CN1714890A - 高弹力平衡机械腿 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能机械腿，其特点是：它包括脚踩板、着地板、固定支架、活动支架、弹力机构、同步机构、缓冲定位油缸；使用者使用该装置，能使其获得数倍于原来的奔跑速度或跳跃高度，并且容易使身体保持平衡；该装置还具有缓冲人体落地时的冲力，可用于体育运动，在军事上可作为步兵的步行装备和防雷兵的脚部防护装备。

Description

高弹力平衡机械腿

本发明涉及一种机械腿，尤其是一种具有高弹力，且容易平衡身体重心的机械腿。

目前，已有的机械腿弹性不够强，或重心不易平衡。

本发明的目的是为了克服已有技术的不足，提供一种机械腿，它不仅能像正常人一样走路，而且能使人跳高的高度或奔跑的速度提高数倍。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：高弹力平衡机械腿包括固定支架、活动支架、着地板、脚踩板、同步机构、弹性机构、缓冲定位机构。脚踩板固定在活动支架的下端，可以在垂直方向上转动，且与同步机构连接，着地板固定在固定支架下端，也可以在垂直方向转动，且与同步机构连接。活动支架的下横杆与弹性机构的下端连接，固定支架的上横杆与弹性机构的上端连接，活动支架在固定支架上能上下移动。入腿固定在活动支架上，脚踩在脚踩板上，脚踩板与着地板通过同步机构的作用，能保持在垂直方向的同步转动，这样虽然脚踩在脚踩板上，离地面有一定的高度，但如同踩在地面上一样，很容易掌握身体平衡。当将脚向下踩的时侯，使弹性机构发生形变，将动能转换成势能；当将脚向上抬起时，弹性机构又将势能转换为动能，有一个将向上的弹力，并且这种力还可随着脚上下运动次数的增加，很快增大到一定程度，使人的运动速度成倍增加。缓冲定位油缸用来根据不同需要调整脚踩板和着地板之间的距离。通过调整缓冲定位油缸上的液压油控制阀，还可缓冲着地的冲力。

由于采用上述方案，使人在使用高弹力平衡机械腿过程中，站立不动时，能非常容易地平衡身体重心；运动时，省力快速。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明第一个实施例的侧面图。

图2是本发明第一个实施例的正面图。

图3是本发明第二个实施例的侧面图。

图4是本发明第三个实施例的正面图。

图5是本发明第四个实施例的侧面图。

图6是本发明第四个实施例的正面图。

图7是本发明第五个实施例的正面图。

图中1.固定支架 2.活动支架 3.连杆

4.活动油缸 5.高压油软管 6.固定油缸

7.着地板 8.脚踩板 9.脚腿固定带

10.缓冲定位油缸活塞杆 11.油箱 12.液压

油控制阀 13.缓冲定位油缸 14.缓冲定位油缸活塞

15.气缸活塞 16.气缸 17.气管

18.气门控制阀 19单向油阀 20.气缸活塞杆

21.拉簧 22.弹力调节器 23.前油缸

24.后油缸 25.前油缸活塞杆 26.后油缸活塞杆

27定位油管 28.定位开关 29.转轴

30.弹性块 31.活动着地板 32.气压调节阀

33.上横杆 34，下横杆 35.旋转轴

36.单侧活动支架 37.单侧固定支架

图1中活动支架(2)可以在固定支架(1)上做上下方向的滑动，脚踩板(8)固定在活动支架(2)的下端，可在垂直方向转动，脚踩板(8)前部与固定在活动支架(2)前下端的活动油缸(4)的连杆(3)连接。着地板(7)固定在固定支架(1)下端，可在垂直方向上转动，着地板(7)前部与固定在固定支架(1)前下端的固定油缸(6)的活塞杆连接。固定油缸(6)可在垂直方向小角度转动。着地板(7)的长度比脚踩板(8)的长度稍长。活动油缸(4)与固定油缸(6)都是双作用油缸，活动油缸(4)的活塞杆朝上，固定油缸(6)的活塞杆朝下，两个油缸通过高压油软管(5)相连，使两个油缸的活塞运动方向相同。高压油软管(5)可以做成能伸缩的螺旋形。人的脚踩在脚踩板(8)上，腿脚用腿脚固定带(9)固定在活动支架(2)上。脚踩板(8)上的旋转轴(35)与在脚踩板(8)上人的髁关节处于同一轴线上。

图2中气缸(16)下端与活动支架(2)下横杆(34)连接，气缸活塞杆(20)与固定支架(1)上横杆(33)连接，气缸(16)的上部有一气压调节阀(32)和气门控制阀(18)。通过气压调节阀(32)放出气缸(16)内的气体或向其内充气，可调节气缸(16)弹力。打开气门控制阀(18)，可使气缸活塞(15)的上下方气体相通，将气缸活塞(15)置于气缸(16)的最下端，然后关闭气门控制阀(18)，这样，气缸(16)向下移动时，气缸活塞(15)上方为高压气体，而下方为负压。气缸(16)的弹力大小应调整到与使用者体重相等或稍大。缓冲定位油缸(13)下端与活动支架(2)下横杆(34)连接，缓冲定位油缸活塞杆(10)与固定支架(1)的上横杆(33)连接。缓冲定位油缸(13)上端有一液压油控制阀(12)、单向油阀(19)和定位开关(28)。液压油控制阀(12)与单向油阀(19)并连，与单向油阀(19)油流方向相同的一端连接在缓冲定位油缸(13)的上端，另一端与油箱(11)底部连接。如果在下坡或下台阶时，将液压油控制阀(12)打开到缓冲位置，可使缓冲定位油缸活塞(14)上面的液压油在通过液压油控制阀(12)进入油箱的过程中，吸收因人体重心下降而产生的能量。定位开关(28)通过定位油管(27)与定位油缸(13)的两端连接。打开定位开关(28)和液压油控制阀(12)，将脚踩板(8)置于所需的位置，然后，关闭定位开关(28)，缓冲定位油缸活塞(14)下面的油缸内充满的液压油处于密闭状态，脚踩板(8)的定位就可完成。如果不需要缓冲，可将液压油控制阀(12)开到最大位置。缓冲定位油缸(13)的直径远小于气缸(16)的直径。使用时，需要用脚腿固定带(9)将脚与腿牢靠固定在活动支架(2)上，在奔跑或弹跳时，很快会感到有非常强的回弹力，运动速度会增加数倍，并且感到非常省力。当需要将脚踩板(8)降到最低位置时，可打开定位开关(28)和气门控制阀(18)，然后再将脚踩板(8)降到最低位置。

图3中前油缸(23)下端与脚踩板(8)前部连接，前油缸活塞杆(25)下端与着地板(7)前部连接，后油缸(24)下端与着地板(7)后部连接，后油缸活塞杆(26)与脚踩板(8)后部连接，以上连接点都可以转动。前油缸(23)与后油缸(24)到旋转轴(35)的距离相等。油管(5)将前油缸(23)与后油缸(24)的上端和下端分别连通，当脚踩板(8)带动前油缸(23)和后油缸活塞杆(26)相对着地板(7)上下运动时，前油缸(23)与后油缸(24)内上部(或下部)容积互补，从而保持脚踩板(8)与着地板(7)始终保持平行，如同脚直接踩在地面一样，能保持平衡。

图4中拉簧(21)与弹力调节器(22)相连，弹力调节器(22)上端与固定支架(1)的上横杆(33)连接，拉簧(21)下端与活动支架(2)的下横杆(34)可方便地连接。当需要将脚踩板(8)降到最低位置时，可将拉簧(21)的下端与活动支架(2)下横杆(34)的连接断开。

图5和图6中，活动着地板(31)可绕转轴(29)转动，能与不平的地面很好地接触，弹性块(30)用来使活动着地板(31)复位。

图7中，单侧活动支架(36)和单侧固定支架(37)采用单侧支架形式，单侧固定支架(37)位于两腿的外侧。

Claims (10)

1.一种高弹力平衡机械腿，是由脚踩板、着地板、活动支架、固定支架、弹力机构、同步机构、缓冲定位机构组成。其特征是：通过同步机构，脚踩板与着地板始终能保持在垂直方向的同步转动，向地面传递脚前部与脚后跟使身体平衡的作用力，不会因脚踩板与着地板之间距离的变化而变化。

2.根据权利要求1所述的高弹力平衡机械腿，其特征是：活动支架和固定支架采用单侧支架形式。

3.根据权利要求1所述的高弹力平衡机械腿，其特征是：活动支架在人体与弹力结构的共同作用下，可以在固定支架上面上下滑动。

4.根据权利要求1所述的高弹力平衡机械腿，其特征是：脚踩板上的旋转轴与在脚踩板上人的髁关节处于同一轴线。

5.根据权利要求1所述的高弹力平衡机械腿，其特征是：弹力机构由气缸和气管组成的，气缸上部有气门控制阀、气压调节阀。气门控制阀通过气管与气缸两端连接。

6.根据权利要求1所述的高弹力平衡机械腿，其特征是：弹力机构是由拉簧和弹力调节器组成，拉簧的下端与活动支架下横杆可方便连接，弹力调节器上端与固定支架上横杆连接。

7.根据权利要求1所述的高弹力平衡机械腿，其特征是：同步机构是由活动油缸和固定油缸组成的，两个油缸都是双作用油缸，用可伸缩的螺旋油管连接，活动油缸的活塞杆朝上；固定油缸的活塞杆朝下，工作时两个油缸的活塞杆运动方向相同。活动油缸与活动支架下端连接，其活塞杆与脚踩板前部连接；固定油缸与固定支架下端连接，其活塞杆与着地板前部连接，以上连接点都可以转动。

8.根据权利要求1所述的高弹力平衡机械腿，其特征是：同步机构是由前油缸和后油缸组成的，两个油缸均为双作用油缸，用可伸缩的螺旋油管连接，工作时两个油缸的活塞杆运动方向相同。前油缸活塞杆与着地板前部连接，其缸体与脚踩板前部连接；后油缸活塞杆与脚踩板后部连接，其缸体与着地板后部连接。以上连接点都可以转动，这些连接点到旋转轴的距离相等。

9.根据权利要求1所述的高弹力平衡机械腿，其特征是：着地板有转轴、弹性块、活动着地板。

10.根据权利要求1所述的高弹力平衡机械腿，其特征是：缓冲定位机构有缓冲定位油缸、定位油管、定位开关、液压油控制阀、单向油阀、油箱。

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