一种充电式可穿戴潜水助力系统技术方案

本产品涉及一种充电式可穿戴潜水助力系统，使用时用户可将其系于腰间，连接在裤扣上依靠推进器推动实现潜水人员水下活动助力功能，配合呼吸系统，可达到扩大潜水人员活动范围、节省潜水人员体力的目的。本产品保护的技术方案包括助力系统和充电系统。助力系统指本产品使用的浮力腰带和推进器，浮力腰带包括一块或两块支撑板和一条或两条收缩带，腰带的支撑板内含有控制模块和适量浮力材料，推进器可依靠夹持装置伸出浮力腰带外或由固定套镶嵌在腰带支撑板内。充电系统指本产品设计的充能脚蹼，充能脚蹼里装有能量转换装置，该装置可将动能转换为电能，可延长电池为推进器供电的时间。本产品不仅考虑了潜水人员水下活动的穿戴舒适性，同时助力功能也符合人体结构特征。

A Charging Wearable Diving Booster System

This product relates to a rechargeable wearable diving booster system. Users can tie it to waist when using, connect it to trousers button and rely on propeller to realize underwater activity boost function of divers, cooperate with respiratory system, and achieve the purpose of expanding the range of divers'activities and saving divers' physical strength. The technical scheme of product protection includes booster system and charging system. The booster system refers to the buoyancy belt and propeller used in this product. The buoyancy belt includes one or two supporting plates and one or two contraction belts. The supporting plate of the belt contains control modules and appropriate buoyancy materials. The propeller can extend outside the buoyancy belt by clamping device or be embedded in the supporting plate of the belt by fixing sleeve. Charging system refers to the design of this product's charged webbed feet. The charged webbed feet are equipped with energy conversion device, which can convert kinetic energy into electricity, and can prolong the time of battery power supply for the propeller. This product not only considers the comfort of underwater activities of divers, but also conforms to the human body structure characteristics.

【技术实现步骤摘要】
一种充电式可穿戴潜水助力系统
本技术涉及一种充电式可穿戴潜水助力系统。
技术介绍
目前，助力辅助装备兴起，不论是电影银屏上的钢铁侠或者是医疗、军事上的辅助器械，给了人们很大的启发，有了这些器械不仅能让使用者更加省力的去做某些已经可以做到的事，还能帮助人们完成更多一般不能做到的事情，这使得人们对这类设备越来越着迷。随着越来越多的研发公司加入进来，外骨骼已经从最初的仅用于医疗和军事方面拓展到日常应用场景，比如公司为了增加员工的生产效率，采用的辅助装备等。由于多家公司的外骨骼研究与设计，使得人类和机器人之间的边界已经变得越来越模糊，未来机器人与人类将互相协同实现某些特定的运动和功能。尽管陆地上的外骨骼装备的研制已经风生水起了，但是水下的外骨骼装备却甚少研究。原因是由于水中的环境状况不同于陆地，水的浮力和阻力作用给人员水下活动带来了新的运动特征，这就使得水下外骨骼的动力系统跟陆地上的完全不同。此外，在水中还要考虑呼吸系统问题，因此水下可穿戴外骨骼设备发展缓慢，技术还不成熟，现有的产品也不多。与此同时，能量尤其是电能的转换利用是一个亘古不变的话题，几乎所有的电池研发工作者在追求电池的高效率的同时，都在思考如何达到边用边充的效果，已提升电池的供电时间。本技术专利，通过研究水下运动的各种特征，旨在设计出一种能够辅助潜水人员在水下运动，且能为人员水下运动时携带的电池充电的充电式水下潜水助力系统，可扩大潜水人员的活动范围，提高潜水人员的活动能力并节省体力。已公开关于外骨骼的专利，包括：201610743020.7外骨骼服；201380057411.8手外骨骼；201580020679.3外骨骼型手套；201510507542.2助力外骨骼；20138006499.9可重新配置的外骨骼；201010225081.7带有外骨骼的CMM臂；201410705631.3穿戴式外骨骼座椅；201610334853.8一种可飞行外骨骼；201510850693.8柔性外骨骼机器人；201380026901.1机动外骨骼单元；201610284409.X助力外骨骼装配体等，目前还没有关于充电式可穿戴潜水助力系统的相关专利。
技术实现思路
本技术的目的在于设计出一种能够辅助人体在水下活动的助力装置，使用者在水下活动时可以游动速度更快，节省体力，并且为人体所携带的电池补充电能，从而延长水下供电时间，更好的完成各种水下活动。本技术涉及一种充电式可穿戴潜水助力系统，使用时用户可借助推进器的推动在水下自由活动。本技术整个系统的技术方案均包括助力系统和充电系统，其中助力系统设计出三种实施例，且使用时可同时配合其他的潜水装备使用，如呼吸系统。助力系统指的是本技术中使用的浮力腰带和推进器。浮力腰带包括支撑板和收缩带，考虑到轻便性以及潜水时可能遇到的种种条件，浮力腰带的支撑板优先选用密度小、强度大的铝合金材料，支撑板里放置适量的浮力材料以增加人在潜水时的浮力，浮力材料选用标准型固体浮力材料，由于固体浮力材料具有轻质、高强、吸水率低，性价比高的特点，因此可较好地满足本专利浮力系统的要求。支撑板里还放置了控制模块，控制模块具有调速、开关推进器的功能。每个控制模块配有3条USB接线，USB接线与助力系统的推进器和电池包相连接，可提供电能驱动推进器，接口需做好防水密封工作。浮力腰带的松紧可由其收缩带调整以适应不同体型的使用者。本技术的助力系统选用的推进器只要满足一定的推力大小都可适用于本技术，推进器既可依靠夹持装置伸出浮力腰带之外，也可由固定套固定嵌套在浮力腰带的支撑板内。当推进器被布置在浮力腰带外侧时，可选用合适大小的推进器，并使用与推进器直径相匹配的夹持装置，使推进器距离人体一段距离以减轻涡流对人体的干扰，夹持装置选材可为铝合金，使其更加轻便且具有较高的强度。当推进器嵌套在浮力腰带的支撑板内时，推进器的直径不宜过大，推进器由固定套固定在浮力腰带支撑板内。本技术充电系统指的是脚蹼中的能量转换装置。充电系统由带有能量装换装置的脚蹼和1条USB接线组成，该USB接线即为能量转换装置所带的USB接线。脚蹼的大小适用于一般成年人，脚蹼后跟空闲区域设置了能量储备转换装置，该装置可将潜水时腿部产生的动能转化为电能。能量储备转换装置由上底板、下底板、发电机、USB接线、支承轴、垂直弹簧、水平弹簧、小齿轮、大齿轮、齿条、滑块和导轨槽组成，其工作原理如下：人体潜水时，腿部运动产生的位移是一个小的垂直运动，因此，采用滑块对垂直位移进行转化。能量转换装置共设有两组滑块，其中一组滑块装在上底板上，另一组滑块安装在下底板上，上底板的滑块可驱动下底板的滑块，下底板的滑块连接到齿条上。当能量收集装置的上底板在一次腿部摆动过程中被压时，上底板的滑块会驱动下底板的滑块，下底板的滑块会驱动齿条，齿条在水平方向上呈线性滑动。因此，滑块可以将小的垂直位移转化为齿条的直线运动，即滑块之间的相互作用显示出潜水时人体腿部的垂直位移。齿条与小齿轮啮合，小齿轮又与大齿轮啮合，齿条作直线运动时会带动小齿轮转动，小齿轮则会带动大齿轮转动，即齿条的直线运动可以转换为大齿轮的旋转运动，且由于两个齿轮直径不同，即存在减速比，小齿轮的转动速度必然比大齿轮快，又因功率一定时齿轮的转速和扭矩成反比，故大齿轮可以提供更大的扭矩。人类潜水时，腿部摆动频率通常很低，而能量转换装置受到的冲击力则是相当高的。同时，微型发电机可以由低扭矩驱动有效地产生电能，微型发电机通过螺栓与大齿轮相连，大齿轮的旋转运动产生的扭矩可使微型发电机有效地产生电能。能量转换器的工作方式是往复式，因此，竖直弹簧和水平弹簧为滑块和上底板、下底板提供了一种恢复力。发电机引出1条USB接线，接线口做好密封，该USB接线可与电池包相连接以达到边充边用的功能。本技术中的助力系统和充电系统配合潜水时的其他装备，如氧气瓶、电池包，可以很好的扩大潜水人员的活动范围，提高潜水人员的活动能力并达到节省体力的目的。本技术的特点：(1)技术的助力系统和充电系统符合潜水人员的运动特征和身体结构特征，如人体腰部位置为人的重心点和浮心点，在该处施加推理潜水人员是最舒适的；并且助力腰带系统与裤扣连接，在推进器助推时可以通过裤扣将力分布到裤子与穿戴人员接触的各个部位，符合人体结构特征的需求。(2)推进器布局可根据需求进行调整，可实现2个、3个、4个或者更多数量水下推进器布局，在保证具有足够推进力的同时实现人体姿态控制。(3)所选用的控制板，可实现推进器的调速功能和开关功能。(4)可实现潜水人员边游边充电的功能；当潜水者富有潜水经验且体能充沛时，也可关闭推进器享受潜水的乐趣，人员潜水活动可为电池充电；此举可提高电池包的供电时间。(5)该充电式可穿戴潜水助力系统不仅为水下工作人员或者潜水爱好者带来极大的方便，辅助他们在水下的活动，还能节省潜水人员的体力，符合助力装置的概念。4、附图说明为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例描述中所使用的附图简单地介绍。显而易见，下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图与结构。图1实施例1穿戴效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电式可穿戴潜水助力系统，其特征在于：该系统包括一套助力系统与一套充电系统，充电系统借助USB接线与助力系统相连接；助力系统为包含若干水下推进器的腰带，推进器均对称布置于腰带内或借夹持装置安装于腰带外，助力系统可由电池连接腰带内的控制模块获取电源，从而驱动推进器带动人体在水下前行；充电系统为一双带有能量转换装置的充能脚蹼，能量转换装置安装于脚蹼的脚后跟空闲区域，通过其自带的USB接线连接至助力系统的控制模块，再由控制模块连接至电池来补充电能。

【技术特征摘要】
1.一种充电式可穿戴潜水助力系统，其特征在于：该系统包括一套助力系统与一套充电系统，充电系统借助USB接线与助力系统相连接；助力系统为包含若干水下推进器的腰带，推进器均对称布置于腰带内或借夹持装置安装于腰带外，助力系统可由电池连接腰带内的控制模块获取电源，从而驱动推进器带动人体在水下前行；充电系统为一双带有能量转换装置的充能脚蹼，能量转换装置安装于脚蹼的脚后跟空闲区域，通过其自带的USB接线连接至助力系统的控制模块，再由控制模块连接至电池来补充电能。2.根据权利要求1所述的一种充电式可穿戴潜水助力系统，其助力系统的特征是一条浮力腰带和若干推进器，浮力腰带包括一块或两块支撑板和一条或两条收缩带，腰带的每个支撑板内含有控制模块，控制模块含有的USB接线并分别与推进器和潜水时使用的电池包相连，可实现调速和提供电能的功能；推进器可依靠夹持装置伸出浮力腰带外或由固定套固定在腰带支撑板内；助力系统设计出三种结构，第一种结构的特征为：浮力腰带包括一块支撑板和一条收缩带，收缩带可穿过裤扣系于人体后腰部，浮力腰带配有两个推进器，推进器使用与之直径匹配的夹持装置伸出，对称布置于浮力腰带的左右两侧，浮力腰带和夹持装置、夹持装置和推进器均可使用方便拆装螺栓连接；第二种结构的特征为：浮力腰带配有两个推进器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳市优沃斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44