圖1 滑板

圖2 輪滑鞋

圖3 三角彈性彎板

圖4 代步滑行器

人們總在試圖走路能走得更快些，但是靠雙腿走路，快了就會(huì)體力不支。于是有了輪滑鞋、滑板（如圖1），眾多年輕人踩著輪滑鞋（如圖2）、滑板在馬路上向前滑移，一般都為單人滑行。而摩托車(chē)、汽車(chē)等交通工具，作為越來(lái)越多的成年人的代步工具，一次可以帶著多個(gè)人在馬路上奔馳。這些都是利用代步工具和地面之間的摩擦，二者的區(qū)別在于，前者動(dòng)力來(lái)自于人的體能，后者動(dòng)力依靠汽油、柴油、電能、太陽(yáng)能等?；疖?chē)、動(dòng)車(chē)、高鐵是利用車(chē)體和導(dǎo)軌之間的摩擦，而飛機(jī)則是利用空氣流，它們均可帶著成百上千人高速奔馳、飛行。

作者開(kāi)發(fā)了一種代步滑行器，只要踩在該滑行器上，下蹲或單腿或雙腿上下踏步，便可向前滑行，而且能起到鍛煉身體的目的。

1.運(yùn)動(dòng)原理和總體設(shè)計(jì)

本代步滑行器是利用彈簧能和單向制動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)的。

1.1 能量的儲(chǔ)存

能量?jī)?chǔ)存采用彈簧鋼板。將彈簧鋼板彎曲成圖3所示的三角彎板，由地板、上斜板和后斜板組成。當(dāng)人踩踏在兩斜板連接的彎板自由端時(shí)，彎板便在人體重的作用下下移，同時(shí)在三角彎板內(nèi)產(chǎn)生并儲(chǔ)存一定的能量即彈簧能。

圖5 三角墊板

圖6 滑行代步器

圖7 棘輪機(jī)構(gòu)

圖8 代步滑行器

1.2 向前滑移運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)

在如圖3所示情況下，當(dāng)受到人體重量作用，三角彎板向下移動(dòng)時(shí)，由于地板緊貼地面沒(méi)有前后、左右運(yùn)動(dòng)，在三角彎板內(nèi)便產(chǎn)生并儲(chǔ)存彈簧能，之后隨即向上向前彈起。但在如圖4所示情況下，由于彎板下面裝有輪子，所以三角彎板產(chǎn)生的彈簧能將轉(zhuǎn)變?yōu)榍昂蠡蛳蚝笠苿?dòng)的運(yùn)動(dòng)能。這時(shí)，為了確保三角彎板只能向前移動(dòng)，在三角彎板后斜板下面安裝只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)的反轉(zhuǎn)制動(dòng)輪子，如圖4所示。這樣，三角彎板內(nèi)產(chǎn)生的彈簧能便轉(zhuǎn)化為向前移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)向前移動(dòng)。踩下的距離越大，儲(chǔ)存的彈簧能就越多，向前移動(dòng)的距離就越大；下踩的頻率越高，向前移動(dòng)的速度就越快。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）本體設(shè)計(jì)

考慮到人踏踩時(shí)重心不能太高，設(shè)計(jì)上斜板與水平底板成25°左右。同時(shí)，為使人腳踩下時(shí)相對(duì)舒服些，或使得在人腳踩下自由端時(shí)，腳底基本能處于水平，或不至于向后太傾斜，設(shè)計(jì)如圖5所示三角墊板，并置于上斜板上面，如圖6所示。

后斜板與上斜板之間夾角的大小直接影響能否產(chǎn)生彈簧能和產(chǎn)生彈簧能的大小，很顯然90°左右產(chǎn)生彈簧能最大，因此設(shè)計(jì)該夾角略大于90°。

另外，考慮到一般人腳的大小，設(shè)計(jì)腳踏三角墊板的長(zhǎng)度為330mm，寬度為130mm。

根據(jù)人不同的體重50kg、60kg、70kg以上，選擇不同的彈簧鋼板厚度，分別選擇2mm、2.5mm、3mm三種。

（2）單向制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

棘輪機(jī)構(gòu)是一種用的單向轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。本案采用如圖7所的內(nèi)裝棘輪機(jī)構(gòu)的輪子為本代步

滑行器的單向制動(dòng)裝置。圖8為代步滑行器整體圖。

3.總結(jié)

本案設(shè)計(jì)的代步滑行器區(qū)別于以往的滑板、滑輪鞋。雖然也利用到了滑行器與地面間的摩擦力，但并不需要直接踩蹬地面，而只要單腿或雙腿上下交替運(yùn)動(dòng)即可。向下運(yùn)動(dòng)依靠人體重量，向上抬起運(yùn)動(dòng)利用三角彎板內(nèi)部?jī)?chǔ)存的能量即彈簧所具有的復(fù)位功能，非常省力。而且，同時(shí)具有鍛煉體能的功效，具有一定的應(yīng)用推廣價(jià)值。

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