NL2025201B1 - Aan het menselijk lichaam bevestigbare onderwateraandrijving - Google Patents

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een aan het menselijk lichaam bevestigbare onderwateraandrijving. De onderwateraandrijving omvatten minste één onder de knie aan een been bevestigbare voortstuwingseenheid, omvattende een elektromotoren een door de elektromotor aangedreven schroef, en ten minste één accu die elektrisch met de elektromotor in verbinding staat. De onderwateraandrijving is voorzien van ten minste één bovenbeengordel, welke bovenbeengordel ten minste één van de ten minste ene accu omvat voor bevestiging van voornoemde ten minste ene accu aan een bovenbeen.

Description

Aan het menselijk lichaam bevestigbare onderwateraandrijving De uitvinding heeft betrekking op een aan het menselijk lichaam bevestigbare onderwateraandrijving.

Het concept van een aan het lichaam bevestigbare voortstuwingsysteem voor gebruik onder water is uit de stand van de techniek reeds bekend. Dergelijke systemen zijn gericht op toepassing in de duikwereld als onderwateraandrijving voor individuele duikers. Een voordeel van voortstuwingsystemen die aan het lichaam bevestigbaar zijn, is gelegen in het feit dat ze de gebruiker ervan een grote mate van flexibiliteit geven omdat de gebruiker zich nergens aan vast hoeft te houden, noch ergens plaats op hoeft te nemen of op hoeft af te steunen. Echter kennen voornoemde voortstuwingsystemen ook meerdere technische uitdagingen waardoor de praktische toepasbaarheid ervan tot op heden beperkt is. Deze technische uitdagingen houden grotendeels verband met noodzaak het systeem hanteerbaar en gebruiksvriendelijk te houden. Immers moet de gebruiker ervan het systeem zowel in, als in beperkte mate uit het water kunnen dragen en zich met het systeem kunnen voortbewegen. De hanteerbaarheid van het systeem wordt hierbij niet enkel bepaald door de afmetingen en de massa van het systeem, die bij voorkeur zo laag mogelijk moeten worden gehouden. Ook de ergonomie van het systeem speelt hierin een belangrijke rol. Een gebruiker moet het bij het dragen van het systeem niet of zo min mogelijk door het systeem worden gehinderd in zijn of haar bewegingsvrijheid. Daarbij dient besturing van het systeem bij voorkeur intuïtief te zijn ter wille van het gebruiksgemak en om de tijd die het kost om de besturing aan te leren zo kort mogelijk te houden. Bovendien moet het systeem bruikbaar zijn in combinatie met een conventionele duikuitrusting. Brede adoptie van aan het lichaam bevestigbare voortstuwingsystemen voor gebruik onder water zal kortom pas plaatsvinden als het gebruik van dergelijke systemen voldoende gebruiksvriendelijk is. Het is derhalve een doel van deze uitvinding om te voorzien in een onderwateraandrijving voor bevestiging aan het menselijk lichaam die ergonomischer en gebruiksvriendelijker is dan de tot nu toe bekende systemen.

De uitvinding verschaft hiertoe een aan het menselijk lichaam bevestigbare onderwateraandrijving omvattende ten minste één voortstuwingseenheid welke is ingericht om aan ten minste een deel van een onderbeen te worden bevestigd, waarbij de voorstuwingseenheid ten minste één elektromotor omvat en ten minste één door de elektromotor aandrijfbare schroef, en ten minste één accu die elektrisch met ten minste één elektromotor in verbinding staat, waarbij de onderwateraandrijving ten minste één bovenbeengordel omvat, welke bovenbeengordel is ingericht om aan ten minste een deel van een bovenbeen te worden bevestigd, en waarbij de bovenbeengordel is ingericht voor het houden van de ten minste ene accu.

De onderwateraandrijving is ingericht om water te verplaatsen, waardoor een voortstuwende kracht wordt gegenereerd.

Derhalve zal de onderwateraandrijving of althans de schroef, tijdens normaal gebruik ten minste gedeeltelijk onderwater moeten zijn gesitueerd om de beoogde waterverplaatsing te kunnen realiseren.

De schroef is bijvoorbeeld een propeller.

Omdat de onderbenen en voeten zich in de regel te allen tijde onder het wateroppervlak bevinden, ook bij voortbewegen aan het wateroppervlak, zal de voortstuwingseenheid bij bevestiging aan een onderbeen, enkel en/of voet zich eveneens te allen tijde onder water bevinden waardoor een continue voorstuwing gegarandeerd wordt.

Waar gerefereerd wordt naar het onderbeen valt hier ook de enkel en/of voet onder.

Derhalve kan het deel van het been onder de knie gezien worden als onderbeen zoals bedoeld in de onderhavige uitvinding.

Daarnaast vormt het deel van het been onder de knie veelal geen bevestigingslocatie voor een reguliere duikuitrusting waardoor een aan dit deel van het been bevestigbare voortstuwingseenheid zonder problemen in combinatie met een reguliere duikuitrusting kan worden gebruikt.

De accu is ingericht voor het leveren van elektrische energie, zoals stroom, aan ten minste één elektromotor.

Het gebruik van een bovenbeengordel om de ten minste ene accu ter hoogte van het bovenbeen aan het lichaam te bevestigen komt ten goede aan een goede gewichtsverdeling van de onderwateraandrijving.

Wanneer er wordt gerefereerd naar een bovenbeengordel kan ook de term dijpeengordel gebruikt worden.

Omdat de voortstuwingseenheid door de bevestiging onder de knie reeds gewicht aan het onderbeen, de enkel of de voet toevoegt, is plaatsing van de ten minste ene accu op een andere plaats op het lichaam voordelig.

Een gordel om het bovenbeen biedt daarbij voldoende ruime om de één of meerdere accu's aan het lichaam te kunnen bevestigen, in overweging nemend dat de accu's significante massa en afmetingen hebben vanwege de accucapaciteit die noodzakelijk is om de elektromotor van de voortstuwingseenheid gedurende langere tijd van energie te kunnen voorzien.

Door de plaatsing van de ten minste ene accu op het onderlichaam, in het bijzonder het bovenbeen, wordt bovendien voorkomen dat het gewicht en de bulk van de uitrusting bij gebruik van de onderwateraandrijving in combinatie met een reguliere duikuitrusting rondom de middel van de duiker worden geconcentreerd.

De bovenbeengordel zit niet in de weg van een reguliere duikuitrusting die veelal een duikvest (trimvest) met een geïntegreerde loodgordel omvat, waaraan eveneens de fles(sen) met ademlucht (perslucht) zijn bevestigd.

Ook een losse loodgordel wordt conventioneel rond de middel bevestigd, welke bevestiging door een bovenbeengordel dus niet wordt gehinderd.

Daarbij is het zelfs denkbaar dat in de praktijk het gebruik van een loodgordel achterwege kan worden gelaten door het extra gewicht van de ten minste ene accu.

Doordat de onderwateraandrijving volgens de uitvinding ten minste in hoofdzaak op het onderlichaam wordt geplaatst, waar een conventionele duikuitrusting door de torso wordt gedragen, wordt het gewicht van de totale uitrusting van een duiker, bestaand uit de reguliere duikuitrusting en de onderwateraandrijving, evenredig over de torso en het onderlichaam verdeeld.

Dit voorkomt dat de duiker bij een horizontale positie in het water doorhangt ter hoogte van de middel.

In een voorkomend geval omvat de onderwateraandrijving, en in het bijzonder de ten minste ene bovenbeengordel een elektronische snelheidsregelaar die is geschakeld tussen de ten minste ene accu en de elektromotor van de ten minste ene voortstuwingseenheid.

De elektronische snelheidsregelaar dient om de commutatie van de elektromotor te verzorgen alsmede het motorvermogen te kunnen reguleren, In een voorkomend geval wordt de elektronische snelheidsregeling gevormd door een elektronisch circuit dat in staat is de snelheid van de elektromotor te kunnen regelen.

Door de elektronische snelheidsregeling onderdeel te laten uitmaken van de bovenbeengordel kan de voortstuwingseenheid compacter worden gehouden en het gewicht aan het onderste deel van het been worden beperkt.

Dit komt de hanteerbaarheid en de stroomlijn van de onderwateraandrijving ten goede wanneer deze aan een gebruiker is bevestigd.

In een verdere mogelijke uitvoeringsvariant is het ook denkbaar dat de elektronische snelheidsregelaar integraal onderdeel uitmaakt van een voorstuwingseenheid.

Een voordeel van deze uitvoeringvariant is dat het koelen van de elektronische snelheidsregelaar op relatief eenvoudige wijze kan worden uitgevoerd, bijvoorbeeld middels waterkoeling.

In een voorkeursuitvoering kan de onderwateraandrijving twee voortstuwingseenheden omvatten, waarbij iedere voortstuwingseenheid is ingericht om aan ten minste een deel van een (separaat) onderbeen te worden bevestigd, alsmede kan de onderwateraandrijving twee bovenbeengordels omvatten, waarbij iedere bovenbeengordel is ingericht om aan ten minste een deel van een (separaat) bovenbeen te worden bevestigd en waarbij iedere bovenbeengordel is ingericht voor het houden van ten minste één accu. Bij nadere voorkeur is de onderwateraandrijving in hoofdzaak symmetrisch uitgevoerd. Het is bijvoorbeeld denkbaar dat de onderwateraandrijving een linker bovenbeengordel en een rechter bovenbeen gordel omvat, alsmede een linker voorstuwingseenheid en een rechtervoortstuwingseenheid. Bij voorkeur is dan ten minste één elektromotor van de linker voortstuwingseenheid elektrisch verbonden met ten minste één accu die gehouden wordt door de linker bovenbeengordel en/of is ten minste één elektromotor van de rechter voortstuwingseenheid elektrisch verbonden met ten minste één accu die gehouden wordt door de rechter bovenbeengordel. Deze uitvoeringsvariant kan verder bijdragen aan een stabiele positionering van de onderwateraandrijving en/of aan een goede gewichtsverdeling van de onderwateraandrijving. Derhalve kan deze uitvoeringsvariant ook positief bijdragen aan de mogelijkheid van de duiker om een wenselijke gestroomlijnde, bij voorkeur in hoofdzaak horizontale, houding aan te nemen tijdens het duiken.

Door het gebruik van twee voortstuwingseenheden die ieder aan een ander been zijn bevestigd, wordt de stabiliteit van de aandrijving tijdens gebruik verbeterd. Bovendien wordt het met twee voortstuwingseenheden mogelijk de onderwateraandrijving te besturen door het onderling variëren van de door de afzonderlijke voortstuwingseenheden geleverde stuwkracht. Tot slot komt het gebruik van twee voortstuwingseenheden ook de maximale stuwkracht en/of efficiëntie ten goede. Door de accu's over twee bovenbeengordels te verdelen, wordt het gewicht van de accu's verdeeld over beide benen, hetgeen voordelig is voor de balans van de duiker in het water, maar tevens bij het dragen uit het water. In een gebruikelijk geval zullen de accu's van een bovenbeengordel hierbij in de stroomvoorziening voorzien van de elektromotor van de voortstuwingseenheid die is ingericht voor bevestiging aan hetzelfde been als deze bovenbeengordel.

In een verdere mogelijke uitvoeringsvariant is het denkbaar dat de 5 onderwateraandrijving ten minste één secundaire voorstuwingseenheid omvat welke ten minste één elektromotor omvat en ten minste één door de elektromotor aandrijfbare schroef.

Genoemde secundaire voortstuwingseenheid is bij voorkeur een op zichzelf staande voorstuwingseenheid en/of is deze ingericht om aan een externe component te worden bevestigd.

Een niet-limiterend voorbeeld van een externe component is bijvoorbeeld een vrachtstuk dat door de duiker wordt meegevoerd.

Het is ook denkbaar in een mogelijke uitvoeringsvariant dat de ten minste ene voortstuwingseenheid een stand-alone voortstuwingseenheid is welke ten minste één elektromotor omvat en ten minste één door de elektromotor aandrijfbare schroef, waarbij de voortstuwingseenheid optioneel kan zijn ingericht om aan ten minste een deel van een onderbeen te worden bevestigd.

De bovenbeengordels kunnen onderling met elkaar zijn verbonden via een heupgordel.

Hierdoor kan een onderwatersysteem worden verkregen waarvan alle onderdelen met elkaar verbonden zijn.

Dit is bijvoorbeeld voordelig indien de elektronische componenten in de voorstuwingseenheid en bovenbeengordel ingericht voor bevestiging aan een linkerbeen en/of rechterbeen elektrisch met elkaar in verbinding moeten staan.

Bekabeling voor deze verbinding kan dan via de heupgordel lopen.

Middels een heupgordel wordt de bevestiging van de onderwateraandrijving aan het lichaam tevens in verdergaande mate geborgd.

De heupgordel kan daarnaast een of meerdere bedieningselementen omvatten voor het bedienen van de voortstuwingseenheden.

Indien de onderwateraandrijving, en in het bijzonder de heupgordel, meerdere bedieningselementen omvat is het denkbaar dat ieder bedieningselement is ingericht voor het bedienen van een individuele voorstuwingseenheid.

Een dergelijk bedieningselement kan bijvoorbeeld een aan/uit-schakelaar omvatten.

Een voordeel van de plaatsing van een bedieningselement op de heupgordel is dat deze makkelijk met de handen bereikbaar is.

Bij de plaatsing van dergelijke componenten op de heupgordel dient echter wel rekening te worden gehouden met de compatibiliteit met een gangbare duikuitrusting, zodanig dat de heupgordel deze duikuitrusting niet in de weg zit.

Het is ook denkbaar dat een bovenbeengordel ten minste één bedieningselement omvat.

Het is ook denkbaar dat de onderwateraandrijving, en in het bijzonder de bovenbeengordel, ten minste één gebruikersinterface omvat. De gebruikersinterface kan bijvoorbeeld een beeldscherm en/of ten minste één visuele indicator, zoals een LED, omvatten.

In een mogelijke uitvoeringsvorm van de onderwateraandrijving kunnen de bovenbeengordels ieder een elektronische snelheidsregelaar omvatten, waarbij de elektronische snelheidsregelaar van elk van de bovenbeengordels is geschakeld tussen de door de betreffende bovenbeengordel eveneens omvatte ten minste ene accu en de elektromotor van één van de twee voortstuwingseenheden. De voorstuwingseenheid waarvan de elektromotor met de elektronische snelheidsregelaar is verbonden is bij voorkeur de voorstuwingseenheid die is ingericht voor bevestiging aan hetzelfde been als de bovenbeengordel die voornoemde snelheidsregelaar omvat. Hiermee wordt onnodige omleiding van kabels langs het lichaam om de elektronische snelheidsregelaars met de voortstuwingseenheden te verbinden, voorkomen.

Het is mogelijk dat de heupgordel bekabeling omvat dat de elektronische snelheidsregelaar van de eerste bovenbeengordel elektrisch verbindt met de elektronische snelheidsregelaar van de tweede bovenbeengordel. Op deze wijze kan het motorvermogen van de twee voorstuwingseenheden in afhankelijkheid van elkaar geregeld worden. Bovendien wordt het met de bekabeling van de heupgordel dat de bovenbeengordels met elkaar verbindt mogelijk om beide elektronische snelheidsregelaars aan te sluiten op dezelfde elektronische componenten van de onderwateraandrijving. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk dat de bekabeling van de heupgordel de elektronische snelheidsregelaars elektrisch verbindt met een bedieningselement op de heupgordel zoais eerder beschreven. Ook is het mogelijk dat de accu's uit de twee bovenbeengordels onderling elektrisch met elkaar zijn verbonden zodat beide voorstuwingseenheden van energie kunnen worden voorzien vanuit één centrale poel van accu's. Bij gebruik in de praktijk zal er een verschi! in energiegebruik van de voorstuwingseenheden bestaan, waardoor de daaraan energie leverende accu's met verschillende snelheden zullen ontladen. Bij het onderling verbinden van de accu's, waarbij een accupoel ontstaat, zuilen de voortstuwingseenheden pas stilvallen als alle accu's leeg zijn. Ook kunnen optioneel verdere externe accu's worden aan- en/of afgekoppeld ten einde de gebruiksduur te verlengen.

Ten behoeve van de bescherming van de elektronische snelheidsregelaar en de daarmee gemaakte kabelconnecties alsmede structurele integriteit van de bovenbeengordel kan de ten minste ene elektronische snelheidsregelaar zijn opgenomen in een frame met een stijfheid groter dan de stijfheid van de ten minste ene bovenbeengordel.

Indien op de bovenbeengordel een (trek)kracht wordt uitgeoefend, leidend tot een vervorming (uitrekken) van de bovenbeengordel, kan met voornoemd stijve frame worden voorkomen dat elektrische bekabeling, verbonden met de elektronische snelheidsregelaar, loskomt.

Daarnaast kan een frame impactbescherming bieden aan gevoelige of kritische elektronische componenten zoals een elektronische snelheidsregelaar.

Het frame kan tevens dienen voor de aansluiting van de elektronische snelheidsregelaar op andere componenten van de onderwateraandrijving.

Meer in het bijzonder kan het frame ten minste één aansluiting omvatten ingericht voor losneembare en/of verstelbare koppeling met ten minste één met de voorstuwingseenheid verbonden kabel vanaf een buitenzijde van de bovenbeengordel, teneinde de voorstuwingseenheid elektrisch te verbinden met de elektronische snelheidsregelaar.

Door de verbinding van de voorstuwingseenheid met de elektronische snelheidsregelaar via aansluitingen in het frame te laten verlopen wordt het mogelijk de elektronische snelheidsregelaar af te schermen waardoor deze waterdicht kan worden ingepakt.

Dit terwijl het mogelijk wordt om deze aansluiting losneembaar uit te voeren, waardoor de bovenbeengordel van de voorstuwingseenheid kan worden losgekoppeld.

Dit heeft als voordeel dat de onderwateraandrijving makkelijker op het lichaam kan worden aangebracht of van het lichaam kan worden weggenomen.

Ook komt dit de hanteerbaarheid van de onderwateraandrijving voor en na gebruik ten goede.

Het is tevens denkbaar dat voornoemde aansluiting een verstelbare aansluiting betreft, zodat deze aangepast kan worden aan de gebruiker, in het bijzonder de lengte van de gebruiker.

Het is bijvoorbeeld ook denkbaar dat voornoemde kabel verstelbaar is om voornoemde verstelbaarheid te realiseren.

In een verdere mogelijke uitvoeringsvariant is het denkbaar dat twee of meerdere elektronische componenten van de onderwateraandrijving draadloos met elkaar zijn verbonden.

Het is bijvoorbeeld denkbaar dat twee of meerdere elektronische componenten middels bluetooth, of equivalent, met elkaar zijn verbonden.

Bij voorkeur is de afmeting van de bovenbeengordel aanpasbaar, zodanig dat deze kan worden bevestigd aan bovenbenen van verschillende omvang. Het is bijvoorbeeld denkbaar dat ten minste één bovenbeengordel is voorzien van klittenband, (druk)knopen, een rits, gespverbinding, klikverbinding en/of andere verbindingsmiddelen waarmee de afmetingen van de bovenbeengordel kunnen worden aangepast. Het is ook denkbaar dat de voortstuwingseenheid bevestigingsmiddelen omvat waarmee bevestiging aan een onderbeen kan worden gerealiseerd, welke bij voorkeur losmaakbaar en/of aanpasbaar zijn.

De bovenbeengordel kan bijvoorbeeld ten minste één houder omvatten voor het houden van ten minste één accu. Het is ook denkbaar dat de bovenbeengordel ten minste één opneemruimte omvat voor het opnemen van ten minste een deel van een accu. Het geniet de voorkeur indien de accu losmaakbaar met de bovenbeengordel verbonden kan worden. Dit is bijvoorbeeld voordelig indien een accu vervangen moet worden of ingeval de bovenbeengordel gereinigd moet worden. In een mogelijke uitvoeringsvariant is ten minste één bovenbeengordel ingericht voor het houden van meerdere accu's.

In een voordelig geval kan ten minste één bovenbeengordel zijn voorzien van een behuizing die de ten minste ene accu waterdicht omsluit. In een gebruikelijk geval zal de bovenbeengordel zodanig zijn uitgevoerd dat deze niet enkel de accu's, maar tevens alle andere elektronische componenten die in de bovenbeengordel zijn verwerkt, waterdicht omsluit. De bovenbeengordel dient hierbij dus niet enkel voor de bevestiging van elektronische componenten, zoals de accu's en elektronische snelheidsregelaars, rondom het bovenbeen, maar dient tevens om deze componenten waterdicht te verpakken. Ingeval één of meerdere externe accu's worden gebruikt in combinatie met de onderwateraandrijving volgens de onderhavige uitvinding, is het ook denkbaar dat iedere externe voorzien is van een eigen externe waterdichte behuizing en waarbij iedere externe waterdichte behuizing middels bevestigingsmiddelen kan worden bevestigd aan de onderwaterinrichting, bijvoorbeeld een bovenbeengordel. Niet-limiterende voorbeelden van bevestigingsmiddelen zijn klittenband, (druk)knopen en/of een klikverbinding.

In een mogelijke uitvoering kan de behuizing worden gevormd door ten minste één gesloten rubberen cel. In deze cel liggen de elektronische componenten van de bovenbeengordel opgesloten, waardoor deze waterdicht worden afgeschermd. In een mogelijke uitvoering kan de bovenbeengordel meerdere, onderling verbonden rubberen cellen omvatten die elk een deel van de elektronische componenten van de bovenbeengordel waterdicht omsluiten. De voordelen van het gebruik van een dergelijke constructie met één of meerdere rubber cellen zijn legio. Ten eerste is de constructie op eenvoudige wijze te vervaardigen, omdat het rubber makkelijk met de daarin verwerkte elektronische componenten kan worden verlijmd, hetgeen een waterdichte constructie oplevert. Ook is het rubber robuust en impactbestendig, waarbij het de kracht van een eventuele impact absorbeert vanwege de inherente elasticiteit van het materiaal. Voorts geeft de ten minste ene rubberen cel de bovenbeengordel een mate van flexibiliteit waardoor een goede aansluiting van de bovenbeengordel rond het lichaam kan worden verkregen. Omdat rubber tevens een relatief hoge wrijvingscoëfficiënt heeft, zal de bovenbeengordel tijdens gebruik goed gefixeerd blijven rondom het dijbeen. Tot slot kan de ten minste ene gesloten rubberen cel positief bijdragen aan het drijfvermogen, waardoor voor het gewicht van de daarin opgesloten componenten en/of de voortstuwingselement kan worden gecompenseerd. Ingeval de bovenbeengordels middels een heupband met elkaar worden verbonden is het tevens denkbaar dat heupband deel uitmaakt van deze ten minste ene gesloten rubberen cel, zodat bovenbeengordels en heupband één flexibel geheel vormen waarin alle bekabeling, accu's, elektronische snelheidsregelaars en eventuele andere elektronische componenten waterdicht zitten opgesloten.

In een voordelige uitvoeringsvariant van de onderwateraandrijving wordt de schroef van de ten minste ene voortstuwingseenheid gevormd door een impeller die via een tandriemoverbrenging met een uitgangsas van de elektromotor is gekoppeld, waarbij de impeller aan een omtrekzijde is voorzien van een uitwendige vertanding voor aangrijping door de tandriem. Het specifieke ontwerp van de impeller waarin de vertanding aan de omtrekzijde in is geïntegreerd is cruciaal in het mogelijk maken van een compacte en laaggewicht uitvoering van de onderwateraandrijving, wat op zijn beurt de hanteerbaarheid van de onderwateraandrijving in zijn geheel ten goede komt. In een gebruikelijk geval is de overbrengingsverhouding tussen de uitgangsas van de elektromotor en de impeller groter dan 1, waarbij de uitgangsas van de elektromotor voor elke volledige omwenteling van de impeller meer dan een volledige omwenteling maakt.

Om de impeller van een voldoende groot koppel te voorzien bij een zo groot mogelijke efficiëntie van de elektromotor, waarbij wordt gestreefd naar een elektromotor met een relatief goede stroomlijning, een relatief lage massa, en een relatief beperkt volume, is gebleken dat de uitgangsas van de elektromotor op een hoger toerental moet draaien dan de impeller.

Middels de impeller met vertanding wordt de waterverplaatsingsfunctie en de overbrengingsfunctie in een enkel onderdeel ondergebracht, wat voordelig is voor zowel het gewicht als de afmetingen van de aandrijving.

Bovendien vormt de van de tanden voorziene omtrekswand voor extra versteviging van de impeller, waardoor de impeller lichter kan worden uitgevoerd en tevens bestand is tegen grotere krachten als gevolg van hoge toerentallen.

De toepassing van een tandriemoverbrenging heeft als voordeel dat deze geen smering nodig heeft om goed te functioneren, waardoor directe blootstelling van de tandriemoverbrenging aan water geen probleem vormt.

Bovendien is een tandriemoverbrenging slijtvast en geschikt voor hoge omwentelingssnelheden.

Middels de combinatie van deze impeller met een tandriemoverbrenging en een elektromotor wordt een efficiënte, compacte en laaggewicht onderwater aandrijving verkregen die bij uitstek geschikt is voor directe bevestiging aan het lichaam in het licht van de eisen die een aan het lichaam bevestigbare voortstuwingsysteem met zich meebrengt.

De ten minste ene voortstuwingseenheid van de onderwateraandrijving kan in een voorkomend geval een bedieningsorgaan omvatten voor aansturing van de onderwateraandrijving, waarbij het bedieningsorgaan is ingericht voor bediening middels de voet.

Het bedieningsorgaan kan hiertoe een voetretentie-element omvatten voor bevestiging aan de voet.

Doordat een dergelijk bedieningsorgaan bediening met de voet mogelijk maakt houdt de bestuurder zijn handen vrij voor andere taken.

In een specifieke uitvoeringsvorm kan het bedieningsorgaan zijn ingericht voor het middels een plantairflexie van de voet verhogen van de door de elektromotor geleverde stuwkracht en/of het middels een dorsaalflexie van de voet verlagen van de door de elektromotor geleverde stuwkracht.

Deze manier van reguleren van het motorvermogen wordt vanwege parallellen met een regulier gaspedaal door de bestuurder van de aandrijving als bijzonder intuïtief ervaren.

Tevens biedt deze manier van reguleren minimale stromingsweerstand in het water bij maximale stuwkracht en maximale stromingsweerstand bij minimale stuwkracht.

Het is verder denkbaar dat het bedieningsorgaan is ingericht voor het omkering van de straal middels dorsaalflexie van de voet voorbij de neutrale voetpositie. De uitvinding zal worden verduidelijkt aan de hand van in navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. In de figuren toont: - figuur 1 een zijaanzicht op een onderwateraandrijving volgens de uitvinding in een aan een gebruiker bevestigde toestand, - figuur 2 een bovenaanzicht op een onderwateraandrijving zoals getoond in figuur 1, wederom in een aan een gebruiker bevestigde toestand, — figuur 3 een combinatie van twee bovenbeengordels en een heupgordel zoals voorzien in een onderwateraandrijving volgens de uitvinding, en — figuur 4 een dwarsdoorsnede van een voortstuwingseenheid zoals voorzien in onderwateraandrijving volgens de onderhavige uitvinding.

Figuren 1 en 2 tonen respectievelijk een zijaanzicht en een bovenaanzicht op een onderwateraandrijving 1 volgens de uitvinding in een aan een duiker 2 bevestigde toestand. De getoonde onderwateraandrijving 1 omvat een tweetal voortstuwingseenheden 3 die ten behoeve van de bevestiging aan het lichaam zijn voorzien van bevestigingsmiddelen. De bevestigingsmiddelen worden in het getoonde geval gevormd door een aantal aan een behuizing 4 van de voortstuwingseenheden 3 bevestigde riemen 5 waarmee ieder van de voortstuwingseenheden 3 ter hoogte van het onderbeen 6 en de enkel 7 aan een been 8 van de duiker 2 is bevestigd. Het is tevens denkbaar dat andere bevestigingsmiddelen dan riemen 5 worden gebruikt. Daarnaast kan de bevestigingslocatie aan het lichaam van de hier getoonde posities afwijken. De voortstuwingseenheden 3 in de getoonde uitvoering zijn voorzien van een bedieningsorgaan 9 dat is ingericht voor bediening middels de voet 10. Het bedieningsorgaan 9 omvat in getoonde uitvoering een van bevestigingsorganen voorzien voetretentie-element 25. Voorts zijn de voorstuwingseenheden 3 ieder voorzien van een elektromotor 11 en een door de elektromotor 11 aangedreven schroef 12, die in de tekening met stippellijnen schematisch zijn weergegeven. De elektromotoren 11 van de voorstuwingseenheden 3 zijn door middel van kabels 13 verbonden met elektronische snelheidsregelaars 14 die ieder in een andere van twee bovenbeengordel 15 zijn ondergebracht. De elektronische snelheidsregelaars 14 zijn op hun beurt elektrisch verbonden met eveneens in de bovenbeengordels

15 ondergebrachte accu's 16. De bovenbeengordels 15 zijn onderling verbonden via een heupgordel 17 die rond de heupen van de duiker 2 is aangebracht. Doordat (het merendeel van) de elektronische componenten ter aansturing en bekrachtiging van de voorstuwingseenheden 3 is verbonden met de bovenbeengordels 15, kan de heupgordel 17 een laag profiel behouden. De combinatie van heupgordel 17, bovenbeengordels 15 en voortstuwingseenheden 3 verbonden met de onderbenen 6 zit hierdoor niet in de weg van de reguliere duikuitrusting van de duiker 2, gevormd door een duikvest 18 met flessen ademgas 19 en een (geïntegreerde) loodgordel 20.

Figuur 3 toont een combinatie van twee bovenbeengordels 30 en een heupgordel 31 zoals voorzien in een onderwateraandrijving volgens de uitvinding. In de getoonde uitvoering is iedere bovenbeengordel 30 voorzien van een tweetal accu’s 32, die via kabels 33 in elektrische verbinding staan met een elektronische snelheidsregelaar 34. De bovenbeengordel 30 kan tevens zijn voorzien van additionele kabels 43 voor het aansluiten van een optionele externe accu (niet getoond). De elektronische snelheidsregelaar 34 is opgenomen in een frame 35, dat ten behoeve van de stijfheid kan zijn vervaardigd van bijvoorbeeld een metaal of een vezelversterkt polymeer. In het frame 35 zijn enkele losneembare en/of verstelbare aansluitingen 36 voorzien die buiten de bovenbeengordel 30 uitsteken en aangesloten zijn op contacten van de elektronische snelheidsregelaar 34. Op deze aansluitingen 36 kan vanaf een buitenzijde van de bovenbeengordel 30 losneembaar en/of verstelbaar bekabeling worden aangesloten die verbonden is met de elektromotor van een voortstuwingseenheid van een onderwateraandrijving volgens de uitvinding. Op deze wijze kan de voorstuwingseenheid elektrisch met de elektronische snelheidsregelaar 34 en, onder tussenkomst van de elektronische snelheidsregelaar 34 met de achtergelegen accu's 32 worden verbonden. Voorts kunnen er aansluitingen 36 in het frame zijn opgenomen die dienen voor aansluiting van externe elektronica, zoals sensoren. De bovenbeengordels 30 zijn onderling met elkaar verbonden via een heupgordel 31. De heupgordel 31 omvat voorts bekabeling 37 waarmee de elektronische snelheidsregelaars 34 van beide bovenbeengordels 30 elektrisch met elkaar worden verbonden. De heupgordel 31 omvat daarnaast een bedieningselement voor het bedienen van de voortstuwingseenheden, en meer in het bijzonder een schakelaar 38 voor het aan- en uitschakelen van de onderwateraandrijving. Deze schakelaar 38 is aangesloten op een printplaat 39 , welke printplaat is aangesloten op de bekabeling 37 afkomstig van de bovenbeengordels 30 die de elektronische snelheidsregelaars 34 elektrisch met elkaar verbindt.

Het getoonde samenstel van de bovenbeengordels 30 en heupgordel 31 vormt één geheel, waarvan de buitenzijde gevormd door een gesloten rubberen cel 40 die de in de bovenbeengordels 30 en heupgordel 31 verwerkte componenten bij elkaar houdt en waterdicht verpakt.

Bevestiging van de bovenbeengordels 30 en heupgordel 31 vindt in de getoonde uitvoering plaats middels klittenband 41. Echter kunnen ook andere bevestigingsmiddelen, zoals riemen, worden gebruikt om de gordels 30, 31 rond het lichaam van de gebruiker te bevestigen.

Figuur 4 toont ten slotte een dwarsdoorsnede van een voortstuwingseenheid 50 zoals voorzien in onderwateraandrijving volgens de onderhavige uitvinding, waarbij de voortstuwingeenheid 50 deels perspectivisch is weergegeven.

In de getoonde uitvoering wordt de voorstuwingseenheid 50 aan een buitenzijde omgeven door een behuizing 51 die de interne mechaniek van de voorstuwingseenheid 50 afschermt van de gebruiker.

Deze interne mechaniek omvat een elektromotor 52 met uitgangsas 53. Op de uitgangsas 53 van de elektromotor 52 is een tandwiel 54 geplaatst dat wordt aangegrepen door een tandriem 55. De tandriem 55 grijpt op zijn beurt aan op een impeller 56, die daartoe aan een omtrekzijde is voorzien van een uitwendige vertanding 57. De impeller 56 is in een straalbuis 59 geplaats, waarvan een stroomopwaarts gelegen deel 60 in de getoonde uitvoering wordt gevormd door de behuizing 51. Dit deel van de straalbuis 59 dient voor het geleiden van de aanstroom 61 van water richting de impeller 56. In een stroomafwaarts gelegen deel 62 van de straalbuis 59 zijn meerdere statorbladen 63 voorzien die rotatiesymmetrisch in de straalbuis 59 zijn gepositioneerde en zich in radiale richting tot de binnenzijde van de straalbuis 59 uitstrekken waardoor de facto meerdere kanalen ontstaan voor de uitgaande waterstroom 64. Het stroomafwaarts gelegen deel 62 van de straalbuis 59 is in deze uitvoering voorts zodanig gevormd dat de diameter van dit deel 62 van de straalbuis 59 in een de impeller 56 afgekeerde richting afloopt.

De behuizing 51 vormt tevens het aangrijppunt voor bevestigingsmiddelen waarmee de voortstuwingseenheid 50 aan de gebruiker 65 kan worden bevestigd.

Deze bevestigingsmiddelen worden gevormd door riemen 66 waarmee de voorstuwingseenheid 50 ter hoogte van de enkels en onderbenen op het lichaam van gebruiker 65 kan worden bevestigd.

Als aanvulling hierop is de voortstuwingseenheid 50 voorzien van een voetretentie- element 67 dat om de voet aangrijpt en in verbinding staat met een bedieningsorgaan 68 van de voortstuwingseenheid 50. Dit bedieningsorgaan 68 is ingericht voor aansturing van de elektromotor 52 van de voorstuwingseenheid 50 en is middels het gebruik van voornoemd voetretentie-element 67 tevens ingericht voor bediening middels de voet.

Het is bijvoorbeeld mogelijk dat het bedieningsorgaan 68 de aansturing van de elektromotor 52 reguleert onder tussenkomst van een elektronische snelheidsregelaar.

Het voetretentie-element 67 is in de getoonde uitvoeringvariant voorzien van bevestigingsorganen 85, welke in voordelige uitvoering kunnen zijn voorzien van klittenband.

In de getoonde uitvoering van de voortstuwingseenheid 50 vindt de aansturing van de elektromotor 52 plaats middels een rotatie van het bedieningsorgaan 68. Deze rotatie wordt mogelijk gemaakt door een rotatie van het met het bedieningsorgaan gekoppelde voetretentie-element 67. In het bijzonder heeft het de voorkeur indien de aan de draairichting van het bedieningsorgaan 68 gekoppelde aansturing van de elektromotor 52 zo is gekozen dat een door een plantairflexie van de voet veroorzaakte rotatie leidt tot een verhoging van de door de elektromotor 52 geleverde stuwkracht en een door een dorsaalflexie van de voet veroorzaakte rotatie leidt tot een verlaging of zelfs een omkering van de door de elektromotor 52 geleverde stuwkracht.

Het moge duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de hier weergegeven en beschreven uitvoeringsvoorbeelden, maar dat binnen het kader van de bijgaande conclusies legio varianten mogelijk zijn, die voor de vakman op dit gebied voor de hand zullen liggen.

Hierbij is het denkbaar dat verschillende inventieve concepten en/of technische maatregelen van de hierboven beschreven uitvoeringsvarianten volledig of gedeeltelijk gecombineerd kunnen worden zonder daarbij afstand te doen van de in bijgesloten conclusies beschreven uitvindingsgedachte.

Claims (17)

Conclusies

1. Aan het menselijk lichaam bevestigbare onderwateraandrijving omvattende: — ten minste één voortstuwingseenheid welke is ingericht om aan ten minste een deel van een onderbeen te worden bevestigd, waarbij de voorstuwingseenheid ten minste één elektromotor omvat en ten minste één door de elektromotor aandrijfbare schroef, en — ten minste één accu die elektrisch met ten minste één elektromotor in verbinding staat, met het kenmerk dat de onderwateraandrijving ten minste één bovenbeengordel omvat, welke bovenbeengordel is ingericht om aan ten minste een deel van een bovenbeen te worden bevestigd, en waarbij de bovenbeengordel is ingericht voor het houden van de ten minste ene accu.

2. Onderwateraandrijving volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de onderwateraandrijving, en in het bijzonder de ten minste ene bovenbeengordel, een elektronische snelheidsregelaar omvat, welke elektronische snelheidsregelaar is geschakeld tussen de ten minste ene accu en de elektromotor van de ten minste ene voortstuwingseenheid.

3. Onderwateraandrijving volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de onderwateraandrijving twee voortstuwingseenheden omvat, waarbij iedere voortstuwingseenheid is ingericht om aan ten minste een deel van een onderbeen te worden bevestigd, en waarbij de onderwateraandrijving twee bovenbeengordels omvat, waarbij iedere bovenbeengordel is ingericht om aan ten minste een deel van een bovenbeen te worden bevestigd en waarbij iedere bovenbeengordel is ingericht voor het houden van ten minste één accu.

4. Onderwateraandrijving volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de bovenbeengordels onderling met elkaar zijn verbonden via een heupgordel.

5. Onderwateraandrijving volgens conclusie 4, met het kenmerk dat de heupgordel een bedieningselement omvat voor het bedienen van de voortstuwingseenheden.

6. Onderwateraandrijving volgens conclusie 5, met het kenmerk dat het bedieningselement een aan/uit-schakelaar omvat.

7. Onderwateraandrijving volgens één van de conclusies 3-6, met het kenmerk dat de twee bovenbeengordels ieder een elektronische snelheidsregelaar omvatten, waarbij de elektronische snelheidsregelaar van elk van de bovenbeengordels is geschakeld tussen de door de betreffende bovenbeengordel eveneens omvatte ten minste ene accu en de elektromotor van één van de twee voortstuwingseenheden.

8. Onderwateraandrijving volgens één van de conclusies 4-6 en conclusie 7, met het kenmerk dat de heupgordel bekabeling omvat dat de elektronische snelheidsregelaar van de eerste bovenbeengordel elektrisch verbindt met de elektronische snelheidsregelaar van de tweede bovenbeengordel.

9. Onderwateraandrijving volgens één van de conclusies 5-6 en conclusie 8, met het kenmerk dat de bekabeling van de heupgordel het bedieningselement elektrisch verbindt met de elektronische snelheidsregelaars.

10. Onderwateraandrijving volgens conclusie 2 of één van de conclusies 7-9, met het kenmerk dat de ten minste ene elektronische snelheidsregelaar is opgenomen in een frame met een stijfheid groter dan de stijfheid van de ten minste ene bovenbeengordel.

11. Onderwateraandrijving volgens conclusie 10, met het kenmerk dat het frame ten minste één aansluiting omvat ingericht voor losneembare en/of verstelbare koppeling met ten minste één met de voorstuwingseenheid verbonden kabel vanaf een buitenzijde van de bovenbeengordel, teneinde de voorstuwingseenheid elektrisch te verbinden met de elektronische snelheidsregelaar.

12. Onderwateraandrijving volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de ten minste ene bovenbeengordel is voorzien van een behuizing die de ten minste ene accu waterdicht omsluit.

13. Onderwateraandrijving volgens conclusie 12, met het kenmerk dat de behuizing wordt gevormd door ten minste één gesloten rubberen cel.

14. Onderwateraandrijving volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de schroef van de ten minste ene voortstuwingseenheid wordt gevormd door een impeller die via een tandriemoverbrenging met een uitgangsas van de elektromotor is gekoppeld, waarbij de impeller aan een omtrekzijde is voorzien van een uitwendige vertanding voor aangrijping door de tandriem.

15. Onderwateraandrijving volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de ten minste ene voortstuwingseenheid een bedieningsorgaan omvat voor aansturing van de onderwateraandrijving, waarbij het bedieningsorgaan is ingericht voor bediening middels de voet.

16. Onderwateraandrijving volgens conclusie 15, met het kenmerk dat het bedieningsorgaan een voetretentie-element omvat voor bevestiging aan de voet.

17. Onderwateraandrijving volgens conclusie 15 of 16, met het kenmerk dat het bedieningsorgaan is ingericht voor het middels een plantairflexie van de voet verhogen van de rotatiesnelheid van de elektromotor en/of het middels een dorsaalflexie van de voet verlagen van de rotatiesnelheid van de elektromotor.