专利名称：一种弹跳步行器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及体育用品技术领域，具体地说是一种弹跳步行器。
现有技术中给出的弹跳器包括支杆、脚踏板和弹簧贮能装置，虽然其结构简单，但由于双脚共用一根支杆，只能作简单的双脚弹跳。现有技术中给出的步行器有的结构复杂，体积庞大，重量达25公斤，有的还需用内燃机作动力，实用性均较差。
本实用新型的目的在于设计一种结构简单、重量轻、可弹跳也可步行或奔跑的弹跳步行器。
本实用新型的设计方案包括支杆、脚踏板和弹簧贮能装置，其特征在于所说的弹簧贮能装置固定在支杆的上端，支杆下端先向后下方弯折，再向外侧水平弯折，最后又向后下方弯折，在第一弯折段并排固定有一上端呈直角水平弯折的脚蹬杆，所说的脚踏板安装在脚蹬杆的上端，支杆的下端和脚蹬杆的下端组成叉形，其端部固定安装有动力架座，动力架座上活动安装有动力架轴，动力架轴固定连接在动力架上，动力架的底部呈长方形，其中部与底部成钝角α1向上弯折，其上部与中部成钝角α2向前弯折，动力架轴固定连接在动力架上部与中部的弯折处，在支杆竖直段的下端固定有滑轮座，滑轮通过滑轮轴安装在滑轮座上，钢索的上端与弹簧贮力装置中的弹簧相连接，其下端绕过滑轮后固定在动力架的上端。
本实用新型给出的步行器穿着时左右脚各穿一只，尺寸相同，方向相反，左右对称。由于设计时充分考虑到人的步行体态特征，从结构上保证了人员在使用步行器时能够以完全自然的行走和跳跃动作运动，具有设计合理、结构简单、重量轻(只有5公斤)、成本低、加工制作方便等优点。
本实用新型有如下附图
图1弹跳步行器结构示意图图2步行器下半部侧视示意图图3步行器下半部正视示意图图4步行器下半部俯视示意图图5护膝示意图图6脚跟护板示意图图7弹簧贮能装置结构示意图图8支杆长度调节示意图图9滑轮安装示意图
图10提腿助力器结构示意图
图11步行器穿着示意图
图12步行器装包携行示意图
以下结合附图对本实用新型作详细说明。
图1为本实用新型结构示意图，支杆可以采用强度较高的材料制作，例如采用圆形钢管、不锈钢管或合金铝管，弹簧贮能装置固定在支杆的上端。为了使支杆具有一定弹性和穿着方便，支杆的下端先向后下方、再向外侧水平、最后又向后下方弯折(参见图2、图3和图4)，在第一弯折段并排固定(例如可以焊接、铆接或用螺钉连接)有一上端呈直角水平弯折的脚蹬杆4，脚踏板16安装在脚蹬杆4的上端，即呈水平位置的一端(参见图3，图4)。支杆和脚蹬杆的下端(即向后下方弯折的一端)组成叉形，其端部固定安装(例如可以焊接)有动力架座11，动力架座11上活动安装有动力架轴12，动力架轴12固定连接(例如可以焊接)在动力架13上，这样，支杆与动力架之间可以相对转动。动力架13是本实用新型的着地部分，为了保证行进中的稳定性，动力架的底部51设计成长方形，例如可以采用圆形细钢管弯制而成，其上焊有横向加强筋14，其着地面设有橡胶垫50。动力架的底部51自后端向上弯折形成动力架中部52，动力架中部52与动力架底部51成钝角α1向上弯折，动力架上部53与动力架中部52成钝角α2向前弯折。为了有足够的强度，动力架上焊有垂直加强筋15。动力架轴12固定连接(例如可以焊接)在动力架上部53与动力架中部52的弯折处。在支杆竖直段的下端固定(例如可以焊接、铆接或螺钉连接)有滑轮座10，滑轮8通过滑轮轴9安装在滑轮座10上(参见图9)，滑轮8用于钢索35的导向、转向。钢索35的上端与弹簧贮力装置中的弹簧31相连接(参见图7)，其下端绕过滑轮8后固定在动力架13的上端，即动力架上部53的端部，例如可以通过焊接在动力架上端的钢索连接座20固定。钢索35的作用是传递动力。
为了适合不同使用者腿长、脚长的要求，本实用新型的支杆设计了一种长度可调的结构(参见图8)，由上支杆1、下支杆2和长度调整螺3组成，上支杆1插在下支杆2内，由旋于下支杆2顶部螺纹上的长度调整螺3紧固，这样，支杆的长度就可以方便地进行调节。脚踏板16通过半圆形连接座17安装在脚蹬杆4的上端，连接方式可以是固定连接，但使用者的脚部容易疲劳。本实用新型在连接座17上沿圆周方向开有限位槽18，限位螺钉19穿过限位槽18旋拧在脚蹬杆4上，这样，脚踏板16可绕轴作上下俯仰，步进时可模拟人在地上行走的姿势，舒适、自然，不易疲劳。俯仰角度以15°为佳，所以可将限位槽18相应的圆心角设计为15°。脚踏板16的前端固定有脚尖护板5，后端安装有位置前后可调的脚跟护板6，前后护板上设有脚带37。脚踏板16后部开设若干螺孔即可调节脚跟护板6的安装位置。脚踏板16的结构与安装方式参见图2、图3和图6。
步行器可通过皮带栓系于膝部，为了栓系方便、牢固并对膝部进行保护，本实用新型在上支杆1的上部设有护膝36，护膝36可以安装在贮能装置连接座27上(参见
图1)护膝上设有护膝带49和海绵条54，还设有传递手臂动力用的尼龙绳固定环39和导向环38(参见图5)。
弹簧贮能装置最简单的结构可以由弹簧和弹簧座组成。为了使贮能装置能安全、可靠地工作，并能适应承受大、小两种负荷，本实用新型给出了一种弹簧贮能装置，由低负荷簧31、加力簧32、弹簧座33、压筒21、芯轴22、半圆转换开关23、转换开关座24、钢索连接座25、压帽29和护盖30组成，并通过固定在上支杆1上端的贮能装置连接座27及加强筋28与上支杆1连为一体，低负荷弹簧31安置在弹簧座33上，其上端设有压筒21，压筒内设有芯轴22，钢索连接座25旋拧在芯轴22下端，芯轴22上开有半圆环槽26，与半圆环槽26对应的压筒21外面设有半圆转换开关23和转换开关座24，压筒21外面设有压在加力弹簧32上端的凸台55，加力弹簧32套在低负荷弹簧31外面，其下端由弹簧座33上的圆台56支撑，护盖30套在弹簧32外面并由螺钉34连接在弹簧座33上，压帽29罩在压筒21上面。弹簧31、32采用涡卷弹簧，以保证足够的强度和较长的使用寿命。芯轴22穿在压筒21内，并可轴向移动。半圆转换开关23安装在焊接于压筒21上的开关座24上，当开关平面向内时芯轴解脱，当开关圆面向内时芯轴固定，此时压筒21、芯轴22将同为一体联动。弹簧座33可以采用铝制作，弹簧护盖30可以采用塑料制作。用于传递动力的钢索35固定在钢索连接座25上。
本实用新型的工作机制如下1.当人原地直立时，身体重心位于脚踏板转轴附近，这一静负荷通过钢索传至弹簧。由于此时弹簧所受到的轴向压力大大小于设计的最大工作压力，故脚踏板及位于其上的人体仅微微下沉，悬挂于步行器上。
2.迈步前移时，人体重心向前偏离原重心位置，加大了动力矩，此力矩与脚向下的蹬踏力一同传至弹簧使之进一步被压缩。
3.蹬踏结束，人腿回缩，此时弹簧所受压力突然消失而伸张复位，其力量经钢索牵动动力架产生推力，使人向前上方运动。
4.人体腾空落地时，则弹簧在重力势能和重心前移所形成的“杠杆”效应的复合作用下产生更大变形并将能量转为位能贮备。显然腾起越高，重心前移越大，弹簧为下次工作提供的辅助力就越强。
5.上述动作反复进行，则人得以快速行进或跃起，其速度和高度均大于正常值。与行进速度相关的一个重要因素是跨越步幅。由于步行器加长了人腿故能增大步幅，这也是该器械能快速行进的一个原因。
6.由于本设计采用了双弹簧分动一联动的方法，故能在小负荷步行和大负荷快跑时有效利用弹簧能量，使之无论在哪种情况下均能对人保持较长的作用时间。
本实用新型还设计了由上臂摆动产生动力的提腿助力器，所说的提腿助力器由腰带46、背带44、肩带45、肩轴41、肩宽调整螺48、臂板轴42和臂板43组成，背带44的上端套在肩轴41中部，下端与腰带相连，左、右两条肩带45的上端套装在肩轴41上，下端连接在腰带上，左、右两个臂板轴42分别穿过左、右臂板43后拧入肩轴41两端的螺孔内，并由肩宽调整螺48紧固定位，左、右步行器的尼龙绳40分别穿过左右护膝36上的导向环38和腰带左右的尼龙绳支撑环47后栓系在左右臂板43上的尼龙绳系孔57上。
提腿助力器的结构参见
图10，肩轴41可由圆形钢管制作，两端车有内螺纹。臂板43可用塑料制作，垂直面上端套入臂板轴42，前面可镶软垫58，水平走向的面上开有若干尼龙绳系孔57。左、右两条肩带45和腰带46均设计成长度可调的结构。尼龙绳40的下端系在护膝36下端的固定环39上，另一端先后穿过护膝36上端的导向环38、腰带46上的支撑环47系在臂板43的系孔57上。手臂向后摆时，尼龙绳40向上提拉，帮助腿部上抬，增加了提腿的力量，可以抵消步行器的部分重量。
步行器用带子固定在人员的双膝和双足上，高强度弹簧通过钢索与动力杠杆相连。行走时人交替以双脚向前向上蹬踏，着地时其身体和器械的大部分重力势能存贮在被压缩的弹簧中，从而为再次蹬踏提供辅助能量。弹簧储存力量的多少，与人行走时支撑腿对地面产生的垂直压力的大小有关。由于正常行走时人蹬踏力的50％被用来克服地心引力，而步行器则把这一向上的力转化为向前的推力，这就减少了用于克服引力而损失能量的80％，故此大大加快了行进速度，其理论计算值约为30～40km/h。
图11、
图12分别给出了步行器穿着时和装包携行时的示意图。
步行器使用的安全性分折如下1.虽然步行器增高了人体，但因器械重量集中于人膝部以下，所以能将整体重心下移使之接近正常位置，避免了“踩高跷”现象，此外步行器着地面积大于双脚着地面积，故能保证足够的稳定性。
2.步行器与人脚贴着牢靠，能保证人以完全自然的步态行进，并对各种意外情况作出迅速反应。
3.正如人在蹦床上跳跃时可以迅速停止腾空一样，当使用步行器弹跳或行进时，若需减速或制动，则只需将着地腿回抬则可。
4.当行进中向前意外跪倒时，双膝可得到护膝保护。
权利要求1.一种弹跳步行器，包括支杆、脚踏板和弹簧贮能装置，其特征在于所说的弹簧贮能装置固定在支杆的上端，支杆下端先向后下方弯折，再向外侧水平弯折，最后又向后下方弯折，在第一弯折段并排固定有一上端呈直角水平弯折的脚蹬杆(4)，所说的脚踏板(16)安装在脚蹬杆(4)的上端，支杆的下端和脚蹬杆(4)的下端组成叉形，其端部固定安装有动力架座(11)，动力架座(11)上活动安装有动力架轴(12)，动力架轴(12)固定连接在动力架(13)上，动力架(13)的底部(51)呈长方形，其中部(52)与底部(51)成钝角α1向上弯折，其上部(53)与中部(52)成钝角α2向前弯折，动力架轴(12)固定连接在动力架上部(53)与中部(52)的弯折处，在支杆竖直段的下端固定有滑轮座(10)，滑轮(8)通过滑轮轴(9)安装在滑轮座(10)上，钢索(35)的上端与弹簧贮力装置中的弹簧(31)相连接，其下端绕过滑轮(8)后固定在动力架(13)的上端。
2.根据权利要求1所述的弹跳步行器，其特征在于所说的支杆由上支杆(1)、下支杆(2)和长度调整螺(3)组成，上支杆(1)插在下支杆(2)内，由旋于下支杆(2)顶部螺纹上的长度调整螺(3)紧固，上支杆1的上端设有护膝(36)，所说的脚踏板(16)通过半圆形连接座(17)安装在脚蹬杆(4)的上端，连接座(17)上沿圆周方向开有限位槽(18)，限位螺钉(19)穿过限位槽(18)旋拧在脚蹬杆(4)上，脚踏板(16)的前端固定有脚尖护板(5)，后端安装有位置前后可调的脚跟护板(6)。
3.根据权利要求1或2所述的弹跳步行器，其特征在于所说的弹簧贮能装置由低负荷簧(31)、加力簧(32)、弹簧座(33)、压筒(21)、芯轴(22)、半圆转换开关(23)、转换开关座(24)、钢索连接座(25)、压帽(29)和护盖(30)组成，并通过固定在上支杆(1)上端的贮能装置连接座(27)及加强筋(28)与上支杆(1)连为一体，低负荷弹簧(31)安置在弹簧座(33)上，其上端设有压筒(21)，压筒内设有芯轴(22)，钢索连接座(25)旋拧在芯轴(22)下端，芯轴(22)上开有半圆环槽(26)，与半圆环槽(26)对应的压筒(21)外面设有半圆转换开关(23)和转换开关座(24)，压筒(21)外面设有压在加力弹簧(32)上端的凸台(55)，加力弹簧(32)套在低负荷弹簧(31)外面，其下端由弹簧座(33)上的圆台(56)支撑，护盖(30)套在弹簧(32)外面并由螺钉(34)连接在弹簧座(33)上，压帽(29)罩在压筒(21)上面。
4.根据权利要求3所述的弹跳步行器其特征在于所说的护膝(36)下端设有尼龙绳固定环(39)，上端设有尼龙绳导向环(38)，尼龙绳(40)的下端栓系在固定环(39)上，其上端穿过导向环(38)与提腿助力器相连，所说的提腿助力器由腰带(46)、背带(44)、肩带(45)、肩轴(41)、肩宽调整螺(48)、臂板轴(42)和臂板(43)组成，背带(44)的上端套在肩轴(41)中部，下端与腰带相连，左、右两条肩带(45)的上端套装在肩轴(41)上，下端连接在腰带上，左、右两个臂板轴(42)分别穿过左、右臂板(43)后拧入肩轴(41)两端的螺孔内，并由肩宽调整螺(48)紧固定位，左、右步行器的尼龙绳(40)分别穿过左右护膝(36)上的导向环(38)和腰带左右的尼龙绳支撑环(47)后栓系在左右臂板(43)上的尼龙绳系孔(57)上。
专利摘要本实用新型公开了一种弹跳步行器，包括支杆、脚踏板和弹簧贮能装置，其特征在于所说的弹簧贮能装置固定在支杆上端，支杆下端弯折处焊有脚蹬杆，用于安装脚踏板，支杆和脚蹬杆的下端组成叉形，并通过动力架座、动力架轴与动力架相连接，传递动力用的钢索的上端与贮能装置的弹簧相连，下端绕过滑轮后固定在动力架上端。本实用新型具有设计合理、重量轻、成本低等优点，可用于体育、娱乐活动，也可用于部队快速行军。
文档编号A63B25/00GK2222545SQ9520830
公开日1996年3月20日 申请日期1995年4月17日 优先权日1995年4月17日
发明者赵奠军 申请人:赵奠军