当下科技飞速发展，公共交通虽然为人们出行提供了不少便利，但是随着生活节奏的不断加快，单人交通工具的优势便凸显而出：快捷，灵活，个性化，省时，高效。所以便出现了平衡车，载人飞行器等单人陆地-空中交通工具。但是我们发现水上单人交通工具的缺口以及未来水面交通的必然性，我们组便以此为突破口对水面单人载人装置的可行性以及实用性进行评估。

小组成员经过调查和研究，目前市面上并无这种水面单人载具的出现，但出现过水上自行车，水上摩托车等，这种水上装置大多采用人体运动或者燃烧燃料来获取动能，促使驾驶者在水面上行驶。通过组员评定，现有几种水面载具的设计对操作者来说，操作较为复杂，不便进行拆装，不够灵活，对环境产生污染等诸多问题。

我们组于是对单人水面载具进行研究设计。

我们设计的这款水面平衡车外形三角形，这种外形设计具有较为平直的底部线型,在低速航行时,摩擦阻力比一般排水航具大。但在高速航行时,摩擦阻力明显下降,载具便进入滑行状态，大大地减低了流体对它的阻力，可以更加灵活的在水面上行驶，机身呈一体可拆设计，整体结构灵巧，便于携带。

框架材料我们选用碳纤维、凯夫拉复合材料，这种材料强度高、弹性模量大，但重量轻，还耐疲劳、蠕变小,在此还添加些进口抗紫外线、高密度、耐腐蚀的聚乙烯材料制成，确保了载具可以在水面安全平稳的行驶。

为了增加脚部与载具摩擦力，在板面上采用树脂基摩擦材料，这类摩擦材料摩擦片主要是有增强纤维、摩擦粉以及树脂合练而成，具有高硬度、耐磨损等特点。

载具动力来源我们采取氢能源电池，氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。 采用这种能源最大原因是它无污染、低噪声、高效率等优势。氢燃料电池的发电效率可以达到50%以上，这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换。

推进器设计成双内置式导管螺旋桨，安装在船艇尾部水线以下的推进轴上，由主机带动推进轴一起转动，将水从桨叶的吸入面吸入，从排出面排出，利用水的反作用力推动船艇前进。由桨毂和桨叶组成。桨叶6片。桨叶临近桨毂部分称叶根，外端称叶梢，正车运转时在前的一边称导边，在后的一边称随边，螺旋桨盘面向船尾一面称排出面，向船首一面称吸入面。导管可提高螺旋桨的推进效率，但倒车性能较差。固定式导管螺旋桨使船艇回转直径增大，可转式导管螺旋桨能改善船艇回转性能。

对于水面和近水面装置，最重要的是其平衡是否可以保证，经过查找论文资料，决定采用陀螺稳定的原理来保持车身姿态的变化。二自由度陀螺稳定，其转子轴铅直放置，框架轴平行于装置的横轴。当装置侧摇时，陀螺力矩迫使框架携带转子一起相对于装置旋进。这种摇摆式旋进引起另一个陀螺力矩，对装置产生稳定作用。斯佩里主动式稳定器是在上述装置的基础上增加一个小型操纵陀螺仪，其转子沿船横轴放置。一旦装置侧倾，小陀螺沿其铅直轴旋进，从而使主陀螺仪框架轴上的控制马达及时开动，在该轴上施加与原陀螺力矩方向相同的主动力矩，借以加强框架的旋进和由此旋进产生的对装置的稳定作用。

当载体受到外界冲击时，仍然使得载体在原有方向上保持相对稳定的仪器。陀螺稳定器也称陀螺稳定平台，习惯上称单轴的为稳定器，多轴的为平台。通常，所谓的稳定是使运载体或装置保持在一个或多个基准方向上。

为了提高陀螺稳定器的性能设计了自动控制回路，这些控制回路分为稳定控制回路和修正回路，均采取负反馈调节机制。为了提高陀螺稳定的精度，增大陀螺角动量通常不可取，因为增大角动量需要增大整个装置的尺寸和重量。实际采用的方法是减小进动轴上的干扰力。因此，现多采用小型单自由度液浮积分陀螺、微分陀螺和挠性陀螺构成稳定器。这些陀螺的角动量很小，所产生的陀螺力矩对稳定回路来说基本没有影响，因此这种陀螺稳定器也不是严格的“动力陀螺”，陀螺在这里只起传感器或控制器的作用，它们感应角速度信号，然后由其他装置按照设计的规则姿态控制载体姿态。

本文所述的单人水面载具不仅仅采用了新的技术完成在水面上行驶的功能，还可以满足娱乐、救援等诸多社会与个人需求，预计可以满足未来市场需求。而且全车采用清洁能源，对于环境而言无污染且有高续航的能力。

对于水面单人交通载具的缺口，我们组提出了一种创新、先进、实用、环保的设计思路与模型，并对其相应的原理进行分析讨论，以及未来市场进行了简单的预测，最后形成了以上设计说明，还望各位专家批评指正。