to the invention, a heart rate of a user is recorded, which is taken into account when controlling the drive power of the drive unit. It can be provided that the drive power of the drive unit is reduced when the preselectable heart rate falls below, while the drive power is increased when the preselectable heart rate is exceeded. This enables, for example, endurance training for a user, with the drive power being adapted to the heart rate in order to ensure a constant load and heart rate.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, eine Wasserströmung unterhalb des Wasserfahrzeugs zu erfassen, welche bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit berücksichtigt wird. Die Berücksichtigung der Wasserströmung ermöglicht eine Anpassung der Antriebsleistung im Fall einer Gegenströmung, wobei eine gewünschte oder vorgegebene Geschwindigkeit beziehungsweise eine gewünschte oder vorgegebene Beschleunigung nicht erreicht werden kann. Weiterhin kann es vorgesehen werden, dass eine Position des Wasserfahrzeugs erfasst wird. Anhand der Positionsdaten können die Antriebsleistung der Antriebseinheit und eine Richtungsänderungseinrichtung der Antriebseinheit derart gesteuert werden, dass eine Position des Wasserfahrzeugs gehalten wird. Another advantage of the method according to the invention is to detect a water flow below the watercraft, which is taken into account when controlling the drive power of the drive unit. Taking the water flow into account enables the drive power to be adjusted in the event of a counterflow, with a desired or specified speed or a desired or specified acceleration cannot be achieved. Furthermore, it can be provided that a position of the watercraft is recorded. Using the position data, the drive power of the drive unit and a direction change device of the drive unit can be controlled in such a way that a position of the watercraft is held.
Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine räumliche Lage des Vortriebsmittels erfasst, welche bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit und einer Richtungsänderungseinrichtung berücksichtigt wird. According to a development of the method according to the invention, a spatial position of the propulsion means is recorded, which is taken into account in the control of the drive power of the drive unit and a direction change device.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zusätzlich eine Gestensteuerung zur Steuerung der Antriebsleistung und zur Steuerung einer Richtungsänderungseinrichtung aufweisen, wobei eine Abfolge von mindestens zwei Beschleunigungswerten einer Beschleunigung des Vortriebsmittels als Geste erkannt wird. Dabei wird ein der Geste zugeordneter Steuerungsbefehl zur Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit und/oder zur Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung ausgeführt. So kann es vorgesehen sein, dass zwei aufeinanderfolgende Beschleunigungen des Vortriebsmittels in eine Z-Richtung als Geste erkannt werden, wobei die erkannte Geste einem Steuerungsbefehl für die Richtungsänderung zugeordnet ist, sodass eine Richtungsänderung der Fahrrichtung des Wasserfahrzeugs ausgelöst wird. The method according to the invention can additionally have a gesture control for controlling the drive power and for controlling a direction change device, a sequence of at least two acceleration values of an acceleration of the propulsion means being recognized as a gesture. In this case, a control command associated with the gesture is executed to control the drive power of the drive unit and / or to control the direction change device. It can be provided that two successive accelerations of the propulsion means in a Z direction are recognized as a gesture, the recognized gesture being associated with a control command for the change of direction, so that a change in direction of the direction of travel of the watercraft is triggered.
Eine Wiedergabe von Informationen der Antriebsleistung, einer Fahrtrichtung oder Navigationensinformationen an den Benutzer kann haptisch mittels Vibration, optisch mittels einer Anzeigeeinheit oder akustisch mit einer Lautsprechereinheit erfolgen. Bevorzugt können solche Informationen durch eine Vibration des Vortriebsmittels an einen Benutzer übertragen werden, um die Informationsübermittlung einfach zu gestalten und die Ablenkung des Benutzers möglichst gering zu halten. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Es zeigen Information about the drive power, a driving direction or navigation information can be reproduced haptically by means of vibration, optically by means of a display unit or acoustically using a loudspeaker unit. Such information can preferably be transmitted to a user by means of a vibration of the propulsion means in order to make the transmission of information simple and to keep the distraction of the user as low as possible. Further details, features and advantages of embodiments of the invention result from the following description of exemplary embodiments. Show it
Figuren 1 a - 1 c: eine schematische Darstellung eines Antriebssystems zur Figures 1 a - 1 c: a schematic representation of a drive system for
Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs,  Drive support of a watercraft that can be moved with muscle power,
Figur 2: eine schematische Detaildarstellung eines Vortriebsmittels des erfindungsgemäßen Antriebssystems und FIG. 2: a schematic detailed illustration of a propulsion means of the drive system according to the invention and
Figur 3: ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung des Figure 3: a flowchart of a method for controlling the
Antriebssystems zur Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs.  Propulsion system for propulsion support of a watercraft that can be moved with muscle power.
Die Figur 1a zeigt eine schematische Darstellung eines Systems zur Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs 1 in einer Seitenansicht, wobei es sich im vorliegenden Beispiel um ein Kajak handelt. Das Antriebssystem weist eine Antriebseinheit 2 auf, welche unterhalb eines Sitzes 3 im Rumpf des Wasserfahrzeugs 1 angeordnet ist. In Figur 1b ist eine vergrößerte Darstellung der Antriebseinheit 2 aus Figur 1 a gezeigt, welche einen Elektromotor 5, einen von dem Elektromotor 5 angetriebenen Impeller 6 und einen Strömungskanal 7 aufweist. Der Impeller 6 und der Strömungskanal 7 bilden zusammen einen Jetantrieb aus, welcher einen Wasserpflanzen schonenden Vortrieb des Wasserfahrzeugs 1 ermöglicht. Aus Figur 1c geht des Wasserfahrzeug 1 in einer Ansicht von oben hervor. FIG. 1 a shows a schematic illustration of a system for supporting the drive of a watercraft 1 that can be moved with muscle power, in a side view, which in the present example is a kayak. The drive system has a drive unit 2, which is arranged below a seat 3 in the hull of the watercraft 1. FIG. 1 b shows an enlarged illustration of the drive unit 2 from FIG. 1 a, which has an electric motor 5, an impeller 6 driven by the electric motor 5 and a flow channel 7. The impeller 6 and the flow channel 7 together form a jet drive, which enables watercraft 1 to propel the watercraft 1 in a manner that is gentle on water plants. 1c shows the watercraft 1 in a view from above.
Das Antriebssystem weist eine Energiequelle in Form einer Batterie 8 zur Bereitstellung von elektrischer Energie an die Antriebseinheit 2 auf. Ein in der Form eines Paddels ausgebildetes Vortriebsmittel 9 dient zum Vortrieb des Wasserfahrzeugs 1 mittels Muskelkraft. In dem Paddel 9 ist eine Sensoreinheit integriert, welche zumindest eine Beschleunigungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Beschleunigung des Paddels 9 und/oder mindestens eine Druckkrafterfassungseinrichtung zur Erfassung einer Druckkraft an dem Paddel 9 aufweist. Eine Steuerungseinheit 10 zur Steuerung einer Antriebsleistung der Antriebseinheit ist im hinteren Bereich des Wasserfahrzeugs 1 angeordnet. Die Steuerungseinheit 10 ist zum Empfangen von Signalen der Sensoreinheit 14 konfiguriert, sodass die Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 in Abhängigkeit von der erfassten Beschleunigung des Paddels 9 und/oder der erfassten Druckkraft an dem Paddel 9 steuerbar ist. Zwischen der im Paddel 9 integrierten Sensoreinheit 14 und der Steuerungseinheit 10 werden Signale in Form von Funksignalen 11 drahtlos übertragen. Zu diesem Zweck weist das Antriebssystem eine Drahtloskommunikationseinheit auf. The drive system has an energy source in the form of a battery 8 for providing electrical energy to the drive unit 2. A propulsion means 9 in the form of a paddle is used to propel the watercraft 1 by means of muscle power. A sensor unit is integrated in the paddle 9, which has at least one acceleration detection device for detecting an acceleration of the paddle 9 and / or at least one Compressive force detection device for detecting a compressive force on the paddle 9. A control unit 10 for controlling a drive power of the drive unit is arranged in the rear area of the watercraft 1. The control unit 10 is configured to receive signals from the sensor unit 14, so that the drive power of the drive unit 2 can be controlled as a function of the detected acceleration of the paddle 9 and / or the detected pressure force on the paddle 9. Signals in the form of radio signals 11 are transmitted wirelessly between the sensor unit 14 integrated in the paddle 9 and the control unit 10. For this purpose, the drive system has a wireless communication unit.
Am Bug des Wasserfahrzeugs 1 ist ein Abstandssensor 26 angeordnet, welcher einen Abstand zwischen dem Wasserfahrzeug 1 und einem Flindernis in der Umgebung des Wasserfahrzeugs 1 erfasst. Zusammen mit der Steuerungseinheit 10 bildet der Abstandssensor 26 eine Kollisionserfassungseinrichtung. Die Kollisionserfassungseinrichtung berücksichtigt eine Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs 1 und eine Abstandsänderung, welche mit dem Abstandssensor 26 erfasst wird, um eine Kollision des Wasserfahrzeugs 1 mit einem Hindernis in der Umgebung zu bestimmen. Dabei ist die Steuerungseinheit 10 eingerichtet, im Fall einer Kollision, Gegenmaßnahmen einzuleiten, in dem die Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 verringert oder die Antriebsleistung in eine andere Richtung gelenkt wird. At the bow of the watercraft 1, a distance sensor 26 is arranged, which detects a distance between the watercraft 1 and an obstacle in the vicinity of the watercraft 1. Together with the control unit 10, the distance sensor 26 forms a collision detection device. The collision detection device takes into account a speed of the watercraft 1 and a change in distance, which is detected with the distance sensor 26, in order to determine a collision of the watercraft 1 with an obstacle in the area. In the event of a collision, the control unit 10 is set up to initiate countermeasures by reducing the drive power of the drive unit 2 or by directing the drive power in another direction.
An einer Unterseite des Wasserfahrzeugs 1 ist im Wasser eine Strömungserfassungseinrichtung 4 angeordnet. DieA flow detection device 4 is arranged in the water on an underside of the watercraft 1. The
Strömungserfassungseinrichtung 4 ist ein Bestandteil der Sensoreinheit 14, wobei ein Datenaustausch zwischen der Strömungserfassungseinrichtung 4 und der Sensoreinheit 14 drahtlos erfolgt. Da die Sensoreinheit 14 mit der Steuerungseinheit 10 in Kontakt steht, können Daten der Strömungserfassungseinrichtung 4 an die Steuerungseinheit 10 übertragen werden, sodass die Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 in Abhängigkeit von einer Gewässerströmung, welche mit der Strömungserfassungseinrichtung 4 erfasst wird, gesteuert werden kann. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Daten der Strömungserfassungseinrichtung 4 direkt an die Steuerungseinheit 10 übertragen werden, um die Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 auf Basis der Daten der Strömungserfassungseinrichtung 4 zu steuern. Flow detection device 4 is a component of sensor unit 14, with data being exchanged wirelessly between flow detection device 4 and sensor unit 14. Since the sensor unit 14 is in contact with the control unit 10, data from the flow detection device 4 can be transmitted to the control unit 10, so that the drive power of the drive unit 2 is dependent on a water flow, which is detected by the flow detection device 4, can be controlled. Furthermore, it can be provided that the data from the flow detection device 4 are transmitted directly to the control unit 10 in order to control the drive power of the drive unit 2 on the basis of the data from the flow detection device 4.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Vortriebsmittels 9 des Antriebssystems. Bei dem Vortriebsmittel 9 handelt es sich um ein Doppelpaddel mit einem Schaft 12 und zwei Paddelblättern 13. Eine Sensoreinheit 14, welche eine Druckkrafterfassungseinrichtung in Form von Dehnungsmessstreifen 15, welche in den Paddelblättern 13 integriert sind, und eine Beschleunigungserfassungseinrichtung 16, welche einenFIG. 2 shows a schematic detailed illustration of an exemplary embodiment of a propulsion means 9 of the drive system. The propulsion means 9 is a double paddle with a shaft 12 and two paddle blades 13. A sensor unit 14, which has a pressure force detection device in the form of strain gauges 15, which are integrated in the paddle blades 13, and an acceleration detection device 16, which one
Beschleunigungssensor und einen Lagesensor aufweist, ist in dem Paddel 9 integriert. Im Schaft 12 des Paddels 9 ist eine Batterie 8 angeordnet, welche über eine Schnittstelle 17 zum induktiven Laden oder über eine USB- Schnittstelle 18 geladen werden kann. Die Batterie 8 dient zur Versorgung elektrischer Verbraucher der Sensoreinheit 14. Eine Bluetooth-Schnittstelle 19 kann zur Drahtloskommunikation mit der Steuereinheit 10 eingesetzt werden. Ferner besteht mittels der Bluetooth-Schnittstelle 19 die Möglichkeit zur Kopplung eines Smartphones mit der Sensoreinheit 14. In diesem Fall können Aufgaben der Sensoreinheit 14 und der Steuerungseinheit 10 mittels einer Software auf dem Smartphone verarbeitet werden. Insbesondere kann eine Navigationseinrichtung des Smartphones dazu eingesetzt werden, um eine Position zu bestimmen, wobei die Steuerungseinheit 10 eingerichtet ist, um Daten der Navigationseinrichtung des Smartphones bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 zu berücksichtigen. Has acceleration sensor and a position sensor is integrated in the paddle 9. A battery 8 is arranged in the shaft 12 of the paddle 9 and can be charged via an interface 17 for inductive charging or via a USB interface 18. The battery 8 serves to supply electrical loads to the sensor unit 14. A Bluetooth interface 19 can be used for wireless communication with the control unit 10. Furthermore, there is the possibility of coupling a smartphone to the sensor unit 14 by means of the Bluetooth interface 19. In this case, tasks of the sensor unit 14 and the control unit 10 can be processed on the smartphone by means of software. In particular, a navigation device of the smartphone can be used to determine a position, the control unit 10 being set up to take data from the navigation device of the smartphone into account when controlling the drive power of the drive unit 2.
Im Bereich einer linken Grifffläche des Paddels 9 ist im Paddelschaft 12 eine Bedieneinheit 20 integriert, welche Bedienelemente 21 , 22 und 23 aufweist. Die Bedieneinheit 20 ist vorgesehen, Eingaben zur Steuerung von Bestandteilen des Antriebssystems vornehmen zu können. Die Bedienelemente 21 , 22 und 23 sind derart angeordnet, mit dem linken Daumen eines Benutzers erreichbar zu sein. In the area of a left grip surface of the paddle 9, an operating unit 20 is integrated in the paddle shaft 12, which has operating elements 21, 22 and 23. The control unit 20 is provided to be able to make inputs for controlling components of the drive system. The controls 21, 22 and 23 are arranged to be reachable with the left thumb of a user.
Im Griffbereich des Paddels 9 können im Paddelschaft 12 beidseitig Vibrationsmotoren 24 angeordnet sein, welche mit der Steuerungseinheit 9 gekoppelt sind. Die Vibrationsmotoren 24 dienen zur haptischen Informationswiedergabe der Steuerungseinheit 10, der Antriebseinheit 2 oder der Sensoreinheit 14. Vibration motors 24, which are coupled to the control unit 9, can be arranged on both sides in the paddle shaft 12 in the grip area of the paddle 9. The vibration motors 24 serve for the haptic information reproduction of the control unit 10, the drive unit 2 or the sensor unit 14.
Eine LED-Anzeigeeinheit 25 ist zur Darstellung von visuellen Informationen der Steuerungseinheit 10, der Antriebseinheit 2 oder der Sensoreinheit 14 eingerichtet. An LED display unit 25 is set up to display visual information from the control unit 10, the drive unit 2 or the sensor unit 14.
Die Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs 1. Die Antriebsunterstützung erfolgt durch eine variable Anpassung einer Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 anhand von Daten, welche von der Sensoreinheit 14 des Vortriebsmittels 9 an die Steuerungseinheit 10 übertragen werden. Dabei wird schrittweise derart vorgegangen, dass in einem ersten Schritt 27 eine Beschleunigung des Vortriebsmittels 9 und eineFIG. 3 shows a flowchart of a method for controlling a drive support of a watercraft 1 that can be moved with muscle power. The drive support is carried out by variably adapting a drive power of the drive unit 2 on the basis of data which are transmitted from the sensor unit 14 of the propulsion means 9 to the control unit 10. The step-by-step procedure is such that in a first step 27 an acceleration of the propulsion means 9 and a
Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel 9 erfasst werden. Eine Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel 9 kann erfasst werden, wenn ein Benutzer das Vortriebsmittel 9 mit Muskelkraft durch das Wasser bewegt, um das Wasserfahrzeug 1 auf dem Wasser voranzutreiben. Der dabei erfasste Druckkraftwert ist umso größer, je mehr Kraft der Benutzer auf dasThe impact of pressure on the propulsion means 9 can be detected. A pressure force on the propulsion means 9 can be detected when a user moves the propulsion means 9 through the water with muscular strength in order to propel the watercraft 1 on the water. The pressure force value recorded is greater, the more force the user exerts on the
Vortriebsmittel ausübt. Gleichzeitig wird in Schritt 27 eine Beschleunigung des Vortriebsmittels 9 erfasst, woraus eine Beschleunigungsrichtung desExercises propulsion. At the same time, an acceleration of the propulsion means 9 is detected in step 27, from which an acceleration direction of the
Vortriebsmittels 9 ableitbar ist. Die in Schritt 27 erfassten Werte Druckkraft und Beschleunigung werden von der Sensoreinheit 14 an die Steuerungseinheit 10 übertragen, wobei die Steuerungseinheit 10 im zweiten Schritt 28 die erfassten Werte Druckkraft und Beschleunigung auswertet. Aus den WertenPropulsion means 9 can be derived. The pressure force and acceleration values detected in step 27 are transmitted from the sensor unit 14 to the control unit 10, the control unit 10 evaluating the detected pressure force and acceleration values in the second step 28. From the values
Beschleunigung und Druckkraft errechnet die Steuerungseinheit 10 eine gewünschte Antriebsunterstützung, in dem den errechneten Werten aus der Beschleunigung und der Druckkraft Steuerungsbefehle zur Steuerung der Antriebseinheit 2 zugeordnet werden. Dabei kann es vorgesehen werden, dass einem errechneten Wert aus den Werten Beschleunigung und Druckkraft einem Schaltpunkt zum Einschalten und/oder Ausschalten der Antriebseinheit 2 zugeordnet wird, sodass die Antriebseinheit 2 bei Überschreiten des vorgebbaren Einschaltpunktes eingeschaltet wird, wobei die Antriebseinheit 2 bei Unterschreiten des vorgebbaren Ausschaltpunktes ausgeschaltet wird. Dadurch bleibt die Antriebseinheit 2 bei geringfügigen Bewegungen des Vortriebsmittels 9, welche keinen Vortrieb auslösen sollen, vorteilhafterweise ausgeschaltet. Die zugeordneten Steuerungsbefehle dienen zur Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit 2. Im dritten Schritt 29 wird der auf den Werten Beschleunigung und Druckkraft basierende Steuerungsbefehl zur Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 ausgeführt, wobei die Antriebsleistung umso größer ist, je mehr Kraft der Benutzer auf das Vortriebsmittel 9 ausübt, um das Wasserfahrzeug 1 voranzutreiben. Die Antriebsleistung ist von der Motordrehzahl der Antriebseinheit abhängig, sodass eine Steigerung der Antriebsleistung mit einer Steigerung der Motordrehzahl der Antriebseinheit 2 einhergeht. The control unit 10 calculates acceleration and pressure force Desired drive support in which control commands for controlling the drive unit 2 are assigned to the calculated values from the acceleration and the pressure force. It can be provided that a calculated value from the values of acceleration and pressure force is assigned a switching point for switching on and / or switching off the drive unit 2, so that the drive unit 2 is switched on when the predefinable switch-on point is exceeded, the drive unit 2 falling below the predefinable one Switch-off point is switched off. As a result, the drive unit 2 advantageously remains switched off in the event of slight movements of the propulsion means 9 which are not intended to initiate propulsion. The assigned control commands serve to control the drive power of the drive unit 2. In the third step 29, the control command based on the values of acceleration and pressure force is carried out to control the drive power of the drive unit 2, the drive power being greater the more force the user exerts on the propulsion means 9 exercises to propel the watercraft 1. The drive power is dependent on the engine speed of the drive unit, so that an increase in the drive power is accompanied by an increase in the engine speed of the drive unit 2.
Die Erfassung der Werte Druckkraft und Beschleunigung an dem Vortriebsmittel 9 erfolgt kontinuierlich. Dadurch ist es möglich, eine Druckkraftänderung und eine Beschleunigungsänderung während einer Vortriebsbewegung des Vortriebsmittels 9 zu erfassen. Vorteilhafterweise wird die Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 unmittelbar an eine Änderung der Werte Druckkraft und Beschleunigung angepasst, sodass eine Antriebsunterstützung der Antriebseinheit 2 für den Benutzer unmittelbar spürbar ist. Bezugszeichenliste The values of pressure force and acceleration on the propulsion means 9 are recorded continuously. This makes it possible to detect a change in pressure force and a change in acceleration during a propulsion movement of the propulsion means 9. Advantageously, the drive power of the drive unit 2 is immediately adapted to a change in the values of pressure force and acceleration, so that drive support of the drive unit 2 can be felt directly by the user. Reference list
1 Wasserfahrzeug 1 watercraft
Antriebseinheit  Drive unit
3 Sitz  3 seat
Strömungserfassungseinrichtung  Flow detection device
5 Elektromotor  5 electric motor
Impeller  Impeller
7 Strömungskanal  7 flow channel
8 Batterie, Energiequelle  8 battery, power source
9 Vortriebsmittel / Paddel  9 propulsion / paddle
10 Steuerungseinheit  10 control unit
11 Funksignale  11 radio signals
12 Paddelschaft  12 paddle shaft
13 Paddelblätter  13 paddle blades
14 Sensoreinheit  14 sensor unit
15 Dehnungsmessstreifen, Druckkrafterfassungseinrichtung 15 strain gauges, pressure force detection device
16 Beschleunigungserfassungseinrichtung 16 acceleration detection device
17 Schnittstelle zum induktiven Laden  17 Interface for inductive charging
18 USB-Schnittstelle  18 USB interface
19 Bluetooth-Schnittstelle  19 Bluetooth interface
20 Bedieneinheit  20 control unit
21 Bedienelement  21 control element
22 Bedienelement  22 Control element
23 Bedienelement  23 Control element
24 Vibrationsmotoren  24 vibration motors
25 LED-Anzeigeeinheit Abstandssensor erster Schritt zweiter Schritt dritter Schritt 25 LED display unit Distance sensor first step second step third step

Claims

Patentansprüche Claims
1. Antriebssystem zur Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs (1 ), aufweisend 1. Propulsion system for propulsion support of a watercraft (1) that can be moved with muscle power, comprising
eine zum Antrieb eines Wasserfahrzeugs ausgebildete Antriebseinheit (2), welche an dem Wasserfahrzeug (1 ) befestigbar ist,  a drive unit (2) designed to drive a watercraft, which can be fastened to the watercraft (1),
eine Energiequelle (8) zur Bereitstellung von Energie an die Antriebseinheit an energy source (8) for providing energy to the drive unit
(2), (2),
eine Sensoreinheit (14), welche zumindest eine Beschleunigungserfassungseinrichtung (16) zur Erfassung einer Beschleunigung eines mit Muskelkraft bewegbaren Vortriebsmittels (9) und/ oder mindestens eine Druckkrafterfassungseinrichtung (15) zur Erfassung einer Druckkraft an dem mit Muskelkraft bewegbaren Vortriebsmittel (9) aufweist, und  a sensor unit (14) which has at least one acceleration detection device (16) for detecting an acceleration of a propulsion means (9) movable with muscle force and / or at least one pressure force detection device (15) for detecting a pressure force on the propulsion means (9) movable with muscle force, and
eine Steuerungseinheit (10) zur Steuerung einer Antriebsleistung der Antriebseinheit (2), wobei die Steuerungseinheit (10) zum Empfangen von Signalen der Sensoreinheit (14) eingerichtet ist und wobei die Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) in Abhängigkeit von der erfassten Beschleunigung des Vortriebsmittels (9) und/oder der erfassten Druckkraft an dem Vortriebsmittel (9) steuerbar ist.  a control unit (10) for controlling a drive power of the drive unit (2), the control unit (10) being designed to receive signals from the sensor unit (14) and the drive power of the drive unit (2) depending on the detected acceleration of the propulsion means ( 9) and / or the detected compressive force on the propulsion means (9) can be controlled.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) eine Richtungsänderungseinrichtung aufweist, welche mit der Steuerungseinheit (10) steuerbar ist. 2. Drive system according to claim 1, characterized in that the drive unit (2) has a direction change device which can be controlled with the control unit (10).
3. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (10) zum Erkennen von mit dem Vortriebsmittel (9) ausgeführten Gesten eingerichtet ist, wobei den Gesten Steuerungsbefehle zur Steuerung der Antriebseinheit (2) und zur Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung zugeordnet sind. 3. Drive system according to one of claims 1 or 2, characterized in that the control unit (10) is set up to recognize gestures carried out with the propulsion means (9), the gestures being control commands for controlling the drive unit (2) and for controlling the direction change device assigned.
4. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (14) ferner eine4. Drive system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor unit (14) also a
Beschleunigungserfassungseinrichtung zur Erfassung einerAcceleration detection device for detecting a
Beschleunigung des Wasserfahrzeugs (1 ) und eine Geschwindigkeitserfassungseinrichtung zur Erfassung einerAcceleration of the watercraft (1) and a speed detection device for detecting a
Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs (1 ) aufweist, wobei dieHas speed of the watercraft (1), the
Steuerungseinheit (10) eingerichtet ist, die erfasste Geschwindigkeit und/oder die erfasste Beschleunigung des Wasserfahrzeugs (1 ) bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) zu berücksichtigen. Control unit (10) is set up to take into account the detected speed and / or the detected acceleration of the watercraft (1) when controlling the drive power of the drive unit (2).
5. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (14) ferner eine5. Drive system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor unit (14) also a
Herzfrequenzerfassungseinrichtung zur Erfassung einer Herzfrequenz eines Benutzers aufweist, wobei die Steuerungseinheit (10) eingerichtet ist, die erfasste Herzfrequenz des Benutzers bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) zu berücksichtigen. Heart rate detection device for detecting a heart rate of a user, wherein the control unit (10) is set up to take into account the detected heart rate of the user when controlling the drive power of the drive unit (2).
6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (14) ferner eine6. Drive system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sensor unit (14) also a
Strömungserfassungseinrichtung (4) zur Erfassung einer Wasserströmung unter dem Wasserfahrzeug (1 ) aufweist, wobei die Steuerungseinheit (10) eingerichtet ist, die erfasste Wasserströmung bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) zu berücksichtigen. Flow detection device (4) for detecting a water flow under the watercraft (1), the control unit (10) being set up to take the detected water flow into account when controlling the drive power of the drive unit (2).
7. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (14) ferner eine7. Drive system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sensor unit (14) also a
Lageerfassungseinrichtung zur Erfassung einer räumlichen Lage des Vortriebsmittels (9) aufweist, wobei die Steuerungseinheit (10) eingerichtet ist, die erfasste Lage des Vortriebsmittels bei der Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung und der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) zu berücksichtigen. Position detection device for detecting a spatial position of the propulsion means (9), the control unit (10) being set up to take into account the detected position of the propulsion means when controlling the direction change device and the drive power of the drive unit (2).
8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem eine8. Drive system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the drive system
Drahtloskommunikationseinheit aufweist, mit der Signale zwischen der Sensoreinheit (14) und der Steuerungseinheit (10) drahtlos übertragbar sind. Wireless communication unit with which signals between the sensor unit (14) and the control unit (10) can be wirelessly transmitted.
9. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (14) eine Navigationseinrichtung mit Positionserfassungseinrichtung aufweist. 9. Drive system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sensor unit (14) has a navigation device with position detection device.
10. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (14) zumindest teilweise in das Vortriebsmittel (9) integrierbar ist. 10. Drive system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the sensor unit (14) can be at least partially integrated into the propulsion means (9).
11. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem ferner eine am Vortriebsmittel (9), vorzugsweise im Griffbereich des Vortriebsmittels (9) befestigbare Bedieneinheit (20) aufweist, mit welcher Steuerungsbefehle zur Steuerung der Antriebseinheit (2) und Steuerungsbefehle zur Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung eingebbar sind. 11. Drive system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the drive system further comprises a control unit (20) which can be fastened to the propulsion means (9), preferably in the grip area of the propulsion means (9) and with which control commands for controlling the drive unit (2). and control commands for controlling the direction change device can be entered.
12. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem Vibrationsmotoren (24) aufweist, welche zur Wiedergabe von Signalen der Navigationseinrichtung, der Steuerungseinheit (10) und/oder der Antriebseinheit (2) eingerichtet sind. 12. Drive system according to one of claims 1 to 11, characterized in that the drive system comprises vibration motors (24) which are set up for reproducing signals from the navigation device, the control unit (10) and / or the drive unit (2).
13. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem eine Anzeigeeinheit (25) aufweist, welche zur visuellen Darstellung von Signalen der13. Drive system according to one of claims 1 to 12, characterized in that the drive system has a display unit (25) which for the visual representation of signals from the
Navigationseinrichtung, der Steuerungseinheit (10) und/oder derNavigation device, the control unit (10) and / or the
Antriebseinheit (2) eingerichtet ist. Drive unit (2) is set up.
14. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem eine Lautsprechereinheit aufweist, welche zur akustischen Wiedergabe von Signalen der Navigationseinrichtung, der Steuerungseinheit (10) und/oder der Antriebseinheit (2) eingerichtet ist. 14. Drive system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the drive system has a loudspeaker unit which is set up for acoustic reproduction of signals from the navigation device, the control unit (10) and / or the drive unit (2).
15. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (14) ferner zumindest einen an dem Wasserfahrzeug (1 ) befestigbaren Abstandssensor (26) zur Erfassung einer Kollision des Wasserfahrzeugs (1 ) aufweist, wobei die Steuerungseinheit (10) eingerichtet ist, Signale des mindestens einen Abstandssensors (26) bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) zu berücksichtigen. 15. Drive system according to one of claims 1 to 14, characterized in that the sensor unit (14) further comprises at least one distance sensor (26) which can be fastened to the watercraft (1) for detecting a collision of the watercraft (1), the control unit (10 ) is set up to take into account signals from the at least one distance sensor (26) when controlling the drive power of the drive unit (2).
16. Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems zur Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs (1 ), bei dem eine Beschleunigung eines mit Muskelkraft bedienbaren Vortriebsmittels (9) zur Fortbewegung eines Wasserfahrzeugs (1 ) und/oder eine Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel (9) erfasst wird/werden, die erfasste Beschleunigung und/oder die erfasste Druckkrafteinwirkung an eine Steuerungseinheit (10) zur Steuerung einer Antriebsleistung einer an dem Wasserfahrzeug (1 ) befestigten Antriebseinheit (2) übertragen wird/werden und die Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) in Abhängigkeit von der Beschleunigung des Vortriebsmittels (9) und/oder in Abhängigkeit von der Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel (9) gesteuert wird. 16. A method for controlling a drive system for supporting the propulsion of a watercraft (1) that can be moved with muscle power, in which an acceleration of a propulsion means (9) that can be operated with muscle power for moving a watercraft (1) and / or a pressure force on the propulsion means (9) is detected / the transmitted acceleration and / or the determined pressure force is / are transmitted to a control unit (10) for controlling a drive power of a drive unit (2) attached to the watercraft (1) and the drive power of the drive unit (2) depending on the Acceleration of the propulsion means (9) and / or in dependence on the pressure force on the propulsion means (9) is controlled.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) bei Überschreiten eines vorgebbaren Beschleunigungswertes und/oder bei Überschreiten eines vorgebbaren Druckkraftwertes eingeschaltet wird, wobei die Antriebseinheit (2) bei Unterschreiten des vorgebbaren Beschleunigungswertes und/oder des vorgebbaren Druckkraftwertes ausgeschaltet wird. 17. The method according to claim 16, characterized in that the drive unit (2) is switched on when a predetermined acceleration value and / or when a predetermined pressure force value is exceeded, the drive unit (2) being switched off when the predetermined acceleration value and / or the predetermined pressure force value is undershot becomes.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung des Vortriebsmittels (9) in Form von Raumrichtungsvektoren erfasst wird. 18. The method according to any one of claims 16 or 17, characterized in that the acceleration of the propulsion means (9) is detected in the form of spatial direction vectors.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) unmittelbar an eine Änderung der Beschleunigung des Vortriebsmittels (9) und/oder an eine Änderung der Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel (9) angepasst wird. 19. The method according to any one of claims 16 to 18, characterized in that the drive power of the drive unit (2) is adapted directly to a change in the acceleration of the propulsion means (9) and / or to a change in the action of pressure on the propulsion means (9).
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung des Wasserfahrzeugs (1 ) erfasst wird und die erfasste Beschleunigung und/oder die erfasste Geschwindigkeit bei der Steuerung der20. The method according to any one of claims 17 to 19, characterized in that a speed and / or an acceleration of the watercraft (1) is detected and the detected acceleration and / or the detected speed when controlling the
Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) berücksichtigt wird. Drive power of the drive unit (2) is taken into account.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die21. The method according to claim 20, characterized in that the
Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) bei Unterschreiten einer vorgebbaren Geschwindigkeit gesteigert wird, wobei die Antriebsleistung bei Überschreiten der vorgebbaren Geschwindigkeit verringert wird. Drive power of the drive unit (2) is increased when the speed falls below a predefinable speed, the drive power being reduced when the speed that can be predefined is exceeded.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Herzfrequenz eines Benutzers erfasst wird und die Herzfrequenz des Benutzers bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) berücksichtigt wird. 22. The method according to any one of claims 16 to 21, characterized in that a heart rate of a user is detected and the heart rate of the user is taken into account when controlling the drive power of the drive unit (2).
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die23. The method according to claim 22, characterized in that the
Antriebsleistung der Antriebseinheit bei Unterschreiten einer vorgebbaren Herzfrequenzrate verringert wird, wobei die Antriebsleistung bei Überschreiten der vorgebbaren Herzfrequenzrate gesteigert wird. Drive power of the drive unit is reduced when the preselectable heart rate falls below, the drive power being increased when the prescribable heart rate is exceeded.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wasserströmung unter dem Wasserfahrzeug (1 ) erfasst wird und die erfasste Wasserströmung bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) berücksichtigt wird. 24. The method according to any one of the preceding claims 16 to 23, characterized in that a water flow under the watercraft (1) is detected and the detected water flow is taken into account when controlling the drive power of the drive unit (2).
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine räumliche Lage des Vortriebsmittels (9) erfasst wird und die erfasste räumliche Lage des Vortriebsmittels (9) bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) und einer Richtungsänderungseinrichtung berücksichtigt wird. 25. The method according to any one of the preceding claims 16 to 24, characterized in that a spatial position of the propulsion means (9) is detected and takes into account the detected spatial position of the propulsion means (9) when controlling the drive power of the drive unit (2) and a direction change device becomes.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position des Wasserfahrzeugs (1 ) erfasst wird, wobei die Position des Wasserfahrzeugs (1 ) bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) und einer Richtungsänderungseinrichtung berücksichtigt wird. 26. The method according to any one of the preceding claims 16 to 25, characterized in that a position of the watercraft (1) is detected, the position of the watercraft (1) being taken into account when controlling the drive power of the drive unit (2) and a direction change device.
27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) und die Richtungsänderungseinrichtung der Antriebseinheit (2) derart gesteuert werden, dass eine Position des Wasserfahrzeugs (1 ) gehalten wird. 27. The method according to any one of the preceding claims 24 to 26, characterized in that the drive power of the drive unit (2) and the direction change device of the drive unit (2) are controlled such that a position of the watercraft (1) is held.
28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abfolge von mindestens zwei Beschleunigungswerten einer Beschleunigung des Vortriebsmittels (9) als Geste erkannt wird, wobei ein der Geste zugeordneter Steuerungsbefehl zur Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) und/oder zur Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung ausgeführt wird. 28. The method according to any one of the preceding claims 16 to 27, characterized in that a sequence of at least two acceleration values of an acceleration of the propulsion means (9) is recognized as a gesture, with a control command assigned to the gesture for controlling the drive power of the drive unit (2) and / or is executed to control the direction change device.
29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen der Antriebsleistung, einer Fahrtrichtung oder Navigationsinformationen durch Vibration des Vortriebsmittels (9) an einen Benutzer übertragen werden. 29. The method according to any one of the preceding claims 16 to 28, characterized in that information of the drive power, a direction of travel or navigation information is transmitted to a user by vibration of the propulsion means (9).
PCT/DE2019/100792 2018-09-05 2019-09-03 Drive system for a watercraft that can be moved by muscle power, and method for controlling a drive system WO2020048566A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19769377.3A EP3847093A1 (en) 2018-09-05 2019-09-03 Drive system for a watercraft that can be moved by muscle power, and method for controlling a drive system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018121649.1A DE102018121649A1 (en) 2018-09-05 2018-09-05 Drive system for a watercraft that can be moved with muscle power and method for controlling a drive system
DE102018121649.1 2018-09-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2020048566A1 true WO2020048566A1 (en) 2020-03-12
WO2020048566A9 WO2020048566A9 (en) 2020-05-22

Family

ID=67981815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2019/100792 WO2020048566A1 (en) 2018-09-05 2019-09-03 Drive system for a watercraft that can be moved by muscle power, and method for controlling a drive system

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3847093A1 (en)
DE (1) DE102018121649A1 (en)
WO (1) WO2020048566A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2022287737A1 (en) * 2021-06-11 2024-01-18 Barracuda Kayaks Limited Motor assisted paddlecraft

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110212691A1 (en) * 2010-03-01 2011-09-01 Wavedrive Systems, Inc. Paddle-integrated wireless controller
US20180170502A1 (en) * 2016-12-19 2018-06-21 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Aquatic jet propulsion device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110212691A1 (en) * 2010-03-01 2011-09-01 Wavedrive Systems, Inc. Paddle-integrated wireless controller
US20180170502A1 (en) * 2016-12-19 2018-06-21 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Aquatic jet propulsion device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020048566A9 (en) 2020-05-22
DE102018121649A1 (en) 2020-03-05
EP3847093A1 (en) 2021-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3482802A1 (en) Device for experiencing a virtual reality simulation in an underwater world
DE102010045342B4 (en) A GRIFFINDER DEVICE FOR INCREASING A GRIPPING POWER AND METHOD FOR OPERATING A GRID HELPING DEVICE
DE202011051071U1 (en) Steerable surfboard
DE202019005907U1 (en) System for operating a hydrofoil board
DE102014000938A1 (en) Bicycle control device and method therefor
EP2842864A1 (en) Remote control device for a floating device with a water jet propulsion
EP2855255B1 (en) Surfboard having tilt control
DE102016121747A1 (en) Device for presetting the gear stage of an electric drive of a boat
EP3395648B1 (en) Steering system for a vehicle
DE102011111897A1 (en) Motor vehicle, in particular passenger cars and method for controlling a motor vehicle, in particular a passenger car
DE102015115895B4 (en) Wassergleitfahrzeug
DE112005003113T5 (en) Propulsion system for model airplane
DE102015119985A1 (en) The steering apparatus, vehicle information presentation method, and vehicle information presentation program
EP1989103B1 (en) Watercraft and method for the operation of a watercraft
EP3847093A1 (en) Drive system for a watercraft that can be moved by muscle power, and method for controlling a drive system
DE102022102144B3 (en) water sports towing device
DE102014101845A1 (en) Method for the coordinated driving of single-lane vehicles in relation to at least one further vehicle
DE102016104147A1 (en) Hand-movable transport device, in particular golf caddy
DE202013103977U1 (en) Water sports equipment with fin
DE102007057600A1 (en) Device for controlling water craft has single control lever which can be tilted and rotated around rotational point in 3 planes with axes which are forwards-rearwards, right-left, clockwise rotation, and anticlockwise rotation
DE102018104192A1 (en) gyrocopter
DE102021131067A1 (en) Method for stabilizing, in particular for stabilizing straight-ahead travel, of a watercraft, in particular a watercraft operated by human power
DE102017217639B4 (en) Device and method for displaying a steering sensor position corresponding to a steering angle of a vehicle
EP2878511A1 (en) Industrial truck that can be controlled by an operator
DE102018127664A1 (en) Method and rescue system for automatically controlling a ship to rescue an overboard passenger

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19769377

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019769377

Country of ref document: EP

Effective date: 20210406