Тягач водный лыжный "Дельфин" с механической сцепкой лыж, монолыж и доски вейкборда
WATER SKI TRACTOR “DOLPHIN” WITH MECHANICAL COUPLING OF SKI, MONOSKI AND WAKEBOARD

Изобретение относится водному транспорту, в частности, к индивидуальным средствам передвижения на воде и предназначено для занятия водными видами спорта и отдыха на тихой и бурной воде.
Известна моторная лодка малого размера (DE 10159040 A1, А63В 69/00, 12.09.2002), предназначенная для занятия водными видами спорта, такими как водные лыжи или вейкборд, и выполненная с возможностью дистанционного управления буксируемым лыжником. Моторная лодка содержит корпус, выполненный в нижней части арочного типа на двух полозьях и содержащий лопасти управления, двигатель, винт, имеющий привод от двигателя, аккумуляторную батарею, рукоятку, выполненную с возможностью управления оборотами двигателя и содержащую кнопки управления двигателем. При этом, рукоятка соединяется с моторной лодкой посредством троса, в который интегрирован электрический кабель управления.
Недостатком данного технического решения является недостаточная маневренность и управляемость, отсутствие возможности регулировать центр тяжести моторной лодки.
Наиболее близки аналогом изобретения является устройство для буксировки водного лыжника (AU 7185874 А, В63В 35/81, 05.02.1976), содержащее беспилотный катер, имеющий рулевое устройство, двигатель, оснащенный водометной установкой и рычагом управления дросселем, буксирный трос, закрепленный на конце на лодке и проходящий от нее назад, рукоятку управления, прикрепленную к противоположному концу буксирного троса и имеющую средства управления оборотами двигателя, гидравлический привод, соединяющий рулевое устройство на лодке с рукояткой управления и включающие ведомый механизм с гидравлическим привод поворота рулевого устройства лодки, главный блок управления, установленный на рукоятке, шланги, проходящие вдоль буксирной линии и соединяющие гидравлический привод поворота с главным блоком управления.
Недостатком данного технического решения является недостаточная маневренность и управляемость, отсутствие возможности регулировать центр тяжести моторной лодки, а также сложность изготовления беспилотного катера за счет использования гидравлического привода управления.
Целью изобретения является создание тягача водного лыжного (далее - ТВЛ), не имеющего указанных выше недостатков и обладающего улучшенными по сравнению с аналогами эксплуатационными характеристиками.
Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик, заключающихся в повышении маневренности и улучшении управляемости, за счет использование водометных турбин и за счет регулировки центра тяжести путем перемещения аккумуляторных батарей в корпусе ТВЛ, предотвращая дисбаланс центра тяжести ТВЛ, а также в повышении безопасности и комфорта управления, за счет стыковки и расстыковки лыж, монолыжи или доски вейкборда от ТВЛ для дистанционного маневрирования и выполнения трюков.
В соответствии с целями и преимуществами, описанными здесь, и для решения вышеуказанных проблем был разработан тягач водный лыжный (далее - ТВЛ), содержащий корпус, силовую установку, аккумуляторные отсеки, держак-ручку, содержащий кнопки управления в ней и соединенную с ТВЛ посредством мягкой сцепки, отличающийся тем, что корпус ТВЛ имеет возможность регулировки центра тяжести, путем перемещения аккумуляторных батарей в аккумуляторных отсеках, а силовая установка ТВЛ содержит электродвигатели и водометные турбины, причем ТВЛ дополнительно содержит лыжи и/или монолыжу и/или доску вейкборда, лебедку, и бортовой компьютер, выполненный с возможностью управления узлами, механизмами и приборами ТВЛ, также ТВЛ содержит телескопическую направляющую, раздвигающуюся при дистанцировании лыжника, имеющую жесткую точку опоры ближе к задней части ТВЛ для предотвращения дисбаланса в управляемости и выполненную с возможностью пропускать мягкую сцепку, намотанную на лебедку для соединения держака-ручки с ТВЛ, телескопическая направляющая содержит фиксатор горизонтального положения и телескопические опоры, при этом кнопки управления держака-ручки выполнены с возможностью передачи сигналов бортовому компьютеру, а лыжи и/или монолыжа и/или доска вейкборда имеют возможность стыковки и расстыковки с ТВЛ посредством механизма сцепки.
В другом варианте выполнения ТВЛ имеет кнопки управления, встроенные в держак-ручку, подающие команду компьютеру через мягкую сцепку посредством встроенного в нее кабеля, либо дистанционно радиоуправлением через эти же кнопки, представляющие собой кнопку блокировки ТВЛ, кнопку фиксации держака-ручки, джойстик наматывания и разматывания мягкой сцепки лебедкой, кнопки управления оборотами тяговых электродвигателей, и кнопку фиксации оборотов двигателей.
В другом варианте выполнения ТВЛ в держак-ручку встроен радиопередатчик, который передает сигналы от кнопок держака-ручки в радиопередатчик, установленный на ТВЛ и связанный с бортовым компьютером.
В другом варианте выполнения ТВЛ имеет кнопку включения ТВЛ, панель приборов, где расположены дисплей для определения скорости, приборы, определяющие работу датчиков и оборудования ТВЛ, и навигационное оборудование с возможностью заложения и исполнения маршрута в режиме беспилотного управления.
В другом варианте выполнения ТВЛ имеет телескопическую направляющую, выполненную с возможностью менять угол наклона в момент дистанцирования лыжника.
В другом варианте выполнения на ТВЛ в телескопической направляющей применен с двух сторон резиновый конусообразный хвостик с вставленными внутри кольцами скольжения, сверху хвостик обжимает конусообразная пружина, выполненная с уменьшением диаметра, а металлический пруток пружины к сужению конуса также имеет уменьшение диаметра, при этом внутри хвостика проходит мягкая сцепка со встроенным кабелем. Такое устройство хвостика позволяет предотвратить заломы в мягкой сцепке и кабеле, и плавно без промежуточного плавающего шкива передать мягкую сцепку лебедке.
В другом варианте выполнения ТВЛ имеет держак-ручку, содержащую электромагнитный фиксатор, жестко соединяющий телескопическую направляющую с держаком-ручкой в режиме стыковки с ТВЛ. При этом телескопическая направляющая имеет мягкую сцепку со встроенным кабелем, передающим команду через компьютер в узлы, механизмы и приборы управления ТВЛ.
В другом варианте выполнения ТВЛ имеет лебедку, при помощи которой лыжник дистанцируется на расстояние, при котором хорошо просматривается обзор впереди ТВЛ и возвращается на ТВЛ. В лебедку встроена мягкая сцепка, в которую интегрирован электрический или оптический кабель для передачи сигналов управления от кнопок держака-ручки в бортовой компьютер.
В другом варианте выполнения на ТВЛ балансировка центра тяжести, осуществляется путем подвижности аккумуляторных батарей в аккумуляторных отсеках на каретках на двух осях вдоль и поперек по горизонтали, приводимых электро-серводвигателями с кодером, при этом ТВЛ имеет датчики уровнемеры, определяющие уровень наклона ТВЛ и передающие сигнал компьютеру, в свою очередь компьютер передает сигнал регулировочному устройству наклона, в котором электро-серводвигатели через червячные пары перемещают каретку с аккумуляторами, предотвращая дисбаланс ТВЛ.
В другом варианте выполнения ТВЛ имеет корпус, у которого ориентировочные габаритные размеры находятся в следующих диапазонах: длина 2100±700 мм, ширина 1200±400 мм, высота 800±400 мм, а вес в диапазоне от 180 до 360 кг. Габаритные размеры и вес ТВЛ могут быть минимальными или максимальными настолько, насколько позволяет осуществить это современное оборудование, оснастка и автоматика.
В другом варианте выполнения ТВЛ имеет корпус, выполненный из стеклопластика с внутренними усиленными перегородками и ребрами жесткости арочного типа, а нижняя внешняя арочная часть с направляющими пазами для оголовка крючкообразного зацепа лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда, ведущими к опоре оголовок лыж и/или монолыжу и/или доску вейкборда для сцепки. Расстояние между нижней арочной части ТВЛ и поверхностью воды с учетом водоизмещения ТВЛ без лыжника при заходе лыжника к стыковке должно соответствовать прохождению лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда под аркой с учетом угла наклона лыж.
В другом варианте ТВЛ выполнен с размерами корпуса, позволяющими иметь два или более мест для сидений, одно из которых по центру, для того чтобы лыжник мог дистанцироваться с центра ТВЛ.
При эксплуатации ТВЛ лыжник обязан одевать спасательный жилет и соблюдать безопасность на водном транспорте. Следовательно, в другом варианте выполнения ТВЛ имеет радиоуправляемую автоматическую систему поиска лыжника, управляемую компьютером, срабатывающую после отпускания лыжником кнопки нештатной ситуации, расположенный на держак-ручке, и соединяющуюся посредством радиосигнала с датчиком обнаружения, встроенным в спасательный жилет лыжника. Система срабатывает через 7-20 секунд после отпускания лыжником кнопки нештатной ситуации.
В другом варианте выполнения ТВЛ имеет лыжи и/или монолыжа и/или доска вейкборда, которые содержат крепления для лыжных ботинок и лыжные ботинки, закрывающие 1/2 части голени от ступни ноги с дополнительной защитой голени и колена.
В другом варианте выполнения ТВЛ лыжи и/или монолыжа и/или доска вейкборда соединяются с корпусом ТВЛ посредством механизма сцепки в двух местах: передняя арочная часть ТВЛ соединяется с опорой оголовка лыжи и/или монолыжи и/или доски вейкборда, средняя часть ТВЛ соединяется с лыжами впереди каблука ботинка, с монолыжей и доской вейкборда - между креплениями ботинок.
В другом варианте выполнения на ТВЛ в оголовке в водных лыжах и/или монолыже и/или доски вейкборда сверлится отверстие для крепления насадки крючкообразного зацепа болтами, при этом насадка выполнена крючкообразного вида из нержавеющей стали и предназначена для сцепки с опорой оголовка лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда.
В другом варианте выполнения ТВЛ опора оголовка лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда вставляется в корпус ТВЛ в два ряда глухих отверстий, расположенных в передней арочной части. При этом отверстия расположены пошагово одной кратности величины вилки опоры оголовка лыж по горизонтали с наклоном для регулировки высоты относительно корпуса ТВЛ и длинны лыж, в зависимости от веса лыжника.
В другом варианте выполнения ТВЛ опора оголовка лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда выполнена из нержавеющий стали в виде зигзага с тремя прямыми п-образными участками и способна незначительно сгибаться, но возвращаться в прежнее положение, при этом монолыжа и доска вейкборда крепятся к средней части п-образной опоры, а лыжи к левому и правому П-образным участкам опоры. Для доски вейкборда опора оголовка крепится в отверстие, расположенные ближе к центру ТВЛ, так как доска вейкборда короче лыж. В месте крепления оголовка лыж и доски вейкборда на опоре выполнены три пластиковые катушки, способные вращаться в своей оси. Опора лыж и доски вейкборда в местах соединения с корпусом ТВЛ раздвоена в виде двух рожковых вилок с обеих сторон, для предотвращения вращения опоры и жесткой ее посадки в глухих отверстиях. Вилки опоры оголовка лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда выполнены раздвижными с вставленными в них распорными пружинами. Вилки опоры оголовка лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда вставляются в глухие отверстия путем сжатия с двух сторон.
В другом варианте выполнения ТВЛ имеет крепление в средней части лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда с корпусом ТВЛ устроено посредством промежуточного подвеса лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда, изготовленного из прутка нержавеющей стали в виде скобы из двух отдельных частей - нижней и верхней, соединенных между собой, подвес способен незначительно сгибаться, но возвращаться в прежнее положение, при этом в нижнем подвесе в верхней части установлено кольцо, а с противоположной стороны наконечник с фиксатором для поддержки подвеса шлейкой, прижимающей подвес к ботинку, выполненной из резины с фиксаторами и способной с одной стороны рассоединяться от рывка при нештатной ситуации.
В другом варианте выполнения ТВЛ имеет нижний подвес, который крепится к лыжам и/или монолыже и/или доске вейкборда посредством седла, закрепленного шурупами к лыжам в месте передней части каблука ботинок, к монолыже сзади переднего ботинка, к доске вейкборда между креплениями ботинок, при этом седло выполнено из пластины металла с отогнутыми вверх частями, имеющими овальные отверстия для сцепления с подвесом лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда. Для сцепления с седлом в нижней части нижнего подвеса концы согнуты под углом 90° и имеют овальный элемент, соответствующий диаметру овального отверстия седла. В средней части овальный элемент имеет уменьшение диаметра для сцепления с седлом. Овальные элементы расположены вдоль прутка подвеса, вставляются в овальные отверстия седла в горизонтальном положении путем сжатия. При поднятии в вертикальном направлении подвес фиксируется в седле.
В другом варианте выполнения ТВЛ для сцепления средней части лыж с корпусом ТВЛ в арочной части расположены по вертикале четыре ряда реек, выполненные из металлической профилированной трубы с рядами овальных регулировочных отверстий для фиксации верхнего подвеса, концы которого согнуты под 90 градусов в виде двухстороннего эксцентрика, соответствующего овальному отверстию рейки. Овальные элементы развернуты вдоль прутка подвеса. Подвес вставляется в отверстие рейки путем сжатия в горизонтальном положении. В опускании в вертикальном направлении подвес будет зафиксирован.
В другом варианте выполнения ТВЛ для соединения нижней части верхнего подвеса и верхней части нижнего подвеса между собой в нижней части верхнего подвеса выполнена п-образная часть с втулкой, а в верхней части нижнего подвеса выполнен крючкообразный элемент. При расцепке нижней части подвеса от верхней части для дистанцирования лыжника нижняя часть подвеса, сцепленная с седлом, остается в лыжах и/или монолыже и/или доске вейкборда и удерживается закрепленной шлейкой.
В другом варианте выполнения ТВЛ, имеет возможность регулировки глубины погружения в зависимости от веса лыжника путем сцепления подвесов лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда с рейками в отверстия по вертикале в средней части корпуса ТВЛ, и в передней арочной части путем переставления опоры оголовка лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда в глухие отверстия, расположенные по диагонали в корпусе ТВЛ.
Лыжник, находясь в сцепке с ТВЛ, в начале движения и в разгоне выбирает угол наклона лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда приближенным к рекомендованной скорости для комфортного дистанцирования, равно 30-35 км/ч. При дистанцировании лыжника от ТВЛ сначала расцепляется нижний подвес от верхнего в средней части лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда, затем расцепляется передняя часть оголовка крючкообразного зацепа от опоры оголовка лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда. При возвращении лыжника на ТВЛ сначала сцепляется передняя часть крючкообразного зацепа оголовка лыж с опорой оголовка лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда, а потом средняя часть лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда, сцепляя нижний подвес с верхним. При движении на ТВЛ с использованием лыж лыжник распределяет основную нагрузку массы тела на ступню и пальцы ног, с использованием монолыжи и доски вейкборда - на ногу, расположенную в передней арочной части ТВЛ. Для сохранения центра тяжести преимущественную долю веса лыжника распределяет на участок лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда от оголовка до центра крепления, во избежание расцепки крючкообразного зацепа оголовка лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда с опорой оголовка лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда.
Фиг. 1 - общий вид ТВЛ в режиме стыковки с лыжником на лыжах;
Фиг. 2 - общий вид ТВЛ в режиме стыковки с лыжником на монолыже;
Фиг. 3 - общий вид ТВЛ в режиме дистанционного управления лыжником на лыжах;
Фиг. 4 - общий вид ТВЛ в режиме дистанционного управления лыжником на монолыже;
Фиг. 5 - общий вид ТВЛ в режиме стыковке с лыжником на доске вейкборда;
Фиг. 6 - общий вид на ТВЛ в режиме дистанционного управления на доске вейкборда;
Фиг. 7 - вид на ТВЛ сзади в режиме регулировки высоты нахождения лыж относительно ТВЛ в зависимости от веса лыжника, тяжелый лыжник;
Фиг. 8 - вид на ТВЛ сзади в режиме регулировки высоты нахождения лыж относительно ТВЛ в зависимости от веса лыжника, легкий лыжник;
Фиг. 9 - общий вид и габаритные размеры ТВЛ;
Фиг. 10 - общий вид, расположение конструктивных элементов и навесного оборудования ТВЛ с механической сцепкой ТВЛ с лыжами, монолыжи и доской вейкборда;
Фиг. 10А - расположение механизма передвижения аккумуляторов в аккумуляторных отсеках для балансировки центра тяжести;
Фиг. 10Б - механизм передвижения аккумуляторов при помощи каретки в аккумуляторных отсеках ТВЛ;
Фиг. 11 - телескопическая направляющая с держаком-ручкой;
Фиг. 12 - держак-ручка с кнопками управления;
Фиг. 13 - лыжи, монолыжа и доска вейкборда с ботинками и креплениями;
Фиг. 14 - механизм сцепки оголовка лыж, монолыжи и доски вейкборда крючкообразного зацепа с опорой оголовка лыж, монолыжи и доски вейкборда и корпусом ТВЛ;
Фиг. 15 - крепления оголовка лыж, монолыжи и доски вейкборда в глухие отверстия корпуса ТВЛ;
Фиг. 16 - сцепка лыж, монолыжи и доски вейкборда с опорой оголовка и с рейками корпуса ТВЛ;
Фиг. 17 - сцепление средней части лыж, монолыжи и доски вейкборда при помощи седла подвеса и реек к корпусу ТВЛ;
Фиг. 18 - панель приборов, дисплей, навигатор, кнопка запуска в корпусе ТВЛ.
Фиг. 18А - кнопка включения ТВЛ.
Фиг.19 - нижняя внешняя арочная часть с пазами и ребрами для направления лыж, монолыжи и доски вейкборда;
Фиг. 19А - нижняя внешняя арочная часть в сцепке с лыжами, монолыжи и доской вейкборда;
Тягач водный лыжный (далее - ТВЛ) (Фиг. 10) содержит корпус (1) из стеклопластика, выполненный в нижней части арочного типа и с внутренними усиленными перегородками и ребрами жесткости (6) образуя отсеки (2) по всему корпусу. Нижняя внешняя арочная часть выполнена с направляющими пазами (Фиг. 19) (1) и ребрами (2) для направления лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда, пазы ведут к опоре оголовка лыж и/или монолыжи и/или доски вейкборда для сцепки (Фиг. 19А). Ребра дополнительно придают жесткость корпусу.
Примерные габаритные размеры ТВЛ (Фиг. 9) могут быть следующие: длинна 2100±700 мм, ширина 1200±400 мм, высота 800±400 мм. Примерный вес в диапазоне от 180 кг до 360 кг.Кроме того, габаритные размеры и вес ТВЛ могут быть минимальными или макисмальными настолько, насколько это позволяет осуществить современное оборудование, оснастка и автоматика, и желание и возможности человека. Кроме того, корпус ТВЛ (Фиг. 10) (1), имеет конструктивные особенности такие, как центр тяжести находится в точке максимально приближенной к креплению лыжника (Фиг. 1), чем упрощает регулировку центра тяжести путем перемещения аккумуляторных батарей (Фиг. 10) (5) в аккумуляторных отсеках. Механизм регулировки центра тяжести ТВЛ выполняет передвижение аккумуляторов в аккумуляторных отсеках (Фиг. 10, 10Б) (23) путем подвижности кареток (1) на двух продольных направляющих, одна из которых является червячной направляющей (2) со встроенной резьбовой муфтой (3), а вторая направляющая - гладкая (4) с внутренней втулкой скольжения (5). Концы направляющих вставлены в опору кареток (6). Продольная червячная направляющая (2) приводится во вращение электро-серводвигателем (7) и приводит в свою очередь в движение каретку (1) с аккумуляторами (8).
Каретка (1) (Фиг. 10Б) перемещает аккумуляторы (8) поперек корпуса на двух поперечных направляющих, одна из которых червячная направляющая (9) со встроенной резьбовой муфтой (10), а вторая направляющая - гладкая (11) со встроенной в крепежную площадку аккумуляторов (13) втулкой скольжения (12), концы направляющих встроены в корпус подвижной каретки (1). Поперечная червячная направляющая (9) приводится во вращение электро-серводвигателем (14) и в свою очередь приводит в поперечное движение площадку с аккумуляторами (13). Одновременно работая электро-серводвигатели (7) и (14) способны оперативно перемещать каретку с аккумуляторами во всех направлениях по осям X и Y по горизонтали, балансируя центр тяжести ТВЛ. Электро-серводвигатели управляются бортовым компьютером (Фиг. 10) (21) через регулировочное устройство наклона (20) посредством подачи сигналов от датчиков уровнемеров (20) к бортовому компьютеру (21). Механизм регулировки центра тяжести ТВЛ в аккумуляторных отсеках предназначен для регулировки и сохранения центра тяжести ТВЛ, способствует повышению маневренности и улучшению управляемости ТВЛ и повышению безопасности управления ТВЛ.
Тягач водный лыжный (ТВЛ), также содержит аккумуляторные отсеки с аккумуляторными батареями (Фиг. 10) (5), питающие электроэнергией все узлы и агрегаты ТВЛ, имеет силовую установку, представляющую собой два силовых электродвигателя (9) и две водометные турбины (10), бортовой компьютер (21), выполненный с возможностью управлять электродвигателями (9), лебедкой (22), связанны с аккумуляторами (Фиг. 10) (5), держаком-ручкой (16) с телескопической направляющей (19), фиксатор горизонтального положения телескопической направляющей (8). Крепление аккумуляторных батарей в отсеках осуществлено таким образом, чтобы менять положение аккумуляторных батарей (5) в свободном месте (20), а также их количество. ТВЛ имеет возможность состыковки и расстыковки с лыжами и/или монолыжей и/или доской вейкборда, с помощью механизма сцепки (Фиг. 14, Фиг. 17). Привод ТВЛ осуществлен от аккумуляторных батарей (Фиг. 10) (5), имеющих связь с бортовым компьютером (21) и с двумя силовыми электродвигателями (9), которые передают крутящий момент на две водометные турбины (10). Вместо электродвигателей могут применяться двигатели внутреннего сгорания, либо ТВЛ может иметь гибридный привод.
Телескопическая направляющая (17) (Фиг. 10, Фиг. 11) установлена на корпусе ТВЛ и выполнена с возможность пропускать мягкую сцепку (7), намотанную на лебедку (Фиг. 10) (22) и имеет необходимую для использования длину, для соединения с держаком-ручкой (Фиг. 12) и последующего дистанцирования лыжника. При этом, в мягкую сцепку (Фиг. 11) (7) интегрирован электрический кабель, соединяющий кнопки управления с бортовым компьютером Фиг. 10 (21), который в свою очередь соединен с силовыми электродвигателями (9), лебедкой (22). Телескопическая направляющая (19) способна раздвигаться при дистанцировании лыжника, а мягкая сцепка в роспуске должна имеет точку опоры ближе к задней части ТВЛ, для предотвращения дисбаланса в управляемости ТВЛ (Фиг. 3, Фиг. 4, Фиг. 6). Телескопическая направляющая устроена содержит внешнюю телескопическую направляющую (Фиг. 11) (1) с наружным плечиком (2) для соединительной муфты (9), соединительную муфту, разрезанную вдоль, выполненную из дюралюминия и соединяющуюся болтами. Соединительная муфта имеет с гнездо для квадрата (14), которое соединяется со стыковочным квадратом держака-ручки (Фиг. 12) (11) и закрепленную в ней стальную шайбу (Фиг. 11) (10) для соединения с электромагнитом держака-ручки (Фиг. 12).
Соединительная муфта держака-ручки с телескопической направляющей имеет клещеобразный вид (Фиг. 11) (9) и служит для обхвата за плечики (2) внешней телескопической направляющей. Выдвижная телескопическая направляющая выполнена из дюралюминевой профильной трубы меньшего сечения (3) с плечиками для упора (4) во внутреннее плечико внешней телескопической направляющей (2А). Выдвижная телескопическая направляющая (3) выдвигается при помощи пружины (8). Внутри телескопической направляющей содержится чехол мягкой сцепки (6) для притяжения в нем мягкой сцепки (7). В конце выдвижной телескопической направляющей имеется конусообразный хвостик (5) из упругой резины (5А) со вставленными в него кольцами (5Б), выполнеными обручеобразными и из капролоптана для скольжения мягкой сцепки. На хвостик одевается пружина (5 В). Пружина устроена так, что ее пруток и диаметр постепенно идет на уменьшение диаметра. Хвостик с расширенной стороны имеет обжимное кольцо (5Г) с ввареной в него металлической резьбой (5Д) для крепления к внутренней телескопической направляющей. Устройство хвостика с пружиной позволяет ему сгибаться не у основания телескопической выдвижной, а сначала в конце резинового хвостика там, где тоньше, а потом равномерно до достижения угла сгиба в 90°. Резиновый хвостик предотвращает в мягкой сцепке и встроенном в нее кабеле заломы и смягчает угловые рывки лыжника.
Противоположная сторона внешней телескопической направляющей выполнена с переходом и имеет цилиндрическую часть (23), цилиндрическая часть имеет переход в сферическую часть (20) и соединяется через шарнир (25) с внешней сферической частью (18), которая закреплена на стакане фланца (13) посредством сварки. Между сферическими частями (18), (20), выполнена проставка скольжения (19) из капролоптана. В конце цилиндрической части телескопической направляющей закреплен второй хвостик (5Ж) (размеры и предназначение как у хвостика (5)), для прохождения в нем мягкой сцепки (7) к лебедке (Фиг. 10) (22). Фланец (Фиг. 11) (16) крепится к фланцу корпуса для чехла (27) посредством болтов (15). На фланец (16) установлен опорный стульчик (26), а на цилиндрическую часть (23) вмонтирован ограничительный упор (24) для ограничения угла наклона телескопической направляющей. В переходной части внешней телескопической направляющей выполнена цилиндрическая шейка (22) для защитного чехла (21). Второй конец чехла одевается на шейку (27). На соединительной муфте (9) выполнен паз (11) для седла (12) (для разъяснения Фиг. ПА) телескопических опор (17). Телескопическая направляющая также имеет телескопические опоры (17) для поддержания телескопической направляющей на необходимой высоте относительно ТВЛ, защитный чехол (28) телескопических опор, защитный чехол телескопической направляющей (21), защищающий механизмы телескопической направляющей от попадания воды. Устройство телескопических опор (17) широко применяется в машиностроительной и автомобильной промышленности. В данном случае используются складные винтовые телескопические опоры с приводом от электродвигателя. Подъем телескопических опор (Фиг. 11) (17) осуществляется путем нажатия на кнопку фиксатора держака-ручки телескопической направляющей (Фиг. 12) (6) и работает одновременно в пошаговом интервале: расфиксируется телескопическая направляющая (Фиг. 10) (8), выдвигаются телескопические опоры (Фиг. 11) (17), поднимается телескопическая направляющая из горизонтального положения (Фиг. 11), происходит фиксация держака ручки (Фиг. 12) с телескопической направляющей (Фиг. 11), выдвижная телескопическая направляющая (3) входит во внешнюю телескопическую направляющую (1).
Держак-ручка (16) (Фиг. 10, Фиг. 12) соединена с ТВЛ через телескопическую направляющую (Фиг. 11) при помощи мягкой сцепки (7) и имеет кнопки управления, которые представляют собой: кнопку блокировки ТВЛ, кнопку фиксации держака-ручки, джойстик (2) наматывания и разматывания лебедки, две кнопки управления оборотами электродвигателей и кнопку фиксации оборотов двигателя. Кнопка блокировки ТВЛ (Фиг. 12) (1) прижимается ладонью левой руки лыжника перед началом движения на ТВЛ. При сбросе руки с кнопки блокировки ТВЛ в течении 7-20 секунд происходит блокировка ТВЛ. Кнопка фиксации держака-ручки с телескопической направляющей (6) используется только в момент стыковки и расстыковки лыжника с ТВЛ. Джойстик (2) наматывания и разматывания лебедки управляет лебедкой (Фиг. 10) (22) и используется после расстыковки ТВЛ для дистанцирования и возвращения на ТВЛ. Джойстик имеет двойную функцию (Фиг. 12) (2) - управляя большим пальцем правой руки при нажатии на джойстик влево происходит разматывание мягкой сцепки и дистанцирование, а вправо - сматывание мягкой сцепки и возращение на ТВЛ. Две кнопки управления оборотами электродвигателей (4) и (3) используется при наборе и сбросе оборотов двигателей при движении в прямом направлении, путем одинакового равномерного нажатия на кнопки при маневре направо или налево, используя поочередно одну из кнопок. Кнопка фиксации оборотов двигателей (5) используется при стабильном движении и направлении для того, чтобы постоянно не прижимать пальцами кнопки управления оборотами электродвигателей (4) и (3). Мягкая сцепка (Фиг. 12) (7) подтягивает держак-ручку (Фиг. 12) посредством лебедки (Фиг. 10) (22), соединяя стыковочный квадрат (Фиг. 12) (11) держака-ручки с гнездом стыковочного квадрата (Фиг. 11) (14) через стальной диск для электромагнита (10). При подаче электронапряжения в электромагнит (Фиг. 12) (12) держак-ручка жестко фиксируется с телескопической направляющей.
ТВЛ содержит панель приборов (Фиг. 18), на которой расположен дисплей (1) для определения скорости, датчики контроля приборов и навигационное оборудование, выполненное с возможностью заложения и исполнения маршрута в режиме беспилотного управления ТВЛ на отдельно отведенных участках, и кнопку включения ТВЛ (Фиг. 18А).
Управление ТВЛ осуществляется двумя способами. Первый способ включает в себя дистанционное управление через радиопередатчик (Фиг. 12) (14), встроенный в держак-ручку, который передает сигналы от кнопок управления держака-ручки в радиопередатчик, установленный на ТВЛ и связанный с бортовым компьютером (Фиг. 10) (21). Второй способ включает в себя управление с помощью передачи сигналов от кнопок держака-ручки через кабель, встроенный в мягкую сцепку. При использовании первого и второго способов управления ТВЛ при отпускании кнопки нештатной ситуации (она же кнопка блокировки ТВЛ (Фиг. 12)) срабатывает автоматическая поисковая система. Бортовой компьютер фиксирует отпускание кнопки блокировки ТВЛ и подает сигнал на отключение кнопок управления. Далее, в период времени через 7-20 секунд включается радиоуправляемая автоматическая система поиска лыжника. Автоматическая поисковая система лыжника включает автономное управление ТВЛ для сближения ТВЛ с лыжником, реагируя в ответ на радиосигнал, исходящий из датчика, встроенного в спасательный жилет лыжника.
Совместно с ТВЛ применяются водные лыжи, монолыжа и доска вейкборд (Фиг. 13А, 13Б, 13 В), которые используются с лыжными ботинками, закрывающими 1/2 части голени от ступни ноги и имеющими крепления упомянутых лыж к ботинкам. Дополнительно в оголовке водных лыж, монолыжи и доски вейкборда (Фиг. 14) (1) сверлится отверстие (2) для крепления насадки. Насадка имеет крючкообразный зацеп с дополнительной накладкой (4) и крепится болтами (8) к оголовку лыжи, монолыжи и доски вейкборда. Насадка с крючкообразным зацепом выполнена из нержавеющей стали (3) и сцепляется с опорой оголовка лыж, монолыжи и доски вейкборда путем разжатия зацепа под воздействием усилий, прилагаемых ногами лыжника к лыжам, монолыже и доски вейкборда (5).
Опора выполнена из нержавеющей стали и способна незначительно сгибаться, но возвращаться в прежнее положение. В месте крепления оголовка лыж и доски вейкборда с крючка-образным зацепом (Фиг. 14) (3) на опоре выполнена пластиковая втулка (6), способная вращаться вокруг своей оси. Опора оголовка лыж и доски вейкборда в местах соединения с корпусом ТВЛ выполнена раздвоенной с обеих сторон в виде двухрожковой вилки (7) для исключения вращения и для жесткой посадки опоры в глухих отверстиях (14). Глухие отверстия расположены пошагово одной кратности с расстоянием между рожками вилки. На вилке опоры (7) вставлены распорные стаканы (9) с упорным буртиком (10), выполненным с вставленной в них распорной пружиной (11) с целиндриком скольжения (12). Распорные стаканы с вилкой (9) вставляются в глухие отверстия корпуса ТВЛ (14). Сначала опора вставляется до упора в глухие отверстия ТВЛ (14) в одну сторону путем сжатия пружин (11), затем в другую сторону, при этом пружины разжимаются до средней величины разжатия (13).
Отверстия опоры оголовка лыж, монолыжи и доски вейкборда расположены по диагонали с углом наклона (Фиг. 15А, 15Б, 15 В) (3) для регулировки относительно корпуса ТВЛ высоты и длинны расположения лыж, монолыжи и доски вейкборда в зависимости от веса лыжника и водоизмещения ТВЛ. Угол наклона лыж в закрепленном состоянии относительно корпуса ТВЛ и поверхности воды приближен к углу наклона лыж в момент расцепления и дистанцирования лыжника от ТВЛ, которое осуществляется при скорости примерно 30-35 км/ч (Фиг. 15А, 15Б, 15 В) (2).
Опора оголовка лыж и доски вейкборда (Фиг. 14) (5) выполнена в виде зигзага с тремя прямыми П-образными частями. При этом, лыжи сцепляются с левой и правой частями П-образной опоры (Фиг. 16А) (1), монолыжа сцепляется со средней частью П-образной опоры (Фиг. 16Б) (2), а для доски вейкборда опора оголовка лыж переносится в глухие отверстия, расположенные ближе к центру ТВЛ, и доска вейкборд сцепляется со средней частью опоры оголовка лыж (Фиг. 16 В) (3).
Сцепка лыж и доски вейкборда с корпусом ТВЛ в средней части выполнена следующим образом: изготавливают промежуточный подвес лыж из прутка нержавеющей стали в виде скобы из двух частей - верхней (Фиг. 17) (1) и нижней (2). Верхняя и нижняя части соединены между собой (3). Подвес способен незначительно прогибаться, но возвращаться в прежнее положение. В верхней части верхнего подвеса имеется ограничительный упор подвеса для поддержания угла наклона (7). В средней части нижнего подвеса находится полукольцо (4), соединенное с одной стороны с фиксатором шлейки (5) для под держания нижнего подвеса (2) шлейкой (6). Шлейка служит для прижатия нижнего подвеса (2) к ботинку при дистанцировании, так как нижней подвес при разъединении остается на лыже, монолыже и доске вейкборда. С другой стороны полукольца (4) находится кольцо (9) для соединения со шлейкой (6) посредством карабина (8). Шлейка (6) выполнена из резины с фиксатором (5) и способна рассоединяться от рывка при нештатной ситуации.
Для сцепки нижнего подвеса с лыжами, монолыжей и доской вейкборд в конструкции предусмотрено седло (10), которое крепится к лыжам, монолыже и к доске вейкборд посредством шурупов. К лыжам седло крепится перед каблуком подошвы ботинок (10). К монолыже седло крепится сзади переднего ботинка (Фиг. 15Б) (1). К доске вейкборд седло крепится между креплениями ботинок (Фиг. 15 В) (1). Седло выполнено из пластины металла с загнутыми вверх частями под углом 90° и имеет овальные отверстия в них расположенные под углом под 45° относительно вертикали (Фиг. 17) (11) для сцепления с нижней частью нижнего подвеса лыж (12). Для сцепления с седлом в нижней части подвеса (12) предусмотрены концы, которые согнуты под углом 90° и выполнены в виде овального элемента (13), соответствующего диаметру овального отверстия седла (11). На концах подвеса за овальным элементом подвеса (13) находится посадочное место для отверстия (14), выполненное с уменьшением диаметра для фиксации с седлом (10) через упомянутое овальное отверстие (11). На концах подвеса также выполнена опорная шайба (16), предотвращающая люфт по оси при соединении овальных элементов с отверстиями седла. Овальные элементы подвеса (13) вставляются в овальные отверстия седла (11) путем сжатия нижней части нижнего подвеса рукой (12). При поднятии подвеса вверх он фиксируется в рабочем состоянии в седле лыжи (15). Опорная шайба (16) поддерживает овальные элементы подвеса в заданном положении.
Для сцепления лыж с корпусом ТВЛ в арочной части в корпусе ТВЛ установлены четыре ряда реек, расположенные по вертикали (Фиг. 16А (4), Фиг. 17 (17)). Первый ряд (18) правая сторона и второй ряд (19) левая сторона выполнены с отверстиями для подвеса левой лыжи. Третий ряд (20) правая сторона и четвертый ряд левая сторона выполнены с отверстиями для подвеса правой лыжи. Второй ряд (19) правая сторона и третий ряд левая сторона (20) выполнены с рядами отверстий для подвеса монолыжи (Фиг. 16Б) (4) и доски вейкборда (Фиг. 16 В) (4).
Рейки выполнены из металлической профилированной трубы с рядами овальных регулировочных отверстий (22). В данном случае регулировочные отверстия используются для выставления положения лыж по высоте относительно ТВЛ в зависимости от веса лыжника. Отверстия в рейках выполнены овальными и наклонены относительно вертикали вперед на угол 45° градусов для фиксации верхнего подвеса (Фиг. 17) (1). Соединение верхнего подвеса (1) с рейкой аналогично соединению нижнего подвеса с седлом (10). Для сцепления с рейкой (Фиг. 17) (25) в верхней части подвеса (1) предусмотрены концы, согнутые под углом 90° и выполнены в виде овальных элементов (27), соответствующих диаметру овального отверстия рейки (22). На концах подвеса за овальными элементами (27) имеются посадочные места (28) для отверстий рейки (22), выполненные с уменьшением диаметра. Для исключения люфта соединения подвеса с рейкой вдоль оси концы подвеса содержат опорную шайбу (26). Для предотвращения перекоса при упоре верхнего подвеса в рейку (7) концы подвеса содержат опорное плечико (23). Подвес (1) вставляется в отверстие рейки (22) путем сжатия концов подвеса в горизонтальном положении (Фиг. 17А, 17Б) и фиксируется в опущенном рабочем положении (Фиг. 17 В). Для соединения верхней и нижней части подвеса между собой у верхнего подвеса в нижней части выполнено П-образная часть с катушкой (24), а у нижнего подвеса в верхней части (2) выполнена крючкообразный элемент для фиксации.
При движении на ТВЛ с применением лыж основную нагрузку массы тела лыжник распределяет на ступню ног (Фиг. 1), с приминением монолыжи и доски вейкборда на ногу, расположенную ближе к передней части ТВЛ, во избежание расцепки насадки крючкообразного зацепа оголовки лыж (Фиг. 14) (3) с опорой оголовка лыж (5) (Фиг. 2, Фиг. 5).
Тягач водный лыжный работает следующим образом.
Перед началом движения на ТВЛ с механической сцепкой лыж, монолыжи и доски вейкборда, механизм сцепки устанавливают и регулируют вручную. Раскладывают оснастку для тягача водного лыжного и определяются с весом лыжника. Вставляют опору лыж (Фиг. 16А) (1) в ряд отверстий в рейках нижней арочной части ТВЛ (Фиг. 14) (5), соответствующий весу лыжника и рассчитанный на определенное водоизмещение ТВЛ. Вставляют в отверстие (22) верхний подвес лыж (1), сжав его руками. Опускают подвес (1) в вертикальном направлении (Фиг. 17А, 17Б, 17 В) (25). Одевают лыжные ботинки. Спускают ТВЛ в воду. Сцепляют лыжи крючкообразным зацепом (Фиг. 16А) (1) с опорой оголовка лыж. Вставляют нижний подвес (Фиг. 17) (2) в овальное отверстие (11) в седло (10) сжав его руками, поднимают подвес в вертикальное положение (15) и зацепляют крючком за катушку (24) нижнюю часть подвеса (3). Встают ботинками на лыжи и крепят ботинки к лыжам, фиксируя шлейку (6) фиксаторами (5), (8). На корпусе ТВЛ в панели приборов включают кнопку включения ТВЛ (Фиг. 18А) (1). Управление ТВЛ осуществляют по средствам держака-ручки (Фиг. 12). Находясь на ТВЛ в движении лыжник должен рассчитывать центр тяжести, опираясь на лыжи стопой ног, а с помщью рук опираясь на держак-ручку. В держаке-ручке (Фиг. 12) ладонью правой руки прижимают кнопку блокировки ТВЛ (1). Указательным пальцем правой и левой рук включают плавным нажатием кнопки оборотов силовых электродвигателей (4), (3) в зависимости от направления движения вправо или влево. Набрав скорость примерно 30-35 км/ч фиксируют обороты двигателей кнопкой (Фиг. 12) (5). Опираясь руками на держак ручку (Фиг. 12) (8), делают резкий рывок ботинками с лыжами вверх для расцепки подвесов в средней части лыжи (Фиг. 17) (3) и погружаются в воду на уровень, позволяющий держаться на воде при скорости 30-35 км/ч. Толкая вперед лыжи ногами, приподнимают оголовок лыж, опираясь на держак ручку (Фиг. 10) (16), и производят резкий рывок лыжами вверх для расцепки крючкообразного зацепа лыж. (Фиг. 16А).
Пальцами правой руки нажимает кнопку фиксации (Фиг. 12) для разъединения держака-ручки с телескопической направляющей (6) и происходит опускание телескопических опор и телескопической направляющей. Пальцами правой руки управляют джойстиком держака-ручки для осуществления дистанцирования от ТВЛ. Дистанцирование осуществляется следующим образом: внутренняя телескопическая (Фиг. 11 В) (3) выдвигается и происходит разъединение держака ручки с телескопической направляющей. Лебедка (Фиг. 10А) (22) распускает мягкую сцепку (Фиг. 11) (7), а телескопическая направляющая опускается до горизонтального положения и фиксируется (Фиг. 3, 4, 6). Отдалившись от ТВЛ на расстояние от 7 до 15 метров расфиксируют обороты двигателей (Фиг. 12) (5), маневрируют на ТВЛ, регулируя обороты двигателей кнопками в держаке-ручке (4) (3), и, управляя лыжами, исполняют маневры и трюки.
Возвращаясь на ТВЛ, фиксируют обороты электродвигателей (5) и управляют джойстиком для плавного наматывания мягкой сцепки на лебедку (Фиг. 10А) (22). Лыжи заводят под арочную часть корпуса ТВЛ и включают кнопку электромагнита фиксации держака-ручки с телескопической направляющей (Фиг. 12) (6). Посредством указанной кнопки одновременно расфиксируется телескопическая направляющая (Фиг. 10) (8), выдвигаются телескопические опоры (Фиг. 11) (17), поднимается телескопическая направляющая из горизонтального положения (Фиг. 11), происходит фиксация держака-ручки (Фиг. 12) с телескопической направляющей и выдвижная телескопическая направляющая (3) входит во внешнюю телескопическую направляющую (1).
Опираются руками на держак-ручку, двигают ногами лыжи, ориентируясь по направляющим лыж (Фиг. 20) (4) и упираясь насадкой крючкообразного зацепа во втулку (6) опоры оголовка лыж (5), резким нажатием ног на переднюю часть лыж фиксируют насадку крючкообразного зацепа (3) с опорой оголовка лыж (5). Далее, регулируя ногами, производит зацеп с соединением подвесов. Сбрасывают кнопку фиксации оборотов двигателей для маневрирования ТВЛ, регулируют обороты двигателей посредством кнопки в держаке ручке (4) и (3). Управление ТВЛ с применением монолыжи и доски вейкборда осуществляется аналогично.