一种用于游泳的辅助装置系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于游泳的辅助装置系统，包括主尾鳍、副尾鳍、小腿杆体、大腿杆体，主尾鳍侧面设置至少一个与其平行的副尾鳍，副尾鳍通过主副鳍铰接结构与主尾鳍相联接，主尾鳍和副尾鳍之间设有主副鳍弹性元件，小腿杆体平行于游泳者小腿布置并与游泳者至少一条小腿固定，小腿杆体朝向游泳者大腿的一端联接有大腿杆体，大腿杆体平行于游泳者大腿布置并与游泳者至少一条大腿固定，小腿杆体与大腿杆体的联接处设有与游泳者膝关节同步弯折的膝部铰接结构，小腿杆体与大腿杆体之间设有帮助弯折的膝关节回位的至少一个膝部弹性元件，所述副尾鳍与膝部弹性元件之间以主动施力或被动受力的相互关系通过至少一个联动元件彼此联动。

【技术实现步骤摘要】
一种用于游泳的辅助装置系统
本专利技术涉及游泳装备和潜水装备行业，特别涉及一种用于游泳的辅助装置系统，用于游泳运动、潜水运动，既可以高速快游，也可以低速漫游，特别适合于水中长距离巡游。
技术介绍
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，常见的有双脚双蹼和双脚单蹼，双脚双蹼是游泳者的双脚各穿一只脚蹼，游泳者通过双腿交替打水产生前进的推动力，双脚单蹼是游泳者的双脚共穿一只脚蹼，游泳者通过双腿同步打水产生前进的推动力。无论是双脚双蹼还是双脚单蹼，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漫游时，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。现有的绝大多数的游泳装备和潜水装备都难以彻底解决人体适应陆地行走的天然结构与在水中自由游动这样一对矛盾；自从人类的远古祖先离开海洋来到陆地生活以后，身体结构慢慢发生变化，原来适应在海洋中游动的结构逐渐退化、消失，取而代之的是适应陆地行走的结构，因此，当人类再次回到水中从事游泳运动时，已不能再象鱼一样摆动尾鳍、自在游动。人类不适应水中游动的主要运动结构缺陷是人体腿部的主要骨骼、关节和肌肉都是为适应人类单向向前的行走、奔跑的运动功能而存在的，即人类行走或奔跑主要是向着前方，很少需要向着后方行走或奔跑，人类的腿部骨骼肌绝大部分生长在腿部骨骼的单侧而非对称生长，踝关节、膝关节和髋关节均只能单向弯折而不能双向对称弯折，因此，当人类模仿鱼类摆动尾鳍那样摆动双腿时，实质上还是做的单侧运动而非对称运动，摆腿姿势显得极不协调，前进效率非常低，游动的时间稍长就会感到疲劳。
技术实现思路
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、双脚单蹼所没有较好地解决的人体不适应在水中高效游动的天然运动结构缺陷，及难以实现在高速快游和低速漫游两种状态下均能获得较高的推进效率的不足之处，本专利技术人对海豚、鲸类等重返海洋生活的哺乳动物摆动尾鳍的过程进行仔细观察、研究，并与人类在水中模仿海豚、鲸类摆动双腿游动的姿势相对比，比较二者之间的差异，对于产生差异的原因再进行具体分析，结合人体运动结构特点，通过科学合理地运用人体工学，提供出一种用于游泳的辅助装置系统，包括可变尾鳍装置部分、平衡施力装置部分，两部分彼此联动，达到既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漫游，无论在何种频率下打水，游泳者均可以双向同步施力较为平衡对等地摆腿，摆腿幅度较为平衡对称，有效降低摆腿动作的内耗，提高有用功的比重，并具有随速变化特性，进而提升游泳和潜水的前进效率和游速，最大限度地发挥游泳者在水中的行进潜能，从而达到可以任意变换巡游速度的效果，进而达到长距离连续巡游的目的；另外，游泳者通过变速巡游，还可以有效降低长距离巡游时产生的疲劳感。本专利技术具体采用如下技术方案：一种用于游泳的辅助装置系统，包括可变尾鳍装置部分、平衡施力装置部分，可变尾鳍装置部分包括主尾鳍、副尾鳍，平衡施力装置部分包括小腿杆体、大腿杆体，主尾鳍侧面设置至少一个副尾鳍，主尾鳍和副尾鳍相互平行地联接在一起，主尾鳍加上副尾鳍的鳍展宽度可变，所述小腿杆体平行于游泳者小腿布置，并与游泳者至少一条小腿固定，小腿杆体朝向游泳者大腿的一端联接有大腿杆体，大腿杆体平行于游泳者大腿布置，并与游泳者至少一条大腿固定，所述小腿杆体包括小腿主杆体、小腿向大腿侧加长杆、小腿向脚侧加长杆，所述大腿杆体包括大腿主杆体、大腿向小腿侧加长杆，所述小腿杆体与大腿杆体的联接方式为铰接方式，小腿杆体与大腿杆体的联接处设有与游泳者膝关节同步弯折的膝部铰接结构，所述膝部铰接结构包括膝部铰接轴、膝部铰接轴端螺母，所述小腿杆体与大腿杆体之间设有帮助弯折的膝关节回位的至少一个膝部弹性元件，所述膝部弹性元件与膝部导向轮、膝部连接绳索、膝部固定桩共同组成膝部弹性储能装置，膝部铰接结构附近至少设有一个膝部弹性储能装置，当膝部铰接结构弯折后回位时，膝部弹性储能装置释放能量，帮助膝部铰接结构回位，所述平衡施力装置部分沿小腿杆体的方向与可变尾鳍装置部分联接为一体式结构。所述鳍展宽度是指主尾鳍加上副尾鳍的横向展开宽度，类同于鸟类的翼展宽度。所述副尾鳍通过主副鳍铰接结构与主尾鳍相联接，副尾鳍以主副鳍铰接点为转轴中心转动，所述主副鳍铰接结构包括主副鳍铰接螺栓轴、主副鳍铰接轴端螺母。所述主尾鳍和副尾鳍相联接的方式包括但不限于铰接联接方式、滑动配合联接方式，所述滑动配合联接方式即主尾鳍和副尾鳍彼此之间互为滑动轨道地联接在一起，上述两种联接方式均能够实现相类似的功能，即主尾鳍和副尾鳍彼此之间可以相对转动或相对移动，相应的所述主尾鳍和副尾鳍之间的滑动轨道为曲线轨道或直线轨道。所述主尾鳍和副尾鳍之间设有主副鳍弹性元件，主副鳍弹性元件在主尾鳍和副尾鳍之间施加弹性力，主副鳍弹性元件与设在主尾鳍上的主尾鳍固定桩、设在副尾鳍上的副尾鳍固定螺杆、固定螺杆锁紧螺母共同组成主副鳍弹性装置。所述主副鳍弹性元件包括但不限于弹簧、气弹簧、橡皮筋，其弹性系数k为常量或随其变形量变化而变化。弹簧的具体类型包括但不限于拉伸弹簧、压缩弹簧、扭簧、碟簧、弹片。当游泳者高速摆动所述可变尾鳍装置部分时，副尾鳍在惯性力和水流向后的冲刷力的共同作用下克服主副鳍弹性装置的弹力，向主尾鳍靠拢，主尾鳍加上副尾鳍的鳍展宽度变小，当游泳者低速摆动所述可变尾鳍装置部分时，副尾鳍所受到的惯性力和水流向后的冲刷力不足以克服主副鳍弹性装置的弹力，副尾鳍在主副鳍弹性装置的弹力作用下处于撑开状态，主尾鳍加上副尾鳍的鳍展宽度达到最大状态，即所述用于游泳或潜水的可变尾鳍装置的可变尾鳍装置部分具有随速变化特性。在左、右副尾鳍2鳍展最大宽度位置的附近可设置菱形配重块或椭圆形配重块，以放大由于游泳者摆腿速度增加所导致的惯性力增大，进而增大对弹片式的主副鳍弹性元件401施加的作用力，最终达到副尾鳍2以主副鳍铰接点为转轴中心转动的角度随游泳者摆腿速度增加而明显增大的效果，从而获得更加敏感的随速变化特性；所述副尾鳍2也可以选用比重较大的材料直接制做，比重较大的材料包括但不限于钢、铜、铅。本专利技术中，所述主尾鳍和副尾鳍均可采用内部为骨架，外部包裹蒙皮的结构形式，骨架可选用刚性材料，具体而言包括但不限于工程塑料、玻璃钢、碳纤维、钢、铝合金、钛合金、玻璃、陶瓷、木材，蒙皮可选用弹性材料，具体而言包括但不限于高弹橡胶、硅橡胶、塑料、柔性聚氨酯；所述主尾鳍和副尾鳍也可以做成前后段的形式，前段为刚性材料，后段为弹性材料，前后段为一体式结构。所述主尾鳍和副尾鳍的骨架结构刚度可做成阶梯刚度或渐变刚度形式，即沿着游泳者前进的方向自前向后骨架的刚度逐渐降低，与自然界中鱼类的尾鳍骨架结构相类似，骨架的末梢做成分叉的形状，以弥补由于刚度降低造成的支撑性和作用面积的下降，从而最大限度地提升摆腿的推进效率。所述主尾鳍和副尾鳍二者之一也可以为无蒙皮结构，即完全用玻璃钢、碳纤维、钢、铝合金、钛合金、玻璃、陶瓷、木材、工程塑料、高弹橡胶或聚氨酯直接制成，所述主尾鳍1和副尾鳍2可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：包括可变尾鳍装置部分、平衡施力装置部分，所述可变尾鳍装置部分包括主尾鳍（1）、副尾鳍（2），所述平衡施力装置部分包括小腿杆体（7）、大腿杆体（8），主尾鳍（1）侧面设置至少一个副尾鳍（2），主尾鳍（1）和副尾鳍（2）相互平行地联接在一起，主尾鳍（1）加上副尾鳍（2）的鳍展宽度可变，所述小腿杆体（7）平行于游泳者小腿布置，并与游泳者至少一条小腿固定，小腿杆体（7）朝向游泳者大腿的一端联接有大腿杆体（8），大腿杆体（8）平行于游泳者大腿布置，并与游泳者至少一条大腿固定，所述小腿杆体（7）与大腿杆体（8）的联接方式为铰接方式，所述小腿杆体（7）与大腿杆体（8）的联接处设有与游泳者膝关节同步弯折的膝部铰接结构（9），所述小腿杆体（7）与大腿杆体（8）之间设有帮助弯折的膝关节回位的至少一个膝部弹性元件（1001），所述平衡施力装置部分沿小腿杆体（7）的方向与可变尾鳍装置部分联接为一体式结构。

【技术特征摘要】
1.一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：包括可变尾鳍装置部分、平衡施力装置部分，所述可变尾鳍装置部分包括主尾鳍（1）、副尾鳍（2），所述平衡施力装置部分包括小腿杆体（7）、大腿杆体（8），主尾鳍（1）侧面设置至少一个副尾鳍（2），主尾鳍（1）和副尾鳍（2）相互平行地联接在一起，主尾鳍（1）加上副尾鳍（2）的鳍展宽度可变，所述小腿杆体（7）平行于游泳者小腿布置，并与游泳者至少一条小腿固定，小腿杆体（7）朝向游泳者大腿的一端联接有大腿杆体（8），大腿杆体（8）平行于游泳者大腿布置，并与游泳者至少一条大腿固定，所述小腿杆体（7）与大腿杆体（8）的联接方式为铰接方式，所述小腿杆体（7）与大腿杆体（8）的联接处设有与游泳者膝关节同步弯折的膝部铰接结构（9），所述小腿杆体（7）与大腿杆体（8）之间设有帮助弯折的膝关节回位的至少一个膝部弹性元件（1001），所述平衡施力装置部分沿小腿杆体（7）的方向与可变尾鳍装置部分联接为一体式结构。2.根据权利要求1所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述副尾鳍（2）通过主副鳍铰接结构（3）与主尾鳍（1）相联接，副尾鳍（2）以主副鳍铰接点为转轴中心转动。3.根据权利要求1所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述主尾鳍（1）和副尾鳍（2）之间设有在该二者之间施加弹性力的主副鳍弹性元件（401）。4.根据权利要求1或3所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述主尾鳍（1）和副尾鳍（2）之间设有调节主副鳍弹性元件（401）弹力大小的可变尾鳍弹力调节结构（5）。5.根据权利要求1或2所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述主尾鳍（1）和副尾鳍（2）之间设有将该二者相互锁止的主副鳍锁止结构（6）。6.根据权利要求1所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述小腿杆体（7）朝向游泳者脚部的一端联接有脚部杆体（12），所述脚部杆体（12）与游泳者的至少一只脚固定，小腿杆体（7）与脚部杆体（12）的联接方式为铰接方式，小腿杆体（7）与脚部杆体（12）的联接处设有与游泳者踝关节同步弯折的踝部铰接结构（13），所述小腿杆体（7）与脚部杆体（12）之间设有帮助弯折的踝关节回位的至少一个踝部弹性元件（1401）。7.根据权利要求6所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述脚部杆体（12）包括脚部主杆体（1201）、设在脚部主杆体（1201）两端的脚部向小腿侧加长杆（1202）和脚部向脚底侧伸缩杆（1203），所述脚部杆体（12）侧面设有固定游泳者脚的脚部固定结构（16），所述脚部固定结构（16）包括脚部联接板轴端螺母（1602）和通过脚部联接板轴端螺母（1602）铰接在脚部主杆体（1201）上的脚部联接板（1601）。8.根据权利要求7所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述脚部固定结构（16）底部设有调整脚部向脚底侧伸缩杆（1203）伸出脚部主杆体（1201）以外的长度的拉臂结构（17）或推臂结构，所述拉臂结构（17）包括通过脚底侧铰接轴（1704）和脚底侧铰接轴端螺母（1705）铰接在脚部联接板（1601）上的脚底侧拉臂T型套（1703）、通过伸缩杆侧铰接轴端螺母（1707）铰接在脚部向脚底侧伸缩杆（1203）上的伸缩杆侧拉臂T型套（1706）、通过拉臂锁紧螺母（1702）联接在伸缩杆侧拉臂T型套（1706）和脚底侧拉臂T型套（1703）之间的拉臂（1701），所述推臂结构与拉臂结构（17）的组成零件完全相同，只是将拉臂结构（17）与脚部联接板（1601）之间的铰接点从脚部联接板（1601）底部的后端移到了脚部联接板（1601）底部的前端。9.根据权利要求8所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述大腿杆体（8）朝向游泳者躯干部的一端联接有躯干杆体，所述躯干杆体与游泳者的躯干固定，躯干杆体与大腿杆体（8）的联接方式为铰接方式，躯干杆体与大腿杆体（8）的联接处设有与游泳者髋关节同步弯折的髋部铰接结构，所述躯干杆体与大腿杆体（8）之间设有帮助弯折的髋关节回位的至少一个髋部弹性元件。10.根据权利要求1或3所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述膝部弹性元件（1001）与膝部固定桩（1004）、膝部导向轮（1002）、膝部连接绳索（1003）共同组成膝部弹性储能装置（10）。11.根据权利要求1或3或6或9所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述膝部弹性元件（1001）、踝部弹性元件（1401）、髋部弹性元件三者之中至少有一者配有调节所述弹性元件弹力大小的平衡施力弹力调节结构（21）。12.根据权利要求1或2或6或9所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述膝部铰接结构（9）装有至少一个可将膝部铰接结构锁止的膝部锁止结构（11），踝部铰接结构（13）装有至少一个可将踝部铰接结构锁止的踝部锁止结构（15），髋部铰接结构装有至少一个可将髋部铰接结构锁止的髋部锁止结构。13.根据权利要求9所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述小腿杆体（7）通过小腿捆绑结构（19）与游泳者至少一条小腿固定，所述大腿杆体（8）通过大腿捆绑结构（20）与游泳者至少一条大腿固定，所述脚部杆体（12）通过脚部捆绑结构与游泳者至少一只脚固定，所述躯干杆体通过躯干捆绑结构与游泳者躯干固定。14.根据权利要求1或6或7所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述平衡施力装置部分的脚部杆体（12）两端之中除联接小腿杆体（7）一端之外的另一端与可变尾鳍装置部分联接，将所述可变尾鳍装置部分与平衡施力装置部分联接为一体式结构。15.根据权利要求1或3所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述副尾鳍（2）与膝部弹性元件（1001）之间以主动施力或被动受力的相互关系通过至少一个联动元件彼此联动。16.根据权利要求1或3所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述副尾鳍（2）与膝部弹性元件（1001）二者之间的联动元件包括但不限于纯机械类型的联动元件、机械类型的联动元件加联动控制模块组合而成的联动元件组件，纯机械类型的联动元件包括但不限于只能承受拉力的柔性绳索、既能承受拉力也能承受压力的刚性杆，所述联动控制模块包括联动传感器、联动控制电路板、联动控制动力源、联动执行部件，所述联动传感器包括但不限于感受位移变化信号的位移传感器、感受拉应力或压应力大小的应力传感器，联动控制动力源包括但不限于电能驱动的电动机，联动执行部件包括但不限于将电动机的旋转运动转化成直线运动的丝杠传动机构、曲柄滑块机构、齿轮齿条机构、凸轮机构、多连杆机构。17.根据权利要求1所述的一种用于游泳的辅助装置系统，其特征在于：所述可变尾鳍装置部分通过设有的可变尾鳍侧接头（22）与平衡施力装置部分设有的平衡施力侧接头（23）对接为一体，将可变尾鳍装置部分与平衡施力装置部分联接为一体式结构，所述可变尾鳍侧接头（22）包括可变尾鳍侧外接头（2201）、穿过可变尾鳍侧外接头（2201）的可变尾鳍侧联动元件（2203）、与可变尾鳍侧联动元件（2203）连接的可变尾鳍侧内接头（2202），可变尾鳍侧联动元件（2203）的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱光，
申请(专利权)人：朱光，
类型：新型
国别省市：湖南,43