[实用新型]水上跑鞋

说明书

技术领域

本实用新型涉及水上运动器具技术领域，具体说是一种水上跑鞋。水上跑鞋既不同于船等水上交通工具，也不同于水翼等水上运动设备，能够让人自由行走、奔跑于水面之上。

背景技术

人类自古以来就渴望能够踏波而行，希望能于水面行走如履平地。然而囿于技术所限，这一美好憧憬始终是个幻想。

但是，在自然界中，一些动物却率先实现了水面行走，如水黾、蛇怪蜥蜴(basilisklizard)。还有一种水鸟叫（读音：piti），在求偶时，能够借助双脚剧烈拍击水面使整个身体较长时间地直立于水面之上。游泳的人都知道踩水技术，就是人在水中保持直立状态，凭借双脚有规律地摆动，使身体的一部分擎出水面。踩水技术越高的人，擎出水面的部分越多。但是，人的体能是有限的，纵然踩水的技术再高，也难以把腹部以下露出水面。

物体在水中欲克服重力可以通过四种途径，即浮力、表面张力、伯努利效应、反作用力。

利用浮力的，最典型的当属船类。船类（泛指舰、艇、舟、排、筏等一切遵循浮力原理制造的水上装备）在水上的作用无可取代。但是，其体积庞大，无法携带，而且乘船自然没有踏浪而行的逍遥感受。

利用表面张力的，如水黾。但是，人类目前还不能较好地利用表面张力。

利用伯努利效应的，如水翼，有水翼船和单人运动器材两类。此种单人运动器材是近年来刚发明的，其露出水面的部分大小、形状皆类似于自行车，其水下部分为主副翼和兜水板。它是把人蹦跳的势能通过弹簧转化为兜水板的运动，使水翼脉动前行。这种水上运动方式有一定的新奇性，但是，消耗体力过大且效率低，使用者不易体验到踏水而行的惬意。同时，水翼大小如同自行车，携带不便。

利用反作用力的，如：蛇怪蜥蜴、。利用反作用力效率远高于利用伯努利效应。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的空白，首创一种水上跑鞋，利用水的反作用力实现人在水面行走、奔跑。

本实用新型的目的是这样来实现的：人体在水中受到重力的作用之所以迅速下沉，不是没有受到反作用力，而是反作用力的量太小。在人体质量一定的前提下如何使反作用力激增是成功的关键。经推理得知，物体在水中受到的反作用力与其运动的速度及反作用力方向上的面积呈正相关。人的体力足以克服自身的重力，但是，鉴于人运动速度之所限，人在水中获得的反作用力是不够的。因此，如何改变足部击水的速度以达到实际需要是核心技术。

经一系列推导、化简、验证，发现反作用力的大小可以由下列公式计算：F=70SV²，其中F为反作用力，S为鞋底面积，V²为击水速度的平方。假定一体重70千克的人以1米/秒的速度垂直入水，正常情况下（穿着普通的鞋子），其所获得的反作用力仅为1.764千克力。欲使其所获反作用力为70千克力，其鞋底的面积应当为1平方米。由公式得知，速度是决定反作用力大小的关键因素。所以，我们再提高速度来看看计算结果。假设一体重70千克的人以5米/秒的速度垂直入水，欲使重力与反作用力平衡，那么他需要穿底面积多大的鞋子呢？计算结果是0.04平方米。把速度提高到6米/秒，计算结果是0.028平方米，这正是一只鞋子的底面积。作用力一定，则速度的平方与面积成反比。从人体运动极限与方便等角度看，速度为6米/秒是合适的。即使体重100千克的人，以6米/秒的速度踩水，其鞋子的底面积也仅需要0.04平方米。再考虑到方向偏斜、器械自身的摩擦力等因素，因此把速度设定在6米/秒，把鞋子的底面积即击水板底面积设定在0.06平方米是稳妥的。

本实用新型有两个技术方案，方案一采用人体动力，方案二采用机械动力。

方案一：本实用新型水上跑鞋，包括动力系统、提速机构、基座板、击水板。