CN105686205A - 一种摩擦力可控的足部防滑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摩擦力可控的足部防滑装置，属于防滑技术领域，包括采用磁流变橡胶制成的防滑层和其磁力线穿过所述防滑层可使其发生磁流变效应的可变磁场，所述可变磁场包括励磁线圈和与所述励磁线圈连通的可控电源。本发明通过足部防滑装置，可在可变磁场的作用下，改变足部接触部位的摩擦系数，从而改善附着力水平，使各种足部运动体如鞋底、脚垫、机器人手足掌等具有很好的防滑作用，有助于降低运动员运动负荷和发生事故的风险，以及提高运动员的竞技成绩；同时，也可促进机器人的工作稳定性和工作精度，在一定程度上可促进竞技体育、机器人等相关产业的快速发展。

Description

一种摩擦力可控的足部防滑装置

技术领域

本发明属于防滑技术领域，涉及一种摩擦力可控的足部防滑装置。

背景技术

橡胶材料被广泛应用到国民的生产生活中，给大家带来了极大便利。其中不乏用于增大摩擦的情形。利用橡胶制成的鞋底、脚垫、机器人手足掌具有很好的防滑作用，但是这种防滑作用单一，一旦被制成，其摩擦性能固定，不能针对不同情况改变其摩擦性能，制约了某些特殊产业如竞技体育、机器人等行业的发展。

磁流变材料虽已广泛应用于生产生活中。由于其可以通过可变磁场改变材料的刚度和阻尼，被较多地应用到减振隔振领域，并没有被用于解决上述摩擦性能改善的问题中。因此，如果将磁流变材料用于鞋底、鞋垫或机器人手足掌上，并可在运动过程中不断调整其摩擦系数，则上述问题可得到圆满解决，并且将有广阔的应用前景。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种摩擦力可控的足部防滑装置，将磁流变橡胶材料应用在足部防滑场合以适应其摩擦部位的摩擦性能需要不断调节的情形，避免现有足部防滑场合摩擦系数固定无法调节的问题。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：

一种摩擦力可控的足部防滑装置，包括采用磁流变橡胶制成的防滑层和其磁力线穿过所述防滑层可使其发生磁流变效应的可变磁场，所述可变磁场包括励磁线圈和与所述励磁线圈连通的可控电源。

进一步，所述可变磁场的磁力线垂直穿过所述防滑层。

进一步，所述防滑层设置为两层，可变磁场设置在两层防滑层之间。

进一步，所述可变磁场还包括线圈固定座，所述励磁线圈环形缠绕在所述线圈固定座上。

进一步，所述线圈固定座采用导磁材料制成。

进一步，所述线圈固定座在其厚度面上连通设置有向内延伸的开口槽，所述励磁线圈固定在所述开口槽内.

进一步，所述开口槽在线圈固定座上的布置轮廓与所述防滑层的外形轮廓相适应。

进一步，所述导磁材料为钢板。

本发明的有益效果是：

本发明通过足部防滑装置，可在可变磁场的作用下，改变足部接触部位的摩擦系数，从而改善附着力水平，使各种足部运动体如鞋底、脚垫、机器人手足掌等具有很好的防滑作用，有助于降低运动员运动负荷和发生事故的风险，以及提高运动员的竞技成绩；同时，也可促进机器人的工作稳定性和工作精度，在一定程度上可促进竞技体育、机器人等相关产业的快速发展。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明应用于鞋底的第一实施例的结构示意图；

图2为本发明应用于鞋底的第二实施例的结构示意图；

图3为本发明应用于鞋底的第三实施例的结构示意图；

图4为本发明应用于鞋垫的第一实施例的结构示意图；

图5为本发明应用于鞋垫的第二实施例的结构示意图；

图6为本发明应用于鞋垫的第三实施例的结构示意图；

图7为本发明应用于机器人手足掌的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

磁流变效应改变摩擦力原理：

当给励磁线圈通入电流之后，线圈在磁流变橡胶所在的空间区域内形成磁场，磁力线穿过防滑层，由于防滑层采用磁流变橡胶材料制成，在磁场的作用下，磁流变橡胶材料发生流变效应，使得磁流变橡胶材料的弹性模量发生变化。当接触面与摩擦面再次接触时，接触面的表面微结构发生变化，使得接触表面的摩擦系数随之发生改变，从而改变装置表面的摩擦性能，当电流为可调时，接触物体之间的摩擦力也为可调，从而可根据实际需要调节摩擦力水平，改善附着力水平，使各种足部运动体如鞋底、鞋垫、机器人手足掌等具有很好的防滑作用，有助于降低运动员运动负荷和发生事故的风险，以及提高运动员的竞技成绩；同时，由于具有防滑作用，应用在机器人的手足掌上时，机器人的工作稳定性及精度会更高，在一定程度上可促进竞技体育、机器人等相关产业的快速发展。由于本防滑装置结构简单、成本低、效果好，具有良好的市场前景。

应用1：一种摩擦力可控的鞋底

实施例一：

如图所示，本实施例一种摩擦力可控的鞋底1，其特征在于：在鞋底1的底部表面上设置有摩擦力可控的足部防滑装置2，其包括采用磁流变橡胶制成的防滑层3和设置于防滑层3与鞋底1之间可对防滑层3产生磁力作用的可变磁场，本实施例的磁流变橡胶厚度为1-3mm，可达到较佳的使用效果，本实施例的可变磁场包括线圈固定座4、缠绕在线圈固定座4上的励磁线圈5和与励磁线圈5连通的可控电源6，防滑层3与鞋底1的外形相匹配，可对鞋底1的整个表面进行作用，最大范围的提高鞋的防滑效果。

进一步，线圈固定座4在其厚度面上连通设置有由外边缘向内延伸的开口槽7，励磁线圈固定在开口槽7内。具体的，线圈固定座采用钢板，可使整个结构具有足够的支撑能力；开口槽设为U型槽，并沿线圈固定座外形轮廓连续布置，可保证有足够大的磁通量。

优选的，可变磁场的磁力线垂直穿过防滑层3，对防滑层3的磁流变橡胶作用更强，使其磁流变效应大，达到更好的控制效果。

优选的，可控电源4为充电电池，并通过可以利用鞋底在与地面的接触中产生的摩擦热能、机械能进行充电，使整个装置能量可以实现自给。

实施例二：

如图2所示，与第一实施例不同的是，本实施例在鞋底的顶部表面上设有摩擦力可控的足部防滑装置2，使其与鞋垫之间形成可变摩擦力接触，进而增强两者之间的结合力，达到更强的固定作用，防止运动员脚掌与鞋垫之间的滑动，使运动员脚掌固定更好，利于剧烈运动，提高运动成绩。

实施例三：

如图3所示，与第一实施例不同的是，在鞋底的底部表面和顶部表面上均设有摩擦力可控的足部防滑装置2，使在鞋底的底部表面和顶部表面均可进行摩擦力调节，从而达到更佳的防滑效果。

应用2：一种摩擦力可控的鞋垫

实施例一：

如图4所示，本实施例一种摩擦力可控的鞋垫，与上述摩擦力可控的鞋底一样，其特征在于：在鞋垫8上的底部表面设置有摩擦力可控的足部防滑装置，其包括采用磁流变橡胶制成的防滑层和设置于防滑层与鞋底之间可对防滑层产生磁力作用的可变磁场，本实施例的磁流变橡胶材料厚度为0.5-2mm，可达到较佳的使用效果，本实施例的可变磁场包括线圈固定座、缠绕在线圈固定座上的励磁线圈和与励磁线圈连通的可控电源，防滑层与鞋垫的外形相匹配，可对鞋垫的整个表面进行作用，最大范围的提高其防滑效果。

优选的，可控电源4为充电电池，并通过可以利用鞋垫在与鞋底的接触中产生的摩擦热能、机械能进行充电，使整个装置能量可以实现自给。

进一步，线圈固定座在其厚度面上连通设置有由外边缘向内延伸的开口槽，励磁线圈固定在开口槽内。具体的，开口槽为U型槽，并沿线圈固定座外形轮廓连续布置，可保证有足够大的磁通量。

优选的，可变磁场的磁力线垂直穿过防滑层3，对防滑层3的磁流变橡胶作用更强，使其磁流变效应大，达到更好的控制效果。

实施例二：

如图5所示，与第一实施例不同的是，本实施例在鞋垫的顶部表面上设有摩擦力可控的足部防滑装置2，使其与袜或脚掌之间形成可变摩擦力接触，进而增强与袜或脚掌之间的结合力，达到更强的固定作用。

实施例三：

如图6所示，与第一实施例不同的是，在鞋垫的底部表面和顶部表面上均设有摩擦力可控的足部防滑装置2，使在鞋垫的底部表面和顶部表面的摩擦系数均可调节，从而使其与袜或脚掌之间，以及与鞋底之间达到更佳的防滑效果。

具体使用时，也可将摩擦力可控的鞋垫和鞋底配合使用，达到更佳的使用效果。

应用3：机器人手足掌

如图7所示，本实施例的机器人手足掌，与上述摩擦力可控的鞋底一样，其特征在于：在机器人手足掌9上的底部表面设置有摩擦力可控的足部防滑装置，其包括采用磁流变橡胶制成的防滑层和设置于防滑层与鞋底之间可对防滑层产生磁力作用的可变磁场，本实施例的磁流变橡胶材料厚度为1-10mm，可达到较佳的使用效果，本实施例的可变磁场包括线圈固定座、缠绕在线圈固定座上的励磁线圈和与励磁线圈连通的可控电源，防滑层与鞋垫的外形相匹配，可对鞋垫的整个表面进行作用，最大范围的提高其防滑效果。

进一步，线圈固定座在其厚度面上连通设置有由外边缘向内延伸的开口槽，励磁线圈固定在开口槽内。具体的，开口槽为U型槽，并沿线圈固定座外形轮廓连续布置，可保证有足够大的磁通量。

优选的，可控电源4为充电电池，并通过可以利用手足掌在与地面的接触中产生的摩擦热能、机械能进行充电，使整个装置能量可以实现自给。

优选的，可变磁场的磁力线垂直穿过防滑层3，对防滑层3的磁流变橡胶作用更强，使其磁流变效应大，达到更好的控制效果。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种摩擦力可控的足部防滑装置，其特征在于：包括采用磁流变橡胶制成的防滑层和其磁力线穿过所述防滑层可使其发生磁流变效应的可变磁场，所述可变磁场包括励磁线圈和与所述励磁线圈连通的可控电源。

2.根据权利要求1所述的摩擦力可控的足部防滑装置，其特征在于：所述可变磁场的磁力线垂直穿过所述防滑层。

3.根据权利要求1所述的摩擦力可控的足部防滑装置，其特征在于：所述防滑层设置为两层，可变磁场设置在两层防滑层之间。

4.根据权利要求1所述的摩擦力可控的足部防滑装置，其特征在于：所述可变磁场还包括线圈固定座，所述励磁线圈环形缠绕在所述线圈固定座上。

5.根据权利要求4所述的摩擦力可控的足部防滑装置，其特征在于：所述线圈固定座采用导磁材料制成。

6.根据权利要求4所述的摩擦力可控的足部防滑装置，其特征在于：所述线圈固定座在其厚度面上连通设置有向内延伸的开口槽，所述励磁线圈固定在所述开口槽内。

7.根据权利要求6所述的摩擦力可控的足部防滑装置，其特征在于：所述开口槽在线圈固定座上的布置轮廓与所述防滑层的外形轮廓相适应。

8.根据权利要求5所述的一种摩擦力可控的足部防滑装置，其特征在于：所述导磁材料为钢板。