專利名稱：爬山滑水多功能組合式運輸和代步器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)方案屬于非機動運輸和代步器械，為城鄉(xiāng)特別是山區(qū)人民迫切需要而作。
鄉(xiāng)村窄平土路偶有階梯不能通行獨輪小車，此種山地占許多國家總面積3/4，不僅行路難，田間運輸和短途商品運輸皆靠肩挑背馱，揮汗重喘勞苦異常；運費比汽車貴幾十倍，嚴(yán)重阻滯商品經(jīng)濟發(fā)展，是山區(qū)貧窮落后之根源。美國宇航局和斯坦福研究所合作發(fā)明的“不耗能源的步行器”(見《科學(xué)畫報》92年第十期)主要目的是為宇航員在外星球代步需要而研究的，同時也解決了人類夢寐以求，能在各種地形省力地快速步行的久懸難題，意義極為重大。
本技術(shù)方案的目的；克服美式步行器的缺點，并使之能通過不同組合形成不同的運輸和代步器械，更使之成為家庭必備鄉(xiāng)村勞動者必不可少的工具。
其目的是這樣實現(xiàn)的用不同的材料制成鞍架，并有仿髖關(guān)節(jié)連接兩根腿管，其下是仿膝關(guān)節(jié)并各接連一根腳管，與人腿結(jié)合同步跨動；腳管下部有踏鐙底端裝鐵腳；或換裝為獨輪鞋；或換裝為滑水器；需載客貨時再加掛載重挑架。
本技術(shù)方案的積極效果(與美式步行器相比而言)自重輕，僅為其五分之一；結(jié)構(gòu)簡單維修省事，造價低廉易于開拓市場體積小能折疊，家庭易于存放；能隨身攜帶，更能中途轉(zhuǎn)乘車船；乘者肩、腰不與步行器捆扎固定，使身軀能活動易于調(diào)控重心防摔跌；遇山道皆能步行式前進(jìn)，遇平路又能快速滑行；并有鞍座人體重量始終不壓在交替跨步的腿腳上，時久不感疲憊；它有載重設(shè)備，能使勞苦大眾從扁擔(dān)重壓下解放出來；換上浮筒即能在多種水域滑水代步。


圖1，代步器全貌前視圖圖2，獨輪鞋側(cè)視圖圖3，仿膝關(guān)節(jié)側(cè)視圖圖4，踏板俯視示意圖 圖5，鐵腳側(cè)視示意圖 圖6，鐵腳仰視示意圖圖7，載重挑架側(cè)視全圖圖8，挑架懸掛平面圖 圖9，滑水器斷面圖
圖10，滑水器平面圖
圖11，滑水器側(cè)視圖
圖12，手杖蹼漿側(cè)視圖通過不同的組合可以構(gòu)成不同功能的器械，如步行器、獨輪鞋、代步器、滑水器和載重挑架；現(xiàn)結(jié)合附圖，詳細(xì)描述其結(jié)構(gòu)和系列實施問題。
A、步行器鞍座①是用Φ1cm(以下未注明者皆指厘米)的鋼管或其他硬質(zhì)管件彎曲成形，固裝于鞍座橫梁③兩端，用粗橡筋編織成網(wǎng)狀坐墊②測視如圖7頂?shù)奶摼€，外套美觀能松緊的針織外罩；坐入后下墜如弧形實線并將小腹下部、骨盆和臀部兜住，比自行車座墊更能分散體重擴大受壓面，久坐骨盆不疼痛又便于跨步。
鞍座下有起大腿作用Φ2～3的腿管⑤頂端壓扁和鞍梁中間皆鉆孔，用同一螺栓固定成仿髖關(guān)節(jié)④如圖3腿管下端外套一節(jié)異形“短管” 下為起小腿作用的腳管⑩頂端又內(nèi)套一節(jié)短管 厚度均大于腿管三倍并兩者套連用螺栓 固定成仿膝關(guān)節(jié)⑧因只能向后屈曲便能和人的髖、膝關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)伴隨人腳活動。腿和腳管均為套筒式上段略小插入下段，可任意拉長或縮短以適應(yīng)人腳長短，內(nèi)有彈簧銷釘 使突出小園孔以鎖定之，即構(gòu)成代骨骼承重的鞍架。(此鞍架和后述之載重挑架)同理，也可移用于牲畜馱架。(鞍座前頂附裝自行車鈴。)腳管下端裝鐵腳 長20寬10是用厚1mm鋼板制成腳板底粘耐磨橡膠的前后掌 厚度1，兩掌中縫及周邊再鉚裝長2寬1厚0.1的小鋼片作防滑鱗片 鐵腳踏地鱗片與地面相切，且伸向四方以保行于最滑路面而不滑跌。鐵腳中后部有短突柱 用銷釘 與腳管鎖連。另有腳背彈簧使提后腳前跨時彈簧拉前腳板上蹺避免地面不平的阻絆。人腿與鐵腳靠三對免扣帶⑥系扎牢固。
套筒腳管連鐵腳高約90，加腿管人坐鞍臀部離地1.2米，腳踩踏鐙離地40等于增加腿長步幅增大到1.2米。人快步時速約7km涉行器可達(dá)14km。國外已廣泛研究利用人的體能潛力；故如圖5腳管內(nèi)套管 下底裝有伸縮距20，蓄能100kg的強力彈簧 當(dāng)人體重心移到前腳時，后腳的強彈力能推人疾進(jìn)使步行極為省力。久用嫻熟后再逐漸拉長腳管，使臀部離地1.6米步幅達(dá)1.6米，快步時速20～25km，經(jīng)專門訓(xùn)練還可用特長腳管，使臀高達(dá)兩米以上進(jìn)一步增大步幅和速度，且便于直接涉水渡河。若用特大型長40寬20鐵腳，利于通行深彐、沼澤……B、獨輪鞋指壓彈簧銷釘拔出
圖1左側(cè)帶鐵腳的腳管，再換插如右側(cè)帶獨輪的腳管，即構(gòu)成獨輪鞋。古典名著《封神榜》有“哪吒腳踏風(fēng)火輪，來去如飛”的神話，故又可趣稱為“風(fēng)火輪”。如圖2、4，兩腳管外側(cè)皆焊裝厚1mm寬7～9直徑同膝或踝呈大半園的弧形鋼板⑦內(nèi)粘毛氈 類松軟物，兩端連裝免扣帶兩腿皆有膝上 膝下和踝上 三付免扣帶，以代煩瑣的繩帶系扎，從而使代骨骼承重的鞍座和腿腳管與人體束扎牢固。踏板四角下焊管柱 縱橫向有斜撐以加固。兩測柱端裝葉片彈簧 中部設(shè)軸座 裝獨滑輪輪胎 內(nèi)胎改用強彈性半發(fā)泡泡沫塑料用耐磨橡膠外胎密封，減少打氣麻煩且比實心胎更輕。
踏板有固定鞋幫帶 鞋幫免扣帶 后有能伸縮以適應(yīng)人腳大小的弧狀攔埂 以防腳跟后滑。馬蹄形剎車閘下連剎車橡皮上連小鐵鏈⑨中部有能上旋的短挑梁 以防小鏈下落鏈頂有皮帶套掛乘者頸后。閘側(cè)焊裝厚0.5寬1下垂超過軸套的齒條下端夾于輪轂和軸套之間并與軸上小齒輪嚙合，既起制止獨輪反轉(zhuǎn)的棘輪作用又使人體上下顛簸的重力，經(jīng)齒條壓動齒輪轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動前進(jìn)的助力，道路不平顛簸不斷此助力相當(dāng)可觀，以進(jìn)一步挖掘體能潛力。腳管下端壓扁穿過踏板左側(cè)橢園小孔，貼靠有斜撐的支座 并鉚定；經(jīng)免扣帶與人腳扎緊便如“踩高蹺”般不會傾倒。葉片彈簧的卷曲端焊裝橫挑鋼片 上裝能移動的微型發(fā)電機 供鞍座前大燈后小燈夜行照明，晝間將電機移向中部不必發(fā)電?；颥F(xiàn)有輪鞋需曲膝彎腰以控重心久而疲累，而乘獨輪鞋可直立前傾以控重心；略挺胸頸后皮帶和小鏈即拽剎車橡皮上移以減速或制動；或手提小鏈下上階梯時輪鞋不會滑跌。自行車靠左右擺向調(diào)控重心故占道較寬平均8m2，獨輪鞋不會傾倒毋須擺向占道很小，同上面積可容四個人蹬輪鞋使通行密度增大四倍，若皆以此為代步工具，能根本緩解大中城市慢車道擁擠及連鎖影響快車道堵塞問題。
自行車易倒倒于鬧市即出傷亡事故和堵塞交通，乘輪鞋無此之虞；又可極低速滑行于人行道、大廳、走廊及港站等人群稠密處絕不會傾倒撞人；上坡疲累可借棘輪制退而站立稍息、或站等紅燈換綠燈而不必如騎自行車需頻繁上下車。有棘輪不會前撲只須集中注意防仰跌，比滑冰和自行車更易學(xué)會，甚至嫗叟皆可以之代步。獨輪輪徑視道路條件及使用需要而定，如城市路面平坦兒童宜用Φ20型，成人宜用25型，鄉(xiāng)村路況較差宜用30型，山區(qū)路況更差又懸掛挑架兼載客貨宜用40型。它不僅能暢行大小車道且能行于鄉(xiāng)村窄平土路。城市輕便型僅重51g為自行車1/4。
C、代步器隨鄉(xiāng)村和山區(qū)公路及小車道日益增多，常有一段長平路又遇一段短階梯，兩腳踏輪鞋雖可連續(xù)爬階梯但很累，而兩腳踩步行器遇平路又不能快速滑行，若兩者皆攜帶又太累贅，且頻繁換用穿脫系解也夠煩人，故需一種兼具兩者功能又極簡單的代步工具。仍如
圖1可改為一腳輪鞋一腳步行器，平路用鐵腳蹬地靠輪鞋滑行，遇山道因能制動，又借套筒手杖 撐地，穿輪鞋跨步便不會在階梯滑跌；滑平路踏輪之腳不用力，而爬階梯時因輪重而需多用力(輪鞋用鋁合金結(jié)構(gòu)還可更輕)，使兩腳操勞平衡勞逸結(jié)合。它無踏兩輪之快速，亦無踩兩鐵腳之輕便，但卻兼有平路和山道皆能代步之優(yōu)點、故稱“代步器”以區(qū)別于前兩種。
單腳滑旱冰因輪鞋較高另一腳踮不到地，要等減速后屈膝下踏另一腳蹬地，兩腳一高一矮一顛一拐地滑行自然緩慢；而鐵腳與輪鞋一樣高，可在快速滑行中連續(xù)用鐵腳蹬地，既平穩(wěn)又輕快；輪鞋價高換為一只鐵腳將大降售價，重量更輕僅及自行車1/5，上下高樓轉(zhuǎn)乘車船更方便，既能隨身攜帶出門辦事、逗留、或上班可折疊掛墻上或放屋角而不必出錢“寄存”，予計市場前景頗佳。
使用上述三者雖中途不必如自行車需頻繁上下車但有一次性麻煩；如圖7先用手杖附焊的兩小環(huán) 套插入鞍梁下伸的插釘 再分開兩腳管使鞍座后仰即成穩(wěn)定的三腳支架，人坐鞍上絕不會傾倒，可從容系扎好各付免扣帶，扶正鞍座拔脫手杖即可啟行。因乘者人體升高，獨輪鞋雖不會傾倒，鐵腳又有防滑鱗片但為防萬一，仍應(yīng)有六種安全設(shè)備同時配套出售?；嬲呓該蝺筛L杖，同理應(yīng)造一種伸縮距為1～1.8米的特制套筒手杖 可根據(jù)使用需要任意拉長縮短，仍以彈簧銷釘鎖定用作撐地防滑；另有強彈力泡沫塑料內(nèi)襯的護肩、護肘、護膝、手套和頭盔，以?！安雀哕E”般速滑或疾行于山路及泥濘地，即使失足或滑跌亦不會摔傷。
D、載重挑架為使勞苦大眾從繁累苦痛的扁擔(dān)重壓下解放出來，特配套設(shè)計一種最簡單輕便的懸掛式附加挑架，城市與獨輪鞋山區(qū)與步行器組合使用，將所載客貨重量同樣經(jīng)鞍架、腿腳管傳壓于地面而不壓在人身上。如圖7、8，用Φ2鋼管彎曲成長90寬60的方形框架 后測中部焊吊環(huán) 并懸掛在鞍梁兩端掛釘 內(nèi)側(cè)；框梁左右皆有吊柱管 。圖7是步行器附加載重挑架全貌，中部又平焊扶手管 載貨則起攔護作用。斜撐 下焊弧形幫襯鋼板 上有鐵環(huán) 鞍座后方對稱懸掛另一貨框；另用橫撐鋼管 兩端鐵鉤 分別插入前后鐵環(huán)，以撐開前后貨框，抵銷兩框各自向重心旋墜的重力。
框梁外端與吊柱下部 點之間，懸掛柵簾式竹篳躺墊 既可坐客亦能載貨；腳管中下部是乘者踏鐙，而橫撐鋼管上則是載客的踏腳板 鞍梁與腿管間是強力髖拉簧 腿與腳管間有葉片彈簧 山區(qū)宜用載貨百公斤或前后各載一客的輕型挑架；游街串鄉(xiāng)小販最宜用此挑架作“貨郎擔(dān)”又可造載重50kg小型挑架供旅行者攜帶隨身行李，或弱勞力載運貨物用。平原可用載重兩百公斤以上重型挑架。
最后詳述載重挑架爬階梯的動作原理及可行性假設(shè)有壯漢肩挑百公斤重?fù)?dān)爬階梯，屈膝跨上臺階的前腿必須用160kg體力蹬地，才能使后腳(含貨物及自身體重)都登上此級臺階；若改用載重挑架只須先用20kg力抬前腳跨上臺階，此時髓拉簧和膝彈簧均向 點移動，并積蓄上述20kg力于兩簧中。后腳底彈簧因承重已蓄力100kg三簧共蓄予應(yīng)力120kg，只需兩手杖也用20kg力撐地，前腳再用30kg力蹬地，這五種合力大于160kg，故乘者自重及貨重均被此巨大上升力輕快地推上臺階；如此動作反復(fù)能輕易地逐級爬完階梯。如果實踐證明三簧予應(yīng)力作用良好，則山區(qū)亦可望采用載重兩百公斤的重型挑架。
E、滑水代步器它又可簡稱“滑水器”仍指壓彈簧銷釘，拔出帶鐵腳或獨輪的套筒式下半節(jié)腳管，換插入帶氣囊浮筒 等構(gòu)件的腳管即構(gòu)成滑水器，可在江河湖海深水或淺僅20的湍流小溪，甚或?qū)拑H一米密如蛛網(wǎng)的小水渠中快速滑行。它不僅是游樂、運動器械又是代步工具，只要加粗腿腳管等構(gòu)件即可加掛重型載重挑架可載重0.2～1噸貨物成為最輕便、快捷的水上運輸工具。如圖9～11是最小型浮筒，用化纖布增強的橡膠或塑料膜制成，尾部有活塞 并連接氣嘴 ，打氣后膨脹產(chǎn)生浮力。(氣囊長1.5～5米，直經(jīng)20～50視載重大小而定)頂面固裝兩根Φ2～4的硬材(指工程塑料或鋁合金等，但不宜用鋼材以免銹蝕，下同)縱梁管 以增強氣囊剛度避免因承重而中部塌陷、彎曲。滑水器的各零部件采用鉤、掛、扣、卡緊固以便快速裝拆，故有兩根長11，Φ1的橫梁管 兩端有彎曲的掛釘 分別卡在縱梁突釘 外測。再在橫梁管上鋪四塊厚0.2寬2長30的硬材板條 兩端亦為鉤狀，皆鉤住橫梁外測但又被卡于橫梁突釘 內(nèi)側(cè)，這樣即可防止各構(gòu)件的縱向和橫向滑移。四塊板條用尼龍繩 編扎如簾狀便于卷捆在旁側(cè)一根板條上焊裝半園形鋁板作支座 和步行器腳管一樣，系于人腿。浮筒底有硬材絞鏈 連接能前后活動的劃水板 使用方法人坐上鞍架扎好腿腳管后兩腳帶著浮筒，利用河灘或海灘走下水即會浮于水面，如兩腳滑旱冰一樣，先以一腳不動，用腳管為“主承重”其浮筒下沉到水線 ；另一腳為“次承重”浮筒僅下沉到水線 并前跨后蹬地來回擺動。當(dāng)后蹬時水阻力如左箭頭，沖開劃水板后又被系繩 拽定于垂直狀；由于人腳蹬力和水的反作用力而推動滑水器快速滑行。上述腳管與人腳系扎后也起穩(wěn)定桿作用，使腳下的浮筒不會翻滾、保證人體不會摔跌、落沉水中。
主承重腳掌帶動浮筒旋轉(zhuǎn)角度，次承重腳配合斜蹬劃水即能改變行進(jìn)方向。駕馭載重挑架者如兩手各拖一根橫竿般地各握一根如
圖12的套筒手杖 端有尖鐵 如篙，后有足球大的充氣浮球 (浮力能保證手杖前端不墜沉即可)球后有絞鏈 焊裝兩塊蹼槳 握杖之手后推，水阻力使蹼槳張開即起劃水作用，回手往前擺動蹼槳閉合，若連續(xù)向一測斜劃能輕易地改變水上載重挑架的運行方向。浮筒劃水板寬10長10或20每筒設(shè)4～8個，特淺水滑行時，劃水板端部抵觸河底 則如“撐篙”般推進(jìn)。一腳疲累可換另一腳劃水或上述手杖劃水。滑水器不用時可將浮筒放氣拆卸的構(gòu)件理順平放囊上，再卷捆成一筒掛墻上。它比《發(fā)明與革新》90年10期介紹的《水上步行鞋》有更多的優(yōu)點。
權(quán)利要求1一種利用杠桿并與人腿結(jié)合同步跨動原理的爬山滑水多功能組合式運輸和代步器械，它由仿髖關(guān)節(jié)④腿管⑤仿膝關(guān)節(jié)⑧腳管⑩節(jié)能彈簧 和踏腳組成，本技術(shù)方案的特征在于代步器械有鞍架，連裝的腿、腳管上有多對系帶⑥若插接帶鐵腳 的腳管，即構(gòu)成“步行器”或換插帶大滑輪 的腳管卻構(gòu)成”獨輪鞋”或換插帶氣囊浮筒 的腳管，則又構(gòu)成滑水器。
2根據(jù)權(quán)利要求1所定義的爬山滑水多功能組合式運輸和代步器械，其特征為鞍梁③上有鞍座①下裝的腳管皆為套筒式，各有上下兩節(jié)插套而成。
3根據(jù)權(quán)利要求1和2所定義的爬山滑水多功能組合式運輸和代步器械，其特征還有鞍架下部的鐵腳有仿踝關(guān)節(jié) 其上連裝蓄能彈簧 腳底粘貼較軟帶滯性的橡皮前后掌 周邊有防滑鱗片
4根據(jù)權(quán)利要求1和2所定義的爬山滑水多功能組合式運輸和代步器械，其特征還有鞍架下的踏板之底面有四個短柱 左右側(cè)兩柱之間各有葉片彈簧 并固裝有獨滑輪，騎于路板和輪上的馬蹄型制動閘。
5根據(jù)權(quán)利要求1和2所描述的爬山滑水多功能組合式運輸和代步器械，其特征又有鞍架下的氣囊浮筒上平行固裝兩根硬材縱梁管 ，其上又卡扣兩根橫梁管 ，再鋪扣能卷折的活動路板 ，筒底裝有劃水板
專利摘要《爬山滑水多功能組合式運輸和代步器械》其技術(shù)特征是鞍座下有鞍梁有仿髖關(guān)節(jié)，下連一對腿管，末端為膝關(guān)節(jié)并各連一根腳管；皆有免扣帶與乘者腿腳系孔而實現(xiàn)同步跨動；腳管底端可分別組合多種行進(jìn)裝置；如加裝“獨滑輪”能滑行于大小平路；換裝“鐵腳”能越野、爬山和涉水；換裝“浮筒”能滑行水面；另有懸掛式附加載重挑架，山區(qū)載兩客或百公斤貨，平原可載兩百公斤以上。
文檔編號A63B71/00GK2220884SQ9321941
公開日1996年2月28日 申請日期1993年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月22日
發(fā)明者李浩昌 申請人:李浩昌