RU242569U1

RU242569U1 - DRIVE MODULE FOR SAP BOARD

Info

Publication number: RU242569U1
Application number: RU2025131771U
Authority: RU
Inventors: Максим Владимирович Калинин
Original assignee: Максим Владимирович Калинин
Filing date: 2025-11-14
Publication date: 2026-03-31

Abstract

Полезная модель относится к области оборудования для осуществления движения судов с помощью мускульной силы с использованием педали, а именно когда движитель приводится в действие с помощью рычага, приводимого в действие ногой человека. Назначение устройства в создании возможности удобного и безопасного передвижения, что делает активный отдых доступным на воде. Приводной модуль для сапборда включает гребные колеса, цепную передачу, гребные колеса выполнены с открытыми гребными лопатками, цепная передача установлена на раме и соединяет узел педального механизма и приводную ось, педальный узел с ножным приводом жёстко закреплён на раме со стороны приводной оси, обращённой к гребцу. This utility model relates to equipment for propelling watercraft using muscle power and a pedal, specifically when the propulsion mechanism is activated by a lever operated by a person's foot. The purpose of the device is to provide comfortable and safe movement, making active recreation on the water accessible. The drive module for a stand-up paddleboard (SUP) includes paddle wheels and a chain drive. The paddle wheels have open paddle blades. The chain drive is mounted on a frame and connects the pedal assembly and the drive axle. The pedal assembly with a foot drive is rigidly attached to the frame on the side of the drive axle facing the paddler.

Description

Полезная модель относится к области оборудования для осуществления движения судов с помощью мускульной силы с использованием педали, а именно, когда движитель приводится в действие с помощью рычага, приводимого в действие ногой человека.The utility model relates to the field of equipment for the movement of ships using muscle power using a pedal, namely, when the propeller is driven by a lever operated by a person's foot.

Назначение устройства в создании возможности удобного и безопасного передвижения, что делает активный отдых доступным на воде. Приводной модуль для сапборда представляет собой специальное устройство, которое применяется для маломерных судов в различных сферах, от туризма и рыбалки до фитнеса и преобразовывает усилия, генерируемые наиболее мощными мышечными группами нижних конечностей, позволяя увеличить продолжительность активного пребывания на воде. Педальный привод помогает длительно пребывать на воде, поскольку педальный движитель, в сравнении с вёсельным, позволяет снизить нагрузку от относительно уязвимых мышечных групп плечевого пояса и поясничного отдела, что минимизирует риски возникновения мышечной усталости и нагрузки на позвоночник. The purpose of this device is to provide comfortable and safe movement, making active recreation on the water accessible. A SUP drive module is a specialized device used on small boats in a variety of applications, from tourism and fishing to fitness. It converts the force generated by the most powerful muscle groups of the lower extremities, allowing for increased active time on the water. The pedal drive facilitates longer stays on the water, as pedal propulsion, compared to rowing, reduces the strain on the relatively vulnerable muscle groups of the shoulder girdle and lumbar region, minimizing the risk of muscle fatigue and spinal strain.

Известен аналог – «Комплект движителя с гребным колесом» [CA 2308263 А1, 05.01.2001]. An analogue is known – “Propeller kit with paddle wheel” [CA 2308263 A1, 05.01.2001].

Данный аналог представляет собой комплект гребного движителя для водного транспортного средства, включающий: пару плоских гребных колёс с несколькими рычагами, при этом каждый рычаг имеет дистальный конец; прямоугольное и слегка вогнутое весло, прикреплённое к каждому указанному дистальному концу рычагов плоского гребного колеса перпендикулярно плоскости плоского гребного колеса; ось, соединяющую указанную пару плоских гребных колёс и имеющую центрированное цепное колесо; крышку, закрывающую указанную ось и содержащую центральное отверстие; конструкцию приводного механизма, включающую корпус кривошипа на опоре, ведущую звёздочку, смежную с указанным корпусом кривошипа, и пару кривошипов, расположенных под углом 180° и вращающихся педалей, прикреплённых к указанным шатунам; и бесконечную цепь, соединяющую указанную ведущую звёздочку и указанное центрированное цепное колесо оси; посредством чего водное транспортное средство может приводиться в движение гребным колесом и приводным механизмом.This analogue is a set of a propeller drive for a watercraft, including: a pair of flat paddle wheels with several levers, wherein each lever has a distal end; a rectangular and slightly concave oar attached to each of the said distal ends of the levers of the flat paddle wheel perpendicular to the plane of the flat paddle wheel; an axle connecting the said pair of flat paddle wheels and having a centered chain wheel; a cover closing the said axle and containing a central opening; a drive mechanism design including a crank housing on a support, a drive sprocket adjacent to the said crank housing, and a pair of cranks located at an angle of 180° and rotating pedals attached to the said connecting rods; and an endless chain connecting the said drive sprocket and the said centered chain wheel of the axle; whereby a watercraft can be propelled by a paddle wheel and drive mechanism.

Недостатком данного аналога является отсутствие универсальной платформы, интегрированной в конструкцию движителя с гребным колесом. Это делает невозможным его использование на плоских плавательных средствах и привязывает его к лодкам, где возможно только боковое крепление, существенно ограничивая область применения.A drawback of this alternative is the lack of a universal platform integrated into the paddlewheel propulsion system. This makes it impossible to use on flat watercraft and ties it to boats, where only side mounting is possible, significantly limiting its scope of application.

Известен аналог «Устройство, позволяющее использовать, в частности, парусную доску в качестве водного велосипеда (водный велосипед)» [FR 2636037 A1; 09.03.1990].An analogue is known: “Device that allows the use, in particular, of a sailboard as a water bicycle (water bicycle)” [FR 2636037 A1; 09.03.1990].

Данный аналог представляет собой устройство, позволяющее использовать, в частности, доску для виндсерфинга в качестве водного велосипеда, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере один узел гребного типа, снабжённый средствами, обеспечивающими временное и съёмное закрепление указанного узла на части доски без её модификации. This analogue is a device that allows the use, in particular, of a windsurfing board as a water bicycle, characterized in that it contains at least one rowing-type unit equipped with means that ensure the temporary and removable fastening of said unit to a part of the board without modifying it.

В данном аналоге силовая установка состоит из трубчатого коленчатого вала, образующего две опоры для ног, концы которых поворачиваются в опорных подшипниках. В коленчатом вале энергия преобразуется в крутящий момент через более сложную систему рычагов и подшипников, что неизбежно приводит к большим механическим потерям. Трубчатый коленчатый вал – это одна сложная деталь, в случае поломки (например, деформации или износа) требуется замена всего узла, а не одной цепи или звёздочки, что приводит к большим затратам и трудностям. Кроме того, устройство сложно в изготовлении. In this analog, the powertrain consists of a tubular crankshaft, which forms two bearing supports, the ends of which pivot in thrust bearings. In the crankshaft, energy is converted into torque through a more complex system of levers and bearings, which inevitably leads to greater mechanical losses. The tubular crankshaft is a single, complex component; in the event of failure (for example, due to deformation or wear), the entire assembly must be replaced, not just the chain or sprocket, which leads to greater costs and difficulties. Furthermore, the device is complex to manufacture.

Известен прототип - «Приводной модуль для плавучего тела типа лодки и плавучее тело, оборудованное им» [US 2020391830 А1, 17.12.2020]. A prototype is known - “A drive module for a floating body of the boat type and a floating body equipped with it” [US 2020391830 A1, 12/17/2020].

Данный прототип представляет собой устройство со съёмным педально-ручным приводом плавательных средств, таких как сапборды или доски для серфинга. Модуль для плавучего тела лодочного типа, выполнен из сплошного материала или надувным, или в виде полого тела с надувными воздушными камерами внутри, включающим сиденье и установленный перед ним вал, проходящий в поперечном направлении к продольному направлению плавучего тела, и боковые гребные колеса, прикреплённые к концевым участкам вала, а также шарнирно соединённый с валом профиль, который простирается вверх от вала, причём в верхней концевой области профиля установлен коленчатый вал с ведущим колесом, кривошипы которого опционально могут быть снабжены ножными педалями или кривошипными рукоятками для приведения в движение гребных колёс через вторичный привод, и причём профиль может быть зафиксирован в поворотном положении для ножного привода и может быть зафиксирован в другом положении для ручного привода.This prototype is a device with a removable pedal-and-hand drive for floating craft such as SUP boards or surfboards. The module for a boat-type floating body is made of a solid material, either inflatable or hollow, with inflatable air chambers inside. It includes a seat and a shaft mounted in front of it, extending transversely to the longitudinal direction of the floating body, and lateral paddle wheels attached to the end sections of the shaft, as well as a profile hingedly connected to the shaft, which extends upward from the shaft. A crankshaft with a drive wheel is installed in the upper end region of the profile. The cranks of the crankshaft can optionally be equipped with foot pedals or crank handles for driving the paddle wheels via a secondary drive. The profile can be fixed in a rotating position for foot drive and can be fixed in another position for manual drive.

Одним из недостатков данного прототипа является большой вес и сложная конструкция. Наличие опорной пластины, привода, троса, паруса и руля делает конструкцию более тяжёлой и громоздкой. Также из-за большой массы объекта уменьшается предельная скорость. Ещё одним недостатком является то, что в рассматриваемом прототипе вся масса человека, а также механических компонентов привода (вала, колёс, педалей) сосредоточена в центре относительно водной доски, поэтому любое резкое движение, смещение веса или небольшая боковая волна могут легко привести к потере равновесия и опрокидыванию. Если пользователь потеряет равновесие и устройство перевернётся, массивные гребные колеса представляют собой серьёзную угрозу. При опрокидывании устройства вбок вся централизованная конструкция начинает падать как единое целое. Водитель, находящийся в центре, по инерции падает по направлению наклона, при этом над ним оказывается массивная конструкция. Именно из-за того, что колесо расположено почти на одном уровне с сидящем человеком, при падении голова и верхняя часть туловища оказываются прямо на траектории падения колеса, что может представлять серьёзную опасность для пользователя. Также недостатком является привязка крепления корпуса для цепи к стойке, что лишает возможности использовать цепь без корпуса и приводит к увеличению материалоёмкости изделия.One of the drawbacks of this prototype is its heavy weight and complex design. The presence of a base plate, drive, cable, sail, and rudder makes the structure heavier and bulkier. The large mass of the structure also reduces the maximum speed. Another drawback is that in this prototype, the entire mass of the rider, as well as the mechanical components of the drive (shaft, wheels, pedals) is concentrated in the center of the board. Therefore, any sudden movement, weight shift, or small sideways wave can easily lead to loss of balance and capsizing. If the rider loses balance and the device capsizes, the massive paddle wheels pose a serious hazard. If the device capsizes, the entire centralized structure begins to fall as a single unit. The rider, positioned in the center, falls due to inertia in the direction of the tilt, with the massive structure falling above them. Because the wheel is positioned almost level with a seated person, in the event of a fall, the head and upper body are directly in the wheel's path, which can pose a serious danger to the user. Another drawback is the fact that the chain housing is attached to the stand, which precludes the use of the chain without the housing and increases the material requirements of the product.

Технический результат - снижение массы приводного модуля для сапборда. The technical result is a reduction in the weight of the drive module for the SUP board.

Технический результат достигается за счёт приводного модуля для сапборда, состоящего из рамы, включающего в себя вал, на котором по краям смонтированы гребные колёса и звёздочка с надетой на неё велосипедной цепью, при том, что гребные колёса выполнены с открытыми гребными лопатками и закреплены на концах вала болтовым соединением, на котором закреплена звёздочка, при этом вал через подшипниковый блок закреплён на раме, выполненной из полых алюминиевых профилей, где подшипниковый блок прикреплён к раме, в котором вал установлен с возможностью вращения посредством подшипников скольжения, при этом приводной блок с педалями смонтирован на раме со стороны приводной оси обращённой к гребцу и выполнен из алюминиевого сплава для рычагов и пластика для педалейThe technical result is achieved by means of a drive module for a paddle board consisting of a frame including a shaft on which paddle wheels and a sprocket with a bicycle chain put on it are mounted along the edges, while the paddle wheels are made with open paddle blades and are secured at the ends of the shaft with a bolted connection on which the sprocket is secured, while the shaft is secured to a frame made of hollow aluminum profiles through a bearing block, where the bearing block is attached to the frame, in which the shaft is mounted with the possibility of rotation by means of plain bearings, while the drive unit with pedals is mounted on the frame on the side of the drive axle facing the rower and is made of aluminum alloy for the levers and plastic for the pedals

Таким образом, мы получаем усовершенствованную конструкцию сапборда с педальным управлением. Уменьшение материалоёмкости напрямую ведёт к снижению веса, что, в свою очередь, положительно сказывается на управляемости и устойчивости. Снижение материалоёмкости достигается за счёт упрощения и рационализации конструкции приводного модуля. Открытые гребные лопатки требуют значительно меньше материала для изготовления по сравнению с массивными цельными колёсами, используемыми в прототипе. При этом, применяется прямая цепная передача, которая крепится на валу и соединяется с приводным блоком использования промежуточных сложных механизмов. Это исключает необходимость в корпусах, кожухах и лишних деталях, что существенно сокращает количество используемых материалов и общий вес конструкции. Уменьшение материалоёмкости напрямую ведёт к снижению веса, что, в свою очередь, положительно сказывается на управляемости и устойчивости. Более лёгкая конструкция требует меньше усилий для разгона и маневрирования.Thus, we have an improved design for a pedal-powered SUP board. Reducing the material consumption directly leads to a reduction in weight, which in turn has a positive impact on controllability and stability. This reduction in material consumption is achieved by simplifying and streamlining the design of the drive module. Open paddle blades require significantly less material for manufacturing compared to the massive solid wheels used in the prototype. Furthermore, a direct chain drive is used, which is mounted on a shaft and connected to the drive unit without the use of complex intermediate mechanisms. This eliminates the need for housings, casings, and unnecessary parts, significantly reducing the amount of materials used and the overall weight of the structure. Reducing the material consumption directly leads to a reduction in weight, which in turn has a positive impact on controllability and stability. The lighter design requires less effort for acceleration and maneuvering.

За счёт компоновки, предусматривающей вынесение сиденья пользователя отдалённо от колёс устройство минимизирует риск получения травмы в результате опрокидывания транспортного средства. В отличие от прототипа, где массивные колеса и сиденье сосредоточены в одной центральной точке, в заявляемом устройстве крепёжный узел закреплён на раме, вынесенной вперёд, по направлению к гребцу. Таким образом, исключается ситуация, при которой голова и туловище пользователя оказываются прямо по траектории падения колёс. By positioning the user's seat away from the wheels, the device minimizes the risk of injury from a vehicle rollover. Unlike the prototype, where the massive wheels and seat are centered, the proposed device has a mounting point attached to a frame positioned forward, toward the rower. This eliminates the possibility of the user's head and torso being directly in the path of the wheels.

Сущность изделия поясняется чертежом, где:The essence of the product is explained by the drawing, where:

на фиг. 1 представлен чертёж приводного модуля, расположенного на сапборде Fig. 1 shows a drawing of the drive module located on the support board

на фиг. 2 представлен цепной приводной блок сбоку Fig. 2 shows the chain drive block from the side

на фиг. 3 и 4 изображён вариант исполнения ведущих колёс приводного модуляFig. 3 and 4 show a variant of the design of the drive wheels of the drive module

Приводной модуль для сапборда содержит раму 1, для сапборда 2, ремни крепления 3, подшипниковый блок 4, вал 5, крепёжный узел 6, ведущие колеса 7, цепь 8, приводной блок 9.The drive module for the SUP board contains a frame 1, for the SUP board 2, fastening belts 3, a bearing block 4, a shaft 5, a fastening unit 6, drive wheels 7, a chain 8, a drive block 9.

Рама 1, включает в себя вал 5, на котором по краям смонтированы ведущие колёса 7, звёздочка на которую одета велосипедная цепь 8, вал 5 крепиться на раму через подшипниковый блок 4 в котором он установлен с возможностью вращения посредством пластиковых подшипников скольжения, которые монтируются к раме 1 через крепёжный узел 6 который также может смещаться по раме для регулировки натяжки цепи 8. На раме 1 имеются выступы для надёжного крепления к сапборду 2 ремнями крепления 3. На реме 1, с другой стороны, от вала 5 смонтирован с выносом от рамы и максимально близко к поверхности сапборда, но не мешая вращению приводной блок 9 с педалями, которые соединены с валом 5 цепью 8. Рама 1 является центральным несущим элементом, к которому крепятся все остальные компоненты. К сапборду 2 рама 1 крепится с помощью ремней крепления 3 методом стягивания за счёт храпового механизма, ремни 3 фиксируются на специальных выступах рамы 1. Вал 5 установлен на раме через подшипниковый блок 4, который крепится к раме 1 болтовым соединением. Колеса 7 могут быть закреплены на концах вала 5 болтовым соединением или методом спайки. На валу 5 методом спайки или шпоночным креплением закреплена звёздочка, на которую надета цепь 8. Приводной блок 9 с педалями смонтирован на раме 1 методом спайки с противоположной от вала стороны.Frame 1 includes a shaft 5, on the edges of which are mounted driving wheels 7, a sprocket on which a bicycle chain 8 is put, shaft 5 is attached to the frame through a bearing block 4 in which it is installed with the possibility of rotation by means of plastic plain bearings, which are mounted to frame 1 through a fastening unit 6, which can also move along the frame to adjust the tension of the chain 8. On frame 1 there are protrusions for reliable attachment to the paddle board 2 with fastening straps 3. On frame 1, on the other side, from shaft 5, a drive block 9 with pedals, which are connected to shaft 5 by chain 8, is mounted with an extension from the frame and as close as possible to the surface of the paddle board, but without interfering with rotation. Frame 1 is a central supporting element to which all other components are attached. Frame 1 is attached to SUP board 2 using fastening straps 3, tightened using a ratchet mechanism. Straps 3 are secured to special projections on frame 1. Shaft 5 is mounted on the frame via bearing block 4, which is bolted to frame 1. Wheels 7 can be bolted or soldered to the ends of shaft 5. A sprocket is soldered or keyed to shaft 5, onto which chain 8 is attached. Drive unit 9 with pedals is mounted on frame 1 by soldering on the side opposite the shaft.

Конструкция модуля может изготавливаться из современных лёгких и прочных материалов, устойчивых к коррозии в пресной и солёной воде. Рама 1 может быть выполнена из полых алюминиевых профилей или композитных материалов на основе карбона, что обеспечивает жёсткость при минимальном весе. Ремни крепления 3 - это прочные синтетические ленты из полиэстера с пластиковыми или металлическими пряжками, подшипниковый блок 4 может быть изготовлен из пластика. Вал 5 изготавливается из нержавеющей стали или алюминиевого сплава для передачи крутящего момента без деформации. Крепёжный узел 6 изготавливается из стали, алюминиевых сплавов, карбона и других прочных материалов. Ведущие колеса 7 с открытыми лопатками можно отливать из металла или пластика, что снизит их массу. Звёздочка 8 и цепь могут быть стандартными велосипедными, изготовленными из стального сплава с антикоррозионным покрытием. Приводной блок 9 с педалями также может использовать алюминиевый сплав для рычагов и пластик для педалей. The module structure can be made of modern, lightweight, and durable materials resistant to corrosion in fresh and salt water. Frame 1 can be constructed of hollow aluminum sections or carbon-based composite materials, providing rigidity with minimal weight. Attachment straps 3 are durable synthetic polyester webbing with plastic or metal buckles, and bearing block 4 can be made of plastic. Shaft 5 is made of stainless steel or aluminum alloy to transmit torque without deformation. Mounting assembly 6 is made of steel, aluminum alloy, carbon, and other durable materials. Drive wheels 7 with open blades can be cast from metal or plastic, which reduces their weight. Sprocket 8 and chain can be standard bicycle ones, made of steel alloy with an anti-corrosion coating. Drive unit 9 with pedals can also use aluminum alloy for the levers and plastic for the pedals.

Полезная модель осуществляется следующим образом:The utility model is implemented as follows:

В реальных условиях устройство работает по принципу велосипеда, перенесённого на воду. Пользователь садится на сапборд 2, устанавливает ноги на педали приводного блока 9 и начинает крутить их. Вращательное движение через цепь 8 и звёздочку напрямую передаётся на вал 5, который приводит во вращение два гребных колеса 7. Эти колеса эффективно захватывают и отталкивают воду, создавая поступательную тягу. Благодаря тому, что вся установка жёстко закреплена на единой раме, а пользователь сидит отдельно на самой доске, усилие передаётся максимально эффективно. Это позволяет развивать стабильную скорость, легко маневрировать и длительное время находиться на воде без усталости в спине и руках, характерной для гребли веслом.In real-world conditions, the device operates like a bicycle transported to the water. The user mounts the SUP board 2, places their feet on the pedals of the drive unit 9, and begins pedaling. Rotational motion is transmitted directly via the chain 8 and sprocket to the shaft 5, which drives two paddle wheels 7. These wheels effectively capture and push water, creating forward thrust. Because the entire system is rigidly mounted on a single frame and the user sits separately on the board, power is transmitted as efficiently as possible. This allows for consistent speed, easy maneuverability, and extended periods of water use without the back and arm fatigue associated with paddling.

Конструктивно-технологическими преимуществами сапборда с педальным управлением являютсяThe design and technological advantages of a pedal-powered SUP board are:

конструкция оптимизирована за счёт применения одноцепной передачи, которая напрямую соединяет узел педального механизма с приводной осью гребных колёс. Это позволяет минимизировать количество компонентов (звеньев передачи, подшипниковых узлов, крепежа) по сравнению с аналогами, использующими сложные системы рычагов, дополнительные элементы крепления или многозвенные передачи. Следствием является снижение общей массы изделия при сохранении требуемой механической прочности и безопасности;The design is optimized through the use of a single-chain transmission, which directly connects the pedal mechanism assembly to the paddlewheel drive axle. This minimizes the number of components (transmission links, bearing assemblies, fasteners) compared to similar products using complex lever systems, additional fasteners, or multi-link transmissions. This results in a reduction in the overall weight of the product while maintaining the required mechanical strength and safety.

размещение узла педального механизма на вертикальной стойке, вынесенной вперед относительно гребных колёс, и сиденья пользователя позволяет повысить устойчивость платформы и минимизирует риск травматизма при опрокидывании. В случае потери устойчивости массивные гребные колеса и приводной механизм опрокидываются по траектории, не пересекающейся с зоной нахождения человека, что исключает их контакт и получение травм.Mounting the pedal mechanism on a vertical support, positioned forward of the paddle wheels and the user's seat, increases platform stability and minimizes the risk of injury in the event of a rollover. In the event of a loss of stability, the massive paddle wheels and drive mechanism roll over along a path that does not intersect with the user's occupant area, preventing contact and injury.

Совокупность этих преимуществ приводит к созданию материалоёмкой, безопасной и удобной в эксплуатации платформы для активного отдыха на воде, обладающей повышенными потребительскими свойствами и широкой областью применения.The combination of these advantages results in the creation of a material-intensive, safe and easy-to-use platform for active water recreation, with enhanced consumer properties and a wide range of applications.

Claims

A drive module for a paddle board, consisting of a frame including a shaft on which paddle wheels and a sprocket with a bicycle chain placed on it are mounted along the edges, characterized in that the paddle wheels are made with open paddle blades and are secured to the ends of the shaft with a bolted connection, on which the sprocket is secured, while the shaft is secured to a frame made of hollow aluminum sections through a bearing block, where the bearing block is attached to the frame, in which the shaft is mounted with the possibility of rotation by means of plain bearings, while the drive block with pedals is mounted on the frame on the side of the drive axle facing the rower, and is made of an aluminum alloy for the levers and plastic for the pedals.