阅读说明：本技术 一种带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼 (Rigidity-variable flipper with one-way valve and pressurizing cavity ) 是由 朱光 于 2018-08-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼,包括脚蹼本体、加压腔和迷你的单向阀,所述脚蹼本体内设有加压腔,加压腔连接迷你的单向阀,加压腔内填充加压介质；加压腔内部设置横隔膜,横隔膜以内填充非牛顿流体或DEFLEXION减震材料,横隔膜以外至迷你的单向阀以内填充常规液体、常规气体或者同时填充常规液体和常规气体；加压腔连接迷你的溢流阀；在平行于蹼板的上、下表面且与加压腔的内壁相切或相平行的蹼板或纵向龙骨的上方、下方两个区域,分别设有将加压腔夹在中间的上夹片、下夹片；加压腔可连接加压泵,加压泵内置或外接；加压泵控制电路板连接位于脚蹼本体表面的小光源；加压泵控制电路板或迷你的电动泵的位置附近,设计冷却流道。(The invention discloses a variable-rigidity fin with a one-way valve and a pressurizing cavity, which comprises a fin body, the pressurizing cavity and a mini one-way valve, wherein the pressurizing cavity is arranged in the fin body and is connected with the one-way valve of a mini, and a pressurizing medium is filled in the pressurizing cavity; a diaphragm is arranged in the pressurizing cavity, the interior of the diaphragm is filled with non-Newtonian fluid or DEFLEXON damping material, and the interior of the diaphragm, which is arranged from the outside of the diaphragm to the inside of the mini one-way valve, is filled with conventional liquid, conventional gas or is simultaneously filled with conventional liquid and conventional gas; the pressure cavity is connected with a mini overflow valve; an upper clamping piece and a lower clamping piece which are used for clamping the pressurizing cavity in the middle are respectively arranged in two areas above and below the web plate or the longitudinal keel which is parallel to the upper surface and the lower surface of the web plate and is tangent or parallel to the inner wall of the pressurizing cavity; the pressurizing cavity can be connected with a pressurizing pump, and the pressurizing pump is internally arranged or externally connected; the pressure pump control circuit board is connected with a small light source positioned on the surface of the fin body; the pressurizing pump controls the circuit board or the mini electric pump near the position, and a cooling flow channel is designed.)

一种带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼

技术领域

本发明涉及游泳装备和潜水装备行业，特别涉及一种带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼，目前主要用于游泳运动、潜水运动。

背景技术

当代社会，游泳运动和潜水运动越来越普及，各种游泳装备、潜水装备层出不穷，绝大多数的游泳装备和潜水装备都是以脚蹼为前进的主要推进工具，常见的有双脚各穿一只的双脚双蹼和双脚共穿一只的双脚单蹼，还有双脚共穿一只的仿生尾鳍，双脚双蹼是游泳者通过双腿交替打水产生前进的推动力，双脚单蹼和仿生尾鳍是游泳者通过双腿同步打水产生前进的推动力。

无论是双脚双蹼、双脚单蹼还是仿生尾鳍，均有其最适合的单一打水频率，游泳者只有以该打水频率打水，才能获得最佳的推进力；当游泳者希望改变游速，比如以更高的频率打水高速快游或者以较低的频率打水低速慢游时，推进的效率均会下降，尤其是当游泳者以较高的频率打水时，不仅推进效率不高，而且还会很快产生疲劳感。

发明内容

针对当今现有的游泳装备和潜水装备的主要推进工具双脚双蹼、双脚单蹼和仿生尾鳍所没有较好地解决在高速快游和低速慢游两种状态下均能获得较高的推进效率的不足之处，本发明人结合人体运动结构特点，通过科学合理地运用人体工学，提供出一种带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼，借助其刚度可变功能，游泳者可以在高频打水高速快游前通过手动泵或电动泵向加压腔加压，调高所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼的纵向弯曲刚度，也可以在低频打水低速慢游前通过反泵或电磁阀将加压腔部分泄压，调低所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼的纵向弯曲刚度，从而根据需要调节其推进功率；游泳者无论在何种频率下打水，均可以有效提高有用功的比重，最大限度地提升游泳和潜水的前进效率和游速且节省体力，充分发挥出游泳者在水中的行进潜能；此外，游泳者通过变速巡游，还可以有效降低长距离、长时间连续巡游时产生的疲劳感。

本发明具体采用如下方案：

一种带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼，包括脚蹼本体、至少一个的加压腔和至少一个的迷你的单向阀，其特征在于：所述脚蹼本体内设有至少一个的加压腔，每个加压腔连接有至少一个的通常只能向内开启的迷你的单向阀，加压腔内填充有加压介质，加压介质的具体种类通常包括但不限于常规液体、常规气体、非牛顿流体、DEFLEXION减震材料或者同时包括两类以上的上述加压介质。

所述迷你的单向阀的具体种类通常包括但不限于迷你的液压单向阀、迷你的气动单向阀、轮胎气门芯、各种球类的气门芯、游泳圈气门芯等，一般可选用最为常见的轮胎气门芯，体积小、重量轻、成本低，结构简单、应用广泛。

所述迷你的单向阀通常包括单向阀阀芯、单向阀阀座、单向阀复位弹性元件；所述单向阀复位弹性元件通常为压缩弹簧。

当加压泵向迷你的单向阀加压时，迷你的单向阀的单向阀阀芯克服单向阀复位弹性元件的弹性力，向内开启，加压腔被加压。

本发明中所述的常规液体，其物理特性没有超乎寻常或异与通常概念液体的特性或表现；本发明中所述的常规气体，其物理特性没有超乎寻常或异与通常概念气体的特性或表现。所述常规液体包括但不限于水、润滑油、液压油、刹车油、润滑液、硅油、桐油、重油或液态锂基脂，通常为水；所述常规气体包括但不限于空气、惰性气体，通常为空气。

所述脚蹼本体的具体类型包括但不限于双脚共穿一只的双脚单蹼、夹于双腿或双脚之间并被固定的仿生尾鳍、双脚各穿一只的双脚双蹼，还包括可变尾鳍。

当所述脚蹼本体包含蹼板和容纳游泳者脚的鞋形舱时，蹼板和鞋形舱前后对接为一体，所述加压腔为开设于蹼板内的异形腔体；当所述脚蹼本体包含蹼板、纵向龙骨和容纳游泳者脚的鞋形舱时，纵向龙骨位于蹼板两条纵向侧边上或中部区域，蹼板和鞋形舱前后对接为一体，所述加压腔为开设于蹼板内的异形腔体、纵向龙骨内中空的锥管或者同时包含异形腔体和锥管，纵向侧边即纵向轮廓外延，当所述加压腔同时包含异形腔体和锥管时，该异形腔体和锥管彼此联通。

所述异形腔体通常为蹼板和鞋型舱将多余的实体部分掏空，仅留出壁厚的厚度所获得的空腔，由于所述蹼板和鞋型舱沿游泳者行进的方向看，通常前厚后薄，因此，所述异形腔体通常为沿游泳者行进的方向前大后小的楔状腔体。

所述锥管的纵轴线为曲线或直线，垂直于锥管的纵轴线的锥管内腔横截面为非圆形或圆形，且锥管内腔横截面周长自游泳者行进方向的前方一端向游泳者行进方向的后方一端逐渐减小、基本不变或逐渐增大，通常锥管内腔横截面周长自游泳者行进方向的前方一端向游泳者行进方向的后方一端逐渐减小。

所述加压腔连接有通常只能向外开启的迷你的溢流阀。

所述迷你的溢流阀实质为保障极限工作压力不超出安全上限的迷你的安全阀。所述迷你的溢流阀包括但不限于迷你的不可调节溢流阀、迷你的压力盖或者迷你的可调溢流阀，所述迷你的压力盖为发动机冷却水箱常用的压力盖的迷你化的结果；当所述迷你的溢流阀为迷你的可调溢流阀时，能够设定溢流的压力，用以调节所述脚蹼本体的极限纵向弯曲刚度上限。

所述迷你的可调溢流阀通常包括溢流阀阀芯、溢流阀阀座、溢流阀复位弹性元件、溢流阀调压螺钉，所述溢流阀复位弹性元件通常为压缩弹簧。

当加压腔内的压力高于设定的极限压力时，迷你的可调溢流阀的溢流阀阀芯克服溢流阀复位弹性元件的弹性力，向外开启，加压腔部分泄压。调节溢流阀调压螺钉，可以调节加压腔内的极限压力的设定值。

游泳者俯卧于水中的游泳姿势状态下，在平行于蹼板的上、下表面且与加压腔的内壁相切或相平行的蹼板或纵向龙骨的上方、下方两个区域，可分别设置将加压腔夹在中间的上夹片、下夹片，即两片夹一腔的结构。

所述上夹片和下夹片的作用是进一步增强脚蹼本体在加压腔加压后的纵向弯曲刚度发生改变的程度，从而进一步放大所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼的刚度调节范围。

增加了上夹片、下夹片后的所述楔状腔体，在加压腔加压后，楔状腔体在上夹片、下夹片的上下夹击作用下，刚度的变化更加明显，从而使得所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼的刚度调节功能更加突出；所述上夹片、下夹片以及楔状腔体还可同步延伸至脚蹼本体的蹼板除去包裹脚的部分之外的全面积，以增大上夹片、下夹片的作用容积，从而进一步增加楔状腔体刚度变化的直观性，也使得所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼的刚度调节功能进一步增强。

所述上夹片、下夹片通常为刚性材料制作的薄片，制作上夹片、下夹片的材料通常包括但不限于工程塑料、玻璃钢、碳纤维、薄壁钢、铝合金、钛合金、薄壁铜合金、陶瓷、钢化玻璃、竹、木材、尼龙、高弹橡胶或聚氨酯；制作上夹片、下夹片的材料也可以为本段中上述材料两种以上相复合或相粘合而成的材料，即通过物理方法合成、复合的材料；所述上夹片和下夹片可以用同一材料制作，也可以用不同材料制作。当所述蹼板本身即为刚性材料时，上夹片、下夹片可以省略，相应地所述楔状腔体即是在蹼板中直接掏出的腔体。

本发明也可以将上夹片和下夹片合并为单层的夹片，在其上方和下方分别设置将其夹在中间的上加压腔、下加压腔，即两腔夹一片的结构。还可以将夹片和加压腔均设置为单层，即单腔单片的结构。

设有上夹片和下夹片并将加压腔夹在中间，即两片夹一腔，加压腔加压后的脚蹼本体的纵向弯曲刚度提升效果最明显；设有上加压腔和下加压腔并将单层的夹片夹在中间，即两腔夹一片，加压腔加压后的脚蹼本体的纵向弯曲刚度提升效果中等；设有单层的加压腔和单层的夹片，即单腔单片，加压腔加压后的脚蹼本体的纵向弯曲刚度提升效果最差。

所述加压腔可连接有一个为其加压的加压泵。所述加压泵外接或内置且与加压腔相连通。

加压泵外接即加压泵作为单独的附件不包含在所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼之中，使得所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼的结构得到简化且重量降低，比如，加压泵为常见的便携式打气筒或便携式电动打气泵，此时，所述迷你的单向阀为常见的轮胎气门芯；加压泵内置即加压泵包含在所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼之中，通常布置于脚蹼本体之中，使得所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼自成一体，可以随时加压、随时调整脚蹼的纵向弯曲刚度，甚至是在水中也可以进行，不再需要额外携带加压泵，此时，加压泵为迷你的手动泵或迷你的电动泵，当所述加压泵为迷你的电动泵时，在加压泵的进管上还可设置阻挡杂质进入加压泵的迷你的过滤器或迷你的过滤网，迷你的电动泵的出口通过管道连接着迷你的单向阀的进口。

当所述加压泵内置且为迷你的电动泵时，所述迷你的电动泵通过导线连接有加压泵控制电路板，加压泵控制电路板通过导线连接着为迷你的电动泵供电的供电电源，还包括设置于鞋底本体上且行走者用双脚的脚后跟、前脚掌或脚趾可以触发的通电触发按钮，通电触发按钮的两电极通过导线分别连接着与其对应的加压泵控制电路板的信号输入端的正负极。所述供电电源通常为供电电池。

在所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼的左右鞋形舱内的脚趾所及的位置、前脚掌上下左右所及的位置或者在左右脚蹼带彼此相对的侧面上，通常设有成对的通电触发按钮，所述通电触发按钮即通电触发开关，每一个通电触发按钮的两电极分别连接着与其对应的加压泵控制电路板的信号输入端的正负极。所述脚蹼带即蛙鞋带、后跟带、环形绑带。

所述加压泵控制电路板接收来自通电触发按钮的触发电信号，借助供电电源的电力，驱动迷你的电动泵向加压腔加压、反泵泄压或者停泵。

游泳者通过双脚的脚趾、前脚掌或脚后跟的配合动作，共同触发或分别触发，位于左右鞋形舱内或者左右脚蹼带上的通常成对的所述通电触发按钮，加压泵控制电路板接收该出发信号，借助供电电源的电力驱动加压泵加电工作，加压腔被加压，从而使得脚蹼本体的纵向弯曲刚度增大，推进功率也同时增大，即实现了加速功能。

所述加压腔内部可设置有横隔膜，横隔膜以内填充非牛顿流体或DEFLEXION减震材料，横隔膜以外至迷你的单向阀以内填充常规液体、常规气体或者同时填充常规液体和常规气体。同时填充常规液体和常规气体的操作步骤通常如下，以轮胎气门芯为例，将气门芯的阀芯拧出，注入适量的常规液体，再将气门芯的阀芯拧紧，用加压泵向加压腔内继续注入常规气体或常规液体，直至加压腔达到需要的压力值，此时所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼的纵向弯曲刚度值和浮力值均进入比较理想的区间；当加压腔内的压力过高时，用十字起等工具的尖部向内顶阀芯，以释放一部分压力。将气门芯的阀芯拧出，注入常规液体时，此时的气门芯的阀芯相当于加压腔的堵盖。

所述横隔膜可以阻挡其两侧的介质的相互渗透，同时可将压力从其一侧传递至另一侧，当加压腔被加压时，受压的非牛顿流体或DEFLEXION减震材料能够进一步放大所述脚蹼本体的纵向弯曲刚度的变化范围。

所述非牛顿流体为速度敏感材料，随着加压腔被弯折速率的增大而***，从而使得所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼具有随速自动变刚度特性；所述DEFLEXION减震材料为压力敏感材料，随着加压腔内压力的升高而***，从而使得所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼具有随压自动变刚度特性。

上一段落中，所述的非牛顿流体也可以替换为其它的速度敏感材料，也同样可以随着加压腔被弯折速率的增大而***，并同样可以使得所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼具有随速自动变刚度特性；所述的DEFLEXION减震材料也可以替换为其它的压力敏感材料，也同样可以随着加压腔内压力的升高而***，并同样可以使得所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼具有随压自动变刚度特性。

当游泳者摆动所述脚蹼本体时，所述装有非牛顿流体或DEFLEXION减震材料的加压腔在上下弯曲的过程中被挤压、弯曲、剪切，且容积发生改变，加压腔中的非牛顿流体或DEFLEXION减震材料也被挤压、弯曲、剪切；游泳者摆腿的频率或速率越高，非牛顿流体或DEFLEXION减震材料被挤压、弯曲、剪切的频率或速率越高，加压腔内的压力升高越明显，所述加压腔的纵向弯曲刚度增大得越多，随速自动变刚度特性越明显，从而提高推进功率和游速并在高游速下仍然保持较高的推进效率；反之，游泳者摆腿的频率或速率越低，所述加压腔的纵向弯曲刚度越小，从而降低推进功率和游速并在低游速下仍然保持较高的推进效率。

在所述脚蹼本体中，布置加压泵控制电路板或迷你的电动泵的位置附近，可以设计有加压介质通过的冷却流道。当加压介质流过加压泵控制电路板或迷你的电动泵附近的冷却流道时，将其发热量带走，以为其冷却降温并提高工作可靠性。

所述加压泵控制电路板可以通过导线连接并控制有至少一个的位于脚蹼本体表面的小光源。所述小光源通常为高亮度且节能长寿命的LED光源，用于驱赶或警示水中大型掠食动物、有毒动物或危险动物，同时也便于同伴随时发现自己，该小光源通常有常亮和频闪两种工作模式可供选择。

所述加压泵控制电路板通过导线连接并控制有至少一个的布置于加压腔内的压力传感器。

所述加压泵控制电路板还可以通过导线连接并控制有至少一个的布置于加压腔上的迷你的电磁泄压阀，所述迷你的电磁阀即迷你的电控开关阀。

所述布置于加压腔内监测加压压力的压力传感器，一旦监测到加压压力达到预设的上限，加压泵控制电路板上设有的相应的加压压力控制电路或加压压力控制芯片向加压泵发出指令停泵；如果监测到加压压力超过预设的上限，加压泵控制电路板上设有的相应的加压压力控制电路或加压压力控制芯片向迷你的电磁泄压阀发出指令泄压。

所述加压泵控制电路板也可以联接有布置于脚蹼本体上的监测游泳者游速的测速传感器或监测游泳者摆腿频率的频率传感器，随着游泳者游速的增大或者摆腿频率的增大，加压泵控制电路板上设有的相应的加压压力控制电路或加压压力控制芯片自动提高所述压力传感器所监测的加压压力的上限值，从而使得加压压力更高，进而使得所述脚蹼本体的纵向弯曲刚度随速自动变大，也使得所述脚蹼本体的推进功率随速自动变大，即所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼具有随速自动变刚度的功能，所述测速传感器通常为GPS测速传感器；所述加压泵控制电路板还可以联接有布置于电动机机壳上或加压泵控制电路板内部设有的功率放大电路模块上的监测温度的温度传感器，一旦电动机机壳或功率放大电路模块的温度高于设定的上限，加压泵控制电路板上设有的相应的超温保护控制电路或超温保护控制芯片发出指令停泵，从而提高系统工作的可靠性和电路元器件的工作寿命；所述加压泵控制电路板上布置有监测供电电源输入电压的常见类型的过压保护电路，一旦供电电源输入电压高于设定的上限或低于设定的下限，加压泵控制电路板则不会启动加压泵工作，从而有效防止供电电源输入电压过高或过低对加压泵的损伤；所述加压泵控制电路板上还可以布置有监测加压泵输入电流的常见类型的过流保护电路，一旦加压泵输入电流高于设定的上限，加压泵控制电路板发出指令停泵，从而有效防止加压泵输入电流过高对加压泵及供电电源的损伤，所述过流保护电路也可以替代为简单的保险管。

所述加压泵控制电路板还可以设有常见类型的工作时间控制电路，用以设定和控制加压泵的工作时间；所述加压泵控制电路板设有常见类型的延时断电控制电路，在无任何操作的情况下，系统在设定的关机时间自动关闭电源，以节省点能；所述加压泵控制电路板包含一种以上的常见类型的集成电路芯片或控制电路模块；所述加压泵控制电路板设有的存储芯片或智能控制芯片内存储有3组以上的可修改的经典加压泵工作参数，开机时自动调用经典加压泵工作参数或最近的一组加压泵工作参数，使用频率最高的加压泵工作参数自动存储为最新的经典加压泵工作参数并优先调用，即该系统具有最基础的智能功能和自学习功能；所述加压泵控制电路板还可以通过导线族连接有设置在脚蹼本体表面的微型集成操作面板，该微型集成操作面板上设有开关机按键、微型显示屏、功能设置或切换按键、加减按钮等，所述微型显示屏上可以显示选定的加压压力、选定的加压时间、选定的加压压力随游速或摆腿频率变化的斜率值、电动机机壳或功率放大电路模块的温度、电池的剩余电量、各种故障报警等信息，游泳者可以方便地读取信息和操作设置；游泳者可以根据自身的加速能力选择适合自己的所述加压压力随游速或摆腿频率变化的斜率值。

游泳者既可以高频打水高速快游，也可以低频打水低速慢游，无论在何种频率下打水，该带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼均能事先调整到适合的的纵向弯曲刚度，从而有效提高有用功的比重，最大限度地提升游泳和潜水的前进效率和游速且节省体力，充分发挥出游泳者在水中的行进潜能，最终达到长时间、长距离连续高速巡游的目的。此外，游泳者通过变速巡游，还可以有效降低长距离、长时间连续巡游时产生的疲劳感。

所述供电电源联接有为其充电的袖珍的充电装置。

所述袖珍的充电装置类同于手动充电手电筒之中的手动充电装置，微型包括微型摇臂，微型齿轮变速机构，微型发电机。整套袖珍的充电装置内置于脚蹼本体中部，利用游泳者弯折脚蹼本体的动力，驱动微型摇臂，进而驱动微型齿轮变速机构，从而使微型发电机旋转并切割磁力线发电，并将所发电能充入供电电源中储存，此处的供电电源为可反复充放电的充电电池。

本发明中，双脚单蹼的纵向龙骨通常为左右两根，分别位于双脚单蹼的蹼板的左右两侧的两条纵向侧边上，通常情况下，该两根纵向龙骨内部均包含中空的锥管并设为加压腔；仿生尾鳍的纵向龙骨通常也为左右两根，分别位于仿生尾鳍的鳍板的左右两侧的两条纵向侧边上，通常情况下，该两根纵向龙骨也均包含中空的锥管并设为加压腔；双脚双蹼的每一只蹼的纵向龙骨通常也为左右两根，分别位于双脚双蹼的每一只蹼的左右两侧的两条纵向侧边上，通常情况下，该四根纵向龙骨也均包含中空的锥管并设为加压腔。

所述可变尾鳍包括主尾鳍和布置于主尾鳍左右两侧并分别与主尾鳍相铰接的左尾鳍和右尾鳍，主尾鳍、左尾鳍、右尾鳍相互平行且与游泳者所处水域的水面平行，主尾鳍加上左尾鳍再加上右尾鳍的鳍展宽度可变或鳍展面积可变，主尾鳍的前端连接尾鳍固定杆，尾鳍固定杆固定于游泳者的双腿之间或双脚之间，尾鳍固定杆中部区间的左右两侧分别设有固定游泳者左右脚的2个变鳍踏板，2个变鳍踏板分别通过各自的铰接轴与尾鳍固定杆分别相铰接，2个变鳍踏板还分别通过各自的联动元件与左尾鳍、右尾鳍实现同侧联接或异侧联接；游泳者通过同步转动脚踝或异步转动脚踝可实现摆动可变尾鳍过程中调整可变尾鳍的鳍展宽度或鳍展面积的功能，即实现加减速功能或转向功能。游泳者行进的方向为前方。左尾鳍包括左鳍板和位于左鳍板的左外侧的纵向侧边上的左纵向龙骨，右尾鳍包括右鳍板和位于右鳍板的右外侧的纵向侧边上的右纵向龙骨，通常情况下，左纵向龙骨和右纵向龙骨均包含中空的锥管并设为加压腔。

或者，所述可变尾鳍包括尾鳍固定杆和布置于尾鳍固定杆末端左右两侧并分别与尾鳍固定杆相铰接的左尾鳍和右尾鳍，左尾鳍与右尾鳍相互平行且与游泳者所处水域的水面平行，左尾鳍加上右尾鳍的鳍展宽度可变或鳍展面积可变，尾鳍固定杆的前端固定于游泳者的双腿之间或双脚之间，尾鳍固定杆中部区间的左右两侧分别设有固定游泳者左右脚的2个变鳍踏板，2个变鳍踏板分别通过各自的铰接轴与尾鳍固定杆分别相铰接，2个变鳍踏板还分别通过各自的联动元件与左尾鳍、右尾鳍实现同侧联接或异侧联接；游泳者通过同步转动脚踝或异步转动脚踝可实现摆动可变尾鳍过程中调整可变尾鳍的鳍展宽度或鳍展面积的功能，即实现加减速功能或转向功能。游泳者行进的方向为前方。左尾鳍包括左鳍板和位于左鳍板的左外侧的纵向侧边上的左纵向龙骨，右尾鳍包括右鳍板和位于右鳍板的右外侧的纵向侧边上的右纵向龙骨，通常情况下，左纵向龙骨和右纵向龙骨也均包含中空的锥管并设为加压腔。

本发明中，制作所述蹼板、鳍板、纵向龙骨、加压腔的材料通常包括但不限于高弹橡胶、塑料、聚氨酯、硅胶、玻璃钢、碳纤维、薄壁钢、铝合金、钛合金、薄壁铜合金、钢化玻璃、竹、木材或尼龙，轻质且高强度，以满足长时间、大负荷工作的要求。

制作所述蹼板、鳍板、纵向龙骨、加压腔的材料也可以为上一段落中两种以上的材料相复合或相粘合而成的材料，即通过物理方法合成、复合的材料，比如蹼板、鳍板可用内衬的玻璃钢或碳纤维作基板，在其外部包裹粘贴高弹橡胶的方式制作而成。

所述蹼板和纵向龙骨、鳍板和纵向龙骨，可以用同一材料制作，也可以用不同材料制作。

本发明中，制作所述蹼板、鳍板、纵向龙骨、加压腔的材料还可以为含有一层以上的加强层的高弹橡胶、塑料、聚氨酯或硅胶，所述加强层通常为夹布、夹金属丝的编制层，以增强蹼板、鳍板、纵向龙骨、加压腔的抗压能力和加压后的纵向刚度变化幅度。

本发明中所述的鳍展宽度类同于鸟类的翼展宽度，鳍展面积类同于鸟类的翼展面积。

本发明的优点在于：

1.本发明的一种带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼，包括脚蹼本体、至少一个的加压腔和至少一个的迷你的单向阀，所述脚蹼本体内设有至少一个的加压腔，每个加压腔连接有至少一个的迷你的单向阀，加压腔内填充有加压介质，加压腔为开设于蹼板内的异形腔体、纵向龙骨内中空的锥管或者同时包含异形腔体和锥管，随着加压腔被加压，所述脚蹼本体的纵向弯曲刚度逐渐增大，脚蹼本体的推进功率随之增大。

2.本发明的与加压腔相连通的迷你的溢流阀，可保障极限工作压力不超出安全上限，调节该迷你的可调溢流阀还可以调节脚蹼本体的极限纵向弯曲刚度上限。

3.本发明的增加了上夹片、下夹片后的所述加压腔，在加压腔被加压后，加压腔在上夹片、下夹片的上下夹击作用下，刚度的变化更加明显，从而使得所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼的刚度调节功能更加突出。

4.本发明的所述加压泵外接或内置均可；加压泵外接使得所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼的结构得到简化且重量降低；加压泵内置使得所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼自成一体，可以随时加压、随时调整脚蹼的纵向弯曲刚度，甚至是在水中也可以进行，不再需要额外携带加压泵。

5.本发明的所述内置的迷你的电动泵，除配有供电电源外，还配有加压泵控制电路板，以及通常成对的通电触发按钮，游泳者的双脚相互配合动作，触发通电触发按钮，使得加压泵加电工作，加压腔被加压，从而使得脚蹼本体的纵向弯曲刚度增大，推进功率也同时增大，即实现了加速功能。

6.本发明的所述加压腔内部可设置横隔膜，横隔膜以内填充非牛顿流体或DEFLEXION减震材料，横隔膜以外至单向阀以内填充常规液体、常规气体或者同时填充常规液体和常规气体，横隔膜可以阻挡其两侧的介质的相互渗透，同时可将压力从其一侧传递至另一侧，当加压腔被加压时，非牛顿流体或DEFLEXION减震材料能够进一步放大所述脚蹼本体的纵向弯曲刚度的变化范围。

7.本发明的布置加压泵控制电路板或迷你的电动泵的位置附近，可以设计有加压介质通过的冷却流道；当加压介质流过加压泵控制电路板或迷你的电动泵附近的冷却流道时，将其发热量带走，以为其冷却降温并提高工作可靠性。

8.本发明的所述加压泵控制电路板通过导线连接并控制有至少一个的位于脚蹼本体表面的小光源，用于驱赶或警示水中大型掠食动物、有毒动物或危险动物，同时也便于同伴随时发现自己，该小光源通常有常亮和频闪两种工作模式可供选择。

9.本发明的所述布置于加压腔内的压力传感器，一旦监测到加压压力达到预设的上限，加压泵控制电路板上设有的相应的加压压力控制电路或加压压力控制芯片可向加压泵发出指令停泵；如果监测到加压压力超过预设的上限，加压泵控制电路板上设有的相应的加压压力控制电路或加压压力控制芯片可向迷你的电磁泄压阀发出指令泄压。

10.本发明的布置于脚蹼本体上的测速传感器或频率传感器，使得加压压力随速自动增大，从而使得所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼具有随速自动变刚度的功能；布置于电动机机壳上或加压泵控制电路板内部设有的功率放大电路模块上的温度传感器，可有效防止电动机机壳或功率放大电路模块的温度超出设定的上限，从而提高系统工作的可靠性和电路元器件的工作寿命；所述过压保护电路，可有效防止供电电源输入电压高于设定的上限或低于设定的下限对加压泵的损伤；所述过流保护电路，可有效防止加压泵输入电流高于设定的上限对加压泵及供电电源的损伤。

11.本发明的加压泵控制电路板可设有常见类型的工作时间控制电路，用以设定和控制加压泵的工作时间；还可设有常见类型的延时断电控制电路，在无任何操作的情况下，系统在设定的关机时间自动关闭电源，以节省点能；所述加压泵控制电路板设有的存储芯片或智能控制芯片内存储有3组以上的可修改的经典加压泵工作参数，并具有最基础的智能功能和自学习功能；所述设置在脚蹼本体表面的微型集成操作面板，设有开关机按键、微型显示屏、功能设置或切换按键、加减按钮等，微型显示屏上可以显示选定的加压压力、选定的加压时间、选定的加压压力随游速或摆腿频率变化的斜率值、电动机机壳或功率放大电路模块的温度、电池的剩余电量、各种故障报警等信息，以方便游泳者读取信息和操作设置；游泳者可以根据自身的加速能力选择适合自己的所述加压压力随游速或摆腿频率变化的斜率值。

12.本发明的所述袖珍的充电装置内置于脚蹼本体中部，利用游泳者弯折脚蹼本体的动力，驱动微型摇臂，进而驱动微型齿轮变速机构，从而使微型发电机旋转并切割磁力线发电，并将所发电能充入供电电源中储存。

13.本发明的所述迷你的单向阀可选用最为常见的轮胎气门芯，体积小、重量轻、成本低，结构简单、应用广泛。

14.本发明的制作所述蹼板、鳍板、纵向龙骨、加压腔的材料可以为含有一层以上的加强层的高弹橡胶、塑料、聚氨酯或硅胶，所述加强层通常为夹布、夹金属丝的编制层，以增强蹼板、鳍板、纵向龙骨、加压腔的抗压能力和加压后的纵向刚度变化幅度。

15.本发明的一种带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼，借助其刚度可变功能，游泳者可以在高频打水高速快游前通过手动泵或电动泵向加压腔加压，调高所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼的纵向弯曲刚度，也可以在低频打水低速慢游前通过反泵或电磁阀将加压腔部分泄压，调低所述带有单向阀和加压腔的可变刚度脚蹼的纵向弯曲刚度，从而根据需要调节其推进功率；游泳者无论在何种频率下打水，均可以有效提高有用功的比重，最大限度地提升游泳和潜水的前进效率和游速且节省体力，充分发挥出游泳者在水中的行进潜能；此外，游泳者通过变速巡游，还可以有效降低长距离、长时间连续巡游时产生的疲劳感。

16.本发明结构轻巧，工作可靠，相应的制作工艺简单，成本低廉，便于大规模生产和普及使用。

附图说明

图1为本发明的带有单向阀和加压腔的可变刚度双脚双蹼的外形结构简图。

图2为本发明的带有单向阀和加压腔的可变刚度双脚单蹼的外形结构简图。

图3为本发明的迷你的单向阀的内部结构剖视图。

图4为本发明的迷你的可调溢流阀的内部结构剖视图。

图中：1、脚蹼本体；101、蹼板；102、纵向龙骨；103、鞋形舱；104、脚蹼带；105、通电触发按钮；2、迷你的单向阀；201、单向阀阀芯；202、单向阀阀座；203、单向阀复位弹性元件；3、迷你的可调溢流阀；301、溢流阀阀芯；302、溢流阀阀座；303、溢流阀复位弹性元件；304、溢流阀调压螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明的带有单向阀和加压腔的可变刚度双脚双蹼的外形结构展示。

所述带有单向阀和加压腔的可变刚度双脚双蹼由左蹼和右蹼组成，左蹼和右蹼均主要包括脚蹼本体1、加压腔、迷你的单向阀2，所述迷你的单向阀2与加压腔连接，加压腔布置于脚蹼本体1之中，所述脚蹼本体1主要包括蹼板101、纵向龙骨102、容纳游泳者脚的鞋形舱103，所述纵向龙骨102位于蹼板101两条纵向侧边上，蹼板101与鞋型舱103前后对接为一体，加压腔内容纳有加压介质，加压介质通常为水。

所述左蹼和右蹼的鞋形舱103均设有环绕游泳者脚后跟的脚蹼带104，在左右脚蹼带104彼此相对的侧面上，设有成对的在按压状态下均可导通的通电触发按钮105，所述电触发按钮105的两电极通过导线分别连接着与其对应的加压泵控制电路板的信号输入端的正负极，所述加压泵控制电路板通过导线连通供电电源并操控加压泵加压、停泵或反泵。所述加压泵为迷你的电动泵，其出口通过管道连接着迷你的单向阀2的进口，该管道在图1中未画出。为加压腔加压的加压泵均内置于脚蹼本体1之中。

如图2所示，本发明的带有单向阀和加压腔的可变刚度双脚单蹼的外形结构展示。

所述带有单向阀和加压腔的可变刚度双脚单蹼，主要包括脚蹼本体1、加压腔、迷你的单向阀2，所述迷你的单向阀2与加压腔连接，加压腔布置于脚蹼本体1之中，所述脚蹼本体1主要包括蹼板101、纵向龙骨102、容纳游泳者脚的鞋形舱103，所述纵向龙骨102位于蹼板101两条纵向侧边上，蹼板101与鞋型舱103前后对接为一体，加压腔内容纳有加压介质，加压介质通常为水。

所述左右鞋形舱103均设有环绕游泳者脚后跟的脚蹼带104，在左右脚蹼带104彼此相对的侧面上，设有成对的在按压状态下均可导通的通电触发按钮105，所述电触发按钮105的两电极通过导线分别连接着与其对应的加压泵控制电路板的信号输入端的正负极，所述加压泵控制电路板通过导线连通供电电源并操控加压泵加压、停泵或反泵。所述加压泵为迷你的电动泵，其出口通过管道连接着迷你的单向阀2的进口，该管道在图2中也未画出。为加压腔加压的加压泵内置于脚蹼本体1之中。

如图3所示，本发明的迷你的单向阀的内部结构展示。

所述迷你的单向阀2通常包括单向阀阀芯201、单向阀阀座202、单向阀复位弹性元件203。所述单向阀复位弹性元件203通常为压缩弹簧。所述迷你的单向阀2的单向阀阀芯201通常只能向内开启。图3中的迷你的单向阀2的单向阀阀芯201处于向内开启的初始状态。

所述迷你的单向阀2连接有位于脚蹼本体1内的加压腔。当加压泵向迷你的单向阀2加压时，迷你的单向阀2的单向阀阀芯201克服单向阀复位弹性元件203的弹性力，向内开启，加压腔被加压。

如图4所示，本发明的迷你的可调溢流阀的内部结构展示。

所述迷你的可调溢流阀3通常包括溢流阀阀芯301、溢流阀阀座302、溢流阀复位弹性元件303、溢流阀调压螺钉304。所述溢流阀复位弹性元件303通常为压缩弹簧。所述迷你的可调溢流阀3的溢流阀阀芯301通常只能向外开启。图4中的迷你的可调溢流阀3的溢流阀阀芯301处于向外开启的初始状态。

所述迷你的可调溢流阀3连接有位于脚蹼本体1内的加压腔。当加压腔内的压力高于设定的极限压力时，迷你的可调溢流阀3的溢流阀阀芯301克服溢流阀复位弹性元件303的弹性力，向外开启，加压腔部分泄压。调节溢流阀调压螺钉304，可以调节加压腔内的极限压力的设定值。

本发明的具体实施例如下：

实施例一：如图1所示，本发明的带有单向阀和加压腔的可变刚度双脚双蹼。

所述带有单向阀和加压腔的可变刚度双脚双蹼由左蹼和右蹼组成，左蹼和右蹼均主要包括脚蹼本体1、加压腔、迷你的单向阀2，所述迷你的单向阀2与加压腔连接，加压腔布置于脚蹼本体1之中，所述脚蹼本体1主要包括蹼板101、纵向龙骨102、容纳游泳者脚的鞋形舱103，所述纵向龙骨102位于蹼板101两条纵向侧边上，蹼板101与鞋型舱103前后对接为一体，加压腔内容纳有加压介质，加压介质通常为水。

所述左蹼和右蹼的鞋形舱103均设有环绕游泳者脚后跟的脚蹼带104，在左右脚蹼带104彼此相对的侧面上，设有成对的在按压状态下均可导通的通电触发按钮105，所述电触发按钮105的两电极通过导线分别连接着与其对应的加压泵控制电路板的信号输入端的正负极，所述加压泵控制电路板通过导线连通供电电源并操控加压泵加压、停泵或反泵。所述加压泵为迷你的电动泵，其出口通过管道连接着迷你的单向阀2的进口，该管道在图1中未画出。为加压腔加压的加压泵、加压泵控制电路板和供电电源均内置于脚蹼本体1之中。

当游泳者将双脚的脚后跟用力相碰时，左右脚蹼带104上的成对的通电触发按钮105同时被挤压触发并导通，由于通电触发按钮105的两电极分别连接着与其对应的加压泵控制电路板的信号输入端的正负极，该触发信号被加压泵控制电路板中设有的功率放大电路模块放大后，借助动力源，驱动加压泵从静止状态下得电开始加压工作，而在加压工作状态下的加压泵则失电转为静止状态或反泵泄压，于是加压泵的加压工作、静止或反泵泄压的状态得以相互切换。

借助所述带有单向阀和加压腔的可变刚度双脚双蹼的刚度可变功能，游泳者可以在高频打水高速快游前通过手动泵或电动泵向加压腔加压，调高其纵向弯曲刚度，也可以在低频打水低速慢游前通过反泵或电磁阀将加压腔部分泄压，调低其纵向弯曲刚度，从而根据需要调节其推进功率；游泳者既可以高频打水高速快游，也可以低频打水低速慢游，无论在何种频率下打水，均可以有效提高有用功的比重，最大限度地提升游泳和潜水的前进效率和游速且节省体力，充分发挥出游泳者在水中的行进潜能，最终达到长时间、长距离连续高速巡游的目的；此外，游泳者通过变速巡游，还可以有效降低长距离、长时间连续巡游时产生的疲劳感。

实施例二：如图2所示，本发明的带有单向阀和加压腔的可变刚度双脚单蹼。

所述带有单向阀和加压腔的可变刚度双脚单蹼，主要包括脚蹼本体1、加压腔、迷你的单向阀2，所述迷你的单向阀2与加压腔连接，加压腔布置于脚蹼本体1之中，所述脚蹼本体1主要包括蹼板101、纵向龙骨102、容纳游泳者脚的鞋形舱103，所述纵向龙骨102位于蹼板101两条纵向侧边上，蹼板101与鞋型舱103前后对接为一体，加压腔内容纳有加压介质，加压介质通常为水。

所述左右鞋形舱103均设有环绕游泳者脚后跟的脚蹼带104，在左右脚蹼带104彼此相对的侧面上，设有成对的在按压状态下均可导通的通电触发按钮105，所述电触发按钮105的两电极通过导线分别连接着与其对应的加压泵控制电路板的信号输入端的正负极，所述加压泵控制电路板通过导线连通供电电源并操控加压泵加压、停泵或反泵。所述加压泵为迷你的电动泵，其出口通过管道连接着迷你的单向阀2的进口，该管道在图2中也未画出。为加压腔加压的加压泵、加压泵控制电路板和供电电源内置于脚蹼本体1之中。

当游泳者将双脚的脚后跟用力相碰时，左右脚蹼带104上的成对的通电触发按钮105同时被挤压触发并导通，由于通电触发按钮105的两电极分别连接着与其对应的加压泵控制电路板的信号输入端的正负极，该触发信号被加压泵控制电路板中设有的功率放大电路模块放大后，借助动力源，驱动加压泵从静止状态下得电开始加压工作，而在加压工作状态下的加压泵则失电转为静止状态或反泵泄压，于是加压泵的加压工作、静止或反泵泄压的状态得以相互切换。

游泳者的双脚相互配合动作，通过双脚的脚趾、前脚掌或脚后跟的配合动作，共同触发或分别触发，位于左右鞋形舱内或者左右脚蹼带上的通常成对的所述通电触发按钮105，通过加压泵控制电路板并借助供电电源使得加压泵加电工作，加压腔被加压，从而使得脚蹼本体1的纵向弯曲刚度增大，推进功率也同时增大，即实现了加速功能。

游泳者既可以高频打水高速快游，也可以低频打水低速慢游，无论在何种频率下打水，所述带有单向阀和加压腔的可变刚度双脚单蹼均能随速自动改变脚蹼本体1的纵向弯曲刚度，从而有效提高有用功的比重，最大限度地提升游泳和潜水的前进效率和游速且节省体力，充分发挥出游泳者在水中的行进潜能，最终达到长时间、长距离连续高速巡游的目的；此外，游泳者通过变速巡游，还可以有效降低长距离、长时间连续巡游时产生的疲劳感。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。