Патент на изобретение №2279993

(54) ШАРНИРНО-СОЧЛЕНЕННОЕ ВЕСЛО

(57) Реферат:

Изобретение относится к мелкому судостроению и касается устройства весел (В) для гребли лицом вперед. Шарнирно-сочлененное В имеет рукоятку с полушестерней зацепления, стержень с полушестерней зацепления и с выполненными на его другом конце проушинами с вертикальными соосными осями, рычаг, внизу которого прикреплен вертикальный кронштейн, тягу, прикрепленную с одной стороны шарнирно к проушинами рычага, а с другой – к оси на поворотной планке, прикрепленной на горизонтальной и параллельной оси лодки уключине, закрепленной на кронштейнах мелкого судна или к его борту. Кронштейн закреплен внизу рычага и выполнен обтекаемым трубчатым прямоугольного горизонтального сечения. В нижнем переднем углу широких сторон этого сечения выполнены два соосных отверстия. В них поворотно относительно горизонтальной оси прикреплена лопасть (Л), имеющая со своей вогнутой стороны продольный гребень, упрочняющий Л на 1/3 ширины. Между гребнем и продольными краями Л имеются два корытообразных обтекаемых желоба двоякой кривизны. На оси симметрии по длине Л выполнена площадка, на которой прикреплен кронштейн-проушина с двумя горизонтальными соосными отверстиями большего и меньшего диаметра. С помощью отверстия большего диаметра закреплена Л, с помощью отверстий меньшего диаметра – подпружиненная тяга с буртом и проушиной внизу. Пружина сжатия одета на тягу и опирается сверху на нижнюю грань рычага. Тяга верхним концом выведена наверх рычага сквозь отверстие на оси симметрии рычага и имеет на конце горизонтально вращающийся на консольном пальце опорный ролик. На верхней проушине стержня, на месте шарнирного крепления рычага к стержню, прикреплена на штифтах и винтах горизонтальная планка. Другим концом планка с противоположной стороны прикреплена к круговому г-образного поперечного сечения сектору с углом 80-90° или сделанному составным из двух частей для регулировки угла гребка, на одном из концов сектора прикреплена поворотно подпружиненная вниз “горка”, с другой стороны вертикальная стенка сектора отогнута от касательной внутрь угла сектора на 10-15°. Технический результат заключается в повышении скорости гребли и увеличении коэффициента полезного действия при использовании мускульной силы. 9 ил.

Изобретение относится к лодочному спортивному инвентарю, преимущественно парной двойки, четверки, восьмерки академических лодок.

Известно шарнирно-сочлененное весло, содержащее стержень с полушестеренчатой передачей, рукоятку с такой же полушестеренчатой передачей, посаженных в зацеплении на вертикальных осях, закрепленных на толстом листе г-образной уключины, закрепленной поворотно на параллельно расположенной оси лодки. Уключина может быть закреплена на кронштейне академической лодки или к борту шлюпки, яла. Кроме того, весло содержит шарнирно-сочлененный рычаг, к которому жестко снизу прикреплена лопасть весла. На другом конце рычага шарнирно прикреплена трубчатая тяга, прикрепленная другим концом к вертикальной оси на уключине.

Недостатком является то, что лопасть при подготовке гребка (проносе вперед над водой) остается перпендикулярной к поверхности воды, одновременно оставаясь перпендикулярной к осевой плоскости лодки, при котором скорость лопасти весла увеличивается более чем вдвое, в результате чего увеличивается сопротивление воздуха, уменьшается скорость.

Целью изобретения является повышение скорости и коэффициента полезного действия – КПД использования приложенной при гребле мускульной силы за счет уменьшения сопротивления воздушной среды при подготовке к гребку, а также достижения более высоких результатов на спортивных соревнованиях.

Указанная цель достигается тем, что на шарнирно-сочлененном весле, состоящем из трубчатого стержня с полуцилиндрической шестерней зацепления, на противоположном конце стержня, шарнирно относительно вертикальной оси прикреплен рычаг с кронштейном внизу из прямоугольного трубчатого сечения, внизу которого на противоположных стенках выполнены соосные отверстия. Лопасть весла выполнена с одной стороны выпуклой поверхностно двоякой кривизны, а с другой стороны продольным жесткостным продольным гребнем, между ним и продольными краями выполнены две корытообразные обтекаемые желобки двоякой кривизны. На вертикальной оси симметрии лопасти прикреплена не менее чем на четырех болтах (винтах) двухпроушинный рычаг (кронштейн) с двумя параллельными отверстиями, один, со стороны лопасти большего диаметра, а второй меньшего, на закругленном конце.

На оси симметрии рычага, в пределах прямоугольно-трубчатого кронштейна выполнено перпендикулярное (вертикальное) отверстие, в которое вставлена подпружиненная вниз тяга, прикрепленная снизу поворотно в отверствии меньшего диаметра рычага (кронштейна), прикрепленного к лопасти весла. На верхнем конце тяги, выступающей над рычагом, поворотно закрепленном на стержне весла, на консольном проволочном пальце, обращенном в сторону стержня, прикреплен опорный ролик диаметром 8-12 мм. На верхней проушине стержня шарнирного рычага весла прикреплена с фиксацией на штифтах и полупотайной головкой винтах планка, прикрепленная со стороны тяги весла над рычагом, с г-образного сечения кольцевому сектору, например, под углом 90 градусов. На концах г-образных секторов, в зависимости от правого или левого весла, выполнена подпружиненная “горка” подъема и перекатывания ролика тяги-привода лопасти весла из рабочего положения в горизонтальное и наоборот. Ролик, а вместе с ним и тяга, оказываются периодически на двух уровнях: при проводке лопасти весла, ролик набегая на “горку” и перекатываясь по верху г-образного сектора, держит лопасть весла в горизонтальном положении; а когда ролик оказывается на конце сектора, под действием пружины и веса тяги, тяга падает вниз на уровень рычага, лопасть при этом принимает рабочее положение.

Новым является то, что внизу рычага прикреплен прямоугольный трубчатый кронштейн с соосными проушинами на удлиненных стенках. В соосных отверстиях относительно горизонтальной оси поворотно прикреплена лопасть весла с выпукло-вогнутыми поверхностями. На вогнутой стороне, на утолщенном горизонтальном гребне, на вертикальной оси симметрии прикреплен кронштейн с двумя соосными и параллельными отверстиями, большего диаметра со стороны лопасти, меньшего на конце. С помощью горизонтального пальца кронштейны на рычаге и на лопасти весла поворотно соединены между собой. В отверстиях меньшего диаметра прикреплена подпружиненная тяга, а на верхнем конце тяги, на консольном пальце установлен опорный ролик, обращенный в сторону шарнирного соединения рычага со стержнем весла. На верхней проушине стержня весла прикреплена планка с посадкой на штифтах и закрепленной на полупотайных винтах, а с другой стороны планка прикреплена к кольцевому г-образному сектору. На одном из концов сектора выполнена подпружиненная вниз “горка”, позволяющая ролику и тяге быть на разных уровнях относительно рычага.

Новая совокупность признаков позволяет повысить скорость лодки и КПД использования приложенной силы за счет уменьшения сопротивления воздушной среды при проводке лопасти весла вперед, за счет автоматического приведения лопасти весла в горизонтальное и рабочее положения.

На фиг.1 показана академическая лодка с шарнино-сочлененными веслами и лопастями поступательно направленного действия;

на фиг.2 – фрагмент шарнирно-сочлененного весла с показом лопасти в горизонтальном при проводке и рабочем положениях;

на фиг.3 – вид по А-А;

на фиг.4 – вид сверху, в перпендикулярном положении весла к оси лодки;

на фиг.5 – развернутый вид г-образного сектора с разрезом рычага на месте отверстия прохода подпружиненной тяги и роликом на верхнем конце;

на фиг.6 – разрез по оси симметрии рычага с показом г-образного сектора с планкой, ролика и подпружиненной тяги;

на фиг.7 – при движении сектора ролик поднимает подпружиненную “горку”;

на фиг.8 – ролик с подпружиненной тягой поднимается по “горке”, приводя лопасть весла в горизонтальное положение;

на фиг.9 – ролик и тяга под действием пружины и веса падают на уровень рычага приводя лопасть в вертикальное рабочее положение.

Шарнирно-сочлененное содержит, трубчатую рукоятку 1 со сферической заглушкой на конце и полушестеренчатым зацеплением на другом конце, стержня 2 с таким же полушестеренчатым зацеплением. На противоположном конце трубчатого стержня прикреплены тройные проушины из целого металла с соосными вертикальными отверстиями и в них поворотно с помощью пальца 3 прикреплен двухпроушинный рычаг 4 трапецеидальной сверху формы, с проушинами на противоположном конце. К этим проушинам прикреплена трубчатая тяга 5. Противоположный конец тяги прикреплен на оси, прикрепленной к г-образной планке 6. На двух других осях, закрепленных на планке, смонтированы в зацеплении полушестерни на рукоятке и на стержне весла. Планка прикреплена поворотно относительно горизонтальной оси параллельной оси лодки на кронштейне академической лодки или к борту шлюпки, яле, или же к борту любой лодки. Внизу рычага 4 прикреплен кронштейн 7 из прямоугольной трубы. На полуоткрытой нижней части со стороны движения лодки выполнены соосные отверстия с широких сторон трубчатого сечения, в которых на горизонтальной оси поворотно прикреплена лопасть 8 весла. Лопасть с одной стороны выполнена выпуклой двоякой кривизны симметричной, а с другой стороны, с продольным горизонтальным гребнем на 1/3 ширины. Между гребнем лопасти и продольными краями (кромками) выполнены корытообразно вогнутыми двоякой кривизны. На вертикальной оси симметрии лопасти выполнена выступающая над гребнем вертикальная площадка. На этой плоской площадке прочно прикреплен, не менее чем четырьмя болтала ( винтами) проушинистый фигурный кронштейн 9 с двумя параллельными отверстиями большего и меньшего диаметра, причем большего для крепления лопасти 8 на кронштейне 7, прикрепленном к рычагу 4, а на меньшем отверстии крепится подпружиенная тяга 10, выступающая верхним концом над рычагом 4 через обрамленное кольцом отверстие 11, выполненное вертикально на оси симметрии рычага. На верхнем конце тяги, обращенном в сторону проушин стержня на консольном пальце, одет опорный ролик 12. На верхней проушине стержня на штифтах и винтах с полупотайной головкой прикреплена планка 13, которая противоположным концом прикреплена к г-образного сечения круговому сектору 14. На одном конце кругового сектора выполнена подпружиненная вниз наклонная “горка” 15, на другом конце, вертикальная стенка сектора стогнута на угол 10-15 градусов. А регулировка угла накрытия лопасти весла осуществляется винтом 16 с контргайками.

Лопасть шарнирно-сочлененного весла работает следующим образом:

– на фиг.3 показанное сплошной линией соответствует рабочему-гребковому положению, а пунктирной линией показано наклонное положение лопасти при проносе лопасти вперед для очередного гребка. При гребке ролик 12 на рычаге 4 находится в неподвижном положении и перед самым концом гребли движущийся (поворотом) сектор поднимает подпружиненную вниз “горку” и проходит ее, “горка” возвращается в исходное положение;

– на фиг.8 показан момент, когда сектор 14 движется в начале обратного направления, при этом “горка” поднимает ролик 12 наверх, а вместе с ним и тягу, преодолев силу пружины, поворачивает лопасть весла почти в горизонтальное положение, предотвращая случайное зарывание лопасти при волнении, и при этом ролик, перекатываясь по гребню сектора на высоте h, держит лопасть в наклонном положении, а на конце сектора ролик, потеряв опору, падает вниз на ту же высоту h, приводя лопасть в рабочее положение с соблюдением угла накрытия 2-4 градуса.

Для регулировки угла накрытия, предусмотрен регулировочный винт 16.

Технико-экономические преимущества предложенного технического решения заключаются в следующем:

– увеличивается скорость;

– в процессе гребли лопасть весла автоматически занимает рабочее верикальное положение, а при проносе вперед – горизонтальное положение, а также точно отрегулированное накрытие при вхождении лопасти в воду;

– увеличивается КПД использования мускульной силы;

– уменьшаются угловые потери и на всплывание лопасти;

– представляется возможным вести греблю, находясь лицом вперед.

При разработке чертежей и оформления заявки учтены видимые и невидимые недостатки учебников “Гребной спорт” 1966, 1976 годов издательства “Физкультура и спорт”.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №189624.

2. Заявка №2003131670 под названием “Весло с зубчатым соединением ручки и древка”.

Формула изобретения

Шарнирно-сочлененное весло, содержащее рукоятку с полушестерней зацепления, стержень с полушестерней зацепления, на другом конце которого имеются проушины с вертикальными соосными осями, рычаг, внизу которого прикреплен вертикальный кронштейн, тягу, прикрепленную с одной стороны шарнирно к проушинам рычага, а с другой – к оси на поворотной планке, прикрепленной на горизонтальной и параллельной оси лодки уключине, закрепленной на кронштейнах академической лодки или к борту шлюпки, яла, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости, уменьшения встречного сопротивления воздуха, путем автоматизации поворота лопасти весла в наклонное на 6-10° от уровня воды положение при подготовке к гребку (проносе лопасти весла с более чем двойной скоростью лодки вперед) и наиболее правильного, автоматического накрытия воды лопастью в начале гребка, кронштейн, закрепленный внизу рычага, выполнен обтекаемым, трубчатым, прямоугольного горизонтального сечения, в нижнем переднем углу широких сторон сечения выполнены два соосных отверстия, в которых поворотно относительно горизонтальной оси прикреплена лопасть весла, выполненная со своей вогнутой стороны с продольным гребнем, упрочняющим лопасть на 1/3 ширины, между ним и продольными краями лопасти выполнены два корытообразных обтекаемых желоба двоякой кривизны, на оси симметрии по длине лопасти выполнена площадка, на которой прикреплен кронштейн-проушина с двумя горизонтальными соосными отверстиями большего и меньшего диаметра, причем с помощью отверстия большего диаметра закреплена лопасть, а посредством отверстий меньшего диаметра – подпружиненная тяга с буртом и проушиной внизу, причем пружина сжатия, одетая на тягу, опирается сверху на нижнюю грань рычага, а тяга своим верхним концом выведена наверх рычага сквозь отверстие на оси симметрии рычага и имеет на конце, на консольном пальце, горизонтально вращающийся опорный ролик, на верхней проушине стержня, на месте шарнирного крепления рычага к стержню, прикреплена на штифтах и винтах горизонтальная планка, которая другим концом с противоположной стороны прикреплена к круговому г-образного поперечного сечения сектору с углом 80-90° или сделанному составным из двух частей для регулировки угла гребка, причем на одном из концов сектора прикреплена поворотно подпружиненная вниз “горка”, а с другой стороны вертикальная стенка сектора отогнута от касательной внутрь угла сектора на 10-15°.

РИСУНКИ