一种代步轮鞋及其工作方法与流程

本发明涉及一种代步轮鞋及其工作方法，属于代步工具的技术领域。

背景技术：

随着人口数量、汽车数量的增加，交通拥挤问题日益严重。在市区，工作地点、购物地点和家之间的距离通常在十公里之内，如果使用机动交通工具堵车浪费时间和能源。使用直行车电车需考虑到存放及丢失问题。使用传统的轮滑鞋或者骑车运动量大，及专业性高，不适合推广应用。

现有技术中的电动代步车是建立在一种被称为“动态稳定”(Dynamic Stabilization)的基本原理上。其以内置的精密固态陀螺仪(Solid-State Gyroscopes)来判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达来做到平衡的效果。现有代步车结构精密，技术要求高，且依靠电池提供动力。

中国专利CN204150187U公开了一种通过双脚踩踏进行驱动前进的滑板车，其通过踩踏两个踏板为两个驱动轮提供动力，实现代步。该滑板车仍然为脱离“车”的范围，仍然存在着存放，遗失等问题。类似的，中国专利CN2851087公开了一种翘板式自行车，该装置实际是对自行车的改进，改变了传统自行车的动力形式。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种代步轮鞋。

本发明还提供一种上述代步轮鞋的工作方法。

发明专利内容

一种代步轮鞋，包括前脚板、后脚板、摇臂和撑杆；后脚板的两侧分别固定设置有挡板；所述摇臂包括通过连接柱固定连接的前摇臂和后摇臂；所述连接柱的外缘上设置有弹性伸缩臂连接孔；连接柱的中心位置处转动设置有驱动轴，驱动轴通过单向离合器轴承与后驱动轮连接，驱动轴上设置有复位装置；前摇臂的自由端与后脚板铰接，后摇臂的自由端设置有变速轮；弹性伸缩臂连接孔通过弹性伸缩臂与挡板铰接；前摇臂上设置有撑杆滑轨，所述撑杆的一端与挡板铰接，撑杆的自由端滑动设置在撑杆滑轨内；所述变速轮包括第一拉绳槽和第二拉绳槽，第一拉绳槽和第二拉绳槽上分别缠绕有第一拉绳和第二拉绳，第一拉绳的自由端与撑杆的自由端连接，第二拉绳的自由端缠绕设置在驱动轴上。上述的拉绳也可以是尼龙带等能实现柔性传动的装置。

优选的，所述后摇臂包括两个平行设置的摇臂板，摇臂板的两端固定连接；摇臂板上分别设置有撑杆滑轨；两个摇臂板上的撑杆滑轨平行设置；所述撑杆的自由端设置在两个平行摇臂板之间。此处结构的优点是，使后摇臂平衡受力，提高装置的稳定性。

优选的，所述单向离合器轴承为国家标准配件HF/HFL/FC/FCB型号的轴承。

优选的，第一拉绳槽的深度小于第二拉绳槽的深度。可根据实际需要更换不用规格的变速轮，当第一拉绳槽的深度小于第二拉绳槽的深度时，可以在牺牲转速的前提下，获得较大的推动力。

优选的，所述摇臂的个数为两个，两个摇臂对称设置在所述后脚板的左右两侧。两个驱动轮驱动，利于驱动力平衡。

优选的，所述前脚板的底面设置有前支撑轮，前支撑轮通过第二单向离合器轴承与前脚板连接。

优选的，所述第二单向离合器轴承为国家标准配件HF/HFL/FC/FCB型号的轴承。

优选的，所述前脚板的底面设置有摩擦块。所述摩擦块起到摩擦刹车和固定支撑作用。

优选的，所述复位装置为卷簧，卷簧缠绕设置在所述驱动轴上，卷簧的两端分别与驱动轴和连接柱连接。

优选的，后脚板上设置有水平滑轨，所述前脚板滑动设置在水平滑轨上。此处设计的优点是可根据脚的大小调节调节前、后脚板的距离达到前、后脚板与脚弓弯曲同步。

优选的，所述连接柱为圆柱形结构；连接柱的中心轴上设置有轴孔，驱动轴转动设置在所述轴孔内。

一种上述代步轮鞋的工作方法，包括步骤如下：

1)将两只代步轮鞋分别固定设置在左、右两只脚上；前脚掌踩到前脚板上，脚后跟踩到后脚板上；

2)当后脚板上无压力施加，弹性伸缩臂通过弹性伸缩臂连接孔将连接柱向下推出；摇臂围绕前摇臂的自由端向下转动；撑杆的自由端在所述撑杆滑轨内向一侧滑动；

3)复位装置将第二拉绳回卷到驱动轴上；

4)当左脚踩地时，弹性伸缩臂被压缩，撑杆的自由端在所述撑杆滑轨内向相反方向滑动；撑杆的自由端通过第一拉绳拉动变速轮转动，产生驱动力；

5)变速轮通过第二拉绳将产生的驱动力传送至驱动轴，驱动轴通过单向离合器轴承将所述驱动力传送至后驱动轮，驱动后驱动轮向前转动；同时，右脚的脚后跟抬起，右脚的后驱动轮离开地面；

6)当右脚上的前支撑轮单独与地面接触，右脚尖给前支撑轮一个向后的摩擦力，第二单向离合器轴承使前支撑轮保持静止状态，左脚的后驱动轮和前支撑轮以右脚的前支撑轮作为支撑点继续向前转动；右脚上的前脚板支撑轮与地面接触，因脚抬起时脚尖与地面摩擦会有一个向后的力，因第二单向离合器轴承作用在支撑轮在该方向力的作用下不会滚动，该力相应的会传递到另一只脚上再次驱动另只脚，这时该脚完全离开地面进入另只脚抬起这样往复循环；

7)右脚的脚尖离地后，进行步骤2)-3)；

8)左、右脚上的代步轮鞋交替进行上述步骤4～7)。

优选的，当后驱动轮的转速大于驱动轴的转速时，单向离合器轴承自动与驱动轴分离。单向离合器轴承将转速提供给后驱动轮，当后驱动轮实际转速大于驱动轴所提供时，会对轴承的动力连接部分造成损坏同时行走时速度会有顿挫感，这时需要将轴承自动与驱动轴的动力连接部分分离，单向离合器轴承变会做到这一点。

优选的，所述步骤3)中复位装置将第二拉绳回卷到驱动轴上的具体方法为，复位装置带动驱动轴向后转动，第二拉绳回卷到驱动轴上，同时，单向离合器轴承保持后驱动轮不转动。单向离合器轴承还具有单向传动的功能，只有驱动轴向前转动时，才会带动后驱动轮向前转动，当驱动轴向后转动时，单向离合器轴承不发挥传动作用，保证后驱动轮不向后转动。此步骤的优点是，不仅减少了机械损耗，提高了装置稳定性，且提高了装置的动力性能。

发明专利有益效果在于：

1、本发明所述代步轮鞋，融合了自行车等代步工具的灵活快捷性及传统轮滑鞋的轻巧灵便，可随身携带，无须顾虑存放、丢失等问题，满足了中距离出行快捷、轻巧的要求；

2、本发明所述代步轮鞋，不同于现有轮鞋的驱动形式，完全模拟人正常行走，技巧要求低，实用性高；

3、本发明所述代步轮鞋，通过在脚底增加机械踏板，将重力转换为动力，结构简单，不需要电池提供动力，代替汽车、电车等出行工具，节约能源更环保。

附图说明

图1为本发明所述代步轮鞋的第一侧面结构示意图；

图2为本发明所述代步轮鞋的第二侧面结构示意图；

图3为本发明所述代步轮鞋的俯视图；

图4为本发明所述摇臂的第一结构示意图；

图5为本发明所述摇臂的第二结构示意图；

其中，1、挡板；2、后脚板；3、连接柱；4、前脚板；5-1、后驱动轮；5-2、前支撑轮；6、摩擦块；7、撑杆；8、变速轮；9、弹性伸缩臂；10、前摇臂；11、撑杆滑轨；12、后摇臂；13、水平滑轨；14、第一拉绳槽；15、第二拉绳槽；16、驱动轴；17、单向离合器轴承；18、弹性伸缩臂连接孔。

具体实施方式

实施例1

如图1-5所示。

一种代步轮鞋，包括前脚板4、后脚板2、摇臂和撑杆7；后脚板2的两侧分别固定设置有挡板1；所述摇臂包括通过连接柱3固定连接的前摇臂10和后摇臂12；所述连接柱3的外缘上设置有弹性伸缩臂连接孔18；连接柱3的中心位置转动设置有驱动轴16，驱动轴16通过单向离合器轴承17与后驱动轮5-1连接，驱动轴16上设置有复位装置；前摇臂10的自由端与后脚板2铰接，后摇臂12的自由端设置有变速轮8；弹性伸缩臂连接孔18通过弹性伸缩臂9与挡板1铰接；前摇臂10上设置有撑杆滑轨11，所述撑杆7的一端与挡板1铰接，撑杆7的自由端滑动设置在撑杆滑轨11内；所述变速轮8包括第一拉绳槽14和第二拉绳槽15，第一拉绳槽14和第二拉绳槽15上分别缠绕有第一拉绳和第二拉绳，第一拉绳的自由端与撑杆7的自由端连接，第二拉绳的自由端缠绕设置在驱动轴16上。所述单向离合器轴承为国家标准配件HF型号的轴承。

实施例2

如实施例1所述的代步轮鞋，所不同的是，所述后摇臂12包括两个平行设置的摇臂板，摇臂板的两端固定连接；摇臂板上分别设置有撑杆滑轨11；两个摇臂板上的撑杆滑轨11平行设置；所述撑杆7的自由端设置在两个平行摇臂板之间。

实施例3

如实施例1所述的代步轮鞋，所不同的是，第一拉绳槽14的深度小于第二拉绳槽15的深度。可根据实际需要更换不用规格的变速轮，当第一拉绳槽14的深度小于第二拉绳槽15的深度时，可以在牺牲转速的前提下，获得较大的推动力。

实施例4

如实施例1所述的代步轮鞋，所不同的是，所述摇臂的个数为两个，两个摇臂对称设置在所述后脚板2的左右两侧。

实施例5

如实施例1所述的代步轮鞋，所不同的是，所述前脚板4的底面设置有前支撑轮5-2，前支撑轮5-2通过第二单向离合器轴承与前脚板4连接。所述第二单向离合器轴承为国家标准配件HFL型号的轴承。前支撑轮5-2通过第二单向离合器轴承固定在支座上，支座与前脚板4固定连接。

实施例6

如实施例1所述的代步轮鞋，所不同的是，所述前脚板4的底面设置有摩擦块6。所述摩擦块6起到摩擦刹车和固定支撑作用。

实施例7

如实施例1所述的代步轮鞋，所不同的是，所述复位装置为卷簧，卷簧缠绕设置在所述驱动轴16上，卷簧的两端分别与驱动轴16和连接柱3连接。

实施例8

如实施例1所述的代步轮鞋，所不同的是，后脚板2上设置有水平滑轨13，所述前脚板4滑动设置在水平滑轨13上。此处设计的优点是可根据脚的大小调节调节前、后脚板的距离达到前、后脚板与脚弓弯曲同步。

实施例9

如实施例1所述的代步轮鞋，所不同的是，所述连接柱3为圆柱形结构；连接柱3的中心轴上设置有轴孔，驱动轴16转动设置在所述轴孔内。

实施例10

一种实施例1-9所述的代步轮鞋的工作方法，包括步骤如下：

1)将两只代步轮鞋分别固定设置在左、右两只脚上；前脚掌踩到前脚板4上，脚后跟踩到后脚板2上；

2)当后脚板2上无压力施加，弹性伸缩臂9通过弹性伸缩臂连接孔18将连接柱3向下推出；摇臂围绕前摇臂10的自由端向下转动；撑杆7的自由端在所述撑杆滑轨11内向一侧滑动；

3)复位装置将第二拉绳回卷到驱动轴16上；

4)当左脚踩地时，弹性伸缩臂9被压缩，撑杆7的自由端在所述撑杆滑轨11内向相反方向滑动；撑杆7的自由端通过第一拉绳拉动变速轮8转动，产生驱动力；

5)变速轮8通过第二拉绳将产生的驱动力传送至驱动轴16，驱动轴16通过单向离合器轴承17将所述驱动力传送至后驱动轮5-1，驱动后驱动轮5-1向前转动；同时，右脚的脚后跟抬起，右脚的后驱动轮5-1离开地面；

6)当右脚上的前支撑轮5-2单独与地面接触，右脚尖给前支撑轮5-2一个向后的摩擦力，第二单向离合器轴承使前支撑轮5-2保持静止状态，左脚的后驱动轮5-1和前支撑轮5-2以右脚的前支撑轮5-2作为支撑点继续向前转动；

7)右脚的脚尖离地后，进行步骤2)-3)；

8)左、右脚上的代步轮鞋交替进行上述步骤4～7)。

实施例11

如实施例10所述的代步轮鞋的工作方法，所不同的是，当后驱动轮5-1的转速大于驱动轴16的转速时，单向离合器轴承17自动与驱动轴16分离。单向离合器轴承17将转速提供给后驱动轮5-1，当后驱动轮5-1实际转速大于驱动轴16所提供时，会对轴承的动力连接部分造成损坏同时行走时速度会有顿挫感，这时需要轴承自动与驱动轴的动力连接部分分离，单向离合器轴承17变会做到这一点。

实施例12

如实施例10所述的代步轮鞋的工作方法，所不同的是，所述步骤3)中复位装置将第二拉绳回卷到驱动轴16上的具体方法为，复位装置带动驱动轴16向后转动，第二拉绳回卷到驱动轴16上，同时，单向离合器轴承17保持后驱动轮5-1不转动。单向离合器轴承17还具有单向传动的功能，只有驱动轴16向前转动时，才会带动后驱动轮5-1向前转动，当驱动轴16向后转动时，单向离合器轴承17不发挥传动作用，保证后驱动轮5-1不向后转动。