[发明专利]柱元阵列式全向跑步机

权利要求书

1.一种柱元阵列式全向跑步机，包括行走平台和阵列式全向驱动组件，其特征是：阵列式全向驱动组件由若干个可全向驱动的柱元（1）构成，柱元（1）沿垂直轴放置，其动力由外部的主动力轮（2）和转向动力轮（3）提供，主动力轮（2）带动动力输入轮（4），带动同轴连接的圆锥齿轮（5），带动滚动齿轮（6），此时主动力转动轴已变为水平方向，然后工作滚轮（7）被带动，从而驱动载荷水平运动，在需要转向时，转向动力轮（3）转动一定角度，带动柱元壳体（8）转动一定角度，滚动齿轮（6）和工作滚轮（7）的转轴都固定在柱元壳体（8）上，因而随着柱元壳体（8）一同绕垂直轴转动相同角度，从而完成了工作滚轮（7）的转向运动，采用上述结构，通过外部输入的动力，即可完成工作滚轮（7）的水平滚动和360°自由转动两种运动，实现了全向驱动功能。

2.根据权利要求1所述的柱元阵列式全向跑步机，其特征是：两个相同的相邻柱元（1）的动力输入轮（4）之间通过一个动力同步轮（9）相连，实现同步转动，同时，两个柱元壳体（8）之间通过一个转向同步轮（10）相连，实现同步转向，通过一定的排列方式，整个柱元阵列的动力系统合为一体，由统一的动力装置和转向装置来驱动。

3.根据权利要求1所述的柱元阵列式全向跑步机，其特征是：两个相邻柱元（1）呈绕垂直轴180°反向放置，两个动力输入轮（4）直接相连，反向转动，从而使得最终输出的两个工作滚轮（7）的转动方向仍然相同，同时，两个柱元壳体（8）之间通过一个转向同步轮（10）相连，实现同步转向，通过一定的排列方式，整个柱元阵列的动力系统合为一体，由统一的动力装置和转向装置来驱动。

4.根据权利要求3所述的柱元阵列式全向跑步机，其特征是：正反放置的柱元（1）交错均匀排布在行走平面上，使得在载荷与行走平面接触的区域，始终有相同数量的正反两种柱元（1），因而当柱元阵列转向时，滚动齿轮（6）在圆锥齿轮（5）上滚动造成的工作滚轮（7）速度失调问题可抵消。

5.根据权利要求1所述的柱元阵列式全向跑步机，其特征是：转向动力轮（3）在带动柱元壳体（8）转向的同时，也带动外部动力装置（14）绕其自身轴整体转动，因而使得外部动力装置（14）所带动的主动力轮（2）也同时加速或减速，使圆锥齿轮（5）与滚动齿轮（6）不发生相对滚动，因而工作滚轮（7）的转速不会偏离预定值，速度失调问题可消除。

6.根据权利要求1所述的柱元阵列式全向跑步机，其特征是：用户在行走平面（15）上行走时，穿上带有特制鞋底板的鞋，鞋底板由若干梯形棱杆（17）组合而成，梯形棱杆（17）一端有铰链，若干梯形棱杆（17）相互铰接成链状结构，形成特制鞋底板，该鞋底板只能向上弯曲，而无法向上凸起，因而，在遇到行走平面上的各种凸起部件时，特制鞋底板在向上凸起的过程中能将支撑力分散，从而使人脚感到较小的局部支撑力，而当人脚面自然向上弯曲时，梯形结构下端张开，对弯曲无阻碍。

7.根据权利要求1所述的柱元阵列式全向跑步机，其特征是：柱元（1）上有弹性转向延迟结构，具体为，转向动力轮（3）带动转向齿环（21），而转向齿环（21）与柱元壳体（8）之间用若干弹性结构（22）连接，当柱元（1）上有载荷（12）时，柱元壳体（8）被压在基板（13）上无法转动，当载荷（12）撤离，柱元壳体（8）可以自由地与转向齿环（21）同步转动，从而避免了在用户脚接触期间转向导致的速度失调问题，弹性结构（22）可以是弹簧结构也可以是其他弹性物质形成的结构。

8.根据权利要求1所述的柱元阵列式全向跑步机，其特征是：柱元（1）上有斜面转向延迟结构，具体为，转向动力轮（3）带动斜面转向齿环（23），当柱元（1）上有载荷（12）时，柱元壳体（8）被压在基板（13）上无法转动，当载荷（12）撤离，柱元壳体（8）下方的升力装置（24）将柱元壳体（8）向上推动，柱元壳体（8）的外台阶有与斜面转向齿环（23）相同角度的斜面，柱元壳体（8）向上运动并沿着斜面发生滑动转动，直到两个斜面完全贴合，柱元壳体（8）停止上升和转动，到达了与斜面转向齿环（23）相同的角度，完成转向运动，从而避免了在用户脚接触期间转向导致的速度失调问题，升力装置（24）可以是弹簧结构也可以是气压或液压等弹性结构或动力机构。