[发明专利]快速行走鞋

说明书

本发明涉及一种采用分段式压板和分级式弹簧的快速行走鞋。

现有的技术中，我国专利ZL97237565.1(设计人：秦勤)具有类似的结构和作用，但其压板为一整段，且支点与输出轴分离。行走时弹簧释能后，接着脚部开始下翻，由于其压板为一整段，所以脚部下翻的角度等于压板下翻的角度，这样就要压缩较长的弹簧才能使脚部下翻一个较大的角度，脚部下翻比较费力，也不太符合脚部运动的习惯，而且脚部下翻直接压缩弹簧较长的长度会导致另一只快速鞋过早地释放一部分能量，造成弹簧储能的浪费，不利于进一步提高速度和能量的高效利用。

本发明的任务是提供一种更合理的压板结构和弹簧布置方式来解决上述不足。本发明的另一项任务是提供更为紧凑的变速机构。

实现本发明的装置由分段式压板、分级式储能弹簧、单向变速机构、输出轮、转向机构、刹车机构、锁定机构、支架等组成，两脚各穿一只。利用压板和储能弹簧，配合脚部的上下翻转和重心前后移动，交替存储和释放重力做的功，通过变速机构转换为单向旋转力矩并传递到输出机构，用后脚驱动的方式交替驱动人体行走。实现本发明的装置用一个铰链轴[1]将压板分为压板前段[2]和压板后段[3]，并采用分别与铰链轴和压板后段相连的两根储能弹簧[7][8]先后分级存储和释放能量，使脚部下翻的角度大于压板前段下翻的角度，这样只要压缩较少的弹簧就能使脚部下翻一个较大的角度，脚部下翻比较省力，符合脚部运动的习惯，并且可以推迟另一只快速鞋释放能量的时机，缩短了驱动力矩输出的持续时间，减少了弹簧储能的浪费，有利于提高速度和更高效地利用能量。实现本发明的装置将压板的支点[5]与变速机构的第一齿轮(齿条)[4]的内含轴承[13]的中心一起合并在输出轴[14]的轴线上，使得快速行走鞋的结构更为紧凑。下面结合附图和具体实施方案对本发明进行详细的说明：

图1是实现本发明的实例装置的脚部下压过程中的侧剖图(以变速机构的第一齿为准)图2是实现本发明的实例装置的脚部下压过程中的水平剖面图(以输出轴中心为准)

压板在靠近中间的位置被一个铰链轴[1]分为前后两段。压板前段[2]与变速机构的第一齿轮(齿条)[4]固连，压板的支点[5]与第一齿轮(齿条)的内含轴承[13]的中心合并在输出轴[14]的轴线上；压板后段[3]比前段略宽略高并通过铰链轴与前段连接，后段还附加了用于固定普通鞋的后挡板[23]和绑带[24]，后挡板可以前后调整，绑带可以调节松紧，用于适应不同鞋码的变化。铰链轴的作用类似与脚踝：下压时压板后段可先与前段向下翻转一个角度(0至30度)，直到压板后段压住压板前段的前伸部分，然后后段带动前段下压，直到压板后段接触到压板下压限位轴承[15]，当重心移至脚掌时，压板后段的前伸部分压住压板前段，压板前后段呈一夹角(0至30度)，接着脚部后蹬、后跟上提，使压板后段带动前段上翻，压板上翻结束后，脚部重新下压后段，而前段在与铰链轴相连的弹簧[7]的作用下继续上翻，直到其延伸段接触到压板后段，此后压板压板后段带动前段下压。

分别与铰链轴和压板后段相连的两根储能弹簧[7][8]先后分级存储和释放能量，它们的下端连接支架[26]。储能弹簧具有使压板复位的功能，从而维持压板上下往复翻转；储能弹簧存储和释放能量，从而将快速鞋对重力做功的利用分布在整个行走过程，方便了能量的合理利用和控制，这种分级存储和释放能量的弹簧布置方式能够更好地配合压板的分段，使得快速鞋能够在速度较低、脚部后蹬后跟上提的时候集中释放能量，并通过后蹬动作将驱动传递前脚，既符合行走习惯、能整体驱动人体前进，又在一定程度上帮助后脚提速超越前脚、使行走更轻松更省力，从而提高了人体在行走和站立时的舒适性和安全性，还有助于推迟弹簧释能的时机、使得弹簧的释放时间更短、力量更强大更集中。

单向变速机构包含了一个超越离合器[9]，超越离合器具有单向传递力矩的作用，它的中部为星轮[10]，固连在变速齿轴[12]上，外缘[11]为齿并与输出轴齿[27]啮合；变速齿轴的轴齿[28]与第一齿轮(齿条)啮合，第一齿轮(齿条)通过内含轴承与输出轴隔离。运动时情况如下：

A：压板上翻带动第一齿轮(齿条)“正向转动”、带动变速齿轴“反向转动”、同时超越离合器的星轮“反向转动”并超越了外缘的转动速度时，带动外缘“反向转动”、最后带动输出轴“正向转动”、从而对输出轴有“正向”驱动作用；