Приспособления для подводного плавания, содержащие плавниковый движитель, и их базовый элемент - опора
Изобретение относится к приспособлению для подводного плавания, ориентированному на движение ноги, аналогичное ее движению при плавании кролем, представленному в 3-х вариантах. Общее для всех то, что они содержат 1) плавниковый движитель, включающий плавик, устанавливаемый относительно ноги в продолжение голени, и жесткую опору для него, с которой указанный плавник связан, и 2) жесткий базовый элемент - базу, укрепляемую на ноге в области голени и стопы и располагаемую относительно нее частью с задней ее стороны, по крайней мере в районе голени, и частью со стороны ее подошвы. Особенность первого варианта в том, что опорой для плавникового движителя служит указанная база, с которой он связан шарнирно с возможностью его фиксации, причем шарнир располагаем с задней стороны ноги, выше ее подошвы, особенность второго варианта в том, что опорой для плавникового движителя служит нога, а опорой для плавника служит указанная база, а особенность третьего варианта. в том, что указанные плавник и база являются частями монолитного приспособления. Технический результат заключается в том, что указанная база позволяет не только задавать оптимальное положение плавнику и переносить нагрузку с голеностопа на колено, бедро, но и создавать узлы связи с ней плавникового движителя или плавника, в работе с которыми задействована одна рука. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 26 ил.
Ключевые слова и выражения, употребляемые в тексте, и их толкование
Ласт (традиционный ласт) - движитель, устанавливаемый на ноге, переводящий энергию ноги, движущейся в воде по типу ее движения при плавании кролем или дельфином, в энергию, обеспечивающую продвижение пловца по линии, проходящей через его позвоночник в направлении от ног к голове. Ласт содержит: лопасть отталкивания от воды, имеющую одну сторону отталкивания и устанавливаемую, относительно ноги, со стороны ее подошвы, в продолжение стопы, в плоскости, ортогональной плоскости «голень-стопа»; базовый элемент - жесткую опору для лопасти - основу ласта, с которой указанная лопасть связана подвижно, с возможностью вращательного движения в ограниченном угловом диапазоне в плоскости движения ноги - в плоскости «голень-стопа»; элементы узла связи ласта с опорой для него.
Основа ласта - то же самое, что и опора для лопасти ласта.
Плавник, в контексте заявки - лопасть отталкивания от воды, имеющая две стороны отталкивания, устанавливаемая относительно ноги со стороны ее подошвы, в продолжение позвоночника (или, что то же, в продолжение голени), в плоскости, ортогональной плоскости «голень-стопа», связанная с опорой для нее подвижно, с возможностью ее вращательного движения в ограниченном угловом диапазоне в плоскости движения ноги - в плоскости «голень-стопа». Здесь плавник - рукотворный аналог хвостового плавника у рыб или плавникового хвоста у кита, дельфина.
Плавниковый движитель, в контексте заявки - движитель, устанавливаемый на ноге, переводящий энергию ноги, движущейся в воде по типу ее движения при плавании кролем или дельфином, в энергию, обеспечивающую продвижение пловца по линии, проходящей через его позвоночник в направлении от ног к голове, содержащий: плавник, опору для плавника - основу плавникового движителя, с которой плавник связан с возможностью его вращательного движения в ограниченном угловом диапазоне в плоскости его перемещения в воде (в плоскости «голень-стопа»), и на которой выполнены элементы узла связи ее с опорой для плавникового движителя. (В первоначальной заявке «плавниковый движитель» по ошибке (очевидной ошибке) назван «ластом». В настоящей редакции указанная ошибка исправлена)
Основа плавникового движителя - то же самое, что и опора для плавника.
Приспособление для плавания под водой, ориентированное на движение ноги, аналогичное ее движению при плавании кролем (приспособление) - такое приспособление, содержащее плавниковый движитель, устанавливаемый на ноге, в конструкции которого целенаправленно учтены силы, действующие на плавник при указанном движении ноги в оптимальном угловом относительно линии продвижения пловца, проходящей по линии позвоночника, диапазоне, при их передаче на ногу, а также учтены конституция и физиологические особенности ноги.
Опора для плавникового движителя - базовый элемент приспособления для плавания конструкция, состоящая из жестких элементов, связанных между собой, прилегаемая к ноге и укрепляемая на ней в области голени и стопы, выполняющая функцию платформы для размещения на ней элементов узлов связи с ней, прежде всего, плавникового движителя (его основы).
«Нога как опора для плавникового движителя» означает, что на ноге крепится непосредственно плавниковый движитель, крепится основа плавникового движителя, а само приспособление для плавания по существу тождественно плавниковому движителю. В этом случае опора для плавника (она же - основа плавникового движителя) - базовый элемент приспособления для плавания (базовая опора для плавника).
Базовый элемент приспособления для подводного плавания, содержащего плавниковый движитель, устанавливаемый на ноге (база) - жесткий элемент (жесткая конструкция, жесткие элементы, связанные между собой), располагаемый относительно ноги хотя бы частью вдоль нее, укрепляемый на ней в области голени и стопы, выполняющий функцию опоры либо для плавникового движителя, либо для плавника (функцию платформы для размещения на ней элементов узлов связи с ней либо плавникового движителя, либо плавника).
Элементы крепления базы на ноге - элементы, обхватывающие ногу, способные в местах прилегания к ноге следовать за ее формой, «мягкие» без нагрузки и жесткие под нагрузкой, связанные с базой.
«Линия голени» - условная прямая, проходящая по большой берцовой кости голени, вдоль нее.
Область техники
Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим продвижение пловца под водой при движении ноги, аналогичном движению ее при плавании кролем.
Предшествующий уровень техники
Наиболее известным приспособлением указанного назначения является традиционный ласт (ласты), крепящийся на стопе пловца - движитель-ласт. Ласт выполнен, как правило, монолитным из эластичного материала, например, см. патентную заявку US 2002106950, опубликованную 08.08.2002.
Главные недостатки ласт: 1) наличие холостого хода при движении ноги к заду, 2) невозможно установить положение лопасти без нагрузки «параллельно голени», а значит, имеет место неэффективное использование усилий пловца, 3) большая нагрузка на стопу и голеностоп при плавании, что болезненно для пловца и заставляет его сдерживать усилия ног, тем снижать скорость его продвижения в воде, 4) неудобство при ходьбе в воде.
Из уровня техники известно приспособление для плавания под водой, содержащее плавниковый движитель, устанавливаемый на ноге, работающий от движения ноги, аналогичного ее движению при плавании кролем (приспособление), раскрытое в патенте US 6,672,920 B2, 06.01.2004. Указанное приспособление содержит:
1) сапог, имеющий гибкую подошву, плотно обхватывающий стопу и голень - элементы крепления приспособления на ноге, обхватывающие ногу в области голени и стопы, выполненные с учетом анатомической и физиологической особенности ноги, то есть способные принимать форму обхватываемой ими ноги, при этом не травмировать ее;
2) две жесткие оболочки, закрепленные на голенище сапога, вдоль него: одна обхватывающая его спереди и по бокам, для крепления на ней плавникового движителя, другая
- сзади и с боков его, связанные между собой жестко - жесткую опору для плавникового движителя (базу), прилегаемую к ноге, располагаемую вдоль ноги и имеющую поверхность, обращенную к ноге, в плоскости, по существу ортогональной плоскости «голень-стопа» и «параллельной голени»;
3) плавниковый движитель, включающий: плавник, и жесткую опору для него - основу плавникового движителя, с которой указанный плавник связан подвижно, с возможностью его вращательного движения в ограниченном угловом диапазоне в плоскости «голень-стопа», причем основа плавникового движителя, в свою очередь, связана с указанной опорой для плавникового движителя (базой) шарнирно и с возможностью фиксации положения плавникового движителя как при плавании, так и при ходьбе, причем указанное шарнирное соединение располагаемо выше подошвы стопы.
Указанные признаки приспособления-аналога достаточны для того, чтобы:
1) исключить в работе плавника холостой ход при движении ноги к заду;
2) перенести нагрузку со стопы, голеностопа и голени на коленный и тазобедренные суставы и мышцы бедра и живота;
3) обеспечить при упругом соединении плавника установку его без нагрузки в продолжение линии голени, а при шарнирном соединении плавника - «установку» в продолжение линии голени биссектрисы угла, образуемого крайними положениями плавника при смене фазы движения, что, в свою очередь, обеспечивает эффективность работы ноги (плавника) в оптимальных угловых диапазонах движения ноги и плавника;
4) предотвратить появление люфта в работе плавника при передаче на ногу сил, действующих в плоскости «голень-стопа» «перпендикулярно голени»;
5) пловцу передвигаться с помощью ног по любой твердой поверхности лицом в направлении движения.
Недостатки указанного приспособления:
1) опора для плавникового движителя (база) как жесткая конструкция располагаема относительно ноги сзади, спереди и по бокам нее, а как платформа для размещения на ней элементов узла связи с ней плавникового движителя, то есть как, собственно, опора, располагаема исключительно спереди и по бокам ноги. Следствие: основа плавникового движителя представлена двумя пластинами, располагаемыми по бокам ноги, вдоль нее. Отсюда:
2) наличие зазора между подошвой обуви и плавником в состоянии готовности его к работе, то есть увеличено плечо приложения сил на плавник;
3) в изменении и фиксации положения плавникового движителя задействованы обе руки;
4) жесткая часть силопередающей конструкции громоздкая, тяжелая (две жестких оболочки спереди, сзади и по бокам ноги, узлы, соединяющие их, два длинных пластины и жесткая связка между ними, громоздкий узел связи основы плавникового движителя с опорой);
5) конструкция узлов связи основы плавникового движителя с опорой для него (базой) сложная (имеет много элементов), ненадежная (отверстия под соединительные стержни несквозные и наличие тяг в водной среде не исключают попадания песка, водорослей в передаточные звенья);
6) технология изготовления улов связи плавникового движителя сложная. Все вместе, с одной стороны, удорожает изготовление приспособления, с другой, снижает его привлекательность для потенциального потребителя.
Раскрытие изобретения
В заявленном изобретении сохранены преимущества приспособления-аналога перед ластами. Технический результат, достигаемый изобретением по сравнению с указанным аналогом, выражается:
1) в процессе плавания - в уменьшении усилий пловца на создание одной и той же силы реакции плавника, при прочих равных условиях, за счет устранения зазора между подошвой и плавником;
2) в изменении и фиксации положения относительно ноги плавникового движителя задействована одна рука;
3) узлы связи допускают отсоединение плавникового движителя при пользовании приспособлением, то есть в воде;
4) надежность узлов связи плавникового движителя не подлежит сомнению;
5) жесткая часть силопередающей конструкции упрощена и облегчена за счет уменьшения количества деталей и исключения жестких оболочек, обхватывающих голень;
6) технология изготовления приспособления и, особенно, узлов связи проста;
7) возможна унификация узлов связи плавникового движителя;
Указанные преимущество перед ластами и технический результат относительно указанного изобретения (патент US 6,672,920 B2, 06.01.2004) достигается в приспособлении для плавания под водой, укрепляемом на ноге, ориентированном на движение ноги, аналогичное ее движению при плавании кролем, характеризующемся тем, что:
- содержит, по крайней мере:
плавниковый движитель, в свою очередь, содержащий:
плавник, устанавливаемый относительно ноги в плоскости, ортогональной плоскости «голень-стопа», в продолжение голени или параллельно линии, определяемой как продолжение голени, причем, при шарнирном соединении плавника, указанным образом «устанавливается» биссектриса угла, образуемого плавником в крайних его положениях при смене фазы, и
жесткую опору для плавника - основу плавникового движителя, причем плавник связан с опорой для него с возможностью его вращательного движения в ограниченном угловом диапазоне в плоскости «голень-стопа»;
жесткую опору для плавникового движителя - базу, платформу для размещения элементов узлов связи с ней плавникового движителя, прилегаемую к ноге, располагаемую относительно ноги, по крайней мере: частью вдоль нее, по существу с задней ее стороны, по крайней мере, в районе голени, частью по существу со стороны ее подошвы, по крайней мере, в районе пятки, выполненную с возможностью связи с элементами крепления ее на ноге;
элементы крепления опоры для плавникового движителя (базы) на ноге, обхватывающие ногу в области голени и стопы, выполненные с учетом ее анатомической и физиологической особенностей;
- указанная основа плавникового движителя связана с указанной опорой для нее (базой) шарнирно и с возможностью ее фиксации, причем указанное шарнирное соединение располагаемо относительно ноги с задней ее стороны, выше ее подошвы.
Указанные преимущество перед ластами и технический результат относительно указанного аналога (пп. 1, 5, 6) достигаются также в приспособлении для плавания под водой, укрепляемом на ноге, ориентированном на движение ноги, аналогичное ее движению при плавании кролем, которое содержит:
плавниковый движитель, опорой для которого служит нога, в свою очередь, содержащий, по крайней мере:
плавник, устанавливаемый относительно ноги в плоскости, ортогональной плоскости «голень-стопа», в продолжение голени или параллельно линии, определяемой как продолжение голени, причем, в случае шарнирного соединения плавника, указанным образом «устанавливается» биссектриса угла, образуемого плавником в крайних его положениях при смене фазы,
связанную с ним, с возможностью его вращательного движения в ограниченном угловом диапазоне, жесткую опору для него - основу плавникового движителя (базу), прилегаемую к ноге, располагаемую относительно ноги, по крайней мере: частью вдоль нее, по существу с задней ее стороны, по крайней мере, в районе голени, частью по существу со стороны подошвы стопы, по крайней мере, в районе пятки, выполненную с возможностью связи с элементами крепления ее на ноге;
элементы крепления указанной базы на ноге, обхватывающие ее в области голени и стопы.
Поскольку опорой для плавникового движителя здесь служит нога, а не жесткая конструкция, укрепляемая на ноге, то пункты 2, 3, 4, 7, 8 указанного выше технического результата здесь неуместны.
При любом варианте узла связи плавника с указанной опорой (базой), будь то упругое или шарнирное его соединение, возможен вариант крепления этого узла на заявленной опоре, который позволяет отсоединение (присоединение) его при пользовании приспособлением, то есть в воде. Причем в процессе задействована одна рука. Это тоже является техническим результатом, аналогичным техническому результату, указанному в пп. 2-4 выше рассмотренного приспособления. Это позволяет пользователю передвигаться с приспособлением на ногах по любой твердой поверхности.
Указанный для заявленных вариантов приспособления технический результат достигается благодаря базовому элементу приспособления (опоре для плавникового движителя или для плавника). Здесь база (опора для…) представляет собой жесткую конструкцию, выполняющую функцию платформы для размещения на ней элементов узлов связи с ней, соответственно, плавникового движителя или плавника. Она выполнена с возможностью расположения относительно ноги по крайней мере: частью вдоль нее, по существу с задней ее стороны, по крайней мере, в районе голени, частью по существу со стороны подошвы стопы, по крайней мере, в районе пятки. Она выполнена с возможностью прилегания к ноге и связи ее с элементами крепления ее на ноге в области голени и стопы
Такая база (опора для…):
1) служит опорой не только для плавникового движителя, но и для плавника;
2) обеспечивает кротчайший путь передачи сил с плавника на ногу и тем способствует в зависимости от направленности сил, предотвращению или минимизации деформации приспособления;
3) позволяет установить шарнирное соединение с ней плавникового движителя выше подошвы стопы, а следовательно, позволяет устанавливать плавник не просто в продолжение голени, а параллельно «линии голени»;
4) с очевидностью, допускает размещение шарнирного соединения с ней основы плавникового движителя с задней стороны ноги, что, в свою очередь:
а) позволяет максимально приблизить плавник к стопе,
б) является необходимым условием для создания надежных и удобных для пользователя узлов связи ее с плавниковым движителем;
в) позволяет: унификацию шарнирного соединения и узла фиксации в соединении плавникового движителя с ней;
5) является необходимым условием для создания надежного и удобного для пользователя узла крепления на ней узла связи плавника (Как и в случае 4б), удобство крепления в том, что при изменении, относительно ноги, положения плавникового движителя или плавника задействована одна рука. Это особенно актуально, если учесть специфику условий пользования приспособлением: водная стихия, отсутствие у пользователя опоры);
6) позволяет, с целью более равномерного распределения нагрузки по ноге, применение прокладок, располагаемых в местах зазора между опорой и ногой, например, в районе лодыжки, представляющих собой упругое, «мягкое», в обычном состоянии, и жесткое, под нагрузкой, объемное тело, выполненное с возможностью заполнения пространства указанного зазора, закрепленное на своем носителе, например, на опоре (базе);
7) может иметь L-образную форму;
8) допускает еще множество вариантов в исполнении приспособления, в частности, по признакам:
а) установка основы плавникового движителя на опоре: на части ее, располагаемой с задней стороны ноги, или на обеих указанных частях опоры;
б) исполнение элементов крепления опоры на ноге в области голени и стопы:
б1) указанные элементы - цельные, единые, крепящиеся в области голени и стопы (сапог),
б2) раздельные, крепящиеся отдельно в области голени (например, манжета, лента, ремешки) и в области стопы (например, ремешок или обувь, укрепляемая, преимущественно, в области стопы - калоша, туфля, ботинок, низкий сапожек);
в) исполнение элементов, ускоряющих передачу на боковые стороны стопы сил крутящего, относительно голени, момента:
в1) в случае, когда обувь как элемент крепления к ноге жестко крепится подошвой с частью опоры, располагаемой со стороны подошвы стопы, указанные элементы представлены жестким запятником, как правило, имеющим место в обуви,
в2) в случае же, когда такое крепление обуви отсутствует или отсутствует сама обувь, указанные элементы представлены парой жестких пластин, связанных с частью опоры, располагаемой со стороны подошвы стопы, и изменяющих свое положение с помощью винтов, а в состоянии готовности к работе, располагаемых, относительно ноги, по обоим бокам стопы и в таком положении фиксируемых;
г) расположение относительно ноги оси поворота плавникового движителя:
г1) ось, перпендикулярная плоскости «голень-стопа», обеспечивающая поворот в плоскости «голень-стопа»,
г2) ось, лежащая в плоскости «голень-стопа» и перпендикулярная «линии голени», обеспечивающая поворот вбок относительно ноги;
д) расположение плавника относительно ноги:
д1) непосредственно в продолжение голени («под подошвой стопы»),
д2) с задней стороны ноги и со стороны ее подошвы параллельно линии, определяемой как продолжение голени.
Указанные база и основа плавникового движителя могут быть выполнены, в частности, из легкого, слабо коррозируемого металла или из оргстекла, или какого-либо достаточно твердого полимерного материала.
Указанный технический результат (упрощение и облегчение конструкции приспособления, упрощение технологии его изготовления, отсутствие зазора между подошвой и плавником) при сохранении всех достоинств указанного приспособления-аналога в процессе плавания перед ластами достигается также в приспособлении для плавания под водой, ориентированном на движение ноги, аналогичное ее движению при плавании кролем, содержащем плавниковый движитель, опорой для которого служит нога, и которое характеризуется тем, что:
оно выполнено монолитным из упругого, эластичного материала, жесткого по крайней мере под нагрузкой, с возможностью крепления на ноге в области голени и стопы;
имеет плавниковую часть - лопасть отталкивания от воды, у которой обе стороны рабочие, располагаемую относительно ноги со стороны подошвы стопы, в продолжение голени или параллельно линии, определяемой как продолжение голени, в плоскости, ортогональной плоскости «голень-стопа» - плавник;
части его, располагаемые, относительно ноги, с задней ее стороны, в районе голени и стопы, и со стороны подошвы стопы, по крайней мере, в районе пятки, жесткие и вместе составляют жесткий остов приспособления (остов - аналог опоры для плавника, опоры, являющейся базовым элементом приспособления по варианту два), причем указанная плавниковая часть связана с указанным остовом подвижно, с возможностью ее вращательного движения в ограниченном угловом диапазоне в плоскости «голень-стопа»;
части его, обхватывающие ногу, выполнены эластичными, например, в виде упругой подошвы и «мягкого» тела сапога, обхватывающих стопу и голень, или в виде упругой подошвы и двух пар пластин, обхватывающих одна пара голень, другая - стопу и связанных внутри пары - аналог элементов крепления базы на ноге.
Требуемая для остова жесткость обеспечивается, в частности, либо его утолщением, либо ребрами жесткости, выполненными вдоль указанных его частей, либо заделанным в материал приспособления жестким прутом. С целью предотвращения деформации «мягких» частей приспособления, обхватывающих, прежде всего, стопу, под действием сил крутящего относительно голени момента, части приспособления, обхватывающие пятку с боков и сзади, могут быть выполнены жесткими, например, за счет их утолщения.
Приспособление позволяет передвигаться с помощью ног по вертикальной бесступенчатой лестнице. Оно может быть использовано, в частности, в бассейне новичками в подводном плавании.
Общее для всех заявленных здесь приспособлений для плавания под водой:
1) все они содержат плавниковый движитель (это их родовой признак);
2) базовые элементы, укрепляемые на ноге (в 1-ом варианте это опора для движителя, во 2-ом - опора для плавника и в 3-ем - остов - опора для плавниковой части) одинаковы по форме, по расположению относительно ноги, по выполняемой ими функции - кротчайшим путем передавать на ногу действующие на плавник силы при указанном движении ноги;
3) по признаку выполняемых функций можно выделить в них одинаковые или подобные части (пары: плавник - плавниковая часть; опора для плавника - остов; база - остов; элементы крепления базы на ноге - части, обхватывающие голень и стопу, связанные с остовом);
4) плавник (плавниковая часть) связан с опорой для него (с остовом) подвижно, с возможностью вращательного движения его в ограниченном угловом диапазоне в плоскости движения ноги - в плоскости «голень-стопа», и устанавливается в продолжение голени или параллельно линии, определяемой как продолжение голени, в плоскости, ортогональной плоскости «голень-стопа»;
5) все допускают любое разумное, включая и оптимальное - «параллельное», относительно продолжения «линии голени» положение плавника с упругим соединением без нагрузки, а в случае шарнирного соединения жесткого плавника, указанное оптимальное положение допустимо для биссектрисы угла, образуемого плавником в его крайних положениях при смене фазы;
6) все они имеют в процессе плавания одинаковый положительный эффект, за исключением того различия, которое следует из различия исполнения плавника (жесткий или упругий) и/или узла его связи (соединение упругое или шарнирное, включая и упругий шарнир);
7) конструкции их просты и технологичны.
Сказанное позволяет объединить все три приведенные выше приспособления и их базовый элемент - опору для… в одну группу изобретений.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображено приспособление для плавания под водой, содержащее плавниковый движитель в качестве своей части, ориентированный на движение ноги, аналогичное ее движению при плавании кролем, укрепленное на ноге, выполненное согласно изобретению, где: (а) оно в состоянии неготовности к работе (подвижное крепление плавникового движителя); (b) оно в состоянии готовности к работе (жесткое крепление плавникового движителя в рабочем положении); (с) оно в состоянии неготовности к работе (жесткое крепление плавникового движителя в нерабочем положении).
На фиг. 2 и фиг. 3 изображен плавниковый движитель - часть приспособления, показанного на фиг. 1, в разных проекциях.
На фиг. 4-6 показан базовый элемент приспособления, показанного фиг. 1 - опора для плавникового движителя - с элементами крепления его на ноге.
На фиг. 7 и фиг. 8 изображен, согласно изобретению, базовый элемент - опора для плавникового движителя, устанавливаемого на части ее, располагаемой с задней стороны ноги.
На фиг. 9 изображен фрагмент базового элемента - опоры, укрепленной на ноге, с жесткими перемещаемыми пластинами в их рабочем положении.
На фиг. 10 и фиг. 11 изображен фрагмент той же опоры с перемещаемыми пластинами, что и на фиг. 9, в нерабочем состоянии.
На фиг. 12-14 изображен фрагмент приспособления для плавания, показанного фиг. 1. Фрагмент по месту расположения узла крепления плавникового движителя. При этом шарнирное соединение и узел фиксации выполнены одинаково, как узел, пользуемый одной рукой. F и Н - обозначения зон размещения узла-фиксации, в состоянии, отвечающем, соответственно, подвижному креплению плавникового движителя (фиг. 13) и жесткому его креплению (фиг. 14).
На фиг. 15 показан соединительный стержень узла фиксации.
На фигурах 16-20 показан узел фиксации при переходе его из состояния, в котором его элементы (d), на основе плавникового движителя, и (е), на базе (опоре), отсоединены (фигуры 16-18), в состояние, в котором указанные его элементы соединены (фигуры 19, 20).
На фиг. 21 показано приспособление для подводного плавания, укрепленное на ноге, содержащее плавниковый движитель, опорой для которого служит нога, а опорой для плавника служит заявленная база, выполненное согласно изобретению, по варианту: плавник гибкий, а узел крепления на опоре узла подвижного соединения плавника выполнен с возможностью разъединения его, по потребности, при пользовании в воде.
На фиг. 22 показан фрагмент приспособления, показанного на фиг. 21, по месту расположения узла крепления на опоре (базе) неподвижной части узла подвижного соединения плавника, в разрезе.
На фиг. 23 показан аналогичный фрагмент приспособления, подобного тому, что показано фиг. 21, однако отличающегося от него жестким плавником и шарнирным соединением плавника.
На фиг. 24 показано приспособление для плавания, укрепленное на ноге, выполненное в монолите, согласно изобретению, по варианту, при котором его плавник расположен относительно ноги с задней ее стороны.
На фиг. 25 и фиг. 26 показано приспособление, подобное тому, что и на фиг. 24, с плавником, располагаемым «под подошвой стопы».
Варианты осуществления изобретения
Один из лучших вариантов приспособления, содержащего плавниковый движитель, крепящийся на заявленной базе, показан на фиг. 1. Оно выполнено, согласно изобретению, укреплено на ноге и показано в состояниях неготовности (а) и (с) и готовности (b) к работе.
Плавниковый движитель (1) (фиг. 2, 3), включает: жесткий плавник (2) и связанную с ним жесткую опору для него - основу плавникового движителя (3).
Плавник (2) (фиг. 1, 2, 3) выполнен в виде пластины, достаточно жесткой, один конец которой жестко связан или выполнен едино с подвижной частью шарнирного соединения плавника. Причем, по бокам пластины выполнены продольные ребра (4), выступающие с обеих ее сторон, высота которых увеличивается, по крайней мере, не уменьшается, в сторону ее свободного конца. Сила реакции жесткого плавника в начале фазы (начало фазы - самое эффективное время в работе плавника) не расходуется на его деформацию, что увеличивает продвижение пловца в течение фазы. Его ребра не только улучшают его путевую устойчивость, но и сдерживают стекание воды и тем увеличивают силу отталкивания плавника. Плавник установлен с задней стороны ноги и со стороны ее подошвы.
Основа плавникового движителя (3) выполнена с возможностью установки ее на части базы (опоры для нее), располагаемой с задней стороны ноги. Она выполнена в виде удлиненной рамки (5), с расширениями в концевых частях, и с одного конца переходящей в «полку» (6). «Полка» предназначена для крепления к ней неподвижной части узла подвижного соединения плавника.
Узел (7) связи плавника (фиг. 2, 3) представлен шарнирным соединением (8) и регулируемыми упорами (9), выполненными в виде винтов, установленными, в частности, на подвижной части узла. Плавник с шарнирным соединением принимает рабочее положение при смене фазы быстрее, чем любой плавник с упругим соединением, и тем увеличивает продвижение пловца в течение фазы. Биссектриса угла, образуемого плавником в крайних его положениях при смене фазы, располагаема параллельно линии, определяемой как продолжение «линии голени».
Другая составляющая приспособления для плавания, показанного на фиг. 1 - устройство крепления плавникового движителя на ноге (фиг. 4, 5, 6). Оно включает:
- базовый элемент приспособления - опору (10) для плавникового движителя, выполненную, согласно изобретению, по варианту, при котором одна ее часть располагается относительно ноги сзади нее, в районе голени и стопы, а другая - со стороны подошвы, в районе пятки (база L-образной формы), при этом база (опора) составлена (фиг. 7, 8) из швеллера (11) и уголка (12), жестко скрепленных;
- обувь (13), выполняющую функцию элементов крепления опоры на ноге в области стопы, скрепленную подошвой (каблучной, жесткой, частью) с частью базы (опоры), располагаемой со стороны подошвы стопы, при этом запятник (16) - часть обуви, обхватывающая пятку с боков, сзади и снизу, утолщенная, для большей жесткости - ускоряет передачу сил крутящего относительно голени момента на боковые стороны стопы, а гнущаяся подошва обуви не стесняет стопу при переступании ею по жесткой поверхности;
- ленту (17), обхватывающую голень и регулирующую одновременно плотность обхвата, цепляемую за указанную базу (опору) - элемент крепления базы на ноге в области голени;
- прокладки-амортизаторы, в виде гибких, «мягких», упругих пластин (18), укрепленные на части базы, располагаемой в районе голени, обхватывающие голень внахлест спереди и тем защищающие ногу от пережима лентой;
- прокладку (19), устраняющую зазор между лодыжкой и базой, в виде «мягкого» упругого объемного тела, укрепленную на базе.
Здесь элементы крепления базы на ноге в области голени и стопы выполнены раздельно как элементы с возможностью крепления в области стопы и элементы с возможностью крепления в области голени.
На фиг. 9 показан фрагмент приспособления, укрепленного на ноге, подобного тому, что показано на фиг. 1, располагаемый в районе стопы, содержащий жесткие перемещаемые пластины (20), предназначенные для ускорения передачи на стопу сил крутящего момента. Указанные пластины располагаются, в состоянии готовности к работе, по бокам стопы, прилегают к ней, связаны с частью базы (опоры), располагаемой со стороны подошвы стопы, с помощью винтов (21) (фиг. 10, 11). Они связаны также и с элементами крепления базы на ноге в области стопы, в виде шнурков (22) (или ремешков со стяжками), фиксирующими одновременно рабочее положение указанных пластин. Причем обувь (туфля, ботинок) здесь является лишь носителем прокладок-амортизаторов (23), укрепляемых на частях обуви, соприкасающихся с указанными перемещаемыми пластинами, в их рабочем положении. Такая конструкция позволяет пользователю, при необходимости, быстро освободиться от приспособления, оставаясь при этом в обуви.
Между пяткой (или обувью, одетой на ногу) и частью базы, располагаемой с задней стороны ее, размещена прокладка, устраняющая зазор (24), которая может быть укреплена либо на базе, либо на обуви, здесь - на базе. Это сделано с целью лучшей фиксации базы относительно стопы, а также с целью защиты пятки от прямого соприкосновения ее с жесткой базой.
Узел связи основы плавникового движителя с опорой для него (базой) (фиг. 1, 12, 13, 14) выполнен с возможностью поворота плавникового движителя в плоскости движения плавника. Элементы указанного узла на основе плавникового движителя показаны на фиг. 2, 3, а на указанной опоре - показаны на фиг. 7, 8. Указанный узел включает шарнирное соединение (25), что позволяет придавать плавниковому движителю, в нерабочем состоянии положения (а) и (с) (фиг. 1), в свою очередь, позволяющие пользователю идти по твердой поверхности любого типа лицом в направлении движения, и узел фиксации (26). Узлы (25) и (26) выполнены одинаково, с возможностью пользования ими одной рукой. Так же выполнен и узел (27) (фиг. 1), фиксирующий плавниковый движитель в нерабочем положении.
Рассмотрим узел связи плавникового движителя и его работу на примере узла фиксации (фиг. 12, 13, 14, 16-20). Узел фиксации (26) включает:
- стенки (28) рамки на основе плавникового движителя и «полки» (29) швеллера на базе (опоре), причем стенки рамки по отношению к «полкам» швеллера - охватываемые и в стенках рамки, а также в «полках» швеллера выполнены сквозные, соосные отверстия соответственно, (30) и (31) под соединительные стержни;
- соединительные стержни (32) (фиг. 15), два, размещенные в отверстиях под них в стенках рамки головками наружу с возможностью ограниченного хода вдоль оси отверстия, причем каждый стержень имеет: головку (33) для приложения сил извне и далее, последовательно, шейку (34), часть (35), подобную усеченному конусу с вершиной в указанной шейке и с основанием в соединительном теле, собственно соединительное тело (36) в форме цилиндра с конусообразным концом;
- прорезь (37), в каждой «полке» швеллера, с уширением в начале и с выходом в указанное отверстие (31) для прохода через нее указанной шейки (34);
- пластинчатые пружины (38), две, закрепленные на стенках рамки с возможностью контакта с соединительными стержнями;
- для каждого соединительного стержня набор элементов, ограничивающий его свободный ход (фиг. 16, 17), включающий: штырь (39), вставляемый в соединительное тело стержня, и прорезь (40) под него в стенке рамки с выходом в сквозное отверстие (30).
Рассмотрим работу узла фиксации при переходе его из состояния, когда стенки рамки отсоединены от «полок» швеллера (фиг. 13, 16, 17), в состояние, когда указанные стенки и «полки» соединены (фиг. 14, 19, 20). Пальцами одной руки (фиг. 18), держась за головки (33) стержней, утапливаем стержни в отверстиях в стенках рамки, сгибая при этом пружинные пластины (38). Далее, той же рукой, удерживая стержни в утопленном положении, подводим рамку (5) к швеллеру (11), при этом шейки (34) стержней оказываются против прорезей (37) в «полках» швеллера. Погружаем рамку между «полками» (29) швеллера, при этом шейки (34) стержней, проходя через прорези (37), размещаются в отверстиях (31) под соединительные стержни в «полках» швеллера. После чего отпускаем головки (33). Пружинные пластины (38), разгибаясь, давят на соединительные стержни в направлении от стенок (28) рамки к «полкам» (29) швеллера. Части (35) стержней, подобные усеченному конусу, вдвигаясь в отверстия (31) в «полках» швеллера, осуществляют автоматическое совмещение осей отверстий (30 и 31), после чего соединительное тело (36) каждого указанного стержня начинает вдвигаться в отверстие (31) в «полках» швеллера. Процесс перехода узла из одного состояния (фиг. 16, 17) в другое (фиг. 19, 20) завершен.
Переход узла из состояния, отраженного в фигурах 19 и 20, в состояние, отраженное в фигурах 16 и 17, осуществляется по сходной процедуре, но в обратном порядке.
Заявленная база (опора для плавникового движителя) позволяет выполнить одинаково все три под-узла в узле связи плавникового движителя с ней. Это представляет интерес не только для инвестора, но и для пользователя приспособления, поскольку у пловца в экстремальных условиях появляется возможность быстро отсоединить плавниковый движитель, кроме того отделение плавникового движителя от базы делает приспособление в разобранном виде более компактным и тем облегчает его транспортировку.
Показанный узел удобен также и тем, что исключены сбои в его работе, поскольку исключены: 1) засор отверстий под соединительные стержни (все указанные отверстия сквозные, легко промываемые), 2) заклинивание соединительных стержней (силы, прикладываемые к ним, направлены по их оси и в них есть часть, подобная усеченному конусу), 3) непопадание шеек стержней в прорези в «полках» швеллера, так как швеллер и рамка - жесткие конструкции и имеется уширение входа прорези в «полках» швеллера.
Фигура 21 показывает приспособление для подводного плавания, содержащее плавниковый движитель, опорой для которого служит нога, а опорой для плавника (41) служит заявленный базовый элемент приспособления (42). Плавник здесь, гибкий и является частью упругой пластины переменной жесткости, другая часть которой представляет узел подвижного соединения плавника. На фиг. 23 показан фрагмент приспособления, подобного тому, что изображено на фиг. 21 - фрагмент по месту расположения узла связи плавника, где плавник (43) жесткий с продольными ребрами по краям, а узел связи (44) плавника включает шарнирное соединение и упоры.
Неподвижная, жесткая часть узла связи плавника выполнена, по первому варианту (45) (фиг. 21), из упругого материала (например, резины, эластичного полимера), по второму варианту (46) (фиг. 23) - например, из металла или твердого полимера, и в обоих вариантах укреплена одинаково на части (47) опоры-базы, располагаемой со стороны подошвы стопы, утолщенной для этого. Неподвижная часть (45, 46) узла связи плавника, в виде «ласточкина хвоста», вставлена в ответный ей паз в указанном утолщении (47) опоры-базы и зафиксирована в таком положении с помощью стопорящего узла, который включает:
- изогнутую пружинную пластину (48), укрепленную на «верхней» стороне «… хвоста»,
- выем (49) в указанном утолщении опоры-базы под вершину изгиба пружинной пластины и
- выем (50) в «… хвосте» под свободный ее конец.
Показанное крепление узла связи плавника на заявленной базе позволяет отсоединять его от нее при пользовании приспособлением, то есть, в воде, а также заменять упругий плавник на любой другой плавник, в том числе и на жесткий, с любым его соединением.
Приспособление для подводного плавания, содержащее плавниковый движитель, работающий от движения ноги, аналогичном ее движению при плавании кролем, и опорой для которого служит нога, укрепленное на ноге в области голени и стопы, выполненное монолитным, согласно изобретению, по варианту, когда требуемая жесткость его остова (базы) обеспечивается прутом (51, 52), заделанным в эластичное тело приспособления, показано в двух под-вариантах, соответственно, на фигурах 24 и 25 в разрезе по месту расположения прута и плавника. Плавник (53) и (54) располагается относительно ноги, соответственно, на фиг. 24 с задней стороны ноги, со стороны ее подошвы, а на фиг. 25 - «под подошвой» стопы. Крепление указанных приспособлений на ноге осуществляется с помощью их эластичных частей в форме пары пластин (55), обхватывающих голень, и пары пластин (56), обхватывающих стопу, скрепляемых стяжками, например, в виде шнурков. Указанные пластины (56), в части (57) их, примыкающей к бокам стопы, утолщены для большей жесткости.
Промышленная применимость изобретения
Все заявленные здесь приспособления для плавания допускают их серийное производство, поскольку надежность их узлов не зависит от индивидуальных габаритов ноги. Они могут быть применены во всех сферах деятельности человека, где имеет место самостоятельное (то есть, без батискафа) его погружение под воду, в частности, таких как: большой и любительский водный спорт; подводная геологоразведка; поисковые работы под водой; спасательные работы на воде; охрана, ремонт и профилактика гражданских и военных подводных объектов; отдых и развлечение на воде; в качестве тренажера ног в спорте.
1. Приспособление для подводного плавания, укрепляемое на ноге, ориентированное на движение ноги, аналогичное ее движению при плавании кролем, содержащее по крайней мере:
плавниковый движитель (1), в свою очередь, включающий: плавник (2), устанавливаемый относительно ноги со стороны ее подошвы, в продолжение голени, в плоскости, ортогональной плоскости «голень-стопа», и жесткую опору для него - основу плавникового движителя, с которой указанный плавник связан подвижно, с возможностью вращательного движения в ограниченном угловом диапазоне в плоскости движения ноги - плоскости «голень-стопа»;
базовый элемент (базу) - жесткую опору для плавникового движителя, прилегаемую к ноге, располагаемую относительно нее вдоль нее, имеющую поверхность, обращенную к ноге, располагаемую в плоскости, по существу ортогональной плоскости «голень-стопа» и «параллельной линии голени», связанную с указанной жесткой основой плавникового движителя шарнирно и с возможностью фиксации последней, причем указанное шарнирное соединение установлено на части опоры, располагаемой выше подошвы стопы,
элементы крепления указанной базы на ноге, обхватывающие ногу в области голени и стопы, выполненные с учетом анатомической и физиологической особенности ноги,-
характеризуется тем, что:
1) база - опора (10) для плавникового движителя как платформа для размещения на ней элементов узлов связи с ней плавникового движителя - располагаема относительно ноги по крайней мере: частью вдоль нее, по существу с задней ее стороны, по крайней мере в районе голени, частью по существу со стороны подошвы стопы, по крайней мере в районе пятки;
2) указанный плавник располагаем в продолжение голени или параллельно линии, определяемой как продолжение голени;
3) указанное шарнирное соединение основы плавникового движителя установлено на части указанной базы, располагаемой с задней стороны ноги;
2. Приспособление по п. 1, характеризующееся тем, что основа (3) плавникового движителя установлена на части указанной базы (опоры), располагаемой с задней стороны ноги.
3. Приспособление по п. 1, характеризующееся тем, что содержит обувь, выполняющую функцию элементов крепления базы на ноге, по крайней мере в области стопы, например туфлю (13), с жестким запятником (16), причем ее гибкая подошва, но жесткая в части ее, располагаемой под пяткой, жестко соединена своей подпяточной частью с соответствующей частью указанной базы.
4. Приспособление по п. 1, характеризующееся тем, что включает прокладку (19), выполненную в виде «мягкого», упругого объемного тела и располагаемую в зазоре между ногой, в районе лодыжки, и частью указанной базы, располагаемой с задней стороны ноги.
5. Приспособление по п. 1, характеризующееся тем, что при упругом соединении плавника с опорой для него плавник без нагрузки устанавливается по существу в параллель линии, определяемой как продолжение «линии голени», а при шарнирном соединении его по существу в параллель этой линии «устанавливается» биссектриса угла, образуемого жестким плавником в крайних его положениях при смене фазы.
6. Приспособление по п. 1, характеризующееся тем, что плавник (2) выполнен в виде жесткой пластины с продольными ребрами (4), по крайней мере по ее краям, выступающими по обе ее стороны высотой, по крайней мере не уменьшающейся в сторону ее свободного конца.
7. Приспособление по п. 6, характеризующееся тем, что связь плавника с опорой для него представлена шарнирным соединением и упорами.
8. Приспособление по п. 1, характеризующееся тем, что указанное шарнирное соединение плавникового движителя выполнено с возможностью поворота плавникового движителя в плоскости движения плавника.
9. Приспособление по п. 8, характеризующееся тем, что узел фиксации (26) в жестком соединении плавникового движителя с указанной базой выполнен шарнирным, с разрезной осью, и с возможностью пользования им одной рукой.
10. Приспособление по п. 9, характеризующееся тем, что указанное шарнирное соединение (25), в указанной связи указанного плавникового движителя с указанной базой, выполнено так же, как и узел фиксации.
11. Приспособление по п. 1, характеризующееся тем, что указанная база (10) имеет L-образную форму.
12. Приспособление по п. 11, характеризующееся тем, что на части указанной базы, располагаемой со стороны подошвы стопы, установлены жесткие пластины (20) с возможностью их прилегания к стопе по ее бокам и фиксации такого их положения, а также смещения их в нерабочем состоянии.
13. Приспособление по п. 12, характеризующееся тем, что содержит прокладку (24), устраняющую зазор между пяткой и частью указанной базы, располагаемой с задней стороны ноги.
14. Приспособление по п. 12, характеризующееся тем, что содержит прокладки-амортизаторы (23), размещаемые между стопой и указанными перемещаемыми пластинами и укрепленные, например, по бокам ботинка, одеваемого на ногу.
15. Приспособление для подводного плавания, укрепляемое на ноге, содержащее плавниковый движитель, ориентированный на движение ноги, аналогичное ее движению при плавании кролем, и опорой для которого служит нога, характеризуется тем, что содержит по крайней мере:
плавник (41 или 43), устанавливаемый относительно ноги, со стороны ее подошвы, в плоскости, ортогональной плоскости «голень-стопа», в продолжение голени или параллельно линии, определяемой как продолжение голени,
связанную с ним, с возможностью его вращательного движения в ограниченном угловом диапазоне, в плоскости «голень-стопа», жесткую опору (42) для него - основу плавникового движителя - базовый элемент (базу), прилегаемую к ноге, располагаемую относительно нее по крайней мере: частью вдоль нее, по существу с задней ее стороны, по крайней мере в районе голени, частью по существу со стороны подошвы стопы, по крайней мере в районе пятки,
элементы крепления указанной опоры (базы) на ноге, обхватывающие ногу в области голени и стопы.
16. Приспособление по п. 15, характеризующееся тем, что указанная база имеет L-образную форму.
17. Приспособление по п. 15, характеризующееся тем, что при упругом соединении плавника с указанной опорой плавник без нагрузки устанавливается по существу в продолжение или в параллель «линии голени», а при шарнирном соединении его указанным образом «устанавливается» биссектриса угла, образуемого жестким плавником в крайних его положениях при смене фазы.
18. Приспособление по п. 15, характеризующееся тем, что узел связи плавника укреплен на части указанной опоры (базы), располагаемой со стороны подошвы стопы.
19. Приспособление по п. 15, характеризующееся тем, что крепление узла подвижной связи плавника с опорой для него на указанной опоре (базе) выполнено разъемным, при пользовании приспособлением, то есть в воде.
20. Приспособление по п. 15, характеризующееся тем, что плавник жесткий (43).
21. Приспособление по п. 20, характеризующееся тем, что узел связи (44) указанного плавника включает шарнирное соединение и упоры, установленные на подвижной или неподвижной части узла.
22. Приспособление для подводного плавания, укрепляемое на ноге, содержащее плавниковый движитель, ориентированный на движение ноги, аналогичное ее движению при плавании кролем, для которого опорой служит нога, характеризующееся тем, что:
выполнено монолитным из упругого эластичного материала, жесткого под нагрузкой, и имеет:
- плавниковую часть, располагаемую относительно ноги со стороны подошвы стопы, в плоскости, ортогональной плоскости «голень-стопа», в продолжение голени или параллельно линии, определяемой как продолжение голени,
- жесткую часть, располагаемую относительно ноги с задней ее стороны, в районе голени и стопы, и со стороны подошвы стопы, по крайней мере в районе пятки - жесткий остов (51, 52) приспособления (базу), при этом указанная плавниковая часть связана с указанным остовом подвижно, с возможностью ее вращательного движения в ограниченном угловом диапазоне, в плоскости движения ноги (плавника) - плоскости «голень-стопа»,
- часть, выполненную с возможностью обхвата ноги в области голени и стопы.
23. Приспособление по п. 22, характеризующееся тем, что части (57) его, обхватывающие пятку, по крайней мере по бокам ее, выполнены жесткими, например, за счет их утолщения.
24. Приспособление по п. 22, характеризующееся тем, что плавник (53, 54) располагаем относительно ноги параллельно «линии голени».
25. Приспособление по п. 22, характеризующееся тем, что плавник (54) располагаем «под подошвой» стопы.
26. Базовый элемент (база) приспособления для подводного плавания, укрепляемого на ноге и содержащего плавниковый движитель, ориентированный на движение ноги, аналогичное ее движению при плавании кролем, выполняющий функцию опоры либо для плавникового движителя, либо для плавника, если опорой для плавникового движителя является нога, характеризующийся тем, что:
жесткий,
располагаем относительно ноги по крайней мере: частью вдоль нее, по существу с задней ее стороны, по крайней мере в районе голени, частью по существу со стороны подошвы стопы, по крайней мере в районе пятки,
выполнен с возможностью прилегания к ноге в районе голени и стопы и связи его с элементами крепления его на ноге в области голени и стопы, а также с возможностью связи его либо с плавниковым движителем, либо с плавником.
27. База (опора) по п. 26, характеризующаяся тем, что имеет L-образную форму.
