一種手腳并用的人力小船的制作方法
【專利摘要】一種手腳并用的人力小船，屬船舶【技術領域】。它由船身、手搖動力系統和腳踏動力系統組成。船身采用木材、塑膠或玻璃鋼制成；手搖動力系統包括兩個獨立的結構和工作原理相同的前左推進器和前右推進器，手搖動力系統除產生推力外還用來控制方向；腳踏動力系統包括驅動裝置和推進裝置，推進裝置包括結構和工作原理都相同的左推進器和右推進器，對稱布置于船身的左右兩側，為小船提供推力。使用時沒有明顯的尾跡，也沒有嚴重的拍水現象，效率高，無大水花。可用作水上交通工具及體育游樂活動。
【專利說明】一種手腳并用的人力小船
【技術領域】
[0001] 一種手腳并用的人力小船，屬船舶【技術領域】，尤其涉及一種人力小船。
【背景技術】
[0002] 傳統的人力小船大多采用手搖槳，操作不穩定，只有熟練的人們才能劃，且效率較 低；傳統的采用螺旋槳的腳踏小船，盡管驅動方便，但效率較低，螺旋槳制造工藝復雜，且使 用時會產生尾跡；傳統的腳踏明輪小船的推進裝置槳葉平面始終過轉軸，使用時存在拍水 現象，水花較大，且有效推力不超過半個周期，能量損失大，效率較低，噪音大。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是克服傳統人力小船的上述不足，發明一種效率較高的采用類似明 輪推進裝置的手腳并用的人力小船。
[0004] 一種手腳并用的人力小船，由船身、手搖動力系統和腳踏動力系統組成。
[0005] 船身采用木材、塑膠或玻璃鋼制成。
[0006] 手搖動力系統包括兩個獨立的前左推進器和前右推進器，手搖動力系統除產生推 力外還用來控制方向；前左推進器與前右推進器的結構和工作原理都相同，它們靠近船頭 分別對稱布置于船身縱向對稱面的左右兩側；前左推進器由左手搖曲柄、前左軸、前左轉 臂、前左槳葉、前左槳軸、前左導向桿、前左導向器和前左支撐件組成；前左軸水平布置，且 與船身縱向對稱面垂直，前左軸的右端與左手搖曲柄相連，前左軸通過固定在船身前部左 側壁上的軸承與船身相連，此連接處進行密封防水處理，前左軸的左端與前左轉臂的一端 垂直固連，前左轉臂的另一端與前左槳軸的右端垂直固連，前左槳軸的左段通過軸承與前 左槳葉連接于前左槳葉的根部并靠近前左槳葉的前緣處，前左槳軸與前左槳葉的前緣平 行，前左槳葉能繞前左槳軸靈活轉擺，但前左槳葉不能沿前左槳軸作軸向直線運動；前左槳 葉的根部端面即靠近前左轉臂旋轉平面的一端的端面與前左槳葉的前緣垂直，前左導向桿 的下端與前左槳葉固連于該端面，前左導向桿與過該端面的弦線在同一直線上，前左導向 桿與前左槳軸垂直，前左導向桿的上端穿過前左導向器；前左導向器由前左直線軸承穿過 前左關節軸承組合而成；前左導向器安裝于船身的前部左側的上方，且置于前左轉臂旋轉 平面的左側，前左導向器通過前左支撐件與船身相連，前左導向器靠近前左槳軸的旋轉圓 周安裝，但前左導向器至前左軸之間的距離大于前左轉臂長度與前左槳葉的最大寬度即最 大弦長之和，以便前左槳葉順利旋轉；前左導向桿的長度應足夠確保其上端始終在前左導 向器內而不脫落；前右推進器由右手搖曲柄、前右軸、前右轉臂、前右槳葉、前右槳軸、前右 導向桿、前右導向器和前右支撐件組成；前右軸與前左軸布置在同一水平直線上，該直線與 船身的鉛垂縱向對稱面垂直，前右軸的左端與右手搖曲柄相連，前右軸通過固定在船身前 部右側壁上的軸承與船身相連，此連接處進行密封防水處理，前右軸的右端與前右轉臂的 一端垂直固連，前右轉臂的另一端與前右槳軸的左端垂直固連，前右槳軸的右段通過軸承 與前右槳葉連接于前右槳葉的根部并靠近前右槳葉的前緣處，前右槳軸與前右槳葉的前緣 平行，前右槳葉能繞前右槳軸靈活轉擺，但前右槳葉不能沿前右槳軸作軸向直線運動；前右 槳葉的根部端面即靠近前右轉臂旋轉平面的一端的端面與前右槳葉的前緣垂直，前右導向 桿的下端與前右槳葉固連于該端面，前右導向桿與過該端面的弦線在同一直線上，前右導 向桿與前右槳軸垂直，前右導向桿的上端穿過前右導向器；前右導向器由前右直線軸承穿 過前右關節軸承組合而成；前右導向器安裝于船身的前部右側的上方，且置于前右轉臂旋 轉平面的右側，前右導向器通過前右支撐件與船身相連，前右導向器靠近前右槳軸的旋轉 圓周安裝，但前右導向器至前右軸之間的距離大于前右轉臂長度與前右槳葉的最大寬度即 最大弦長之和，以便前右槳葉順利旋轉；前右導向桿的長度應足夠確保其上端始終在前右 導向器內而不脫落。前左導向器和前右導向器的連線與前左軸軸線平行，且處于前左軸軸 線的正上方。
[0007] 腳踏動力系統包括驅動裝置和推進裝置。驅動裝置由支架、座位、左曲柄腳蹬、右 曲柄腳瞪、前下軸、前鏈輪、鏈條、后鏈輪和后軸組成；前鏈輪安裝在靠船頭的前下軸上，后 鏈輪安裝在靠船尾的后軸上；前鏈輪、鏈條和后鏈輪組成一組鏈傳動，它們的轉動平面與船 身的鉛垂縱向對稱面平行；支架固定在船身上；座位固定在船身中部，座位下面留空以便 支架和鏈條通過；前下軸通過軸承與支架相連；后軸中部通過軸承與支架相連，后軸的左 段通過軸承與船身左側壁相連，并穿過船身后部左側壁外露于船身的左邊，后軸的右段通 過軸承與船身右側壁相連，并穿過船身后部右側壁外露于船身的右邊，兩個穿過處均進行 密封防水處理；前下軸和后軸均水平布置，且均與船身的鉛垂縱向對稱面垂直；左曲柄腳 蹬和右曲柄腳蹬的相位相差180°。推進裝置包括后左推進器和后右推進器，后左推進器和 后右推進器的結構及工作原理都相同，它們靠近船尾分別對稱布置于船身縱向對稱面的左 右兩側；后左推進器由后左轉臂、后左槳葉、后左槳軸、后左導向桿、后左導向器和后左支撐 件組成；后左轉臂的一端與驅動裝置的后軸的露出船身左側的左端垂直固連，后左轉臂的 另一端與后左槳軸的右端垂直固連，后左槳軸與后軸分別布置于后左轉臂的左右兩側，后 左槳軸的左段通過軸承與后左槳葉連接于后左槳葉的根部并靠近后左槳葉的前緣處，后左 槳軸與后左槳葉的前緣平行，后左槳葉能繞后左槳軸靈活轉擺，但后左槳葉不能沿后左槳 軸作軸向直線運動；后左槳葉的根部端面即靠近后左轉臂旋轉平面的一端的端面與后左槳 葉的前緣垂直，后左導向桿的下端與后左槳葉固連于該端面，后左導向桿與過該端面的弦 線在同一直線上，后左導向桿與后左槳軸垂直，后左導向桿的上端穿過后左導向器；后左導 向器由后左直線軸承穿過后左關節軸承組合而成；后左導向器安裝于船身的后部左側的上 方，且置于后左轉臂旋轉平面的左側，后左導向器通過后左支撐件與船身相連，后左導向器 靠近后左槳軸的旋轉圓周安裝，但后左導向器至后軸之間的距離大于后左轉臂長度與后左 槳葉的最大寬度即最大弦長之和，以便后左槳葉順利旋轉；后左導向桿的長度應足夠確保 其上端始終在后左導向器內而不脫落；后右推進器由后右轉臂、后右槳葉、后右槳軸、后右 導向桿、后右導向器和后右支撐件組成，后右轉臂的一端與驅動裝置的后軸的露出船身右 側的右端垂直固連，后右轉臂的另一端與后右槳軸的左端垂直固連，后軸與后右槳軸分別 布置于后右轉臂的左右兩側，后右槳軸的右段通過軸承與后右槳葉連接于后右槳葉的根部 并靠近后右槳葉的前緣處，后右槳軸與后右槳葉的前緣平行，后右槳葉能繞后右槳軸靈活 轉擺，但后右槳葉不能沿后右槳軸作軸向直線運動；后右槳葉的根部端面即靠近后右轉臂 旋轉平面的一端的端面與后右槳葉的前緣垂直，后右導向桿的下端與后右槳葉固連于該端 面，后右導向桿與過該端面的弦線在同一直線上，后右導向桿與后右槳軸垂直，后右導向桿 的上端穿過后右導向器；后右導向器由后右直線軸承穿過后右關節軸承組合而成；后右導 向器安裝于船身的后部右側的上方，且置于后右轉臂旋轉平面的右側，后右導向器通過后 右支撐件與船身相連，后右導向器靠近后右槳軸的旋轉圓周安裝，但后右導向器至后軸之 間的距離大于后右轉臂長度與后右槳葉的最大寬度即最大弦長之和，以便后右槳葉順利旋 轉；后右導向桿的長度應足夠確保其上端始終在后右導向器內而不脫落。后軸、后左轉臂、 后右轉臂、后左槳軸和后右槳軸處于同一平面內，且后左槳軸和后右槳軸處于同一直線上。 后左導向器和后右導向器的連線與后軸軸線平行，且處于后軸軸線的正上方。
[0008] 左手搖曲柄和右手搖曲柄結構相同，抓手位置均有一個活動的套筒，以便手抓握 左手搖曲柄和右手搖曲柄轉動時不會與手發現相對摩擦而傷害手心。
[0009] 為得到滿意的效率，前左軸、前右軸、前左導向器、前右導向器、后軸、后左導向器 和后右導向器的安裝高度滿足：當該小船滿載時，前左導向桿的延長線在前方與前左槳軸 旋轉圓周相切的切點、前右導向桿的延長線在前方與前右槳軸旋轉圓周相切的切點、前左 導向桿的延長線在后方與前左槳軸旋轉圓周相切的切點和前右導向桿的延長線在后方與 前右槳軸旋轉圓周相切的切點同高且高于水面并接近水面位置；后左導向桿的延長線在前 方與后左槳軸旋轉圓周相切的切點、后右導向桿的延長線在前方與后右槳軸旋轉圓周相切 的切點、后左導向桿的延長線在后方與后左槳軸旋轉圓周相切的切點和后右導向桿的延長 線在后方與后右槳軸旋轉圓周相切的切點同高且剛好處于水面位置或附近。
[0010] 左手搖曲柄與前左轉臂的相位相差90°，前左轉臂的相位超前左手搖曲柄90°， 即當左手搖曲柄搖至最前端時，前左轉臂堅直向下，此時前左槳葉處于水中最下位置且攻 角最大；當左手搖曲柄搖至最后端時，前左轉臂堅直向上，此時前左槳葉處于空氣中最上 位置。同理，右手搖曲柄與前右轉臂的相位也相差90°，前右轉臂的相位超前右手搖曲柄 90°，即當右手搖曲柄搖至最前端時，前右轉臂堅直向下，此時前右槳葉處于水中最下位置 且攻角最大；當右手搖曲柄搖至最后端時，前右轉臂堅直向上，此時前右槳葉處于空氣中最 上位置。前鏈輪與后鏈輪的傳動比為1 :2,即前鏈輪轉一圈，后鏈輪轉兩圈；左曲柄腳蹬、右 曲柄腳蹬、后左轉臂和后右轉臂的相位滿足：左腳向前下方踩踏時后左槳葉和后右槳葉處 于大攻角的劃水位置，且右腳向前下方踩踏時后左槳葉和后右槳葉也處于大攻角的劃水位 置。這樣符合人體工程學原理，有利于發揮人的能量。
[0011] 該一種手腳并用的人力小船的工作原理是：人坐在座位上，雙腳踏蹬左曲柄腳蹬 和右曲柄腳蹬，雙手握住左手搖曲柄和右手搖曲柄。腳的動力由前鏈輪、鏈條和后鏈輪傳遞 至后軸，后軸同時同向同速驅動后左推進器和后右推進器產生推力；雙手搖動左手搖曲柄 和右手搖曲柄，前左推進器和前右推進器也產生推力。從船身左側往右側看，前左槳葉和前 右槳葉同向同速逆時針旋轉，后左槳葉和后右槳葉同向同速逆時針旋轉，該小船向船頭方 向行駛即前進；前左槳葉和前右槳葉同向同速順時針旋轉，后左槳葉和后右槳葉同向同速 順時針旋轉，該小船向船尾方向行駛即后退；分別改變左手搖曲柄和右手搖曲柄的轉速使 該小船轉彎，如前行時單獨加快右手搖曲柄的轉速該小船向左轉彎，單獨加快左手搖曲柄 的轉速該小船向右轉彎。
[0012] 手搖動力系統的工作原理是：左手握住左手搖曲柄的套筒搖動左手搖曲柄使前左 軸轉動，前左軸帶動前左轉臂轉動，前左轉臂帶動前左槳軸旋轉，在前左槳軸的牽引下前左 槳葉旋轉，由于前左導向桿和前左導向器的限制，前左槳葉旋轉時其攻角在一個工作周期 即旋轉一圈內會發生有規律的變化，有利于產生推力；同樣地，右手握住右手搖曲柄的套筒 搖動右手搖曲柄使前右軸轉動，前右軸帶動前右轉臂轉動，前右轉臂帶動前右槳軸旋轉，在 前右槳軸的牽引下前右槳葉旋轉，由于前右導向桿和前右導向器的限制，前右槳葉旋轉時 其攻角在一個工作周期即旋轉一圈內會發生有規律的變化，有利于產生推力。前左槳葉和 前右槳葉在水面的上方即空氣中前行，阻力很小，這樣，產生推力的效率較高。改變前左軸 和前右軸的轉速大小能改變推力的大小，轉速越快推力越大，轉速越慢推力越小；改變前左 軸和前右軸的轉動方向將改變推力的方向；前左推進器和前右推進器同向同速運行該小船 直行，前左推進器和前右推進器不同速或不同向轉動該小船都會轉彎。
[0013] 推進裝置是這樣工作的：腳蹬人力通過鏈傳動傳遞給后軸，后軸轉動帶動后左轉 臂和后右轉臂同向同速轉動；后左轉臂帶動后左槳軸旋轉，后右轉臂帶動后右槳軸旋轉； 在后左槳軸的牽引下后左槳葉旋轉，在后右槳軸的牽引下后右槳葉旋轉；由于后左導向桿 和后左導向器的限制，后左槳葉旋轉時其攻角在一個工作周期即旋轉一圈內會發生有規律 的變化，有利于產生推力；同樣地，由于后右導向桿和后右導向器的限制，后右槳葉旋轉時 其攻角在一個工作周期即旋轉一圈內同樣會發生有規律的變化，有利于產生推力。對于本 發明小船前進而言，由于后左導向器和后右導向器均置于水面的上方，后軸置于水面的下 方，后左導向桿的延長線在前方與后左槳軸旋轉圓周相切的切點、后右導向桿的延長線在 前方與后右槳軸旋轉圓周相切的切點、后左導向桿的延長線在后方與后左槳軸旋轉圓周相 切的切點和后右導向桿的延長線在后方與后右槳軸旋轉圓周相切的切點同高且剛好處于 水面位置或附近，并且后左導向器靠近后左槳軸的旋轉圓周安裝，后右導向器同樣靠近后 右槳軸的旋轉圓周安裝，在一個周期內，后左槳葉和后右槳葉劃水相同占大半個工作周期； 后左槳葉和后右槳葉在水面的上方雖然是前行的，但它們只受空氣的阻力而沒有水的阻 力。這樣，產生推力的效率較高。改變后軸轉速大小能改變推力的大小，轉速越快推力越 大，轉速越慢推力越小。改變后軸的轉動方向能改變推力的方向，從船身左側往右側看，后 軸逆時針轉動，該小船向船頭方向行駛即前進；后軸順時針轉動，該小船向船尾方向行駛即 后退。
[0014] 本發明的優點是：該發明一種手腳并用的人力小船使用時不會產生像螺旋槳推進 器那樣的明顯的尾跡，也不會像傳統明輪推進裝置那樣存在嚴重的拍水現象；且該小船能 量損失小，效率高，無大水花，且槳葉易制作，最簡單的可采用剛性平板槳；該方案無尾部方 向舵，操作靈活，充分利用了人體四肢。用作水上交通工具及用于體育游樂活動都很方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發明一種手腳并用的人力小船的主視示意圖；圖2是圖1的左視圖。
[0016] 圖中，1-船身，11-船頭，12-船尾；2-手搖動力系統，3-前左推進器，31-左手搖 曲柄，32-前左軸，33-前左轉臂，34-前左槳葉，35-前左槳軸，36-前左導向桿，37-前左導 向器，371-前左直線軸承，372-前左關節軸承，38-前左支撐件，4-前右推進器，41-右手搖 曲柄，42-前右軸，43-前右轉臂，44-前右槳葉，45-前右槳軸，46-前右導向桿，47-前右導 向器，471-前右直線軸承，472-前右關節軸承，48-前右支撐件；5-腳踏動力系統，6-驅動 裝置，61-支架，62-座位，63-左曲柄腳蹬，64-右曲柄腳蹬，65-前下軸，66-前鏈輪，67-鏈 條，68-后鏈輪，69-后軸，7-推進裝置，8-后左推進器，81-后左轉臂，82-后左槳葉，83-后 左槳軸，84-后左導向桿，85-后左導向器，851-后左直線軸承，852-后左關節軸承，86-后左 支撐件，9-后右推進器，91-后右轉臂，92-后右槳葉，93-后右槳軸，94-后右導向桿，95-后 右導向器，951-后右直線軸承，952-后右關節軸承，96-后右支撐件；10-水面；13-前左槳 軸旋轉圓周；14-后左槳軸旋轉圓周；圖2中，后左轉臂81上的空心箭頭表示該發明小船前 進時后左轉臂81的旋轉方向。
【具體實施方式】
[0017] 現結合附圖1和附圖2舉例對本發明加以說明。
[0018] -種手腳并用的人力小船，由船身1、手搖動力系統2和腳踏動力系統5組成。船 身1采用玻璃鋼制成。
[0019] 手搖動力系統2包括兩個獨立的前左推進器3和前右推進器4,手搖動力系統2除 產生推力外還用來控制方向；前左推進器3與前右推進器4的結構和工作原理都相同，它 們靠近船頭11分別對稱布置于船身1縱向對稱面的左右兩側；前左推進器3由左手搖曲 柄31、前左軸32、前左轉臂33、前左槳葉34、前左槳軸35、前左導向桿36、前左導向器37和 前左支撐件38組成；前左軸32水平布置，前左軸32的右端與左手搖曲柄31相連，前左軸 32通過固定在船身1前部左側壁上的軸承與船身1相連，此連接處進行密封防水處理，前 左軸32的左端與前左轉臂33的一端垂直固連，前左轉臂33的另一端與前左槳軸35的右 端垂直固連，前左槳軸35的左段通過軸承與前左槳葉34連接于前左槳葉34的根部并靠近 前左槳葉34的前緣處，前左槳軸35與前左槳葉34的前緣平行，前左槳葉34能繞前左槳軸 35靈活轉擺，但前左槳葉34不能沿前左槳軸35作軸向直線運動；前左槳葉34的根部端面 即靠近前左轉臂33旋轉平面的一端的端面與前左槳葉34的前緣垂直，前左導向桿36的下 端與前左槳葉34固連于該端面，前左導向桿36與過該端面的弦線在同一直線上，前左導向 桿36與前左槳軸35垂直，前左導向桿36的上端穿過前左導向器37 ;前左導向器37由前 左直線軸承371穿過前左關節軸承372組合而成；前左導向器37安裝于船身1的前部左側 的上方，且置于前左轉臂33旋轉平面的左側，前左導向器37通過前左支撐件38與船身1 相連，前左導向器37靠近前左槳軸35的旋轉圓周安裝，但前左導向器37至前左軸32之間 的距離大于前左轉臂33長度與前左槳葉34的最大寬度即最大弦長之和，以便前左槳葉34 順利旋轉；前左導向桿36的長度應足夠確保其上端始終在前左導向器37內而不脫落；前 右推進器4由右手搖曲柄41、前右軸42、前右轉臂43、前右槳葉44、前右槳軸45、前右導向 桿46、前右導向器47和前右支撐件48組成；前右軸42與前左軸32布置在同一水平直線 上，該直線與船身1的鉛垂縱向對稱面垂直，前右軸42的左端與右手搖曲柄41相連，前右 軸42通過固定在船身1前部右側壁上的軸承與船身1相連，此連接處進行密封防水處理， 前右軸42的右端與前右轉臂43的一端垂直固連，前右轉臂43的另一端與前右槳軸45的 左端垂直固連，前右槳軸45的右段通過軸承與前右槳葉44連接于前右槳葉44的根部并靠 近前右槳葉44的前緣處，前右槳軸45與前右槳葉44的前緣平行，前右槳葉44能繞前右槳 軸45靈活轉擺，但前右槳葉44不能沿前右槳軸45作軸向直線運動；前右槳葉44的根部端 面即靠近前右轉臂43旋轉平面的一端的端面與前右槳葉44的前緣垂直，前右導向桿46的 下端與前右槳葉44固連于該端面，前右導向桿46與過該端面的弦線在同一直線上，前右導 向桿46與前右槳軸45垂直，前右導向桿46的上端穿過前右導向器47 ;前右導向器47由 前右直線軸承穿過前右關節軸承472組合而成；前右導向器47安裝于船身1的前部右側的 上方，且置于前右轉臂43旋轉平面的右側，前右導向器47通過前右支撐件48與船身1相 連，前右導向器47靠近前右槳軸45的旋轉圓周安裝，但前右導向器47至前右軸42之間的 距離大于前右轉臂43長度與前右槳葉44的最大寬度即最大弦長之和，以便前右槳葉44順 利旋轉；前右導向桿46的長度應足夠確保其上端始終在前右導向器47內而不脫落。前左 導向器37和前右導向器47的連線與前左軸32軸線平行，且處于前左軸32軸線的正上方。
[0020] 腳踏動力系統5包括驅動裝置6和推進裝置7。驅動裝置6由支架61、座位62、左 曲柄腳蹬63、右曲柄腳蹬64、前下軸65、前鏈輪66、鏈條67、后鏈輪68和后軸69組成；前鏈 輪66安裝在靠船頭11的前下軸65上，后鏈輪68安裝在靠船尾的后軸69上；前鏈輪66、 鏈條67和后鏈輪68組成一組鏈傳動，它們的轉動平面與船身1的鉛垂縱向對稱面平行；支 架61固定在船身1上；座位62固定在船身1中部，座位62下面留空以便支架61和鏈條67 通過；前下軸65通過軸承與支架61相連；后軸69中部通過軸承與支架61相連，后軸69的 左段通過軸承與船身1左側壁相連，并穿過船身1后部左側壁外露于船身1的左邊，后軸69 的右段通過軸承與船身1右側壁相連，并穿過船身1后部右側壁外露于船身1的右邊，兩個 穿過處均進行密封防水處理；前下軸65和后軸69均水平布置，且均與船身1的鉛垂縱向對 稱面垂直；左曲柄腳蹬63和右曲柄腳蹬64的相位相差180°。推進裝置7包括后左推進 器8和后右推進器9,后左推進器8和后右推進器9的結構及工作原理都相同，它們靠近船 尾分別對稱布置于船身1縱向對稱面的左右兩側；后左推進器8由后左轉臂81、后左槳葉 82、后左槳軸83、后左導向桿84、后左導向器85和后左支撐件86組成；后左轉臂81的一端 與驅動裝置6的后軸69的露出船身1左側的左端垂直固連，后左轉臂81的另一端與后左 槳軸83的右端垂直固連，后左槳軸83與后軸69分別布置于后左轉臂81的左右兩側，后左 槳軸83的左段通過軸承與后左槳葉82連接于后左槳葉82的根部并靠近后左槳葉82的前 緣處，后左槳軸83與后左槳葉82的前緣平行，后左槳葉82能繞后左槳軸83靈活轉擺，但 后左槳葉82不能沿后左槳軸83作軸向直線運動；后左槳葉82的根部端面即靠近后左轉臂 81旋轉平面的一端的端面與后左槳葉82的前緣垂直，后左導向桿84的下端與后左槳葉82 固連于該端面，后左導向桿84與過該端面的弦線在同一直線上，后左導向桿84與后左槳軸 83垂直，后左導向桿84的上端穿過后左導向器85 ;后左導向器85由后左直線軸承851穿 過后左關節軸承852組合而成；后左導向器85安裝于船身1的后部左側的上方，且置于后 左轉臂81旋轉平面的左側，后左導向器85通過后左支撐件86與船身1相連，后左導向器 85靠近后左槳軸83的旋轉圓周安裝，但后左導向器85至后軸69之間的距離大于后左轉臂 81長度與后左槳葉82的最大寬度即最大弦長之和，以便后左槳葉82順利旋轉；后左導向 桿84的長度應足夠確保其上端始終在后左導向器85內而不脫落；后右推進器9由后右轉 臂91、后右獎葉92、后右獎軸93、后右導向桿94、后右導向器95和后右支撐件96組成，后 右轉臂91的一端與驅動裝置6的后軸69的露出船身1右側的右端垂直固連，后右轉臂91 的另一端與后右槳軸93的左端垂直固連，后軸69與后右槳軸93分別布置于后右轉臂91 的左右兩側，后右槳軸93的右段通過軸承與后右槳葉92連接于后右槳葉92的根部并靠近 后右槳葉92的前緣處，后右槳軸93與后右槳葉92的前緣平行，后右槳葉92能繞后右槳軸 93靈活轉擺，但后右槳葉92不能沿后右槳軸93作軸向直線運動；后右槳葉92的根部端面 即靠近后右轉臂91旋轉平面的一端的端面與后右槳葉92的前緣垂直，后右導向桿94的下 端與后右槳葉92固連于該端面，后右導向桿94與過該端面的弦線在同一直線上，后右導向 桿94與后右槳軸93垂直，后右導向桿94的上端穿過后右導向器95 ;后右導向器95由后 右直線軸承穿過后右關節軸承952組合而成；后右導向器95安裝于船身1的后部右側的上 方，且置于后右轉臂91旋轉平面的右側，后右導向器95通過后右支撐件96與船身1相連， 后右導向器95靠近后右槳軸93的旋轉圓周安裝，但后右導向器95至后軸69之間的距離 大于后右轉臂91長度與后右槳葉92的最大寬度即最大弦長之和，以便后右槳葉92順利旋 轉；后右導向桿94的長度應足夠確保其上端始終在后右導向器95內而不脫落。后軸69、后 左轉臂81、后右轉臂91、后左槳軸83和后右槳軸93處于同一平面內，且后左槳軸83和后 右槳軸93處于同一直線上。后左導向器85和后右導向器95的連線與后軸69軸線平行， 且處于后軸69軸線的正上方。
[0021] 左手搖曲柄31和右手搖曲柄41結構相同，抓手位置均有一個活動的套筒，以便手 抓握左手搖曲柄31和右手搖曲柄41轉動時不會與手發現相對摩擦而傷害手心。
[0022] 前左軸32、前右軸42、前左導向器37、前右導向器47、后軸69、后左導向器85和 后右導向器95的安裝高度滿足：當該小船滿載時，前左導向桿36的延長線在前方與前左槳 軸旋轉圓周13相切的切點、前右導向桿46的延長線在前方與前右槳軸45旋轉圓周相切的 切點、前左導向桿36的延長線在后方與前左槳軸旋轉圓周13相切的切點和前右導向桿46 的延長線在后方與前右槳軸45旋轉圓周相切的切點同高且高于水面10并接近水面10位 置；后左導向桿84的延長線在前方與后左槳軸旋轉圓周14相切的切點、后右導向桿94的 延長線在前方與后右槳軸93旋轉圓周相切的切點、后左導向桿84的延長線在后方與后左 槳軸旋轉圓周14相切的切點和后右導向桿94的延長線在后方與后右槳軸93旋轉圓周相 切的切點同高且剛好處于水面10位置。
[0023] 左手搖曲柄31與前左轉臂33的相位相差90°，前左轉臂的相位超前左手搖曲柄 90°，即當左手搖曲柄31搖至最前端時，前左轉臂33堅直向下，此時前左槳葉34處于水中 最下位置且攻角最大；當左手搖曲柄31搖至最后端時，前左轉臂33堅直向上，此時前左槳 葉34處于空氣中最上位置。同理，右手搖曲柄41與前右轉臂43的相位也相差90°，前右 轉臂的相位超前右手搖曲柄90°，即當右手搖曲柄41搖至最前端時，前右轉臂43堅直向 下，此時前右槳葉44處于水中最下位置且攻角最大；當右手搖曲柄41搖至最后端時，前右 轉臂43堅直向上，此時前右槳葉44處于空氣中最上位置。前鏈輪66與后鏈輪68的傳動 比為1 :2,即前鏈輪66轉一圈，后鏈輪68轉兩圈；左曲柄腳蹬63、右曲柄腳蹬64、后左轉臂 81和后右轉臂91的相位滿足：左腳向前下方踩踏時后左槳葉82和后右槳葉92處于大攻 角的劃水位置，且右腳向前下方踩踏時后左槳葉82和后右槳葉92也處于大攻角的劃水位 置。
[0024] 由于手的力量不如腳大，該發明小船的后左轉臂81比前左轉臂33長，后左槳葉82 比前左槳葉34大；同樣地，后右轉臂91比前右轉臂43長，后右槳葉92比前右槳葉44大。 前左槳葉34、前右槳葉44、后左槳葉82和后右槳葉92均采用剛性平板槳。
[0025] 該一種手腳并用的人力小船的工作原理是：人坐在座位62上，雙腳踏蹬左曲柄腳 蹬63和右曲柄腳蹬64,雙手握住左手搖曲柄31和右手搖曲柄41。腳的動力由前鏈輪66、 鏈條67和后鏈輪68傳遞至后軸69,后軸69同時同向同速驅動后左推進器8和后右推進器 9產生推力；雙手搖動左手搖曲柄31和右手搖曲柄41，前左推進器3和前右推進器4也產 生推力。從船身1左側往右側看，前左槳葉34和前右槳葉44同向同速逆時針旋轉，后左槳 葉82和后右槳葉92同向同速逆時針旋轉，該小船向船頭11方向行駛即前進；前左槳葉34 和前右槳葉44同向同速順時針旋轉，后左槳葉82和后右槳葉92同向同速順時針旋轉，該 小船向船尾方向行駛即后退；分別改變左手搖曲柄31和右手搖曲柄41的轉速使該小船轉 彎，如前行時單獨加快右手搖曲柄41的轉速該小船向左轉彎，單獨加快左手搖曲柄31的轉 速該小船向右轉彎。
[0026] 手搖動力系統2的工作原理是：左手握住左手搖曲柄31的套筒搖動左手搖曲柄 31使前左軸32轉動，前左軸32帶動前左轉臂33轉動，前左轉臂33帶動前左槳軸35旋轉， 在前左槳軸35的牽引下前左槳葉34旋轉，由于前左導向桿36和前左導向器37的限制，前 左槳葉34旋轉時其攻角在一個工作周期即旋轉一圈內會發生有規律的變化，有利于產生 推力；同樣地，右手握住右手搖曲柄41的套筒搖動右手搖曲柄41使前右軸42轉動，前右軸 42帶動前右轉臂43轉動，前右轉臂43帶動前右槳軸45旋轉，在前右槳軸45的牽引下前 右槳葉44旋轉，由于前右導向桿46和前右導向器47的限制，前右槳葉44旋轉時其攻角在 一個工作周期即旋轉一圈內會發生有規律的變化，有利于產生推力。前左槳葉34和前右槳 葉44在水面10的上方即空氣中前行，阻力很小，這樣，產生推力的效率較高。改變前左軸 32和前右軸42的轉速大小能改變推力的大小，轉速越快推力越大，轉速越慢推力越小；改 變前左軸32和前右軸42的轉動方向將改變推力的方向；前左推進器3和前右推進器4同 向同速運行該小船直行，前左推進器3和前右推進器4不同速或不同向轉動該小船都會轉 彎。
[0027] 推進裝置7是這樣工作的：腳蹬人力通過鏈傳動傳遞給后軸69,后軸69轉動帶動 后左轉臂81和后右轉臂91同向同速轉動；后左轉臂81帶動后左槳軸83旋轉，后右轉臂 91帶動后右槳軸93旋轉；在后左槳軸83的牽引下后左槳葉82旋轉，在后右槳軸93的牽 引下后右槳葉92旋轉；由于后左導向桿84和后左導向器85的限制，后左槳葉82旋轉時其 攻角在一個工作周期即旋轉一圈內會發生有規律的變化，有利于產生推力；同樣地，由于后 右導向桿94和后右導向器95的限制，后右槳葉92旋轉時其攻角在一個工作周期即旋轉一 圈內同樣會發生有規律的變化，有利于產生推力。對于本發明小船前進而言，由于后左導向 器85和后右導向器95均置于水面10的上方，后軸69置于水面10的下方，后左導向桿84 的延長線在前方與后左槳軸旋轉圓周14相切的切點、后右導向桿94的延長線在前方與后 右槳軸93旋轉圓周相切的切點、后左導向桿84的延長線在后方與后左槳軸旋轉圓周14相 切的切點和后右導向桿94的延長線在后方與后右槳軸93旋轉圓周相切的切點同高且剛好 處于水面10位置或附近，并且后左導向器85靠近后左槳軸83的旋轉圓周安裝，后右導向 器95同樣靠近后右槳軸93的旋轉圓周安裝，在一個周期內，后左槳葉82和后右槳葉92劃 水相同占大半個工作周期；后左槳葉82和后右槳葉92在水面10的上方雖然是前行的，但 它們只受空氣的阻力而沒有水的阻力。這樣，產生推力的效率較高。改變后軸69轉速大小 能改變推力的大小，轉速越快推力越大，轉速越慢推力越小。改變后軸69的轉動方向能改 變推力的方向，從船身1左側往右側看，后軸69逆時針轉動，該小船向船頭11方向行駛即 前進；后軸69順時針轉動，該小船向船尾方向行駛即后退。
[0028] 該發明一種手腳并用的人力小船用作水上交通工具及體育游樂活動。
【權利要求】
1. 一種手腳并用的人力小船，由船身（1)、手搖動力系統（2)和腳踏動力系統（5)組成， 其特征在于：船身（1)采用木材、塑膠或玻璃鋼制成；手搖動力系統（2)包括兩個獨立的前 左推進器（3)和前右推進器（4);前左推進器（3)與前右推進器（4)的結構和工作原理都相 同，它們靠近船頭（11)分別對稱布置于船身（1)的左右兩側；前左推進器（3)由左手搖曲柄 (31)、前左軸（32)、前左轉臂（33)、前左槳葉（34)、前左槳軸（35)、前左導向桿（36)、前左導 向器（37)和前左支撐件（38)組成；前左軸（32)水平布置，且與船身（1)縱向對稱面垂直， 前左軸（32)的右端與左手搖曲柄（31)相連，前左軸（32)通過固定在船身（1)前部左側壁上 的軸承與船身（1)相連，此連接處進行密封防水處理，前左軸（32)的左端與前左轉臂（33) 的一端垂直固連，前左轉臂（33)的另一端與前左槳軸（35)的右端垂直固連，前左槳軸（35) 的左段通過軸承與前左槳葉（34)連接于前左槳葉（34)的根部并靠近前左槳葉（34)的前緣 處，前左槳軸（35)與前左槳葉（34)的前緣平行；前左槳葉（34)的根部端面即靠近前左轉 臂（33)旋轉平面的一端的端面與前左槳葉（34)的前緣垂直，前左導向桿（36)的下端與前 左槳葉（34)固連于該端面，前左導向桿（36)與過該端面的弦線在同一直線上，前左導向桿 (36)與前左槳軸（35)垂直，前左導向桿（36)的上端穿過前左導向器（37);前左導向器（37) 由前左直線軸承（371)穿過前左關節軸承（372)組合而成；前左導向器（37)安裝于船身（1) 的前部左側的上方，且置于前左轉臂（33)旋轉平面的左側，前左導向器（37)通過前左支撐 件（38)與船身（1)相連，前左導向器（37)靠近前左槳軸（35)的旋轉圓周安裝，但前左導向 器（37)至前左軸（32)之間的距離大于前左轉臂（33)長度與前左槳葉（34)的最大寬度即最 大弦長之和；前左導向桿（36)的長度應足夠確保其上端始終在前左導向器（37)內而不脫 落；前右推進器（4)由右手搖曲柄（41)、前右軸（42)、前右轉臂（43)、前右槳葉（44)、前右 槳軸（45)、前右導向桿（46)、前右導向器（47)和前右支撐件（48)組成；腳踏動力系統（5) 包括驅動裝置（6)和推進裝置（7);驅動裝置（6)由支架（61)、座位（62)、左曲柄腳蹬（63)、 右曲柄腳蹬（64)、前下軸（65)、前鏈輪（66)、鏈條（67)、后鏈輪（68)和后軸（69)組成；前鏈 輪（66 )安裝在靠船頭（11)的前下軸（65 )上，后鏈輪（68 )安裝在靠船尾的后軸（69 )上；前 鏈輪（66)、鏈條（67)和后鏈輪（68)組成一組鏈傳動，它們的轉動平面與船身（1)的鉛垂縱 向對稱面平行；支架（61)固定在船身（1)上；座位（62)固定在船身（1)中部，座位（62)下 面留空以便支架（61)和鏈條（67)通過；前下軸（65)通過軸承與支架（61)相連；后軸（69) 中部通過軸承與支架（61)相連，后軸（69)的左段通過軸承與船身（1)左側壁相連，并穿過 船身（1)后部左側壁外露于船身（1)的左邊，后軸（69 )的右段通過軸承與船身（1)右側壁相 連，并穿過船身（1)后部右側壁外露于船身（1)的右邊，兩個穿過處均進行密封防水處理； 前下軸（65)和后軸（69)均水平布置，且均與船身（1)的鉛垂縱向對稱面垂直；左曲柄腳蹬 (63)和右曲柄腳蹬（64)的相位相差180° ;推進裝置（7)包括后左推進器（8)和后右推進 器（9)，后左推進器（8)和后右推進器（9)的結構及工作原理都相同，它們靠近船尾分別對 稱布置于船身（1)的左右兩側；后左推進器（8)由后左轉臂（81)、后左槳葉（82)、后左槳軸 (83)、后左導向桿（84)、后左導向器（85)和后左支撐件（86)組成；后左轉臂（81)的一端與 驅動裝置（6)的后軸（69)的露出船身（1)左側的左端垂直固連，后左轉臂（81)的另一端與 后左槳軸（83)的右端垂直固連，后左槳軸（83)與后軸（69)分別布置于后左轉臂（81)的左 右兩側，后左槳軸（83)的左段通過軸承與后左槳葉（82)連接于后左槳葉（82)的根部并靠 近后左槳葉（82)的前緣處，后左槳軸（83)與后左槳葉（82)的前緣平行；后左槳葉（82)的 根部端面即靠近后左轉臂（81)旋轉平面的一端的端面與后左槳葉（82)的前緣垂直，后左 導向桿（84)的下端與后左槳葉（82)固連于該端面，后左導向桿（84)與過該端面的弦線在 同一直線上，后左導向桿（84)與后左槳軸（83)垂直，后左導向桿（84)的上端穿過后左導向 器（85);后左導向器（85)由后左直線軸承（851)穿過后左關節軸承（852)組合而成；后左 導向器（85)安裝于船身（1)的后部左側的上方，且置于后左轉臂（81)旋轉平面的左側，后 左導向器（85)通過后左支撐件（86)與船身（1)相連，后左導向器（85)靠近后左槳軸（83) 的旋轉圓周安裝，但后左導向器（85)至后軸（69)之間的距離大于后左轉臂（81)長度與后 左槳葉（82)的最大寬度即最大弦長之和；后左導向桿（84)的長度應足夠確保其上端始終 在后左導向器（85)內而不脫落；后右推進器（9)由后右轉臂（91)、后右槳葉（92)、后右槳軸 (93)、后右導向桿（94)、后右導向器（95)和后右支撐件（96)組成。
2. 根據權利要求1所述的一種手腳并用的人力小船，其特征在于：左手搖曲柄（31)和 右手搖曲柄（41)結構相同，抓手位置均有一個活動的套筒。
3. 根據權利要求1所述的一種手腳并用的人力小船，其特征在于：前左槳葉（34)、前右 槳葉（44)、后左槳葉（82)和后右槳葉（92)均采用剛性平板槳。
4. 根據權利要求1所述的一種手腳并用的人力小船，其特征在于：前左導向桿（36)的 延長線在前方與前左槳軸旋轉圓周（13)相切的切點、前右導向桿（46)的延長線在前方與 前右槳軸（45)旋轉圓周相切的切點、前左導向桿（36)的延長線在后方與前左槳軸旋轉圓 周（13)相切的切點和前右導向桿（46)的延長線在后方與前右槳軸（45)旋轉圓周相切的切 點同高且高于水面（10)并接近水面（10)位置。
5. 根據權利要求1所述的一種手腳并用的人力小船，其特征在于：前鏈輪（66)與后鏈 輪（68)的傳動比為1 :2。
6. 根據權利要求1所述的一種手腳并用的人力小船，其特征在于：后左導向桿（84)的 延長線在前方與后左槳軸旋轉圓周（14)相切的切點、后右導向桿（94)的延長線在前方與 后右槳軸（93)旋轉圓周相切的切點、后左導向桿（84)的延長線在后方與后左槳軸旋轉圓 周（14)相切的切點和后右導向桿（94)的延長線在后方與后右槳軸（93)旋轉圓周相切的切 點同高且剛好處于水面（10)位置或附近。
7. 根據權利要求1所述的一種手腳并用的人力小船，其特征在于：左手搖曲柄（31)與 前左轉臂（33)的相位相差90° ;右手搖曲柄（41)與前右轉臂（43)的相位也相差90° ;左 曲柄腳蹬（63)、右曲柄腳蹬（64)、后左轉臂（81)和后右轉臂（91)的相位滿足：左腳向前下 方踩踏時后左槳葉（82)和后右槳葉（92)處于大攻角的劃水位置，且右腳向前下方踩踏時 后左槳葉（82)和后右槳葉（92)也處于大攻角的劃水位置。
8. 根據權利要求1所述的一種手腳并用的人力小船，其特征在于：后左轉臂（81)比前 左轉臂（33)長，后左槳葉（82)比前左槳葉（34)大；后右轉臂（91)比前右轉臂（43)長，后 右槳葉（92)比前右槳葉（44)大。
【文檔編號】B63H16/18GK203864981SQ201420282407
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】王志成 申請人:佛山市神風航空科技有限公司