RU2314965C1 - Water bike - Google Patents

Abstract

FIELD: small-sized transport watercraft; water recreation, tourism, sport matches, stream crossing and training purposes.

SUBSTANCE: proposed water bike has floating body and load-bearing members made in form of front hydrofoil connected with rudder secured on body and rear hydrofoil. Water bike is additionally provided with bladed propulsor made in form of monoflipper mounted behind rear hydrofoil and articulated with it by its leading edge for relative turn. Water bike is also provided with pedal drive including right-hand and left-hand levers mounted on common axle; these levers are articulated with rods connected in their turn with bladed propulsor; rear hydrofoil is immovably secured relative to body.

EFFECT: increased speed and enhanced maneuverability of water bike.

4 cl, 4 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 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, МПК В63Н 16/12, публикация 1980 г.).A water bike is known, comprising a tubular body with a seat, a bearing element in the form of floats, a steering wheel mounted on the body and connected to the blade, a pedal drive connected to a thruster made in the form of a rear wheel of a land bicycle equipped with rubber-fabric blades (a.s. USSR No. 761366, IPC B63H 16/12, publication of 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.

Известен водный велосипед, содержащий пустотелый корпус с сиденьем, несущий элемент, выполненный в виде V-образного подводного крыла, соединенного с рулем, установленным на корпусе, педальный привод, выполненный в виде двух рычагов, связанных между собой синхронизатором, прикрепленным к корпусу. Педальный привод соединен с движителем, который выполнен в виде двух хвостовых китообразных плавников, расположенных бипланно и установленных с положительным углом атаки. Рычаги, синхронизатор и плавники соединены посредством эластомерных соединений. Корпус, плавники и крыло велосипеда выполнены из композитных материалов (патент РФ №2252895, МПК В63В 35/73, публикация 2005 г.).A water bike is known, comprising a hollow body with a seat, a bearing element made in the form of a V-shaped hydrofoil connected to a steering wheel mounted on the body, a pedal drive made in the form of two levers connected by a synchronizer attached to the body. The pedal drive is connected to the propeller, which is made in the form of two tail cetaceans, located biplane and installed with a positive angle of attack. Levers, synchronizer and fins are connected by means of elastomeric joints. The body, fins and wing of the bike are made of composite materials (RF patent No. 2252895, IPC BV 35/73, 2005 publication).

Недостатком данного велосипеда является небольшая эффективность привода, поскольку наличие только переднего несущего элемента в виде подводного крыла заставляет прилагать дополнительные усилия для создания подъемной силы в задней части устройства. Гидродинамическая несущая способность переднего крыла компенсирует часть веса велосипеда с седоком, приходящуюся на переднюю точку опоры, задняя точка опоры приходится на ластовый движитель и напрямую компенсируется мышечными усилиями человека, для чего ластовый привод установлен с «положительным углом атаки», то есть часть усилий используется для создания горизонтальной тяги, а часть - на создание выталкивающего вертикального усилия, компенсирующего вес седока и устройства, приходящегося на заднюю точку опоры, причем ввиду расположения центра масс как минимум посредине между передней и задней опорными поверхностями, соответственно усилие, необходимое для всплытия устройства, будет равно половине веса седока и велосипеда, что крайне не эффективно.The disadvantage of this bike is its low drive efficiency, since the presence of only a front supporting element in the form of a hydrofoil forces additional efforts to create lift in the rear of the device. The hydrodynamic bearing capacity of the front wing compensates for the part of the weight of the bicycle with the rider falling on the front fulcrum, the rear fulcrum is on the flipper mover and is directly compensated by the human muscular efforts, for which the flipper drive is installed with a “positive angle of attack”, that is, part of the effort is used to creating horizontal traction, and partly - to create a buoyant vertical force that compensates for the weight of the rider and the device falling on the back point of support, If the center of mass is at least midway between the front and rear supporting surfaces, the force required to float the device will be equal to half the weight of the rider and the bicycle, which is extremely inefficient.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является водный велосипед «пумпабайк», содержащий пустотелый корпус, несущие элементы в виде переднего и заднего подводных крыльев, руль, соединенный с передним подводным крылом, привод в виде рычагов и шарниров, и движитель, в качестве которого выступает подвижное заднее подводное крыло (рекламный сайт компании «Спортмеханика»).Closest to the proposed technical solution is a water bike "pump-bike", containing a hollow body, supporting elements in the form of front and rear hydrofoils, a steering wheel connected to the front hydrofoil, a drive in the form of levers and hinges, and a mover, which is movable rear hydrofoil (advertising site of the company "Sportmehanika").

Недостатком известного устройства является сложность езды, отсутствие комфорта и неэффективность использования мышечного усилия седока, поскольку для приведения устройства в движение необходимо прыгать стоя на корпусе, держась за руль, и путем попеременного приложения силы веса седока к системе рычагов создавать движущее усилие с помощью колебательного движения заднего подводного крыла.A disadvantage of the known device is the difficulty of riding, the lack of comfort and the inefficiency of using the rider's muscular effort, because to set the device in motion, you must jump while standing on the body, holding the steering wheel, and by alternately applying the rider's weight to the leverage, create a driving force using the oscillating movement of the rear hydrofoil.

Задачей данного изобретения является создание такой конструкции водного велосипеда, которая позволит повысить эффективность использования мышечного усилия человека, а также обеспечить повышение скорости и маневренности велосипеда, а также улучшить комфортность его использования.The objective of the invention is the creation of such a design of a water bike, which will improve the efficiency of the use of muscular effort of a person, as well as provide increased speed and maneuverability of the bicycle, as well as improve the comfort of its use.

Сущность предложенного устройства заключается в следующем.The essence of the proposed device is as follows.

Водный велосипед содержит плавучий корпус и несущие элементы, выполненные в виде переднего подводного крыла, соединенного с рулем, закрепленным на корпусе, и заднего подводного крыла. Велосипед дополнительно содержит лопастной движитель, выполненный в виде моноласта, установленного позади заднего подводного крыла и своей передней кромкой шарнирно связанного с ним с возможностью относительного поворота. Велосипед также содержит педальный привод, включающий установленные на одной оси правый и левый рычаги и шарнирно связанные с ними тяги, соединенные с лопастным движителем, при этом заднее подводное крыло неподвижно закреплено относительно корпуса.The pedalo contains a floating body and supporting elements made in the form of a front hydrofoil connected to a steering wheel mounted on the housing and a rear hydrofoil. The bicycle further comprises a blade propeller, made in the form of a monofin, mounted behind the rear underwater wing and with its front edge pivotally connected with it with the possibility of relative rotation. The bicycle also contains a pedal drive, including right and left levers mounted on the same axis and traction pivotally connected to them, connected to the blade propeller, while the rear underwater wing is fixedly mounted relative to the body.

Тяги педального привода одним концом шарнирно установлены на одной оси, закрепленной на лопастном движителе, а противоположным своим концом шарнирно крепятся соответственно к правому и левому рычагам по обе стороны от оси крепления обоих рычагов на одинаковом расстоянии от нее.The rods of the pedal drive are pivotally mounted at one end on one axis fixed to the blade propeller, and their opposite end are pivotally mounted respectively to the right and left levers on both sides of the axis of attachment of both levers at the same distance from it.

На корпусе закреплено сиденье.The seat is fixed to the body.

Водный велосипед дополнительно содержит съемную раму с поплавками.The pedalo further comprises a removable frame with floats.

На фиг.1 и 2 показан предлагаемый водный велосипед, вид с двух сторон; на фиг.3 и 4 - то же, со съемной рамой.1 and 2 show the proposed pedal boat, a view from two sides; figure 3 and 4 is the same with a removable frame.

Водный велосипед содержит корпус, включающий опорную пустотелую раму 1, в передней части которой установлена рулевая колонка 2 с рулем 3, а к задней части прикреплены верхняя стойка 4 и нижняя стойка 5. Руль 3 соединен с передним подводным крылом 6, имеющим вертикальную 7 и горизонтальную 8 плоскости. К нижней части нижней стойки 5 прикреплено заднее подводное крыло 9. Подводное крыло 9 с двух сторон раскосами 10 закреплено на верхней стойке 4. Задняя кромка подводного крыла 9 шарнирно соединена с лопастным движителем 11, который выполнен в виде моноласта, имеющего переменные сечение и жесткость. Моноласт может быть выполнен из композитного материала.The pedalo contains a housing including a supporting hollow frame 1, in the front of which a steering column 2 with a steering wheel 3 is mounted, and an upper strut 4 and a lower strut 5 are attached to the rear part. The steering wheel 3 is connected to the front underwater wing 6 having a vertical 7 and a horizontal 8 plane. The rear underwater wing 9 is attached to the lower part of the lower strut 5. The underwater wing 9 is braced 10 on both sides of the upper strut 4. The rear edge of the hydrofoil 9 is pivotally connected to the blade propeller 11, which is made in the form of a monofin, which has variable cross-section and stiffness. Monofin can be made of composite material.

К нижней стойке 5 прикреплен педальный узел, состоящий из двух педалей 12, правого (по ходу движения) 13 и левого 14 рычагов, установленных на общей оси 15. Рычаги 13 и 14 шарнирно соединены с лопастным движителем 11 тягами 16 и 17, при этом нижние концы тяг 16, 17 соединены с лопастным движителем посредство одной общей оси 18. Верхние концы тяг 16, 17 шарнирно присоединены к рычагом 13 и 14, причем тяга 17 (на чертеже левая по ходу движения) прикреплена к рычагу 14 за осью 15, а вторая тяга 16 прикреплена к рычагу 13 на таком же расстоянии перед осью 15 по ходу движения.A pedal assembly is attached to the lower rack 5, consisting of two pedals 12, the right (in the direction of travel) 13 and the left 14 levers mounted on a common axis 15. The levers 13 and 14 are pivotally connected to the blade propulsion 11 by rods 16 and 17, while the lower the ends of the rods 16, 17 are connected to the blade mover by means of one common axis 18. The upper ends of the rods 16, 17 are pivotally connected to the lever 13 and 14, and the rod 17 (left in the drawing in the direction of travel) is attached to the lever 14 behind the axis 15, and the second the rod 16 is attached to the lever 13 at the same distance in front of the axis 15 in the direction of travel.

На верхней стойке 4 закреплено сиденье 19.On the upper rack 4, the seat 19 is fixed.

Велосипед оснащен съемной рамой 20, на котором установлены два поплавка 21.The bicycle is equipped with a removable frame 20, on which two floats 21 are installed.

Велосипед работает следующим образом.The bike works as follows.

Человек садится на сиденье 19 корпуса, который обеспечивает начальную плавучесть, большей частью находясь под водой. Для начинающих пользователей и прогулочного использования велосипеда на раме 1 закрепляется рама 20 с поплавками 21, обеспечивающими комфортный старт и возможность отдыха. Стопы ног устанавливаются в педали 12. Перемещение левой педали вниз приводит к повороту вниз рычага 14 на оси 15, при этом тяга 17, соединенная с этим же рычагом, за осью 15, перемещается вверх и через ось 18 перемещает вверх лопастной движитель 11. При этом вторая тяга 16, прикрепленная к правому рычагу 13 перед осью 15, перемещает вверх правую педаль, таким образом осуществляется синхронизация педалей, к тому же при движении педалей в разном направлении они передают усилие на лопастной движитель в одном направлении, что позволяет практически удвоить эффективность привода, передавая усилие от педалей на лопастной движитель как при опускании педали вниз, так и при поднятии педали вверх.A person sits on the seat 19 of the hull, which provides initial buoyancy, mostly being under water. For novice users and recreational use of the bicycle on the frame 1 is fixed to the frame 20 with floats 21, providing a comfortable start and the possibility of rest. The feet are installed in the pedal 12. Moving the left pedal downward causes the lever 14 to turn down on the axis 15, while the rod 17 connected to the same lever behind the axis 15 moves up and moves the blade propeller 11 through the axis 18. the second link 16, attached to the right lever 13 in front of the axis 15, moves the right pedal upwards, thus pedals are synchronized, moreover, when the pedals move in different directions, they transfer force to the blade propeller in one direction, which allows almost double drive efficiency, transferring force from the pedals to the blade propeller both when lowering the pedal down and when lifting the pedal up.

Попеременное вверх-вниз движение педалей приводит к колебательному движению лопастной движитель 11. Колебательное движение лопастного движителя в воде преобразуется в тяговое усилие и сообщает велосипеду поступательное движение. Движение в воде горизонтальных плоскостей переднего 6 и заднего 9 подводных крыльев создает по законам гидродинамики подъемную силу. При подъеме из воды корпуса велосипеда резко уменьшается сопротивление и увеличивается скорость движения.Alternating up and down movement of the pedals leads to the oscillatory movement of the blade propeller 11. The oscillatory movement of the blade propulsion in the water is converted into traction and imparts a forward movement to the bicycle. The movement in the water of the horizontal planes of the front 6 and rear 9 hydrofoils creates a lifting force according to the laws of hydrodynamics. As the bike body rises from the water, drag decreases sharply and speed increases.

Несущие элементы, выполненные в виде переднего и заднего подводных крыльев, создают в движении подъемную силу, компенсирующую вес седока и велосипеда.Bearing elements made in the form of front and rear hydrofoils create a lifting force in motion that compensates for the weight of a rider and a bicycle.

С помощью поворота руля 3 и вертикальной плоскости 7 переднего подводного крыла 6 осуществляется курсовое управление велосипедом.By turning the steering wheel 3 and the vertical plane 7 of the front hydrofoil 6, course control of the bicycle is carried out.

Предложенная конструкция позволяет повысить эффективность использования мышечного усилия человека, повысить скорость и маневренность велосипеда, а также повысить комфортность его использования.The proposed design allows to increase the efficiency of the use of human muscle effort, increase the speed and maneuverability of the bicycle, as well as increase the comfort of its use.

Предложенная конструкция транспортабельна, удобна в использовании, может служить как для отдыха и развлечений на воде, так и в качестве спортивного тренажера.The proposed design is transportable, convenient to use, can serve both for recreation and entertainment on the water, and as a sports simulator.

Claims (4)

1. Водный велосипед, содержащий плавучий корпус и несущие элементы, выполненные в виде переднего подводного крыла, соединенного с рулем, закрепленным на корпусе, и заднего подводного крыла, отличающийся тем, что велосипед дополнительно содержит лопастной движитель, выполненный в виде моноласта, установленного позади заднего подводного крыла и своей передней кромкой шарнирно связанного с ним с возможностью относительного поворота, и педальный привод, включающий установленные на одной оси правый и левый рычаги и шарнирно связанные с ними тяги, соединенные с лопастным движителем, при этом заднее подводное крыло неподвижно закреплено относительно корпуса.1. A pedal boat containing a floating body and supporting elements made in the form of a front hydrofoil connected to a steering wheel mounted on the housing and a rear hydrofoil, characterized in that the bike further comprises a blade propeller made in the form of a monofin mounted behind hydrofoil and its front edge pivotally connected with it with the possibility of relative rotation, and a pedal drive that includes mounted on the same axis of the right and left levers and pivotally associated with them traction connected to the blade propulsion, while the rear underwater wing is fixedly mounted relative to the body. 2. Водный велосипед по п.1, отличающийся тем, что тяги педального привода одним концом шарнирно установлены на одной оси, закрепленной на лопастном движителе, а противоположным своим концом шарнирно крепятся соответственно к правому и левому рычагам по обе стороны от оси крепления обоих рычагов на одинаковом расстоянии от нее.2. The pedalo according to claim 1, characterized in that the pedal drive rods are pivotally mounted at one end on one axis fixed to the blade propeller, and their opposite ends are pivotally attached to the right and left levers on both sides of the axis of attachment of both levers on the same distance from her. 3. Водный велосипед по п.1, отличающийся тем, что на корпусе закреплено сиденье.3. Water bike according to claim 1, characterized in that the seat is fixed to the housing. 4. Водный велосипед любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит съемную раму с поплавками.4. Water bike to any one of claims 1 to 3, characterized in that it further comprises a removable frame with floats.

Images