[发明专利]一种与步行及跑步相吻合的仿生四驱自行鞋

权利要求书

1.一种与步行及跑步相吻合的仿生四驱自行鞋，它包括由鞋帮和鞋底（1）构成的鞋子部分，其特征在于：在所述鞋底（1）底部设置有底板（2），在所述底板（2）底部设置有轴向垂直于所述底板（2）长度方向的前轴（3）和后轴（8）；

在所述前轴（3）上铰接有一前摆臂（4），所述前摆臂（4）自由端通过二轴承（5）铰接有前轮轴（6），在所述前轮轴（6）两端各设置有一前滑轮（7）；

在所述前摆臂（4）自由端与所述底板（2）前端之间，设置有使所述前摆臂（4）自由端只能在预定角度范围内摆动的前限位件；

所述前限位件使所述前摆臂（4）自由端逆时针向下摆动时至多只能摆动至位于所述前轴（3）稍前方；由此当体重通过所述底板（2）及所述前摆臂（4）作用于所述前滑轮（7）时，对所述前滑轮（7）施加的水平分力指向前方、使所述前摆臂（4）自由端相对于所述底板（2）顺时针向上摆动；

在所述后轴（8）上铰接有一后摆臂（9），所述后摆臂（9）自由端通过二轴承（5）铰接有后轮轴（10），在所述后轮轴（10）两端各设置有一后滑轮（11）；

在所述后摆臂（9）自由端与所述底板（2）后端之间，设置有使所述后摆臂（9）自由端只能在预定角度范围内摆动的后限位件；

所述后限位件使所述后摆臂（9）自由端顺时针向下摆动时至多只能摆动至位于所述后轴（8）稍后方；由此当体重通过所述底板（2）及所述后摆臂（9）作用于所述后滑轮（11）时，对所述后滑轮（11）施加的水平分力指向后方、使所述后摆臂（9）自由端相对于所述底板（2）逆时针向上摆动；

且在所述前摆臂（4）与所述底板（2）之间，设置有采用所述前摆臂（4）自由端相对于所述底板（2）的顺时针向上摆动、来驱动所述前滑轮（7）转动的前传动机构，在所述后摆臂（9）与所述底板（2）之间，设置有采用所述后摆臂（9）自由端相对于所述底板（2）的逆时针向上摆动、来驱动所述后滑轮（11）转动的后传动机构。

2.如权利要求1所述的一种与步行及跑步相吻合的仿生四驱自行鞋，其特征在于：所述前传动机构由一前中间轴（12）、二轴承（5）、一前飞轮（13）、一前小齿轮（6-1）、一前卷绳（14）、一前竖杆（15）、以及一前莴卷弹簧（16）构成；

轴向垂直于所述前摆臂（4）长度方向的所述前中间轴（12）通过二轴承（5）与所述前摆臂（4）铰接；

所述前飞轮（13）安装在所述前中间轴（12）上，所述前飞轮（13）圆周面上加工有前大齿轮（13-1）；

所述前轮轴（6）上加工有前小齿轮（6-1），所述前小齿轮（6-1）与所述前大齿轮（13-1）相啮合；

所述前竖杆（15）上端与所述底板（2）相固接，所述前竖杆（15）下端设有一个供所述前卷绳（14）下端穿过的小孔（15-2），所述小孔（15-2）位于向下摆动至预定最低点时的所述前中间轴（12）轴线稍后下方，所述前卷绳（14）下端穿过所述小孔（15-2）与所述前竖杆（15）连接；

所述前卷绳（14）上端穿过设置在所述前中间轴（12）上的小孔（12-2）与所述前中间轴（12）连接、并沿顺时针方向对所述前中间轴（12）形成缠绕；

所述前莴卷弹簧（16）连接于所述前中间轴（12）与所述前摆臂（4）之间，所述前莴卷弹簧（16）在所述前中间轴（12）顺时针转动时储存能量；

所述后传动机构由一后中间轴（12）、二轴承（5）、一后飞轮（13）、一后小齿轮（10-1）、一后卷绳（14）、一后竖杆（15）、以及一后莴卷弹簧（16）构成；

轴向垂直于所述后摆臂（9）长度方向的所述后中间轴（12）通过二轴承（5）与所述后摆臂（9）铰接；

所述后飞轮（13）安装在所述后中间轴（12）上，所述后飞轮（13）圆周面上加工有后大齿轮（13-1）；

所述后轮轴（10）上加工有后小齿轮（10-1），所述后小齿轮（10-1）与所述后大齿轮（13-1）相啮合；

所述后竖杆（15）上端与所述底板（2）相固接，所述后竖杆（15）下端设有一个供所述后卷绳（14）下端穿过的小孔（15-2），所述小孔（15-2）位于向下摆动至预定最低点时的所述后中间轴（12）轴线稍前下方，所述后卷绳（14）下端穿过所述小孔（15-2）与所述后竖杆（15）连接；

所述后卷绳（14）上端穿过设置在所述后中间轴（12）上的小孔（12-2）与所述后中间轴（12）连接、并沿顺时针方向对所述后中间轴（12）形成缠绕；

所述后莴卷弹簧（16）连接于所述后中间轴（12）与所述后摆臂（9）之间，所述后莴卷弹簧（16）在所述后中间轴（12）顺时针转动时储存能量；

所述前滑轮（7）与所述前轮轴（6）相固接，所述后滑轮（11）与所述后轮轴（10）相固接；

由此当体重通过脚跟部作用于所述后滑轮（11）、致使所述后摆臂（9）自由端相对于所述底板（2）逆时针向上摆动时，所述后卷绳（14）拉动所述后中间轴（12）顺时针转动，并通过所述后飞轮（13）带动所述后轮轴（10）及所述后滑轮（11）逆时针转动，产生前进动力；

继而，脚掌发力、使脚跟部向上抬起时，所述后莴卷弹簧（16）释放能量、带动所述后中间轴（12）逆时针转动，使所述后卷绳（14）上端顺时针缠绕所述后中间轴（12）、并拉动所述后摆臂（9）自由端相对于所述底板（2）顺时针向下摆动、且使所述底板（2）后端对正向上抬起的脚跟部施加适量向上的反推力；

与此同时，当体重通过脚掌部作用于所述前滑轮（7）、致使所述前摆臂（4）自由端相对于所述底板（2）顺时针向上摆动时，所述前卷绳（14）拉动所述前中间轴（12）顺时针转动，并通过所述前飞轮（13）带动所述前轮轴（6）及所述前滑轮（7）逆时针转动，产生前进动力；

进而，当脚掌离地、向前迈进时，所述前莴卷弹簧（16）释放能量、带动所述前中间轴（12）逆时针转动，使所述前卷绳（14）上端顺时针缠绕所述前中间轴（12）、并拉动所述前摆臂（4）自由端相对于所述底板（2）逆时针向下摆动、且使所述底板（2）前端对脚掌部施加适量向上的反推力；

那么，迈步时，在所述前摆臂（4）及所述后摆臂（9）分别对所述底板（2）前后端所施加的向上反推力的共同作用下，向前迈进中的脚掌及脚跟，离地高度随着脚步的迈进呈现流线型变化时，所述底板（2）能始终对脚掌及脚跟施加适量向上的反推力、使迈步中只需对鞋帮施加极少量向前的牵引力、而不需要克服自行鞋的自身重力、即可带动自行鞋加速向前。