Устройство для передвижения в водной среде

Полезная модель относится с области водной техники, а именно к устройствам для передвижения объекта в водной среде, в том числе к устройствам, используемым в качестве индивидуального средства передвижения человека в воде.
Известны устройства, используемые для передвижения объекта в водной среде, в которых в качестве водного движителя использован гребной винт, создающий тяговое усилие.
Так, известно устройство для передвижения человека в воде [RU 22752], содержащее продолговатый корпус для пловца, на котором располагается человек с погруженными в воду ногами. На корпусе имеются рукоятки для удержания пловца. Устройство также содержит движитель в виде гребного винта, расположенный под днищем корпуса, приводимый во вращение расположенным на корпусе силовым агрегатом.
Известно устройство [RU 113160], закрепляемое на теле пловца, применяемое В качестве индивидуального средства передвижения в воде.
Рассматриваемое устройство содержит штангу, на одном конце которой расположено средство крепления устройства к телу человека, а на другом конце установлен редуктор с педальным приводом, соединенный с гребным винтом.
Рассматриваемое устройство компактно и просто по конструкции.
Однако устройства для передвижения в воде, в которых в качестве движителя используется грибной винт, в том числе и рассматриваемое устройство, обладают рядом недостатков: грибной винт создает при работе шум, лопасти винта могут травмировать находящихся в воде людей и рыб, а также явиться причиной повреждения сетей и водорослей.
Указанные факторы могут ограничить использование устройств с гребным винтом в качестве водного движителя.
Известны устройства, используемые для передвижения объекта в водной среде, в которых в качестве водного движителя использован плавниковый движитель (см., например, WO 2017191335, CN 101209374).
Устройства для передвижения в воде, содержащие плавниковый движитель (в форме рыбьего хвоста, плавника, лопасти, ласты), совершающий возвратно-вращательное (колебательное) движение, имитирующее движение водоплавающих, являются более экологичными, бесшумными и безопасными по сравнению с устройствами с гребным винтом.
Так, известно устройство [RU 165675], смонтированное на маломерном судне, содержащее в качестве движителя плавниковую пластину. Плавниковая пластина установлена под днищем судна и закреплена с помощью кронштейна на расположенном в корпусе судна приводном валу с возможностью возвратно вращательного движения. Приводной вал механически связан с смонтированными в корпусе судна педальным приводом или силовым агрегатом.
Данное устройство обеспечивает передвижение в воде расположенного на маломерном судне пассажира.
Однако данное устройство не является автономным и не приспособлено для использования в качестве индивидуального средства передвижения пловца в воде, что ограничивает область его использования.
Известно устройство для передвижения объекта в водной среде, в частности, для буксировки водолаза [RU 2293684], которое выбрано в качестве ближайшего аналога.
Рассматриваемое устройство содержит плавниковый движитель, совершающий колебательные движения, закрепленный на штоке, механически связанным с двигателем. В качестве двигателя использован поршневой механизм, приводимый в движение сжатым воздухом из баллона акваланга. Переключение направления перемещения поршня осуществляется с помощью золотникового клапана. Из поршневого механизма воздух низкого давления подается в эластичную емкость, а из нее - в клапанную коробку и используется для дыхания водолаза.
Рассматриваемое устройство является компактным, экономичным, обеспечивает высокую маневренность и оставляет свободными руки водолаза для осуществления необходимых манипуляций.
Однако данное устройство не может работать автономно без акваланга и является сложным по конструкции.
Технической проблемой, решаемой при реализации заявляемой полезной модели, является упрощение конструкции устройства.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для передвижения в водной среде, содержащем двигатель, механически связанный с закрепленным на штоке плавниковым движителем, установленным с обеспечением его колебательного движения, согласно полезной модели, в качестве двигателя использован электродвигатель, выполненный в виде мотор-колеса, шток выполнен в виде стержня, закрепленного на опоре с образованием рычага, имеющего первое и второе плечо, плавниковый движитель закреплен на концевом участке первого плеча рычага, а концевой участок второго плеча рычага механически связан с мотор-колесом, при этом на наружной поверхности обода мотор-колеса выполнен желоб, расположенный по длине окружности обода и имеющий синусоидальную форму, а концевой участок второго плеча рычага размещен внутри желоба с возможностью его перемещения по желобу в процессе вращения мотор-колеса.
В частном случае выполнения полезной модели устройство содержит пульт Управления, связанный с мотор-колесом по беспроводному каналу связи.
Использование плавникового движителя, установленного с возможностью совершения колебательного движения, обеспечивает возможность передвижения объекта, на котором установлено заявляемое устройство, в водной среде.
При этом за счет использования плавникового движителя заявляемое устройство является экологичным и безопасным.
В качестве плавникового движителя в заявляемом устройстве использован пластинчатый элемент (в форме узкой лопаты, плавника, рыбьего хвоста, ласты и прочее), изготовленный из жесткого или гибкого материала.
В качестве двигателя в заявляемом устройстве использован мотор-колесо, представляющий собой встраиваемый в колесо электродвигатель, статор которого зафиксирован вместе с осью и интегрирован в ступицу колеса, а ротор (колесо) вращается вокруг статора и является корпусом мотора.
Использование мотор-колеса, в котором электродвигатель, передаточный механизм и колесо объединены в единый компактный узел, способствует обеспечению простоты конструкции и эксплуатационной надежности заявляемого Устройства.
Аккумуляторы, питающие электродвигатель, могут быть также интегрированы в ступицу мотор-колеса или могут быть выполнены в виде отдельного конструктивного узла.
Закрепление штока на опоре с образованием рычага и выполнение на наружной поверхности обода колеса желоба, расположенного по длине окружности обода и имеющего синусоидальную форму, обеспечивают простоту преобразования вращательного движения колеса в колебательное движение плавникового движителя.
Форма профиля желоба выбрана из условия охвата его внутренней поверхностью наружной поверхности концевого участка второго плеча рычага.
В качестве опоры, в частности, может быть, использована опорная стойка, в которой шток закреплен с возможностью вращения вокруг оси, ориентированной нормально к его продольной оси.
Для повышения надежности механической связи колеса с концевым участком второго плеча штока и облегчения процесса перемещения указанного концевого участка в желобе, второе плечо рычага может быть снабжено концевым элементом, выполненным, в частности, в виде шарового шарнира или подшипника.
Заявляемое устройство содержит компактные и простые по конструкции узлы, которые могут быть закреплены на теле человека или расположены на маломерных судах (лодка, катамаран, катер и прочее).
Узлы устройства могут быть выполнены в герметичном исполнении.
Устройство также может содержать герметичный корпус, предназначенный для размещения в нем мотор-колеса, второго плеча рычага и опоры, снабженный герметизированным отверстием, в котором установлено с возможностью качания первое плечо рычага, соединенное с плавниковом движителем.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является упрощение конструкции устройства.
При этом устройство обладает высокой эксплуатационной надежностью.
В частном случае выполнения полезной модели устройство содержит пульт управления, предназначенный для управления мотор-колесом и контроля параметров работы устройства, связанный с мотор-колесом по беспроводному каналу связи, например, по каналу Bluetooth.
Указанный пульт, в частности, может быть выполнен в виде конструктивного элемента, надеваемого на палец человека, при этом у человека сохраняется свобода осуществления руками необходимых манипуляций.
На фиг. 1 представлен общий вид заявляемого устройства; на фиг. 2 представлен общий вид заявляемого устройства при наличии корпуса.
Устройство содержит мотор-колесо 1, стержневой шток 2, закрепленный на опоре 3 с образованием рычага, имеющего первое и второе плечо соответственно 4 и 5.
Устройство также содержит плавниковый движитель 6, который закреплен на концевом участке первого плеча 4 штока 2.
На наружной поверхности обода мотор-колеса 1 выполнен желоб 7, расположенный по длине окружности обода колеса и имеющий синусоидальную форму, а концевой участок 8 второго плеча 5 штока 2 размещен внутри желоба 7 с возможностью перемещения по желобу 7 в процессе вращения мотор-колеса 1.
В частном случае концевой участок 8 второго плеча 5 штока 2 снабжен сферическим шарниром.
В частном случае опора 3 выполнена в виде двух стоек, в которых с помощью подшипников (на чертеже позицией не обозначены) установлена ось 9, на которую опирается шток 2.
В частном случае устройство содержит герметичный корпус 10, в котором размещены мотор-колесо 1, второе плечо 5 штока 2, опора 3. При этом корпус 10 снабжен герметизированным отверстием, закрытым герметичной манжетой 11. В данном отверстии установлено соединенное с плавниковом движителем 6 первое плечо 4 штока 2 с возможностью осуществления колебательного движения. Указанный корпус может быть изготовлен из жесткого или гибкого материала.
В частном случае устройство содержит пульт управления (на чертеже не показан), управляющий работой мотор-колеса 1 по беспроводному каналу связи. В частности, в качестве пульта управления может быть использован смартфон, снабженный специальным приложением.
Устройство работает следующим образом.
Закрепляют устройство на объекте.
В частности, в случае использования устройства для облегчения передвижения в воде человека, закрепляют конструктивные узлы устройства или корпус устройства, в случае его наличия, на теле человека.
В частности, в случае использования устройства для передвижения в воде маломерного плавающего объекта, закрепляют конструктивные узлы устройства или корпус устройства, в случае его наличия, на плавающем объекте таким образом, чтобы движитель 6 оказался в воде.
Включают мотор-колесо 1. Вращение колеса мотор-колеса 1 за счет его механической связи с концевым участком 8 второго плеча 5 штока 2 преобразуется в колебательное движение плавникового движителя 6, за счет чего происходит передвижение объекта в воде.
Включение, выключение устройства и управление его работой осуществляется, в частности, с помощью пульта управления.