本发明涉及骑行用品技术领域，具体涉及一种依靠磁场实现自行车骑行鞋与自行车脚踏板之间锁紧及解锁的自行车锁鞋与锁踏的锁紧装置。
背景技术：
自行车骑行鞋分为自锁和非自锁两类。其中，非自锁类骑行鞋类似于普通运动鞋，无自锁装置，而自锁类骑行鞋则需与锁片、自锁脚踏(下称锁踏)配合使用。现行自锁类骑行鞋，在使用前先在骑行鞋底面的前脚掌部位安装锁片，形成锁鞋，然后通过机械式锁紧机构实现与锁踏之间的锁紧及解锁，即，使用时，骑行者穿上锁鞋，将脚尖卡入锁踏然后向后踩踏，实现锁鞋与锁踏锁紧。这种锁鞋与锁踏之间的配合，可以增加骑行效率、节省体力、保护脚踝、防止打滑、维持正确的骑行姿势。但其不足点，一是锁片与锁踏的机械磨损较为严重，致使锁片及锁踏成为易损件；二是安装在骑行鞋前脚掌部位的锁片突出于鞋底平面，致使骑行者行走不便；三是锁鞋与锁踏间解锁时需要一定的时间，导致路面颠簸时自行车容易失控，特别是面临危险状况时，因不能及时解锁而可能致骑行者于危险。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种利用磁场引力的变化实现锁鞋与锁踏的锁紧与解锁，不仅可减少锁片与锁踏的磨损、保持骑行鞋的底部平整，而且操作便利、安全性高的自行车锁鞋与锁踏的锁紧装置。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
本发明自行车锁鞋与锁踏的锁紧装置包括安装在骑行鞋底面的锁片和锁踏。所述锁片上设有至少两个弱磁性u形永磁铁；所述锁踏包括呈圆形管状且其上部内侧带有下沉槽的主体、设置于主体上部的压板、装配在所述下沉槽内并置于所述压板下面的盖板和安装在所述主体内的脚踏轴，所述主体上设有至少两个其内壁带有螺旋凹槽的空槽，每个所述空槽内设有可沿各自的螺旋凹槽移动的支架，所述支架内安装有强磁性u形永磁铁。
所述支架的两侧分别设有与所述主体内的螺旋凹槽相配合的螺旋凸槽。
所述设置于锁片上的弱磁性u形永磁铁和设置于锁踏内的强磁性u型永磁铁的数量相同，并且一一对应，每个设置于锁片上的弱磁性u形永磁铁的n极和s极分别与对应的设置于锁踏内的强磁性u型永磁铁的s极和n极相对。
所述踏锁的主体上部设有一通孔，所述通孔内有穿过的脚踏轴，孔的两端分别装有轴承a和轴承b，所述轴承a和轴承b与安装在所述主体内的脚踏轴及所述主体形成可动连接。
所述锁片上设有至少两个长圆形螺栓孔。
本发明的有益效果，一是利用分别安装在锁鞋鞋底和锁踏之中的永久磁铁所产生的磁场引力实现锁鞋与锁踏的锁紧，因而避免了机械锁紧部件的磨损，并且能保持骑行鞋底部平整，使骑行人感觉舒适；二是利用传力螺旋传动原理，通过改变装有永磁铁的锁鞋与锁踏之间的磁引力来实现上锁和解锁，因而操作方便，即使遇到路面颠簸等状况也不易失控，确保安全性。
附图说明
图1是本发明自行车锁鞋与锁踏的锁紧装置的结构主视示意图。
图2是本发明自行车锁鞋与锁踏的锁紧装置处于锁紧状态时的结构俯视示意图。
图3是图2中a-a向示意图。
图4是本发明自行车锁鞋与锁踏的锁紧装置处于解锁状态时的结构俯视示意图。
图5是图4中b-b向示意图。
图6是本发明自行车锁鞋与锁踏的锁紧装置的锁鞋与锁踏锁紧原理示意图。
图7是本发明自行车锁鞋与锁踏的锁紧装置的锁片的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明自行车锁鞋与锁踏的锁紧装置的优选实施方式作具体说明。
如图1至图7所示，本发明自行车锁鞋与锁踏的锁紧装置包括安装在骑行鞋底面18的锁片2和锁踏。所述锁片2上设有两个相对而置的弱磁性u型永磁铁a1和弱磁性u型永磁铁c16。所述锁踏包括呈圆形管状且其上部内侧带有下沉槽20的主体7、设置于主体7上部并用螺钉相连接的压板8、装配在所述下沉槽20内并置于所述压板8下面的盖板3和安装在所述主体7内的脚踏轴13，所述盖板3可在主体7的下沉槽20内转动。所述主体7设有两个空槽21，所述空槽21可呈圆弧状，每个空槽21的内壁带有螺旋凹槽22。所述主体7的两个空槽21内分别设有支架a4和支架b14，所述支架a4内安装有强磁性u型永磁铁b5，所述支架b14内安装有强磁性u型永磁铁d15。所述设置于锁踏内的强磁性u型永磁铁b5的s极和n极分别与设置于锁片2上的弱磁性u形永磁铁a1的n极和s极位置相对，所述强磁性u型永磁铁d15的s极和n极分别与设置于锁片2上的弱磁性u形永磁铁c16的n极和s极位置相对，以保证锁片与锁踏相互吸引。设置于锁踏内的强磁性u型永磁铁的数量和设置于锁片2上的弱磁性u形永磁铁数量要相同，不局限于两个，可以是两个以上，并且要彼此一一对应，每个设置于锁踏的强磁性u型永磁铁的s极和n极要分别与设置于锁片2上的相对应的弱磁性u形永磁铁的n极和s极相对。
所述支架a4和支架b14的两侧分别设有螺旋凸槽23，所述螺旋凸槽23与所述主体7的螺旋凹槽22相配合。所述螺旋凸槽23的两侧面呈圆弧形，与主体7的内侧表面相配合。所述支架a4和支架b14可在主体7的空槽21内沿螺旋凹槽22移动，即支架a4和支架b14可在主体7的空槽21做螺旋运动。所述主体7的上部设有一通孔，所述通孔内有穿过的脚踏轴13，通孔的两端分别装有轴承a11和轴承b12，所述轴承a11和轴承b12与安装在所述主体7内的脚踏轴13形成可动连接，即脚踏轴13可在主体7内任意转动。所述脚踏轴13的一侧通过螺纹与自行车曲柄连接，另一侧通过螺纹与锁紧螺母9、轴挡10连接。所述轴挡10与轴承a11形成可转动的连接，轴承b12与脚踏轴13形成可转动的连接。
所述锁片2上设有至少两个长圆形螺栓孔19，以便根据骑行者的需要调节锁片2安装于骑行鞋底面18的位置。
本发明自行车锁鞋与锁踏的锁紧装置的工作原理如下所述。
上锁原理：
骑行者将锁鞋轻轻置于锁踏之上，此时在锁片2上的弱磁性u型永磁铁a1以及弱磁性u型永磁铁c16与锁踏之中的强磁性u型永磁铁b5以及强磁性u型永磁铁d15之间形成较弱的磁场，并产生引力，此时，支架a4和支架b14分别在强磁性u型永磁铁b5和强磁性u型永磁铁d15的带动下，沿主体7的螺旋凹槽22进行螺旋式上升，直至强磁性u形永磁铁b5以及强磁性u形永磁铁d15的上表面与盖板3接触。在磁力的作用下，锁鞋将会在此过程之中自动定位。
由于脚踏轴13安装于主体7内，致使锁踏的重心会自动在脚踏轴13的下部，盖板3上表面将始终朝上，因此，骑行者可以轻松地将锁鞋置于盖板3的上表面之上。
骑行原理：
如图6所示，安装于支架a4之中的强磁性u形永磁铁b5的n极和s极，与安装于锁片2的弱磁性u形永磁铁a1的s极和n极分别对正。此时，在两块永磁铁对应的位置将产生力f1和f2以及f3和f4，并且有fa和fb。
骑行者骑行时，骑行者的一条腿向下蹬踏，同时另一条腿向上回收。骑行者向下蹬踏时，会在锁鞋上产生作用力fc，在锁踏上产生反作用力fd。若锁鞋相对锁踏之间发生向左的横向滑动趋势v，则磁场产生的横向作用力fa和fb，以及由运动趋势产出的摩擦阻力fv，共同抵御这种滑动趋势，防止锁鞋与锁踏发生打滑。摩擦阻力等于锁鞋和锁踏接触表面的正压力与摩擦系数的乘积。而正压力是磁场力f1及f4与蹬踏力fc之和。若锁鞋相对锁踏发生向右的横向运动趋势以及发生相对垂直于纸面的横向运动趋势，则同理。
解锁原理：
骑行者转动穿有锁鞋的脚，锁鞋将带动盖板3转动，随之锁片2中的弱磁性u形永磁铁a1以及弱磁性u形永磁铁c16也将一起转动。在磁力的作用下，弱磁性u形永磁铁a1以及弱磁性u形永磁铁c16又将带动锁踏中的强磁性u形永磁铁b5和支架a4，以及强磁性u形永磁铁d15和支架b14一起转动。强磁性u形永磁铁b5和支架a4，以及强磁性u形永磁铁d15和支架b14的转动，将使强磁性u形永磁铁b5与弱磁性u形永磁铁a1，以及强磁性u形永磁铁d15与弱磁性u形永磁铁c16之间的距离增大，致使它们之间的磁场强度下降，磁力骤减，直至磁力减小的到骑行者穿有锁鞋的脚能够轻松脱离脚踏。