阅读说明：本技术 一种自动调平的鞋垫高方法及装置 (Automatic leveling insole height method and device ) 是由 税大成 于 2019-02-28 设计创作，主要内容包括：本发明公布一种自动调平的鞋垫高方法及装置,设计一种随不同地面坡度而及时变换支撑结构状态,然后承载重力的鞋垫高装置,不但自动适应不同的地面坡度,使脚底始终保持水平或基本水平的面,而且垫高的高度范围比目前的高跟鞋有所增加。(The invention discloses a method and a device for automatically leveling insole height, which designs an insole height device which can change the state of a supporting structure in time along with different ground slopes and then bear gravity, not only automatically adapts to different ground slopes to enable a sole to keep a horizontal or basically horizontal surface all the time, but also increases the height range of the insole height compared with the current high-heeled shoes.)

一种自动调平的鞋垫高方法及装置

技术领域：

本发明涉及一种自动调平的鞋垫高方法，并由此设计一种自动调平的鞋垫高装置，属通用机械类。

背景技术：

高跟鞋或高底鞋在一定程度上可以掩饰人们身高不足的缺陷，起到美化人体的效果，是很多女性朋友热衷的产品，高跷能大幅度将脚底垫高，但只能用于特殊场合中的特殊人群。就目前而言，能掩饰身高不足缺陷的物品大体如此，其原理就是简单地在脚底添加一层或一段物件，这一层或一段物件相对固化，不可变换更改，从使用效果看，高跟鞋和高底鞋所能掩饰的高度是相当有限的、不适于有坡度或凹凸不平的地面，另外高跟鞋穿起来并不是很舒服，还有损人体健康，高跷的稳定性差，不适合日常穿戴。

经过检索，高跟鞋、高跷方面的专利不少，但其方法、原理、结构及其所产生的效果与本发明均不尽相同，没有检索到与本发明的方法及装置相类似的专利。

发明目的

本发明的目的是公布一种自动调平的鞋垫高方法，设计一种随不同坡度而及时变换支撑结构状态，然后承载重力的鞋垫高装置：不但自动适应不同的地面坡度(坡度在一定范围内)，使脚底始终保持水平或基本水平的面，而且垫高的高度范围比目前的高跟鞋有所增加。

发明内容

一种自动调平的鞋垫高方法，一条绷紧的软绳被多个绳环或物件表面分隔成不同的段，相邻绳段之间可滑动，重力被加载的初期，软绳各相邻绳段根据地面坡度而滑动，滑动结束，软绳与刚性构件共同组成重力支撑系统；在承载重力的同时，软绳被重力压住而产生摩擦力，摩擦力阻止软绳滑动，软绳各段长度得到固定，支撑结构得以稳定。简单地说，本发明方法是在人的脚底垫了一段物件，此物件的作用一方面是根据所面临的地面坡度而及时变换自身的结构形态，使人的脚面始终保持基本水平的面，另一方面则是起到垫高的作用；或者说，本发明方法是利用人体重力压住软绳，软绳被压处与其接触面之间的摩擦力反过来维持支撑结构形态稳定的方法。该方法的人体重力与支撑结构形态互为因果，没有重力施加到装置，相应也没有固定的支撑结构形态；有重力施加到装置，装置首先形成特定的支撑结构形态，然后承载重力，承载重力的同时，软绳被重力压住，被压处与其接触面之间的摩擦力反过来用以维持支撑结构形态的稳定。需要说明的是，该方法在重力被加载前，软绳相邻绳段间可滑动，支撑结构形态不固定，在重力被加载的初期，力还较小，此阶段需要借助另一只脚所掌控的人体平衡，对装置进行扶正，随着加载的力逐渐变大，对另一只脚所掌控的人体平衡的借助才慢慢变弱，直至完全消失。

按照本发明方法生产出的产品(以下简称本产品)，可保守地认为只适用于替代高跟鞋，穿高跟鞋能完成的走路、站立、垫高等任务，穿戴本产品完全可以做到，而且效果更好。但对于某些刻意、极端、怪异的行为，如专门用脚尖或脚跟或只用脚面的外侧走路，或单腿跳或双腿并跳等情况是不适合的。

一个正常的人走路或间立(人的重心在双脚间互换但没有移动距离，这个行为在此暂称作“间立”)，重力的承载由一只脚(如A脚)转移到另一只脚(如B脚)，这个转移是逐渐进行的，是一个过程，需要一定的时间才能完成。穿戴本产品走路或间立，重力在转移前，一方面，A脚承载人体重力，假设A脚是站稳了的，不出现摔倒的迹象，人体是平衡的，另一方面，穿戴在B脚上的本产品此时没有固定的支撑结构形态。如图1、图2所示，重力施加到鞋底触面11，经传递，到压绳条1，压绳条1压住软绳6的6-3、6-12段，这两个段的软绳被压后将重力传递到地触面7。同时压绳条1与绳段6-3、6-12之间、绳段6-3、6-12与地触面7之间均产生摩擦力(以下简称“两摩擦力”)，摩擦力阻止软绳滑动。重力在转移过程初期，转移到B脚的部分还小，此阶段借助A脚掌控的人体平衡，对B脚穿戴的本装置进行扶正，让B脚的脚底面(即图1中的鞋底触面11)呈水平或基本水平的面，这个较小的力被传递到地触面7的中部位置附近，而此时地触面7所在平面与将要接触的地面应平行，否则地触面7处于不平衡状态，相对于其右端而言，其左端必将上升或下降，直至其所在平面与地面平行。这里说的上升或下降，即指软绳滑动，更明确地说，就是软绳6-5、6-10段的变长或变短，6-1、6-14段的变短或变长，在这期间，转移到B脚的力小，两摩擦力更小而不足以阻止软绳的滑动。自软绳滑动结束，根据A脚掌控的人体平衡，穿戴在B脚上的本产品完成了针对B脚将要接触地面坡度的重力支撑结构形态的构建，地触面7所在平面被确立。随着重力的逐渐转移，B脚所承载的部分愈大，两摩擦力也愈大，支撑结构状态愈稳定，人体平衡由借助A脚的掌控也逐渐转移到借助B脚，直至重力完全转移到B脚。

根据自动调平的鞋垫高方法，设计一种自动调平的鞋垫高装置，如前所述，该装置由相邻绳段之间可相互滑动的软绳与刚性构件共同组成重力支撑系统。不承载重力期间无固定支撑结构形态，重力施加到该装置时，该装置首先形成针对将要面临的地面坡度的支撑结构形态，然后承载重力。承载重力期间，软绳被重力压住，两摩擦力将阻止软绳相邻各段间的滑动，使支撑结构状态得以稳定。

如图1，鞋底触面11、上圆筒17、螺栓一15、下圆筒14、筒座板9、垂杆10、压绳条1依次连接；压绳条1的一端与弯头一3、弹簧垫一2连接，另一端与弯头二5、弹簧垫二4连接；筒座板9的一侧(按图1所示方位的左侧)与接杆二18、簧架22、接杆三23、接箍二25、绳大梁24依次连接，另一侧与接杆一8、接箍一13、绳小梁12依次连接，其中簧架22通过小孔六22-2(图6)与螺栓二20、弹簧21连接，螺母二19拧在螺栓二20上限定弹簧21的拉伸松紧程度。

在地触面7上设置六个绳环，分别标号7-1～7-6。一条完整的软绳6按图1、图2所示进行布局，贯穿弹簧21的端口闭环后，软绳6被划分成两个方向，此时的绳段命名为6-7、6-8段；6-7、6-8段软绳从簧架22的小孔五22-1(图6)穿进去，置于接杆三23的空心内，于接箍二25处各转90度和-90度，到6-6和6-9段；再各自从图3所示的小孔八24-2和小孔七24-1中穿出，进入6-5和6-10段；再各自穿过绳环7-6和7-5，进入6-4和6-11段；然后均穿过绳环7-4，进入6-3和6-12段；同时穿过绳环7-3，进入6-2和6-13段；再分别穿过绳环7-1、7-2，进入6-1和6-14段；6-1和6-14段分别通过绳小梁12两端的小孔固定在绳小梁12上，固定处即为软绳6的两个头。

图1中的接箍二25、绳大梁24、接杆三23为空心部件，图示中没完全显示，绳段6-6、6-9及6-7、6-8段的部分居于这些部件的空心内。

按照以上部件的连接及软绳布局，任何时刻，软绳6都是被弹簧21绷紧的，但不同的地面坡度所对应的软绳6的总长度不尽相同，弹簧21的作用一方面是使软绳6绷紧，另一方面则是使软绳6具备伸缩性，使其在任何时刻的总长度都能满足装置的需要。因此压绳条1在任何时刻都会有力向下压地触面7。在无重力加载时，软绳6各段之间可较自由地滑动，此时软绳6不希望被压绳条1压住而产生摩擦力，因此在压绳条1两端各设置弯头一3和弯头二5，在这两个弯头上各安装弹簧垫一2和弹簧垫二4，两个弹簧垫与地触面7的接触处可设为万向轮或滚轮，那么因软绳6的绷紧而导致压绳条1与地触面7之间的压力则绝大部分由两个弹簧垫来承接，两个弹簧垫与地触面7之间的摩擦力较小，可忽略不计。

压绳条1压地触面7的力中，两个弹簧垫可将软绳6绷紧的力大致抵消掉，剩余的力即人体重力则用于压住软绳6的6-12、6-3两个段，再由地触面7支撑。重力加载前，因软绳6绷紧的力大致被抵消，绳段6-12、6-3被压绳条1压住的力为零或很小，两摩擦力基本不存在，因此各相邻绳段之间可相互滑动，不存在固定的支撑结构形态。假设软绳6被锁死，各相邻绳段之间不滑动，那么图示里的重力支撑结构形态被固化，本装置便只是一个固定的鞋底垫高物品，相当于简单的墩或凳，不随地面坡度变化而改变支撑结构形态。

按照以上所述，重力被载入后，将完全转移到地触面7上。在重力载入的初期，力还较小，地触面7承接重力的位置大约在它的中部，此时如地平面与地触面7所在平面不平行，则地触面7的受力不平衡，将发生转动，伴随其转动的是各绳段间的滑动，直至其受力得到平衡即地平面与地触面7所在平面平行，形成针对特定地面坡度的支撑结构形态，然后接纳重力的陆续载入。

有益效果

本发明的有益效果是提供一种鞋垫高的方法，并设计相应装置，该装置可以让人脚底垫高、垫高的高度可调、自动调整支撑结构形态以适应不同的地面坡度，克服了目前市面上高跟鞋、高底鞋、高跷等各自的不足。但本装置的负面作用是部件较多，与现有高跟鞋相比，重量方面不占优势。

附图说明：下面对附图及图中各构件予以说明。

图1为装置结构示意图；图2为图1中的软绳6的布局走向示意图；图3为图1中的接箍二25、绳大梁24、接杆三23的放大示意图；图4为图1中的弯头一3或弯头二5单构件示意图；图5为图1中的上圆筒17、下圆筒14的单构件示意图；图6为图1中的簧架22的示意图；图7为本发明生产出的产品外观图。

在图1和图2中，1压绳条。2弹簧垫一。3弯头一。4弹簧垫二。5弯头二。6软绳。7地触面。8接杆一。9筒座板。10垂杆。11鞋底触面。12绳小梁。13接箍一。14下圆筒。15螺栓一。16螺母一。17上圆筒。18接杆二。19螺母二。20螺栓二。21弹簧。22簧架。23接杆三。24绳大梁。25接箍二。7-1～7-6分别为六个绳环，用以限定或引导软绳走向。6-1～6-14为软绳6的不同段。

在图2、图3、图5、图6中，14、17、21、22、23、24、25分别为图1中标注的相应部件。14-1小孔一。14-2小孔二。17-1小孔三。17-2小孔四。22-1小孔五。22-2小孔六。22-3架台一。22-4架台二。24-1小孔七。24-2小孔八。

具体实施方式

一种自动调平的鞋垫高装置，人们在穿戴它之外，仍然需要穿鞋，如布鞋或许较好。在图1中，在鞋底触面11上钻多个小孔。鞋与本装置通过这些小孔进行连接。对于不同的人，其鞋大小不一样，可通过不同的小孔组合进行连接，使同一型号的产品可以与多种型号的鞋相匹配。

鞋底触面11与上圆筒17连接。

上圆筒17置入下圆筒14之中，二者的侧面钻多组小孔，如小孔一14-1、小孔二14-2、小孔三17-1、小孔四17-2等，如图5所示。螺栓一15***不同孔的组合，拧紧螺母一16，将上圆筒17与下圆筒14固定住，起到调节高度的作用。

下圆筒14与筒座板9连接。

筒座板9右方(按图1所示方位)与接杆一8、接箍一13和绳小梁12连接，绳小梁12的两端各钻一小孔用于固定软绳6的两个头。

筒座板9下方依次与垂杆10、压绳条1连接，压绳条1的一端与弯头一3、弹簧垫一2连接，另一端与弯头二5、弹簧垫二4连接。无论装置是否承载重力，软绳6都是处于绷紧的状态，两个弹簧垫压在地触面7上，压力大小大致将软绳6绷紧的力抵消，使压绳条1压绳段6-12、6-3的力大致等于人体重力。如软绳6绷紧的力为F，即绳段6-5、6-10、6-1、6-14段的拉力均为F，则每个弹簧垫应承受2F的压力即可抵消。

筒座板9的左方与接杆二18、簧架22、接杆三23、接箍二25、绳大梁24依次连接，其中簧架22通过小孔六22-2(图6)与螺栓二20、弹簧21连接，螺母二19拧在螺栓二20上，拧动螺母二19，可调整弹簧21的松紧程度，也是软绳6的绷紧程度。这个调整无需太过频繁，产品使用时间长了，可能导致软绳松弛，此时可进行调整。簧架22如图6所示，设有二个架台：架台一22-3、架台二22-4、两架台各钻一小孔：小孔五22-1、小孔六22-2。架台一22-3与接杆三23连接，小孔五22-1与接杆三23的空心连通。绳段6-7和6-8的部分置于接杆三23的空心内，从小孔五22-1穿出，穿入弹簧21的端口闭环。

接杆三23与绳大梁24均为空心部件，二者通过接箍二25相连并固定。如图3所示，在绳大梁24的两头，从空心的面向下方各钻一个小孔：小孔七24-1和小孔八24-2。软绳的6-6、6-9段分别从小孔八24-2和小孔七24-1穿出，进入6-5、6-10段。

地触面7上固定设置六个绳环7-1～7-6，绳环的作用是将软绳6划分为不同的段，限定或引导软绳6的走向。

如前所述，软绳6按图2所示进行布局，绳段6-5、6-10、6-14、6-1将地触面7所在表面拉向绳大梁24、绳小梁12所在表面，而两个表面由垂杆10撑开，它们共同组成重力支撑结构系统。相邻绳段间是否滑动将取决于两摩擦力(两摩擦力的含义见前文)的大小，当摩擦系数为常数时，摩擦力大小与承载的重力成正比，因此重力加载前，相邻绳段间可滑动，支撑结构形态不固定；重力加载后的初期，借助另一只脚对人体平衡的掌控，对装置扶正，使鞋底触面11保持水平或基本水平的面，此时重力还较小，被传递到地触面7的中部位置附近，地触面7所在平面与将要接触的地平面应平行，否则地触面7处于不平衡状态，而此时两摩擦力不足以阻止软绳6各相邻段之间的滑动，因此软绳各相邻段滑动，直至地触面7的受力得到平衡，滑动结束，支撑结构形态确立，然后进一步承载重力。

如图1，人的重力由鞋底传递给鞋底触面11，经上圆筒17、螺栓一15、下圆筒14、筒座板9、垂杆10传递给压绳条1，压绳条1压住软绳6的6-3、6-12两个段，再往下压地触面7，最后到达地面。

按以上所述生产出的产品，部件较多，且有软绳的繁杂缠绕，可做件外壳将多数部件及软绳包裹住，最终产品外观如图7所示。