CN106418900B - 一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，涉及高跟鞋技术领域，包括顶销式机构、鞋底、形状记忆合金弹簧、电源、控制器、拉伸弹簧；所述顶销式机构与鞋底相连接，且置于鞋底的下方；所述顶销式机构包括内鞋跟、外鞋跟和刚性导杆；所述外鞋跟上开设有盲孔；所述内鞋跟置于外鞋跟开设的盲孔内；所述内鞋跟和外鞋跟可相对上下移动；所述刚性导杆一端设置在外鞋跟盲孔的内壁上，另一端设置在内鞋跟外壁上开设的孔内；所述内鞋跟和外鞋跟之间设置有拉伸弹簧和形状记忆合金弹簧；所述形状记忆合金弹簧通过导线与控制器连接；所述控制器与电源连接；所述控制器包括无线接收器和无线开关；所述无线接收器和无线开关串联。本发明利用通电加热形状记忆合金弹簧来驱动顶销式机构使鞋跟高度发生变化。

Description

一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟

技术领域

本发明涉及高跟鞋技术领域，尤其涉及一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟。

背景技术

目前，高跟鞋已成为女性生活中重要的一部分。很多女士喜欢穿高跟鞋，高跟鞋有拉长作用，可以使女士身型显得修长，凸显女士身材线条，提升整个人的气质。但现有的高跟鞋的鞋跟高度大多是固定的，不可调节的，不能满足高跟鞋使用者在不同场合对鞋跟高度的不同要求。例如在公共场所，女性为了显得相对挺拔显眼，需要较高的鞋跟，而在开车时，穿鞋跟较高的高跟鞋可能会导致交通事故。目前，有关鞋跟高度可调的高跟鞋的技术已有多项专利，但是尚有很大的局限性并存在诸多不足。

专利CN201444987U、CN104544735A和CN202635763U分别提出了高度可变式高跟鞋、一种可调节鞋跟高度的高跟鞋和可伸缩高跟鞋的方案，所涉及的鞋跟高度的调节，主要是通过更换不同高度的鞋跟、紧固件结构以及螺旋结构实现的，主要问题是鞋跟结构复杂，安全性和可靠性不高，鞋跟高度的改变过程和方式复杂，鞋跟高度的调节需要人力的直接参与，费时费劲，自动化程度低。本发明顶销式机构的利用简化了鞋跟结构，利用简单的加热后形状记忆合金自身的形状记忆效应所产生的恢复力作为鞋跟高度变化的驱动力使鞋跟高度的调节更加便捷。本发明提高了鞋跟高度变化的自动化程度。

现有专利大多为手动调节鞋跟高度，也有遥控鞋跟高度的专利，如专利CN100444759C论述的一种高度可伸缩的鞋，但这些专利电路控制系统和鞋跟结结构复杂，制造成本高，实际应用受到极大限制。

有关将形状记忆合金应用于各种鞋的制作的报道较少。专利CN2443628Y提出了一种使用形状记忆合金的运动鞋的，但其核心技术是在鞋面嵌入高弹性的形状记忆合金，主要时利用形状记忆合金的高弹性来阻止外部冲击和足部扭曲。

目前，利用形状记忆合金的形状记忆效应来实现鞋跟高度可调的高跟鞋的技术，尚未见报道。鉴于此，本发明提出了一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟。

发明内容

本发明的目的提供一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟以解决现有技术中高跟鞋的高度不可调节和鞋跟高度的调节过程和方式复杂的问题。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，包括顶销式机构、鞋底、形状记忆合金弹簧、电源、控制器、拉伸弹簧；所述顶销式机构与鞋底相连接，且置于鞋底的下方；所述顶销式机构包括内鞋跟、外鞋跟和刚性导杆；所述外鞋跟上开设有盲孔；所述内鞋跟置于外鞋跟开设的盲孔内；所述内鞋跟和外鞋跟可相对上下移动；通过加热形状记忆合金弹簧来驱动顶销式机构使鞋跟高度变化；拉伸弹簧提供回复力使得刚性导杆从一个休止位置回复到另一个休止位置；所述刚性导杆和限位装置13配合工作用于当形状记忆合金弹簧形变后保证到达一个休止位置后鞋跟的高度的固定；所述形状记忆合金弹簧通过导线10与控制器连接；所述控制器与电源连接；所述控制器包括无线接收器和无线开关；所述无线接收器和无线开关串联。

进一步的，所述顶销式机构中，内鞋跟与鞋底底端部固连；外鞋跟与鞋底内侧壁滑动连接；内鞋跟底端通过拉伸弹簧与外鞋跟盲孔底部相连接；所述形状记忆合金弹簧套装在内鞋跟上；所述形状记忆合金弹簧置于鞋底和外鞋跟之间。

进一步的，所述顶销式机构中，外鞋跟外侧壁与鞋底滑动连接；所述外鞋跟上开设有盲孔，内鞋跟置于盲孔内；所述拉伸弹簧一端与内鞋跟相连接，另一端与外鞋跟相连接；所述形状记忆合金弹簧置于外鞋跟与内鞋跟之间。

进一步的，所述刚性导杆为杆状结构，一端设置在外鞋跟内壁上的盲孔里，另一端设置在内鞋跟外壁上开设的孔内，内鞋跟外壁上开设的孔内设有两个不在同一高度水平线上的限位装置。

进一步的，所述刚性导杆包括推杆和转轮；所述推杆套装在转轮上；所述转轮中心开设有上窄下宽的阶梯孔；所述内鞋跟为凸台结构，内鞋跟一端置于转轮中心开设的阶梯孔内。

进一步的，所述外鞋跟内壁与刚性导杆接触的位置设置有竖直导槽；所述推杆和转轮上与外鞋跟竖直导槽接触处设置有导向筋条；所述竖直导槽与导向筋条滑动相连接。

进一步的，所述内鞋跟外壁与外鞋跟内壁之间设置有导向装置。

进一步的，所述导向装置为槽与筋条配合的竖直导向装置。

进一步的，所述内鞋跟外壁上开设的孔结构为导向槽。

有益效果：

1.利用通电加热形状记忆合金弹簧来驱动顶销式机构使鞋跟高度变化；采用顶销式机构实现一次通电加热形状记忆合金部件鞋跟变高低，再次通电加热形状记忆合金部件鞋跟变低高；鞋跟高度可多次可逆调控；以无线遥控或有线按钮控制的方式控制形状记忆合金部件的加热/冷却。通电加热形状记忆合金弹簧以驱动顶销式机构从而改变鞋跟高度的结构简单可靠，电驱动以改变鞋跟高度的方式使鞋跟高度的调节更加便捷。

2.作为鞋跟高度变化的驱动部件，形状记忆合金弹簧一次通电受热后硬化且发生形状恢复从而推动顶销式机构使鞋跟变高，断电后形状记忆合金冷却软化并在顶销式机构的作用下恢复初始预变形并保持鞋跟高度不变。再次通电-断电过程中，形状记忆合金弹簧通电受热硬化且恢复原来的形状从而推动顶销式机构使鞋跟变低，而断电后形状记忆合金冷却软化并在顶销式机构的作用下恢复初始预变形并保持鞋跟高度不变。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1中内鞋跟的C向视图；

图4为本发明实施例二提供的一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟的结构示意图；

图5为图4的A-A剖视图；

图6为图4中内鞋跟的C向视图；

图7为本发明实施例三提供的一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟的结构示意图；

图8为图7的A-A剖视图。

1-鞋底；2-形状记忆合金弹簧；3-电源；4-内鞋跟；41-导向槽；5-外鞋跟；51-竖直导槽；6-刚性导杆；7-拉伸弹簧；8-无线接收器；9-无线开关；10-导线；11-推杆；12-转轮；13-限位装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述：

实施例一

一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，结合图1，一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，包括顶销式机构、鞋底1、形状记忆合金弹簧2、电源3、控制器、拉伸弹簧7；所述顶销式机构与鞋底1相连接，且置于鞋底1的下方；所述顶销式机构包括内鞋跟4、外鞋跟5和刚性导杆6；所述外鞋跟5上开设有盲孔；所述内鞋跟4置于外鞋跟5开设的盲孔内；所述内鞋跟4和外鞋跟5可相对上下移动；通过加热形状记忆合金弹簧2来驱动顶销式机构使鞋跟高度变化；拉伸弹簧7提供回复力使得刚性导杆6从一个休止位置回复到另一个休止位置；所述刚性导杆6和限位装置13配合工作用于当形状记忆合金弹簧2形变后保证到达一个休止位置后鞋跟的高度的固定；所述形状记忆合金弹簧2通过导线10与控制器连接；所述控制器与电源3连接；所述控制器包括无线接收器8和无线开关9；所述无线接收器8和无线开关9串联。

所述刚性导杆6为杆状结构，一端设置在外鞋跟5内壁上的盲孔里，另一端设置在内鞋跟4外壁上开设的孔内，内鞋跟4外壁上开设的孔内设有两个不在同一高度水平线上的限位装置13。

结合图2，为防止内鞋跟4、外鞋跟5上下相对滑动时发生偏载，内鞋跟4外壁上和外鞋跟5内壁上还设置有导向装置，该导向装置为槽与筋条配合的竖直导向装置；

另外内鞋跟4外壁上开有结合图3上的导向槽41，导向槽41对刚性导杆6的运动路径起导向作用。内鞋跟4、外鞋跟5通过刚性导杆6与导向槽41之间的相互作用形成可上下滑动机构。

本实施例的工作原理：无线遥控器按一次，鞋跟变高低，按两次鞋跟变低高的功能是如下实现的：

无线遥控器按钮按下时，无线接收器8接收无线遥控器发出的控制信号，该控制信号控制无线开关9接通电路，形状记忆合金弹簧2通电后产生的焦耳热引发其形状记忆效应从而发生伸长行为，伸长的形状记忆合金弹簧2驱动可动的外鞋跟5相对于内鞋跟4发生相对滑动从而使刚性导杆6沿导向槽41的路径从当前休止位置A或B发生移动；

无线遥控器按钮松开时，电路断开，形状记忆合金弹簧2的温度降低并软化收缩，在常规拉伸弹簧7和导向槽41的作用下，刚性导杆6进入导向槽41的另一个休止位置B或A；

结合图3，如此反复，无线遥控器按一次，刚性导杆6从导向槽41的一个休止位置A或B进入另一个休止位置B或A，无线遥控器按第二次，刚性导杆6从导向槽41的当前休止位置B或A返回初始休止位置A或B。鞋跟整体的高度的调节是通过调节内鞋跟4与外鞋跟5嵌套入长度来实现的。刚性导杆6在导向槽41中的两个不同休止位置对应与两个不同的内、外鞋跟嵌套入长度和鞋跟整体的高度。

实施例二

一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，结合图4，一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，包括顶销式机构、鞋底1、形状记忆合金弹簧2、电源3、控制器、拉伸弹簧7；所述顶销式机构与鞋底1相连接，且置于鞋底1的下方；所述顶销式机构包括内鞋跟4、外鞋跟5和刚性导杆6；所述外鞋跟5上开设有盲孔；所述内鞋跟4置于外鞋跟5开设的盲孔内；所述内鞋跟4和外鞋跟5可相对上下移动；通过加热形状记忆合金弹簧2来驱动顶销式机构使鞋跟高度变化；拉伸弹簧7提供回复力使得刚性导杆6从一个休止位置回复到另一个休止位置；所述刚性导杆6和限位装置13配合工作用于当形状记忆合金弹簧2形变后保证到达一个休止位置后鞋跟的高度的固定；所述形状记忆合金弹簧2通过导线10与控制器连接；所述控制器与电源3连接；所述控制器包括无线接收器8和无线开关9；所述无线接收器8和无线开关9串联。

所述刚性导杆6为杆状结构，一端设置在外鞋跟5内壁上的盲孔里，另一端设置在内鞋跟4外壁上开设的孔内，内鞋跟4外壁上开设的孔内设有两个不在同一高度水平线上的限位装置13。

结合附图5，为防止内、外鞋跟上下相对滑动时发生偏载，内鞋跟4外壁和外鞋跟5内壁还设置有导向装置，该导向装置为槽与筋条配合的竖直导向装置；

内鞋跟4的外壁上开有结合附图6上的导向槽41，导向槽41对刚性导杆6的运动路径起导向作用。内鞋跟4、外鞋跟5通过刚性导杆6与导向槽41之间的相互作用形成可上下滑动机构。

本实施例的工作原理：无线遥控器按一次，鞋跟变高低，按两次鞋跟变低高的功能是如下实现的：

无线遥控器按钮按下时，控制器的无线接收器8接收无线遥控器发出的控制信号，该控制信号控制驱动电路的无线开关9接通电路，预受压的形状记忆合金弹簧2通电后产生的焦耳热引发其自身的形状记忆效应从而发生伸长行为，伸长的形状记忆合金弹簧2驱动可动的内鞋跟4相对于外鞋跟5发生相对滑动从而使刚性导杆6沿导向槽41的路径从当前休止位置A(B)发生移动；

无线遥控器按钮松开时，电路断开，形状记忆合金弹簧2的温度降低并软化收缩，在常规拉伸弹簧7和导向槽41的作用下，刚性导杆6进入导向槽41的另一个休止位置B或A；

结合附图5，如此反复，无线遥控器按一次，刚性导杆6从导向槽41的一个休止位置A或B进入另一个休止位置B或A，无线遥控器按第二次，刚性导杆6从导向槽41的当前休止位置B或A返回初始休止位置A或B。鞋跟整体的高度的调节是通过调节内鞋跟4与外鞋跟5嵌套入长度来实现的。刚性导杆6在导向槽41中的两个不同休止位置对应与两个不同的内、外鞋跟嵌套入长度和鞋跟整体的高度。

实施例三

一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，结合图7，一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，包括顶销式机构、鞋底1、形状记忆合金弹簧2、电源3、控制器、拉伸弹簧7；所述顶销式机构与鞋底1相连接，且置于鞋底1的下方；所述顶销式机构包括内鞋跟4、外鞋跟5和刚性导杆；刚性导杆包括推杆11和转轮12；所述外鞋跟5上开设有盲孔；所述内鞋跟4置于外鞋跟5开设的盲孔内；所述内鞋跟4和外鞋跟5可相对上下移动；通过加热形状记忆合金弹簧2来驱动顶销式机构使鞋跟高度变化；拉伸弹簧7提供回复力使得刚性导杆从一个休止位置回复到另一个休止位置；所述刚性导杆和限位装置配合工作用于当形状记忆合金弹簧2形变后保证到达一个休止位置后鞋跟的高度的固定；所述形状记忆合金弹簧2通过导线10与控制器连接；所述控制器与电源3连接；所述控制器包括无线接收器8和无线开关9；所述无线接收器8和无线开关9串联。

推杆11端部的轮齿和转轮12上的轮齿可以相互啮合；推杆11和转轮12的360度外圆周表面上分别均匀分布六根导向筋条和三根导向筋条，且推杆11上导向筋条相对应于轮齿的位置与转轮12上导向筋条相对应于轮齿的位置不同。推杆11上的六根导向筋条可以沿竖直导槽51上下滑动，转轮12上的3根导向筋条可以沿竖直导槽51中的深槽上下滑动。

结合附图8，内鞋跟4与外鞋跟截面为马蹄形。

本实施例的工作原理：无线遥控器按一次，鞋跟变高低，按两次鞋跟变低高的功能是如下实现的：

无线遥控器按钮按下时，控制器的无线接收器8接收无线遥控器发出的控制信号，该控制信号控制驱动电路的无线开关9接通电路，预受压的形状记忆合金弹簧2上产生的焦耳热引发其自身的形状记忆效应以致发生伸长行为，伸长的形状记忆合金弹簧2驱动推杆11沿外鞋跟5上的竖直导槽51向下滑动，推杆11推动转轮12沿竖直导槽51中的深槽向下滑动。当转轮12上的导向筋条脱离竖直导槽51中的槽时，在推杆11上轮齿的顶点与转轮12轮齿的斜面相互作用和常规拉伸弹簧7弹性回复力的共同作用下，转轮12发生旋转，转轮12导向筋条上斜面沿卡沟上斜面滑动，转轮12旋转进入浅槽端部的卡沟内，卡沟的约束作用使得转轮12此时的位置得以保持。与转轮12始终保持接触的、插入其内部的内鞋跟4随转轮12向下移动，内、外鞋跟发生相对滑动，从而增加鞋跟高度。

当再次按下无线遥控器按钮时，控制器的无线接收器8接收无线遥控器发出的控制信号，该控制信号控制驱动电路的无线开关9接通电路，形状记忆合金弹簧2上产生的焦耳热引发其自身的形状记忆效应以致发生伸长行为，伸长的形状记忆合金弹簧2驱动推杆11沿外鞋跟5上的竖直导槽51向下滑动，推杆11推动转轮12沿卡沟上的竖直面向下滑动。当转轮12上的导向筋条脱离卡沟上的竖直面脱离时，在推杆11上轮齿的顶点与转轮12轮齿的斜面相互作用和常规拉伸弹簧7弹性回复力的共同作用下，转轮12发生旋转，转轮12导向筋条上斜面沿卡沟竖直面与竖直导槽51中深槽之间的斜面滑动，转轮12旋转进入竖直导槽51中深槽内，常规拉伸弹簧7弹性回复力的作用下，转轮12向上滑动。转轮12端部的圆周台阶卡住竖直导槽51的下端部，使得转轮12高位处的位置得以保持。与转轮12始终保持接触的、插入其内部的内鞋跟4随之向上移动，内、外鞋跟发生相对滑动，从而降低鞋跟高度。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，其特征在于：包括顶销式机构、鞋底、形状记忆合金弹簧、电源、控制器、拉伸弹簧；所述顶销式机构与鞋底相连接，且置于鞋底的下方；所述顶销式机构包括内鞋跟、外鞋跟和刚性导杆；所述外鞋跟上开设有盲孔；所述内鞋跟置于外鞋跟开设的盲孔内；所述内鞋跟和外鞋跟可相对上下移动；通过加热形状记忆合金弹簧来驱动顶销式机构使鞋跟高度变化；拉伸弹簧提供回复力使得刚性导杆从一个休止位置回复到另一个休止位置；所述刚性导杆和限位装置配合工作用于当形状记忆合金弹簧形变后保证到达一个休止位置后鞋跟的高度的固定；所述形状记忆合金弹簧通过导线与控制器连接；所述控制器与电源连接；所述控制器包括无线接收器和无线开关；所述无线接收器和无线开关串联。

2.根据权利要求1所述的形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，其特征在于：所述顶销式机构中，内鞋跟与鞋底底端部固连；外鞋跟与鞋底内侧壁滑动连接；内鞋跟底端通过拉伸弹簧与外鞋跟盲孔底部相连接；所述形状记忆合金弹簧套装在内鞋跟上；所述形状记忆合金弹簧置于鞋底和外鞋跟之间。

3.根据权利要求1所述的形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，其特征在于：所述顶销式机构中，外鞋跟外侧壁与鞋底固定连接；所述拉伸弹簧一端与内鞋跟相连接，另一端与外鞋跟相连接；所述形状记忆合金弹簧置于外鞋跟与内鞋跟之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，其特征在于：所述刚性导杆为杆状结构，一端设置在外鞋跟内壁上的盲孔里，另一端设置在内鞋跟外壁上开设的孔内，内鞋跟外壁上开设的孔内设有两个不在同一高度水平线上的限位装置。

5.根据权利要求1所述的形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，其特征在于：所述刚性导杆包括推杆和转轮；所述推杆套装在转轮上；所述转轮中心开设有上窄下宽的阶梯孔；所述内鞋跟为凸台结构，内鞋跟一端置于转轮中心开设的阶梯孔内。

6.根据权利要求5所述的形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，其特征在于：所述外鞋跟内壁与刚性导杆接触的位置设置有竖直导槽；所述推杆和转轮上与外鞋跟竖直导槽接触处设置有导向筋条；所述竖直导槽与导向筋条滑动相连接。

7.根据权利要求1或2所述的形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，其特征在于：所述内鞋跟外壁与外鞋跟内壁之间设置有导向装置。

8.根据权利要求5所述的形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，其特征在于：所述内鞋跟外壁与外鞋跟内壁之间设置有导向装置。

9.根据权利要求8所述的形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，其特征在于：所述导向装置为槽与筋条配合的竖直导向装置。

10.根据权利要求1或2所述的形状记忆合金驱动的基于顶销式机构的高度可调的鞋跟，其特征在于：所述内鞋跟外壁上开设的孔结构为导向槽。