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Patent Searching and Data


Title:
FLEXIBLE PROPELLER AND USES FOR SMALL VESSELS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/079137
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a flexible propeller (7) that has the feature of generating propulsive force in only one direction, irrespective of the direction of rotation. The flexible propeller (7) may be used in a mechanism similar to a sterndrive, being actuated by two cables (12) and (13) that are wound around a screw thread (14) on the sterndrive shaft (8), one clockwise and the other anticlockwise, and capable of being actuated alternately longitudinally, causing the flexible propeller (7) to rotate in alternate directions, first in one direction and then in the other. The sterndrive in turn may be used in compact structures that can be fitted to catamarans, launches, kayaks or other types of small vessel, without the need for major alterations to the original vessel.

Inventors:
SANTA CATARINA MATEUS FROIS (BR)
Application Number:
PCT/BR2011/000469
Publication Date:
June 21, 2012
Filing Date:
December 15, 2011
Export Citation:
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Assignee:
SANTA CATARINA MATEUS FROIS (BR)
International Classes:
B63H16/18; B63H5/08
Foreign References:
US2873713A1959-02-17
US4960396A1990-10-02
US5194024A1993-03-16
US4474502A1984-10-02
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Claims:
REIVINDICAÇÕES

1 - Hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas caracterizado por apresentar uma hélice (96) com duas pás, feita com material flexível, que possui dois furos perpendiculares em seu interior, um furo para acomodar um eixo (97), rígido, e outro, ao longo do bordo de ataque das pás, para acomodar uma haste (100), rígida, que é introduzida pelo rasgo (101) presente próximo à ponta da pá, passando dentro do furo (98) ou (99) do eixo (97) sendo que a extremidade da pá é encaixada na haste (100), que fica posicionada sem se soltar ao longo do bordo de ataque da hélice (96) que, por ser de material flexível, pode ser defletida em torno da haste (100) pela pressão exercida pelo fluído assumindo um formato helicoidal e gerando uma força propulsiva F cuja direção coincide com a do eixo (97) e cujo sentido é sempre do bordo de fuga das pás para o bordo de ataque das mesmas, independentemente do sentido do giro da hélice (96).

2 - Hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por possuir uma hélice (7) flexível composta por duas peças de lona (1) flexível e um tubo (2) rígido sendo que as lonas (1) são dobradas em seu eixo de simetria e unidas de modo a formar um furo (3) passante na região da dobra e adquirindo o formato das pás da hélice (7) e cada uma das lonas (1) deve então ser posicionada e unida ao tubo (2) de forma que o furo (3) presente próximo às abas (4), coincida com o furo (5) presente no tubo (2) e as abas (4) envolvem o tubo (2), uma para cada lado, proporcionando uma grande área de contato e o bordo de ataque (6) das pás formam um ângulo α com valor inferior a 180 graus sendo que o ângulo α determina o valor do passo da hélice (7) que pode ser montada no eixo (8) de forma que uma haste (10) rígida é inserida através do furo (3), passando pelo furo (5) e pelo furo (9) presente no eixo (8) e os furos (3) das extremidades das pás são fechados impedindo que a haste (10) saia de sua posição e a hélice (7), por ser de material flexível, pode ser defletida em torno da haste (10) pela pressão exercida pela água assumindo um formato helicoidal e gerando uma força propulsiva F cuja direção coincide com a do - 2 -

eixo (8) e cujo sentido é sempre do bordo de fuga (11) das pás para o bordo de ataque (6) das mesmas, independentemente do sentido do giro da hélice (7).

3 - Hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizado por possuir um sistema propulsivo com as seguintes características:

possui duas polias (15) que são montadas na extremidade do tubo (27) de maneira a poder rotacionar em torno do eixo (28), posicionado horizontalmente e perpendicularmente ao tubo (27); e

possui uma base (20) que é montada na extremidade do tubo (27) de maneira a poder articular em torno do eixo (29), posicionado verticalmente e perpendicularmente ao tubo (27) e uma alavanca de comando (31) (45) é montada na parte superior do eixo (29), ficando vinculada ao mesmo; e

possui uma haste (17) que é montada na base (20) em uma disposição vertical, alinhada ao eixo (29) e estendendo-se para baixo, podendo ser fixa ou articulada; e

possui um tubo (16) localizado na parte inferior da haste (17) onde o eixo (8) é montado apoiado em duas buchas (18) que por sua vez são encaixadas nas extremidades do tubo (16), de forma que o fuso roscado (14), vinculado ao eixo (8), fique posicionado no interior do tubo (16) e o fuso roscado (14) possui uma rosca cuja raiz do filete possui um perfil redondo para acomodar os cabos (12) e (13), que também possuem uma seção redonda, servindo como um guia para o enrolamento dos cabos que ficam posicionados entre a raiz do filete e a parede interna do tubo (16) que possui duas aberturas (19), uma de cada lado, que possibilita a passagem dos cabos; e

possui dois cabos (12) e (13) sendo que uma das extremidades do cabo (12) é fixada próximo a uma das extremidades do fuso roscado (14) e uma das extremidades do cabo (13) é fixada próximo à outra extremidades do fuso roscado (14) e os cabos (12) e (13) se enrolam no fuso roscado (14) das extremidades para o centro, em sentidos de rotação - 3 -

contrários, um pelo lado direito, e outro pelo esquerdo, passando pelas aberturas (19) e posteriormente pelas polias (15), saindo pela extremidade oposta do tubo (27), e quando o cabo (12) está totalmente desenrolado, o cabo (13) está enrolado no fuso roscado (14), permitindo puxar os cabos longitudinalmente de maneira alternada, fazendo o eixo (8) girar alternadamente, ora em um sentido, ora em outro; e

permite que uma hélice flexível possa ser montada de maneira vinculada ao eixo (8) fazendo com que ao puxar os cabos (12) e (13) longitudinalmente de maneira alternada, seja gerada uma força F na hélice flexível ao mesmo tempo em que a alavanca de comando (31) (45) permite rotacionar o conjunto até cerca de 45° de cada lado, permitindo direcionar a força F.

4 - Hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizado pelo sistema propulsivo apresentar um mecanismo para o recolhimento e travamento da rabeta que consiste em um rasgo (92) presente na base (20) onde é montado um pino (93) de forma a poder deslocar-se longitudinalmente ao longo do rasgo (92) e de um arame-mola (94) que também é montado na base (20) de forma a pressionar constantemente o pino (93) contra a região inferior do rasgo (92) e a haste (17) é montada de maneira articulável em torno do eixo (95), sendo que a haste (17) possui entalhes em sua parte superior para o encaixe do pino (93) que encaixa automaticamente nos entalhes pela ação da mola (94), travando a rabeta em posições específicas.

5 - Hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizado por possuir um dispositivo que consiste basicamente de um tubo (38) onde em uma das extremidades é montado um sistema propulsivo de acordo com as reivindicações 3 ou 4 e na outra extremidade é montada uma alavanca (39) de maneira articulada em relação ao eixo (40), e pedais (42) são montados na extremidade da alavanca (39), de maneira articulada sendo que as barras (43) dos pedais (42) são então conectadas mecanicamente por meio - 4 -

de hastes ou cabos (44) à alavanca (45) e os cabos (12) e (13), após passarem pelas polias (15), seguem pelo interior do tubo (38) saindo pela extremidade onde está montada a alavanca (39) sendo então fixados a punhos (47) permitindo ao usuário acionar os punhos (47) alternadamente com as mãos enquanto apóia e direciona a embarcação com os pés, através dos pedais (42), e o dispositivo acima descrito pode ser fixado em embarcações em três pontos que determinam um triângulo isósceles: dois pontos localizados nas extremidades da chapa (49) presente na parte inferior do tubo (38), e um terceiro ponto (50) localizado na parte frontal do tubo (38), próximo do sistema propulsivo.

6 - Hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas de acordo com a reivindicação 5 caracterizado por se tratar de uma base (52) similar a um traction pad (Borracha anti-derrapante colada no deck da prancha) que pode ser colada na parte superior (deck) frontal ou traseira de pranchas (51) e esta base (52) deve possuir três insertos (53), espaçados de forma a determinar um triângulo isósceles e os insertos (53) devem possuir um mecanismo de fixação qualquer para que um dispositivo de acordo com a reivindicação 5 possa ser montado na base (52).

7 - Hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas de acordo com as reivindicações 3 ou 4 caracterizado por possuir uma estrutura composta por uma estrutura tubular principal (55) onde em uma das extremidades é montado um sistema propulsivo de acordo com as reivindicações 3 ou 4 e na outra extremidade é montado uma estrutura secundária (56) que possui um suporte tubular (66) para a montagem de duas alavancas (67), independentes, na extremidade das quais são fixados pedais (57) e também é fixado a extremidade dos cabos (12) e (13) que se ligam mecanicamente ao eixo (8), permitindo ao usuário acionar os pedais (57) com os pés, acionando então o eixo (8), enquanto direciona a embarcação através de um guidão (71), conectado mecanicamente à alavanca de comando (31), e o guidão (71) pode ser do tipo dobrável ou de encaixe, permitindo que o volume do conjunto seja reduzido para aumentar a compactação. - 5 -

8 - Hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas de acordo com a reivindicação 7 caracterizado pela estrutura secundária (56) ser montada na estrutura principal (55) de maneira articulada e pela presença de um pino-trava (58), que é montado no rasgo (59) presente na estrutura principal (55) e simultaneamente no tubo-guia (60), que fica posicionado no interior do tubo da estrutura principal (55), de maneira que o furo presente na parte central do pino-trava (58) fique alinhado com o furo presente na parte central do tubo-guia (60) permitindo que o gancho da extremidade da mola (61) de tração seja introduzido no furo do tubo-guia (60), passando pelo furo do pino-trava (58) e eliminando, desta maneira, a possibilidade de deslocamento axial entre o tubo-guia (60) e o pino-trava (58) e o gancho da extremidade oposta da mola (61) é encaixado no furo presente na chapa (62) que é montada de maneira articulada na parte central do eixo (63) onde também é montado de maneira articulada a estrutura secundária (56) e duas polias (15), e as polias (15) ficam posicionadas no interior e próximo da extremidade do tubo da estrutura principal (55), e a mola (61) de tração mantém o pino-trava (58) constantemente pressionado contra a extremidade do rasgo (59) permitindo que a estrutura secundária (56), quando rotacionada para a situação de operação, faça com que a chapa (64) acione gradualmente o pino-trava (58), que é automaticamente encaixado no entalhe (65) presente na chapa (64), mantendo a estrutura secundária (56) travada em posição de operação e permitindo destravá-la puxando o pino-trava (58) com os dedos em direção à outra extremidade do rasgo (59) até o momento em que o pino-trava (58) desobstrui o entalhe (65) presente na estrutura secundária (56), permitindo que a mesma possa rotacionar até ficar paralela à estrutura principal (55), fazendo o conjunto assumir uma condição compacta.

9 - Hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas de acordo com as reivindicações 7 ou 8 caracterizado por possuir um banco, que consiste do assento (76) e do encosto (77) e o assento (76) consiste de uma base (78), rígida, que é unida a dois tubos (80), que possuem uma das extremidades amassadas e furadas para ser montado no encosto (77), que é construído da mesma forma, e no encosto (77) é montado um apoio - 6 -

triangular (81) que é encaixado nos furos (82) presentes nas laterais dos tubos do encosto (77) e o procedimento de encaixe consiste em deformar elasticamente o apoio triangular (81) que pode então ser encaixado nos furos (82) e após o encaixe o apoio triangular (81) retorna ao seu formato original, permanecendo encaixado no encosto (77) do banco e o assento (76) é fixado à estrutura principal (55) através de um pino (83), podendo ser fixado em posições diferentes para se adequar ao comprimento das pernas do ocupante e o procedimento de fixação consiste em posicionar o assento (76) de forma que os furos (84) presentes nas extremidades dos tubos (80) fiquem alinhados com um dos furos (85) presentes nas paredes laterais da estrutura principal (55) permitindo que o pino (83) possa ser introduzido, fixando o banco na estrutura principal (55) e a protuberância (86) existente na extremidade do apoio triangular (81) pode ser encaixada em um dos furos (87) presentes na parede superior do tubo da estrutura principal (55), fornecendo o apoio necessário ao encosto (77) e permitindo variar a inclinação do encosto (77) ao variar o furo (87) onde a protuberância (86) é encaixada.

10 - Hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas de acordo com as reivindicações 7, 8 ou 9 caracterizado por possuir quatro tubos (88) vinculados nas laterais da estrutura principal (55), permitindo o encaixe de quatro barras de ligação (90) que ligam a estrutura principal (55) a um par de flutuadores (91) dispostos em uma configuração catamarã.

Description:
HÉLICE FLEXÍVEL E APLICAÇÕES PARA EMBARCAÇÕES MIÚDAS

A presente invenção refere-se a uma hélice flexível que possui a característica de gerar força propulsiva em um só sentido, independentemente do sentido de giro.

A hélice flexível pode ser utilizada em um mecanismo similar a uma rabeta, sendo acionada por dois cabos que se enrolam em torno de um fuso roscado, presente no eixo da hélice, um no sentido horário e outro no sentido anti-horário, permitindo serem acionados longitudinalmente, de maneira alternada, fazendo a hélice flexível girar alternadamente, ora em um sentido, ora em outro.

A rabeta pode ser utilizada em estruturas compactas que permitem serem adaptadas em catamarãs, pranchas, caiaques ou outros tipos de embarcações miúdas, sem a necessidade de grandes alterações na embarcação original.

Os sistemas propulsivos para embarcações miúdas do atual estado da técnica, em sua grande maioria, não permitem serem adaptados em pranchas de surf, caiaques, canoas ou similares, sem que haja a necessidade de furar o casco para permitir a passagem do sistema de transmissão, como ocorre no caso das patentes US 4,474,502 e US 5,194,024. E os poucos sistemas propulsivos que podem ser adaptados, são sistemas ineficientes e ou complexos, a exemplo da patente US 2,873,713.

As configurações preferidas da presente invenção serão agora descritas, somente como exemplo, com referência às figuras em anexo, em que:

A figura 1 compõem-se de figuras que apresentam os componentes do conjunto de uma hélice de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 2 compõem-se de figuras que apresentam os detalhes da montagem de uma hélice na configuração pusher de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 3 compõem-se de figuras que apresentam os detalhes da montagem de uma hélice na configuração tractor de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas"; A figura 4 compõem-se de figuras que ilustram o funcionamento de uma hélice de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 5 compõem-se de figuras que apresentam os itens necessários para confeccionar uma hélice flexível de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 6 compõem-se de figuras que apresentam os detalhes da confecção de uma pá de uma hélice flexível de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 7 compõem-se de figuras que apresentam os detalhes da colagem das pás no tubo de PVC rígido de uma hélice flexível de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 8 compõem-se de figuras que ilustram a montagem de uma hélice no eixo da rabeta de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 9 compõem-se de figuras que mostram uma rabeta que pode ser utilizada com uma hélice flexível de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 10 compõem-se de figuras que ilustram a montagem do eixo da hélice no tubo localizado na parte inferior da haste da rabeta de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 11 mostra uma vista em corte do tubo e buchas localizados na parte inferior da haste da rabeta, evidenciando o fuso roscado presente no eixo da hélice de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 12 compõem-se de figuras que ilustram a montagem da haste na base da rabeta de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 13 compõem-se de figuras que ilustram o funcionamento de um mecanismo de recolhimento e travamento da haste da rabeta de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 14 compõem-se de figuras que mostram o detalhe da montagem dos conjuntos mecânicos que compõem o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 15 compõem-se de figuras que ilustram o processo de montagem dos cabos que compõem o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 16 compõem-se de figuras que complementam o entendimento do processo de montagem dos cabos que compõem o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 17 compõem-se de figuras que mostram o funcionamento do sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 18 compõem-se de figuras que mostram um dispositivo que utiliza o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 19 compõem-se de figuras que mostram a montagem dos cabos em um dispositivo que utiliza o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 20 compõem-se de figuras que mostram uma base contendo três insertos que permitem a montagem de um dispositivo que utiliza o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 21 compõem-se de figuras que mostram a montagem de um dispositivo que utiliza o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas" em uma base colada na parte frontal de uma prancha; A figura 22 compõem-se de figuras que mostram o funcionamento de um dispositivo que utiliza o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas" montado na parte frontal de uma prancha;

A figura 23 é uma vista em perspectiva que mostra um dispositivo que utiliza o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas" montado na parte frontal de um caiaque;

A figura 24 é uma vista em perspectiva que mostra um dispositivo que utiliza o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas" em uma condição compacta;

A figura 25 é uma vista em perspectiva que mostra uma estrutura dobrável para ser utilizada com o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 26 compõem-se de figuras que ilustram a montagem da estrutura secundária na estrutura principal de uma estrutura dobrável para ser utilizada com o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 27 compõem-se de figuras que mostram como funciona o mecanismo de recolhimento e travamento da estrutura secundária de uma estrutura dobrável para ser utilizada com o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 28 compõem-se de figuras que mostram a montagem dos cabos e alavancas com pedais em uma estrutura dobrável para ser utilizada com o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 29 compõem-se de figuras que mostram a montagem de um guidão e uma haste em uma estrutura dobrável para ser utilizada com o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas"; A figura 30 compõem-se de figuras que mostram a montagem de um banco em uma estrutura dobrável para ser utilizada com o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas";

A figura 31 compõem-se de figuras que mostram uma estrutura dobrável para ser utilizada com o sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas" adaptada para ser utilizada com um par de flutuadores dispostos em uma configuração catamarã; e

A figura 32 compõem-se de figuras que apresentam um mecanismo para o recolhimento e travamento da rabeta de um sistema propulsivo de acordo com a invenção "hélice flexível e aplicações para embarcações miúdas".

A figura 1 mostra uma visão em perspectiva da hélice (96) de acordo com a presente invenção. A mesma é montada em um eixo (97), rígido, que possui dois furos (98) e (99) para a entrada de uma haste (100), rígida, que fica posicionada perpendicularmente ao eixo (97). A hélice (96), feita com material flexível, possui dois furos perpendiculares em seu interior, um furo passante para acomodar o eixo (97) e outro, ao longo do bordo de ataque das pás, para acomodar a haste (100). A hélice (96) pode ser montada no eixo (97) na configuração pusher ou tractor. A figura 2 mostra o procedimento de montagem da hélice (96) na configuração pusher. Primeiramente a hélice (96) é introduzida no eixo (97). Posteriormente, a haste (100) é introduzida pelo rasgo (101) presente próximo à ponta da pá, conforme detalhe em corte da figura 2, passando por dentro do furo (98) do eixo (97). Finalmente a extremidade da pá é encaixada na haste (100), que fica posicionada sem se soltar. A figura 3 mostra o procedimento de montagem da hélice (96) na configuração tractor. Primeiramente a hélice (96) é introduzida no eixo (97). Posteriormente, a haste (100) é introduzida pelo rasgo (101) presente próximo à ponta da pá, passando por dentro do furo (99) do eixo (97). Finalmente a extremidade da pá é encaixada na haste (100), que fica posicionada sem se soltar. A figura 4 ilustra seções das pás da hélice (96) para facilitar a visualização. A primeira dupla de figuras, localizada acima, ilustra o funcionamento da hélice (96) na configuração pusher, e as duplas localizadas abaixo ilustram o funcionamento na configuração tractor. Como a hélice (96) é feita com material flexível e possui uma haste (100), rígida, posicionada ao longo do bordo de ataque, conforme ela gira em um sentido, a água exerce uma pressão, cujo centro de pressão fica localizado atrás do bordo de ataque, defletindo as pás conforme ilustra a figura 4 e gerando uma força propulsiva F. Girando no sentido contrário, a hélice também gera uma força propulsiva F no mesmo sentido.

A hélice flexível pode ser produzida de diversas maneiras, por exemplo, através da injeção de material emborrachado em um molde. A seguir será descrito uma maneira de fabricar uma hélice flexível a partir de lona de PVC flexível. Basicamente são utilizadas duas peças de lona (1) de PVC flexível, recortadas conforme detalhe da figura 5, e um tubo (2) de PVC rígido, furado conforme o detalhe da figura 5. As lonas (1) de PVC flexível formarão as pás da hélice e o tubo (2) de PVC rígido proporcionará rigidez para o cubo da hélice. Primeiramente é aplicado adesivo para PVC flexível na região hachurada da lona (1), conforme a figura 6. Posteriormente a lona (1) é dobrada em seu eixo de simetria e colada conforme a figura 6. Como a região próxima à dobra não possui aplicação de adesivo, um furo (3) passante é formado na região da dobra. Posteriormente, cada uma das lonas (1) deve ser colada ao tubo (2) de PVC rígido conforme ilustra a figura 7. As lonas (1) devem ser posicionadas de forma que o furo (3), presente próximo às abas (4), coincida com o furo (5) presente no tubo (2) de PVC. As abas (4) envolvem o tubo (2), uma para cada lado, proporcionando uma grande área de colagem. Percebe-se que o bordo de ataque (6) das pás formam um ângulo α com valor inferior a 180 graus. A figura 8 mostra como a hélice (7) é montada no eixo (8) da rabeta. Primeiramente o tubo (2) de PVC é inserido no eixo (8) da rabeta até o momento em que seus furos (5) fiquem alinhados com os furos (9) presentes no eixo (8) da rabeta. Posteriormente uma haste (10) rígida é inserida através do furo (3), passando pelo furo (5) e pelo furo (9) presente no eixo (8) da rabeta. A haste (10) passa pelos furos (3) das duas pás, obrigando o bordo de ataque (6) das pás a ficarem alinhados. Como consequência, o bordo de fuga

(11) das pás fica frouxo. Quanto menor for o ângulo a, mais frouxo ficará o bordo de fuga (1 ) das pás e menor será o passo efetivo da hélice (7). Portanto o ângulo α determina o valor do passo da hélice (7). Para impedir que a haste (10) saia de sua posição, os furos (3) das extremidades das pás são fechados com cola, conforme indica a seta na base da figura 8. A hélice (7), por ser de material flexível, pode ser defletida em torno da haste (10) pela pressão exercida pela água assumindo um formato helicoidal e gerando uma força propulsiva F cuja direção coincide com a do eixo (8) da rabeta e cujo sentido é sempre do bordo de fuga (11) das pás para o bordo de ataque (6) das mesmas, independentemente do sentido do giro da hélice (7).

A figura 9 mostra uma rabeta que pode ser utilizada com a hélice flexível (7). O princípio de funcionamento consiste em dois cabos

(12) e (13) que se enrolam em torno de um fuso roscado (14) presente no eixo (8). O cabo (12) se enrola no sentido horário e o cabo (13) no sentido anti- horário. Os cabos (12) e (13) passam por duas polias (15) independentes e podem ser acionados longitudinalmente de maneira alternada fazendo o eixo (8) da hélice (7) girar alternadamente, ora em um sentido, ora em outro.

O fuso roscado (14) é fixo no eixo (8), ou seja, não existe qualquer movimento relativo entre eles. O eixo (8) é montado no tubo (16) localizado na parte inferior da haste (17) da rabeta, conforme a figura 10. O eixo (8) é montado apoiado em duas buchas (18) que por sua vez são encaixadas nas extremidades do tubo (16). O fuso roscado (14) possui uma rosca cuja raiz do filete possui um perfil redondo para acomodar os cabos (12) e (13), que também possuem uma seção redonda. A figura 11 mostra uma vista em corte do tubo (16) e buchas (18), onde aparece o eixo (8) montado. Percebe-se que o fuso roscado (14) serve como um guia para o enrolamento dos cabos. O cabo fica posicionado entre a raiz do filete e a parede interna do tubo (16). O tubo (16) possui dois rasgos (19), um de cada lado, que possibilita que o cabo passe por ele. O rasgo (19) é alongado para permitir o deslocamento longitudinal do cabo à medida que ele se enrola e se desenrola.

A haste (17) da rabeta é montada na base (20) da rabeta de maneira articulada, conforme a figura 12. Para tanto a haste (17) é posicionada até o momento em que os furos (21) e (22) fiquem alinhados. Uma mola (23), que possui um pino (24), é então posicionada conforme a figura 12 e as peças são unidas através de parafuso e porca.

A figura 13 mostra um exemplo de configuração do conjunto mola (23), haste (17) e base (20) da rabeta. Neste exemplo o pino (24) faz batente com o ressalto (25) presente na haste (17) enquanto a força F age no eixo (8), mantendo o conjunto na condição de operação (a hélice (7) foi omitida). Em caso de colisão com um objeto, a haste (17) da rabeta possui liberdade para rotacionar para trás. E ainda, para uma situação de transporte ou estocagem, a haste (17) pode ser recolhida para frente e mantida travada. Para tanto, deve-se primeiramente puxar o pino (24), defletindo a mola (23) até o momento em que a extremidade do pino (24) libere o movimento da haste (17) para frente. A haste (17) pode então ser rotacionada para a frente até o momento em que o pino (24) encaixe no furo (26) presente na haste (17) pela ação da força da mola (23).

A figura 14 mostra o detalhe da montagem dos conjuntos mecânicos que compõem o sistema propulsivo, os quais são montados na extremidade de um tubo (27). Primeiramente um par de polias (15) independentes é montado na extremidade do tubo (27). O par de polias rotaciona em torno do eixo (28). Posteriormente a base (20) da rabeta é montada de maneira a poder articular livremente em torno do eixo (29) presente na base (20). Arruelas (30) são posicionadas dos dois lados para facilitar a articulação e finalmente a alavanca (31) de comando é montada na parte superior do eixo (29), ficando vinculada ao mesmo.

A figura 15 ilustra o processo de montagem dos cabos (12) e (13), que são idênticos e possuem um terminal bola (32) em uma de suas extremidades. Primeiramente deve-se girar o eixo (8) até o momento em que o furo (33) fique alinhado com o rasgo (19). Neste momento a extremidade do cabo (12) sem terminal bola (32) é inserida pelo tubo do eixo (8), passando pelo furo (33) e saindo pelo rasgo (19). Deve-se então puxar o cabo (12) totalmente até que o terminal bola (32) faça batente com o furo (33), conforme ilustra o desenho em corte da figura 15. O eixo (8) pode então ser girado cerca de 6 voltas (esse número só está sendo dado como exemplo, podendo ser maior ou menor dependendo da aplicação), fazendo com que o cabo (12) se enrole no fuso roscado (14), ficando posicionado entre a raiz do filete de rosca e a parede interna do tubo (16). Após as seis voltas, deve se girar pouco mais até que o furo (34) fique alinhado com o rasgo (que não aparece nos desenhos da figura 15) localizado no lado oposto em relação ao plano de simetria da haste (17). Neste momento a extremidade do cabo (13) sem terminal bola (32) é inserida pelo tubo do eixo (8), passando pelo furo (34) e saindo pelo rasgo no lado oposto. Deve-se então puxar o cabo (13) totalmente até que o terminal bola (32) faça batente com o furo (34). Agora é possível puxar o cabo (12), fazendo com que o eixo (8) gire, fazendo com que o cabo (13) se enrole no fuso roscado (14) enquanto o cabo (12) se desenrola. Conforme ilustra a figura 16, a extremidade do cabo (12) deve então passar pelo furo (35) localizado na parede inferior direita do tubo (27) e posteriormente pela polia (15), saindo pela extremidade oposta do tubo (27). De maneira análoga, a extremidade do cabo (13) deve então passar pelo furo (36) localizado na parede inferior esquerda do tubo (27) e posteriormente pela roldana (15), saindo pela extremidade oposta do tubo (27). Para finalizar essa parte da montagem, um terminal quadrado (37) é inserido na extremidade do tubo (27). Este terminal serve de acabamento e também para evitar que os cabos (12) e (13) saiam do canal da polia (15), já que a parede frontal interna do terminal (37) fica localizada próximo das polias (15) de forma a impossibilitar que os cabos (12) e (13) saiam do canal. A parede superior do tubo (27) também fica localizada próximo das polias (15) de forma a impossibilitar que os cabos (12) e (13) saiam do canal. Desta forma, ao final destas operações, tem- se o sistema propulsivo montado. A figura 17 mostra o sistema propulsivo completo. O princípio de acionamento consiste em puxar alternadamente os cabos (12) e (13), que farão a hélice (7) girar alternadamente ora no sentido horário, ora no sentido anti-horário. Os cabos (12) e (13) podem ser acionados diretamente pelas mãos do usuário ou com os pés, através de mecanismos diversos. Conforme ilustra a figura 17, a alavanca (31) permite rotacionar a rabeta até cerca de 45° de cada lado, permitindo direcionar a força F da hélice (7) enquanto os cabos (12) e (13) podem continuar a serem acionados. Este sistema propulsivo é simples e bastante versátil, podendo ser adaptado em uma variedade de pequenas embarcações.

A seguir será apresentado um dispositivo que utiliza o sistema propulsivo e que pode ser adaptado em pranchas do tipo stand-up, assim como canoas e caiaques. De acordo com a figura 18, em uma das extremidades do tubo (38) é montado o sistema propulsivo. Na outra extremidade é montada uma alavanca (39) de maneira articulada em relação ao eixo (40). Neste mesmo eixo (40) é montada uma polia (41) na parte interna do tubo (38). A polia (41) possui dois canais, um para o cabo (12) e outro para o cabo (13). Pedais (42) são montados na extremidade da alavanca (39), de maneira articulada. As barras (43) dos pedais (42) são então conectadas por meio de cabo (44) à alavanca (45), conforme a figura 18. De acordo com a figura 19, os cabos (12) e (13), após passarem pela polias (15), seguem pelo interior do tubo (38), passando pela polia (41), e seguindo para a parte externa do tubo (38). Após passarem pela polia (41), os cabos (12) e (13) devem se cruzar, invertendo os lados para permitir estarem sempre apoiados nos canais da polia (41). Na extremidade dos cabos (12) e (13) deve-se fazer um laço (46) para permitir que os punhos (47) sejam fixados através de ganchos (48). O dispositivo acima descrito pode ser fixado em embarcações em três pontos: dois furos localizados nas extremidades da chapa (49), soldada na parte inferior do tubo (38), e um terceiro furo (50) localizado na parte frontal do tubo (38), próximo do sistema propulsivo. A seguir será apresentada uma maneira de fixar o dispositivo em uma prancha (51). Para tanto, uma base (52) similar a um "traction pad" (Borracha anti-derrapante colada no deck da prancha) pode ser colada na parte frontal da prancha (51). Conforme ilustra a figura 20, esta base (52) deve possuir três insertos (53), devidamente espaçados, de forma que o dispositivo possa ser montado na base (52). A base (52) pode ser confeccionada utilizando, por exemplo, um molde de injeção, onde previamente à injeção da borracha, três insertos (53) são inseridos no interior do molde. Após o processo de injeção da borracha, os insertos (53) ficariam no interior da base (52), conforme sugere a figura 20. Estes insertos (53) devem possuir um mecanismo de fixação, por exemplo, uma rosca interna, para que o dispositivo possa ser montado na base com a utilização de parafusos (54). Como os insertos (53) estão espaçados entre si, a base (52) possui um certo grau de maleabilidade, o que permite que a mesma se adapte a diferentes condições de curvatura do deck de forma a poder ser colada em uma variedade de pranchas de stand-up. Conforme a figura 21 , estando a prancha (51) equipada com a base (52), o dispositivo pode ser montado com a utilização de três parafusos (54). A figura 22 mostra como o dispositivo funciona. O ocupante deve sentar-se na prancha (51), podendo então acionar os punhos (47) alternadamente com as mãos enquanto direciona a embarcação com os pés, através dos pedais (42), como em um carrinho de rolimã. Removendo o dispositivo, a prancha (51) pode ser utilizada normalmente, já que a base (52) não prejudica a utilização da prancha.

O dispositivo pode também ser adaptado em caiaques conforme ilustra a figura 23. Para tanto o caiaque deve possuir três pontos de fixação para permitir a montagem do dispositivo. A figura 24 mostra o dispositivo com a rabeta recolhida para uma situação de transporte ou estocagem. Pode-se observar que o dispositivo é simples e compacto, ocupando um pequeno volume.

Conforme ilustra a figura 25, uma estrutura dobrável foi desenvolvida para ser utilizada com o sistema propulsivo, para que o mesmo possa ser acionado pelas pernas do usuário. A mesma consiste basicamente de uma estrutura principal (55) e de uma estrutura secundária (56) que serve de suporte para os pedais (57). O sistema propulsivo é montado na parte traseira da estrutura principal (55) e os cabos (12) e (13) passam pelo interior do tubo da estrutura principal (55) saindo na parte frontal. Na parte frontal da estrutura principal (55) é montada, de maneira articulável, a estrutura secundária (56), conforme ilustra a figura 26. Primeiramente um pino-trava (58) é montado no rasgo (59) presente na estrutura principal (55). O procedimento de montagem consiste em introduzir um tubo-guia (60) pela parte frontal da estrutura principal (55) até o momento em que o furo do tubo-guia (60) fique alinhado com o rasgo (59). Neste momento o pino-trava (58) pode ser introduzido no furo do tubo-guia (60) até o momento em que o furo presente na parte central do pino-trava (58) fique alinhado com o furo presente na parte central do tubo-guia (60). Posteriormente o gancho da extremidade da mola (61) de tração pode ser introduzido no furo do tubo-guia (60), passando pelo furo do pino-trava (58) e eliminando, desta maneira a possibilidade de deslocamento axial entre o tubo-guia (60) e o pino-trava (58). O gancho da extremidade oposta da mola (61) é encaixado no furo presente na chapa (62). Neste momento a estrutura secundária (56) e duas polias (15) são montadas em um mesmo eixo (63), sendo que a chapa (62) também é montada na parte central deste mesmo eixo (63). Para tanto a estrutura secundária (56), as polias (15) e a chapa (62) são posicionadas em relação à parte frontal da estrutura principal (55) de forma que os furos fiquem alinhados, conforme sugere a figura 26. Quando os furos estiverem alinhados, o eixo (63) pode ser introduzido, concluindo a montagem desses elementos.

A figura 27 mostra como funciona o mecanismo de recolhimento e travamento da estrutura secundária (56). A mola (61) de tração mantém o pino-trava (58) constantemente pressionado contra a extremidade do rasgo (59). Para travar a estrutura secundária (56) em posição de operação, basta rotacioná-la no sentido anti-horário. Conforme a estrutura secundária (56) é rotacionada, a chapa (64) aciona gradualmente o pino-trava (58), que é automaticamente encaixado no entalhe (65) presente na chapa (64), mantendo a estrutura secundária (56) travada em posição de operação. Para recolher, deve-se puxar o pino-trava (58) com os dedos em direção à outra extremidade do rasgo (59), conforme sugere a seta da figura 27, até o momento em que o pino-trava (58) desobstrui o entalhe (65) presente na estrutura secundária (56), permitindo que a mesma possa rotacionar no sentido horário. A estrutura secundária (56) poderá ser rotacionada até ficar paralela à estrutura principal (55). Esta condição aumenta a compactação para situações de transporte e estocagem.

Conforme ilustra a figura 28, na extremidade da estrutura secundária (56), existe um tubo (66) para a montagem de duas alavancas (67) com pedais (57). Para a montagem das alavancas (67), primeiramente a buchas (68) são introduzidas em cada uma das extremidades do tubo (66). Em seguida as alavancas (67) podem então ser introduzidas, uma de cada lado. Finalmente um parafuso e porca são adicionados. As alavancas (67) possuem liberdade para rotacionar em torno do eixo geométrico do tubo (66). Após a montagem do sistema propulsivo na extremidade traseira da estrutura principal (55), os cabos (12) e (13) seguem pelo interior do tubo, saindo na extremidade dianteira, passando pelas polias (15), conforme sugere a figura 28. Cada uma das alavancas (67) possui um assento (69) para a fixação da extremidade dos cabos (12) e (13). A extremidade do cabo é então montada em um olhai (70). A extremidade do cabo deve formar um laço em torno do canal do olhai (70). O olhai (70), por sua vez, é montado no assento (69). Para tanto primeiramente o furo do olhai (70) é introduzido no assento (69) e posteriormente um parafuso é então adicionado. O olhai (70) possui liberdade de rotação em torno do assento (69). Desta forma, pode-se acionar os pedais (57) com os pés, acionando então a hélice (7).

Conforme ilustra a figura 29, um guidão (71) é fixado na estrutura principal (55). Para tanto, o eixo (72) presente na posição central do guidão (71) é introduzido no furo (73), passante, localizado na estrutura principal (55). Posteriormente um parafuso (74) é fixado na posição superior do eixo (72). O guidão (71), que possui liberdade de rotação em torno do eixo (72), é conectado à alavanca (31) por meio de uma haste (75). A alavanca (31) é fixada à base (20) da rabeta, que é montada de forma articulada na estrutura principal (55), permitindo que o ocupante possa direcionar a embarcação através do guidão (71). As extremidades do guidão (71) podem ser articuláveis para permitir a regulagem conforme a altura do ocupante e também para assumir uma condição mais compacta para a situação de transporte e estocagem.

A figura 30 ilustra a fabricação e montagem do banco, que consiste do assento (76) e do encosto (77). O assento (76) consiste de uma base retangular (78), rígida, que é unida através de rebites (79) a dois tubos (80), que possuem uma das extremidades amassadas e furadas para ser montado no encosto (77), que é construído da mesma forma. No encosto (77) é montado um apoio triangular (81), que consiste de uma barra metálica de seção redonda, dobrada conforme ilustra o detalhe da figura 30. Nas laterais dos tubos do encosto (77) existe um furo (82) onde o apoio triangular (81) é encaixado. O procedimento de encaixe consiste em deformar elasticamente o apoio triangular (81) que pode então ser encaixado nos furos (82). Após o encaixe o apoio triangular (81) retorna ao seu formato original, permanecendo encaixado no encosto (77) do banco. O assento (76) é fixado à estrutura principal (55) através de um pino (83), podendo ser fixado em posições diferentes para se adequar ao comprimento das pernas do ocupante. O procedimento de fixação consiste em posicionar o assento (76) de forma que os furos (84) presentes nas extremidades dos tubos (80) fiquem alinhados com um dos furos (85) presentes nas paredes laterais da estrutura principal (55). Neste momento o pino (83) pode ser introduzido, fixando o banco na estrutura principal (55). A protuberância (86) existente na extremidade do apoio triangular (81) pode então ser encaixada em um dos furos (87) presentes na parede superior do tubo da estrutura principal (55), fornecendo o apoio necessário ao encosto (77). Este sistema permite variar a inclinação do encosto (77) ao variar o furo (87) onde a protuberância (86) é encaixada.

A figura 31 mostra como a estrutura dobrável pode ser utilizada em uma disposição catamarã. Para tanto quatro tubos (88) são soldados nas laterais da estrutura principal (55), os quais recebem posteriormente buchas (89). Quatro barras de ligação (90) podem então ser montadas nos tubos (88), ligando a estrutura principal (55) a um par de flutuadores (91) dispostos em uma configuração catamarã. A estrutura dobrável pode assumir uma condição compacta para uma situação de transporte ou estocagem, conforme pode ser visto na figura 31. Para isso a haste (17) pode ser recolhida para frente e mantida travada, a estrutura secundária (56) pode ser recolhida até ficar paralela à estrutura principal (55), o banco pode ser removido através da simples remoção do pino (83) e as extremidades do guidão (71) podem ser dobradas para assumir uma condição mais compacta. Estas operações podem ser realizadas rapidamente e sem a necessidade de qualquer tipo de ferramenta.

A figura 32 apresenta um mecanismo para o recolhimento e travamento da rabeta. A base (20) apresenta um rasgo (92) onde é montado um pino (93) de forma a poder deslocar-se longitudinalmente ao longo do rasgo (92). Um arame-mola (94) também é montado na base (20) de forma a pressionar constantemente o pino (93) contra a região inferior do rasgo (92). Finalmente a haste (17) é montada de maneira articulável em torno do eixo (95). A haste (17) possui entalhes em sua parte superior para o encaixe do pino (93). Para recolher a rabeta basta puxar o pino (93) conforme indica a seta, destravando o entalhe e permitindo rotacionar a haste (17). Quando a haste (17) estiver em um ângulo de aproximadamente 90 graus, o pino (93) irá encaixar automaticamente em outro entalhe pela ação da mola (94), travando a rabeta na posição recolhida.