专利名称：爬山滑水多功能组合式运输和代步器械的制作方法
技术领域：
本技术方案属于非机动运输和代步器械，为城乡特别是山区人民迫切需要而作。
乡村窄平土路偶有阶梯不能通行独轮小车，此种山地占许多国家总面积3/4，不仅行路难，田间运输和短途商品运输皆靠肩挑背驮，挥汗重喘劳苦异常；运费比汽车贵几十倍，严重阻滞商品经济发展，是山区贫穷落后之根源。美国宇航局和斯坦福研究所合作发明的“不耗能源的步行器”(见《科学画报》92年第十期)主要目的是为宇航员在外星球代步需要而研究的，同时也解决了人类梦寐以求，能在各种地形省力地快速步行的久悬难题，意义极为重大。
本技术方案的目的；克服美式步行器的缺点，并使之能通过不同组合形成不同的运输和代步器械，更使之成为家庭必备乡村劳动者必不可少的工具。
其目的是这样实现的用不同的材料制成鞍架，并有仿髋关节连接两根腿管，其下是仿膝关节并各接连一根脚管，与人腿结合同步跨动；脚管下部有踏镫底端装铁脚；或换装为独轮鞋；或换装为滑水器；需载客货时再加挂载重挑架。
本技术方案的积极效果(与美式步行器相比而言)自重轻，仅为其五分之一；结构简单维修省事，造价低廉易于开拓市场体积小能折叠，家庭易于存放；能随身携带，更能中途转乘车船；乘者肩、腰不与步行器捆扎固定，使身躯能活动易于调控重心防摔跌；遇山道皆能步行式前进，遇平路又能快速滑行；并有鞍座人体重量始终不压在交替跨步的腿脚上，时久不感疲惫；它有载重设备，能使劳苦大众从扁担重压下解放出来；换上浮筒即能在多种水域滑水代步。
图1，代步器全貌前视图图2，独轮鞋侧视图图3，仿膝关节侧视图图4，踏板俯视示意图 图5，铁脚侧视示意图 图6，铁脚仰视示意图图7，载重挑架侧视全图图8，挑架悬挂平面图 图9，滑水器断面图
图10，滑水器平面图
图11，滑水器侧视图
图12，手杖蹼浆侧视图通过不同的组合可以构成不同功能的器械，如步行器、独轮鞋、代步器、滑水器和载重挑架；现结合附图，详细描述其结构和系列实施问题。
A、步行器鞍座①是用Φ1cm(以下未注明者皆指厘米)的钢管或其他硬质管件弯曲成形，固装于鞍座横梁③两端，用粗橡筋编织成网状坐垫②测视如图7顶的虚线，外套美观能松紧的针织外罩；坐入后下坠如弧形实线并将小腹下部、骨盆和臀部兜住，比自行车座垫更能分散体重扩大受压面，久坐骨盆不疼痛又便于跨步。
鞍座下有起大腿作用Φ2～3的腿管⑤顶端压扁和鞍梁中间皆钻孔，用同一螺栓固定成仿髋关节④如图3腿管下端外套一节异形“短管” 下为起小腿作用的脚管⑩顶端又内套一节短管 厚度均大于腿管三倍并两者套连用螺栓 固定成仿膝关节⑧因只能向后屈曲便能和人的髋、膝关节协调伴随人脚活动。腿和脚管均为套筒式上段略小插入下段，可任意拉长或缩短以适应人脚长短，内有弹簧销钉 使突出小园孔以锁定之，即构成代骨骼承重的鞍架。(此鞍架和后述之载重挑架)同理，也可移用于牲畜驮架。(鞍座前顶附装自行车铃。)脚管下端装铁脚 长20宽10是用厚1mm钢板制成脚板底粘耐磨橡胶的前后掌 厚度1，两掌中缝及周边再铆装长2宽1厚0.1的小钢片作防滑鳞片 铁脚踏地鳞片与地面相切，且伸向四方以保行于最滑路面而不滑跌。铁脚中后部有短突柱 用销钉 与脚管锁连。另有脚背弹簧使提后脚前跨时弹簧拉前脚板上跷避免地面不平的阻绊。人腿与铁脚靠三对免扣带⑥系扎牢固。
套筒脚管连铁脚高约90，加腿管人坐鞍臀部离地1.2米，脚踩踏镫离地40等于增加腿长步幅增大到1.2米。人快步时速约7km涉行器可达14km。国外已广泛研究利用人的体能潜力；故如图5脚管内套管 下底装有伸缩距20，蓄能100kg的强力弹簧 当人体重心移到前脚时，后脚的强弹力能推人疾进使步行极为省力。久用娴熟后再逐渐拉长脚管，使臀部离地1.6米步幅达1.6米，快步时速20～25km，经专门训练还可用特长脚管，使臀高达两米以上进一步增大步幅和速度，且便于直接涉水渡河。若用特大型长40宽20铁脚，利于通行深彐、沼泽……B、独轮鞋指压弹簧销钉拔出
图1左侧带铁脚的脚管，再换插如右侧带独轮的脚管，即构成独轮鞋。古典名著《封神榜》有“哪吒脚踏风火轮，来去如飞”的神话，故又可趣称为“风火轮”。如图2、4，两脚管外侧皆焊装厚1mm宽7～9直径同膝或踝呈大半园的弧形钢板⑦内粘毛毡 类松软物，两端连装免扣带两腿皆有膝上 膝下和踝上 三付免扣带，以代烦琐的绳带系扎，从而使代骨骼承重的鞍座和腿脚管与人体束扎牢固。踏板四角下焊管柱 纵横向有斜撑以加固。两测柱端装叶片弹簧 中部设轴座 装独滑轮轮胎 内胎改用强弹性半发泡泡沫塑料用耐磨橡胶外胎密封，减少打气麻烦且比实心胎更轻。
踏板有固定鞋帮带 鞋帮免扣带 后有能伸缩以适应人脚大小的弧状拦埂 以防脚跟后滑。马蹄形刹车闸下连刹车橡皮上连小铁链⑨中部有能上旋的短挑梁 以防小链下落链顶有皮带套挂乘者颈后。闸侧焊装厚0.5宽1下垂超过轴套的齿条下端夹于轮毂和轴套之间并与轴上小齿轮啮合，既起制止独轮反转的棘轮作用又使人体上下颠簸的重力，经齿条压动齿轮转变为驱动前进的助力，道路不平颠簸不断此助力相当可观，以进一步挖掘体能潜力。脚管下端压扁穿过踏板左侧椭园小孔，贴靠有斜撑的支座 并铆定；经免扣带与人脚扎紧便如“踩高跷”般不会倾倒。叶片弹簧的卷曲端焊装横挑钢片 上装能移动的微型发电机 供鞍座前大灯后小灯夜行照明，昼间将电机移向中部不必发电。滑冰或现有轮鞋需曲膝弯腰以控重心久而疲累，而乘独轮鞋可直立前倾以控重心；略挺胸颈后皮带和小链即拽刹车橡皮上移以减速或制动；或手提小链下上阶梯时轮鞋不会滑跌。自行车靠左右摆向调控重心故占道较宽平均8m2，独轮鞋不会倾倒毋须摆向占道很小，同上面积可容四个人蹬轮鞋使通行密度增大四倍，若皆以此为代步工具，能根本缓解大中城市慢车道拥挤及连锁影响快车道堵塞问题。
自行车易倒倒于闹市即出伤亡事故和堵塞交通，乘轮鞋无此之虞；又可极低速滑行于人行道、大厅、走廊及港站等人群稠密处绝不会倾倒撞人；上坡疲累可借棘轮制退而站立稍息、或站等红灯换绿灯而不必如骑自行车需频繁上下车。有棘轮不会前扑只须集中注意防仰跌，比滑冰和自行车更易学会，甚至妪叟皆可以之代步。独轮轮径视道路条件及使用需要而定，如城市路面平坦儿童宜用Φ20型，成人宜用25型，乡村路况较差宜用30型，山区路况更差又悬挂挑架兼载客货宜用40型。它不仅能畅行大小车道且能行于乡村窄平土路。城市轻便型仅重51g为自行车1/4。
C、代步器随乡村和山区公路及小车道日益增多，常有一段长平路又遇一段短阶梯，两脚踏轮鞋虽可连续爬阶梯但很累，而两脚踩步行器遇平路又不能快速滑行，若两者皆携带又太累赘，且频繁换用穿脱系解也够烦人，故需一种兼具两者功能又极简单的代步工具。仍如
图1可改为一脚轮鞋一脚步行器，平路用铁脚蹬地靠轮鞋滑行，遇山道因能制动，又借套筒手杖 撑地，穿轮鞋跨步便不会在阶梯滑跌；滑平路踏轮之脚不用力，而爬阶梯时因轮重而需多用力(轮鞋用铝合金结构还可更轻)，使两脚操劳平衡劳逸结合。它无踏两轮之快速，亦无踩两铁脚之轻便，但却兼有平路和山道皆能代步之优点、故称“代步器”以区别于前两种。
单脚滑旱冰因轮鞋较高另一脚踮不到地，要等减速后屈膝下踏另一脚蹬地，两脚一高一矮一颠一拐地滑行自然缓慢；而铁脚与轮鞋一样高，可在快速滑行中连续用铁脚蹬地，既平稳又轻快；轮鞋价高换为一只铁脚将大降售价，重量更轻仅及自行车1/5，上下高楼转乘车船更方便，既能随身携带出门办事、逗留、或上班可折叠挂墙上或放屋角而不必出钱“寄存”，予计市场前景颇佳。
使用上述三者虽中途不必如自行车需频繁上下车但有一次性麻烦；如图7先用手杖附焊的两小环 套插入鞍梁下伸的插钉 再分开两脚管使鞍座后仰即成稳定的三脚支架，人坐鞍上绝不会倾倒，可从容系扎好各付免扣带，扶正鞍座拔脱手杖即可启行。因乘者人体升高，独轮鞋虽不会倾倒，铁脚又有防滑鳞片但为防万一，仍应有六种安全设备同时配套出售。滑彐者皆撑两根长杖，同理应造一种伸缩距为1～1.8米的特制套筒手杖 可根据使用需要任意拉长缩短，仍以弹簧销钉锁定用作撑地防滑；另有强弹力泡沫塑料内衬的护肩、护肘、护膝、手套和头盔，以保“踩高跷”般速滑或疾行于山路及泥泞地，即使失足或滑跌亦不会摔伤。
D、载重挑架为使劳苦大众从繁累苦痛的扁担重压下解放出来，特配套设计一种最简单轻便的悬挂式附加挑架，城市与独轮鞋山区与步行器组合使用，将所载客货重量同样经鞍架、腿脚管传压于地面而不压在人身上。如图7、8，用Φ2钢管弯曲成长90宽60的方形框架 后测中部焊吊环 并悬挂在鞍梁两端挂钉 内侧；框梁左右皆有吊柱管 。图7是步行器附加载重挑架全貌，中部又平焊扶手管 载货则起拦护作用。斜撑 下焊弧形帮衬钢板 上有铁环 鞍座后方对称悬挂另一货框；另用横撑钢管 两端铁钩 分别插入前后铁环，以撑开前后货框，抵销两框各自向重心旋坠的重力。
框梁外端与吊柱下部 点之间，悬挂栅帘式竹筚躺垫 既可坐客亦能载货；脚管中下部是乘者踏镫，而横撑钢管上则是载客的踏脚板 鞍梁与腿管间是强力髋拉簧 腿与脚管间有叶片弹簧 山区宜用载货百公斤或前后各载一客的轻型挑架；游街串乡小贩最宜用此挑架作“货郎担”又可造载重50kg小型挑架供旅行者携带随身行李，或弱劳力载运货物用。平原可用载重两百公斤以上重型挑架。
最后详述载重挑架爬阶梯的动作原理及可行性假设有壮汉肩挑百公斤重担爬阶梯，屈膝跨上台阶的前腿必须用160kg体力蹬地，才能使后脚(含货物及自身体重)都登上此级台阶；若改用载重挑架只须先用20kg力抬前脚跨上台阶，此时髓拉簧和膝弹簧均向 点移动，并积蓄上述20kg力于两簧中。后脚底弹簧因承重已蓄力100kg三簧共蓄予应力120kg，只需两手杖也用20kg力撑地，前脚再用30kg力蹬地，这五种合力大于160kg，故乘者自重及货重均被此巨大上升力轻快地推上台阶；如此动作反复能轻易地逐级爬完阶梯。如果实践证明三簧予应力作用良好，则山区亦可望采用载重两百公斤的重型挑架。
E、滑水代步器它又可简称“滑水器”仍指压弹簧销钉，拔出带铁脚或独轮的套筒式下半节脚管，换插入带气囊浮筒 等构件的脚管即构成滑水器，可在江河湖海深水或浅仅20的湍流小溪，甚或宽仅一米密如蛛网的小水渠中快速滑行。它不仅是游乐、运动器械又是代步工具，只要加粗腿脚管等构件即可加挂重型载重挑架可载重0.2～1吨货物成为最轻便、快捷的水上运输工具。如图9～11是最小型浮筒，用化纤布增强的橡胶或塑料膜制成，尾部有活塞 并连接气嘴 ，打气后膨胀产生浮力。(气囊长1.5～5米，直经20～50视载重大小而定)顶面固装两根Φ2～4的硬材(指工程塑料或铝合金等，但不宜用钢材以免锈蚀，下同)纵梁管 以增强气囊刚度避免因承重而中部塌陷、弯曲。滑水器的各零部件采用钩、挂、扣、卡紧固以便快速装拆，故有两根长11，Φ1的横梁管 两端有弯曲的挂钉 分别卡在纵梁突钉 外测。再在横梁管上铺四块厚0.2宽2长30的硬材板条 两端亦为钩状，皆钩住横梁外测但又被卡于横梁突钉 内侧，这样即可防止各构件的纵向和横向滑移。四块板条用尼龙绳 编扎如帘状便于卷捆在旁侧一根板条上焊装半园形铝板作支座 和步行器脚管一样，系于人腿。浮筒底有硬材绞链 连接能前后活动的划水板 使用方法人坐上鞍架扎好腿脚管后两脚带着浮筒，利用河滩或海滩走下水即会浮于水面，如两脚滑旱冰一样，先以一脚不动，用脚管为“主承重”其浮筒下沉到水线 ；另一脚为“次承重”浮筒仅下沉到水线 并前跨后蹬地来回摆动。当后蹬时水阻力如左箭头，冲开划水板后又被系绳 拽定于垂直状；由于人脚蹬力和水的反作用力而推动滑水器快速滑行。上述脚管与人脚系扎后也起稳定杆作用，使脚下的浮筒不会翻滚、保证人体不会摔跌、落沉水中。
主承重脚掌带动浮筒旋转角度，次承重脚配合斜蹬划水即能改变行进方向。驾驭载重挑架者如两手各拖一根横竿般地各握一根如
图12的套筒手杖 端有尖铁 如篙，后有足球大的充气浮球 (浮力能保证手杖前端不坠沉即可)球后有绞链 焊装两块蹼桨 握杖之手后推，水阻力使蹼桨张开即起划水作用，回手往前摆动蹼桨闭合，若连续向一测斜划能轻易地改变水上载重挑架的运行方向。浮筒划水板宽10长10或20每筒设4～8个，特浅水滑行时，划水板端部抵触河底 则如“撑篙”般推进。一脚疲累可换另一脚划水或上述手杖划水。滑水器不用时可将浮筒放气拆卸的构件理顺平放囊上，再卷捆成一筒挂墙上。它比《发明与革新》90年10期介绍的《水上步行鞋》有更多的优点。
权利要求1一种利用杠杆并与人腿结合同步跨动原理的爬山滑水多功能组合式运输和代步器械，它由仿髋关节④腿管⑤仿膝关节⑧脚管⑩节能弹簧 和踏脚组成，本技术方案的特征在于代步器械有鞍架，连装的腿、脚管上有多对系带⑥若插接带铁脚 的脚管，即构成“步行器”或换插带大滑轮 的脚管却构成”独轮鞋”或换插带气囊浮筒 的脚管，则又构成滑水器。
2根据权利要求1所定义的爬山滑水多功能组合式运输和代步器械，其特征为鞍梁③上有鞍座①下装的脚管皆为套筒式，各有上下两节插套而成。
3根据权利要求1和2所定义的爬山滑水多功能组合式运输和代步器械，其特征还有鞍架下部的铁脚有仿踝关节 其上连装蓄能弹簧 脚底粘贴较软带滞性的橡皮前后掌 周边有防滑鳞片
4根据权利要求1和2所定义的爬山滑水多功能组合式运输和代步器械，其特征还有鞍架下的踏板之底面有四个短柱 左右侧两柱之间各有叶片弹簧 并固装有独滑轮，骑于路板和轮上的马蹄型制动闸。
5根据权利要求1和2所描述的爬山滑水多功能组合式运输和代步器械，其特征又有鞍架下的气囊浮筒上平行固装两根硬材纵梁管 ，其上又卡扣两根横梁管 ，再铺扣能卷折的活动路板 ，筒底装有划水板
专利摘要《爬山滑水多功能组合式运输和代步器械》其技术特征是鞍座下有鞍梁有仿髋关节，下连一对腿管，末端为膝关节并各连一根脚管；皆有免扣带与乘者腿脚系孔而实现同步跨动；脚管底端可分别组合多种行进装置；如加装“独滑轮”能滑行于大小平路；换装“铁脚”能越野、爬山和涉水；换装“浮筒”能滑行水面；另有悬挂式附加载重挑架，山区载两客或百公斤货，平原可载两百公斤以上。
文档编号A63B71/00GK2220884SQ9321941
公开日1996年2月28日 申请日期1993年7月22日 优先权日1993年7月22日
发明者李浩昌 申请人:李浩昌