Изобретение относится к устройствам, которые дают возможность человеку ходить по воде. Устройство для хождения по воде содержит два одинаковых жестких поплавка с креплениями для ног и пропульсивными створками. Согласно изобретению только два поплавка вместе удерживают вес человека на поверхности воды. Плавучесть каждого из поплавков меньше необходимой для удержания человека на поверхности. Поплавки соединены друг с другом двумя параллельными связями из жесткого материала посредством шарниров, с обеспечением подвижности поплавков относительно друг друга в одной плоскости. Движение устройства осуществляется путем попеременного переноса веса тела с одного поплавка на другой. Каждое из креплений для ног установлено на оси, параллельной оси поплавка, с возможностью поворота на угол не более 90 градусов в каждую сторону относительно вертикальной продольной плоскости сечения поплавка. Уменьшаются габариты и улучшается устойчивость устройства. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Формула изобретения
1. Устройство для хождения по воде, содержащее два одинаковых жестких поплавка, длина которых больше ширины, с креплениями для ног и пропульсивными створками, отличающееся тем, что плавучесть каждого из поплавков имеет величину меньше необходимой для удержания на поверхности воды веса человека, использующего устройство, а суммарная плавучесть двух поплавков больше или равна величине, необходимой для этого, причем поплавки соединены друг с другом двумя параллельными связями из жесткого материала с шарнирами на концах, с обеспечением подвижности поплавков относительно друг друга в одной плоскости с сохранением параллельности друг другу в любой момент времени, при этом каждое из креплений для ног установлено на оси, параллельной оси поплавка, с возможностью поворота на угол не более 90° в каждую сторону относительно вертикальной продольной плоскости сечения поплавка.
2. Устройство для хождения по воде по п.1, отличающееся тем, что в задней торцевой части каждого из поплавков имеется блюдцеобразное углубление.
3. Устройство для хождения по воде по п.1 или 2, отличающееся тем, что ось вращения каждого из креплений ноги находится выше плоскости опоры стопы.
4. Устройство для хождения по воде по п.1, отличающееся тем, что крепления для ног имеют произвольно регулируемые в указанном п.1 диапазоне ограничители предельного угла поворота.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к устройствам, которые дают возможность человеку ходить по поверхности воды.
Такие устройства давно известны, они постоянно совершенствуются, о чем свидетельствуют выданные ранее авторские свидетельства и патенты.
К числу аналогов данного изобретения можно отнести технические решения, описанные в патентах:
— Патент России №2107639, 27.03.1998 г. «Лыжи для хождения по воде».
— Патент России №2078712, 10.05.1997 г. «Водные лыжи».
— Патент США № WO 9014869 от 13.12.1990 г. «Приспособление для передвижения по воде».
В «Лыжах для хождения по воде», патент России №2107639, 27.03.1998 г., два надувных поплавка на проволочном каркасе соединены гибкими связями, состоящими из бортовых шнуров, и снабжены кормовыми и бортовыми шайбами с кольцами-бегунками. Несмотря на наличие в данном изобретении связей между поплавками не обеспечивается жесткость конструкции.
Патент России №2078712, 10.05.1997 г. «Водные лыжи» представляет устройство, содержащее два поплавка с пропульсивными створками. Включает две внутренние и две внешние направляющие, по которым перемещаются соответственно два поплавка и два гребных устройства с пропульсивными створками. В работу включены руки и ноги лыжника.
В данном изобретении поплавки связаны между собой направляющими, однако конструкция в целом громоздкая и тяжелая.
Патент США № WO9014869 от 13.12.1990 г. «Приспособление для передвижения по воде». Приспособление состоит из двух поплавков, объем каждого из которых должен обеспечить плавучесть человека; поплавки имеют пропульсивные створки для торможения в направлении, обратном движению, и крепления для ног. Пропульсивные створки представляют собой пластины, крепящиеся на поплавках, принимающие положение, параллельное поверхности поплавка при движении вперед, и открывающиеся в перпендикулярное оси поплавка положение с эффектом торможения при его движении назад. Поскольку поплавки не имеют связей, устройство не может обеспечить устойчивости направления движения, лыжник расходует энергию на сохранение параллельности лыж.
В качестве прототипа изобретения выбран последний из перечисленных патентов, как наиболее близкий к заявляемому решению по своей технической сущности.
В основу настоящего изобретения положена задача создания устройства для хождения по воде (далее «устройство») в таком конструктивном выполнении поплавков, связей между ними и креплений для ног, которое обеспечит уменьшение габаритов и улучшение устойчивости.
Указанная задача решается путем уменьшения объема и, соответственно, плавучести поплавков. Согласно изобретению, в отличие от прототипа, каждый из двух поплавков имеет плавучесть, недостаточную для удержания веса человека на поверхности воды. Вес человека на поверхности воды могут удержать только два поплавка вместе. Данный признак обеспечивает значительное уменьшение габаритов устройства.
Другим направлением решения задачи является применение подвижного соединения поплавков двумя параллельными жесткими связями. Каждая из связей при помощи шарниров на концах крепится к двум поплавкам. Соединение обеспечивает подвижность поплавков относительно друг друга в одной плоскости и их параллельность друг другу в любой момент времени. Поплавки могут двигаться опережая друг друга то приближаясь, то удаляясь друг от друга на длину связей. Длина связи выбирается в зависимости от длины шага. Применение описанных связей суммирует плавучесть поплавков. Благодаря такому соединению высвобождаются значительные силы лыжника, направляемые на сохранение параллельности поплавков во время движения, повышается устойчивость конструкции.
В результате уменьшения плавучести поплавков и внедрения параллельных связей появляется возможность применить принципиально новый способ движения устройства путем попеременного переноса веса тела с одного поплавка на другой. При этом способе передвижения для сохранения параллельности плоскости опоры стопы каждого из двух креплений и поверхности воды, согласно изобретению, применяется крепление, имеющее ось вращения, параллельную оси поплавка. Полный угол поворота крепления при этом составляет не более 180 градусов и ограничивается упорами. Для удобства угол, задаваемый упорами, может быть регулируемым. Ось вращения крепления может располагаться как ниже, так и выше плоскости опоры стопы.
При движении вышеупомянутым способом поплавок, противодействующий движению назад, находится полностью под водой. Поэтому взамен или в дополнение пропульсивной створке может быть использовано блюдцеобразное углубление на торцевой задней части каждого из поплавков.
Указанные выше и другие преимущества, а также особенности настоящего изобретения будут более понятными после рассмотрения нижеследующего подробного описания, сопровождаемого чертежами, на которых:
— Фиг.1 — устройство согласно изобретению, фронтальный вид.
— Фиг.2 — устройство согласно изобретению, вид сверху.
— Фиг.3 — устройство согласно изобретению, разрез А-А на фиг.1. Показан один из двух поплавков, увеличено.
— Фиг.4 — схема движения устройства, вид сзади.
— Фиг.5 — фрагмент, крепление с осью вращения выше плоскости опоры стопы.
Устройство содержит поплавки 1 (фиг.1), на которых неподвижно закреплены оси 3 (фиг.1, 2, 4). На осях крепятся связи 2 (фиг.2, 4) с возможностью вращения. Связи выполнены из жесткого материала со втулками на концах. Втулка на оси фиксируется для предотвращения осевого смещения гайкой, шплинтом или любым другим способом. На поплавках снизу и/или сбоку предусмотрены пропульсивные створки 7, закрепленные на осях вращения 8 (фиг.1, 3, 4). На плоскостях поверхностей поплавков установлены крепления для ног, состоящие из неподвижных опор 6 (фиг.1, 3, 4, 5), осей вращения 5 (фиг.1. 3. 4. 5), установленных на них качающихся элементов с крепежом для ног 4 (фиг.1, 2, 3, 4, 5). Ось вращения крепления может быть расположена как ниже плоскости опоры стопы 5 (фиг.3, 4), так и выше нее 5 (фиг.5).
В задней торцевой части поплавков выполнены чашеобразные углубления 9 (фиг.1).
Рассмотрим работу устройства.
В исходном положении (схема движения устройства, вид сзади фиг.4) связи 2 перпендикулярны поплавкам 1, (поплавки находятся друг от друга на максимальном расстоянии). Правая нога выпрямлена, вес — на правом поплавке, и находится под водой, левая нога с поплавком — на поверхности воды и согнута в колене. Качающиеся элементы креплений находятся в крайних левых положениях. Вес тела постепенно переносится на левый (верхний) поплавок, одновременно толкая его вперед. Движение назад правого (нижнего) поплавка гасится открывшейся пропульсивной створкой 7 и/или задней торцевой поверхностью 9. При этом разгружаемый правый поплавок начинает всплывать, толкая, посредством связей, левый поплавок вперед.
Вес тела распределяется между поплавками равномерно. Оба поплавка всплывают, находятся в максимально близком друг от друга положении, левый поплавок опережает правый, связи под острым углом к осям поплавков. Крепления находятся в среднем положении между двумя крайними точками.
Вес полностью переносится на левый (передний) поплавок, который начинает погружаться, пропульсивная створка препятствует его обратному ходу; связи и тянут правый поплавок вперед, пока поплавки не займут положение, противоположное исходному: правый поплавок вверху, на поверхности, левый внизу, на нем вес тела, связи — перпендикулярны поплавкам, крепления — в упоре, в крайних правых положениях.
Источник
Приспособления для хождения по воде покоряют испанские пляжи
Этим летом на пляжах Испании можно будет увидеть необычные устройства — Hobie Stand Up Eclipse – доски, оснащенные педалями и рулем. Как сообщают испанские СМИ, спустя всего час после их презентации официальный дистрибьютор получил более тысячи писем с просьбой предоставить дополнительную информацию или забронировать доску.
Благодаря системе ножного управления с помощью педалей Hobie Stand Up Eclipse создает иллюзию хождения по воде. Несколько лет назад производитель каяков, парусников, досок и аксессуаров Hobie Cat совершил революцию в сфере сапсерфинга, разработав технологию Mirage Drive: ранее данная система уже использовалась на каноэ, однако в этом случае она была адаптирована для досок.
В Mirage Drive используются две больших плоских педали, которые приводят механизм в движение. Эта технология делает доски устойчивыми и простыми в использовании. Они не предназначены для серфинга как такового, но позволяют с удобством перемещаться в местах с небольшой глубиной.
Hobie Mirage Stand Up Eclipse выпускаются в двух вариантах – 3,22 и 3,66 метра. Оба производятся из эпоксидной смолы ACX, одного из самых легких материалов марки. Эти доски гораздо шире обычных, благодаря чему обладают большей стабильностью.
Более короткая версия 10.5 выдерживает вес до 102 килограммов, а версия 12.0 – до 124 килограммов. Каждая из них доступна в двух цветовых сочетаниях – синяя с желтыми деталями и желтая с синими рисунками.
Изогнутый руль доски регулируется по высоте и обеспечивает стабильность и равновесие, а также интуитивное управление.
Источник
Может ли человек ходить по воде?
Веками люди вынашивают идею о том, что в один прекрасный день мы сможем ходить по воде. В 15 веке Леонардо да Винчи изобрел обувь наподобие понтона, предназначенную для этой цели, а в 1988 году француз Реми Брика (Remy Bricka) переплыл Атлантический океан на специальных лыжах.
Может быть, появлению подобных мыслей у человека мы обязаны природе? Более 1200 видов животных и насекомых могут ходить по воде. Более мелкие, такие как, к примеру, пауки, используют при передвижении силу поверхностного натяжения, которая удерживает молекулы воды вместе, тем самым они могут удержать свой вес на воде.
Но эти силы слишком слабы для того, чтобы удержать пешеходов побольше весом, таких как, к примеру, ящерица василиска, которая удерживается на воде благодаря генерированию силы, создаваемой ею при ударе по поверхности воды ногами.
В соответствии с исследованиями, проведенными в 2006 году, человек, чтобы передвигаться по воде также быстро как ящерица василиска, должен бежать по воде со скоростью 108 км/ч, почти также быстро, как гепард.
Самый быстрый бегун в мире – это спортсмен из Ямайки Усэйн Болт (Usain Bolt), который установил мировой рекорд по забегу на 100 метров в 2009 году. Он бегает со скоростью 37,8 км/ч. Для того, чтобы бегать с такой скоростью человеку нужно в 15 раз больше энергии, чем его организм способен расходовать.
Но физические пределы способностей человеческого тела не ограничивают нас в мечтаниях. За последние 40 лет люди запатентовали более 50 устройств, пригодных для хождения по воде.
Таким образом, несмотря на то, что сами мы не можем ходить по воде, мы можем делать это при помощи различных приспособлений. Эти приспособления, по словам Джона Буша (John Bush), специалиста по прикладной математики в Массачусетском технологическом институте, работают в двух направлениях – они либо увеличивают плавучесть, либо используют силу, называемую динамический подъем.
Большинство запатентованных устройств работают на базе повышения плавучести и сооружены на основе классических «понтонов» да Винчи с добавлением некоторых изменений, среди которых банджи-шнуры, которые удерживают ноги водного пешехода от расхождения, а также откидной руль для управления движением и сохранения равновесия. Большинство запатентованных устройств для передвижения по воде состоят из легкого плавучего материала, такого как дерево или пенопласт.
Система динамического подъема, с другой стороны, требует внешних сил, действующих на человеческий организм. Буш поясняет, что эти силы необходимы для того, чтобы передвигать тело в направлении, параллельном поверхности воды.
В работе этот принцип, действующий как крыло самолета, можно увидеть, когда катер тянет человека, который стоит на водных лыжах, по поверхности воды. Если угол наклона тела человека правильный, то он легко удерживается на воде.
