CN208448560U - 一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍，包括蹼板和纵向龙骨，或包括鳍板和纵向龙骨，位于所述蹼板、鳍板的上表面、下表面中的至少一面，或者位于至少一根纵向龙骨的首尾之间的区域，设有至少一个的刚度随速自动调节装置，所述刚度随速自动调节装置包括阻尼缸、连杆和铰接座，阻尼缸、连杆和铰接座沿游泳者行进的方向自前向后依次纵向布置于蹼板、鳍板或纵向龙骨上，位于所述蹼板或鳍板的纵向侧边上或中部的纵向龙骨至少有一根为刚度随速可变的随速自动变刚度纵向龙骨，所述随速自动变刚度纵向龙骨内部为中空的锥管，锥管内填充有非牛顿流体。

Description

一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍

技术领域

本发明涉及游泳装备和潜水装备行业，特别涉及一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍，用于游泳运动、潜水运动。

背景技术

当代社会，游泳运动和潜水运动越来越普及，各种游泳装备、潜水装备层出不穷，绝大多数的游泳装备和潜水装备都是以脚蹼为前进的主要推进工具，常见的有双脚各穿一只的双脚双蹼和双脚共穿一只的双脚单蹼，还有双脚共穿一只的仿生尾鳍，双脚双蹼是游泳者通过双腿交替打水产生前进的推动力，双脚单蹼和仿生尾鳍是游泳者通过双腿同步打水产生前进的推动力。

无论是双脚双蹼、双脚单蹼还是仿生尾鳍，均有其最适合的单一打水频率，游泳者只有以该打水频率打水，才能获得最佳的推进力；当游泳者希望改变游速，比如以更高的频率打水高速快游或者以较低的频率打水低速慢游时，推进的效率均会下降，尤其是当游泳者以较高的频率打水时，不仅推进效率不高，而且还会很快产生疲劳感。

发明内容

针对当今现有的游泳装备和潜水装备的主要推进工具双脚双蹼、双脚单蹼和仿生尾鳍所没有较好地解决在高速快游和低速慢游两种状态下均能获得较高的推进效率的不足之处，本发明人结合人体运动结构特点，通过科学合理地运用人体工学，提供出一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍，借助该新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍，游泳者可以以较高的频率打水高速快游，也可以以较低的频率打水低速慢游，随着游速的变化或游泳者摆腿频率或摆腿速率的变化，所述刚度随速自动调节装置、随速自动变刚度纵向龙骨均能够自动调节新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍的纵向弯曲刚度，无论在何种频率下打水，游泳者均可以有效提高有用功的比重，最大限度地提升游泳和潜水的前进效率和游速且节省体力，充分发挥出游泳者在水中的行进潜能，最终达到长时间、长距离连续高速巡游的目的；游泳者通过变速巡游，还可以有效降低长距离、长时间连续巡游时产生的疲劳感。

本发明具体采用如下方案：

一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍，包括蹼板和纵向龙骨，或包括鳍板和纵向龙骨，纵向龙骨位于蹼板或鳍板的两条纵向侧边上或中部区域，亦或纵向龙骨同时位于蹼板或鳍板的两条纵向侧边上和中部区域，其特征在于：游泳者俯卧于水中状态下，位于所述蹼板、鳍板的上表面、下表面中的至少一面，或者位于至少一根纵向龙骨的首尾之间的区域，设有至少一个的刚度随速自动调节装置；通常在蹼板、鳍板的上表面和下表面，或者在位于蹼板、鳍板的左右对称的纵向对称中心线上的纵向龙骨的上方和下方，对称地、成对地布置有2个所述的刚度随速自动调节装置。所述刚度随速自动调节装置包括阻尼缸、连杆和铰接座，阻尼缸、连杆和铰接座沿游泳者行进的方向自前向后依次纵向布置于蹼板、鳍板或纵向龙骨上，阻尼缸和铰接座均同时固定于蹼板、鳍板或纵向龙骨之上，阻尼缸和铰接座彼此之间通过连杆联接，阻尼缸与连杆之间、连杆与铰接座之间的联接方式均为铰接联接方式，相应的在阻尼缸与连杆之间、连杆与铰接座之间均通过铰接结构彼此联接；阻尼缸包括缸筒和活塞，活塞在缸筒中沿缸筒的纵轴线纵向滑动，活塞为两级阶梯轴，阶梯轴的大径一端为活塞本体，活塞本体在缸筒中与缸筒内壁形成纵向滑动配合，小径一端为活塞轴杆，活塞轴杆沿游泳者行进方向的反方向即后方穿出缸筒后方的与活塞轴杆外径相匹配且不渗油的活塞轴杆孔，活塞轴杆孔处还可开设O型圈环槽并装有O型密封圈，进一步防止渗油，活塞轴杆的后端即尾端设有铰接结构，通过该铰接结构将活塞轴杆与连杆的前端相联接，铰接的具体结构方式包括但不限于普通的平面铰接方式、关节轴承式的球面铰接方式，当采用平面铰接方式时，活塞轴杆和连杆的前端头均开设有穿入铰接轴的铰接轴孔，连杆的另一端即后端也设有一铰接结构，通过该连杆后端的铰接结构将连杆的后端与所述的铰接座相联接，所述的铰接座固定于蹼板、鳍板的上表面、下表面，或者固定于纵向龙骨的上方、下方，铰接的具体结构方式同样包括但不限于普通的平面铰接方式、关节轴承式的球面铰接方式，当采用平面铰接方式时，连杆的后端头和铰接座也均开设有穿入另一铰接轴的铰接轴孔；在所述的活塞本体的前后端面上开设有平行于缸筒纵轴线的贯穿活塞本体的至少一个的阻尼孔。所述一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍的具体类型包括双脚共穿一只的双脚单蹼、双脚各穿一只的双脚双蹼，也包括双脚共穿一只的仿生尾鳍，还包括可变尾鳍，双脚单蹼即海豚蹼。

所述阻尼缸的缸筒内，包括活塞本体的前方和后方均填充有阻尼液或阻尼气体，所述阻尼液包括但不限于润滑油、液压油、刹车油、润滑液，所述阻尼气体包括但不限于惰性气体、空气。

通常情况下，所述缸筒的前端即游泳者行进方向的前方一端的端头，开设有与缸筒共纵轴线的螺纹孔并装有调节螺塞；将调节螺塞旋入的越深，缸筒内的阻尼液或阻尼气体受到的沿缸筒纵轴线方向的压迫力越大，所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍的初始纵向弯曲刚度越大，反之，则所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍的初始纵向弯曲刚度越小，初始纵向弯曲刚度即预设纵向弯曲刚度。

通常情况下，在所述缸筒内、活塞本体的前方还装有与缸筒共纵轴线的弹性元件，该弹性元件通常为压缩弹簧，弹性元件的两端，前端顶在螺塞的后端面，后端顶在活塞本体的前端面；将螺塞旋入的越深，缸筒内的阻尼介质、弹性元件或二者同时受到的沿缸筒纵轴线方向的压迫力越大，所述随速自动变刚度纵向龙骨的初始纵向弯曲刚度越大，反之，则所述随速自动变刚度纵向龙骨的初始纵向弯曲刚度越小，初始纵向弯曲刚度即预设纵向弯曲刚度。所述阻尼介质即阻尼液或阻尼气体。

在所述阻尼缸之外还可以加装一层与阻尼缸共纵轴线的外套管，外套管取代阻尼缸与蹼板、鳍板或纵向龙骨固定，即阻尼缸不再与蹼板、鳍板或纵向龙骨直接接触，该外套管的内径与阻尼缸的缸筒的外径形成滑动配合表面，阻尼缸在外套管中可以纵向滑动，外套管朝向游泳者行进方向的后方一端为通孔，以便于将阻尼缸放入，外套管朝向前方一端封闭，在该封闭端与阻尼缸之间装有与阻尼缸共纵轴线的另一个弹性元件，该另一弹性元件通常也为压缩弹簧，其前端面顶在外套管的内端面，后端面顶在阻尼缸的缸套的前端面；在外套管前方的封闭端还开设有与外套管共纵轴线的另一螺纹孔并装有另一调节螺塞；将该调节螺塞旋入的越深，外套管内的所述另一弹性元件受到的沿外套管纵轴线方向的压迫力越大，所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍的初始纵向弯曲刚度越大，反之，则所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍的初始纵向弯曲刚度越小，初始纵向弯曲刚度即预设纵向弯曲刚度。

当游泳者摆动所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍时，所述蹼板、鳍板或纵向龙骨在上下弯曲的过程中形状发生改变，通过连杆推入或拉出阻尼缸中的活塞，迫使缸筒中的阻尼液或阻尼气体穿过阻尼孔发生流动，随着游泳者摆腿的频率或速率越高，阻尼液或阻尼气体穿过阻尼孔流动的速率越高，阻尼效应越明显，加之有缸筒前端调节螺塞和缸筒内弹性元件提供的正向背压，或者是外套管前端调节螺塞和外套管内弹性元件提供的正向背压，随着游泳者摆腿的频率或速率越高，所述刚度随速自动调节装置使得蹼板、鳍板或纵向龙骨抵抗上下弯曲变形的能力越强，整套新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍的纵向弯曲刚度越大，从而提高游速并在高游速下仍然保持较高的推进效率；反之，随着游泳者摆腿的频率或速率越低，所述刚度随速自动调节装置使得蹼板、鳍板或纵向龙骨抵抗上下弯曲变形的能力越弱，整套新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍的纵向弯曲刚度越小，从而降低游速并在低游速下仍然保持较高的推进效率。

所述纵向龙骨至少有一根可为随速自动变刚度纵向龙骨，所述随速自动变刚度纵向龙骨内部为中空的锥管，锥管内填充有非牛顿流体，所述锥管的纵轴线为曲线或直线，垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面为非圆形或圆形，且各锥管内腔横截面周长自游泳者行进方向的前方一端向游泳者行进方向的后方一端逐渐减小。

当游泳者摆动所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍时，所述随速自动变刚度纵向龙骨内部的锥管在上下弯曲的过程中被挤压、弯曲、剪切，且容积发生改变，锥管中的非牛顿流体被挤压、弯曲、剪切，游泳者摆腿的频率或速率越高，非牛顿流体被挤压、弯曲、剪切的频率或速率越高，阻尼效应越明显，随着游泳者摆腿的频率或速率越高，所述随速自动变刚度纵向龙骨的纵向弯曲刚度越大，从而提高游速并在高游速下仍然保持较高的推进效率；反之，随着游泳者摆腿的频率或速率越低，所述随速自动变刚度纵向龙骨的纵向弯曲刚度越小，从而降低游速并在地游速下仍然保持较高的推进效率。

双脚单蹼的纵向龙骨通常为左右两根，分别位于双脚单蹼的蹼板的左右两侧的两条纵向侧边上，通常情况下，该两根纵向龙骨均为随速自动变刚度纵向龙骨；仿生尾鳍的纵向龙骨通常也为左右两根，分别位于仿生尾鳍的鳍板的左右两侧的两条纵向侧边上，通常情况下，该两根纵向龙骨也均为随速自动变刚度纵向龙骨；双脚双蹼的每一只脚蹼的纵向龙骨通常也为左右两根，分别位于双脚双蹼的每一只脚蹼的左右两侧的两条纵向侧边上，通常情况下，该四根纵向龙骨也均为随速自动变刚度纵向龙骨。纵向侧边即纵向轮廓外沿。

所述可变尾鳍包括主尾鳍和布置于主尾鳍左右两侧并分别与主尾鳍相铰接的左尾鳍和右尾鳍，主尾鳍、左尾鳍、右尾鳍相互平行且与游泳者所处水域的水面平行，主尾鳍加上左尾鳍再加上右尾鳍的鳍展宽度可变或鳍展面积可变，主尾鳍的前端连接尾鳍固定杆，尾鳍固定杆固定于游泳者的双腿之间或双脚之间，尾鳍固定杆中部区间的左右两侧分别设有固定游泳者左右脚的2个变鳍踏板，2个变鳍踏板分别通过各自的铰接轴与尾鳍固定杆分别相铰接，2个变鳍踏板还分别通过各自的联动元件与左尾鳍、右尾鳍实现同侧联接或异侧联接；游泳者通过同步转动脚踝或异步转动脚踝可实现摆动可变尾鳍过程中调整可变尾鳍的鳍展宽度或鳍展面积的功能，即实现加减速功能或转向功能。游泳者行进的方向为前方。左尾鳍包括左鳍板和位于左鳍板的左外侧的纵向侧边上的左纵向龙骨，右尾鳍包括右鳍板和位于右鳍板的右外侧的纵向侧边上的右纵向龙骨，通常情况下，左纵向龙骨和右纵向龙骨均为随速自动变刚度纵向龙骨。纵向侧边即纵向轮廓外沿。

或者，所述可变尾鳍包括尾鳍固定杆和布置于尾鳍固定杆末端左右两侧并分别与尾鳍固定杆相铰接的左尾鳍和右尾鳍，左尾鳍与右尾鳍相互平行且与游泳者所处水域的水面平行，左尾鳍加上右尾鳍的鳍展宽度可变或鳍展面积可变，尾鳍固定杆的前端固定于游泳者的双腿之间或双脚之间，尾鳍固定杆中部区间的左右两侧分别设有固定游泳者左右脚的2个变鳍踏板，2个变鳍踏板分别通过各自的铰接轴与尾鳍固定杆分别相铰接，2个变鳍踏板还分别通过各自的联动元件与左尾鳍、右尾鳍实现同侧联接或异侧联接；游泳者通过同步转动脚踝或异步转动脚踝可实现摆动可变尾鳍过程中调整可变尾鳍的鳍展宽度或鳍展面积的功能，即实现加减速功能或转向功能。游泳者行进的方向为前方。左尾鳍包括左鳍板和位于左鳍板的左外侧的纵向侧边上的左纵向龙骨，右尾鳍包括右鳍板和位于右鳍板的右外侧的纵向侧边上的右纵向龙骨，通常情况下，左纵向龙骨和右纵向龙骨均为随速自动变刚度纵向龙骨。纵向侧边即纵向轮廓外沿。

本发明中，制作所述随速自动变刚度纵向龙骨的材料包括但不限于橡胶、塑料、聚氨酯、玻璃钢、碳纤维、薄壁钢、铝合金、钛合金、薄壁铜合金、陶瓷、钢化玻璃、竹、木材或尼龙，轻质且高强度，以满足长时间、大负荷工作的要求。

制作所述蹼板、鳍板的材料包括但不限于橡胶、塑料、聚氨酯、玻璃钢、碳纤维、薄壁钢、铝合金、钛合金、薄壁铜合金、陶瓷、钢化玻璃、竹、木材或尼龙，轻质且高强度，以满足长时间、大负荷工作的要求。制作所述蹼板、鳍板的材料也可以为本段中上述材料两种以上相复合或相粘接而成的材料，即通过物理方法合成的材料，比如蹼板、鳍板可用内衬的玻璃钢或碳纤维的基板，在其外部包裹粘贴高弹橡胶的方式制作而成。

本发明中所述的鳍展宽度类同于鸟类的翼展宽度，鳍展面积类同于鸟类的翼展面积。

本发明的优点在于：

1.本发明的一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍，游泳者可以以较高的频率打水高速快游，也可以以较低的频率打水低速慢游，随着游速的变化或游泳者摆腿频率或摆腿速率的变化，所述刚度随速自动调节装置、随速自动变刚度纵向龙骨均能够自动调节新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍的纵向弯曲刚度，无论在何种频率下打水，游泳者均可以有效提高有用功的比重，最大限度地提升游泳和潜水的前进效率和游速且节省体力，充分发挥出游泳者在水中的行进潜能，最终达到长时间、长距离连续高速巡游的目的。

2.本发明的一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍，游泳者通过变速巡游，可以有效降低长距离、长时间连续巡游时产生的疲劳感。

3.本发明的刚度随速自动调节装置，具有结构简单、工作可靠、随速自动变刚度特性明显的优点，且更加便于预设的纵向弯曲刚度。

4.本发明的随速自动变刚度纵向龙骨也具有结构简单、工作可靠、随速自动变刚度特性明显的优点。

5.本发明的同时包含刚度随速自动调节装置和随速自动变刚度纵向龙骨的所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍，不仅具有结构简单、工作可靠的优点，同时随速自动变刚度特性更加明显。

6.本发明结构轻巧，工作可靠，相应的制作工艺简单，成本低廉，便于大规模生产和普及使用。

附图说明

图1为本发明的包含蹼板和左右两根纵向龙骨的一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍的组成结构简图。

图中：1、一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍；101、蹼板；102、纵向龙骨。

其中左右两根纵向龙骨102均为随速自动变刚度纵向龙骨，其内部中空的锥管中均填充有非牛顿流体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明的一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的组成结构，主要包括蹼板101和左右两根纵向龙骨102，其中左右两根纵向龙骨102均为随速自动变刚度纵向龙骨，其内部中空的锥管中均填充有非牛顿流体。

本发明的具体实施例如下：

实施例一：如图1所示，本发明的一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1，主要包括蹼板101和左右两根纵向龙骨102。

本实施例所述的一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的具体类型为双脚共穿一只的双脚单蹼，双脚单蹼即海豚蹼。

图1中所示的一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1为双脚单蹼，其纵向龙骨102为左右两根，分别位于双脚单蹼的蹼板101的左右两侧的两条纵向侧边上，该两根纵向龙骨102均为随速自动变刚度纵向龙骨，其内部中空的锥管中均填充有非牛顿流体。

游泳者可以以较高的频率打水高速快游，也可以以较低的频率打水低速慢游，随着游速的变化或游泳者摆腿频率或摆腿速率的变化，所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的随速自动变刚度纵向龙骨的弯曲刚度随之发生变化，无论在何种频率下打水，游泳者均可以有效提高有用功的比重，最大限度地提升游泳和潜水的前进效率和游速且节省体力，充分发挥出游泳者在水中的行进潜能，最终达到长时间、长距离连续高速巡游的目的；游泳者通过变速巡游，还可以有效降低长距离、长时间连续巡游时产生的疲劳感。

实施例二：本发明的一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1，包括蹼板101和纵向龙骨102。

本实施例所述的一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的具体类型为双脚共穿一只的双脚单蹼，双脚单蹼即海豚蹼。

游泳者俯卧于水中状态下，位于所述蹼板101的上表面、下表面的纵向对称中心线上，对称地、成对地布置有2个所述的刚度随速自动调节装置。所述刚度随速自动调节装置包括阻尼缸、连杆和铰接座，阻尼缸、连杆和铰接座沿游泳者行进的方向自前向后依次纵向布置于蹼板101的左右对称的纵向对称中心线上，阻尼缸和铰接座均同时固定于蹼板101之上，阻尼缸和铰接座彼此之间通过连杆联接，阻尼缸与连杆之间、连杆与铰接座之间的联接方式均为铰接联接方式，相应的在阻尼缸与连杆之间、连杆与铰接座之间均通过铰接结构彼此联接；阻尼缸包括缸筒和活塞，活塞在缸筒中沿缸筒的纵轴线纵向滑动，活塞为两级阶梯轴，阶梯轴的大径一端为活塞本体，活塞本体在缸筒中与缸筒内壁形成纵向滑动配合，小径一端为活塞轴杆，活塞轴杆沿游泳者行进方向的反方向即后方穿出缸筒后方的与活塞轴杆外径相匹配且不渗油的活塞轴杆孔，活塞轴杆孔处开设O型圈环槽并装有O型密封圈，进一步防止渗油，活塞轴杆的后端即尾端设有铰接结构，通过该铰接结构将活塞轴杆与连杆的前端相联接，铰接的具体结构方式为普通的平面铰接方式，连杆的另一端即后端也设有一铰接结构，通过该连杆后端的铰接结构将连杆的后端与所述的铰接座相联接，所述的铰接座固定于蹼板101的上表面、下表面，铰接的具体结构方式同样为普通的平面铰接方式；在所述活塞本体的前后端面上开设有平行于缸筒纵轴线的贯穿活塞本体且相对于活塞本体纵轴线中心对称的2个等直径的阻尼孔。

所述阻尼缸的缸筒内，包括活塞本体的前方和后方均填充有阻尼液，所述阻尼液为刹车油。

在所述缸筒的前端即游泳者行进方向的前方一端的端头，开设有与缸筒共纵轴线的螺纹孔并装有调节螺塞；将调节螺塞旋入的越深，缸筒内的刹车油受到的沿缸筒纵轴线方向的压迫力越大，所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的初始纵向弯曲刚度越大，反之，则所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的初始纵向弯曲刚度越小，初始纵向弯曲刚度即预设纵向弯曲刚度。

在所述缸筒内、活塞本体的前方还装有与缸筒共纵轴线的压缩弹簧，压缩弹簧的两端，前端顶在螺塞的后端面，后端顶在活塞本体的前端面；将螺塞旋入的越深，缸筒内的刹车油、压缩弹簧二者同时受到的沿缸筒纵轴线方向的压迫力越大，所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的初始纵向弯曲刚度越大，反之，则所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的初始纵向弯曲刚度越小，初始纵向弯曲刚度即预设纵向弯曲刚度。

当游泳者摆动所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1时，所述蹼板101在上下弯曲的过程中形状发生改变，通过连杆推入或拉出阻尼缸中的活塞，迫使缸筒中的刹车油穿过阻尼孔发生流动，一侧的刚度随速自动调节装置的活塞被拉出，另一侧的刚度随速自动调节装置的活塞则被推入，如此往复；随着游泳者摆腿的频率或速率越高，刹车油穿过阻尼孔流动的速率越高，阻尼效应越明显，加之有缸筒前端调节螺塞和缸筒内压缩弹簧提供的正向背压，随着游泳者摆腿的频率或速率越高，所述刚度随速自动调节装置使得蹼板101抵抗上下弯曲变形的能力越强，整套新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的纵向弯曲刚度越大，从而提高游速并在高游速下仍然保持较高的推进效率；反之，随着游泳者摆腿的频率或速率越低，所述刚度随速自动调节装置使得蹼板101抵抗上下弯曲变形的能力越弱，整套新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的纵向弯曲刚度越小，从而降低游速并在低游速下仍然保持较高的推进效率。

实施例三：本发明的一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1，包括鳍板和纵向龙骨102。

本实施例所述的一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的具体类型为仿生尾鳍。

游泳者俯卧于水中状态下，在位于鳍板的左右对称的纵向对称中心线上布置着中央纵向龙骨，在中央纵向龙骨的上方和下方的中间区域，对称地、成对地布置有2个所述的刚度随速自动调节装置。该中央纵向龙骨以及分别位于仿生尾鳍的鳍板的左右两侧的两条纵向侧边上的2根纵向龙骨102均为随速自动变刚度纵向龙骨，其内部中空的锥管中均填充有非牛顿流体。纵向侧边即纵向轮廓外沿。

所述刚度随速自动调节装置包括阻尼缸、连杆和铰接座，阻尼缸、连杆和铰接座沿游泳者行进的方向自前向后依次纵向布置于中央纵向龙骨上，阻尼缸和铰接座均同时固定于中央纵向龙骨之上，阻尼缸和铰接座彼此之间通过连杆联接，阻尼缸与连杆之间、连杆与铰接座之间的联接方式均为铰接联接方式，相应的在阻尼缸与连杆之间、连杆与铰接座之间均通过铰接结构彼此联接；阻尼缸包括缸筒和活塞，活塞在缸筒中沿缸筒的纵轴线纵向滑动，活塞为两级阶梯轴，阶梯轴的大径一端为活塞本体，活塞本体在缸筒中与缸筒内壁形成纵向滑动配合，小径一端为活塞轴杆，活塞轴杆沿游泳者行进方向的反方向即后方穿出缸筒后方的与活塞轴杆外径相匹配且不渗油的活塞轴杆孔，活塞轴杆孔处开设O型圈环槽并装有O型密封圈，进一步防止渗油，活塞轴杆的后端即尾端设有铰接结构，通过该铰接结构将活塞轴杆与连杆的前端相联接，铰接的具体结构方式为普通的平面铰接方式，连杆的另一端即后端也设有一铰接结构，通过该连杆后端的铰接结构将连杆的后端与所述的铰接座相联接，所述的铰接座固定于中央纵向龙骨的上方、下方，铰接的具体结构方式同样为普通的平面铰接方式；在所述的活塞本体的前后端面上开设有平行于缸筒纵轴线的贯穿活塞本体且相对于活塞本体纵轴线中心对称的2个等直径的阻尼孔。

所述阻尼缸的缸筒内，包括活塞本体的前方和后方均填充有阻尼气体，所述阻尼气体为惰性气体。

在所述阻尼缸之外加装了一层与阻尼缸共纵轴线的外套管，外套管取代阻尼缸与中央纵向龙骨固定，即阻尼缸不再与中央纵向龙骨直接接触，该外套管的内径与阻尼缸的缸筒的外径形成滑动配合表面，阻尼缸在外套管中可以纵向滑动，外套管朝向游泳者行进方向的后方一端为通孔，以便于将阻尼缸放入，外套管朝向前方一端封闭，在该封闭端与阻尼缸之间装有与阻尼缸共纵轴线的压缩弹簧，其前端面顶在外套管的内端面，后端面顶在阻尼缸的缸套的前端面；在外套管前方的封闭端还开设有与外套管共纵轴线的螺纹孔并装有调节螺塞；将该调节螺塞旋入的越深，外套管内的所述压缩弹簧受到的沿外套管纵轴线方向的压迫力越大，所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的初始纵向弯曲刚度越大，反之，则所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的初始纵向弯曲刚度越小，初始纵向弯曲刚度即预设纵向弯曲刚度。

当游泳者摆动所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1时，所述中央纵向龙骨在上下弯曲的过程中形状发生改变，通过连杆推入或拉出阻尼缸中的活塞，迫使缸筒中的惰性气体穿过阻尼孔发生流动，一侧的刚度随速自动调节装置的活塞被拉出，另一侧的刚度随速自动调节装置的活塞则被推入，如此往复；随着游泳者摆腿的频率或速率越高，惰性气体穿过阻尼孔流动的速率越高，阻尼效应越明显，加之有外套管前端调节螺塞和外套管内压缩弹簧提供的正向背压，随着游泳者摆腿的频率或速率越高，所述刚度随速自动调节装置使得中央纵向龙骨抵抗上下弯曲变形的能力越强，整套新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的纵向弯曲刚度越大，从而提高游速并在高游速下仍然保持较高的推进效率；反之，随着游泳者摆腿的频率或速率越低，所述刚度随速自动调节装置使得中央纵向龙骨抵抗上下弯曲变形的能力越弱，整套新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的纵向弯曲刚度越小，从而降低游速并在低游速下仍然保持较高的推进效率。

本实施例由于同时包含刚度随速自动调节装置和随速自动变刚度纵向龙骨，所述新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍1的随速自动变刚度特性更加明显。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (2)

1.一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍(1)，包括蹼板(101)和纵向龙骨(102)，或包括鳍板和纵向龙骨(102)，纵向龙骨(102)位于蹼板(101)或鳍板的两条纵向侧边上或中部区域，其特征在于：位于所述蹼板(101)、鳍板的上表面、下表面中的至少一面，或者位于至少一根纵向龙骨(102)的首尾之间的区域，设有至少一个的刚度随速自动调节装置，所述刚度随速自动调节装置包括阻尼缸、连杆和铰接座，阻尼缸、连杆和铰接座沿游泳者行进的方向自前向后依次纵向布置于蹼板(101)、鳍板或纵向龙骨(102)上，阻尼缸和铰接座均同时固定于蹼板(101)、鳍板或纵向龙骨(102)之上，阻尼缸和铰接座彼此之间通过连杆联接，阻尼缸与连杆之间、连杆与铰接座之间的联接方式均为铰接联接方式，相应的在阻尼缸与连杆之间、连杆与铰接座之间均通过铰接结构彼此联接，所述一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍(1)的具体类型包括双脚共穿一只的双脚单蹼、双脚各穿一只的双脚双蹼，也包括双脚共穿一只的仿生尾鳍，还包括可变尾鳍，双脚单蹼即海豚蹼。

2.根据权利要求1所述的一种新型随速自动变刚度游泳潜水脚蹼或仿生尾鳍(1)，其特征在于：所述纵向龙骨(102)至少有一根为随速自动变刚度纵向龙骨，所述随速自动变刚度纵向龙骨内部为中空的锥管，锥管内填充有非牛顿流体，所述锥管的纵轴线为曲线或直线，垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面为非圆形或圆形，且各锥管内腔横截面周长自游泳者行进方向的前方一端向游泳者行进方向的后方一端逐渐减小。