CN209075974U - 一种新型随速变刚度打水推进装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型随速变刚度打水推进装置，包括蹼板和纵向龙骨，或包括鳍板和纵向龙骨，位于所述蹼板或鳍板的纵向侧边上的纵向龙骨至少有一根为刚度随速可变的随速变刚度纵向龙骨，所述随速变刚度纵向龙骨包括至少一段的刚性杆和至少一个的刚度随速调节装置，所述刚度随速调节装置包括刚性杆内部中空的锥管和藏于锥管中的容纳物，所述藏于锥管中的容纳物为非牛顿流体，或者为与锥管共纵轴线且可沿锥管的纵轴线纵向移动的法向不等刚度锥杆，在与法向不等刚度锥杆的纵轴线相垂直的法向平面内的两根相互垂直的法向不等刚度锥杆纵轴线的法线方向上，法向不等刚度锥杆的弯曲刚度不相同。

Description

一种新型随速变刚度打水推进装置

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变刚度打水推进装置，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变刚度打水推进装置，借助该新型随速变刚度打水推进装置，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，新型随速变刚度打水推进装置的随速变刚度纵向龙骨的刚度随之发生变化，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。

本发明具体采用如下方案：

一种新型随速变刚度打水推进装置，包括蹼板和纵向龙骨，或包括鳍板和纵向龙骨，其特征在于：位于所述蹼板或鳍板的纵向侧边上的纵向龙骨至少有一根为刚度随速可变的随速变刚度纵向龙骨，所述随速变刚度纵向龙骨包括至少一段的刚性杆和至少一个的刚度随速调节装置，所述刚度随速调节装置包括刚性杆内部中空的锥管和藏于锥管中的容纳物，所述藏于锥管中的容纳物为非牛顿流体，或者为与锥管共纵轴线且可沿锥管的纵轴线纵向移动的法向不等刚度锥杆，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非等边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，垂直于法向不等刚度锥杆的纵轴线的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面亦为非圆形或非等边形且各法向不等刚度锥杆外轮廓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亦逐渐减小，同一截面处的锥管内腔横截面形状相同于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面形状，且同一截面处的锥管内腔横截面周长大于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面周长，即同一截面处的锥管内腔横截面形状为该处的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面形状的按比例放大，在与法向不等刚度锥杆的纵轴线相垂直的法向平面内的两根相互垂直的法向不等刚度锥杆纵轴线的法线方向上，法向不等刚度锥杆的弯曲刚度不相同，所述新型随速变刚度打水推进装置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。

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，该两根纵向龙骨也均为随速变刚度纵向龙骨。纵向侧边即纵向轮廓外沿。

当刚度随速调节装置由锥管和非牛顿流体组成时，随着游泳者摆腿频率或摆腿速率增大，非牛顿流体使得随速变刚度纵向龙骨的弯曲刚度变大；随着摆腿频率或摆腿速率减小，非牛顿流体使得随速变刚度纵向龙骨的弯曲刚度变小。

当所述藏于锥管中的容纳物为与锥管共纵轴线的法向不等刚度锥杆时，即所述刚度随速调节装置由刚性杆内部中空的锥管和法向不等刚度锥杆组成，锥管和法向不等刚度锥杆之间还装有使发生纵向移动的法向不等刚度锥杆复位的复位弹性元件，所述法向不等刚度锥杆包括横截面周长连续变化的光滑表面锥杆，也包括横截面周长不连续变化的阶梯表面锥杆，还包括链节逐渐减小的链条式锥杆，所述阶梯表面锥杆包括长度固定、形状固定的阶梯表面型锥状杆和长度可变、可伸缩的拉杆天线型锥状杆。

所述的随速变刚度纵向龙骨的刚性杆通常为整根的中空的锥管，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的横截面轮廓周长及内部的空腔横截面周长均逐渐减小，法向不等刚度锥杆的横截面轮廓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也相应的逐渐减小。对于光滑表面型锥状杆、阶梯表面型锥状杆或链条式锥杆，锥管内设有的受拉型复位弹性元件作用于其大头端，或锥管内设有的受压型复位弹性元件作用于其小头端，迫使其向游泳者行进的方向复位，光滑表面型锥状杆、阶梯表面型锥状杆或链条式锥杆的大头端即朝向游泳者行进方向的前端，小头端即后端；对于拉杆天线型锥状杆，锥管内设有的受拉型复位弹性元件穿过拉杆天线型锥状杆的中空的各级伸缩节作用于各级伸缩节之中横截面周长最小的末级杆的朝向游泳者行进方向的前端，或锥管内设有的受压型复位弹性元件作用于拉杆天线型锥状杆的各级伸缩节之中横截面周长最小的末级杆的朝向游泳者行进方向的后端，所述末级杆即当拉杆天线型锥状杆各级伸缩节完全伸出状态下朝向游泳者行进方向向后数的最末端的那级杆，通常情况下，复位弹性元采用受拉型复位弹性元，比如拉伸弹簧或橡皮筋，将其一端固定于所述中空的锥管的横截面周长较大的一端即朝向游泳者行进方向的前端的内壁上，另一端穿过拉杆天线型锥状杆中空的各级伸缩节与拉杆天线型锥状杆的各级伸缩节之中横截面周长最小的末级杆的前端头相固定。本段落中所述的受拉型复位弹性元件或受压型复位弹性元件均装于锥管内部的空腔中且其纵轴线与锥管同轴，受拉型复位弹性元件的两端分别与法向不等刚度锥杆的大头端、锥管内部的空腔的大头端相固定，受压型复位弹性元件的两端分别与法向不等刚度锥杆的小头端、锥管内部的空腔的小头端相接触。

当刚度随速调节装置由锥管和光滑表面型锥状杆组成，或由锥管和阶梯表面型锥状杆组成，再或由锥管和链条式锥杆组成时，随着游泳者摆腿频率或摆腿速率增大，离心力或惯性力增大，光滑表面型锥状杆、阶梯表面型锥状杆或链条式锥杆克服复位弹性元件的弹力沿锥管的纵轴线向后移动，随速变刚度纵向龙骨的弯曲刚度变大；游泳者摆腿频率或摆腿速率减小时，随着离心力或惯性力减小，光滑表面型锥状杆、阶梯表面型锥状杆或链条式锥杆在复位弹性元件的弹力作用下，沿锥管的纵轴线向前移动，随速变刚度纵向龙骨的弯曲刚度变小；当刚度随速调节装置由锥管和拉杆天线型锥状杆组成时，随着游泳者摆腿频率或摆腿速率增大，离心力或惯性力增大，拉杆天线型锥状杆克服复位弹性元件的弹力沿锥管的纵轴线向后逐级伸出，随速变刚度纵向龙骨的弯曲刚度变大，越靠近外层的那级杆的横截面周长越大、质量越大、所受离心力或惯性力越大，越先伸出；游泳者摆腿频率或摆腿速率减小时，随着离心力或惯性力减小，拉杆天线型锥状杆在复位弹性元件的弹力作用下，沿锥管的纵轴线向前逐级收入，随速变刚度纵向龙骨的弯曲刚度变小，越靠近内层的那级杆的横截面周长越小、质量越小、所受离心力或惯性力越小，越先收入。

所述横截面周长连续变化的光滑表面锥杆，通常为长度固定、形状固定的光滑表面型锥状杆。所述复位弹性元件包括但不限于压缩弹簧、拉伸弹簧、碟簧、弹片、橡皮筋。

锥管和法向不等刚度锥杆之间还填充有减小锥管和法向不等刚度锥杆之间摩擦阻力的润滑介质，所述润滑介质包括但不限于润滑油、润滑脂、润滑液。

所述锥管的纵轴线为连续变化的光滑曲线，垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面为椭圆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，垂直于法向不等刚度锥杆的纵轴线的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面亦为椭圆且各法向不等刚度锥杆外轮廓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亦逐渐减小，同一截面处的锥管内腔横截面椭圆形状相同于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆形状，且同一截面处的锥管内腔横截面椭圆周长大于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆周长，即同一截面处的锥管内腔横截面椭圆为该处的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆的按比例放大，在与法向不等刚度锥杆的纵轴线相垂直的法向平面内的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆的长轴和短轴方向上，即平行于蹼板或鳍板的法线方向上和垂直于蹼板或鳍板的法线方向上，法向不等刚度锥杆的弯曲刚度不相同，相应的垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面椭圆的长轴和垂直于法向不等刚度锥杆的纵轴线的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆的长轴同时平行或同时垂直于蹼板或鳍板，所述新型随速变刚度打水推进装置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。

上一段落中的法向不等刚度锥杆，使得随着游泳者摆腿频率或摆腿速率的变化，随速变刚度纵向龙骨的刚度随速变化特性的指向性更强，同等体积、重量的随速变刚度纵向龙骨的响应更加灵敏、响应度更高，从而减小整套新型随速变刚度打水推进装置的体积和重量；同时随速变刚度纵向龙骨的纵轴线可以设计成连续变化的光滑曲线且椎管内的法向不等刚度锥杆可以较自如地纵向运动。

所述锥管的纵轴线为连续变化的光滑曲线，垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面为矩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，垂直于法向不等刚度锥杆的纵轴线的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面亦为矩形且各法向不等刚度锥杆外轮廓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亦逐渐减小，同一截面处的锥管内腔横截面矩形形状相同于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形形状，且同一截面处的锥管内腔横截面矩形周长大于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形周长，即同一截面处的锥管内腔横截面矩形为该处的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形的按比例放大，在与法向不等刚度锥杆的纵轴线相垂直的法向平面内的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形的长边和短边方向上，即平行于蹼板或鳍板的法线方向上和垂直于蹼板或鳍板的法线方向上，法向不等刚度锥杆的弯曲刚度不相同，相应的垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面矩形的长边和垂直于法向不等刚度锥杆的纵轴线的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形的长边同时平行或同时垂直于蹼板或鳍板，所述新型随速变刚度打水推进装置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。

上一段落中的法向不等刚度锥杆，同样使得随着游泳者摆腿频率或摆腿速率的变化，随速变刚度纵向龙骨的刚度随速变化特性的指向性更强，同等体积、重量的随速变刚度纵向龙骨的响应更加灵敏、响应度更高，从而减小整套新型随速变刚度打水推进装置的体积和重量；同时随速变刚度纵向龙骨的纵轴线可以设计成连续变化的光滑曲线且椎管内的法向不等刚度锥杆可以较自如地纵向运动。

所述锥管的纵轴线为连续变化的光滑曲线，垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面为矩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，垂直于法向不等刚度锥杆的纵轴线的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面亦为矩形且各法向不等刚度锥杆外轮廓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亦逐渐减小，同一截面处的锥管内腔横截面矩形形状相同于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形形状，且同一截面处的锥管内腔横截面矩形周长大于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形周长，即同一截面处的锥管内腔横截面矩形为该处的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形的按比例放大，在与法向不等刚度锥杆的纵轴线相垂直的法向平面内的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形的长边和短边方向上，即平行于蹼板或鳍板的法线方向上和垂直于蹼板或鳍板的法线方向上，法向不等刚度锥杆的弯曲刚度不相同，相应的法向不等刚度锥杆为链节逐渐减小的链条式锥杆，即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链条的链节逐渐减小，链条的各链节之间的铰接轴均垂直于蹼板或鳍板，相应地平行于蹼板或鳍板方向上的法向不等刚度锥杆的弯曲刚度远小于垂直于蹼板或鳍板方向上的法向不等刚度锥杆的弯曲刚度，所述新型随速变刚度打水推进装置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。

上一段落中的链条式锥杆，使得随着游泳者摆腿频率或摆腿速率的变化，随速变刚度纵向龙骨的刚度随速变化特性的指向性最强，同等体积、重量的随速变刚度纵向龙骨的响应最灵敏、响应度最高，从而最大限度地减小整套新型随速变刚度打水推进装置的体积和重量；同时随速变刚度纵向龙骨的纵轴线可以设计成连续变化的光滑曲线且椎管内的法向不等刚度锥杆可以完全自如地纵向运动。

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变刚度纵向龙骨。纵向侧边即纵向轮廓外沿。

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。

本发明中，制作所述刚性杆的材料包括但不限于工程塑料、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、尼龙，轻质且高强度，以满足长时间、大负荷工作的要求。

本发明的优点在于：

1.本发明的法向不等刚度锥杆，在与法向不等刚度锥杆的纵轴线相垂直的法向平面内的两根相互垂直的法向不等刚度锥杆纵轴线的法线方向上，法向不等刚度锥杆的弯曲刚度不相同，随着游泳者摆腿频率或摆腿速率的变化，随速变刚度纵向龙骨的刚度随速变化特性的指向性更强，同等体积、重量的随速变刚度纵向龙骨的响应更加灵敏、响应度更高，从而减小整套新型随速变刚度打水推进装置的体积和重量；同时随速变刚度纵向龙骨的纵轴线可以设计成连续变化的光滑曲线且椎管内的法向不等刚度锥杆可以较自如地纵向运动。

2.本发明的法向不等刚度锥杆中的链条式锥杆，链条的各链节之间的铰接轴均垂直于蹼板或鳍板，在与法向不等刚度锥杆的纵轴线相垂直的法向平面内的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形的长边和短边方向上，平行于蹼板或鳍板方向上的法向不等刚度锥杆的弯曲刚度远小于垂直于蹼板或鳍板方向上的法向不等刚度锥杆的弯曲刚度，随着游泳者摆腿频率或摆腿速率的变化，随速变刚度纵向龙骨的刚度随速变化特性的指向性最强，同等体积、重量的随速变刚度纵向龙骨的响应最灵敏、响应度最高，从而最大限度地减小整套新型随速变刚度打水推进装置的体积和重量；同时随速变刚度纵向龙骨的纵轴线可以设计成连续变化的光滑曲线且椎管内的法向不等刚度锥杆可以完全自如地纵向运动。

3.本发明的新型随速变刚度打水推进装置，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，新型随速变刚度打水推进装置的随速变刚度纵向龙骨的刚度随之发生变化，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。

4.本发明的新型随速变刚度打水推进装置，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。

5.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或鳍板和左右两根纵向龙骨的新型随速变刚度打水推进装置的组成结构简图。

图中：1、新型随速变刚度打水推进装置；101、蹼板；102、纵向龙骨。

其中左右两根纵向龙骨102均为随速变刚度纵向龙骨。

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变刚度打水推进装置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均为随速变刚度纵向龙骨。

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变刚度打水推进装置1，主要包括蹼板101和左右两根纵向龙骨102。

图1中所示的新型随速变刚度打水推进装置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均为随速变刚度纵向龙骨。

上一段落中所述的随速变刚度纵向龙骨包括整根的刚性杆和藏于其内部的刚度随速调节装置。该刚度随速调节装置由刚性杆内部中空的锥管和锥管内的容纳物组成。该容纳物可以是非牛顿流体，也可以是法向不等刚度锥杆加复位弹性元件再加润滑介质。

该刚性杆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的横截面轮廓周长及内部的锥管空腔的横截面周长均逐渐减小，锥管内的容纳物的横截面轮廓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也相应的逐渐减小。

当游泳者摆腿频率或摆腿速率增大时，该刚度随速调节装置使得随速变刚度纵向龙骨的弯曲刚度变大；摆腿频率或摆腿速率减小时，该刚度随速调节装置使得随速变刚度纵向龙骨的弯曲刚度变小。

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，新型随速变刚度打水推进装置1的随速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。

所述锥管的纵轴线为连续变化的光滑曲线，垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面为椭圆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，垂直于法向不等刚度锥杆的纵轴线的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面亦为椭圆且各法向不等刚度锥杆外轮廓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亦逐渐减小，同一截面处的锥管内腔横截面椭圆形状相同于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆形状，且同一截面处的锥管内腔横截面椭圆周长大于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆周长，即同一截面处的锥管内腔横截面椭圆为该处的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆的按比例放大，在与法向不等刚度锥杆的纵轴线相垂直的法向平面内的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆的长轴和短轴方向上，即平行于蹼板的法线方向上和垂直于蹼板的法线方向上，法向不等刚度锥杆的弯曲刚度不相同，相应的垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面椭圆的长轴和垂直于法向不等刚度锥杆的纵轴线的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆的长轴同时垂直于蹼板。

随着游泳者摆腿频率或摆腿速率的变化，随速变刚度纵向龙骨的刚度随速变化特性的指向性更强，同等体积、重量的随速变刚度纵向龙骨的响应更加灵敏、响应度更高，从而减小整套新型随速变刚度打水推进装置1的体积和重量；同时随速变刚度纵向龙骨的纵轴线可以设计成连续变化的光滑曲线且椎管内的法向不等刚度锥杆可以较自如地纵向运动。

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 (6)

1.一种新型随速变刚度打水推进装置(1)，包括蹼板(101)和纵向龙骨(102)，或包括鳍板和纵向龙骨(102)，其特征在于：位于所述蹼板(101)或鳍板的纵向侧边上的纵向龙骨(102)至少有一根为刚度随速可变的随速变刚度纵向龙骨，所述随速变刚度纵向龙骨包括至少一段的刚性杆和至少一个的刚度随速调节装置，所述刚度随速调节装置包括刚性杆内部中空的锥管和藏于锥管中的容纳物，所述藏于锥管中的容纳物为非牛顿流体，或者为与锥管共纵轴线且可沿锥管的纵轴线纵向移动的法向不等刚度锥杆，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非等边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，垂直于法向不等刚度锥杆的纵轴线的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面亦为非圆形或非等边形且各法向不等刚度锥杆外轮廓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亦逐渐减小，同一截面处的锥管内腔横截面形状相同于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面形状，且同一截面处的锥管内腔横截面周长大于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面周长，即同一截面处的锥管内腔横截面形状为该处的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面形状的按比例放大，在与法向不等刚度锥杆的纵轴线相垂直的法向平面内的两根相互垂直的法向不等刚度锥杆纵轴线的法线方向上，法向不等刚度锥杆的弯曲刚度不相同，所述新型随速变刚度打水推进装置(1)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变刚度打水推进装置(1)，其特征在于：当所述藏于锥管中的容纳物为与锥管共纵轴线的法向不等刚度锥杆，即所述刚度随速调节装置包括刚性杆内部中空的锥管和法向不等刚度锥杆，锥管和法向不等刚度锥杆之间还装有使发生纵向移动的法向不等刚度锥杆复位的复位弹性元件，所述法向不等刚度锥杆包括横截面周长连续变化的光滑表面锥杆，也包括横截面周长不连续变化的阶梯表面锥杆，还包括链节逐渐减小的链条式锥杆，所述阶梯表面锥杆包括长度固定、形状固定的阶梯表面型锥状杆和长度可变、可伸缩的拉杆天线型锥状杆。

3.根据权利要求2所述的一种新型随速变刚度打水推进装置(1)，其特征在于：所述锥管和法向不等刚度锥杆之间还填充有减小锥管和法向不等刚度锥杆之间摩擦阻力的润滑介质，所述润滑介质包括润滑油、润滑脂、润滑液。

4.根据权利要求3所述的一种新型随速变刚度打水推进装置(1)，其特征在于：所述锥管的纵轴线为连续变化的光滑曲线，垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面为椭圆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，垂直于法向不等刚度锥杆的纵轴线的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面亦为椭圆且各法向不等刚度锥杆外轮廓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亦逐渐减小，同一截面处的锥管内腔横截面椭圆形状相同于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆形状，且同一截面处的锥管内腔横截面椭圆周长大于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆周长，即同一截面处的锥管内腔横截面椭圆为该处的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆的按比例放大，在与法向不等刚度锥杆的纵轴线相垂直的法向平面内的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆的长轴和短轴方向上，即平行于蹼板或鳍板的法线方向上和垂直于蹼板或鳍板的法线方向上，法向不等刚度锥杆的弯曲刚度不相同，相应的垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面椭圆的长轴和垂直于法向不等刚度锥杆的纵轴线的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面椭圆的长轴同时平行或同时垂直于蹼板或鳍板，所述新型随速变刚度打水推进装置(1)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。

5.根据权利要求3所述的一种新型随速变刚度打水推进装置(1)，其特征在于：所述锥管的纵轴线为连续变化的光滑曲线，垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面为矩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，垂直于法向不等刚度锥杆的纵轴线的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面亦为矩形且各法向不等刚度锥杆外轮廓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亦逐渐减小，同一截面处的锥管内腔横截面矩形形状相同于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形形状，且同一截面处的锥管内腔横截面矩形周长大于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形周长，即同一截面处的锥管内腔横截面矩形为该处的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形的按比例放大，在与法向不等刚度锥杆的纵轴线相垂直的法向平面内的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形的长边和短边方向上，即平行于蹼板或鳍板的法线方向上和垂直于蹼板或鳍板的法线方向上，法向不等刚度锥杆的弯曲刚度不相同，相应的垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面矩形的长边和垂直于法向不等刚度锥杆的纵轴线的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形的长边同时平行或同时垂直于蹼板或鳍板，所述新型随速变刚度打水推进装置(1)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。

6.根据权利要求5所述的一种新型随速变刚度打水推进装置(1)，其特征在于：所述锥管的纵轴线为连续变化的光滑曲线，垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面为矩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，垂直于法向不等刚度锥杆的纵轴线的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面亦为矩形且各法向不等刚度锥杆外轮廓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亦逐渐减小，同一截面处的锥管内腔横截面矩形形状相同于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形形状，且同一截面处的锥管内腔横截面矩形周长大于法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形周长，即同一截面处的锥管内腔横截面矩形为该处的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形的按比例放大，在与法向不等刚度锥杆的纵轴线相垂直的法向平面内的法向不等刚度锥杆外轮廓横截面矩形的长边和短边方向上，即平行于蹼板或鳍板的法线方向上和垂直于蹼板或鳍板的法线方向上，法向不等刚度锥杆的弯曲刚度不相同，相应的法向不等刚度锥杆为链节逐渐减小的链条式锥杆，即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链条的链节逐渐减小，链条的各链节之间的铰接轴均垂直于蹼板或鳍板，相应地平行于蹼板或鳍板方向上的法向不等刚度锥杆的弯曲刚度远小于垂直于蹼板或鳍板方向上的法向不等刚度锥杆的弯曲刚度，所述新型随速变刚度打水推进装置(1)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。