阅读说明：本技术 一种自动系鞋带机的横向打结机构 (Transverse knotting mechanism of automatic shoelace tying machine ) 是由 刘健 肖涛 邹涛 姜博鑫 方清康 钱宋杭 于 2020-04-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自动系鞋带机的横向打结机构,包括壳体,壳体内设有主动齿轮和两个分别与主动齿轮啮合的齿条,主动齿轮通过齿轮驱动电机驱动,壳体内前后两侧分别设有导轨,齿条分别可沿导轨滑动；两个齿条向外的一端分别连接有竖直向下的左传动杆和右传动杆,左传动杆和右传动杆的底端分别连接有左电机和右电机,左电机和右电机的输出轴分别连接有左拉钩组和右拉钩组。本发明中左拉钩组和右拉钩组就像人的手指一样可灵活运动,实现鞋绳的自动打结；本发明在简单结构的基础上可完成多个复杂的动作,解决了鞋绳自动打结的难题,其设计巧妙、动作高效,打结耗时短,效率高。(The invention discloses a transverse knotting mechanism of an automatic shoelace tying machine, which comprises a shell, wherein a driving gear and two racks respectively meshed with the driving gear are arranged in the shell, the driving gear is driven by a gear driving motor, guide rails are respectively arranged at the front side and the rear side in the shell, and the racks can respectively slide along the guide rails; the outward ends of the two racks are respectively connected with a left transmission rod and a right transmission rod which are vertically downward, the bottom ends of the left transmission rod and the right transmission rod are respectively connected with a left motor and a right motor, and output shafts of the left motor and the right motor are respectively connected with a left pull hook group and a right pull hook group. The left drag hook group and the right drag hook group can flexibly move just like fingers of a person, and automatic knotting of shoe ropes is realized; the invention can complete a plurality of complex actions on the basis of a simple structure, solves the problem of automatic knotting of the shoe ropes, and has the advantages of ingenious design, high action efficiency, short knotting time and high efficiency.)

一种自动系鞋带机的横向打结机构

技术领域

本发明自动系鞋带技术领域，具体涉及一种自动系鞋带机的横向打结机构。

背景技术

我国社会人群中存在着一些手部残疾人士、腰椎疾病患者、高血压患者、孕妇等人群，以上人群由于或肌体老化、或行动不便等原因，难以完成系鞋带这一过程。

经调查，目前我国市场上还未曾出现一台能实现系鞋带稳定功能的装置，已有的相关装置也出现体积大、结构复杂、不适合家用等等一系列问题。为了能够有效帮助手部残疾人士、腰椎疾病患者、高血压患者、孕妇等解决系鞋带难问题，亟需开发一种自动系鞋带机，以便于上述人群完成系鞋带的过程。

自动系鞋带机的开发过程中，最重要的难题就是如何通过自动化装置完成鞋绳的自动打结，因此设计一种能够自动完成鞋绳打结的机构是自动系鞋带机最核心的步骤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动系鞋带机的横向打结机构，旨在解决如何完成鞋绳自动打结的问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种自动系鞋带机的横向打结机构，包括壳体，所述壳体内设有主动齿轮和两个分别与主动齿轮啮合的齿条，所述主动齿轮通过齿轮驱动电机驱动，所述壳体内前后两侧分别设有导轨，所述齿条分别可沿所述导轨滑动；所述的两个齿条向外的一端分别连接有竖直向下的左传动杆和右传动杆，所述壳体的底面分别开设有供所述左传动杆和所述右传动杆穿过并移动的条形缺口，所述左传动杆和所述右传动杆的底端分别连接有左电机和右电机，所述左电机和所述右电机的输出轴分别连接有左拉钩组和右拉钩组。

进一步地，所述左拉钩组包括呈方形布置的第一细杆、第一弯杆、第二细杆以及第一短杆，其中所述第一弯杆设置于所述第一细杆的下方，所述第一短杆设置于所述第一细杆的右侧，所述第二细杆设置于所述第一短杆的下方；所述右拉钩组包括呈直角三角形布置的第三细杆、第二弯杆以及第二短杆，其中所述第二弯杆设置于所述第二短杆的左侧，所述第三细杆设置于所述第二短杆的下方。

进一步地，所述左拉钩组和所述右拉钩组相互对应时，所述第一弯杆对应于所述第二弯杆和第三细杆连线的偏下位置，所述第二弯杆对应于所述第一细杆和第二细杆连线的偏上位置。

进一步地，所述第一弯杆和第二弯杆的端部分别设有弯钩，所述第一弯杆的弯钩向上弯折，所述第二弯杆的弯钩向下弯折。

进一步地，所述左电机通过左电机架固定设置于所述左传动杆的底端，所述右电机通过右电机架固定设置于所述右传动杆的底端。

进一步地，所述左电机和所述右电机分别设置于所述左传动杆和所述右传动杆的前后不同侧。

进一步地，所述条形缺口开设于所述壳体底面中间部位。

进一步地，所述齿轮驱动电机设置于壳体的顶部，其输出端穿过壳体后与所述主动齿轮连接。

进一步地，所述导轨开设有T形槽，所述齿条的背部与所述T形槽匹配。

进一步地，所述自动系鞋带机上设置有托鞋板，所述横向打结机构设置于所述托鞋板的上方。

本发明具有以下有益效果：本发明通过齿轮驱动电机带动主动齿轮转动，进而由主动齿轮带动齿条左右移动，从而实现左拉钩组和右拉钩组的同步反向移动，并通过左电机和右电机实现左拉钩组和右拉钩组的转动，使得左拉钩组和右拉钩组就像人的手指一样可灵活运动，实现鞋绳的自动打结；本发明在简单结构的基础上可完成多个复杂的动作，解决了鞋绳自动打结的难题，其设计巧妙、动作高效，打结耗时短，效率高。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1中左拉钩组的放大示意图。

图3是图1中右拉钩组旋转180°后的放大示意图。

图4是本发明的工作示意图(1)。

图5是本发明的工作示意图(2)。

图6是本发明的工作示意图(3)。

图7是本发明的工作示意图(4)。

图8是本发明的工作示意图(5)。

图9是本发明的工作示意图(6)。

图10是本发明的工作示意图(7)。

图11是本发明的工作示意图(8)。

图12是本发明的工作示意图(9)。

图13是本发明的工作示意图(10)。

图中：1、壳体，2、主动齿轮，3、齿条，4、齿轮驱动电机，5、导轨，6、左传动杆，61、左电机架，62、左电机，63、左拉钩组，64、第一细杆，65、第一弯杆，66、第二细杆，67、第一短杆，7、右传动杆，71、右电机架，72、右电机，73、右拉钩组，74、第三细杆，75、第二弯杆，76、第二短杆，8、条形缺口，9、托鞋板，10、左鞋绳，11、右鞋绳。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：一种自动系鞋带机的横向打结机构，如图1-4所示，该自动系鞋带机上设置有托鞋板9，用于支撑鞋子，横向打结机构设置于托鞋板9的上方。横向打结机构包括壳体1，壳体1内设有一主动齿轮2和两个分别与主动齿轮2啮合的齿条3，两个齿条3相互平行。壳体1顶部固定安装有齿轮驱动电机4，齿轮驱动电机4的输出轴穿过壳体1顶部表面后与主动齿轮2的转轴连接，通过齿轮驱动电机4可带动主动齿轮2转动；壳体1内前后两侧沿长度方向分别设有导轨5，该导轨5上开设有T形槽，齿条3的背部与T形槽匹配，将齿条3插接在T形槽内后可实现齿条3的左右滑动。

上述结构中，两个齿条3向外的一端分别连接有左传动杆6和右传动杆7，左传动杆6和右传动杆7均为L形，其一端分别与齿条3的端部固定连接，并且在壳体1的底面中间部位沿长度方向分别开设有供左传动杆6和右传动杆7穿过并移动的条形缺口8，左传动杆6或右传动杆7远离齿条3的另一端穿过条形缺口8后竖直向下设置。

上述结构中，左传动杆6和右传动杆7的底端分别通过左电机架61和右电机架71固定安装有左电机62和右电机72，左电机62和右电机72分别位于左传动杆6和右传动杆7的前后不同侧，本实施例中左电机62位于左传动杆6的前侧，右电机72位于右传动杆7的后侧。

上述结构中，左电机62和右电机72的输出轴均竖直朝下，并分别连接有左拉钩组63和右拉钩组73，左拉钩组63和右拉钩组73分别包括人字形支架和设置在人字形支架上的若干模拟手指的细杆。具体的，左拉钩组63上设置有呈方形布置的第一细杆64、第一弯杆65、第二细杆66以及第一短杆67，其中第一弯杆65设置于第一细杆64的下方，第一短杆67设置于第一细杆64的右侧，第二细杆66设置于第一短杆67的下方；右拉钩组73上设置有呈直角三角形布置的第三细杆74、第二弯杆75以及第二短杆76，其中第二弯杆75设置于第二短杆76的左侧，第三细杆74设置于第二短杆76的下方。

本实施例中，左拉钩组63和右拉钩组73的高度略高于使用者将鞋放置于托鞋板9上后鞋面的高度，并且越接近鞋面越有利于打结过程中蝴蝶结的形成。

当左拉钩组63和右拉钩组73分别在左电机62和右电机72的驱动下相互面向彼此对应时，第一弯杆65对应于第二弯杆75和第三细杆74连线的偏下位置，第二弯杆75对应于第一细杆64和第二细杆66连线的偏上位置。本实施例中，第一弯杆65和第二弯杆75的端部分别设有弯钩，第一弯杆65的弯钩向上弯折，第二弯杆75的弯钩向下弯折。其位置关系及弯钩方向的设置是为了使左拉钩组63和右拉钩组73相互靠近时，搭在第二弯杆75和第三细杆74上的鞋绳可顺利进入第一弯杆65的弯钩内，搭在第一细杆64和第二细杆66上的鞋绳可顺利进入第二弯杆75的弯钩内。

本实施例在具体实施时，通过齿轮驱动电机4驱动主动齿轮2转动，进而带动齿条3移动，从而带动左拉钩组63和右拉钩组73同步反向移动；通过左电机62和右电机72可分别驱动左拉钩组63和右拉钩组73转动。通过这两种运动方式使得左拉钩组63和右拉钩组73就像人的左右手一样可以灵活运动，从而进行鞋绳打结的操作。

本实施例的鞋绳打结机构在工作时，其初始状态为：左拉钩组63和右拉钩组73分别位于壳体两端最远行程处，左拉钩组63的各个细杆朝向壳体1的后侧，右拉钩组73的各个细杆朝向壳体1的前侧；使用者将已穿上的鞋子放置于托鞋板9上，并将左鞋绳10悬挂在左拉钩组63的第一细杆64和第二细杆66上，右鞋绳11悬挂在右拉钩组73的第二弯杆75和第三细杆74上(此步骤可以人工操作，也可以自动完成；其自动完成的方式由自动系鞋带机的其它构件完成，本实施例中不作赘述，详见本申请人与本发明同一天申请的发明专利：一种自动系鞋带机中的具体描述)。如图4所示。

随后左电机62和右电机72分别驱动左拉钩组63和右拉钩组73顺时针旋转90°，即左拉钩组63和右拉钩组73均向内侧旋转至彼此朝向对方。此时左鞋绳10悬挂在第一细杆64和第二细杆66上，并穿过第二细杆66和第一短杆67之间；右鞋绳11悬挂在第二弯杆75和第三细杆74上，并穿过第三细杆74与第二短杆76之间。如图5所示。

随后齿轮驱动电机4驱动主动齿轮2逆时针转动，进而同时带动两个齿条3分别向内侧移动，从而同时带动左拉钩组63和右拉钩组73分别向内侧移动，即彼此相互靠近。在左拉钩组63和右拉钩组73相互靠近的过程中，当第二弯杆75的弯钩外弧面接触左鞋绳10悬挂在第一细杆64与第二细杆66之间的部分时，如图6所示，随着左拉钩组63和右拉钩组73的继续靠近，左鞋绳10在第二弯杆75的弯钩外弧面上滑移后落入第二弯杆75的弯钩内，如图7所示；当第一弯杆65的弯钩外弧面接触右鞋绳11悬挂在第二弯杆75和第三细杆74之间的部分时，如图8所示，随着左拉钩组63和右拉钩组73的继续靠近，右鞋绳11在第一弯杆65的弯钩外弧面上滑移后落入第一弯杆65的弯钩内，如图9所示。当左鞋绳10和右鞋绳11分别落入第二弯杆75和第一弯杆65的弯钩内后，齿轮驱动电机4停止转动。

随后齿轮驱动电机4反转，即带动左拉钩组63和右拉钩组73相互远离，与此同时，第二弯杆75勾住左鞋绳10、第一弯杆65勾住右鞋绳11，如图10所示，左拉钩组63和右拉钩组73经过一段行程的远离后，即可使两鞋绳形成平结。当左传动杆6和右传动杆7移动至导轨5最外端时，齿轮驱动电机4停止转动，如图11所示。然后左电机62和右电机72分别驱动左拉钩组63和右拉钩组73皆逆时针旋转90°，使左拉钩组63和右拉钩组73回到初始位置。

此时，左右鞋绳形成平结后位置将互换，即左鞋绳10位于鞋子右侧，右鞋绳11位于鞋子左侧。

平结形成以后，即可进行下一步蝴蝶结的成结动作。蝴蝶结和平结的动作行程大致相同，重复上述平结形成的动作即可实现蝴蝶结的形成，仅存在以下区别：当第二弯杆75勾住右鞋绳11、第一弯杆65勾住左鞋绳10，同时左拉钩组63和右拉钩组73相互远离时，左拉钩组63和右拉钩组73经过的行程仅为平结形成过程中二者行程的三分之二，即在左鞋绳10和右鞋绳11形成蝴蝶结后，第二弯杆75和第一弯杆65不再继续向外移动，以保持蝴蝶结的形态，如图12所示。

蝴蝶结形成以后，齿轮驱动电机4驱动主动齿轮2逆时针转动，即左拉钩组63和右拉钩组73相互靠近一段距离，如图13所示，以便于左鞋绳10和右鞋绳11分别脱离各自对应的拉钩组上的弯杆。此时由于第二弯杆75的弯折方向向下，所以右鞋绳11可轻易脱离第二弯杆75；而第一弯杆65的弯折方向向上，因此需要使用者将脚向上稍微抬起，再向右侧偏离，才能将左鞋绳10脱离第一弯杆65。

至此，系鞋带的动作已全部完成，最后齿轮驱动电机4工作带动左传动杆6和右传动杆7移动至导轨5最外端，然后左电机62和右电机72分别驱动左拉钩组63和右拉钩组73皆逆时针旋转90°，使横向打结机构回到初始位置。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。