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一种调压阀及其可调刚度脚蹼或可调刚度仿生尾鳍的应用 

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申请/专利权人:朱光

摘要:本发明公开了一种调压阀及其可调刚度脚蹼或可调刚度仿生尾鳍的应用,所述调压阀包括柱塞缸、储能组件,柱塞缸位于前部,柱塞缸的后端接储能组件,柱塞缸、储能组件两者共纵轴线;所述调压阀与脚蹼的蹼板、纵向龙骨中空的锥管中所设有的储液腔或储气腔对接,或者所述调压阀与仿生尾鳍的鳍板、纵向龙骨中空的锥管中所设有的储液腔或储气腔对接;带有调压阀的脚蹼,或带有调压阀的仿生尾鳍,具有刚度调节功能;所述储液腔或储气腔填充有常规液体、常规气体、润滑脂、非牛顿流体或DEFLEXION减震材料。

主权项:1.一种包含调压阀的可调刚度脚蹼,所述的调压阀1包括柱塞缸、储能组件,其特征在于:所述柱塞缸位于前部,柱塞缸的后端接储能组件,柱塞缸、储能组件两者共纵轴线地对接为一体;所述柱塞缸包括缸筒101和活塞102,缸筒101内径与活塞102外径互为配合表面,所述储能组件包括储能腔103、调力弹性元件104、调力螺钉105,所述缸筒101与储能腔103相互共纵轴线地对接为一体,从而将柱塞缸与储能组件联接为一体,或者所述缸筒101和储能腔103为同一零件,储能腔103的尾端开有与储能腔103共纵轴线的螺纹孔并装有调力螺钉105,调力螺钉105与活塞102之间装有与储能腔103共纵轴线的调力弹性元件104;所述调压阀1与脚蹼2的蹼板201中、纵向龙骨202中空的锥管中所设有的储液腔或储气腔对接,所述脚蹼2包括蹼板201和位于蹼板201两条纵向侧边上或中部区域的纵向龙骨202,所述脚蹼2的纵向龙骨202中至少有一根其内部包含中空的锥管并设为储液腔或储气腔,脚蹼2的蹼板201中或纵向龙骨202内中空的锥管中包含至少一个的储液腔或至少一个的储气腔,每一个储液腔或储气腔联通至少一个的调压阀1,所述柱塞缸的缸筒101为与脚蹼2相对接时的调压阀1的前端,沿纵轴线没入脚蹼2的对接接口203中,储能组件的储能腔103为调压阀1对接时的尾端,所述缸筒101朝向对接接口203的一端即前端沿其纵轴线开设有与所述对接接口203相贯通的通孔,所述脚蹼2的具体类型包括双脚共穿一只的双脚单蹼、双脚各穿一只的双脚双蹼,双脚单蹼即海豚蹼,所述储液腔中填充有液体、非牛顿流体或DEFLEXION减震材料,所述储气腔中填充有气体;所述蹼板的材料包括高弹橡胶或塑料。

全文数据:一种调压阀及其可调刚度脚蹼或可调刚度仿生尾鳍的应用技术领域[0001]本发明涉及游泳装备和潜水装备行业,特别涉及一种调压阀及其可调刚度脚蹼或可调刚度仿生尾鳍的应用,目前主要用于游泳运动、潜水运动。背景技术[0002]当代社会,游泳运动和潜水运动越来越普及,各种游泳装备、潜水装备层出不穷,绝大多数的游泳装备和潜水装备都是以脚蹼为前进的主要推进工具,常见的有双脚各穿一只的双脚双蹼和双脚共穿一只的双脚单蹼,还有双脚共穿一只的仿生尾鳍,双脚双蹼是游泳者通过双腿交替打水产生前进的推动力,双脚单蹼和仿生尾鳍是游泳者通过双腿同步打水产生前进的推动力。[0003]无论是双脚双蹼、双脚单蹼还是仿生尾鳍,均有其最适合的单一打水频率,游泳者只有以该打水频率打水,才能获得最佳的推进力;当游泳者希望改变游速,比如以更高的频率打水高速快游或者以较低的频率打水低速慢游时,推进的效率均会下降,尤其是当游泳者以较高的频率打水时,不仅推进效率不高,而且还会很快产生疲劳感。发明内容[0004]针对当今现有的游泳装备和潜水装备的主要推进工具双脚双蹼、双脚单蹼和仿生尾鳍所没有较好地解决在高速快游和低速慢游两种状态下均能获得较高的推进效率的不足之处,本发明人结合人体运动结构特点,通过科学合理地运用人体工学,提供出一种带有调压阀的脚蹼,或一种带有调压阀的仿生尾鳍,借助以上两种游泳、潜水装备的刚度调节功能,游泳者可以在高频打水高速快游前调高脚蹼或仿生尾鳍的纵向弯曲刚度,也可以在低频打水低速慢游前调低脚蹼或仿生尾鳍的纵向弯曲刚度,从而根据需要调节其推进功率;游泳者无论在何种频率下打水,均可以有效提高有用功的比重,最大限度地提升游泳和潜水的前进效率和游速且节省体力,充分发挥出游泳者在水中的行进潜能。[0005]本发明具体采用如下方案:[0006]—种调压阀及其可调刚度脚蹼或可调刚度仿生尾鳍的应用,所述的一种调压阀包括柱塞缸、储能组件,其特征在于:所述柱塞缸位于前部,柱塞缸的后端接储能组件,柱塞缸、储能组件两者共纵轴线地对接为一体。[0007]所述柱塞缸包括缸筒和活塞,缸筒内径与活塞外径互为配合表面,活塞在缸筒内沿缸筒纵轴线纵向移动,活塞与缸筒的配合表面之间至少有一道0型密封圈,所述储能组件包括储能腔、调力弹性元件、调力螺钉,所述缸筒与储能腔相互共纵轴线地对接为一体,从而将柱塞缸与储能组件联接为一体,或者所述缸筒和储能腔为同一零件,储能腔的尾端开有与储能腔共纵轴线的螺纹孔并装有调力螺钉,调力螺钉与活塞之间装有与储能腔共纵轴线的调力弹性元件;所述调力弹性元件通常为压缩弹簧,向内旋转调力螺钉,所述调力弹性元件被压缩或者储能腔内的气体被压缩,亦或调力弹性元件和储能腔内的气体二者同时被压缩,所述储能腔内的储能增加。缸筒与储能腔的联接方式包括但不限于螺纹连接、粘接、螺纹连接加粘接,通常为螺纹连接。[0008]所述调压阀与脚蹼的蹼板中、纵向龙骨中空的锥管中所设有的储液腔或储气腔对接,或者所述调压阀与仿生尾鳍的鳍板中、纵向龙骨中空的锥管中所设有的储液腔或储气腔对接,所述脚蹼包括蹼板和位于蹼板两条纵向侧边上或中部区域的纵向龙骨,所述仿生尾鳍包括鳍板和位于鳍板两条纵向侧边上或中部区域的纵向龙骨,所述脚蹼或仿生尾鳍的纵向龙骨中至少有一根其内部包含中空的锥管并设为储液腔或储气腔;脚蹼的蹼板中、仿生尾鳍的鳍板中或纵向龙骨内中空的锥管中包含至少一个的储液腔或至少一个的储气腔,所述储液腔或储气腔为设置在蹼板中的异形腔体或设置在鳍板中的异形腔体,或者所述储液腔或储气腔为位于蹼板或鳍板的纵向轮廓边上、中部区域的纵向龙骨内中空的锥管,纵向轮廓边即纵向轮廓外延,所述储液腔或储气腔还可以为既包括所述异形腔体也包括所述锥管的复合腔体,此时,异形腔体与锥管彼此联通;所述蹼板中的异形腔体通常为蹼板除去包裹脚的部分之外余下的部分留出壁厚的厚度之后将实体掏空所获得的空腔,所述鳍板中的异形腔体通常为鳍板除去固定脚的部分之外余下的部分留出壁厚的厚度之后将实体掏空所获得的空腔,由于所述蹼板或鳍板沿游泳者行进的方向看,通常前厚后薄,因此,所述异形腔体通常为沿游泳者行进的方向前厚后薄的楔状腔体;每一个储液腔或储气腔联通至少一个的调压阀,所述柱塞缸的缸筒为与脚蹼或仿生尾鰭相对接时的调压阀的前端,沿纵轴线没入脚蹼或仿生尾鳍的对接接口中,储能组件的储能腔为调压阀对接时的尾端,所述缸筒朝向对接接口的一端即前端沿其纵轴线开设有与所述对接接口相贯通的通孔;所述脚蹼的具体类型包括双脚共穿一只的双脚单蹼、双脚各穿一只的双脚双蹼,所述仿生尾鳍的具体类型包括双脚共穿一只的仿生尾鳍,也包括可变尾鳍,双脚单蹼即海豚蹼;所述储液腔或储气腔中填充有液体、气体、润滑脂、非牛顿流体或deflexion减震材料,即所述储液腔储存液体、润滑脂、非牛顿流体或DEFLEXION减震材料,储气腔储存气体;通常蹼板中、鳍板中、纵向龙骨中空的锥管中所设有的为储液腔。缸筒与对接接口的联接方式包括但不限于螺纹连接、粘接、螺纹连接加粘接,通常为螺纹连接。[0009]所述柱塞缸的缸筒内及与其联通的储液腔内所填充的液体为常规液体,所述常规液体通常包括但不限于润滑油、液压油、刹车油、润滑液、硅油、桐油、重油或锂基脂。[0010]所述柱塞缸的缸筒内及与其联通的储气腔内所填充的气体为常规气体,所述常规气体通常包括但不限于惰性气体、空气。[0011]带有调压阀的脚蹼,或带有调压阀的仿生尾鳍,具有刚度调节功能,旋转所述调力螺钉能够调节储液腔或储气腔中所填充的液体、气体、润滑脂、非牛顿流体SDEFLEXI0N减震材料的压力,从而调节所述带有调压阀的脚蹼或仿生尾鳍的纵向弯曲刚度,进而调节其推进功率。[0012]将所述调力螺钉旋入的越深,储能腔内的调力弹性元件、气体所受到的沿储能腔纵轴线方向的压迫力越大,所述储能腔内的储能增加,储液腔、储气腔中的压力相应升高,所述带有调压阀的脚蹼或者带有调压阀的仿生尾鳍的初始纵向弯曲刚度越大,当游泳者摆动所述带有调压阀的脚蹼或者带有调压阀的仿生尾鳍时,所述调压阀使得蹼板、鳍板或纵向龙骨抵抗上下弯曲变形的能力变强,从而提高游速并在高游速下仍然保持较高的推进效率;反之,则所述带有调压阀的脚蹼或者带有调压阀的仿生尾鳍的初始纵向弯曲刚度越小,当游泳者摆动所述带有调压阀的脚蹼或者带有调压阀的仿生尾鳍时,所述调压阀使得蹼板、鳍板或纵向龙骨抵抗上下弯曲变形的能力变弱,从而降低游速并在低游速下仍然保持较高的推进效率。简而言之,调节所述调力螺钉的旋入深度可以调节所述带有调压阀的脚蹼或者带有调压阀的仿生尾鳍的推进功率,即实现手动变速的功能。初始纵向弯曲刚度即预设纵向弯曲刚度。[0013]去除所述调压阀中的柱塞缸、储能组件中的调力弹性元件,即所述调压阀仅保留储能组件中的储能腔、调力螺钉,且储能腔替代原来的缸筒没入脚蹼或仿生尾鳍的对接接口中,从而与脚蹼或仿生尾鳍沿彼此的纵轴线相对接为一体。[0014]储能腔与对接接口的联接方式包括但不限于螺纹连接、粘接、螺纹连接加粘接,通常为螺纹连接;去除了柱塞缸、调力弹性元件后,调压阀的结构得到简化,旋转所述调力螺钉仍然能够调节储液腔或储气腔中所填充的液体、气体、润滑脂、非牛顿流体或DEFLEH0N减震材料的压力,从而调节带有所述简化后的调压阀的脚蹼或仿生尾鳍的纵向弯曲刚度,进而调节其推进功率,所不同之处在于,由于去除了调力弹性元件和柱塞缸,储液腔或储气腔中的液体、气体、润滑脂、非牛顿流体或DEFLEH0N减震材料失去了缓冲结构,因而使得所述带有简化后的调压阀的脚蹼或仿生尾鳍的弹性降低。[0015]将所述调压阀的柱塞缸和储能组件整体替换为液压中常用的蓄能器,即将液压冲常用的蓄能器小型化后通过对接接口与脚蹼或仿生尾鳍所设有的储液腔或储气腔沿彼此的纵轴线对接。所述蓄能器通常为气囊式蓄能器,气囊内充有气体,通常为氮气。[0016]上一段落中,游泳者摆动脚蹼或仿生尾鳍,相应地储液腔中的液体或储气腔中的气体受到压缩,进而挤压蓄能器的气囊;控制充入蓄能器气囊中的气量或者调节蓄能器尾部的调节螺钉,可以调节蓄能器的初始蓄能大小,从而调节带有蓄能器的脚蹼或带有蓄能器的仿生尾鳍的初始纵向弯曲刚度,进而调节其推进功率,即实现手动变速的功能。初始纵向弯曲刚度即预设纵向弯曲刚度。[0017]在所述小型化的液压中常用的蓄能器与对接接口之间加入液压中常用的单向阀,即用单向阀替代蓄能器与对接接口相对接,从而将蓄能器、单向阀以及储液腔和储气腔的二者之一,三者共纵轴线地串联为一体,所述单向阀只能向蓄能器释放压力的方向开启,单向阀的阀芯的密封面上或纵轴线上开有纵向贯穿该阀芯的至少一个的节流孔,节流孔即阻尼孔。[0018]上一段落中,随着穿过阀芯上的节流孔流动的液体或气体的流速越高,阻尼效应越明显,单向阀的阀芯内外两侧的压差加大,阀芯外侧的储液腔或储气腔中的压力越发高于蓄能器内的压力,增加了蓄能器和单向阀后,使得原有的储液腔或储气腔具有了随速自动变刚度的特性。[0019]增加充入蓄能器气囊中的气量或者将蓄能器尾部的调节螺钉旋入的越深,蓄能器气囊中的储能增加,储液腔、储气腔中的压力相应升高,所述脚蹼或者仿生尾鳍的初始纵向弯曲刚度越大,反之,则所述脚蹼或者仿生尾鳍的初始纵向弯曲刚度越小,初始纵向弯曲刚度即预设纵向弯曲刚度。[0020]上一段落中,当游泳者摆动所述脚蹼或者仿生尾鳍时,所述蹼板、鳍板或纵向龙骨在上下弯曲的过程中形状发生改变,所述储液腔或储气腔的容积相应发生改变,压力升高;在游泳者一次摆腿的动作中间,储液腔中的液体或储气腔中的气体在压力作用下被迫穿过单向阀阀芯的节流孔发生流动,当该次摆腿动作结束并开始反向摆腿时,储液腔中的液体或储气腔中的气体的压力降至最低值,由于有蓄能器所提供的正向背压,单向阀的阀芯开启,瞬间将蓄能器之内且气囊之外的多余的液体或气体挤入储液腔或储气腔中,阀芯内外两侧压力达到平衡,阀芯在单向阀自身所带有的复位弹性元件的弹力作用下复位关闭;随着游泳者摆腿的频率或速率越高,液体或气体穿过阀芯上的节流孔流动的流速越高,阻尼效应越明显,阀芯内外两侧的压差越高,所述蹼板、鳍板或纵向龙骨抵抗上下弯曲变形的能力越强,所述脚蹼或者仿生尾鳍的纵向弯曲刚度越大,从而提高游速并在高游速下仍然保持较高的推进效率;反之,随着游泳者摆腿的频率或速率越低,所述蹼板、鳍板或纵向龙骨抵抗上下弯曲变形的能力越弱,所述脚蹼或者仿生尾鳍的纵向弯曲刚度越小,从而降低游速并在低游速下仍然保持较高的推进效率;简而言之,随着游泳者摆腿的频率或速率越高,所述脚蹼或者仿生尾鳍的随速自动变刚度特性越明显,所述脚蹼或仿生尾鳍的推进功率越大,即所述脚蹼或仿生尾鳍具有变速功能。[0021]所述蹼板、鳍板或纵向龙骨中空的锥管中的储液腔中或储气腔中填充有非牛顿流体或DEFLEXION减震材料;在蹼板、鳍板中的储液腔或储气腔内部,或者在锥管的内部,设有横隔膜,横隔膜以内为非牛顿流体或DEFLEH0N减震材料,横隔膜以外填充常规液体、常规气体、或润滑脂并联通调压阀,所述横隔膜可以阻挡其两侧的介质的相互渗透,同时可将压力从其一侧传递至另一侧。[0022]所述锥管的纵轴线为曲线或直线,垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面为非圆形或圆形,且各锥管内腔横截面周长自游泳者行进方向的前方一端向游泳者行进方向的后方一端逐渐减小。[0023]所述非牛顿流体为速度敏感材料,随着储液腔或储气腔被弯折速率的增大而变硬,从而使得所述脚蹼或仿生尾鳍具有随速自动变刚度特性;所述DEFLEXION减震材料为压力敏感材料,随着储液腔或储气腔内压力的升高而变硬,也使得所述脚蹼或仿生尾鳍具有随速自动变刚度特性。[0024]上一段落中,所述的非牛顿流体也可以替换为其它的速度敏感材料,所述的其它的速度敏感材料同样可以随着储液腔或储气腔被弯折速率的增大而变硬,也同样可以使得所述脚蹼或仿生尾鳍具有随速自动变刚度特性;所述的DEFLEI0N减震材料也可以替换为其它的压力敏感材料,所述的其它的压力敏感材料也同样可以随着储液腔或储气腔内压力的升高而变硬,也同样可以使得所述脚蹼或仿生尾鳍具有随速自动变刚度特性。[0025]当游泳者摆动所述脚蹼或仿生尾鳍时,所述装有非牛顿流体或DEFLEXION减震材料的储液腔或储气腔在上下弯曲的过程中被挤压、弯曲、剪切,且容积发生改变,储液腔或储气腔中的非牛顿流体或DEFLEXION减震材料被挤压、弯曲、剪切,游泳者摆腿的频率或速率越高,非牛顿流体或DEFLEXION减震材料被挤压、弯曲、剪切的频率或速率越高,储液腔或储气腔内的压力也相应升高,所述储液腔或储气腔的纵向弯曲刚度越大,随速自动变刚度特性明显,从而提高游速并在高游速下仍然保持较高的推进效率;反之,游泳者摆腿的频率或速率越低,所述储液腔或储气腔的纵向弯曲刚度越小,从而降低游速并在低游速下仍然保持较高的推进效率。[0026]游泳者俯卧于水中的游泳姿势状态下,在平行于蹼板、鳍板的上、下表面且与所述储液腔或储气腔的内壁相切或相平行的所述蹼板、鳍板或纵向龙骨的上部、下部两个区域,分别设有将储液腔或储气腔夹在中间的上夹片、下夹片。[0027]增加了上夹片、下夹片后的所述楔状腔体,在游泳者摆动脚蹼或仿生尾鳍的过程中,楔状腔体在上夹片、下夹片的上下夹击作用下,楔状腔体刚度的变化更加明显,从而使得脚蹼或仿生尾鳍的刚度调节功能更加突出;所述上夹片、下夹片还可延伸至脚蹼的蹼板除去包裹脚的部分之外的全面积,或延伸至仿生尾鳍的鳍板除去固定脚的部分之外的全面积,以增大上夹片、下夹片的作用容积,从而进一步增加楔状腔体刚度的变化的直观性,也使得脚蹼或仿生尾鳍的刚度调节功能进一步增强。[0028]所述上夹片和下夹片的作用是进一步增强游泳者摆腿过程中所述储液腔或储气腔在上下弯曲的过程中容积发生改变的程度,从而进一步放大所述带有调压阀的脚蹼或者带有仿生尾鳍的刚度调节功能。[0029]所述上夹片、下夹片通常为刚性材料制作的薄片,制作上夹片、下夹片的材料通常包括但不限于工程塑料、玻璃钢、碳纤维、薄壁钢、铝合金、钛合金、薄壁铜合金、陶瓷、钢化玻璃、竹、木材、尼龙、高弹橡胶或聚氨酯;制作上夹片、下夹片的材料也可以为本段中上述材料两种以上相复合或相粘合而成的材料,即通过物理方法合成、复合的材料;所述上夹片和下夹片可以用同一材料制作,也可以用不同材料制作。当所述蹼板或鳍板本身即为刚性材料时,上夹片、下夹片可以省略,相应地所述楔状腔体即是在蹼板或鰭板的本体中直接掏出的腔体。[0030]本发明的脚蹼或仿生尾鳍,还可以既装有调压阀且在储液腔上部填充常规液体或在储气腔上部填充常规气体,又在储液腔或储气腔的下部填充非牛顿流体或DEFLEXION减震材料,中间以横膈膜隔开;并且,在平行于所述蹼板或鳍板的上、下表面且与所述储液腔或储气腔的内壁相切或相平行的所述蹼板、鳍板或纵向龙骨的上部、下部两个区域,分别设有将储液腔或储气腔夹在中间的上夹片、下夹片。则本段落中所描述的脚蹼或仿生尾鳍具有双重叠加的手动刚度调节功能和随速自动变刚度特性,所述脚蹼或仿生尾鳍具有手动和随速自动调节推进功率的功能,即具有手动和自动变速的功能。[0031]本发明中,双脚单蹼的纵向龙骨通常为左右两根,分别位于双脚单蹼的蹼板的左右两侧的两条纵向侧边上,通常情况下,该两根纵向龙骨内部均包含中空的锥管并设为储液腔或储气腔;仿生尾鳍的纵向龙骨通常也为左右两根,分别位于仿生尾鳍的鳍板的左右两侧的两条纵向侧边上,通常情况下,该两根纵向龙骨也均包含中空的锥管并设为储液腔或储气腔;双脚双蹼的每一只脚蹼的纵向龙骨通常也为左右两根,分别位于双脚双蹼的每一只脚蹼的左右两侧的两条纵向侧边上,通常情况下,该四根纵向龙骨也均包含中空的锥管并设为储液腔或储气腔。[0032]所述可变尾鳍包括主尾鳍和布置于主尾鳍左右两侧并分别与主尾鳍相铰接的左尾鳍和右尾鳍,主尾鳍、左尾鳍、右尾鳍相互平行且与游泳者所处水域的水面平行,主尾鳍加上左尾鳍再加上右尾鳍的鳍展宽度可变或鳍展面积可变,主尾鳍的前端连接尾鳍固定杆,尾鳍固定杆固定于游泳者的双腿之间或双脚之间,尾鳍固定杆中部区间的左右两侧分别设有固定游泳者左右脚的2个变鳍踏板,2个变鳍踏板分别通过各自的铰接轴与尾鳍固定杆分别相铰接,2个变鳍踏板还分别通过各自的联动元件与左尾鳍、右尾鳍实现同侧联接或异侧联接;游泳者通过同步转动脚踝或异步转动脚踝可实现摆动可变尾鳍过程中调整可变尾鳍的鳍展宽度或鳍展面积的功能,即实现加减速功能或转向功能。游泳者行进的方向为前方。左尾鳍包括左鳍板和位于左鳍板的左外侧的纵向侧边上的左纵向龙骨,右尾鳍包括右鳍板和位于右鳍板的右外侧的纵向侧边上的右纵向龙骨,通常情况下,左纵向龙骨和右纵向龙骨均包含中空的锥管并设为储液腔或储气腔。[0033]或者,所述可变尾鳍包括尾鳍固定杆和布置于尾鳍固定杆末端左右两侧并分别与尾鳍固定杆相较接的左尾鳍和右尾鳍,左尾鳍与右尾鳍相互平行且与游泳者所处水域的水面平行,左尾鳍加上右尾鳍的鳍展宽度可变或鳍展面积可变,尾鳍固定杆的前端固定于游泳者的双腿之间或双脚之间,尾鳍固定杆中部区间的左右两侧分别设有固定游泳者左右脚的2个变鳍踏板,2个变鳍踏板分别通过各自的铰接轴与尾鳍固定杆分别相铰接,2个变鳍踏板还分别通过各自的联动元件与左尾鳍、右尾鳍实现同侧联接或异侧联接;游泳者通过同步转动脚踝或异步转动脚踝可实现摆动可变尾鳍过程中调整可变尾鳍的鳍展宽度或鳍展面积的功能,即实现加减速功能或转向功能。游泳者行进的方向为前方。左尾鳍包括左鳍板和位于左鳍板的左外侧的纵向侧边上的左纵向龙骨,右尾鳍包括右鳍板和位于右鲭板的右外侧的纵向侧边上的右纵向龙骨,通常情况下,左纵向龙骨和右纵向龙骨均包含中空的锥管并设为储液腔或储气腔。[0034]纵向侧边即纵向轮廓外沿。[0035]本发明中,制作所述缸筒、活塞的材料通常包括但不限于塑料、玻璃钢、碳纤维、薄壁钢、铝合金、钛合金、薄壁铜合金、陶瓷、钢化玻璃、竹、木材、聚氨酯或尼龙,轻质且高强度,以满足长时间、大负荷工作的要求。[0036]本发明中,制作所述蹼板、鳍板、纵向龙骨、储液腔或储气腔的材料通常包括但不限于高弹橡胶、塑料、聚氨酯、硅胶、玻璃钢、碳纤维、薄壁钢、铝合金、钛合金、薄壁铜合金、钢化玻璃、竹、木材或尼龙,轻质且高强度,以满足长时间、大负荷工作的要求。[0037]制作所述蹼板、鳍板、纵向龙骨、储液腔或储气腔的材料也可以为上一段落中两种以上的材料相复合或相粘合而成的材料,即通过物理方法合成、复合的材料,比如蹼板、鳍板可用内衬的玻璃钢或碳纤维作基板,在其外部包裹粘贴高弹橡胶的方式制作而成。[0038]所述蹼板和纵向龙骨、鳍板和纵向龙骨,可以用同一材料制作,也可以用不同材料制作。[0039]本发明中,制作所述蹼板、鳍板、纵向龙骨、储液腔或储气腔的材料还可以为含有一层以上的加强层的高弹橡胶、塑料、聚氨酯或硅胶,所述加强层通常为夹布、加金属丝的编制层,以增强纵向龙骨、储液腔或储气腔的抗压能力,进一步满足其长时间、大负荷工作的要求。[0040]本发明中所述的鳍展宽度类同于鸟类的翼展宽度,鳍展面积类同于鸟类的翼展面积。[0041]本发明的优点在于:[0042]1.本发明的所述调压阀,具有刚度调节功能,旋转所述调力螺钉能够调节储液腔或储气腔中所填充的液体、气体、润滑脂、非牛顿流体或DEFLEXION减震材料的压力,从而调节所述带有调压阀的脚蹼或仿生尾鳍的纵向弯曲刚度,进而调节其推进功率。[0043]2•本发明的所述调压阀,将调力螺钉旋入的越深,所述储能腔内的储能增加,储液腔、储气腔中的压力相应升高,所述调压阀使得蹼板、鳍板或纵向龙骨抵抗上下弯曲变形的能力变强,从而提高游速并在高游速下仍然保持较高的推进效率;反之,则所述调压阀使得蹼板、鳍板或纵向龙骨抵抗上下弯曲变形的能力变弱,从而降低游速并在低游速下仍然保持较高的推进效率。[0044]3•本发明的去除了柱塞缸、调力弹性元件后的调压阀,结构得到简化,旋转所述调力螺钉仍然能够调节储液腔或储气腔中所填充的液体、气体、润滑脂、非牛顿流体或DEFLEHON减震材料的压力,从而调节所述带有简化后的调压阀的脚蹼或仿生尾鳍的纵向弯曲刚度,进而调节其推进功率。[0045]4.本发明将所述调压阀的柱塞缸和储能组件整体替换为液压中常用的蓄能器后,控制充入蓄能器气囊中的气量或者调节蓄能器尾部的调节螺钉,可以调节蓄能器的初始蓄能大小,从而调节带有蓄能器的脚蹼或带有蓄能器的仿生尾鳍的初始纵向弯曲刚度,进而调节其推进功率,即可以实现手动变速的功能。[0046]5.本发明的增加了蓄能器和单向阀后,使得原有的储液腔或储气腔具有了随速自动变刚度的特性,即所述脚蹼或仿生尾鳍具有了随速自动调节推进功率的功能。[0047]6.本发明的填充有非牛顿流体或DEFLEXION减震材料的储液腔或储气腔,具有随速自动变刚度的特性。[0048]7.本发明的既包含调压阀又包含填充有非牛顿流体或DEFLEXION减震材料的储液腔或储气腔的脚蹼或仿生尾鳍,不仅具有结构简单、工作可靠的优点,具有双重叠加的刚度调节功能和随速自动变刚度特性,所述脚蹼或仿生尾鳍具有手动和随速自动调节推进功率的功能,即具有手动和自动变速的功能。[0049]8•本发明结构轻巧,工作可靠,相应的制作工艺简单,成本低廉,便于大规模生产和普及使用。附图说明[0050]图1为本发明的调压阀的外形结构简图。[0051]图2为本发明的调压阀沿纵轴线剖切后的组成结构简图。[0052]图3为本发明的调压阀沿纵轴线爆炸开后的组成结构爆炸图。[0053]图4为本发明的左右两侧均带有调压阀的双脚单蹼的组成结构简图。[0054]图5为本发明的储液腔中填充有非牛顿流体的双脚单蹼的组成结构简图。[0055]图中:1、调压阀;101、缸筒;102、活塞;103、储能腔;104、调力弹性元件;105、调力螺钉;1〇6、0型密封圈;2、脚蹼;201、蹼板;202、纵向龙骨;203、对接接口。[0056]其中属于柱塞缸的有:101、缸筒;1〇2、活塞;106、0型密封圈。[0057]其中属于储能组件的有:1〇3、储能腔;104、调力弹性元件;105、调力螺钉。具体实施方式[0058]下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:[0059]如图1所示,本发明的调压阀1的外形结构展示。[0060]所述调压阀1主要包括柱塞缸、储能组件两个组成部分。其中属于柱塞缸的有:101、缸筒。其中属于储能组件的有:103、储能腔;105、调力螺钉。[0061]如图2所示,本发明的调压阀1沿纵轴线剖切后的组成结构展示。[0062]所述调压阀1主要包括柱塞缸、储能组件两个组成部分。其中的柱塞缸主要包括缸筒101、活塞1〇2、〇型密封圈1〇6;其中的储能组件主要包括储能腔103、调力弹性元件104、调力螺钉105。[0063]图中的储能腔103的外壳与缸筒1〇1为一体式结构,g卩为同一零件。[00M]如图3所示,本发明的调压阀1沿纵轴线爆炸开后的组成结构爆炸展示。[0065]所述调压阀1主要包括柱塞缸、储能组件两个组成部分。其中的柱塞缸主要包括缸筒101、活塞102、0型密封圈106;其中的储能组件主要包括储能腔103、调力弹性元件104、调力螺钉1〇5。[0066]如图4所示,本发明的左右两侧均带有调压阀丨的双脚单蹼的组成结构展示。[0067]所述双脚单蹼主要包括蹼板201、左右两根纵向龙骨202、对接接口203。[0068]蹼板201除去包裹脚的部分之外余下的部分留出壁厚的厚度之后将实体掏空形成楔状腔体,该楔状腔体与左右两根纵向龙骨202内的锥管联通,共同组成所述的储液腔。储液腔中填充有液压油或刹车油。[0069]如图5所示,本发明的储液腔中填充有非牛顿流体的双脚单蹼的组成结构展示。[0070]所述双脚单蹼主要包括蹼板201、左右两根纵向龙骨202。[0071]蹼板201除去包裹脚的部分之外余下的部分留出壁厚的厚度之后将实体掏空形成楔状腔体,该楔状腔体与左右两根纵向龙骨202内的锥管联通,共同组成所述的储液腔。储液腔中填充有非牛顿流体。锥管的大头端均设有封堵的堵盖。[0072]本发明的具体实施例如下:[0073]实施例一:如图2所示,本发明的调压阀1。[0074]所述调压阀1主要包括柱塞缸、储能组件两个组成部分。其中的柱塞缸主要包括缸筒101、活塞102、0型密封圈106;其中的储能组件主要包括储能腔103、调力弹性元件104、调力螺钉105。图中的缸筒101与储能腔103的外壳为一体式结构,即缸筒101同时也是储能腔103的外壳。[0075]所述柱塞缸的缸筒101内,填充有液体,所述液体通常为液压油或刹车油。[0076]所述调力弹性元件104通常为压缩弹簧,向内旋转调力螺钉105,所述调力弹性元件104被压缩或者储能腔103内的气体被压缩,亦或调力弹性元件104和储能腔103内的气体二者同时被压缩,所述储能腔103内的储能增加。[0077]实施例二:如图4所示,本发明的左右两侧均带有调压阀1的双脚单蹼。[0078]所述双脚单蹼主要包括蹼板201、左右两根纵向龙骨202、对接接口203。[0079]本实施例中,左右两根纵向龙骨202其内部均为中空的锥管,锥管的大头端均为柱状的对接接口2〇3,并各自接有一个调压阀1。蹼板2〇1除去包裹脚的部分之外余下的部分留出壁厚的厚度之后将实体掏空形成楔状腔体,该楔状腔体与左右两根纵向龙骨202内的锥管联通,共同组成所述的储液腔。[0080]所述储液腔内、柱塞缸的缸筒101内,均填充有液体,所述液体通常为液压油或刹车油。[0081]带有调压阀1的双脚单蹼,具有刚度调节功能,旋转所述调力螺钉105能够调节储液腔中所填充的液体的压力,从而调节所述带有调压阀1的脚蹼2的纵向弯曲刚度,进而调节其推进功率。[0082]将所述调力螺钉105旋入的越深,储能腔1〇3内的调力弹性元件104、气体所受到的沿储能腔103纵轴线方向的压迫力越大,所述储能腔1〇3内的储能增加,储液腔中的压力相应升高,所述带有调压阀1的脚蹼2的初始纵向弯曲刚度越大,当游泳者摆动所述带有调压阀1的脚蹼2时,所述调压阀1使得蹼板201、纵向龙骨202抵抗上下弯曲变形的能力变强,从而提高游速并在高游速下仍然保持较高的推进效率;反之,则所述带有调压阀1的脚蹼2的初始纵向弯曲刚度越小,当游泳者摆动所述带有调压阀1的脚蹼2时,所述调压阀1使得蹼板201、纵向龙骨202抵抗上下弯曲变形的能力变弱,从而降低游速并在低游速下仍然保持较高的推进效率。简而言之,调节所述调力螺钉105的旋入深度可以调节所述带有调压阀1的脚蹼2的推进功率,即实现手动变速的功能。初始纵向弯曲刚度即预设纵向弯曲刚度。[0083]游泳者可以在高频打水高速快游前调高脚蹼2的纵向弯曲刚度,也可以在低频打水低速慢游前调低脚蹼2的纵向弯曲刚度,从而根据需要调节其推进功率;游泳者无论在何种频率下打水,均可以有效提高有用功的比重,最大限度地提升游泳和潜水的前进效率和游速且节省体力,充分发挥出游泳者在水中的行进潜能。[0084]实施例三:如图5所示,本发明的储液腔中填充有非牛顿流体的双脚单蹼。[0085]所述双脚单蹼主要包括蹼板201、左右两根纵向龙骨202。[0086]本实施例中,蹼板201除去包裹脚的部分之外余下的部分留出壁厚的厚度之后将实体掏空形成楔状腔体,该楔状腔体与左右两根纵向龙骨202内的锥管联通,共同组成所述的储液腔。储液腔中填充有非牛顿流体。锥管的大头端均设有封堵的堵盖。[0087]所述非牛顿流体为速度敏感材料,随着储液腔被弯折速率的增大而变硬,从而使得所述脚蹼2具有随速自动变刚度特性。[0088]当游泳者摆动所述脚蹼2时,所述装有非牛顿流体的储液腔在上下弯曲的过程中被挤压、弯曲、剪切,且容积发生改变,储液腔中的非牛顿流体被挤压、弯曲、剪切,游泳者摆腿的频率或速率越高,非牛顿流体被挤压、弯曲、剪切的频率或速率越高,储液腔内的压力也相应升高,所述储液腔的纵向弯曲刚度越大,随速自动变刚度特性越明显,从而提高游速并在高游速下仍然保持较高的推进效率;反之,游泳者摆腿的频率或速率越低,所述储液腔的纵向弯曲刚度越小,从而降低游速并在低游速下仍然保持较高的推进效率。[0089]以上所举实施例为本发明的较佳实施方式,仅用来方便说明本发明,并非对本发明作任何形式上的限制,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明所提技术特征的范围内,利用本发明所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例,并且未脱离本发明的技术特征内容,均仍属于本发明技术特征的范围内。

权利要求:1.一种调压阀(1及其可调刚度脚蹼或可调刚度仿生尾鳍的应用,所述的一种调压阀1包括柱塞缸、储能组件,其特征在于:所述柱塞缸位于前部,柱塞缸的后端接储能组件,柱塞缸、储能组件两者共纵轴线地对接为一体。2.根据权利要求1所述的一种调压阀(1及其可调刚度脚蹼或可调刚度仿生尾鳍的应用,其特征在于:所述柱塞缸包括缸筒(101和活塞(102,缸筒(101内径与活塞(102外径互为配合表面,所述储能组件包括储能腔(103、调力弹性元件(104、调力螺钉105,所述缸筒101与储能腔103相互共纵轴线地对接为一体,从而将柱塞缸与储能组件联接为一体,或者所述缸筒(101和储能腔(103为同一零件,储能腔(103的尾端开有与储能腔103共纵轴线的螺纹孔并装有调力螺钉105,调力螺钉105与活塞(102之间装有与储能腔103共纵轴线的调力弹性元件104。3.根据权利要求2所述的一种调压阀(1及其可调刚度脚蹼或可调刚度仿生尾鳍的应用,其特征在于:所述调压阀(1与脚蹼⑵的蹼板201中、纵向龙骨202中空的锥管中所设有的储液腔或储气腔对接,或者所述调压阀(1与仿生尾鳍的鳍板中、纵向龙骨202中空的锥管中所设有的储液腔或储气腔对接,所述脚蹼2包括蹼板201和位于蹼板201两条纵向侧边上或中部区域的纵向龙骨202,所述仿生尾鳍包括鰭板和位于鳍板两条纵向侧边上或中部区域的纵向龙骨202,所述脚蹼2或仿生尾鳍的纵向龙骨202中至少有一根其内部包含中空的锥管并设为储液腔或储气腔,脚蹼2的蹼板201中、仿生尾鳍的鳍板中或纵向龙骨202内中空的锥管中包含至少一个的储液腔或至少一个的储气腔,每一个储液腔或储气腔联通至少一个的调压阀(1,所述柱塞缸的缸筒(101为与脚蹼2或仿生尾鰭相对接时的调压阀(1的前端,沿纵轴线没入脚蹼2或仿生尾鳍的对接接口203中,储能组件的储能腔(103为调压阀(1对接时的尾端,所述缸筒(101朝向对接接口(203的一端即前端沿其纵轴线开设有与所述对接接口(203相贯通的通孔,所述脚蹼¾的具体类型包括双脚共穿一只的双脚单蹼、双脚各穿一只的双脚双蹼,所述仿生尾鳍的具体类型包括双脚共穿一只的仿生尾鳍,也包括可变尾鳍,双脚单蹼即海豚蹼,所述储液腔或储气腔中填充有液体、气体、润滑脂、非牛顿流体或DEFLEXION减震材料。4.根据权利要求3所述的一种调压阀(1及其可调刚度脚蹼或可调刚度仿生尾鳍的应用,其特征在于:去除所述调压阀(1中的柱塞缸、储能组件中的调力弹性元件(104,即所述调压阀(1仅保留储能组件中的储能腔(103、调力螺钉(105,且储能腔(103替代原来的缸筒(101没入脚蹼2或仿生尾鳍的对接接口(203中,从而与脚蹼2或仿生尾鳍沿彼此的纵轴线相对接为一体。5.根据权利要求4所述的一种调压阀(1及其可调刚度脚蹼或可调刚度仿生尾鳍的应用,其特征在于:将所述调压阀(1的柱塞缸和储能组件整体替换为液压中常用的蓄能器,即将液压冲常用的蓄能器小型化后通过对接接口(203与脚蹼2或仿生尾鳍所设有的储液腔或储气腔沿彼此的纵轴线对接。6.根据权利要求5所述的一种调压阀(1及其可调刚度脚蹼或可调刚度仿生尾鳍的应用,其特征在于:在所述蓄能器与对接接口(203之间加入液压中常用的单向阀,即用单向阀替代蓄能器与对接接口(2〇3相对接,从而将蓄能器、单向阀以及储液腔和储气腔的二者之一,三者共纵轴线地串联为一体,所述单向阀只能向蓄能器释放压力的方向开启,单向阀的阀芯的密封面上或纵轴线上开有纵向贯穿该阀芯的至少一个的节流孔。7.根据权利要求6所述的一种调压阀(1及其可调刚度脚蹼或可调刚度仿生尾鳍的应用,其特征在于:所述蹼板201、鳍板或纵向龙骨202中空的锥管中的储液腔中或储气腔中填充有非牛顿流体或DEFLEHON减震材料,在蹼板201、鳍板中的储液腔或储气腔内部,或者在锥管的内部,设有横隔膜,横隔膜以内为非牛顿流体或DEFLEXION减震材料,横隔膜以外填充液体、气体或润滑脂并联通调压阀(1,所述锥管的纵轴线为曲线或直线,垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面为非圆形或圆形,且各锥管内腔横截面周长自游泳者行进方向的前方一端向游泳者行进方向的后方一端逐渐减小。8.根据权利要求7所述的一种调压阀(1及其可调刚度脚蹼或可调刚度仿生尾鳍的应用,其特征在于:在平行于蹼板201、鳍板的上、下表面且与所述储液腔或储气腔的内壁相切或相平行的所述蹼板201、鳍板或纵向龙骨202的上部、下部两个区域,分别设有将储液腔或储气腔夹在中间的上夹片、下夹片。

百度查询: 朱光 一种调压阀及其可调刚度脚蹼或可调刚度仿生尾鳍的应用

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