一种安装在鞋子上的方便散步和跑步的助力装置

摘要

一种安装在鞋子上的方便散步和跑步的助力装置，包括外壳、固定支架、齿条、弹簧、电机、电池及触碰开关，其特征是：固定支架安装在外壳内，齿条安装在固定支架上，齿条上装有弹簧，齿条与电机输出轴上的齿轮啮合传动，电机固定在固定支架上，触碰开关安装在固定支架上，触碰开关通过电线和电机、电池串联成闭合回路。本发明用于徒步运动以及部队士兵在行军中，都能起到事半功倍节省体力的效果，即在同等体力情况下，比平时多走30～60%的路程；或者在同样距离的路程情况下，节省40～60%的体力，即能起到运动助力作用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种安装在鞋子上、方便人们散步和跑步的行走助力装置。

背景技术

徒步，是热爱徒步旅行生活的人们的一种生活方式。这样的生活，对徒步者来说，即观看了沿途的风景，又锻炼了身体，提高了综合体能，磨炼了意志力。

徒步，也是士兵的日常化训练的项目之一。部队士兵除了日常的训练之外，还要会参加各种抢险任务。在车辆不能直接到达目的地的情况下，只能长距离的行军，对士兵体力消耗极大。

但是目前徒步运动者所依赖的鞋子，大都是在耐磨、防水方面考虑；在长途行走的过程中，徒步运动者体力消耗极大，急需要有助力作用可以节省体力的鞋子，或者是可以安装在鞋子上的助力省力装置。目前也发现了一些带有助力装置的鞋子的专利技术，如中国发明专利，专利号为2021211091061，名称为：用于鞋底跟部的回弹助力装置，它是在鞋底安装了橡胶回型弹力装置；还有国外销售的鞋底带有弹簧装置的鞋子，他们的助力原理均为依靠人体行走时脚对地面的压力所产生的能量压缩，脚离开地面时该装置的能量释放。根据能量守恒定律，人释放的能量和得到的能量相等；所以上述装置在人行走时，迈腿落地的瞬间，需要克服橡胶及弹簧的阻力才能压缩橡胶和弹簧，使其完全落实在地面，增加了行走的阻碍，并且此过程中还容易造成人体行走不稳。如考虑这些装置的内部能量损耗，实际上比不用这种装置还费力。经过实验发现，上述装置在长途行走时，由于需要克服橡胶及弹簧的阻力，所以徒步者在行走的过程中，需要付出更多的体能，所以达不到所说的助力效果，反而让使用者在长途行走过程中，阻碍更严重，消耗更多体能。

发明内容

本发明的目的是提供一种徒步中，可以减少徒步者体力消耗从而起到助力省力作用的一种安装在鞋子上的方便散步和跑步的助力装置。

本发明的目的是由以下方法实现的：

一种安装在鞋子上的方便散步和跑步的助力装置，包括外壳、固定支架、齿条、弹簧、电机、电池及触碰开关，其特征是：固定支架安装在外壳内，齿条安装在固定支架上，齿条上装有弹簧，齿条与电机输出轴上的齿轮啮合传动，电机固定在固定支架上，触碰开关安装在固定支架上，触碰开关通过电线和电机、电池串联成闭合回路。

所述固定支架的形状为V型固定板，所述弹簧为扭簧，扭簧固定端固定在V型固定板的下端，扭簧活动端与第一齿条的下端连接，第一齿条与第一电机输出轴上的第一齿轮啮合传动，第一电机固定在V型固定板上，V型固定板固定在第一外壳上；第一触碰开关固定在V型固定板上，第一触碰开关通过电线和第一电机、第一电池串联成闭合回路。

扭簧活动端与扭簧固定端的夹角α为90°～130°。

所述固定支架为套筒，套筒固定在外壳内部，套筒内装有第二齿条，挡环装在第二齿条下端往上处于整个齿条长度的四分之一到二分之一处，压缩弹簧套装在第二齿条的挡环上方，套筒上、下两端分别有上堵盖和下堵盖，第二齿条上端伸出上堵盖外的齿条部分与第二电机输出轴上的第二电机齿轮啮合传动，第二电机固定在第二外壳上，套筒固定在第二外壳上；第二触碰开关固定在套筒上，第二触碰开关通过电线和第二电机、第二电池串联成闭合回路。

第二齿条的上半部分的形状为长方体，长方体的一个长面为齿条状，第二齿条下半部分的形状为圆柱体，挡环套装在圆柱体部位上。

本发明的优点：本发明为能量补充型的助力装置，由电能转化为弹力动能，而后弹力动能释放到鞋后跟，给脚及腿一个向前向上的动能，达到助力省力的效果。本发明在设计中采用电机齿轮和齿条啮合的传动方式，将电能传递给弹簧，由电能转化为弹力动能，达到助力省力的效果。将本发明的外壳以及固定支架固定在鞋后帮的正后方，步行时，当某只脚的鞋后跟抬起时，身体重心已经偏移到另一只脚上，所以抬起的脚这时候不承受身体的重量，抬起鞋后跟的脚，以脚尖为圆心，分别以腿的膝关节、髋关节为轴带动脚、腿向上向前运动；此时，弹簧瞬间把此只脚向前向上弹起，给人一个向前向上的外加弹力，使得行走者在行走过程中减少了承受自身腿的重量和抬腿所用的自身力量，即起到助力的的作用和效果。使用本发明，在同等体力情况下，可以比平时多走30~60%的路程；或者在同样距离的路程情况下，可以节省40~60%的体力。正常情况下，成人腿的重量约为15～20公斤，本发明弹簧的弹力达到15～20公斤，即可达到助力效果。

附图说明

图1是本发明安装在鞋子上的结构示意图；

图2 是本发明图1的右视图；

图3是本发明实施例2安装在鞋子上的结构示意图；

图4是本发明实施例2的右视图；

其中1-外壳，2-拉簧，3-第一电机齿轮，4-V型固定板，5-鞋后帮，6-第一触碰开关，7-鞋后跟，8-插销，9-支承耳，10-扭簧活动端，11-弹性胶条，12-U型销座，13-销轴，14-第一齿条，15-卡扣，16-扭簧固定端，17-第一电机，18-第一电池，19-第二齿条，20-上端盖，21-套筒，22-压缩弹簧，23-挡环，24-弹性橡胶头，25-下端盖，26-第二电机齿轮，27-第二外壳，28-第二触碰开关，29-第二电机，30-第二电池。

具体实施方式

实施例1

一种安装在鞋子上的方便散步和跑步的助力装置，包括第一外壳1、拉簧2、V型固定板4、扭簧、齿条14、第一电机17和第一电池18和触碰开关6，其特征是：扭簧固定端16通过V型固定板4底部设置的支承耳9及V型固定板4远离鞋后跟的另一端上的卡扣15固定在V型固定板4的下方，扭簧活动端10的下端固定有U型销座12，第一齿条的下端通过销轴13与U型销座12连接，第一齿条14的顶端装有拉簧2，拉簧2的另一端固定在第一外壳1上，第一齿条14与第一电机输出轴上的第一电机齿轮3啮合传动，第一电机17固定在V型固定板4上，V型固定板4固定在第一外壳1上；第一触碰开关6固定在V型固定板4上，第一触碰开关6通过电线和第一电机17、第一电池18串联成闭合回路。

扭簧活动端与扭簧固定端的夹角α为90°～130°。

第一齿条14底部装有弹性胶条11。

使用的时候，把第一外壳及V型固定板安装固定在鞋后帮的正后方，行走过程中,本发明的工作状态如下：第一，当鞋后跟刚离开地面的瞬间，压力为零，第一触碰开关断开电源电路，扭簧活动端瞬间弹出，给人一个向上向前的弹力，即完成助力作用。第二，当扭簧活动端完全弹出到极限，第一触碰开关接通第一电机电源，第一电机启动，带动第一齿条向上运动，扭簧活动端收回，与扭簧固定端重合。第三，当鞋后跟踩到地面的瞬间，第一触碰开关继续接通电源电路，第一电机继续启动状态，扭簧活动端还是收回状态；左右脚依次反复，完成行走过程中的助力作用。

扭簧固定端和扭簧活动端的夹角α的角度，决定了扭簧活动端的运动弧度的长度，扭簧固定端和扭簧活动端的夹角α的角度大，扭簧活动端的运动弧度就长，扭簧产生弹力的持续时间也长，从而给人提供向前、向上力的时间也持久，能更好的起到助力的作用。

实施例2

一种安装在鞋子上的方便散步和跑步的助力装置，包括第二齿条19、套筒21、压缩弹簧22、第二电机齿轮26、第二外壳27、第二触碰开关28、第二电机29和第二电池30，所述套筒21固定在第二外壳27内部，套筒21内装有第二齿条19，第二齿条19底部装有弹性橡胶头24，挡环23装在第二齿条19下端往上处于整个齿条长度的四分之一到二分之一处，压缩弹簧22套装在第二齿条19上的挡环23上方，套筒21上、下两端分别有上堵盖20和下堵盖25，第二齿条19上端伸出上堵盖20外的齿条部分与第二电机29输出轴上的第二电机齿轮26啮合传动，第二电机29固定在外壳27上，套筒21固定在第二外壳27上；第二触碰开关28固定在第二套筒21上，第二触碰开关28通过电线和第二电机29、第二电池30串联成闭合回路。

第二齿条19上半部分为长方体，长方体的一个长面为齿条状，下半部分为圆柱体弹杆，挡环23套在圆柱体弹杆部位。

第二齿条19底部装有弹性橡胶头。

使用的时候，把第二外壳安装在鞋后帮的正后方，行走过程中工作状态如下：第一，当鞋后跟刚离开地面的瞬间，压力为零，第二触碰开关断开电源电路，压缩弹簧瞬间弹出第二齿条下部的圆柱体弹杆，完成助力作用。第二，当压缩弹簧瞬间完全弹出，挡环触碰到下挡盖，第二触碰开关接通电源电路，第二电机启动，带动第二齿条向上运动，将压缩弹簧压缩，圆柱体弹杆则完全收回套筒内。第三，当鞋后跟踩到地面的瞬间，第二触碰开关继续接通电源电路，第二电机继续启动状态，压缩弹簧还是收回状态；左右脚依次反复，完成行走过程中的助力作用。

本发明用于徒步运动以及部队士兵行军中，都能起到事半功倍的节省体力的效果，即在同等体力情况下，比平时多走30～60%的路程；或者在同样距离的路程情况下，节省40～60%的体力；尤其是遇到非常情况，道路不通车辆不能直接到达现场，只能靠人员急行军到达指定现场的时候，使用安装本发明助力装置的鞋子，可以快速到达指定场地，同时大大节省人员的体力。

另外，本发明可以采用轻质耐磨材料，比如尼龙等，重量非常轻，不会因为安装本发明而额外增加使用者的负荷，从而给使用者造成负担，影响行军速度和过多消耗人员的体力。

正常情况下，成人腿的重量约为15～20公斤，本发明弹簧的弹力达到15～20公斤，即可达到助力效果。

本发明还安装了弹性橡胶条和橡胶头，使用者在行走过程中，减小地面的冲击力，能更好的保护人体的脚、踝、膝和髋关节等运动部位。