一种用于支撑在液体表面上的物体的支撑结构及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种利用位于液体表面的物体与液体撞击所产生的反作用力设计的使物体部分或全部保持在液体表面以上的支撑结构及其应用，特别是设计一种与一撞击板相连接的位于液体表面的物体，通过撞击板与液体向下撞击，产生向上的反作用力，从而使物体部分或全部保持在液面以上而不下沉。本发明专利技术具有结构简单、使用方便等特点，是一种新型的液面物体支撑结构，适用于水上跑鞋、水上自行车、水上摩托艇等多种水上运动产品的开发，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于支撑在液体表面上的物体的支撑结构及其应用。
技术介绍
人可以在水中游泳，也可以制作各种具有漂浮功能的结构，如船只、木筏等在水面上运动，也有各种借助于浮力漂浮在水面上并通过向前划水的力量进行水上运动的水上自行车，也有人设计了庞大的借助于浮力可在水上行走的鞋，但这种鞋由于其体积庞大很难被人们使用。使某一物体的部分或全部保持在液体表面以上而不下沉的方法很多。船只、汽艇、橡皮筏等是利用其自身在水中所产生的向上的浮力而保持其在水面上而不下沉。比重比水轻的物体，如木材、部分塑料也是靠其在水中所产生的向上的浮力大于其自身向下的重量而不下沉。人或动物在水中游泳时使自身能够部分保持在水面以上而不下沉除其在水中部分的所产生的浮力外，通过不停地向下拍击和挤压水所产生的向上的反作用力也是非常重要的因素。理论上这种反作用力当在单位时间内超过一定的强度就可以在没有浮力作用的情况下使物体全部或部分保持在液体表面以上而不下沉，例如快速投出去的小石头可在水面上进行短暂的飞行。因此，利用位于液体表面的物体与液体撞击所产生的反作用力设计一种用于支撑在液体表面上的物体不下沉的支撑结构对于改进人们的水上运动具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用位于液体表面的物体与液体撞击所产生的反作用力设计的使物体部分或全部保持在液体表面以上的支撑结构及其应用，特别是设计一种与一撞击板相连接的位于液体表面的物体，通过撞击板与液体向下撞击，产生向上的反作用力，从而使物体部分或全部保持在水面以上而不下沉。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案本专利技术为由撞击板、伸缩连杆、动力装置及负载组成(简称支撑结构)，其中撞击板与伸缩连杆相连，伸缩连杆与动力装置及负载相连接。撞击板位于伸缩连杆和动力装置及负载的下方。伸缩连杆在动力装置的带动下进行上下运动，进而带动撞击板上下往复运动，撞击板直接与液体接触，向下撞击液体。当启动动力装置时，动力装置通过伸缩连杆带动撞击板进行上下方向的往复运动，当撞击板向下运动时，撞击与其密切接触的液体，产生向上的反作用力，进而支撑通过伸缩连杆相连且位于撞击板上方的动力装置及负载部分或全部保持在液体表面以上。所述的撞击板为一廓面向下的实体板状结构，可以为下凹面或平面，其外形可为任意形状，如圆形、正方形、长方形、半圆形、三角形等。撞击板上可装有单向阀门，即向下撞击液体时阀门关闭，向上提升时阀门打开，使在撞击板面上的部分液体经打开的阀门向下排出，减少向上的阻力。撞击板也可为伞状结构，即向下运动时伞面打开，加大了撞击板与液体的接触面，使向上的反作用力增加，当向上提升时伞面合笼，减少向上的阻力。撞击板下落时与水平面的夹角可根据具体用途决定，如撞击板只用于支撑负载在液面上，撞击板可呈垂直上下运动，如撞击板需要辅助负载向前运动时，撞击板可呈前低后高的倾斜上下运动或在拍击液体后转为由前向后的拨动液体的运动。所述的伸缩连杆可为一轴样结构，也可为撞击板的直接延伸，也可为伞状结构的直接延伸。所述的动力装置可为人力装置，如手摇或脚蹬，也可为机动装置，如电动机、燃油机。所述的人力驱动装置由撞击驱动轮、撞击板、伸缩连杆和压缩弹簧组成。撞击驱动轮为一个周边有齿轮样结构的装置，每个齿包含有斜面、顶端圆弧和垂直于圆心的垂直面，伸缩连杆的上端通过一滑轮样结构悬挂于撞击驱动轮的锯齿形结构上，其下端与撞击板相接，其中间部分由支架固定，以保证其上下运动时不脱离轨道，其在撞击板以上至固定支架下端的外周装有压缩弹簧。当转动撞击驱动轮时，带动伸缩连杆的上端在齿轮面上滑行，当滑行从轮齿的斜面到达顶端圆弧时，撞击板向上升至最高点，然后进入垂直面在下端压缩弹簧的作用下迅速下降，带动撞击板撞击水面，然后进入下一个齿轮循环，这样撞击驱动轮每转动一周，撞击板可撞击水面多次，以增加单位时间内撞击的反作用力。所述的支撑结构的支撑力决定于撞击板对液体的撞击频率、撞击板与液体接触面的面积以及撞击板撞击液体时撞击板的运动速度和方向等，这些参数须在具体设计使用时根据具体情况加以设定。撞击板的撞击频率选择10-2000次/分钟，优选30-1000次/分钟，更优选60-500次/分钟。所述的液体包括但不限于水。为了提高支撑能力，在同一负载上装有二个或多个支撑结构。本专利技术由于采用了上述设计，当启动动力装置时，动力装置通过伸缩连杆带动撞击板不断地向下撞击液体，产生向上的反作用力，进而支撑位于撞击板上方的动力装置及负载部分或全部保持在液体表面以上。本专利技术具有结构简单、使用方便等特点，特别是用于开发多种水上运动项目。能在水面上自由地行走，一直是人们的愿望。本专利技术技术可用于水上跑鞋、水上自行车、水上摩托艇等多种水上运动产品的开发，具有良好的应用前景。下面结合附图对本专利技术的实施例做进一步说明附图说明图1本专利技术结构示意2实施例中本专利技术以机动部件作为动力装置的结构示意3实施例中本专利技术人力驱动撞击板撞击水面的驱动结构示意4实施例中本专利技术以人力驱动结构作为动力装置的结构示意图具体实施方式实施例一、本专利技术结构模型的制作如图1所示，本专利技术为由撞击板3、伸缩连杆2、动力装置1及负载4组成，其中撞击板1与伸缩连杆2相连，伸缩连杆2与动力装置1及负载4相连接。撞击板3位于伸缩连杆2和动力装置1及负载4的下方。伸缩连杆2在动力装置1的带动下进行上下运动，进而带动撞击板3上下往复运动，撞击板3直接与液体5接触，向下拍击液体。当启动动力装置时，动力装置1通过伸缩连杆2带动撞击板3进行上下方向的往复运动，当撞击板3向下运动时，撞击与其密切接触的液体5，产生向上的反作用力，进而支撑通过伸缩连杆2相连且位于撞击板3上方的动力装置1及负载4部分或全部保持在液体5表面以上。实施例二、本专利技术以机动结构作为动力装置的制作及实验研究1)实验材料电动机、铝片、U形传动轴、连杆、水、棉线。2)实验装置的制备如图2所示，本专利技术实施例结构由撞击板3、伸缩连杆2、动力装置1及负载4组成的结构。撞击板3由铝片制作。伸缩连杆2由富有弹性的钢丝制作，其上端与U形传动轴17相连，中间部位的外周装有刚直性套管18以保持从套管至撞击板3呈向下垂直结构。动力装置1为玩具电动机，通过U形传动轴17与伸缩连杆2和负载4相连接。上方通过棉线16保持装置在水面5上呈直立状态。当启动玩具电动机后，通过U形传动轴17和伸缩连杆2，带动撞击板3垂直向下撞击水面，通过向上的反作用力维持负载在水面以上。3)实验方法与结果将实验装置通过棉线直立悬吊于水面上，保持撞击板和部分伸缩连杆浸没在水中。结果启动玩具电动机后，可见撞击板以较高的频率撞击水面并有部分升出水面，同时棉线由启动前的拉紧状态变为松弛状态，说明通过撞击板对水面的撞击产生的反作用力使该实验装置上升并保持在水面上。实施例三、本专利技术以人力驱动作为动力装置的结构模型的制作及实验研究1)实验材料硬质塑料板、弹簧、拨水轮、铝片、传动轴、连杆、水、棉线。2)实验装置的制备如图3、4所示，本专利技术实施例结构由撞击板3、弹簧8、拨水轮6、拨水轮齿7、伸缩连杆2、传动轴15、撞击驱动轮11、撞击驱动轮齿10、手摇柄14、固定支架13及负载4组成。撞击板3由铝片制作。伸缩连杆2由硬性钢丝制作，伸缩连杆2的上端通过一滑轮样结构悬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于支撑在液体表面上的物体的支撑结构，由撞击板、伸缩连杆、动力装置及负载和液体组成，其中撞击板与伸缩连杆相连并位于伸缩连杆的下段，动力装置及负载与伸缩连杆相连接并位于伸缩连杆的中上段，撞击板直接与液体接触，撞击板通过动力装置带动的伸缩连杆上下运动向下撞击液体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凤鸣，刘婷婷，
申请(专利权)人：刘凤鸣，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]