CN1063619A - 代步轮鞋 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种代步轮鞋方案，以克服现有方 案中棘轮运行摩擦力大、噪音大，鞋轮不能上翻，传 动、刹车机构复杂，操作不便等问题。它主要包括鞋 体和滚动机构两部分，采用了旋转棘爪式棘轮，设置 了鞋轮上翻机构。本发明结构简单、运行中噪音低、 功能多、体积小巧、重量轻，鞋轮翻落自如，可广泛用 作代步工具，如城镇居民青年上学、上街，大型车间工 人来回操作，餐馆、酒吧服务和健身娱乐及滑旱冰练 习等。

Description

本发明涉及一种交通工具，一种供个人代步的轮鞋。

近年来，人们为进一步解决城镇个人交通问题，提供更为适用方便的代步工具，提出了一些设计方案，如1989年10月28日公开，申请号为87100484A的多用轮鞋;1989年12月20日公告，申请号为89210192.X的自行鞋。但它们存在如下重大缺点：棘轮在运行中棘爪和棘齿间存在较大的摩擦力。严重影响前行速度和减损棘轮寿命，而且噪音很大;在不需滑动按常规步行时，只能将滚轮锁住，踩着轮子步行，上下楼梯进出商店既别扭也不安全;行进需超越前位人时不能发出超越信号;传动、制动机构复杂，较为笨重且操作不便，其刹车也不够理想，可靠性和耐用性较差，因此推广和使用较困难。针对上述问题，申请人设计出一种新型代步工具并以轮鞋名称于九○年先后以申请号90211881.1和90105795.9申请了专利，但试制过程中发现结构方案和功能还需进一步完善。

本发明的目的在于针对上述设计方案中存在的问题，产生出结构更为合理，功能更为完善，可供城镇个人实用的代步轮鞋。

代步轮鞋的方案：每只鞋包括鞋体和滚动机构两部份，鞋体为套穿型或直穿型，主要由底板、鞋邦或缚带组成;滚动机构由带轴承的四个鞋轮、前后轮轴和棘轮等组成。其特征在于：

1）鞋体底板由前后底板连接而成，长度可在一定范围内调节，前底板的脚尖部份可向上弯曲;

2）鞋体上设有信号装置，它由滚轮（28）、凸轮（29）、滚轮支架（31）、弹簧铃锤（30）和鞋体上部的铃壳（32）组成，也可由滚轮经一钢丝线与设置在鞋体上任一位置的鞋铃连系而成;

3）棘轮为一种旋转棘爪式微型棘轮，它主要由棘齿（40）、棘爪（38）、棘爪销（39）、棘爪弹簧（37）和外壳（35）等组成，棘齿在内圈、棘爪在外圈，装在前轮轴（3）上，在前轮侧面设有棘爪槽（41），它被外壳封闭，以限制棘爪活动范围和与外界隔离，棘爪在槽内与槽壁成活动连接，棘爪槽底（42）开有孔，供棘爪头部自由下伸或上缩，实现与棘齿的接触或脱开，棘爪随前轮的转动而作圆周运动;棘爪弹簧（37）压在棘爪背部，能将棘爪压贴到棘齿上;结构上也可以将棘爪弹簧取消而增加棘爪数量，使内圈上半圆周上的棘齿在任一时刻均有棘爪在上方，棘爪靠自身重力下落与棘齿啮合，这种结构将使滑行时摩擦和噪音更小，但生产中对加工精度公差配合要求高。

4）前轮轴（3）装在前连杆（4）的一端，前连杆另一端通过前连杆轴（16）与连杆支撑架（5）连接，前连杆可绕轴转动，轴上设有滑片（15），滑片上有前轮下降锁销（1）、连杆支撑架安在前底板上，在两个支撑架之间设有支撑架横杆（33）;前连杆（4）也可设计成两截，中间用铰链和弹簧连接，其下段（44）装在前轮轴（3）上。

5）后轮（10）通过后轮轴（11）与后连杆（12）的一端连接，后连杆另一端装在后连杆轴（23）上，后连杆轴上设有回位弹簧（26）使后轮随时可复位到触地位置;后连杆轴、后轮升降轴（19）（带弹簧）、后轮升降销（20）（带弹簧）、刹车角调整片（24）等均装在鞋底后跟上。

6）前轮设有换能弹簧（9），可将人体重力势能转换成前行动能，且兼有减震作用，此弹簧有多种安装方式，例如a）装在鞋底下部部，通过拉杆（8）、滑片（15）与前轮连接;b）安装在鞋的两侧;c）绕装在前连杆轴上，等等。当脚施力，前连杆作顺时针转动时，弹簧产生形变，积蓄弹簧能，待脚停止施力时。弹性能施放使连杆逆时针转动，轮鞋产生向前的作用力。

图1为代步轮鞋结构示意图，也是实施例之一。

A为侧视图，B为俯视图。

图2为旋转棘爪式棘轮结构示意图。

图3为代步轮鞋前轮翻转的第二种方案示意图。其中A为前轮触地状态，A′为前轮翻转状态。

1-前轮下降锁销  2-前轮

3-前轮轴  4-前连杆

5-连杆支撑架  6-前轮上升锁销

7-鞋体  8-拉杆

9-换能弹簧  10-后轮

11-后轮轴  12-后连杆

13-后跟胶垫  14-后跟

15-滑片  16-前连杆轴

17-换能弹簧前横杆  18-换能弹簧后横杆

19-后轮升降轴（带弹簧）  20-后轮升降销（带弹簧）

21-后轮升降杆  22-后连杆轴右座

23-后连杆轴  24-刹车角调整片

25-后轮回位挡块  26-回位弹簧

27-后连杆轴左座  28-滚轮

29-凸轮  30-铃锤

31-滚轮支架  32-铃壳

33-支撑架横杆  34-带销孔凸块

35-棘轮外壳  36-前轮轴承

37-棘爪弹簧  38-棘爪

39-棘爪销  40-棘齿

41-棘爪槽  42-棘爪槽底

43-铰链  44-前连杆下段

45-前轮折转弹簧

下面结合附图对本发明的工作原理和结构作进一步说明。

一、滑行：脚掌施后蹬力于鞋底，鞋轮受地面反作用力产生一向后转动的趋势，由于前轮有棘轮机构，故不能后转，此时前连杆（4）绕轴（16）作顺时针转动，使角BAC增大，因前连杆上的带销孔凸块（34）被设在滑片上的前轮下降锁销（1）锁紧，故滑片（15）随前连杆一起转动，通过拉杆（8）带动弹簧（9）使之发生形变积蓄弹性能;当脚停止施力起步前行时，弹性能释放，将前连杆（4）逆时针回拉。产生一向前作用力，使轮鞋快速前行。

二、刹车：前脚掌抬起、后跟（14）下压，则后连杆（12）以轴（23）为中心，克服回位弹簧（26）的弹力作顺时针转动，使角DEF迅速变小，当后连杆EF线绕过垂线ED时，后轮就迅速升高，使后跟触地实现刹车。欲恢复滚行时，只需后跟离地，回位弹簧将使后轮迅速转至触地状态。

三、超越前行：可使任一脚尖点地，则滚轮（28）触地滚动引起凸轮（29）转动，带动铃锤（30）摆动打击铃壳（32）发出超越信号。

四、鞋轮翻转：当需步行（上楼或进商店）时可令鞋轮上翻。

1、后轮上翻：先使后轮成刹车状，再用手抬起后轮升降杆（21）使装有弹簧的后轮升降轴（19）转动，该轴末端有一拨块拨动轴上一凸块，使后连杆轴（23）继续转动一定角度，此时凸块侧面有一斜面使后轮升降销（20）退缩，当连杆轴转动到一定角度时，斜面结束，升降销（20）伸出卡着凸块，使轴不能回转，后轮即上升离地，后轮升降轴上的弹簧又使后轮升降杆回复原位。

2、前轮上翻：用手拨动前轮下降锁销（1），脚尖向下用力，则前连杆（4）逆时针转动，使前轮上翻，再用手捉住前轮侧面凸出处（即棘轮外壳）将前轮继续上转，当前连杆上的销孔转至前轮上升锁销（6）处时连杆即被锁住，前轮离地。

五、轮鞋下降触地。

1、后轮下降：按图1B中箭头方向拨动后轮升降杆（21），则后轮升降轴（19）被拉出一段，升降轴上的圆环带动后轮升降锁销（20），使之退缩，后连杆轴上带斜面的凸块结束卡着状态，在回位弹簧（26）作用下后轮即迅速下降触地。

2、前轮下降：用姆、食指分别按着左右前轮上升锁销（6）向内用力使销子从销孔脱出，则前连杆顺时针转动使前轮下降，当转至锁销（1）时，凸块（34）与锁销相撞，锁销插入孔内，将连杆锁着，实现前轮下降。

六、前轮翻转的第二种方法：此时前连杆设计成两截，中间用铰链和弹簧连接，使前连杆既可以折转一定角度又能自动恢复伸直。上翻时操作同前所述，只是在前轮翻转离地后，再将连杆弯折使鞋轮轮倒并到脚背上。下翻动作同前所述。

七、棘轮工作原理：本旋转棘爪式棘轮，所设置的棘齿（40）在内圈，棘爪（38）在外圈，静止时棘爪在弹簧（37）的压力下与棘齿啮合，使前轮不能反转;滑行时，前轮顺转，棘爪随前轮作圆周运动，棘爪在弹簧压力下沿棘齿面滑动，由于棘爪在作圆周运动时产生离心力，使棘爪以棘爪销（39）为圆心向外转动并抵消弹簧的压力，使棘齿和棘爪的摩擦力减小，当转速达到一定值时，离心力将克服弹簧压力和棘爪的自身重力，使棘爪与棘齿完全脱离，成为无摩擦无噪音的转动;当前轮反转（向后转动）时，必有一个减速过程，此时棘爪的离心力消失，棘爪重新被弹簧压贴到棘齿面上，实现单向转动。

本发明的优点：1、充分利用了人体步行时重心上下移动产生的势能，使之滑行轻松快速，通常可达10～20公里/小时。2刹车方便可靠。3、行进中噪音低占道小。4、设有超越前行信号装置。5、前后轮可随意上翻当鞋穿用。上下楼或进商店不必脱换6、体积小、重量轻、造价低，携带和存放都远比自行车方便，等等。因此代步轮鞋的推广使用将在城镇交通中为人们短距离外出、青年上学，大型车间工人来往操作，餐馆、酒吧服务等带来极大方便，也可作为健身娱乐用品和初学滑旱冰的练习鞋。

Claims (5)

1、一种代步轮鞋。每只鞋包括鞋体和滚动机构两部分，鞋体主要由底板、鞋邦或缚带等组成；滚动机构由带轴承的四个鞋轮、前后轮轴和棘轮等组成，其特征是：

1)棘轮为一种旋转棘爪式微型棘轮，主要由棘齿、棘爪、棘爪销、棘爪弹簧和外壳等组成，棘齿在内圈，棘爪在外圈，装在前轮轴上，在前轮侧面设有棘爪槽(41)，它被外壳(35)封闭，棘爪(38)在槽内与槽壁成活动连接，棘爪槽底部(42)开有孔、棘爪弹簧(37)压贴在棘爪背部，当棘爪数量增加时，此弹簧可省略不用；

2)前轮轴(3)装在前连杆(4)的一端，前连杆另一端通过前连杆轴(16)与连杆支撑架(5)连接，连杆支撑架安在鞋体前底板上，前连杆轴上设有滑片(15)，滑片上安有前轮下降锁销；

3)前连杆(4)也可设计成两截，中间用铰链和弹簧连接，其下段(44)装在前轮轴(3)上；

4)后轮(10)通过后轮轴(11)与后连杆(12)的一端连接，后连杆另一端装在后连杆轴(23)上，后连杆轴上设有回位弹簧(26)；

5)前轮设有换能弹簧(9)，它可有多种安装方式，如a)装在鞋底板下部，通过拉杆(8)与前轮连接，b)装在鞋底板的两侧，c)绕在前连杆轴上，等等。

2、根据权利要求1所述的代步轮鞋，其特征还在于鞋底板由前后底板连接而成，长度可在一定范围内调节，底板的脚尖部份可向上弯屈。

3、根据权利要求1或2所述的代步轮鞋，其特征还在于鞋体上设有信号装置，它由前端的滚轮（28）、滚轮支架（31）、弹簧铃锤（30）和鞋体上部的铃壳等组成。

4、根据权利要求1或2或3所述的代步轮鞋，其特征还在于鞋体上的信号装置也可由滚轮（28）经一钢丝线与设在鞋上任一位置的鞋铃连系而成。

5、根据权利要求1所述的代步轮鞋，其特征还在于两个连杆支撑架之间设有支撑架横杆（33）。

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