一种鞋类防滑测试设备

技术领域

本发明涉及测试设备相关领域，具体为一种鞋类防滑测试设备。

背景技术

鞋子是穿在脚上防止脚受到伤害的一种物品，对人类来说是一种必不可少的东西，鞋子的防滑性能是其重要指标之一，通过在鞋底设计相应的花纹来对其进行防滑设计，在鞋子底部花纹的设计中可通过一些辅助的测试装置来对其进行防滑性能的设计，但目前的鞋类防滑测试设备的方式缺乏真实性，因此其测试的结果数据与实际情况存在着不小的差距，显然越贴合实际情况的测试装置越能帮助研发出更好防滑性能的鞋子。

发明内容

本发明的目的是提供一种鞋类防滑测试设备，来解决上述问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种鞋类防滑测试设备，包括仿生机构和摩擦力调控机构，所述仿生机构和所述摩擦力调控机构之间设有间隔板，所述间隔板与导轨滑动连接，所述导轨固定在四个或四个以上的立柱上，每个所述立柱的一端固定在第一板体上，所述第一板体和所述仿生机构位于所述间隔板的一侧，每个所述立柱的另一端固定在第二板体上，所述第二板体与所述摩擦力调控机构位于所述间隔板的同一侧；

所述仿生机构包括第一滑动板体，所述第一滑动板体的一侧与所述第一板体之间连接有第一气压伸缩杆，所述第一气压伸缩杆受到第一气泵控制，所述第一滑动板体上的另一侧设有小腿仿生组件，所述小腿仿生组件包括构成足部的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆之间铰接，第三连杆和第四连杆构成腿部，所述第三连杆和所述第四连杆之间转动连接，所述第三连杆与关节轴的一端固定连接，所述关节轴与所述第四连杆转动连接，所述第四连杆固定有第一电机，所述第一电机通过蜗轮蜗杆减速器控制所述关节轴和所述第三连杆转动，所述所述第二连杆与第三连杆之间也进行铰接，在所述第一连杆与所述第二连杆的铰接处通过扭簧进行连接，所述第二连杆与所述第三连杆的铰接处也通过一个扭簧进行连接，所述第二连杆与所述第一连杆均受到一个拉绳控制组件的控制，所述仿生机构与所述间隔板的一侧面接触，能模仿人在行走时脚掌与地面接触的任一状态；

所述摩擦力调控机构包括第二滑动板体，所述第二滑动板体的一侧与所述第二板体之间连接有一个第二气压伸缩杆，所述第二气压伸缩杆受到第二气泵的控制，所述第二滑动板体的另一侧固定有支撑架，所述支撑架的两端分别转动设有第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和所述第二转轴上均固定连接有一个第一带轮，两个所述第一带轮通过一个摩擦带传动，所述摩擦带的转动由一个第二电机控制驱动，所述第二滑动板体能在第二气压伸缩杆的作用下贴近和远离所述间隔板的一侧面，将摩擦带转动转动起后，所述第二气压伸缩杆提供所述摩擦带和所述间隔板之间的挤压力，从而变为所述摩擦带给与所述间隔板的摩擦力便产生变化，从而来检测此时鞋子的防滑性能。

优选地，所述仿生机构中的两个拉绳控组件均固定在第三连杆上，每个拉绳控制组件包括外壳体，所述外壳体内固定设有第三电机，所述第三电机的电机轴上固定设有第一蜗杆，所述第一蜗杆与第一蜗轮啮合，所述第一蜗轮与线轮固定连接，所述线轮和所述第一蜗轮均与固定轴转动连接，所述固定轴的两端与所述外壳体的内壁固定，所述线轮上缠绕有拉绳的一端，所述拉绳的另一端穿过所述外壳体且位于所述外壳体的外侧。

优选地，所述第一连杆与一个所述拉绳控组件中的所述拉绳的一端固定连接，所述第二连杆上固定有一个第一导向圆柱，所述拉绳通过所述第一导向圆柱导向，所述拉绳穿过所述第二连杆上固定的第一线环，在所述第三连杆上固定有两个第二导向圆柱，所述拉绳也通过所述第二导向圆柱导向，所述第三连杆还固定设有第二线环，所述拉绳绕过所述第二导向圆柱后穿过所述第二线环到达对应的所述拉绳控组件中的外壳体内，另一个所述拉绳控组件中的所述拉绳在穿过所述第二线环绕过两个所述第二导向圆柱后与第二连杆上固定的所述第一线环固定连接，以达到控制所述第二连杆转动的目的。

优选地，在所述小腿仿生组件中的所述第四连杆固定在滑动螺母座上，所述滑动螺母座与所述第一滑动板体之间沿丝杠的轴线方向滑动连接，所述滑动螺母座与所述丝杠螺纹连接，所述丝杠的一端与所述第一滑动板体上固定的轴承座转动连接，所述丝杠的另一端与第四电机的输出轴固定连接，所述第一板体固定有两个及以上第一导向杆的一端，每个所述第一导向杆均与所述第一滑动板体滑动连接，所述第一板体上固定的所述第一气泵通过第一导气管与所述第一气压伸缩杆连通。

优选地，所述第二板体侧还固定有两个及以上的第二导向杆的一端，所述第二滑动板体与每个所述第二导向杆均滑动连接，所述第二气压伸缩杆与所述第二气泵之间通过第二导气管连接，所述第二气泵与所述第二板体固定连接，所述第二电机固定在所述第二滑动板体上，所述第二电机的输出轴上固定有一个第二带轮，在所述第一转轴的一侧固定有一个第三带轮，所述第三带轮与所述第二带轮之间通过一个同步带传动。

优选地，所述蜗轮蜗杆减速器包括减速器壳体，所述减速器壳体与所述第四连杆固定，所述关节轴穿过所述减速器壳体且在所述减速器壳体内与第二蜗轮固定连接，所述关节轴与所述减速器壳体转动连接，所述第二蜗轮与第二蜗杆啮合，所述第二蜗杆与所述第一电机的电机轴固定连接，所述第一电机与所述减速器壳体固定连接。

优选地，所述导轨的一端固定有限位块，所述限位块与所述间隔板的一侧均固定有一个铜片，两个所述铜片可接触，所述间隔板上固定的所述铜片与所述限位块上固定的所述铜片分别通过导线与控制储存器连接，连接后当两个所述铜片接触后形成能形成通路，断开后形成断路，使得所述控制储存器能得到所述限位块和所述间隔板之间的相对位置情况。

优选地，所述第一气压伸缩杆和所述第二气压伸缩杆内均固定设有气压传感器，所述控制储存器通过所述气压传感器的数据反馈，来控制所述第一气压伸缩杆或所述第二气压伸缩杆内的压力。

优选地，所述第一板体上还固定有所述控制储存器，所述控制储存器可进行数据储存和两大机构的控制。

综上所述，本发明具有如下有益效果：本发明通过仿生机构来完成鞋底的对鞋的使用时的防真运动，再通过摩擦力调控机构其在不同状态时的不同防滑能力进行测试，使得测试出的结果更加贴合实际使用情况，使得实验数据更加有说服力以及真实性，还能帮助鞋子研发者找出更多鞋子在实际使用过程中的问题。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是本发明实施例图1中A-A方向示意图；

图3是本发明实施例图1中B-B方向示意图；

图4是本发明实施例中小腿仿生组件的结构示意图；

图5是本发明实施例中小腿仿生组件剖视后的结构示意图；

图6是本发明实施例中图4的侧视图；

图7是本发明实施例中小腿仿生组件弯曲状态的结构示意图；

图8是本发明实施例图5中C处放大图；

图9是本发明实施例图5中D处放大图；

图10是本发明实施例图5中E处放大图；

图11是本发明实施例中第一电机与蜗轮蜗杆减速器的配合关系图；

图12是本发明实施例中拉绳控组件的结构图；

图13是本发明实施例在不同使用状态下的使用状态图；

图14是本发明实施例中间隔板与限位块的以及控制储存器的连接电路示意图。

图中：11、立柱；12、第一板体；13、导轨；14、第二板体；15、间隔板；16、第一气泵；17、第一导气管；18、第一气压伸缩杆；19、第一滑动板体；20、控制储存器；21、第二气压伸缩杆；22、第二气泵；23、第二导气管；24、第二导向杆；25、支撑架；26、第二电机；27、第二滑动板体；28、同步带；29、第二带轮；30、摩擦带；31、第一带轮；32、第三连杆；33、第四连杆；34、滑动螺母座；35、丝杠；36、第四电机；37、限位块；38、第二连杆；39、第一连杆；40、外壳体；41、第二线环；42、第二导向圆柱；43、扭簧；44、拉绳；45、第一导向圆柱；46、第一线环；47、第三带轮；48、第二转轴；49、第一转轴；50、第三电机；51、第一蜗杆；52、第一蜗轮；53、线轮；54、固定轴；55、关节轴；56、第一电机；57、减速器壳体；58、第二蜗轮；59、第二蜗杆；60、第一导向杆；61、气压传感器；62、铜片；70、仿生机构；80、摩擦力调控机构。

具体实施方式

结合附图1-图14所述的一种鞋类防滑测试设备，包括仿生机构70和摩擦力调控机构80，所述仿生机构70和所述摩擦力调控机构80之间设有间隔板15，所述间隔板15与导轨13滑动连接，所述导轨13固定在四个或四个以上的立柱11上，每个所述立柱11的一端固定在第一板体12上，所述第一板体12和所述仿生机构70位于所述间隔板15的一侧，每个所述立柱11的另一端固定在第二板体14上，所述第二板体14与所述摩擦力调控机构80位于所述间隔板15的同一侧；

所述仿生机构70包括第一滑动板体19，所述第一滑动板体19的一侧与所述第一板体12之间连接有第一气压伸缩杆18，所述第一气压伸缩杆18受到第一气泵16控制，所述第一滑动板体19上的另一侧设有小腿仿生组件，所述小腿仿生组件包括构成足部的第一连杆39和第二连杆38，所述第一连杆39和第二连杆38之间铰接，第三连杆32和第四连杆33构成腿部，所述第三连杆32和所述第四连杆33之间转动连接，所述第三连杆32与关节轴55的一端固定连接，所述关节轴55与所述第四连杆33转动连接，所述第四连杆33固定有第一电机56，所述第一电机56通过蜗轮蜗杆减速器控制所述关节轴55和所述第三连杆32转动，所述所述第二连杆38与第三连杆32之间也进行铰接，在所述第一连杆39与所述第二连杆38的铰接处通过扭簧43进行连接，所述第二连杆38与所述第三连杆32的铰接处也通过一个扭簧43进行连接，所述第二连杆38与所述第一连杆39均受到一个拉绳控制组件的控制，所述仿生机构70与所述间隔板15的一侧面接触，能模仿人在行走时脚掌与地面接触的任一状态；

所述摩擦力调控机构80包括第二滑动板体27，所述第二滑动板体27的一侧与所述第二板体14之间连接有一个第二气压伸缩杆21，所述第二气压伸缩杆21受到第二气泵22的控制，所述第二滑动板体27的另一侧固定有支撑架25，所述支撑架25的两端分别转动设有第一转轴49和第二转轴48，所述第一转轴49和所述第二转轴48上均固定连接有一个第一带轮31，两个所述第一带轮31通过一个摩擦带30传动，所述摩擦带30的转动由一个第二电机26控制驱动，所述第二滑动板体27能在第二气压伸缩杆21的作用下贴近和远离所述间隔板15的一侧面，将摩擦带30转动转动起后，所述第二气压伸缩杆21提供所述摩擦带30和所述间隔板15之间的挤压力，从而变为所述摩擦带30给与所述间隔板15的摩擦力便产生变化，从而来检测此时鞋子的防滑性能。

有益地，所述仿生机构70中的两个拉绳控组件均固定在第三连杆32上，每个拉绳控制组件包括外壳体40，所述外壳体40内固定设有第三电机50，所述第三电机50的电机轴上固定设有第一蜗杆51，所述第一蜗杆51与第一蜗轮52啮合，所述第一蜗轮52与线轮53固定连接，所述线轮53和所述第一蜗轮52均与固定轴54转动连接，所述固定轴54的两端与所述外壳体40的内壁固定，所述线轮53上缠绕有拉绳44的一端，所述拉绳44的另一端穿过所述外壳体40且位于所述外壳体40的外侧。

有益地，所述第一连杆39与一个所述拉绳控组件中的所述拉绳44的一端固定连接，所述第二连杆38上固定有一个第一导向圆柱45，所述拉绳44通过所述第一导向圆柱45导向，所述拉绳44穿过所述第二连杆38上固定的第一线环46，在所述第三连杆32上固定有两个第二导向圆柱42，所述拉绳44也通过所述第二导向圆柱42导向，所述第三连杆32还固定设有第二线环41，所述拉绳44绕过所述第二导向圆柱42后穿过所述第二线环41到达对应的所述拉绳控组件中的外壳体40内，另一个所述拉绳控组件中的所述拉绳44在穿过所述第二线环41绕过两个所述第二导向圆柱42后与第二连杆38上固定的所述第一线环46固定连接，以达到控制所述第二连杆38转动的目的。

有益地，在所述小腿仿生组件中的所述第四连杆33固定在滑动螺母座34上，所述滑动螺母座34与所述第一滑动板体19之间沿丝杠35的轴线方向滑动连接，所述滑动螺母座34与所述丝杠35螺纹连接，所述丝杠35的一端与所述第一滑动板体19上固定的轴承座转动连接，所述丝杠35的另一端与第四电机36的输出轴固定连接，所述第一板体12固定有两个及以上第一导向杆60的一端，每个所述第一导向杆60均与所述第一滑动板体19滑动连接，所述第一板体12上固定的所述第一气泵16通过第一导气管17与所述第一气压伸缩杆18连通。

有益地，所述第二板体14侧还固定有两个及以上的第二导向杆24的一端，所述第二滑动板体27与每个所述第二导向杆24均滑动连接，所述第二气压伸缩杆21与所述第二气泵22之间通过第二导气管23连接，所述第二气泵22与所述第二板体14固定连接，所述第二电机26固定在所述第二滑动板体27上，所述第二电机26的输出轴上固定有一个第二带轮29，在所述第一转轴49的一侧固定有一个第三带轮47，所述第三带轮47与所述第二带轮29之间通过一个同步带28传动。

有益地，所述蜗轮蜗杆减速器包括减速器壳体57，所述减速器壳体57与所述第四连杆33固定，所述关节轴55穿过所述减速器壳体57且在所述减速器壳体57内与第二蜗轮58固定连接，所述关节轴55与所述减速器壳体57转动连接，所述第二蜗轮58与第二蜗杆59啮合，所述第二蜗杆59与所述第一电机56的电机轴固定连接，所述第一电机56与所述减速器壳体57固定连接。

有益地，所述导轨13的一端固定有限位块37，所述限位块37与所述间隔板15的一侧均固定有一个铜片62，两个所述铜片62可接触，所述间隔板15上固定的所述铜片62与所述限位块37上固定的所述铜片62分别通过导线与控制储存器20连接，连接后当两个所述铜片62接触后形成能形成通路，断开后形成断路，使得所述控制储存器20能得到所述限位块37和所述间隔板15之间的相对位置情况。

有益地，所述第一气压伸缩杆18和所述第二气压伸缩杆21内均固定设有气压传感器61，所述控制储存器20通过所述气压传感器61的数据反馈，来控制所述第一气压伸缩杆18或所述第二气压伸缩杆21内的压力。

有益地，所述第一板体12上还固定有所述控制储存器20，所述控制储存器20可进行数据储存和两大机构的控制。

本发明使用方法：

初始状态下：间隔板15与限位块37接触靠近，仿生机构70和摩擦力调控机构80均不与间隔板15接触，小腿仿生组件处于站立状态即第一连杆39、第二连杆38和第三连杆32、第四连杆33之间形成为L型的状态，此时第一连杆39与第二连杆38之间的扭簧43和第二连杆38与第三连杆32之间的扭簧43均存在较小的扭力，其扭力增大方向相同，以第二连杆38与第三连杆32之间的扭力增大方向示意，其方向为第二连杆38绕第三连杆32在铰接点顺时针转动的方向。

将测试的鞋穿在小腿仿生组件上，穿好后控制储存器20控制第一气泵16启动，第一气泵16通过第一导气管17控制第一气压伸缩杆18生长将第一滑动板体19向下移动使得小腿仿生组件上穿戴的鞋的鞋底靠近间隔板15最终与间隔板15贴紧，贴紧后第一气泵16可通过第一导气管17向第一气压伸缩杆18内泵气，再通过第一气压伸缩杆18内部的气压传感器61对第一气压伸缩杆18内的气压反馈给控制储存器20，从而达到控制和改变鞋底与间隔板15之间的压力以模仿不同体重的人穿鞋后对鞋的压力，开始启动仿生运动，控制储存器20控制第四电机36、减速器壳体57和两个外壳体40中的第三电机50启动，模仿人在走路时的小腿的状态，第四电机36转动带动与之电机轴固定的丝杠35转动，丝杠35转动带动滑动螺母座34沿着丝杠35的转向移动，第一气泵16带动第一气压伸缩杆18继续伸长，两个外壳体40中的第三电机50启动，第三电机50带动第一蜗杆51转动，第一蜗杆51驱动第一蜗轮52转动，第一蜗轮52带动线轮53转动，线轮53将拉绳44向外放出，使得足部在第一气压伸缩杆18的下压作用下逐渐弯曲，第一电机56带动减速器壳体57内的第二蜗杆59转动，第二蜗杆59带动第二蜗轮58转动，第二蜗轮58带动关节轴55转动，关节轴55带动第三连杆32转动，在第四电机36、减速器壳体57和两个外壳体40中的第三电机50以及第一气压伸缩杆18的共同控制下使得摩擦力调控机构80及带动鞋子完成仿真运动又保持鞋底与间隔板15不出现相对滑动。

在仿生运动开启的同时，控制储存器20控制摩擦力调控机构80中的第二电机26启动，所述第二电机26带动第二带轮29转动，第二带轮29带动通过同步带28带动第三带轮47转动，第三带轮47带动第一转轴49，第一转轴49带动与之固定的第一带轮31转动,第一带轮31带动摩擦带30转动，第二气泵22通过第二导气管23带动第二气压伸缩杆21伸长，第二气压伸缩杆21带动第二滑动板体27上移，第二滑动板体27通过与之固定的支撑架25带动摩擦带30逐渐贴紧间隔板15，在摩擦带30与间隔板15贴紧后继续通过第二气泵22向第二气压伸缩杆21内加压，便可给间隔板15提供不同的摩擦力，逐渐增加摩擦带30给与间隔板15的摩擦力，直到间隔板15和鞋底出现相对滑动，此时间隔板15与限位块37脱离，限位块37和间隔板15之间断电，控制储存器20接收到断电信号以后控制外壳体40中的第三电机50和第一电机56停止工作，便可根据控制储存器20中的数据以及结合现在鞋子的状态，得出鞋子在与地面何种状态多大压力时的最大防滑能力，其所得的结果更加细致真实。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。