CN101793670B - 止滑性能检测受力模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种止滑性能检测受力模拟装置，用于检测鞋子的止滑性能，包括鞋子固定部件(25)、位于所述鞋子固定部件(25)下方的摩擦面板(23)和前后滑动副(22)，所述摩擦面板(23)安装于所述前后滑动副(22)的前后滑块(222)，并可选择地相对于所述前后滑动副(22)的前后滑道(221)滑动，还包括上下滑道(212)和上下滑块(211)，上下滑道(212)固定于所述鞋子固定部件(25)，上下滑块(211)固定于所述止滑性能检测受力模拟装置的机器支架。本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置能够更准确地模拟实际运动过程中，特别是快速运动中，鞋底与地面的接触情况，提高对鞋底止滑性能检测的准确性。

Description

止滑性能检测受力模拟装置

技术领域

本发明涉及鞋类性能检测领域，特别是涉及一种用于检测鞋子的止滑性能的止滑性能检测受力模拟装置。

背景技术

随着建筑业的发展，建筑地面越来越高档，但多数忽略了地面止滑的问题，使得滑跌摔伤的事故发生的数目越来越多，因此，鞋底的止滑性能越来越受到人们的关注。另外，在专业运动鞋领域，如何提高运动员在激烈比赛过程中，足部对地面的抓地能力，提高运动成绩，防止运动损伤的发生，是一个至关重要的问题。与此同时，鞋底的止滑性能也影响着鞋子穿着时的舒适性和安全性。为此，如何检测鞋类的止滑性能变得越来越重要。

为方便理解，首先对鞋底止滑性能方面所涉及的专业术语做一下介绍：

鞋类止滑性能：分为动态止滑性能、静态止滑性能；通常用鞋底与路面的动摩擦系数、静摩擦系数或动态临界角的大小来表示。

动态止滑性能：是指一个物体在水平面上以一定的速度滑动时所体现出来的止滑能力，用动摩擦系数表示。

静态止滑性能：是指一个物体在水平面上处于静止状态的物体被移动时所体现出来的止滑能力，用静摩擦系数表示。

滑动临界角：是指使放置于一个平滑斜面上的物体发生滑动时所需要的角度。

鞋类高速动态止滑性能：鞋类在地面上做高速旋转移动或滑动时，表现出的止滑性能，是动态止滑性能的一种。

鞋类止滑性能检测受力模拟装置：通过测试样品鞋类的摩擦系数或者滑动临界角从而量化鞋的止滑性能的一种设备。

请参考图1和图2，图1为现有技术中第一种典型的鞋类止滑性能检测受力模拟装置的结构示意图；图2为现有技术中第二种典型的鞋类止滑性能检测受力模拟装置的装置示意图。

如图1所示，现有技术中的第一种鞋类止滑性能检测受力模拟装置包括控制面板11、摩擦面板14以及放置于摩擦面板14上的试样夹具13和拉动试样夹具13的拉动杆12，对鞋底的止滑性能进行测试时，首先在鞋底上按照要求取下一块试样，并由试样夹具13夹持，并由动力部件带动的拉动杆12拉动，记录试样移动时的作用力，并根据试样所受的垂直于摩擦面板14的作用力计算被测试样的摩擦系数。

如图2所示，现有技术中的第二种鞋类止滑性能检测受力模拟装置包括摩擦板17和倾斜设置的夹具15，试验过程中，首先通过夹具15夹紧被测试样16，然后沿箭头A所示的方向施加固定作用力，改变夹具15的倾斜角度通过目测观察，记录被测试样16发生滑动时夹具15与地面之间的夹角，即为被测试样16的滑动临界角，或者沿箭头A方向施加不断变化的作用力，观察被测试样16是否滑动，记录滑动时的作用力。

可以看出，上述两种鞋类止滑性能检测受力模拟装置只能对鞋底试样进行测试，无法测试鞋底整体花纹的止滑效果。

请参考图3，图3为现有技术中第三种典型的鞋类止滑性能检测受力模拟装置的装置示意图。

如图3所示，第三种鞋类止滑性能检测受力模拟装置包括可沿箭头B所示方向滑动的摩擦面板19，试验过程中，将鞋子18安装于测试装置的支架(图中未示出)，调整好角度，并使鞋子18与摩擦面板19接触，然后沿箭头A施加以固定作用力，拉动摩擦面板19滑动，测试摩擦力值，进而确定鞋子18的止滑性能。

上述鞋类止滑性能检测受力模拟装置能够对鞋子的整体的止滑性能进行检测，但是由于摩擦面板19只能单向移动，不能模拟实际运动过程中，特别的，在急速运动中鞋底与地面的接触复杂情况，从而造成了检测结果的可参考性较差。

因此，如何更准确地模拟实际运动过程中，鞋底与地面的接触情况，提高对鞋底止滑性能检测的准确性是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种止滑性能检测受力模拟装置，该止滑性能检测受力模拟装置能够更准确地模拟实际运动过程中，鞋底与地面的接触情况，提高对鞋底止滑性能检测的准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种止滑性能检测受力模拟装置，用于检测鞋子的止滑性能，包括鞋子固定部件、位于所述鞋子固定部件下方的摩擦面板和前后滑动副，所述摩擦面板安装于所述前后滑动副的前后滑块，并可选择地相对于所述前后滑动副的前后滑道滑动，还包括上下滑道和上下滑块，所述上下滑道固定于所述鞋子固定部件，所述上下滑块固定于所述止滑性能检测受力模拟装置的机器支架。

优选地，还包括左右滑道和左右滑块，所述左右滑道安装于所述前后滑动副，所述左右滑块固定于所述机器支架。

优选地，还包括旋转动力部件，所述旋转动力部件的输出轴与所述鞋子固定部件的上端连接。

优选地，还包括齿轮组件，所述输出轴通过所述齿轮组件与所述鞋子固定部件连接。

优选地，所述齿轮组件包括与所述输出轴连接的第一齿轮，以及与所述鞋子固定部件连接的第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮相互啮合。

优选地，还包括角度调节部件，用于调节所述鞋子固定部件与所述摩擦面板之间的夹角。

优选地，所述角度调节部件包括上压板、开设有第一通孔的下压板、螺纹轴以及与所述螺纹轴相配合的螺母；所述螺纹轴的上端与所述上压板铰接，其下端穿过所述第一通孔安装所述螺母，所述下压板由所述螺母支撑。

优选地，还包括旋转支撑轴，所述旋转支撑轴安装于所述第一通孔中，其两端由所述第一通孔的侧壁可旋转地支撑，所述旋转支撑轴的中部沿垂直于其轴线的方向开设有第二通孔，所述螺纹轴的下端穿过所述第二通孔安装所述螺母，所述螺母通过支撑所述旋转支撑轴支撑所述下压板。

优选地，所述旋转支撑轴还开设有第三通孔，所述第三通孔的轴线与所述旋转支撑轴的轴线重合。

优选地，所述第一通孔的数目为至少两个，且均匀地开设于所述下压板。

优选地，所述螺纹轴的上端部固定有定位板，且所述上压板与所述下压板之间的螺纹轴上套装有弹簧。

优选地，所述鞋子固定部件具有与人足大体相同的结构。

本发明所提供的用于检测鞋子的止滑性能的止滑性能检测受力模拟装置，包括鞋子固定部件、位于鞋子固定部件下方的摩擦面板和前后滑动副，摩擦面板安装于前后滑动副的前后滑块，并可选择地相对于前后滑动副的前后滑道滑动，还包括上下滑道和上下滑块，上下滑块固定于鞋子固定部件，上下滑道固定于止滑性能检测受力模拟装置的机器支架。进行检测时，首先将被测鞋子固定于鞋子固定部件，然后启动止滑性能检测受力模拟装置，使摩擦面板在前后滑动副的动力部件的作用下以设定的速度前后运动，同时，鞋子固定部件在上下运动的动力部件的作用下，带动被测鞋子以预定的速度沿上下滑道运动，使鞋子以一定的速度冲向摩擦面板，并同时相对于摩擦面板向前运动，从而更准确地模拟了鞋子在正常使用情况下的运动状态，包括在平面上的摩擦作用以及在竖直方向的冲击作用，并且能够使鞋子以较高的速度相对于摩擦面板运动，从而可以更准确模拟跑步时鞋子所受到的各种作用力，大大提高了对鞋子止滑性能的检测的准确性。

在一种优选实施方式中，本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置还包括左右滑道和左右滑块，左右滑块安装于前后滑动副，左右滑道固定于机器支架。这样，不仅可以模拟鞋子前后方向和上下方向相结合的运动状态，而且模拟了人体在运动过程中横向移动时鞋子的运动状态，从而可以更准确地模拟鞋子在各个方向运动时所受的作用力，更准确地检测鞋子的止滑性能。

在另一种优选实施方式中，本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置还包括旋转动力部件，旋转动力部件的输出轴与鞋子固定部件的上端连接。这样，在检测过程中，鞋子不仅可以在水平面内的前后左右方向运动，在空间范围内上下运动，而且可以在水平面内转动，从而可以更方便地模拟鞋子在穿着状态下的旋转运动，特别是高速运动情况下的急转弯，更方便、准确地检测了鞋子在转向时的止滑性能。

在另一种优选实施方式中，本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置还包括用于调节所述鞋子固定部件与所述摩擦面板之间的夹角的角度调节部件。由于运动过程中，鞋子一般是经过由鞋跟着地到脚掌着地的状态，在此状态下人也很容易跌倒；另外，在急速转向、快速跑等运动过程中，足部前掌的抓地能力决定了运动员的运动表现。因此，在鞋底的部分结构着地的情况下，鞋子的防滑性能也显得尤为重要。通过角度调节鞋子固定部件的倾角，进而改变鞋子的倾角，可以检测鞋子在倾斜时的防滑性能，从而进一步提高了检测结果的可参考性。

附图说明

图1为现有技术中第一种典型的鞋类止滑性能检测受力模拟装置的结构示意图；

图2为现有技术中第二种典型的鞋类止滑性能检测受力模拟装置的装置示意图；

图3为现有技术中第三种典型的鞋类止滑性能检测受力模拟装置的装置示意图；

图4为本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置一种具体实施方式的立体结构示意图；

图5为图4所示的A部分的放大示意图；

图6为本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置的齿轮组件一种具体实施方式的立体结构示意图；

图7为本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置的螺纹轴、螺母以及旋转支撑轴的装配主视示意图；

图8为本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置的螺纹轴、螺母以及旋转支撑轴的装配侧视示意图；

图9为本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置的旋转支撑轴的第一种具体实施方式的侧视示意图；

图10为本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置的旋转支撑轴的第二种具体实施方式的侧视示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种止滑性能检测受力模拟装置，该止滑性能检测受力模拟装置能够更准确地模拟实际运动过程中，鞋底与地面的接触情况，提高对鞋底止滑性能检测的准确性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图4和图5，图4为本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置一种具体实施方式的立体结构示意图；图5为图4所示的A部分的放大示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的用于检测鞋子的止滑性能的止滑性能检测受力模拟装置，包括鞋子固定部件25、位于鞋子固定部件25下方的摩擦面板23和前后滑动副22，摩擦面板23安装于前后滑动副22的前后滑道221前后滑块222，并可选择地相对于前后滑动副22的前后滑块222滑动，还包括由上下滑道212和上下滑块211组成的上下滑动副21，上下滑块211与鞋子固定部件25固定连接，上下滑道212与止滑性能检测受力模拟装置的机器支架固定连接。

具体地，上述摩擦面板23可以根据需要进行更换，以满足在不同路面上对于被测鞋子的止滑性能的检测，主要可以有木地板式摩擦面板、水泥地面式摩擦面板、瓷砖式摩擦面板以及人造草皮式摩擦面板等。

检测时，首先将被测鞋子通过鞋子固定部件25固定于止滑性能检测受力模拟装置，然后启动止滑性能检测受力模拟装置的动力部件，一方面使摩擦面板23在前后运动动力部件以及前后运动副22的作用下，沿鞋子的前后方向运动，另一方面，使鞋子固定部件25连同被测鞋子在上下运动动力部件的作用下，沿上下运动副21所引导得方向运动，从而实现了鞋子以一定的速度冲向摩擦面板23的同时，相对于摩擦面板23在其前后方向上运动。

可以看出，上述止滑性能检测受力模拟装置不仅可以模拟鞋子在其前后方向的直线运动，而且可以模拟脚抬起以及落地时与地面的接触情况和上述两种运动结合情况下的运动，从而更准确地模拟了鞋子在正常使用情况下的运动状态，从而可以更准确模拟跑步时鞋子所受到的各种作用力，大大提高了对鞋子止滑性能的检测的准确性。

当然，为了方便被测鞋子的固定，同时防止鞋子在上下动力部件的作用下冲向摩擦面板23时变形，提高检测结果的准确性，可以使鞋子固定部件25具有类似人脚的形状。

同时，为了方便对鞋子固定部件25以及摩擦面板23的运动速度的控制，本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置还可以包括一个控制模块，用于输入各种测试条件值，并控制各动力部件的运动速度，以满足各种测试的需要。

如图2所示，本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置还可以包括由左右滑道272和左右滑块271所组成的左右滑动副27，左右滑块271安装于前后滑动副22，左右滑道272固定于机器支架。

当然，左右滑动副27和前后滑动副22的安装位置也可以更换，即使左右滑动副27与摩擦面板连接，然后再将前后滑动副22中的一者安装于左右滑动副27，其具体安装方式，不受本文的限制。

这样，在对鞋子的止滑性能进行检测时，不仅可以模拟鞋子前后方向和上下方向相结合的运动状态，而且模拟了人体在运动过程中横向移动时鞋子的运动状态以及上述三种运动相结合的运动状态，从而可以更准确地模拟鞋子在各个方向运动时所受的作用力，更准确地检测鞋子的止滑性能。

请结合图4参考图6，图6为本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置的齿轮组件一种具体实施方式的立体结构示意图。

在另一种具体实施方式中，本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置还可以包括旋转动力部件24，旋转动力部件24的输出轴241与鞋子固定部件25的上端连接。

这样，在检测过程中，鞋子不仅可以在水平面内的前后左右方向运动，在空间范围内上下运动，而且可以在水平面内转动，从而可以更方便地模拟鞋子在穿着状态下的旋转运动，特别是高速运动情况下的急转弯，从而更准确地检测了鞋子在转向时的止滑性能。

具体地，如图6所示，旋转动力部件24可以通过齿轮组件与鞋子固定部件25的上端连接，旋转动力部件24的输出轴241与齿轮组件连接。

这样，不仅可以方便旋转动力部件24与鞋子固定部件25的连接，而且还可以通过齿轮组件改变鞋子固定部件25的转速，从而提高了被测鞋子的转动速度，提高了被测鞋子在转向时的多个速度下的止滑性能，进一步提高了模拟效果和检测结果的准确性。

当然，齿轮组件可以具体包括与输出轴241连接的第一齿轮261，以及与鞋子固定部件25连接的第二齿轮262，第一齿轮261和第二齿轮262相互啮合。

转动动力的传递过程，具体可以为输出轴241将动力通过相互啮合的第一齿轮261和第二齿轮262传递至旋转轴2621，旋转轴2621将动力传递至鞋子固定部件25。当然，不是上述的传递过程也是可以的，比如可以直接使旋转轴2621与鞋子固定部件25连接。

如图4和图5所示，在另一种优选实施方式中，本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置还可以包括用于调节鞋子固定部件25与摩擦面板23之间的夹角的角度调节部件。具体地，角度调节部件的一端可以与齿轮组件连接，另一端与鞋子固定部件25连接。这样，旋转动力部件24的动力就可以经过角度调节部件传递至鞋子固定部件25。

由于运动过程中，鞋子一般是经过由鞋跟着地到脚掌着地的状态，在此状态下人也很容易跌倒；另外，在急速转向、快速跑等运动过程中，足部前掌的抓地能力决定了运动员的运动表现。因此，在鞋底的部分结构着地的情况下，鞋子的防滑性能也显得尤为重要。通过角度调节鞋子固定部件的倾角，进而改变鞋子的倾角，可以检测鞋子在倾斜时的防滑性能，从而进一步提高了检测结果的可参考性。

具体地，角度调节部件可以包括上压板281、开设有第一通孔的下压板282、螺纹轴283以及与螺纹轴283相配合的螺母29；螺纹轴283的上端与上压板281铰接，其下端穿过第一通孔安装螺母29，下压板282由螺母29支撑。

这样，当需要进行被测鞋子的倾斜角度时，只需要旋转不同位置的螺母29便可以很方便地实现，降低了试验过程的复杂度。

第一通孔可以开设于下压板282的中间部位，也可以开设于其边缘部位，甚至缺少第一通孔的某一侧边，从而形成凹槽。为了防止当螺母29的位置改变时，螺纹轴283与下压板282发生干涉，可以使第一通孔具有锥形结构，但此时，螺母29的尺寸应当满足能够支撑下压板。

当然，为了降低对螺母29的尺寸要求，同时，降低第一通孔对于螺母29的运动范围的限制，本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置还可以包括旋转支撑轴284，旋转支撑轴284安装于第一通孔中，其两端由第一通孔的侧壁可旋转地支撑，旋转支撑轴284的中部沿垂直于其轴线的方向开设有第二通孔2842(示于图9和图10中)，螺纹轴283的下端穿过第二通孔2842安装螺母29，螺母29通过支撑旋转支撑轴284支撑下压板。

请参考图7至图10，图7为本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置的螺纹轴、螺母以及旋转支撑轴的装配主视示意图；图8为本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置的螺纹轴、螺母以及旋转支撑轴的装配侧视示意图；图9为本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置的旋转支撑轴的第一种具体实施方式的侧视示意图；图10为本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置的旋转支撑轴的第二种具体实施方式的侧视示意图。

具体地，如图8和图9所示，旋转支撑轴284还可以开设有第三通孔2841，第三通孔2841的轴线与旋转支撑轴284的轴线重合。当然，本文所述的重合是指不考虑误差等原因所造成的不重合的条件下的重合，并非是绝对地重合。

如图5和图10所示，当第一通孔为凹槽2822时，旋转支撑轴284安装于凹槽2822中，其两端由开设于下压板282的对应位置的通孔支撑，就可以很方便地将旋转支撑轴284可旋转地支撑于凹槽2822的侧壁，并将螺纹轴283穿过旋转支撑轴284的第二通孔2842，满足功能要求。

当然，为了保证鞋子固定部件25的倾角的改变，同时保证改变以后的稳定性，第一通孔的数目可以为至少两个，且均匀地开设于下压板282。

由于人体在运动过程中，当脚与地面相接触时，会有一定的缓冲作用，因此，为了更准确地模拟被测鞋子的工作状态，还可以在上压板281与下压板282之间的螺纹轴283上套装弹簧31，同时，为了更好地限定弹簧31的位置，还可以在螺纹轴283的上端部固定定位板2831。当然，可以根据实际情况的要求，更换不同弹性系数的弹簧，以更精确的模拟人体关节的缓冲作用。

以上对本发明所提供的止滑性能检测受力模拟装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种止滑性能检测受力模拟装置，用于检测鞋子的止滑性能，包括鞋子固定部件(25)、位于所述鞋子固定部件(25)下方的摩擦面板(23)和前后滑动副(22)，所述摩擦面板(23)安装于所述前后滑动副(22)的前后滑块(222)，并可选择地相对于所述前后滑动副(22)的前后滑道(221)滑动，其特征在于，还包括上下滑道(212)和上下滑块(211)，所述上下滑块(211)固定于所述鞋子固定部件(25)，所述上下滑道(212)固定于所述止滑性能检测受力模拟装置的机器支架。

2.根据权利要求1所述的止滑性能检测受力模拟装置，其特征在于，还包括左右滑道(272)和左右滑块(271)，所述左右滑道(272)安装于所述前后滑动副(22)，所述左右滑块(271)固定于所述机器支架。

3.根据权利要求1或2所述的止滑性能检测受力模拟装置，其特征在于，还包括旋转动力部件(24)，所述旋转动力部件(24)的输出轴(241)与所述鞋子固定部件(25)的上端连接。

4.根据权利要求3所述的止滑性能检测受力模拟装置，其特征在于，还包括齿轮组件，所述输出轴(241)通过所述齿轮组件与所述鞋子固定部件(25)连接。

5.根据权利要求4所述的止滑性能检测受力模拟装置，其特征在于，所述齿轮组件包括与所述输出轴(241)连接的第一齿轮(261)，以及与所述鞋子固定部件(25)连接的第二齿轮(262)，所述第一齿轮(261)和所述第二齿轮(262)相互啮合。

6.根据权利要求3所述的止滑性能检测受力模拟装置，其特征在于，还包括角度调节部件，用于调节所述鞋子固定部件(25)与所述摩擦面板(23)之间的夹角。

7.根据权利要求6所述的止滑性能检测受力模拟装置，其特征在于，所述角度调节部件包括上压板(281)、开设有第一通孔的下压板(282)、螺纹轴(283)以及与所述螺纹轴(283)相配合的螺母(29)；所述螺纹轴(283)的上端与所述上压板(281)铰接，其下端穿过所述第一通孔安装所述螺母(29)，所述下压板(282)由所述螺母(29)支撑。

8.根据权利要求7所述的止滑性能检测受力模拟装置，其特征在于，还包括旋转支撑轴(284)，所述旋转支撑轴(284)安装于所述第一通孔中，其两端由所述第一通孔的侧壁可旋转地支撑，所述旋转支撑轴(284)的中部沿垂直于其轴线的方向开设有第二通孔，所述螺纹轴(283)的下端穿过所述第二通孔安装所述螺母(29)，所述螺母(29)通过支撑所述旋转支撑轴(284)支撑所述下压板。

9.根据权利要求8所述的止滑性能检测受力模拟装置，其特征在于，所述旋转支撑轴(284)还开设有第三通孔(2841)，所述第三通孔(2841)的轴线与所述旋转支撑轴(284)的轴线重合。

10.根据权利要求7所述的止滑性能检测受力模拟装置，其特征在于，所述第一通孔的数目为至少两个，且均匀地开设于所述下压板(282)。

11.根据权利要求7所述的止滑性能检测受力模拟装置，其特征在于，所述螺纹轴(283)的上端部固定有定位板(2831)，且所述上压板(281)与所述下压板(282)之间的螺纹轴(283)上套装有弹簧(31)。

12.根据权利要求1所述的止滑性能检测受力模拟装置，其特征在于，所述鞋子固定部件(25)具有与人足大体相同的结构。

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