振動驅動漂浮物體的製作方法

2023-04-26 05:35:46

專利名稱：振動驅動漂浮物體的製作方法
技術領域：
本申請涉及被振動機構驅動的漂浮物體，並涉及推進漂浮物體的方法，具體而言，本申請涉及適於使得物體在液體的上表面上漂浮並推進的振動驅動物體。
背景技術：
·[0004]公知所有液體都具有附著性及黏性。如果將一滴水置於金屬板上，水滴會滾落，但是，一定量的水會保持在板上直至其蒸發或被一些吸附性物體移除。金屬不會吸收任何水份，但水會附著至金屬。水滴的形狀可能會發生變化，但只要其微粒未因某些外力而分離，其將保持完整。所有流體抵抗分子分離的這種趨勢就是黏性。正是上述附著性及黏性引起了「表面摩擦力」，其阻止船隻在水中或飛機在空氣中前進。所有流體均具有這些特性。彎月面(源自希臘語「新月」)是靜止液體上表面中的曲面，其響應於容器或其他物體的表面而形成。其可呈凸面或凹面。當相較於容器(附著力)，分子相互之間具有更強吸引力(內聚力)時，會形成凸彎月面。在氣壓計中的汞與玻璃之間可觀察到該情況。相反，當液體分子吸引容器分子時，會形成凹彎月面。可在水與未填滿玻璃杯之間觀察到該情況。如果水溢出玻璃杯，則會因表面張力而產生凸彎月面，其升起高於玻璃杯的頂部。
發明內容本發明公開並描述了一種適於漂浮的振動驅動物體，以及在液體的上表面上推進該物體。舉例而非限制，該物體可以是兒童玩具。本發明涉及一種振動驅動裝置，其適於在液體中的上表面上漂浮並推進，該裝置包括主體，其具有縱向軸線、前端部、後端部、頂側及底側，該頂側適於至少部分地布置在液體的所述表面之上，該底側適於至少部分地浸在液體的所述表面之下；振動機構，其連接至主體；推進鰭，其具有連接至主體的近端，該鰭具有與近端相對的自由末端，該鰭具有頂偵牝該頂側適於至少部分地布置在液體的所述表面之上，該鰭具有底側，該底側適於至少部分地布置在液體的所述表面之下。其中，所述振動機構適於使推進鰭的自由末端上下振蕩。本發明還涉及一種振動驅動裝置，其適於在液體中的上表面上漂浮並推進，該裝置包括主體，由希望的向前行進方向界定的前端部以及相對的後端部；頂側及底側，該頂側適於至少部分地布置在液體的所述表面之上，該底側適於至少部分地浸在液體的所述表面之下；振動機構，其連接至主體；推進鰭，其具有在後端部連接至主體的近端，該鰭具有與近端相對的自由末端，該鰭具有頂側，該頂側適於至少部分地布置在液體的所述表面之上，該鰭具有底側，該底側適於至少部分地布置在液體的所述表面之下。其中，所述振動機構適於使推進鰭的自由末端上下振蕩。物體在液體中的運動可通過物體內部或安裝至物體的振動機構的運動所引發的推進鰭的振蕩來實現。振動機構可包括電動機，其使質心相對於電動機的旋轉軸線偏離的配重旋轉。配重的旋轉運動使得旋轉電動機(這裡也稱為「振動機構」)以及安裝至其的物體發生振動。物體的振動引發推進鰭的振蕩。舉例而言，物體可使用尋呼機及行動電話中使用的那類振動機構，其在振動模式下可使得尋呼機或行動電話發生振動。如這裡所述，因振動機構引發的振動可使得物體在液體表面上運動。通常液體流體為水。本發明的振動驅動物體包括主體110，其具有頂側102及底側104，頂側適於至少部分地布置在液體的表面1010之上，底側適於至少部分地浸在液體的表面1010之下。振動機構200布置在主體110內。推進鰭300連接至主體110。鰭具有頂側302及底側304，頂側適於至少部分地布置在液體表面1010之上，底側適於至少部分地布置在液體表面1010之下。振動機構200適於使推進鰭300的自由末端308上下振蕩。本發明的振動驅動物體不同於現有技術中的槳葉驅動漂浮物體。現有技術中的物體通過槳葉撥動槳葉行進路徑上的流體而產生的反作用力而向前運動。但是，本發明的物體至少部分地在鰭向上振蕩時而向前移動，因液體的表面張力，液體的流入部分填充因鰭的向上運動而在鰭上產生的空隙，並形成彎月面，然後，當鰭向下移動時，一部分流入液體沿鰭的底表面304被向後排出，由此沿航線移動彎月面600遠離主體，並沿液體1000的上表面1010推進物體100。在附圖中示出並在以下描述本發明的一個或多個實施例的細節。通過以下詳細描述、附圖以及所附權利要求，本發明的其他特徵、目的及優點將變的清楚。
圖1A是適於在液體中漂浮和推進的振動驅動物體的截面圖；圖1B是圖1A的局部放大圖；圖2A是圖1A的物體在液體中的不同漂浮位置時的截面圖，其中推進鰭向下振動；圖2B是圖2A的局部放大圖；圖3是圖1A的物體在靜止液體中漂浮的截面圖，其中振動機構關閉；圖4A至4E是包含振動機構和推進鰭的振動驅動物體的主體的分解立體圖；圖5A是用于振動驅動物體的漂浮構件的俯視圖；圖5B是使出用於容納圖4E的振動驅動物體的組裝後的主體的腔室的、圖5A的漂浮構件的底側的立體圖；圖6是振動驅動物體的漂浮構件、主體和推進鰭的部分分解的截面圖；圖7A是振動驅動物體的推進鰭的第一實施例的立體圖；圖7B是圖7A的推進鰭的俯視圖；圖7C是圖7B的推進鰭的端視圖；圖7D是圖7E的部分7D處所取的圖7A的推進鰭的底視圖；圖7E是圖7A的推進鰭的側視圖；圖8A是振動驅動物體的推進鰭的第二實施例的立體圖；[0030]圖8B是圖8A的推進鰭的俯視圖；圖8C是圖8A的推進鰭的端視圖；圖8D是圖8E的部分8D處所取的圖8A的推進鰭的底視圖；圖8E是圖8A的推進鰭的側視圖；圖9A是具有漂浮構件的第二實施例的振動驅動物體的截面圖；圖9B是圖9A的振動驅動物體的頂側看去的立體圖；圖9C是圖9A所示的振動驅動物體的底視圖；圖1OA是具有漂浮構件的第三實施例並且包括轉向鰭的振動驅動物體的截面圖；圖1OB是圖1OA的振動驅動物體的頂側看去的立體圖；圖1OC是圖1OA所示的振動驅動物體的底視圖；圖1lA是具有漂浮構件的第四實施例並且包括兩個推進鰭的振動驅動物體的截面圖；圖1lB是圖1lA的振動驅動物體的頂側看去的立體圖；圖1lC是圖1lA所示的振動驅動物體的底視圖；圖12A是振動驅動物體的推進鰭的第三實施例的立體圖；圖12B是圖12A的推進鰭的俯視圖；圖12C是圖12A的推進鰭的端視圖；圖12D是圖12E的部分12D處所取的圖12A的推進鰭的底視圖；圖12E是圖12A的推進鰭的側視圖；圖13A是振動驅動物體的推進鰭的第四實施例的立體圖；圖13B是圖13A的推進鰭的俯視圖；圖13C是圖13A的推進鰭的端視圖；圖13D是圖13E的部分13D處所取的圖13A的推進鰭的底視圖；圖13E是圖13A的推進鰭的側視圖；圖14A是振動驅動物體的推進鰭的第五實施例的立體圖；圖14B是圖14A的推進鰭的俯視圖；圖14C是圖14A的推進鰭的端視圖；圖14D是圖14E的部分14D處所取的圖14A的推進鰭的底視圖；圖14E是圖14A的推進鰭的側視圖；圖15A是振動驅動物體的推進鰭的第六實施例的立體圖；圖15B是圖15A的推進鰭的俯視圖；圖15C是圖15A的推進鰭的端視圖；圖1 是圖15E的部分15D處所取的圖15A的推進鰭的底視圖；圖15E是圖15A的推進鰭的側視圖；圖16A是振動驅動物體的推進鰭的第七實施例的立體圖；圖16B是圖16A的推進鰭的俯視圖；圖16C是圖16A的推進鰭的端視圖；圖16D是圖16E的部分16D處所取的圖16A的推進鰭的底視圖；圖16E是圖16A的推進鰭的側視圖；[0068]圖17是示出推進振動驅動物體的方法的流程圖。在附圖中相似的參考標記表示相似的部件。
具體實施方式
圖1A，1B，2A，2B和圖3示出了振動驅動的物體100(例如自推進式裝置)，其適於在液體1000的上表面1010上使物體100漂浮和推進。所述振動產生動力的物體100具有頂側102和底側104，所述頂側適於至少部分地位於液體1000的表面1010的上方，所述底側104適於至少部分地浸入所述液體的表面的下方。所述物體100具有前端106和後端118。所述物體100具有主體110，所述主體包括朝前的頂部112和朝後的頂部111，底部114，主體110的前端116和主體110的後端118。圖4A至圖4E示出了主體110的分解立體圖，所述主體110包括振動機構200和推進鰭300。所述振動機構200放置在位於主體110的底部114內的防水腔室122內。所述振動機構200包括適於轉動偏心負載204的旋轉電機202。在有些應用中，旋轉近似在6000-9000轉每分(rpm』 s)的範圍內，雖然或高或低的轉速也可以使用。振動機構200的縱向軸線206大致平行於主體110的縱向軸線120，在其他的實施例中，振動機構200的縱向軸線206可以相對於主體110的縱向軸線120成一角度。振動機構200還包括置於主體110的底部114內的防水腔室124內的電池210。振動機構200包括開/關切換裝置220。所述開/關切換裝置220放置在主體110內。防水罩140設置在切換裝置的致動部件222的上方，並且在一個實施例中，可以從主體110的頂部外表面用手接觸到所述罩140和致動部件222。或者，所述開/關切換裝置220可以包括接收器，其接收遠程發射器發出的信號，從而能利用遠程信號(例如，使用無線或紅外線信號)遙控所述振動機構。在其他實施例中，設計用於在地上移動的玩具振動驅動車輛(例如從Innovation First International可購得的ffiXBUG NANO)可以用作振動機構200。如在附圖5A和5B示出的示意性實施例中所示,所述漂浮物體100包括具有頂表面502和底表面504的漂浮構件500。所述主體110如圖4A至4E示出的進行組裝並且從漂浮構件500的底表面504插入到腔室506內。在一些實施例中，漂浮物體100的漂浮構件500可以構造為水中昆蟲，使得當所述主體漂浮在水的靜止的上表面時，從上面看，所述主體大致為圓形的主體形狀，並且所述橢圓形的主軸520平行於行進方向。出於裝飾效果，昆蟲上可以有臉510和腿512。所述漂浮構件可以由模製的閉室聚氨酯或其他有浮力的材料構成。可以理解，所述漂浮構件500能夠製成各種形狀，並且能可拆卸地安裝到所述主體110上，並且所述漂浮構件500可以和各種不同形狀的漂浮構件500進行互換。或者，所述漂浮材料可以放置在主體殼體的內部，以減小或消除對外部漂浮構件500的需求。如在圖9A，9B和9C所示出的另一個實施例中所示，漂浮物體100包括漂浮構件700，所述漂浮構件700構造成類似具有船頭和船尾的船的形狀，具有頂表面702和底表面704。所述主體110如圖4A至4E所示進行組裝並且從漂浮構件700的頂表面702插入到腔室706內。漂浮構件還可以包括一個或多個連接到構件700的底側、並從底側向下延伸的KNEEL鰭片782和784。這些KNEEL鰭片能起到舵的功能，並能幫助所述漂浮物體100的定向。如在圖10A，IOB和IOC所示出的再一個實施例中所示，漂浮物體100包括漂浮構件800，所述漂浮構件800構造成類似具有船頭和船尾的船的形狀，具有頂表面802和底表面804。所述主體110如圖4A至4E所示進行組裝並且從漂浮構件800的頂表面802插入到腔室806內。漂浮構件800還包括一個設置在漂浮構件800的後部的轉向鰭892。振動機構200內的偏心負載204的轉動能使得物體100從向前的方向向一側偏轉。移動物體100向哪側偏轉取決於偏心負載204的旋轉方向。轉向鰭804能夠抵消由于振動機構的旋轉而導致的轉向並且幫助漂浮物體沿著比較直前的方向定向。因此在漂浮物體100的哪側上設置轉向鰭892由偏心負載204的旋轉方向來決定。如圖1，2，3和圖7A至7E所示，推進鰭300以其近端306連接到主體110的後端118。所述鰭300適於在物體100振動時，相對於主體110輕微撓曲(至少在撓性軸線950處)，當然推進鰭300也適於提供一些剛性(例如推進鰭300偏轉僅僅幾度，並且趨於回到如圖1，2和3所示的中性位置)。作為振動機構200振動的結果，物體100由於其尺寸和表面面積，所以其振動是很小的。推進鰭300能繞轉動軸950向上向下自由振動。當推進 鰭300與液體1000接觸時，它比當其在自由空間(例如空氣中)的偏轉要少，這是因為水與空氣相比粘性更高。然而，一般來說，雖然推進鰭300能至少繞轉動軸950偏轉，它對偏離中性位置的偏轉還是有一定的抵抗力。所述推進鰭300包括與所述近端306相對的遠端308。所述推進鰭300具有頂側302和底側304。所述頂側適於在物體100的操作期間至少部分地位於液體1000的表面1010的上方，所述底側104適於在物體100的操作期間保持至少部分地浸入所述液體的表面1010的下方。如圖1和圖2所示，當所述振動機構200在操作時，它使得推進鰭300的自由遠端308上下振動。所述自由遠端308的上下振動是由於推進鰭300在轉動軸950處的偏轉(即自由遠端相對於撓性軸線線300的上下偏轉移動)而導致的。物體100的很小的上下振動是可以忽略不計的(一般來說，由於物體的振動趨於引起繞大致通過物體100的重心並橫向於所述主體100的縱向軸線120的軸線920的振動，因此物體的上下振動使得整個推進鰭300上下運動)。在操作過程中,推進鰭300的底側304以較小的角度(大致15度)接觸水1000的水面1010。如圖1A的放大細節圖所示，當推進鰭300在其行駛中的上端時，水由於表面張力被拉至推進鰭300的底部，並且在水面1010和推進鰭300的底側304之間形成彎月面600。水和彎月面600填充了底側304和水面1010之間的區域的一部分。隨著推進鰭300向下行進到其行駛中的下端時，底側304和水面1010之間的區域明顯減少。推進鰭300迫使填充在圖1所示的區域中的水向後離開所述區域。引發推進鰭300的振動的裝置的振動能使得推進鰭300朝向自由遠端308泵送液體1000，這反過來又會沿著液體1000的表面1010向前(S卩，物體100的前端106的方向)推進漂浮物體100。推進鰭300的振動幅度由來自偏心負載204的力決定。偏心負載204使主體繞其旋轉中心旋轉。所述旋轉中心靠近重心920，但其基於船體和水1000的接觸部分能夠變化。通過使旋轉電機202和旋轉中心之間的距離增大，所述推進鰭300能以更大的幅度振動。如圖3和圖6所示，推進鰭以大致15度的角度(0)設置，該角度的第一側邊為液體1000的水平頂表面在大致靜止的狀態下，在液體的水平頂表面和推進鰭接觸的點處平行於液體的水平頂表面1010，該角度的第二側邊與從液體的表面延伸出的推進鰭相切。在一些實施例中，所述角度(Q)大致在10 45度之間，當然在一些應用中其他的角度也可以提供有用的推進作用。[0081]當液體1000的水平頂表面在液體的水平頂表面和推進鰭300的底表面304接觸的點910處、在大致靜止的狀態下(圖1C)，在液體的頂表面1010上形成彎月面600。所述彎月面600位於距離底表面304和液體的頂表面1010相交處LI的位置處。所述撓性軸線950允許推進鰭相對於主題110的上下偏轉運動。所述撓性軸線950橫向於所述推進鰭 300的縱向軸線。所述撓性軸線950朝向所述推進鰭300的近端306設置。可以基於角Θ 和水與底表面304接觸而產生的彎月面的半徑r來計算距離LI。當推進鰭相對於液體1000 的表面1010向下振動時，彎月面的位置從近端朝向所述推進鰭的遠端離開。通過設計推進鰭300使得撓性軸線950 (或近端306)即使在推進鰭300到達由於物體100的振動引發的最高點處、保持低於液體1000的表面1010，能夠實現相對增大的推進率。[0082]如圖3和圖7A至7E所示，推進鰭300在右側還具有向下設置的唇緣313，其適於至少部分地與液體1000的表面1010接觸，並且所述推進鰭300在左側也具有向下設置的唇緣315，其適於至少部分地與液體1000的表面1010接觸。當推進鰭300向上振動時，液體流入並填充由於推進鰭300向上振動而產生的空隙。當推進鰭300向下振動時，隨著所述推進鰭的向下移動，左右唇緣適於向下引導水流。[0083]在如圖7A至7E所示的一些應用中，所述推進鰭300具有大致平面的頂側302，所述推進鰭的頂側成形為正梯形(即，截錐形)，其基部BI是推進鰭300的近端，正梯形的截去端Tl是推進鰭300的遠端308。[0084]或者，在如圖8A至8E所示的第二實施例中，所述推進鰭600具有大致平面的頂側 602，所述推進鰭的頂側成形為不對稱的梯形，其基部BI是連接到主體的推進鰭的近端，並且其較短的端部Tl是推進鰭的遠端。在這種非對稱的實施例中，從梯形鰭的第一側和梯形鰭的基部測量的第一角度(e)不等於從梯形鰭的第二側和梯形鰭的基部測量的第二角度 (f)推進鰭600的非對稱結構影響物體100的行進方向(即，不同角度的唇緣引導水流所基於的方向)並且可用於控制方向的目的。在推進鰭600的另一實施例中的、與圖8A至8E 中的部件具有相似結構和功能的部件除使用600作為序列號外使用了相似的參考標號。在如圖8A至8E所示的另一實施例中，左、右唇緣在每個唇緣上可以具有一個或多個槽680，以調節推進鰭600的可撓曲性( 即，允許推進鰭600在遠端608和近端606之間撓曲)。[0085]如圖4A至4E和圖6所示，推進鰭的近端306通過推進鰭300的延伸部分350連接到主體110。延伸部分350具有一個或多個孔352，其用於接緊固件354以將推進鰭連接到主體110的後端118的頂部111上。或者，推進鰭300可以插入到主體後部的上表面上的縫隙中和/或使用其他適當的技術進行連接(例如，粘結)。[0086]在一些實施例中，所述推進鰭300具有成形為梯形的大致平面的頂側302，所述梯形具有基部寬度(BI)和較窄的另一端部寬度(Tl)。所述延伸部分350具有在所述延伸部分350連接到所述梯形鰭300的基部處測得的寬度(El)。在一些實施例中，需要將延伸部分的寬度(El)設計成小於所述梯形的基部的寬度(BI)，由此賦予位於延伸部分350與所述梯形鰭300的基部相連接之處的撓性軸線950更大的可撓曲性。例如，當所述延伸部分 350和所述鰭300具有一體的結構時(即，構造為單一部件)，所述延伸部分在其與梯形鰭 300的基部相接處的寬度(El)影響撓性軸線950可撓曲性，並可以增加當物體100致動時的推進速度。[0087]或者，在如圖12A至12E所示的第三實施例中，推進鰭1100可以具有大致矩形平面的頂側1102，並且左右唇緣1113和1115在鰭的遠端1104加寬，在與所述延伸部分1150 連接之處變窄。在推進鰭1100的第三實施例中的、與圖5A至5E中的部件的結構和功能類 似的部件除使用1100作為序列號外使用了相似的參考標號。[0088]或者，在如圖13A至13E所示的第四實施例中，推進鰭1200可以具有大致梯形平 面的頂側1202，並且左、右唇緣1213和1215在鰭的遠端1104變窄，在與所述延伸部分1250 連接之處加寬。在推進鰭1200的第四實施例中的、與圖5A至5E中的部件的結構和功能類 似的部件除使用1200作為序列號外，使用了相似的參考標號。[0089]或者，在如圖14A至14E所示的第五實施例中，推進鰭1300可以具有大致「U」形， 具有彎曲的頂側1302和左、右唇緣1313和1315。在推進鰭1300的第五實施例中的、與圖 5A至5E中的部件的結構和功能類似的部件除使用1300作為序列號外，使用了相似的參考 標號。[0090]或者，在如圖15A至15E所示的第六實施例中，推進鰭1400可以具有大致梯形頂 側1402。所述梯形的頂側1402是向下凹入的。左、右唇緣1413和1415在鰭的遠端1404 變窄，在與所述延伸部分1450連接之處加寬。在推進鰭1400的第六實施例中的、與圖5A 至5E中的部件的結構和功能類似的部件除使用1400作為序列號外，使用了相似的參考標號。[0091]或者，在如圖16A至16E所示的第七實施例中，推進鰭1500成形為類似圓錐的一 部分，具有大致弧形的頂側1502和弧形的左右側唇緣1513和1515。在推進鰭1500的第七 實施例中的、與圖5A至5E中的部件的結構和功能類似的部件除使用1500作為序列號外， 使用了相似的參考標號。[0092]如圖11A，IIB和IIC所示，在一些實施例中，所述振動驅動物體100還包括第二推 進鰭600 (即，第一推進鰭600位於所述物體的縱向軸線的一側,所述第二推進鰭600位於 物體100的縱向軸線的另一側)。所述第二推進鰭600具有和主體相連的近端606和與近 端606相對的自由遠端608。所述第二推進鰭600具有頂側602和底側604,所述頂側適 於至少部分位於液體1000的表面1010的上方，所述底側適於至少部分地位於液體的表面 1010的下方。可以理解推進鰭300,600,1100,1200,1300,1400,1500的實施例中的任意一 個或者是這些實施例的部件的組合可以用於本實施例的第一或第二推進鰭。通過改變每個 推進鰭600距離物體100的縱向軸線的距離或改變兩個推進鰭600中每個的尺寸、形狀和 /或方向都能影響物體的方向。[0093]推進鰭300,600,1100，1200，1300，1400，1500中的任何一者都可以由選自以下材料組中的材料形成，所述材料組包括聚合物，合成橡膠，天然橡膠和人造橡膠。所述推進鰭 300可以由聚合材料膜形成，例如聚乙烯或聚苯乙烯。所述膜可以具有支持振動物體在自然 頻率下的振動的厚度和彈性模量。[0094]在物體的一些實施例中，漂浮物體100的總的縱向長度LT在1. O至4. O英寸之 間。[0095]實驗數據已經表明，通過減少在推進鰭300的頂側302上的水量，物體100能夠被 更有效地推進。在一些實施例中，推進鰭的頂側塗覆有合成物，其能減小頂側302和接觸 所述頂側302的水之間的表面張力，使得水從推進鰭300的頂側302被排離。或者在推進 鰭300的大致為平的頂側302上至少設置一層低密度無孔材料，以減少推進鰭的頂側的水量。[0096]當漂浮物體100適於當做玩具時，所述漂浮物體可以自主移動，並且在一些應用 中，隨機轉向。因此，這些玩具漂浮物體在運動時能模仿活體，例如小蟲或昆蟲或者也可以 模仿電動船、飛機、宇宙飛船或其它想要的形狀。[0097]漂浮物體運動的速度和方向取決於很多因素，包括振動機構200的轉動速度、與 電動機200相連的偏心負載204的尺寸、電源、推進鰭300的結構特徵(例如，尺寸、方向、 形狀、材料、撓曲性、摩擦特性等)、物體100漂浮於其上的液體1000的表面1010的特性、物 體100的總重量、漂浮構件500的浮力等等。[0098]在一些應用中，所述漂浮物體100包括設計成抵消裝置由於配重204的旋轉而轉 向的趨勢的特徵(例如基於推進鰭300,600,1100,1200,1300,1400,1500的尺寸，形狀和/ 或結構，或者轉向鰭892和龍骨鰭(keel fin) 782和784)。物體100的組成部分能定位成 維持相對較低的中心(質心)，以防止傾斜，並且使組成部分與旋轉電機的旋轉軸向對準以 有助於滾動。同樣，漂浮殼體能設計使得基於下述特徵而有利於自翻正，該特徵在裝置顛覆 或側傾時可促成翻滾。還可使用物體的特徵來增大出現隨機運動的機率，並使裝置顯示出 對障礙物可做出智能響應。[0099]如圖17所示，在操作時，在步驟2001和2003，將具有推進鰭300，600，1100，1200， 1300，1400，1500和漂浮構件500，700，或800的物體100放置在液體1000中，物體的頂側 102至少部分位於液體的上表面1010之上，物體的底側118至少部分地浸入液體1000的水 平表面1010的下方。例如，推進鰭300放置成其頂側302至少部分位於液體的上表面1010 之上，其底側304至少部分地浸入液體1000的上表面1010的下方。如在步驟2005,2007 和2009所示，振動機構致動，並且使推進鰭300上下振動。鰭的底側304接觸液體的表面 1010。當鰭300在其行駛中的上端時，在水面1010和推進鰭300的底側304之間形成彎月 面600。彎月面600填充了底側304和水面1010之間的區域的一部分。隨著推進鰭300 向下行進到其行駛中的下端時，底側304和水面1010之間的區域明顯減少。推進鰭300迫 使液體向後離開所述區域。如在步驟2011所示，引發推進鰭300的振動的裝置的振動能使 得推進鰭300朝向自由遠端308泵送液體1000，這反過來又會沿著液體1000的表面1010 向前(即，物體100的前端106的方向)推進漂浮物體100。[0100]可以理解推進鰭300，600，1100，1200，1300，1400，1500的實施例中的任何一者或 這些實施例中的部件的組合可以用於推進物體100。此外，可以理解漂浮構件500，700，或 800中的任何一者或其組合可以用於提供物體100的浮力。[0101]以上已經描述了本發明的多個實施例。然而可以理解在不脫離本發明的精神和範 圍的情況下可以進行各種變形。因此，其他實施例也在所附權利要求的範圍內。
權利要求1.一種振動驅動裝置，其適於在液體中的上表面上漂浮並推進，所述裝置包括主體，其具有縱向軸線、前端部、後端部、頂側及底側，所述頂側適於至少部分地布置在所述液體的所述表面之上，所述底側適於至少部分地浸在所述液體的所述表面之下；振動機構，其連接至所述主體；推進鰭，所述鰭具有連接至所述主體的近端，所述鰭具有與所述近端相對的自由末端， 所述鰭具有頂側，所述頂側適於至少部分地布置在所述液體的所述表面之上，所述鰭具有底側，所述底側適於至少部分地布置在所述液體的所述表面之下；其中，所述振動機構適於使所述推進鰭的所述自由末端上下振蕩。
2.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述振動機構適於通過使所述鰭在撓性軸線處撓曲，使得所述自由末端相對於所述撓性軸線進行上下撓曲運動，來使所述推進轄的所述自由末端振湯。
3.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述振動機構適於繞大致穿過所述物體的重心並橫切所述主體的所述縱向軸線的軸線引起所述裝置振蕩，由此產生所述鰭的上下振蕩。
4.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述振動機構適於通過使所述鰭在撓性軸線處撓曲，使得所述自由末端相對於所述撓性軸線進行上下撓曲運動，來使所述自由末端振蕩，並且其中，所述振動機構適於繞大致穿過所述物體的重心並橫切所述主體的所述縱向軸線的軸線引起所述裝置振蕩，由此產生所述整個鰭的上下振蕩。
5.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述振動機構包括具有偏心負載的旋轉電動機，其適於使所述偏心負載旋轉，並且所述電動機的縱向軸線與所述主體的所述縱向軸線大致平行。
6.根據權利要求5所述的振動驅動裝置，其中，所述振動機構的所述旋轉構件以 5，OOOrpm與20，OOOrpm之間的轉速旋轉。
7.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述旋轉機構包括接通/切斷開關。
8.根據權利要求7所述的振動驅動裝置，其中，所述接通/切斷開關被布置在所述主體內，並且可從所述主體的外表面手動地控制。
9.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述接通/切斷開關受到來自無線電及紅外線信號構成的組中的信號的遙控。
10.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述振動機構被布置在所述主體的防水腔內。
11.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述振動機構是適於在陸地上運動的振動驅動玩具載體。
12.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述振動機構包括布置在所述主體的防水腔內的電池。
13.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，設置有角(Θ)，所述角的第一邊與所述裝置適於在其中漂浮的所述液體的水平上表面平行，所述角的頂點布置在下述位置處， 在該位置，所述推進鰭適於與所述裝置適於在其中漂浮的所述液體的所述水平上表面接觸，並且所述角(Θ)的第二邊與所述推進鰭正切，所述角(Θ)處於10至45度的範圍內。
14.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述振動驅動裝置適於在所述裝置適於在其中漂浮的所述液體的所述表面上具有彎月面特徵，所述彎月面位於所述液體的所述表面與所述推進鰭的所述底側接觸的位置處。
15.根據權利要求13所述的振動驅動裝置，其中，所述振動驅動裝置適於使得所述彎月面在所述推進鰭向下振蕩時從所述近端朝向所述推進鰭的所述末端遠離。
16.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述推進鰭還包括具有右側唇緣的右邊，所述右側唇緣向下布置，並且適於至少部分地接觸所述裝置適於在其中漂浮的所述液體的所述表面，所述推進鰭還包括具有左側唇緣的左邊，所述左側唇緣向下布置，並且適於至少部分地接觸所述裝置適於在其中漂浮的所述液體的所述表面。
17.根據權利要求16所述的振動驅動裝置，其中，所述左側唇緣及右側唇緣適於隨著所述鰭向下振蕩而將水向後引導。
18.根據權利要求16所述的振動驅動裝置，其中，所述左側唇緣及右側唇緣在各唇緣中具有一條或多條切口，由此增大所述推進鰭的撓性。
19.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述推進鰭具有大致平坦頂側，所述鰭的所述頂側被成形為正梯形，其底部(BI)處於所述鰭的所述近端處，而所述梯形的截頂部(Tl)處於所述鰭的所述末端處。
20.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述鰭具有大致平坦頂側，所述鰭的所述頂側被成形為類似不對稱梯形，其底部處於所述鰭的連接至所述主體的所述近端處， 而較短頂端則處於所述鰭的所述末端處。
21.根據權利要求20所述的振動驅動裝置，其中，所述不對稱梯形的所述第一邊與所述底部的第一夾角不等於所述梯形的所述第二邊與所述底部的第二夾角。
22.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述推進鰭具有大致矩形平坦頂側， 並且所述左側唇緣及右側唇緣在所述鰭的所述末端處更寬。
23.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述推進鰭具有大致梯形平坦頂側， 並且所述左側唇緣及右側唇緣在所述鰭的所述末端處更窄，隨之變寬。
24.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述推進鰭呈大致「U」形，具有彎曲頂部以及左右向下布置唇緣。
25.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述推進鰭具有大致梯形頂側，所述梯形頂側向下凹入，所述鰭還包括在所述鰭的所述末端處較窄的左側及右側唇緣。
26.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述推進鰭被成形錐體，具有大致彎曲頂側，以及大致彎曲向下布置左右兩邊。
27.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，用於所述推進鰭的上下運動的撓性軸線的位置橫切所述推進鰭的縱向軸線，並且所述撓性軸線被布置為與所述推進鰭的所述近端接近。
28.根據權利要求27所述的振動驅動裝置，其中，所述振動驅動裝置被設置使得，在所述推進鰭振蕩期間，所述推進鰭的所述撓性軸線保持在所述裝置適於在其中漂浮的所述液體的所述表面下方。
29.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述推進鰭還包括布置在所述推進鰭的所述近端的延伸構件，所述延伸構件適於將所述推進鰭連接至所述裝置的主體。
30.根據權利要求29所述的振動驅動裝置，其中，所述鰭具有大致平坦頂側，所述鰭的所述頂側被成形為類似梯形，所述梯形具有底部寬度(BI)以及較窄頂部寬度(Tl)，並且所述延伸構件具有寬度(El)，其被設置使得所述延伸構件連接至所述梯形鰭的所述底部，所述延伸構件寬度(El)小於所述梯形的所述底部的寬度(BI)，由此形成撓性軸線，其布置在所述延伸構件連接至所述梯形鰭的所述底部的位置處。
31.根據權利要求29所述的振動驅動裝置，還包括位於所述延伸構件內的至少一個開口，其具有布置在所述開口內的緊固件的第一部分，以及布置在所述主體的後側頂部內的所述緊固件的第二部分。
32.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，還包括第二推進鰭，所述第二鰭具有連接至所述主體的近端，所述鰭具有與所述近端相對的自由末端，所述鰭具有適於至少部分地布置在所述液體的所述表面上方的頂側，所述鰭具有適於至少部分地布置在所述液體的所述表面的下方的底側。
33.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，至少一層漂浮材料被布置在所述鰭的所述大致平坦頂側上。
34.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述推進鰭的所述頂側塗有合成物， 其降低所述頂側與任何與所述頂側接觸的液體之間的表面張力。
35.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述推進鰭還包括至少一個向下布置轉向鰭。
36.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述推進鰭的所述底側的表面區域的中心被縱向布置在所述主體的重心後方。
37.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述推進鰭由從聚合化合物，合成橡膠，天然橡膠，彈性體構成的組中選擇的材料形成。
38.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，還包括龍骨鰭，其連接至漂浮構件的所述底側，並且從所述底側向下布置。
39.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，還包括連接至所述主體的漂浮構件。
40.根據權利要求39所述的振動驅動裝置，其中，所述漂浮構件適於可移除地安裝至所述主體。
41.根據權利要求1所述的振動驅動裝置，其中，所述漂浮材料被布置在所述主體的內部中。
42.根據權利要求39所述的振動驅動裝置，其中，所述漂浮構件包括頂表面；底表面；腔，可從所述漂浮構件的所述底表面訪問所述腔，所述腔適於在其中容納所述主體。
43.根據權利要求39所述的振動驅動裝置，其中，所述漂浮構件包括頂表面；底表面；腔，可從所述漂浮構件的所述頂表面訪問所述腔，所述腔適於在其中容納所述主體。
44.根據權利要求39所述的振動驅動裝置，其中，所述漂浮構件具有大致橢圓形水平橫截面，並且其中，所述橢圓形的主軸平行於行進航線。
45.根據權利要求39所述的振動驅動裝置，其中，所述漂浮構件包括船頭和船尾。
46.一種振動驅動裝置，其適於在液體中的上表面上漂浮並推進，所述裝置包括主體，由希望的向前行進方向界定的前端部以及相對的後端部；頂側及底側，所述頂側適於至少部分地布置在所述液體的所述表面之上，所述底側適於至少部分地浸在所述液體的所述表面之下；振動機構，其連接至所述主體；推進鰭，所述鰭具有在所述後端部連接至所述主體的近端，所述鰭具有與所述近端相對的自由末端，所述鰭具有頂側，所述頂側適於至少部分地布置在所述液體的所述表面之上，所述鰭具有底側，所述底側適於至少部分地布置在所述液體的所述表面之下；其中，所述振動機構適於使所述推進鰭的所述自由末端上下振蕩。
專利摘要本實用新型涉及振動驅動漂浮物體，公開了一種振動驅動裝置，其適於在液體中的上表面上漂浮並推進。該裝置包括主體，其具有頂側及底側，頂側適於至少部分地布置在液體的表面之上，底側適於至少部分地浸在液體的表面之下。振動機構布置在主體內。推進鰭連接至主體。鰭具有頂側及底側，頂側適於至少部分地布置在液體表面之上，底側適於至少部分地布置在液體表面之下。振動機構適於使推進鰭的自由末端上下振蕩。
文檔編號A63H23/10GK202844573SQ201220169369
公開日2013年4月3日 申請日期2012年4月12日 優先權日2011年4月12日
發明者羅伯特·H·米姆利特施三世, 大衛·安東尼·諾曼, 約爾·瑞甘·卡特, 羅伯特·H·小米姆利特施, 道格拉斯·麥可·加勒蒂, 格雷戈裡·E·尼德爾, 保羅·大衛·科匹奧立 申請人:創首公司