一种仿生尾鳍方法及游泳助推设备技术

本发明专利技术公开了一种仿生尾鳍方法及游泳助推设备，涉及游泳辅助器具和水下作业设备，特别涉及一种用于仿生尾鳍的游泳和潜水设备，非常适合于水中巡游及潜水速游。所述一种仿生尾鳍方法，重点是依托但不限于腰、臀、肩部，作为左右腿脚发力的支撑点，即人体一侧腿脚用力蹬时，尾鳍或尾蹼受力偏转摆动，同时另一侧腿脚自然回缩，而不受尾鳍、尾蹼或发力一侧腿脚在力量上的牵连，更加有效地发挥人体腿脚蹬力，来驱动仿生尾鳍或尾蹼在水中做左右摆动并助推使用者前行。主要构件由尾鳍、踩踏板、铰接侧板和腰带主要部分组成。本发明专利技术结构简单轻巧，水上水下均便于操作，制作工艺相对简单，便于大规模生产和推广普及。

A Bionic Tail Fin Method and Swimming Booster

The invention discloses a bionic tail fin method and a swimming booster device, which relates to swimming AIDS and underwater operation equipment, in particular to a swimming and diving device for bionic tail fin, and is very suitable for underwater cruise and diving speed swimming. The bionic tail fin method is mainly based on but not limited to the waist, buttock and shoulder as the support point for the force exerted by the left and right legs and feet, i.e. when one side of the human body pedals with force, the force of the tail fin or the tail web deflects and swings, while the other side of the leg and feet naturally retracts without the force of the tail fin, the tail web or the force exerting side of the leg and feet to drive the human body more effectively. Bionic tail fins or webs swing left and right in water and push users forward. The main components are composed of tail fin, pedal, articulated side plate and waistband. The invention has simple and lightweight structure, easy operation on water and underwater, relatively simple manufacturing process, and is convenient for large-scale production and popularization.

【技术实现步骤摘要】
一种仿生尾鳍方法及游泳助推设备
本专利技术涉及游泳辅助器具和水下作业设备，特别涉及一种用于仿生尾鳍的游泳和潜水设备，可运用于游泳和潜水活动，非常适合于水中巡游及潜水速游。
技术介绍
目前，在速游及潜水装备应用方面，多数依靠人力推进的水中助推装备基本上都是脚蹼类或尾鳍类，不论是双脚蹼还是合二为一的单脚蹼或尾鳍，用力方式基本上都是双腿交替打水或是利用双腿同向摆动往复打水产生推动力，不仅推动效率不高，而且容易产生疲劳感。无论是双脚双蹼还是双脚单蹼或双脚单尾鳍，人体所发挥的推动力都不是很理想，而且非常吃力，还不如在陆地上行走一般轻松自如。人类对脚蹼的应用是基于对鸭类、蛙类等有蹼类动物的脚蹼仿生学原理，对尾鳍的应用也是基于对海豚类动物的尾鳍仿生学原理。大多以脚蹼或尾鳍打水的方式来产生水下动力，腿脚摆动用力并不符合人体工程学原理。现已知鱼类最快游速是旗鱼110公里/小时，海豚类最快游速不超过60公里/小时，个别海豚可以保持55公里/小时的巡航速度。人类对所有脚蹼类、尾鳍类动物仿生学应用的发挥，目前都没有达到有蹼类、尾鳍类动物所应有的或相近的理想速度，并相差甚远，人类的蹼泳世界记录超不过9公里/小时。人体做功并不完全符合人体工程学原理，人的体力或腿脚力量并没有被充分利用或发挥。
技术实现思路
针对目前市场上游泳装备和潜水装备主要推进工具，即双脚双蹼、双脚单蹼或仿生双脚尾鳍等类似产品，在推进效率方面的不足，本专利技术人根据人体工程学，结合剑鱼、旗鱼或鲨鱼类高速巡游鱼类尾鳍动力学结构的仿生学原理，提出一种仿生尾鳍方法及游泳助推设备，依托但不限于腰、臀、肩部，作为左右腿脚发力的支撑点，即人体一侧腿脚用力蹬时，尾鳍受力偏转摆动，同时另一侧腿脚自然回缩，而不受尾鳍、尾蹼或发力一侧腿脚在力量上的牵连，更加有效地发挥人体腿脚蹬力，来驱动仿生尾鳍在水中做左右摆动并助推使用者前行，从而达到游泳爱好者在水中轻松巡游及潜水速游的目的。本专利技术所采用的技术方案如下。一种仿生尾鳍方法及游泳助推设备，包括尾鳍、踩踏板、铰接侧板、和腰带等主要部分组成。其特征在于：所述尾鳍在上方的前缘由尾鳍前缘轴穿于其中，中部有尾鳍翼梁轴穿于其中，尾鳍前缘轴尾鳍翼梁轴之间相互平行；所述踩踏板包括左右脚踏板及垂直于脚踏板的固接板或铰接板，共同形成一个整体构件，踩踏板的下部设有轴孔，尾鳍翼梁轴通过此轴孔将尾鳍和踩踏板铰接在一起；所述踩踏板的上部中间部分也设有轴孔，十字万向轴通过此轴孔将铰接侧板和踩踏板铰接在一起；所述踩踏板的两个侧板面还设置有与尾鳍前缘轴和十字万向轴相铰接的拉簧两根；所述铰接侧板的下部设置有轴孔并被十字万向轴穿过，上部也设置有连接孔并被连接带穿过，铰接侧板和踩踏板之间经十字万向轴铰接在一起；所述腰带的下部还固接有四个腰部连接带，通过四个腰部连接带的底端相联接并铰接于连接环内，连接环再与连接带相铰接；所述踩踏板的板面与尾鳍和铰接侧板相垂直，尾鳍和铰接侧板共同外一个平面上；所述踩踏板上的两个脚踏板均设置在铰接侧板或尾鳍的两侧。由此一种仿生尾鳍方法及游泳助推设备完全构成。所述一种仿生尾鳍方法，重点是依托但不限于腰、臀、肩部，作为左右腿脚发力的支撑点，即人体一侧腿脚用力蹬时，尾鳍或尾蹼受力偏转摆动，同时另一侧腿脚自然回缩，而不受尾鳍、尾蹼或发力一侧腿脚在力量上的牵连，更加有效地发挥人体腿脚蹬力，来驱动仿生尾鳍或尾蹼在水中做左右摆动并助推使用者前行。所述有效地发挥人体腿脚蹬力，包括但不限于腿脚用力，也可再包括手臂、肩膀用力。所述尾鳍和踩踏板相联接的方式包括但不限于铰接联接方式。所述踩踏板的左右脚踏板及垂直于脚踏板的固接板或铰接板共同形成一个整体构件，其联接的方式还包括但不限于铰接联接方式，所述固接板或铰接板空间形状包括但不限于方形、T形等。所述尾鳍前缘轴和十字万向轴相通过两根拉簧相联接的方式包括但不限于铰接方式。所述拉簧的作用是限制尾鳍前缘轴在一定的角度内因受力后才可左右偏转，其具体类型包括但不限于拉伸弹簧、压缩弹簧、扭簧、碟簧、弹片。所述铰接侧板的形状为板状但不限于板状，也可是柱状、带状等。所述尾鳍，其断面即垂直于尾鳍前缘轴、尾鳍翼梁轴到尾尖的截面是对称流线型；其侧面，即平行于尾鳍前缘轴、尾鳍翼梁轴侧面外形为方形但不限于方形，也可以是三角形、半圆形、“人”字三岔形等；尾鳍尾部等还可设置小翼梢或边翼梢，加强导流控制。一种仿生尾鳍方法及游泳助推设备，所述游泳助推设备，可以采用但不限于碳纤维、玻璃钢、铝合金、钛合金、玻璃、陶瓷、木材、工程塑料、热塑性弹性体材料（TPE）、高弹橡胶或聚氨酯等材料。本专利技术的有益效果：一是改变了以往尾鳍或脚蹼是通过腿或脚频率下打水推动效率低、容易疲劳、速度不快等问题；二是改变了左右腿脚在发力时，左右力量相互纠缠的问题；三是充分利用腰、臀等身体部位，做为左右腿脚发力的支撑点，更加有效的提高人体做功动力、腿脚助推效率，使更加强大的力量作用于尾鳍或脚蹼，仿生效果更加接进旗鱼、剑鱼或海豚动物；四本专利技术结构轻巧，水上、水下均便于操作，制作工艺相对简单，成本低廉，便于大规模生产和推广普及。附图说明图1为本专利技术一种仿生尾鳍方法及游泳助推设备正视机构示意图。图2为本专利技术一种仿生尾鳍方法及游泳助推设备侧视机构示意图。图3为本专利技术一种仿生尾鳍方法及游泳助推设备侧板腰带连接部分示意图。图中：1—铰接侧板、2—踩踏板、3—十字万向轴、4—拉簧、5—尾鳍前缘轴、6—尾鳍翼梁轴、7—尾鳍、8—连接孔、9—连接带、10—连接环、11—腰部连接带、12—腰带。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。如图1、2、3中所示，游泳助推设备，包括尾鳍7、踩踏板2、铰接侧板1和腰带12主要部分组成。尾鳍7在上方的前缘由尾鳍前缘轴5穿于其中，中部有尾鳍翼梁轴6穿于其中，尾鳍前缘轴5、尾鳍翼梁轴6之间相互平行；所述踩踏板2包括左右脚踏板及垂直于脚踏板的固接板或铰接板，共同形成一个整体构件，踩踏板2的下部设有轴孔，尾鳍翼梁轴6通过此轴孔将尾鳍7和踩踏板2铰接在一起；所述踩踏板2的上部中间部分也设有轴孔，十字万向轴3通过此轴孔将铰接侧板1和踩踏板2铰接在一起；所述踩踏板2的两个侧板面还设置有与尾鳍前缘轴5和十字万向轴3相铰接的拉簧4两根；所述铰接侧板1的下部设置有轴孔并被十字万向轴3穿过，上部也设置有连接孔8并被连接带9穿过，铰接侧板1和踩踏板2之间经十字万向轴3铰接在一起；所述腰带12的下部还固接有四个腰部连接带11，通过四个腰部连接带11的底端相联接并铰接于连接环10内，连接环10再与连接带9相铰接；所述踩踏板2的板面与尾鳍7和铰接侧板1相垂直，尾鳍7和铰接侧板1共同外一个平面上；所述踩踏板2上的两个脚踏板均设置在铰接侧板1或尾鳍7的两侧。本专利技术中，所述游泳助推设备，可以采用但不限于碳纤维、玻璃钢、铝合金、钛合金、不锈钢、玻璃、陶瓷、木材、工程塑料、热塑性弹性体材料（TPE）、高弹橡胶或聚氨酯等材料进行制作；建议游泳助推设备的总体密度应略小于水的密度。本专利技术中，所述尾鳍7的制作材料建议采用但不限于热塑性弹性体材料（TPE），尾鳍前缘轴5/尾鳍翼梁轴6的制作建议采用但不限于碳纤维等材料，尾鳍中层部分制作建议采用但不限于碳纤维布或网等材料，用以加强其中层结构强度及耐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生尾鳍方法及游泳助推设备，其特征在于：所述一种仿生尾鳍方法，是根据人体工程学，结合剑鱼、旗鱼或鲨鱼类高速巡游鱼类尾鳍动力学结构仿生学原理，提出一种新的人体做功用力高效方法，方法是依托但不限于腰、臀、肩部作为左右腿脚发力的支撑点，即人体一侧腿脚用力蹬时，尾鳍受力偏转摆动，同时另一侧腿脚自然回缩，而不受尾鳍、尾蹼或发力一侧腿脚在力量上的牵连，更加有效地发挥人体腿脚蹬力，来驱动仿生尾鳍在水中做左右摆动并助推使用者前行，从而达到使用者在水中轻松巡游及潜水速游的目的；所述游泳助推设备包括尾鳍（7）踩踏板（2）铰接侧板（1）和腰带（12）主要部分组成。

【技术特征摘要】
1.一种仿生尾鳍方法及游泳助推设备，其特征在于：所述一种仿生尾鳍方法，是根据人体工程学，结合剑鱼、旗鱼或鲨鱼类高速巡游鱼类尾鳍动力学结构仿生学原理，提出一种新的人体做功用力高效方法，方法是依托但不限于腰、臀、肩部作为左右腿脚发力的支撑点，即人体一侧腿脚用力蹬时，尾鳍受力偏转摆动，同时另一侧腿脚自然回缩，而不受尾鳍、尾蹼或发力一侧腿脚在力量上的牵连，更加有效地发挥人体腿脚蹬力，来驱动仿生尾鳍在水中做左右摆动并助推使用者前行，从而达到使用者在水中轻松巡游及潜水速游的目的；所述游泳助推设备包括尾鳍（7）踩踏板（2）铰接侧板（1）和腰带（12）主要部分组成。2.根据权利要求1所述的一种仿生尾鳍方法及游泳助推设备，其特征在于：所述尾鳍（7）在上方的前缘由尾鳍前缘轴（5）穿于其中，中部有尾鳍翼梁轴（6）穿于其中，尾鳍前缘轴（5）尾鳍翼梁轴（6）之间相互平行；所述踩踏板（2）包括左右脚踏板及垂直于脚踏板的固接板或铰接板，共同形成一个整体构件，踩踏板（2）的下部设有轴孔，尾鳍翼梁轴（6）通过此轴孔将尾鳍（7）和踩踏板（2）铰接在一起；所述踩踏板（2）的上部中间部分也设有轴孔，十字万向轴（3）通过此轴孔将铰接侧板（1）和踩踏板（2）铰接在一起；所述踩踏板（2）的两个侧板面还设置有与尾鳍前缘轴（5）和十字万向轴（3）相铰接的拉簧（4）两根；所述铰接侧板（1）的下部设置有轴孔并被十字万向轴（3）穿过，上部也设置有连接孔（8）并被连接带（9）穿过，铰接侧板（1）和踩踏板（2）之间经十字万向轴（3）铰接在一起；所述腰带（12）的下部还固接有四个腰部连接带（11），通过四个腰部连接带（11）的底端相联接并铰接于连接环（10）内，连接环（10）再与连接带（9）相铰接；所述踩踏板（2）的板面与尾鳍（7）和铰接侧板（1）相垂直，尾鳍（7）和铰接侧板（1）共同外一个平面上；所述踩踏板（2）上的两个脚踏板均设...

【专利技术属性】
技术研发人员：成东明，
申请(专利权)人：成东明，
类型：发明
国别省市：新疆,65