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CN201164073Y - 能量回收鞋 - Google Patents

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CN201164073Y CNU2008200041711U CN200820004171U CN201164073Y CN 201164073 Y CN201164073 Y CN 201164073Y CN U2008200041711 U CNU2008200041711 U CN U2008200041711U CN 200820004171 U CN200820004171 U CN 200820004171U CN 201164073 Y CN201164073 Y CN 201164073Y
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余俊豪
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Yue's Hong Kong Invention Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种能量回收鞋，鞋子包括一脚部支撑部件(110)和一鞋底组件(200)。鞋底组件(200)包括第一末端(212)及第二末端(214)，还包括多个连接脚部支撑部件(110)以用作折弯鞋底组件(200)的分开的鞋内底部分(202，204)，一形成鞋底组件(200)的底部的鞋外底部分(70)，及多个衔接于鞋内底部分(202，204)和鞋外底部分(70)之间的弹簧(500)。弹簧(500)被排成一连续的列，从第一末端(212)到第二末端(214)横过鞋底组件(200)，弹簧(500)于每一步均施加一连续的回力于并横过使用者的脚底。

Description

能量回收鞋
技术领域
本实用新型涉及一种鞋子，尤其是一种当使用者行走或奔跑的时候，能够吸收震动并将能量返还给使用者的鞋子。
背景技术
目前存在一种由可吸收震动的泡沫底或空气袋组成的鞋子。但是，这种设计不能利用来自脚的能量，当鞋底和地面碰撞的时候，大部分能量都丢失了。
美国专利No.US 5,845,419公开了一种包括一个弹簧装置的鞋子。这种弹簧的排列会引起使用者的不适，因为该弹簧装置降低了鞋底弯曲的灵活性。而且使用者很难保持适当的平衡，因为只有鞋底底部的前面部分和后面部分设置有弹簧。
因为使用者活动的时候鞋底会被弯曲，而弹簧的重力使使用者不容易弯曲鞋底。使用者还需要向鞋底施加额外的力，使鞋底弯曲后回到原来平直的位置。当行走或奔跑的时候，使用者会发现在弯曲鞋底和使鞋底回到平直位置时，感觉很不舒服。
美国专利No.6,751,981公开了一种可以返还能量给使用者的鞋子。但是，只在鞋的部分位置上设置有弹簧装置，如鞋根部分和鞋的脚掌部分。鞋底其它部分与地面撞击时产生的大量能量丢失了，例如脚趾区域，就不能将能量有效地回传给使用者。该鞋子不能连续地每一步都将能量从鞋底后面的区域传到鞋底前面的区域。大量的能量丢失了，不能被捕获并回传给使用者。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种鞋子，该鞋子可以沿着鞋底区域的长度连续地传送能量，贯穿每一步的开始到结束，因此来自使用者每一步施加给地面的能量均能被捕获并回传给使用者，而不会损失很多的能量。
本实用新型所述的鞋子包括分开的鞋内底部分，以易于鞋底组件的弯曲，和附在鞋内底部分底部的一组弹簧。该组弹簧从鞋底组件的一个末端到另一个末端横过整个鞋底组件排成一连续的列，使得该弹簧在每一步均施加一连续的回力，从使用者的后脚底区域到前脚底区域连续地作用在使用者的脚底上、并横过使用者的脚底。
优选的是，该多个弹簧均匀地排列于整个鞋底组件，以帮助使用者维持适当的平衡。
优选的是，在两个相邻的鞋内底部分之间设置一个弹簧装置，以使鞋内底部分从弯曲的位置回到原始位置。
可选的，该多个弹簧呈圆锥形。
本实用新型的一种实施方式是，鞋外底部分横向宽于鞋内底部分，以减小由于弹簧的作用使鞋子在使用时横向倾斜的可能性。
本实用新型的另一种实施方式是，设置在脚跟部分的弹簧向后轴向倾斜以使每一步开始时从弹簧到使用者的能量转移最大化。
在另一种实施方式中，鞋外底部分沿着横向宽度向脚跟部分边缘轻微向上弯曲，设在脚跟部分的弹簧轴向倾斜横向朝向边缘，与鞋外底部分的形状一致，因此当鞋子处于平直位置时，使用者的重力向鞋外底部分的边缘横向地传导，以稳定使用者。
在另一种实施方式中，鞋外底部分沿着横向宽度向脚掌部分边缘轻微向上弯曲，设在脚掌部分的弹簧轴向倾斜横向朝向边缘，与鞋外底部分的形状一致，因此当鞋子处于平直位置时，使用者的重力向鞋外底部分的边缘横向地传导，以稳定使用者。
而在另一种实施方式中，设在脚趾部分的弹簧向前轴向倾斜，因此在每一步结束时弹簧释放施加一个向上的力以推动使用者向前。
应用上述结构，本实用新型所述的鞋子可以存储来自使用者重力和脚施加的力的能量。然后该鞋子向脚施加一个连续的回力将能量返还给使用者。因此冲击能转变成帮助使用者抬脚的力。当使用者跳跃的时候该力向上推动脚，当使用者行走或奔跑的时候该力向前移动使用者。
本实用新型所述的鞋子在鞋底下面均匀地连续排列若干压缩弹簧，因此，每迈一步，该弹簧使使用者的重力从脚跟处，横过鞋底，转移到脚掌和脚趾部分，并对于脚的每一个相应的区域均给与一个连续的推力。这种弹簧的均匀排列方式还帮助了使用者穿着该鞋子的时候维持适当的平衡。
附图说明
鉴于下面结合附图对优选实施方式的具体描述，本实用新型的上述和其它方面、特点和优点将变得更明显，其中：
图1为根据本实用新型一种实施方式的鞋子的剖视图；
图2为图1所示鞋子沿2-2方向的剖视图；
图3A-3D阐述了每一步处于各个不同位置时，图1所示鞋子的弯曲和施加在该鞋子上的回力；
图4为图1所示鞋子鞋底部分的剖视图；
图5为图1所示鞋子沿5-5方向的部分剖视图；
图6为图1所示鞋子鞋外底部分沿6-6方向的部分剖视图；
图7为图1所示框架的放大剖视图；
图8为图1所示鞋子的仰视图。
具体实施方式
如图1所示，鞋子100包括脚部支撑部件110和鞋底组件200。脚部支撑部件110可以是典型行走或奔跑的鞋子的鞋上面部分，包括传统的鞋面，鞋舌和鞋眼和鞋带部分(未在图中示出)，且与鞋底组件200接合在一起。
鞋底组件200包括一个可以分成若干鞋内底部分的鞋内底部件210。例如，鞋内底部件210具有两个分开的鞋内底部分，位于脚掌和脚趾区域的前鞋内底部分202与位于足弓和脚跟区域的后鞋内底部分204。该分开的鞋内底部分(前鞋内底部分202和后鞋内底部分204)允许使用者容易地弯曲鞋内底部件210。鞋内底部件210可以分成更多部分以增加鞋内底部件210弯曲时的灵活性。
如图2所示，鞋内底部分(前鞋内底部分202和后鞋内底部分204)被前框架302和后框架304围住。框架300支撑鞋底组件200，并作为脚部支撑部件110和鞋底部件200的其它部分与之相结合的的连接构件。在使用者穿上鞋子100行走或奔跑的时候，分开的鞋内底部分(前鞋内底部分202和后鞋内底部分204)和框架300的排列易于鞋内底部件210的弯曲。作为一个非限制性的例子，框架300可以用轻金属如铝制作。
从第一末端212到第二末端214横过鞋底组件200均匀地排列了一系列压缩弹簧500。鞋底组件200可以分成许多部分，包括脚跟部分222，足弓部分224，脚掌部分226和脚趾部分228。压缩弹簧500附在鞋内底部件210的底部。作为一个非限制性的例子，鞋内底部件210由皮革制成形成一个耐用的表面以连接压缩弹簧500，而且对于使用者来说很舒适。
如图2所示，作为一个非限制性的例子，四个压缩弹簧501、502、503、504设置在脚跟部分222，两个压缩弹簧505、506设置在足弓部分224内，五个压缩弹簧507、508、509、510、511设置在脚掌部分226内，两个压缩弹簧512、513设置在脚趾部分228内。
这种弹簧的均匀排列方式使使用者直接施加力在位于脚的不同区域的压缩弹簧500上。因此使用者脚部的各个区域可以自然的与地面接触，帮助使用者使用鞋子100时维持适当的平衡。
例如，压缩弹簧500为圆锥形，与具有恒定直径的弹簧相比可以减轻弹簧的重力。圆锥形弹簧还可以减少在压缩之前和压缩位置时压缩弹簧500占据的空间，尤其是减小了压缩后鞋子100的高度。穿上鞋子100后，使用者的重力使压缩弹簧500压缩并使鞋子100的高度差不多降到普通鞋子的高度。
鞋子100高度的降低和脚部各个区域压缩弹簧500的排列方式可以帮助使用者穿鞋子100的时候保持平衡。作为一个非限制性的例子，压缩弹簧500采用碳钢材料制成，压缩之前高度为2-4cm，取决于目标使用者群的使用目的和年龄。
如图3A-3D所示，在行走或奔跑期间鞋内底部件210不时地弯曲，尤其是鞋子100将要离开地面的时候。当鞋子100离开地面的时候，鞋内底部件210回到原来的平直位置，由于压缩弹簧500在鞋子100上产生了额外的重力，所以使用者需要额外的能量使鞋内底部件210回到平直位置。
如图4所示，一个弹簧装置250设置在前鞋内底部分202和后鞋内底部分204之间，以使鞋内底部分(前鞋内底部分202和后鞋内底部分204)在弯曲后回到原来的位置。例如，弹簧装置250包括两个彼此相对设置的扭转弹簧250，该扭转弹簧250的每个末端251、252与前框架302和后框架304相对的一面相连。鞋内底部件210弯曲期间扭转弹簧250储存能量，然后鞋内底部件210回到平直位置过程中释放能量，以为使用者节省能量。
如图3A和图1所示，设置在脚跟部分222后面的压缩弹簧501、502相对于设置在第一末端212和第二末端214之间中间位置的弹簧的中心轴600向后轴向倾斜，以在每一步开始时鞋子100第一次接触地面的时候增加压缩弹簧501、502底部与地面的作用面积。
如图3D和图1所示，设在脚趾部分228的压缩弹簧512、513相对于设在第一末端212和第二末端214之间中间位置的弹簧的中心轴600向前轴向倾斜，则压缩弹簧512、513放松时施加的力的方向是一个向上的方向以当每一步结束时脚趾离开地面的时候向前推动使用者。
图3A至3D解释了每迈一步压缩弹簧500相对地面的位置。如图3A所示，每一步开始的时候，鞋底组件200的脚跟部分222的后面首次呈一定角度地与地面接触。使用者的重力和脚施加的力使压缩弹簧501、502压缩。
如图3B和图1所示，当脚再次放平至地面的时候，使用者的重力，从脚跟部分222的压缩弹簧503、504到足弓部分224的压缩弹簧505、506，然后到脚掌部分的压缩弹簧507、508、509、510、511，连续压缩压缩弹簧500。同时，保存在脚跟部分222的压缩弹簧501、502的能量释放以向上推动脚跟，而弹簧的倾斜位置使从压缩弹簧501、502转移到使用者的能量最大化。身体的重力从脚跟部分222转移到足弓部分224和脚掌部分226。
其后，如图3C和图1所示，脚再次弯曲以准备使脚向上离开地面。保存在脚跟部分222的压缩弹簧503、504的能量向脚施加一个回力，然后该回力施加在足弓部分224和脚掌部分226。
最后，如图3D和图1所示，当脚处于即将离开地面的位置时，脚趾部分228的压缩弹簧512、513被压缩。在压缩结束的时候，会向脚趾施加一个回力。位于脚趾区域的压缩弹簧512、513的方向为相对于前鞋内底部分202向前倾斜，则压缩弹簧512、513释放的力处于向上的方向，以推动使用者向前。
因此使用者每迈一步，来自使用者的重力和使用者施加的力的能量转变成一个由横过使用者鞋底的压缩弹簧施加的连续的回力返还给使用者。当使用者跳离地面的时候压缩弹簧500的原理与此类似。
如图5所示，鞋外底部分70包括设置在鞋子100底部的上鞋外底75和下鞋外底76。下鞋外底76具有一个外抓紧面与地面接触以产生摩擦力。上鞋外底75和下鞋外底76可以用橡胶制成。鞋外底部分70横向宽于鞋内底部件210，以在弹簧500压缩和扩展时保持鞋子100的稳定性。这种排列方式可以降低鞋子100横向倾斜的可能性，并防止由使用者脚的扭动和猛扭引起的脚踝扭伤。
与普通运动鞋一样，鞋外底部分70沿着鞋外底部分70的横向宽度向脚跟部分222和脚掌部分226的外围边缘77轻微向上弯曲。向上弯曲的形状增加了下鞋外底76与地面的接触面积。脚跟部分222的压缩弹簧501、502、503、504和脚掌部分226的压缩弹簧507、509朝向外围边缘77横向倾斜，与鞋外底部分70向上倾斜的形状一致。使用者的重力横向传输至鞋外底70的外围边缘77以稳定使用者。
如图6所示，上鞋外底75内有一个凹部72以提供一个基部放置压缩弹簧500的下端52。压缩弹簧500的下端52与一个下连接部件64相连，如一个金属板，该金属板可以粘在凹部72的底部。每个压缩弹簧500的上端51与一个上连接部件62相连，如一个金属板，该金属板索扣在鞋内底部件210的底部。
如图5和图7所示，作为一个例子，沿框架300长度方向形成一个水平的凹槽32以容纳鞋内底部件210。沿框架300底部长度方向形成一个垂直的凹槽34，其位于鞋内底部件510的外围以附上遮盖体74，该遮盖体74从框架300底部延伸出来并与鞋外底部分70连接。遮盖体74由弹性材料如橡胶制成并轻微向外弯曲成一个向外凸的形状，所以当压缩弹簧500压缩的时候，遮盖体74被向外推。遮盖体74覆盖住压缩弹簧500且提供一个保护罩以防止有害物质进入压缩弹簧而影响弹簧的性能。
下鞋外底76的外表面印有若干凹槽78以增加下鞋外底76与地面的摩擦力。作为一个非限制性的例子，凹槽78如图8所示排列成横向弯曲型，以当鞋子100作用于使用者向前运动的时候产生一个最大的摩擦力。
为了使使用者穿上此鞋时保持良好的平衡，鞋内底部件210离地面不太远。作为一个非限制性的例子，压缩之前鞋内底部件210位于地平面上方5cm。
已经结合具体实施方式对本实用新型进行了详细地描述，任何在本实用新型范围之内的改进对于本领域一般技术人员来说都是显而易见的。关于一种典型的实施方式可以应用于其它实施方式。

Claims (20)

1、一种鞋，包括脚部支撑部件和鞋底组件，该鞋底组件具有第一末端和第二末端，其特征在于：该鞋还包括：
多个附在脚部支撑部件上的分开的鞋内底部分，以利于鞋底组件的弯曲；
一个于该鞋底组件底部的鞋外底部分；和
从第一末端到第二末端位于鞋内底部分和鞋外底部分之间的一系列连续的多个弹簧，致使使用者每迈一步该弹簧均在使用者的脚底上并横过脚底施加一个连续的回力。
2、如权利要求1所述的鞋，其特征在于：该弹簧横过鞋底组件均匀排列以帮助使用者维持适当的平衡。
3、如权利要求1所述的鞋，其特征在于：
相邻的鞋内底部分设定为在原始位置和弯曲位置之间移动，鞋底组件还包括弹簧装置，该弹簧装置设置在相邻的鞋内底部分之间，以使鞋内底部分从弯曲位置回到原始位置。
4、如权利要求3所述的鞋，其特征在于：该弹簧装置包括至少一个扭转弹簧。
5、如权利要求1所述的鞋，其特征在于：该弹簧为圆锥形。
6、如权利要求1所述的鞋，其特征在于：
鞋外底部分横向宽于鞋内底部分，以减小由于弹簧的作用使鞋在使用时横向倾斜的可能性。
7、如权利要求1所述的鞋，其特征在于：
该鞋底组件包括一个脚趾部分，一个脚掌部分，一个弧形部分和一个脚跟跟部分，弹簧设置于至少其中一个所述部分上。
8、如权利要求7所述的鞋，其特征在于：设置在脚跟部分的弹簧中至少有一个弹簧相对于设置在第一末端和第二末端之间中间位置的弹簧的中心轴向后轴向倾斜，以使每一步开始时从弹簧传到使用者的能量最大化。
9、如权利要求7所述的鞋，其特征在于：
鞋外底部分包括一个横向宽度和一个外围边缘，该鞋外底部分沿着该宽度朝向脚跟部分的该边缘轻微向上弯曲；且
至少一个设在脚跟部分的弹簧轴向倾斜横向朝向该边缘以与鞋外底部分的形状一致，
为此当鞋位于水平位置时，使用者的重力横向传输至鞋外底部分的边缘以稳定使用者。
10、如权利要求7所述的鞋，其特征在于：
鞋外底部分包括一个横向宽度和一个外围边缘，该鞋外底部分沿着该宽度朝向脚掌部分的该边缘轻微向上弯曲；且
至少一个设在脚掌部分的弹簧轴向倾斜横向朝向该边缘以与鞋外底部分的形状一致，
为此当鞋位于水平位置时，使用者的重力横向传输至鞋外底部分的边缘以稳定使用者。
11、如权利要求7所述的鞋，其特征在于：至少一个设在脚趾部分的弹簧相对于设在第一末端和第二末端之间中间位置的弹簧的中心轴向前轴向倾斜，因此每一步结束时弹簧释放并施加一个向上的力以推动使用者向前。
12、如权利要求1所述的鞋，其特征在于：每个鞋底组件还包括多个框架以支撑鞋底组件，每个框架围住相应的鞋内底部分。
13、如权利要求4所述的鞋，其特征在于：
每个鞋内底部分还包括多个框架以支撑鞋底组件，每个框架围住相应的鞋内底部分；且
扭转弹簧包括两个末端，每个末端与各自相邻的框架相对的一面相连。
14、如权利要求1所述的鞋，其特征在于：鞋底组件还包括一个弹性材料的遮盖体，该遮盖体位于鞋底组件的外围以遮盖弹簧。
15、如权利要求12所述的鞋，其特征在于：鞋底组件还包括一个弹性材料的遮盖体，该遮盖体附在鞋底组件的外围以遮盖弹簧，其中该遮盖体设置在框架和鞋外底部分之间。
16、如权利要求1所述的鞋，其特征在于：鞋外底部分还包括多个凹部以容纳相应的弹簧。
17、如权利要求1所述的鞋，其特征在于：弹簧包括一个上端，还包括一个上连接部件，该上连接部件连接在该上端和相应的鞋内底部分的底部。
18、如权利要求16所述的鞋，其特征在于：弹簧包括一个下端，还包括一个下连接部件，该下连接部件连接在该下端和鞋外底部分相应的凹部。
19、如权利要求1所述的鞋，其特征在于：鞋底组件包括一个脚趾部分，一个脚掌部分，一个弧形部分和一个脚跟部分，每个部分至少设置有一个弹簧。
20、如权利要求3所述的鞋，其特征在于：鞋底组件包括一个脚趾部分，一个脚掌部分，一个弧形部分和一个脚跟部分，每个部分至少设置有一个弹簧。
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