RU2252895C1

RU2252895C1 - Water bicycle

Info

Publication number: RU2252895C1
Application number: RU2003134514/11A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Бормотов (RU); А.Г. Бормотов
Original assignee: Бормотов Андрей Геннадьевич
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2005-05-27

Abstract

FIELD: small-sized floating recreation facilities.

SUBSTANCE: water bicycle has hollow body with seat, load bearing member in form of V-shaped hydrofoil connected with handle-rods which are mounted on body and propulsor made in form of two tail cetacean fins. Levers, synchronizer and propulsor fins are interconnected by means of elastomer joints. Body, wing and fins are made from composite materials.

EFFECT: simplified construction and reduced mass; enhanced maneuverability and increased speed.

2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к малогабаритным плавучим транспортным средствам индивидуального пользования и может быть применено для отдыха на воде, туризма, спортивных состязаний, преодоления водных преград и в качестве тренажера.The invention relates to small-sized floating vehicles for personal use and can be used for water recreation, tourism, sports, overcoming water obstacles and as a simulator.

Известен водный велосипед, содержащий плавучие корпуса, каркас, выполненный из металлических или стеклопластиковых труб, педальный привод, снабженный водометным движителем, содержащим корпус с двумя рабочими камерами и входным, и выходным диффузорами. Педали шарнирно прикреплены к передней стенке корпуса, связаны между собой посредством троса, огибающего блок, закрепленный в верхней части корпуса, и размещены в рабочих камерах (патент РФ №2011603, МПК В 63 Н 16/18, 1994).A water bike is known, comprising floating bodies, a frame made of metal or fiberglass pipes, a pedal drive equipped with a water-jet propulsion, comprising a body with two working chambers and input and output diffusers. The pedals are pivotally attached to the front wall of the housing, interconnected by a cable enveloping the block fixed in the upper part of the housing, and placed in the working chambers (RF patent No. 2011603, IPC B 63 H 16/18, 1994).

Недостатком этого велосипеда является трудность в управлении, недостаточная маневренность и скорость движения.The disadvantage of this bike is the difficulty in driving, lack of maneuverability and speed.

Наиболее близким предлагаемому техническому решению является водный велосипед, содержащий корпус трубчатой конструкции с сиденьем, несущий элемент в виде поплавков, руль, установленный на корпусе и соединенный с лопастью, педальный привод, соединенный с движителем, выполненным в виде заднего колеса сухопутного велосипеда, снабженным резинотканевыми лопастями (а.с. СССР №761366, МКИ В 63 Н 16/12, 1980).The closest to the proposed technical solution is a pedalo, containing a tubular structure with a seat, a bearing element in the form of floats, a steering wheel mounted on the housing and connected to the blade, a pedal drive connected to a mover made in the form of a rear wheel of a land bicycle equipped with rubber-cloth blades (USSR AS No. 761366, MKI B 63 N 16/12, 1980).

Недостатком известного устройства является сложность и значительный вес конструкции, недостаточная маневренность и невысокая скорость.A disadvantage of the known device is the complexity and significant weight of the structure, lack of maneuverability and low speed.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение и снижение веса конструкции, повышение маневренности и скорости велосипеда.The task of the invention is to simplify and reduce the weight of the structure, increase the maneuverability and speed of the bike.

Задача решается тем, что в водном велосипеде, содержащем корпус с сиденьем, несущий элемент, руль, установленный на корпусе, педальный привод, соединенный с движителем, корпус выполнен пустотелым, несущий элемент выполнен в виде V-образного подводного крыла с вертикально опущенными вниз законцовками и соединен с рулем, движитель выполнен в виде двух хвостовых плавников китообразных, расположенных бипланно и установленных с положительным углом атаки, педальный привод выполнен в виде двух рычагов, связанных между собой синхронизатором, прикрепленным к корпусу, при этом рычаги, синхронизатор и плавники соединены между собой посредством эластомерных соединений.The problem is solved in that in a pedalo, comprising a housing with a seat, a bearing element, a steering wheel mounted on the housing, a pedal drive connected to the mover, the housing is hollow, the supporting element is made in the form of a V-shaped underwater wing with the tips ending vertically downward and connected to the steering wheel, the mover is made in the form of two cetacean caudal fins located biplane and installed with a positive angle of attack, the pedal drive is made in the form of two levers connected by a synchronizer, etc. fastening to the housing, wherein the levers synchronizer and fins are interconnected by means of elastomeric compounds.

Кроме того, корпус, плавники и крыло выполнены из композитных материалов.In addition, the hull, fins and wing are made of composite materials.

Выполнение корпуса пустотелым позволяет обеспечить стартовую плавучесть предлагаемому велосипеду.The execution of the body is hollow allows you to provide starting buoyancy of the proposed bike.

Несущий элемент в виде V-образного подводного крыла обеспечивает устойчивость вертикального положения велосипеда, а вертикально опущенные вниз законцовки снижают индуктивные потери подъемной силы крыла, что при изменении направления курса движения позволяет устранить юзовое перемещение и повысить тем самым маневренность.The supporting element in the form of a V-shaped hydrofoil ensures stability of the vertical position of the bicycle, and the tips ending vertically downward reduce the inductive losses of the wing lift, which, when changing the direction of the course of movement, eliminates the use of movement and thereby increases maneuverability.

Движитель в виде двух хвостовых плавников китообразных, например дельфина, позволит максимально преобразовать мышечную силу человека в поступательное движение, увеличивая скорость движения велосипеда.The mover in the form of two caudal tail fins, such as a dolphin, will maximize the conversion of human muscle into translational motion, increasing the speed of the bicycle.

Бипланное расположение плавников обеспечивает в асинхронном режиме работы уравновешенность моментов сил, приложенных на педальный привод, и усиливает импульс движения при схождении плавников, увеличивая тем самым скорость передвижения, а в синхронном режиме происходит увеличение скорости за счет увеличения частоты рабочего хода плавников. Установка плавников с положительным углом атаки дополняет функцию подводного крыла, увеличивая подъемную силу конструкции.The biplane arrangement of the fins provides in the asynchronous mode of operation the balance of the moments of forces applied to the pedal drive, and enhances the momentum of the movement when the fins converge, thereby increasing the speed of movement, and in synchronous mode there is an increase in speed due to an increase in the frequency of the working course of the fins. The installation of fins with a positive angle of attack complements the function of the hydrofoil, increasing the lifting force of the structure.

Педальный привод в виде двух рычагов, связанных между собой синхронизатором, позволяет обеспечить работу педалей как в синхронном, так и асинхронном режимах в зависимости от режима плавания. При этом количество деталей привода минимально, что снижает вес и упрощает конструкцию велосипеда.The pedal drive in the form of two levers connected by a synchronizer allows you to ensure the operation of the pedals in both synchronous and asynchronous modes, depending on the swimming mode. Moreover, the number of drive parts is minimal, which reduces weight and simplifies the design of the bike.

Использование эластомерных соединений позволяет до старта регулировать жесткость крепления элементов конструкции, а во время движения автоматически изменять угол установки каждого плавника относительно рычага в зависимости от усилия на педали привода и скорости перемещения, что исключает необходимость в дополнительных соединительных деталях, выполняющих такую же функцию, что также упрощает конструкцию.The use of elastomeric joints allows you to adjust the rigidity of fastening of structural elements before starting, and during movement automatically change the installation angle of each fin relative to the lever depending on the effort on the drive pedals and speed of movement, which eliminates the need for additional connecting parts that perform the same function, which also simplifies the design.

Выполнение корпуса, плавников и крыла из композитных материалов уменьшает вес велосипеда.The implementation of the body, fins and wings of composite materials reduces the weight of the bike.

На фиг.1 показан предлагаемый водный велосипед, вид сбоку; на фиг.2 - то же, объединенный вид сверху и снизу (в зеркальном изображении); на фиг.3 - движитель в виде хвостового плавника китообразных; на фиг.4 - то же, вид сбоку; на фиг.5 показан разрез на фиг.4 по месту установки эластомерного соединения; на фиг.6 показан несущий элемент в виде крыла V-образной формы; на фиг.7 - то же, вид сбоку; на фиг.8 - синхронизатор; на фиг.9 - то же, вид сбоку.Figure 1 shows the proposed pedal boat, side view; figure 2 is the same, a combined view from above and below (in a mirror image); figure 3 - mover in the form of a tail fin of cetaceans; figure 4 is the same side view; in Fig.5 shows a section in Fig.4 at the installation site of the elastomeric connection; figure 6 shows the supporting element in the form of a wing of a V-shaped; Fig.7 is the same side view; on Fig - synchronizer; figure 9 is the same side view.

Водный велосипед содержит пустотелый корпус 1 с сиденьем 2. На корпусе установлен руль 3, который соединен стойкой 4 с подводным крылом 5 V-образной формы с законцовками 6. Рычаги 7 с педалями 8 подвижно установлены под днищем корпуса во втулке 9. Плавники 10 установлены с положительным углом атаки и соединены с рычагами 7 посредством эластомерных соединений 11. Рычаги 7 прикреплены эластомерными соединениями 12 к противоположным концам синхронизатора 13, выполненного в виде фасонной детали, например пластины крестообразной формы. Синхронизатор 13 прикреплен к корпусу эластомерными соединениями 14. Все эластомерные соединения аналогичны друг другу.The pedal boat contains a hollow body 1 with a seat 2. A handlebar 3 is mounted on the body, which is connected by a strut 4 to a hydrofoil 5 of a V-shape with tips 6. Levers 7 with pedals 8 are movably mounted under the body bottom in the sleeve 9. Fins 10 are installed with a positive angle of attack and are connected to the levers 7 by means of elastomeric joints 11. The levers 7 are attached by elastomeric joints 12 to the opposite ends of the synchronizer 13, made in the form of a shaped part, for example a cross-shaped plate. The synchronizer 13 is attached to the housing by elastomeric compounds 14. All elastomeric compounds are similar to each other.

Велосипед работает следующим образом.The bike works as follows.

Человек располагается на сиденье 2 корпуса 1, который, обеспечивая стартовую плавучесть велосипеда, частично находится над водой. Попеременно нажимая на педали 8, он передает усилие на рычаги 7, установленные во втулке 9. При этом эластомерные соединения 12 при нагрузке на педали деформируются, а при отсутствии нагрузки восстанавливают форму, передавая движение синхронизатору 13, который попеременно возвращает педали в исходное положение. Эластомерные соединения 14, посредством которых синхронизатор прикреплен к корпусу 1, упруго реагируют на движение рычагов. От рычагов усилие передается плавникам 10. При этом каждый плавник работает по законам бионики - аналогично хвостовому плавнику китообразных, а вместе они, двигаясь асинхронно, уравновешивают момент сил, приложенных на педали, что препятствует колебанию велосипеда. При сближении плавников происходит выталкивание объема воды, находящегося между плавниками, усиливая по кумулятивному принципу импульс движения велосипеда вперед. Эластомерные соединения 11, соединяющие рычаги и плавники, деформируются в зависимости от нагрузки на педали. При отсутствии давления эластомерные соединения под воздействием сил упругости восстанавливают свою исходную форму, автоматически регулируя угол наклона каждого плавника относительно рычага. За счет поступательного движения вперед подводное крыло 5 по законам гидродинамики поднимает велосипед с человеком над поверхностью воды, так как V-образная форма крыла с законцовками 6 обеспечивает возникновение подъемной силы. Управляя рулем 3, соединенным стойкой 4 с подводным крылом 5, человек меняет курс движения велосипеда, при этом вертикально опущенные вниз законцовки 6 снижают индуктивные потери подъемной силы крыла и при изменении направления курса движения устраняют юзовое перемещение.A person is located on the seat 2 of the housing 1, which, providing the starting buoyancy of the bicycle, is partially located above the water. Alternately pressing the pedals 8, he transfers the force to the levers 7 installed in the sleeve 9. In this case, the elastomeric joints 12 are deformed when the pedals are loaded, and when there is no load, they restore their shape, transmitting movement to the synchronizer 13, which alternately returns the pedals to their original position. The elastomeric compounds 14, through which the synchronizer is attached to the housing 1, are elastically responsive to the movement of the levers. From the levers, the force is transmitted to the fins 10. In addition, each fin works according to the laws of bionics - similar to the tail fin of cetaceans, and together they, moving asynchronously, balance the moment of forces applied to the pedals, which prevents the bicycle from oscillating. When the fins approach each other, the volume of water located between the fins is pushed out, amplifying, according to the cumulative principle, the forward momentum of the bicycle. The elastomeric joints 11 connecting the levers and fins are deformed depending on the load on the pedals. In the absence of pressure, the elastomeric compounds, under the influence of elastic forces, restore their original shape, automatically adjusting the angle of inclination of each fin relative to the lever. Due to the forward movement, the underwater wing 5, according to the laws of hydrodynamics, raises a bicycle with a person above the surface of the water, since the V-shape of the wing with tips 6 provides the occurrence of lifting force. By controlling the steering wheel 3, connected by the strut 4 to the hydrofoil 5, a person changes the course of the bicycle, while the vertically lowered tips 6 reduce the inductive loss of the lifting force of the wing and, when changing the direction of the direction of movement, eliminate yuzovy movement.

При одновременном нажатии на педали рычаги 7 и плавники 10 работают синхронно. Эластомерные соединения 11, 12 и 14 работают так же, как и при асинхронно режиме, автоматически возвращая педали в исходное положение и регулируя угол наклона плавника относительно рычага. Со стороны такое передвижение напоминает прыжки и требует значительных мышечных усилий.By simultaneously pressing the pedals, levers 7 and fins 10 operate synchronously. The elastomeric joints 11, 12 and 14 work in the same way as in the asynchronous mode, automatically returning the pedals to their original position and adjusting the angle of the fin relative to the lever. From the outside, such movement resembles jumping and requires considerable muscular effort.

Торможение осуществляют путем разведения плавников 10 в противоположные стороны до отказа и удержания до необходимого гашения скорости.Braking is carried out by breeding the fins 10 in opposite directions to failure and holding until the necessary speed damping.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволит значительно упростить конструкцию и уменьшить ее вес, повысить маневренность и скорость велосипеда.Thus, in comparison with the prototype, the proposed device will significantly simplify the design and reduce its weight, increase the maneuverability and speed of the bike.

Claims

1. Водный велосипед, содержащий корпус с сиденьем, несущий элемент, руль, установленный на корпусе, педальный привод, соединенный с движителем, отличающийся тем, что корпус выполнен пустотелым, несущий элемент выполнен в виде V-образного подводного крыла с вертикально опущенными вниз законцовками и соединен с рулем, движитель выполнен в виде двух хвостовых плавников китообразных, расположенных бипланно и установленных с положительным углом атаки, педальный привод выполнен в виде двух рычагов, связанных между собой синхронизатором, прикрепленным к корпусу, при этом рычаги, синхронизатор и плавники соединены между собой посредством эластомерных соединений.1. A pedal boat comprising a housing with a seat, a bearing member, a steering wheel mounted on the housing, a pedal drive connected to a mover, characterized in that the housing is hollow, the supporting member is made in the form of a V-shaped underwater wing with the tips ending vertically downward and connected to the steering wheel, the mover is made in the form of two cetacean caudal fins located biplane and installed with a positive angle of attack, the pedal drive is made in the form of two levers connected by a synchronizer, captured to the body, while the levers, synchronizer and fins are interconnected by means of elastomeric compounds.

2. Водный велосипед по п.1, отличающийся тем, что корпус, плавники и крыло выполнены из композитных материалов.2. Water bike according to claim 1, characterized in that the body, fins and wing are made of composite materials.