專利名稱：機(jī)械鞋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型機(jī)械鞋屬于機(jī)械傳動(dòng)與鞋相結(jié)合的裝置。
現(xiàn)有技術(shù)中，鞋是由板形鞋底與鞋幫組成，人穿它行走，就每只腳而言，剛著地時(shí)向前蹬地，繼而又變?yōu)橄蚝蟮诺?，即每步既做正功又?fù)功，浪費(fèi)不少能量，消耗許多體力，而走的路程短，速度也低?，F(xiàn)有旱冰鞋及其它機(jī)械與鞋結(jié)合的裝置，有的仍靠步步蹬地，沒有克服徒步的缺點(diǎn)；有的與人的行走習(xí)慣大相徑庭不是上下直踏動(dòng)；沒有制動(dòng)裝置，安全性差，控制不能自如，難以實(shí)現(xiàn)較高的速度。
本實(shí)用新型機(jī)械鞋的目的就是為克服上述缺陷而設(shè)計(jì)的一種鞋與機(jī)械結(jié)合的裝置，它將人抬腿落腳的能量盡可能地轉(zhuǎn)化為鞋輪沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力。使用時(shí)扣上鞋帶，只要按照與走路習(xí)慣很接近的動(dòng)作方式，踏動(dòng)踏板，便可加速驅(qū)動(dòng)；當(dāng)踏板傾斜，驅(qū)動(dòng)力解除并轉(zhuǎn)移到制動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行制動(dòng)，達(dá)到了快速安全的目的。
本實(shí)用新型機(jī)械鞋的技術(shù)構(gòu)思是引入自行車飛輪結(jié)構(gòu)，用齒條驅(qū)動(dòng)飛輪內(nèi)輪或者以對(duì)液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)帶動(dòng)飛輪內(nèi)輪，飛輪外圈輪的齒輪與鞋后輪軸上的齒輪嚙合，鞋的兩后輪與后輪軸及軸上齒輪一體轉(zhuǎn)動(dòng)，裝在滾動(dòng)(或滑動(dòng))軸承上。當(dāng)腳踏下時(shí)，飛輪的內(nèi)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，后輪軸和后輪與齒輪同軸一體轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)腳停止踏下時(shí)，飛輪內(nèi)輪轉(zhuǎn)動(dòng)停止，而飛輪外圈齒輪因鞋的慣性作用繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，棘爪將沿外圈的棘齒面滑過，這樣主動(dòng)件對(duì)從動(dòng)件的作用不是連動(dòng)驅(qū)動(dòng)，而是加速驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了從動(dòng)件轉(zhuǎn)速超過主動(dòng)件轉(zhuǎn)速。飛輪內(nèi)輪半徑小，它轉(zhuǎn)動(dòng)一周，半徑大的飛輪外圈齒輪也轉(zhuǎn)一周，設(shè)計(jì)合理的半徑比，則鞋的后輪軸齒輪可被加速數(shù)圈，因人體自重的客觀存在，人對(duì)鞋踏動(dòng)力較大，因此每次腳踏動(dòng)的幅度不需太大；液壓馬達(dá)采用葉片式，體積小，效率高，其定子的基礎(chǔ)形狀設(shè)計(jì)為圓形，便于制造；鞋的前輪為萬向從動(dòng)輪，具有導(dǎo)向功能；用腳掌壓鞋板前部時(shí)，鞋板的傾斜解除后輪動(dòng)力，并將人體壓力傳遞到鞋閘進(jìn)行制動(dòng)；此外一雙鞋亦可聯(lián)結(jié)運(yùn)行。
本實(shí)用新型機(jī)械鞋的效果使用時(shí)，扣好扣帶，腳向下踏動(dòng)，便可運(yùn)行，兩只機(jī)械鞋可以各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，亦可聯(lián)接運(yùn)動(dòng)，每踏動(dòng)一次，加速一次，速度高低由腳踏快慢控制，機(jī)械效率高，能獲得倍于人行走的速度；有制動(dòng)裝置，運(yùn)行安全，符合人行走的習(xí)慣，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，便于存放，既能做為代步工具，也可作為健身娛樂器械。
本實(shí)用新型機(jī)械鞋的技術(shù)方案，將結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步描述。


圖1、圖3分別是本實(shí)用新型機(jī)械鞋實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖和后視局部圖。
圖2、圖4分別是本實(shí)用新型機(jī)械鞋實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖和后視局部圖。
圖5、圖6是本實(shí)用新型機(jī)械鞋的連接桿安裝圖及連接示意圖。
圖7是本實(shí)用新型機(jī)械鞋實(shí)施例二的液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是本實(shí)用新型機(jī)械鞋實(shí)施例二的二位四通換向閥結(jié)構(gòu)示意圖。
1－鞋架2－后輪3－膠帶4－后輪軸5－后輪軸上齒輪6－飛輪棘爪7－齒輪8－飛輪內(nèi)輪9－飛輪外輪棘齒10－飛輪外齒輪11－閘板12－控閘齒輪13－扣帶14－滑動(dòng)塊15－主齒條16－踏板17－踏板軸18－踏動(dòng)架19－彈簧20－約束鞘21－轉(zhuǎn)向叉22－前輪23－儲(chǔ)油缸24－閘油口25－回油口26－閘油口27－壓油缸28－單向閥29－液壓制動(dòng)閘30－活塞桿31－出油口32－二位四通換向閥33－馬達(dá)外殼定子34－馬達(dá)進(jìn)油口35－液壓分隔墻36－馬達(dá)出油口37－葉片室38－工作室39－馬達(dá)轉(zhuǎn)子40－葉片41－連接桿42－連接軸鞘本實(shí)用新型機(jī)械鞋實(shí)施例一。參見
圖1、圖3、圖5和圖6，前輪(22)和后輪(2)的外圈設(shè)有膠帶(3)，前輪(22)用滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承裝在轉(zhuǎn)向叉(21)上，轉(zhuǎn)向(21)裝在鞋架(1)上。后輪(2)、后輪軸(4)及后輪軸上齒輪(5)連接一體轉(zhuǎn)動(dòng)，通過滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承裝在鞋架(1)上，飛輪外齒輪(10)與后輪軸上齒輪(5)嚙合，飛輪內(nèi)輪(8)與齒輪(7)一體同軸通過滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承裝在鞋架(1)上，飛輪棘爪(6)裝在飛輪內(nèi)輪上，齒輪(7)與主齒條(15)嚙合，主齒條(15)上端與滑動(dòng)塊(14)連接一體，滑動(dòng)塊(14)裝在踏動(dòng)架(18)頂部的滑槽內(nèi)，踏動(dòng)架(18)插入約束鞘(20)中，約束鞘(20)固定在鞋架(1)上，踏動(dòng)架(18)后部與鞋架(1)之間連接一彈簧，踏板(16)通過踏板軸(17)裝在踏動(dòng)架(18)上，踏板(16)前端與鞋架(1)接有彈簧(19)?？亻l齒輪(12)裝在踏動(dòng)架(18)的尾部，并與滑動(dòng)塊(14)上的齒嚙合，又與踏板(16)尾部的弧形齒條嚙合；閘板(11)裝在鞋架(1)上。連接桿(41)裝在鞋架(1)的尾部，連接軸鞘(42)由一只連接桿攜帶，扣帶(13)連接在踏板(16)上。使用時(shí)，扣上扣帶(13)，腳踏踏板(16)，踏動(dòng)架(18)連同主齒條(15)一起向下運(yùn)動(dòng)，主齒條(15)撥動(dòng)齒輪(7)，飛輪內(nèi)輪(8)也一起轉(zhuǎn)動(dòng)，通過飛輪棘爪(6)，帶動(dòng)飛輪外齒輪(10)，飛輪外齒輪(10)撥動(dòng)后輪軸上齒輪(5)，后輪軸上齒輪(5)，后輪軸(4)及后輪(2)一起被加速。停止踏動(dòng)，飛輪棘爪(6)從飛輪外輪棘齒(9)上滑過，機(jī)械鞋能夠繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。抬腳時(shí)，在機(jī)械鞋重力和彈簧作用下，踏動(dòng)架(18)連同踏板(16)一起向上運(yùn)動(dòng)，而機(jī)械鞋并不離開地面。腳跟抬起，腳前掌壓踏板(16)，踏板(16)傾斜，踏板(16)后部的齒條撥動(dòng)控閘齒輪(12)，控閘齒輪(12)撥動(dòng)滑動(dòng)塊(14)向后移動(dòng)，主齒輪(15)離開齒輪(7)，繼而卡住閘板(11)，這時(shí)人的重力通過主齒條(15)施加在閘板(11)，產(chǎn)生較強(qiáng)的制動(dòng)作用；腳跟落下，踏板(16)恢復(fù)原來的位置時(shí)，主齒條(15)松開閘板(11)又與齒輪(7)嚙合，閘板(11)在小彈簧作用下也恢復(fù)到原來的位置。將圖5所示的連接桿(41)按圖6所示連接，即將連接桿(41)上提后轉(zhuǎn)動(dòng)180度，兩只鞋的連接桿通過連接軸鞘(42)連接，按下連接桿(41)，兩只機(jī)械鞋便可同步運(yùn)行；連接桿(41)按下后只可繞連接軸鞘(42)轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能繞各自所在的鞋轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣，兩只機(jī)械鞋此時(shí)可互相傳送動(dòng)力，也不影響各自的轉(zhuǎn)向。該實(shí)施例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，實(shí)施時(shí)齒輪傳動(dòng)部分可加防塵殼保護(hù)。
本實(shí)用新型實(shí)施例二。參見圖2、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、
圖10。該實(shí)施例是將實(shí)施例一的主齒條(15)換成帶活塞的壓油缸(27)，去掉齒輪(7)而將油壓馬達(dá)轉(zhuǎn)子(39)帶動(dòng)飛輪內(nèi)輪(8)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，馬達(dá)外殼定子(33)固定在鞋架(1)上；制動(dòng)系統(tǒng)由控閘齒輪(12)通過滑動(dòng)塊(14)控制二位四通換向閥(32)，實(shí)現(xiàn)液壓制動(dòng)。具體結(jié)構(gòu)是，前輪(22)和后輪(2)的外圈設(shè)有膠帶，前輪(22)通過滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承裝在轉(zhuǎn)向叉(21)上，轉(zhuǎn)向叉(21)裝在鞋架上(1)；后輪(2)、后輪軸(4)及后輪軸上齒輪(5)連接一體轉(zhuǎn)動(dòng)，通過滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承裝在鞋架(1)上；飛輪外齒輪(10)與后輪軸上齒輪(5)嚙合，飛輪內(nèi)輪(8)與油壓馬達(dá)轉(zhuǎn)子(39)同軸一體轉(zhuǎn)動(dòng)，裝在滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承上，油壓馬達(dá)子外殼定子(33)固定在鞋架(1)上；壓油缸(27)與儲(chǔ)油缸(23)連通并設(shè)有單向閥(28)；活塞桿(30)上端固定在踏動(dòng)架(18)頂部，踏動(dòng)架(18)插入約束鞘(20)中，約束鞘(20)固定在鞋架(1)上，踏動(dòng)架(18)后端與鞋架(1)接一彈簧，(見
圖1)，滑動(dòng)塊(14)裝在踏動(dòng)架(18)頂部的滑槽中，控閘齒輪(12)裝在踏動(dòng)架(18)頂部后端并與滑動(dòng)塊(14)上的齒嚙合，又與踏板尾部的弧形齒條嚙合；踏板(16)通過踏板軸(17)裝在踏動(dòng)架(18)上，踏板(16)前端與鞋架(1)連接彈簧(19)。二位四通換向閥(32)如
圖10所示，內(nèi)部是一個(gè)可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的滑片，并有開孔(A)和(B)－虛線圓孔所示；外殼一側(cè)有三個(gè)接口(a)、(b)、(c)，另一側(cè)有分別對(duì)稱的三個(gè)接口(a’)、(b’)和(c’)。各油路的接法是壓油缸(27)的出油口(31)與二位四通換向閥(32)的接口(c)和接口(a)連通；接口(b)與低壓的儲(chǔ)油缸(23)進(jìn)油口(25)連通；接口(c’)與兩個(gè)馬達(dá)進(jìn)油口(34)接通，又與閘油口(26)連通；接口(a’)和接口(b’)都與閘油口(24)連通；兩個(gè)馬達(dá)出油口(36)都與儲(chǔ)油缸的回油口(25)連通。如圖位置時(shí)，接口(c)和(c’)相通，將高壓油導(dǎo)入液壓馬達(dá)和閘油口(26)；接口(b)和(b’)相通，這樣把閘油口(24)與儲(chǔ)油缸(23)連通；即此時(shí)馬達(dá)工作，而閘不具備制動(dòng)功能。當(dāng)二位四通換向閥(32)內(nèi)部滑動(dòng)片被撥轉(zhuǎn)到左方位置時(shí)，接口(c)和(c’)、接口(b)和(b’)不再導(dǎo)通，只有接口(a)和(a’)導(dǎo)通，此時(shí)液壓馬達(dá)得不到高壓油，高壓油經(jīng)接口(a)和(a’)進(jìn)入閘油口(24)，而閘油口(26)此時(shí)經(jīng)馬達(dá)進(jìn)油口(34)到儲(chǔ)油缸(23)，閘進(jìn)行制動(dòng)。使用時(shí)，扣上扣帶(13)，腳踏踏板(16)，踏動(dòng)架(18)連同活塞向下運(yùn)動(dòng)，壓油缸(27)內(nèi)具有較大壓強(qiáng)的液體通過二位四通換向閥(32)導(dǎo)入液壓馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)子(39)后，液體回到儲(chǔ)油缸(23)中，同時(shí)液壓制動(dòng)閘油口(26)導(dǎo)入高壓油，閘油口(24)接通低壓油路，閘不具備制動(dòng)功能；馬達(dá)轉(zhuǎn)子(39)與飛輪內(nèi)輪(8)同體轉(zhuǎn)動(dòng)，通過飛輪棘爪(6)帶動(dòng)飛輪外齒輪(10)轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪外齒輪(10)撥動(dòng)后輪軸上齒輪(5)，后輪軸上齒輪(5)、后輪軸(4)及后輪(2)一體轉(zhuǎn)動(dòng)加速。停止踏動(dòng)，飛輪棘爪(6)從飛輪外輪棘齒(9)上滑過，馬達(dá)停止運(yùn)動(dòng)，但機(jī)械鞋在慣性作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。抬腳時(shí)，在機(jī)械鞋重力和彈簧(19)作用下，踏動(dòng)架(18)連同活塞向上運(yùn)動(dòng)，機(jī)械鞋并不離開地面，儲(chǔ)油缸(23)內(nèi)的液體通過單向閥(28)吸入壓油缸(27)中。制動(dòng)時(shí)，腳跟抬起，腳前部壓踏板(16)，踏板(16)傾斜，踏板(16)后端的齒條撥動(dòng)控閘齒輪(12)，控閘齒輪(12)撥動(dòng)滑動(dòng)塊(14)，固定在滑動(dòng)塊(14)上的條形框撥動(dòng)二位四通換向閥(32)的軸拐，關(guān)閉馬達(dá)油壓回路，停止對(duì)馬達(dá)輸入動(dòng)力，而將閘油口(24)導(dǎo)入高壓油，閘油口(26)連通低壓油路，實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)功能。腳跟壓下，閘油口(26)導(dǎo)入高壓油，閘油口(24)接通低壓油路，制動(dòng)解除，同時(shí)高壓油導(dǎo)入馬達(dá)中驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，又使機(jī)械鞋加速。將圖5所示的連接桿(41)，按圖6所示連接，兩只機(jī)械鞋便可同步運(yùn)行；因連接桿(41)連接后只可繞連接軸鞘(42)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以兩只機(jī)械鞋此時(shí)既可相互傳送動(dòng)力，又不影響各自轉(zhuǎn)向。該實(shí)施例使用的葉片式微型液壓馬達(dá)，外殼定子(33)的基礎(chǔ)形狀為圓形，便于制造，體積??；液壓分隔墻(35)通過螺釘固定在外殼定子(33)中，可以更換。圖8是葉片(40)裝入馬達(dá)轉(zhuǎn)子的放大圖形，葉片(40)前后面各刻有槽，后面的刻槽將葉片室(37)和工作室(38)連通，前面的刻槽在里端封閉，葉片(40)截面如圖9所示。該馬達(dá)的特點(diǎn)是由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，不需徑向液壓補(bǔ)償，消除了馬達(dá)軸的偏磨損，馬達(dá)運(yùn)行時(shí)，葉片(40)處在定子圓形區(qū)，葉片前面是低壓油，后面是高壓油，高壓油通過葉片后面的刻槽導(dǎo)入葉片室(37)內(nèi)部，使葉片(40)外端與定子接觸密切；葉片(40)一旦超過馬達(dá)出油口(36)，外端沿著液壓分隔墻(35)運(yùn)行時(shí)，葉片后面成為低壓油，所以葉片室(37)內(nèi)部也為低壓油，便于葉片(40)縮進(jìn)葉片室(37)，此時(shí)葉片(40)前面的液體一方面從液壓分隔墻(35)的刻槽中導(dǎo)向馬達(dá)出油口(36)，另一方面葉片前刻槽內(nèi)的液體將葉片(40)壓向葉片室(37)內(nèi)部，增大葉片(40)與液壓分隔墻(35)間的出油縫隙，減少二者互相磨損，即在葉片(36)運(yùn)動(dòng)到液壓分隔墻(35)區(qū)域，并不受較大的阻力。葉片(40)一旦越過液壓分隔墻(35)，葉片里外端立即都處于高壓區(qū)，有相同的壓強(qiáng)，葉片(40)所受液體壓力的合力為零，葉片(40)在離心力和小彈簧作用下，沿半徑向外運(yùn)動(dòng)，立即與定子密切接觸。該馬達(dá)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造和維修，使用壽命長，增加馬達(dá)厚度便增大功率，體積小，機(jī)械效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。
權(quán)利要求1.一種機(jī)械鞋，前輪(22)和后輪(2)的外圈設(shè)有膠帶(3)，前輪(22)的軸裝在轉(zhuǎn)向叉(21)上，轉(zhuǎn)向叉(21)裝在鞋架(1)上，后輪(2)、后輪軸(4)和后輪軸上齒輪(5)連接同體轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過軸承裝在鞋架(1)上，其特征是-飛輪外齒輪(10)與后輪軸上齒輪(5)嚙合，飛輪內(nèi)輪(8)與齒輪(7)一體同軸裝在鞋架(1)的軸承上，齒輪(7)與主齒條(15)嚙合，主齒條(15)上端與滑動(dòng)塊(14)固定連接一體，滑動(dòng)塊(14)裝入踏動(dòng)架(18)頂部的滑槽內(nèi)，踏動(dòng)架(18)插入約束鞘(20)中，約束鞘(20)固定在鞋架(1)上，構(gòu)成上下直踏動(dòng)機(jī)構(gòu)并將動(dòng)力通過飛輪傳到后輪加速，或者飛輪外齒輪(10)與后輪軸上齒輪(5)嚙合，飛輪內(nèi)輪(8)與液壓馬達(dá)的馬達(dá)轉(zhuǎn)子(39)同軸固定連接裝在鞋架(1)的軸承上，馬達(dá)外殼定子(33)固定在鞋架(1)上，馬達(dá)進(jìn)口(34)與二位四通換向閥(32)連通馬達(dá)出油口(36)與儲(chǔ)油缸(23)上的回油口(25)連通，儲(chǔ)油缸(23)和壓油缸(27)連通并設(shè)有單向閥(28)，活塞桿(30)上端固定在踏動(dòng)架(18)頂部，踏動(dòng)架(18)插入約束鞘(20)中，約束鞘(20)固定在鞋架(1)上，-踏板(16)通過踏板軸(17)裝在踏動(dòng)架(18)頂部，踏板(16)上設(shè)有扣帶(13)，踏板(16)前端與鞋架(1)接有彈簧(19)，踏板(16)后端有一齒條與控閘齒輪(12)嚙合，控閘齒輪(12)裝在踏動(dòng)架(18)尾部上方，控閘齒輪(12)又與滑動(dòng)塊(14)上的齒嚙合，閘板(11)裝在鞋架(1)上，它們和主齒條(15)構(gòu)成制動(dòng)機(jī)構(gòu)，或者踏板(16)通過踏板軸(17)裝在踏動(dòng)架(18)頂部，踏板(16)上設(shè)有扣帶(13)，踏板(16)前端與鞋架(1)接有彈簧(19)，踏板(16)后端有一齒條與控閘齒輪(12)嚙合，控閘齒輪(12)裝在踏動(dòng)架(18)尾部上方，控閘齒輪(12)又與滑動(dòng)塊(14)上的齒嚙合，固定在滑動(dòng)塊(14)上的條形框套在二位四通換向閥(32)的軸拐上，液壓閘的油口(26)和閘油口(24)都連通在二位四通換向閥(32)上，-連接桿(41)裝在鞋架(1)的尾部，連接軸鞘(42)由一個(gè)連接桿攜帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械鞋，其特征是，液壓馬達(dá)的馬達(dá)外殼定子(33)的基礎(chǔ)形狀為圓形，液壓分隔墻(35)用螺釘固定在馬達(dá)外殼定子(33)中，葉片(40)前面和后面各刻有槽，后面的刻槽將葉片室(37)和工作室(38)連通，前面的刻槽在里端封閉。
專利摘要本實(shí)用新型機(jī)械鞋屬于機(jī)械與鞋結(jié)合裝置，它是由踏動(dòng)架、齒條、飛輪或踏動(dòng)架、微型液壓馬達(dá)、飛輪構(gòu)成傳動(dòng)加速部分；踏板、控閘齒輪及閘構(gòu)成解除動(dòng)力并制動(dòng)的部分；腳向下踏便可運(yùn)行，腳跟抬起、前壓踏板傾斜便可制動(dòng)，兩只機(jī)械鞋可獨(dú)立運(yùn)行也可聯(lián)結(jié)運(yùn)行。機(jī)械效率高，便于控制，安全可靠，能獲得較高的速度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，便于存放，既可做代步旅游工具，也可做為體育健身、娛樂器械。
文檔編號(hào)A63C17/12GK2131565SQ9122599
公開日1993年5月5日 申請(qǐng)日期1991年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月21日
發(fā)明者王偉, 秦峰, 孔祥民 申請(qǐng)人:王偉