专利名称：弹性履带式滚轮旱冰鞋的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种运动用的滚轮旱冰鞋，进一步是指一种具有弹性履带的滚轮旱冰鞋。
现有的滚轮旱冰鞋，虽然体积小、重量轻，在规整的运动场地上能行驶自如，但由于滚轮轮径小，轮子着地面积也小，因此穿着它在普通道路上行驶时，如遇坑洼不平的路面，轮子与地面不完全接触，摩擦损耗很大，因此现有旱冰鞋无法成为在普通道路上行驶的运动工具和交通工具。
本实用新型的目的，是提供一种体积小、重量轻的弹性履带式滚轮旱冰鞋，穿着它，既能在规整的运动场地上，又能在普通的道路上运动行驶自如。
本实用新型的解决方案是这样的。它具有一个由上机架和下机架拼接起来的整体机架，上机架与下机架相拼接处的左右两侧，均分别相对称地开有几个承重轮定轴固定剖分孔，上机架与下机架拼接起来后，上下位置对应的每两个承重轮定轴固定剖分孔就组合成一个完整的承重轮定轴固定孔，承重轮定轴固定孔的横截面呈两边平行的“O”形，以防止承重轮定轴在孔中转动。在每两个左右对称的承重轮定轴固定孔之间的机架空间，都装有一个承重轮。在上机架的下前方，两侧对称地开有机架前平叉嘴，在两个机架前平叉嘴之间的机架空间，装有一个导向轮。为保证导向轮不承重，机架前平叉嘴水平中心平面比承重轮轴线所处水平平面高出一个高度e。承重轮和导向轮的结构是，均具有一个两端带辐板的圆筒形的轮壳，一根位于轮壳内的定轴穿过轮壳两端辐板中心的开孔而伸出在轮壳两端，定轴与辐板之间装有轴承装置，使得轮壳能绕定轴转动，伸出在轮壳外的定轴两端的横截面呈两边平行的“O”形。承重轮的定轴两端分别相适配地插入上机架与下机架相拼接处的左右对称的两个承重轮定轴固定孔内而与机架相固连。导向轮的定轴两端分别相适配地插入上机架下前方左右两侧的机架前平叉嘴内而与机架相固连。在导向轮的定轴的两端，分别纵向地装有一根尾部带套环的履带张紧螺栓，其尾部套环套合在定轴端部，套环外侧的定轴上用固定螺母将套环固紧，在两个机架前平叉嘴的末端各套有一个履带张紧螺盖，履带张紧螺栓从履带张紧螺盖的孔中穿过，履带张紧螺盖另一端的履带螺栓上旋有一个调节螺母。在上机架的后方，两侧对称地开有机架后平叉嘴，在两个机架后平叉嘴之间的机架空间，装有一个由其内部的行星增速器驱动的驱动轮，该行星增速器的输入端接有一个飞轮，为保证驱动轮不承重，机架后平叉嘴水平中心平面比承重轮轴线所处水平平面高出一个高度f。围绕导向轮、承重轮、驱动轮及机架上方一周，装有一根环形封闭的弹性履带，弹性履带包括一根环形封闭的平皮带和依次紧贴排列在平皮带外侧的若干个履齿，履齿由圆筒形的外胎、圆筒形的内胎、挡圈、气门芯套和气门芯构成。外胎内部为帘布层以增加外胎的牢固性，保持外胎一定断面形状和断面宽。帘布层外具有胎冠、胎侧和胎趾，胎冠部分较厚有花纹，以增加外胎的耐磨性、防刺穿性和防滑性。胎趾用于与平皮带连接装配在一起。内胎紧贴在外胎内，外胎和内胎同一端的开口上紧密嵌合着一个其中心开孔与内胎内部相连通的挡圈，一根气门芯从挡圈外侧穿过挡圈开孔和内胎开口进入内胎内部，从气门芯外露端开有通入内部的气道，气门芯另一端侧面开有气眼与气道相通。在气门芯外部紧裹套着一个两端开口的回转体的气门芯套，气门芯套靠挡圈的一端紧贴固在内胎内壁上。在上机架的后上方，两侧对称地具有机架后叉，在机架后叉上固定有后叉横梁。在上机架的上前方，两侧对称地开有机架前叉嘴。在弹性履带的上方，装有脚蹬部件，脚蹬部件的踏板前端开有横向的轴孔，一根位于轴孔内的定轴穿过轴孔两端伸出在外，定轴与轴孔之间装有轴承装置，使得踏板能绕定转动，伸出在轴孔外的定轴两端的横截面呈两边平行的“O”形，定轴两端相适配地插入上机架上前方左右两侧的机架前叉嘴内，定轴相对于机架不能转动。脚蹬部件的踏板后端装有一根穿过踏板且与踏板相对固定的横向的定轴，一根连杆的一端滑套合在定轴的端部，因而可绕定轴转动，连杆的另一端通过轴销与一根齿条相活销连接，齿条装在与上机架固定相连的一个竖直的齿条轨道内可以上下移动，齿条上的齿与行星增速器输入端的飞轮相啮合，齿条底端侧向具有一个限位勾，当齿条被脚蹬部件和连杆带动沿齿条轨道上升到一定高度时，限位勾勾住飞轮底端而使齿条限位，从而保证齿条与飞轮不会脱离啮合，此时脚蹬部件绕定轴向上最多只能旋转α角度。具有上述结构的本实用新型在实际使用时，应将弹性履带每个履齿的内胎充满空气。从气门芯打气时，气体从气道经气眼，将包裹在气门芯外面的气门芯套下部胀大，气体从气门芯与气门芯套之间的缝隙进入内胎内部，当停止打气时，气门芯套的弹性以及内胎的气压使得气门芯套收缩，把气门芯上的气眼睹住，整个气门嘴就是个单向阀。人穿着这种旱冰鞋步行运动时，将脚置于脚蹬部件的鞋面内且踩在踏板上。当脚向下运动时，脚蹬部件在人的重力的脚蹬力作用下，绕脚蹬部件前端的定轴往下转过α角，驱动连杆使齿条向下作直线运动，飞轮将齿条的直线运动转变为旋转运动，再经行星增速器增速，使驱动轮高速旋转，从而驱动弹性履带往前运动，弹性履带又带动导向轮和承重轮在弹性履带上滚动，从而整个弹性履带式旱冰鞋支承和带动着人体向前行驶。当脚向上抬起迈步时，脚蹬部件绕定轴向上转动α角，同时带动连杆使齿条向上移动，飞轮反转(为下次重力和脚踏力作功做准备)；此时弹性履带在自身重力作用下，仍保持和地面接触，弹性履带的履齿对地面之间的摩擦力，通过履带使驱动轮和行星增速器继续保持运动，这时飞轮的内齿与棘爪产生相对滑动。在弹性履带沿地面前进的过程中，整个机架还起着给弹性履带导向的作用。调节履带张紧螺栓上的调节螺母，可使导向轮在机架前平叉嘴内平行移动，从而可用来调节弹性履带的张紧程度。
这种新型旱冰鞋由于采用承重轮和弹性履带相结合的承重方式，使人体重量均匀分布在弹性履带底面，从而减少了前进阻力，行驶速度比步行快。齿条与飞轮的传动和行星增速器与驱动轮的驱动方式，使得行驶时脚很省力。履带上紧密排列的履齿充入空气后，使履齿具有低压弹性，再加上履齿之间具有间隙，所以履齿能适应路面凹凸不平的变化而产生弹性形变，因此即使在不规整的路面行驶，履齿也能与地面保持良好的弹性接触，不仅能减缓冲击力对履带的垂直分量，同时也能减缓冲击力对履带的水平分量，使人行驶时感到平稳自如。这种旱冰鞋体积小(单只外形尺寸约为430mm×125mm×190mm)、重量轻(单只重量约为2.5kg)、存放和携带均很方便。它不但仍然可以作为运动场上的运动娱乐工具，而且还可作为普通道路上的运动娱乐工具，甚至在一定程度上取代自行车，成为一种停放和携带更为方便的新型交通工具。
以下结合附图和实施例对本实用新型加以进一步详细说明。
图1为本实用新型一种具体结构的立体透视图；图2为
图1中机架的立体透视图；图3为
图1中承重轮和导向轮的结构示意图；图4为
图1中脚蹬部件向下转动时飞轮的工作示意图；图5为
图1中脚蹬部件向上转动时飞轮的工作示意图；图6为
图1中飞轮和行星增速器的结构示意图；图7为
图1中弹性履带的立体透视示意图；图8为图7中气门嘴部分的放大结构图；图9为
图1中脚蹬部件的局部结构图；
图10为
图1中脚蹬部件的踏板的立体透视图。
上述图中的附图标记是1，调节螺母；2，履带张紧螺盖；3，履带张紧螺栓；4，固定螺母；5，导向轮；6、连接螺栓；7，螺母；8，下机架；9、上机架；10，承重轮；11，弹性履带；12，齿条；13，行星增速器；14，连杆；15，螺母；16，脚蹬部件；17，销轴；18，定轴；19、后叉横梁；20、承重轮定轴固定剖分孔；21，加强筋；22，机架前平叉嘴；23，机架前叉嘴；24，机架连接螺栓光孔；25，横梁连接螺栓光孔；26，机架后叉；27，机架后平叉嘴；28，齿条轨道；29，踏板；30，防尘盖；31，轴孔；32，鞋面固定孔；33，轴孔；34，定轴；35，轴碗；36，钢球；37，轴挡；38，固定垫圈；39，螺母；40，挡圈；41，气门芯；42，气道；43，气眼；44，气门芯套；45，内胎；46，胎趾；47，外胎；48，胎侧；49，帘布层；50，平皮带；51，胎冠；52，轮壳；53，辐板；54，轴碗；55，定轴；56，钢球；57，轴挡；58，固定垫圈；59，螺母；60，防尘盖；61，散热孔，62，螺钉；63，油塞螺孔；64，行星架，65，太阳轮；66，滚针轴承；67，行星轮；68，弹性轴卡；69，行星轮轴；70，轴挡；71，固定垫圈；72，螺母；73，棘爪；74，钢球；75，飞轮；76，行星架；77，后机盖；78，螺钉；79，钢球；80，驱动轮；81，气帽螺孔；82，散热片；83，驱动轮轮辐；84，机壳；85，螺钉；86，前机盖；87，行星轮轴；88，89，钢球；90，键；91，太阳轮；92，螺母；93，固定垫圈；94，轴挡；95，钢球；96，轴碗；97，防尘罩；98，轴承端板；99，螺栓；100，内齿圈；101，棘爪簧；102，飞轮内齿；103，滚针轴承；104，螺母，105，行星轮；106，内齿圈；107，健；108，加强筋；109，垫片。
参见
图1及图2，上机架(9)与下机架(8)之间的连接，图中实施例是分别在上机架(9)和下机架(8)上加工几对上下位置相对应的机架连接螺栓光孔(24)，并在这几对孔中装入连接螺栓(6)和用螺母(7)固紧。上机架(9)和下机架(8)左右对称的承重轮定轴固定剖分孔(20)均具有四对，因此可用来安装四个承重轮(10)，承重轮(10)的安装个数也可不为四个而为其它数量。后叉横梁(19)在机架后叉(26)上的固定，是在机架后叉(26)和后叉横梁(19)上分别加工出相对应的横梁连接螺栓光孔(25)，并在孔(25)中置入连接螺栓和螺母。参见图2，由于机架(8、9)为一薄壳结构，为使其具有足够的刚性，在机架(8、9)上特别设置一些加强筋(21)。参见图3，承重轮(10)和导向轮(5)的定轴(55)与辐板(53)之间的轴承装置，是采用两个轴碗(54)分别压入两端辐板(53)内，在轴碗(54)内装入钢球(56)和黄油，定轴(55)从两轴碗(54)中穿过，轴挡(57)从定轴(55)两端旋入与钢球(56)配合。为防止轴挡(57)松动，装上固定垫圈(58)和螺母(59)，并且固定垫片(58)的横截面也做成与定轴(55)端部相适配的两边平行的“O”形。为了防止承重轮和导向轮滚动时沿定轴方向移动到紧贴机架内侧面，以致阻碍其滚动，特别在承重轮和导向轮的定轴(55)两端加工出台阶面，使得台阶面限制承重轮和导向轮沿定轴方向的移动。参见图6，行星增速器(13)的设计，主要参照机械工业出版社1987年出版的《渐开线行星齿轮传动设计》一书，最宜采用书中所述的22－X类轮系的两级NCW型法兰式行星增速器(无均载机构)，用两级行星架(76、64)输入、太阳轮(65、91)输出的型式串联，总增速比为1／12，两级行星轮数均为3，两级齿轮除齿宽不同外，其它参数相同，行星轮轴(69、87)采用中空柔性轴，可起均载作用。驱动轮(80)与行星增速器(13)的连接，在图6中左端是通过钢球(79)和机壳(84)法兰柱面上的钢球滚道相配合，右端是轮辐(83)的毂孔，通过键(10)与太阳轮(91)的输出轴连接。行星增速器(13)与上机架(9)的连接，在图6中左端是用螺钉(78)将行星增速器(13)固定在上机架(9)上，右端是用螺栓(99)和螺母(104)将太阳轮(91)的输出轴自位轴承端板(98)与上机架(9)连接。飞轮(75)与行星增速器(13)的连接，如图4至图6所示，是在行星架(76)轴端装入棘爪(73)和棘爪簧(101)，在飞轮(75)内装入钢球(74)和黄油，然后将飞轮(75)装在行星架(76)的轴端，飞轮(75)的内齿(102)与棘爪(73)啮合。本实用新型的行星增速器(13)亦可采用《渐开线行星齿轮传动设计》一书中所介绍的渐开线少齿差行星齿轮传动装置，如按NN型或零齿差组成的行星齿轮机构。为了防止弹性履带(11)从驱动轮(80)、承重轮(10)和导向轮(5)的侧向滑落，这些轮子的柱面最好做成向中部凸起的腰鼓形。参见图7和图8，外胎(47)宜用工业硫化橡胶制造，气门芯(41)和气门芯套(44)宜用弹性较好的工业硫化橡胶制造，内胎(45)用较薄的橡皮一次制成圆筒状。为使气门芯(41)与气门芯套(44)定位配合牢靠，气门芯(41)中部加工有一凸台与气门芯套(44)定位配合。参见图9，脚蹬部件(16)的踏板(29)前端的定轴(34)与轴孔(31)间的轴承装置，是将两个轴碗(35)分别压入轴孔(31)两端，在轴碗(35)内装入钢球(36)和黄油，定轴(34)从两轴碗(35)中穿过，在定轴(34)两端旋入轴挡(37)与钢球(36)配合，然后装上固定垫圈(38)和螺母(39)。参见
图1，将脚蹬部件(16)的定轴(34)两端装入机架前叉嘴(23)后，为防止定轴(34)在轴向移动，在定轴(34)两端旋入螺母(15)使定轴(34)和机架前叉嘴(23)固定。参见
图10及
图1，脚踏部件的踏板(29)后端的定轴(18)在踏板(29)上的安装，是在踏板(29)后端开一个横向的轴孔(33)，将定轴(18)紧压入轴孔(33)中。为了防止连杆(14)从定轴(18)端部脱出，应将定轴(18)端部做得稍粗一些。
图1所示旱冰鞋适合左脚穿用，适合右脚穿用的旱冰鞋，需改变脚蹬部件(16)的鞋面，以及将连杆(14)、齿条(12)与飞轮(75)等传动部件改装在右脚鞋外侧而与左脚鞋对称，其余结构相同。
权利要求1.一种弹性履带式滚轮旱冰鞋，其特征在于A)它具有一个由上机架(9)和下机架(8)拼接起来的整体机架，上机架(9)与下机架(8)相拼接处的左右两侧，均分别相对称地开有几个承重轮定轴固定剖分孔(20)，上下位置对应的每两个孔(20)就组合成一个完整的承重轮定轴固定孔，该孔的横截面呈两边平行的“
”形，在每两个左右对称的承重轮定轴固定孔之间的机架空间，都装有一个承重轮(10)；B)在上机架(9)的下前方，两侧对称地开有机架前平叉嘴(22)，在两个机架前平叉嘴(22)之间的机架空间，装有一个导向轮(5)，机架前平叉嘴(22)水平中心平面比承重轮(10)轴线所处水平平面高出一个高度e；C)承重轮(10)和导向轮(5)的结构是，均具有一个两端带辐板(53)的圆筒形的轮壳(52)，一根位于轮壳(52)内的定轴(55)穿过辐板(53)中心的开孔而伸出在轮壳(52)两端，定轴(55)与辐板(53)之间装有轴承装置，伸出在轮壳(52)外的定轴(55)两端的横截面呈两边平行的“
”形，承重轮(10)的定轴(55)两端分别相适配地插入机架(8，9)左右对称的两个承重轮定轴固定孔内而与机架(8，9)相固连，导向轮(5)的定轴(55)两端分别相适配地插入机架前平叉嘴(22)内而与机架(8，9)相固连；D)在导向轮(5)的定轴(55)的两端，分别纵向地装有一根尾部带套环的履带张紧螺栓(3)，其尾部套环套合在定轴(55)端部，套环外侧的定轴(55)上用固定螺母(4)将套环固紧，在两个机架前平叉嘴(22)的末端各套有一个履带张紧螺盖(2)，履带张紧螺栓(3)从履带张紧螺盖(2)的孔中穿过，螺盖(2)另一端的螺栓(3)上旋有一个调节螺母(1)；E)在上机架(9)的后方，两侧对称地开有机架后平叉嘴(27)，在两个机架后平叉嘴(27)之间的机架空间，装有一个由其内部的行星增速器(13)驱动的驱动轮(80)，该行星增速器(13)的输入端接有一个飞轮(75)，机架后平叉嘴(27)水平中心平面比承重轮(10)轴线所处水平平面高出一个高度f；F)围绕导向轮(5)、承重轮(10)、驱动轮(80)及机架(8，9)上方一周，装有一根环形封闭的弹性履带(11)，弹性履带(11)包括一根环形封闭的平皮带(50)和依次紧贴排列在平皮带(50)外侧的若干个履齿，履齿由外胎(47)、内胎(45)、挡圈(40)、气门芯套(44)和气门芯(41)构成，外胎(47)内部为帘布层(49)，帘布层(49)外具有胎冠(51)、胎侧(48)和胎趾(46)，胎冠(51)较厚有花纹，胎趾(46)用于与平皮带(50)连接在一起，内胎(45)紧贴在外胎(47)内，外胎(47)和内胎(45)同一端开口上紧密嵌合着一个其中心开孔与内胎(45)内部相连通的挡圈(40)，气门芯(41)从挡圈(40)外侧穿过挡圈开孔和内胎开口进入内胎(45)内部，从气门芯(41)外露端开有通入内部的气道(42)，气门芯(41)另一端侧面开有气眼(43)与气道(42)相通，在气门芯(41)外部紧裹套着一个两端开口的回转体的气门芯套(44)，气门芯套(44)靠挡圈(40)的一端紧固在内胎(45)内壁上；G)在上机架(9)的后上方，两侧对称地具有机架后叉(26)，在机架后叉(26)上固定有后叉横梁(19)，在上机架(9)的上前方，两侧对称地开有机架前叉嘴(23)；H)在弹性履带(11)的上方，装有脚蹬部件(16)，脚蹬部件(16)的踏板(29)前端开有横向的轴孔(31)，一根位于轴孔(31)内的定轴(34)穿过轴孔(31)两端伸出在外，定轴(34)与轴孔(31)之间装有轴承装置，伸出在轴孔(31)外的定轴(34)两端的横截面呈两边平行的“
”形，定轴(34)两端相适配地插入机架前叉嘴(23)内，定轴(34)相对于机架(8，9)不能转动，脚蹬部件(16)的踏板(29)后端装有一根穿过踏板(29)且与踏板(29)相对固定的横向的定轴(18)，一根连杆(14)的一端滑套合在定轴(18)端部，连杆(14)的另一端通过销轴(17)与一根齿条(12)相活销连接，齿条(12)装在与上机架(9)固定相连的一个竖直的齿条轨道(28)内可以上下移动，齿条(12)上的齿与行星增速器(13)输入端的飞轮(75)相啮合，齿条(12)底端侧向具有一个限位勾。
2.如权利要求1所述的旱冰鞋，其特征在于，在上机架(9)和下机架(8)上加工几对上下位置相对应的机架连接螺栓光孔(24)，并在这几对孔中装入连接螺栓(6)和用螺母(7)固紧。
3.如权利要求1所述的旱冰鞋，其特征在于，上机架(9)和下机架(8)左右对称的承重轮定轴固定剖分孔(20)均具有四对，用来安装四个承重轮(10)。
4.如权利要求1所述的旱冰鞋，其特征在于，行星增速器(13)采用22－X类轮系的两级NGW型法兰式行星增速器(无均载机构)。
5.如权利要求1所述的旱冰鞋，其特征在于，行星增速器(13)与上机架(9)的连接，在左端是用螺钉(78)将行星增速器(13)固定在上机架(9)上，右端是用螺栓(99)和螺母(104)将太阳轮(91)的输出轴自位轴承端板(98)与上机架(9)相连接。
专利摘要本实用新型由机架、承重轮、导向轮、驱动轮、弹性履带、履带张紧装置、行星增速器、飞轮、齿条轨道、齿条、连杆及脚蹬部件等组成，弹性履带的履齿内充满空气。人穿上此鞋，交替向下踩动和向上提起脚蹬部件，旱冰鞋可支承和带动人体向前行驶。这种鞋体积小、重量轻、携带和保管方便；行进阻力小，即使在凹凸不平的道路上也行驶自如。不但可作为一切场地和路面上的运动娱乐工具，而且还可作为交通工具而在一定程度上取代自行车。
文档编号A63C17/10GK2076868SQ9021580
公开日1991年5月15日 申请日期1990年9月1日 优先权日1990年9月1日
发明者冯晓光 申请人:冯晓光