用于穿鞋和脱鞋的装置和方法

技术领域

本发明涉及鞋工业，即涉及一种影响鞋的方法，特别是涉及一种在没有手动操纵的情况下穿上(鞋)和脱下(鞋)封闭型鞋的方法。

背景技术

存在一种已知的鞋具有自缩回鞋带系统，包括鞋底、鞋面部分、鞋带和挡板。鞋底有一个足跟储液器，里面存在液体。液体可以被输送到内置在鞋底的活塞中，活塞连接到鞋带并向上拉动(RU2670322、IPCA43C/00，公布于2018年10月22日)。

这种解决方案的缺点是：需要抬起一条腿才能脱下鞋，这需要启动解锁元件；当系统解锁时，鞋带的张力被松开，但是鞋的顶部未被打开，因此不可能在不使用手的情况下脱下和穿上鞋(不存在打开鞋顶部的机制)。

存在已知的机制，即用于固定所制备的(配备有特殊机制的)鞋，也用于连接常规的鞋，不需要倾斜或使用手就可以脱下和穿上鞋。该装置采用驱动机制的组件、下附接组件的组件、上附接组件和鞋定位的组件以及气动装配(EP3448192、IPCA43B/18、A43B/16、A43B/00，公布于2019年03月06日)。

机制的缺点是：在嵌入到普通鞋时，需要用手来脱鞋和穿鞋，因为当系统解锁时，鞋带的张力被松开，但是鞋的顶部未被打开(没有打开鞋顶部的机制)；当使用气动系统时，解锁不会导致鞋带充分移动，因为工作表面的面积较小，气体具有很高的压缩比；当使用气动系统时，存在将袜子(衣服)或脚夹在跟部下方的驱动表面元件中的风险；当使用齿轮环系统时，方向盘没有紧固，可能会因鞋带的张力而无意或自发地旋转，从而导致对鞋带张力的失控。

存在已知的鞋，其中单向闭合机制具有启动系统和自动开启机制。鞋的鞋带连接到脚跟的内侧，可以通过张紧器收紧或松开。张紧器包括旋转中心轴，可以安装在鼓上；棘轮离合器或棘轮凸轮盘；棘轮驱动线圈；压缩弹簧；复位弹簧；棘轮；以及杠杆，包括止动器和凸轮驱动杆，沿着中心轴延伸并且用于收紧和松开鞋带(US7096559、IPCA43B/00、A43C11/00、A43C/00；B23P 19/04，公开于2006年08月29日)。

已知方法的缺点是：需要用手来穿鞋和脱鞋，例如当系统解锁时，鞋带的张力被松开，但是鞋的顶部未被打开(没有打开鞋顶部的机制)，并且鞋带的收紧也是间接手动完成的；当脱下鞋时，由于在张力状态下没有支撑鞋带的元件，张紧器脱离及旋转，可能导致鞋带的缠结并在机制的主体上打结；当湿气进入时，张紧机制的主体通风不足可对元件形成一个恶劣的环境，并且可导致快速失效。

还存在已知的具有自动系带系统的鞋。自动系带系统由旋转装置和一组系带，该系带系统可以自动地松开和收紧以便在鞋顶部的打开和闭合之间切换。该设备还包括用于踝关节的鞋面自动收紧系统(US2016219985、IPCA43B/00、A43C11/14，公开于2016年08月04日)。

该系统的缺点是：为了启动用于闭合和打开鞋的装置，需要电源，必须定期更换或充电；当湿气进入时，闭合和打开装置的主体通风不足，会对元件形成恶劣的环境，并且可能导致快速失效；在装置中存在旋转装置和电源导致鞋的质量增加。

与所要求保护的发明最接近的技术方案是一种用于鞋带自动收紧的装置，包含鞋带、鞋带引导管、踏板和底座。踏板的一端枢转连接到底座的一端，踏板的另一端形成固定孔用于驱动系带。在踏板和底座之间存在弹性主体和锁紧器的一部分，用于固定弹性主体并且由位于脚跟外侧的开关控制(CN204273425，IPCA43C11/00，公布于2015年04月22日)。

在已知的解决方案中，自动鞋带紧固器具有以下特点：脚应踩压踏板将鞋带收紧，穿上鞋。在这种情况下，踏板压下弹性主体以积聚能量并且被锁的卡扣部分阻挡。启动开关以解锁锁的闩锁部分并释放存储的电力以脱下鞋。在这种情况下，踏板回弹并激活提升器，从而松开鞋带脱下鞋。自动鞋带紧固器在设计上是简单的，尺寸较小，安装后不影响鞋的舒适性和功能。

原型的缺点是：存在将袜子(衣服)或脚夹在脚后跟下方的驱动表面元件中的风险；需要用手来穿鞋及脱鞋，因为系统解锁时，鞋带的张力被松开，但是鞋子的顶部未被打开(没有打开鞋子顶部的机制)。

发明的本质

所要求保护的发明针对的解决方案任务是开发一种便利的设备和方法，使得穿鞋和脱鞋的过程更方便。

使用要求保护的鞋(本发明)时所实现的技术效果是减少了由于设计而花费在穿鞋和脱鞋上的时间和精力(增加了便利性)，这使得可以排除手动操纵和使用附加的物品或支撑件。

本发明的实质是指一种用于穿鞋和脱鞋的装置，包括鞋底元件、鞋面元件、踏板元件、固定元件、弹性元件、互连元件，此外，在鞋的设计中，鞋底元件连接到鞋面元件和踏板元件，鞋面元件和踏板元件连接到互连元件，弹性元件连接到鞋面元件和/或踏板元件，固定元件被制成具有与配合部件互锁并且将踏板元件紧固在按压位置，如果鞋底元件是拱形的，则互连元件连接到鞋面元件、踏板元件和鞋底元件，并且弹性元件连接到鞋面元件和/或踏板元件和/或鞋底元件。

技术效果的实现是由鞋底元件确保的，鞋底元件起着支撑脚的功能，鞋面元件被制成具有覆盖脚并且将其固定在处于“闭合”状态的鞋中，踏板元件具有从脚的压力接收能量并且将鞋带到“闭合”状态，固定元件具有将鞋固定在“闭合”状态，具有势能的弹性元件可以将鞋带到“打开”状态，互连元件可以从一个元件转移到另一个元件，如果鞋底元件是拱形的，则会将脚固定在处于“闭合”状态的鞋中。

鞋还可另外包括调节元件，调节元件允许改变鞋的体积和/或允许保持鞋中元件的可允许张力的减震元件。

鞋底元件还可以组合固定元件的功能，鞋面元件可以组合弹性元件和互连元件的功能，踏板元件可以组合固定元件、弹性元件、互连元件的功能，反之亦然。

穿鞋的方法，即将处于“打开”状态的鞋的鞋底元件放置在下垫面上，脚放入未按压的鞋面元件中并且被压靠在鞋底元件上，在使用者重量作用下，脚将鞋底元件按压到下垫面上，鞋底元件将脚压力的能量传递给踏板元件，踏板元件抵靠在下垫面上，位置从未按压改变为按压并移动互连元件，互连元件被移动并且根据被固定或通过被拉伸元件的位置变化改变所形成的轮廓或路线的长度，并且使得踏板元件和鞋面元件的位置相互依赖，鞋面元件的位置从未按压变为按压并且将脚固定在鞋中，当踏板元件和鞋面元件到达按压位置时，固定元件自动地与配合部件互锁并且紧固踏板元件，弹性元件被踏板元件和/或鞋面元件固定并累积势能，鞋将从“打开”状态改变到“闭合”状态，即可使用，如果鞋底元件是拱形的，则互连元件使踏板元件、鞋面元件和鞋底元件的位置相互依赖，鞋底元件将其位置从未按压改变为按压并将脚固定在鞋中，并且弹性元件被踏板元件和/或鞋面元件和/或鞋底元件固定。

脱鞋的方法，即将处于“闭合”状态的鞋的鞋底元件置于或不置于准备好的或未准备好的下垫面上，固定元件受到影响，固定元件从配合部件解锁并且松开踏板元件，使用者从鞋底元件移除脚压力，鞋底元件从脚对踏板元件的压力中移除能量，弹性元件松开势能，解除按压和松开鞋面元件和/或踏板元件，互连元件被移动并根据被固定或通过被拉伸元件的位置变化改变所形成的轮廓或路线的长度，并且使得鞋面元件和踏板元件的位置相互依赖，鞋面元件和踏板元件将位置从按压改变为未被按压，鞋面元件将脚不固定在鞋中，鞋从“闭合”状态改变为“打开”状态，这使得脚可以从鞋中自由松开，如果鞋底元件呈拱形，则弹性元件松开鞋面元件和/或踏板元件和/或鞋底元件，互连元件使鞋面元件、踏板元件和鞋底元件的位置相互依赖，鞋底元件将位置从按压改变为未被按压以将脚从鞋中自由地松开。

附图说明

通过以下参照附图的描述，本发明的特征和优点将变得更加明显。

图1-鞋具有非拱形的鞋底元件；具有非活动的可折叠鞋面元件并且具有部分地弹性元件，弹性元件执行鞋面元件的功能；具有内置实心弯曲的踏板元件，在拉动过程中将鞋的状态从“打开”改变为“闭合”；具有执行固定元件功能的踏板元件；具有执行弹性元件功能的弹性板；具有回旋互连元件；具有执行调节元件功能的弹性元件；没有减震元件。

图2-鞋具有非拱形鞋底元件；具有活动的自动按压可折叠鞋面元件；具有内置局部弯曲的踏板元件，在将鞋的状态从“打开”改变为“闭合”的过程中松开；具有执行固定元件功能的鞋底元件；具有执行弹性元件功能的踏板元件；具有开放的互连元件；具有调节元件；具有减震元件。

图3-鞋具有拱形鞋底元件；具有活动的自动按压可折叠鞋面元件；具有内置局部摆动踏板元件，在拉动和推动的过程中同时将鞋的状态从“打开”改变为“闭合”；具有磁性固定元件；具有执行弹性元件功能的鞋面元件；具有部分执行互连元件功能的互连元件和踏板元件；具有调节元件；具有减震元件。

图4-鞋具有非拱形的鞋底元件；具有不活动的、可延伸的鞋面元件；具有内置局部摆动的踏板元件，在拉动过程中将鞋的状态从“打开”改变为“闭合”；具有机械固定元件；具有执行弹性元件功能的弹簧；具有开放的互连元件；具有调节元件；以及减震元件。

图5-鞋具有非拱形的鞋底元件；具有非活动、可折叠的和可延伸的鞋面元件；具有外置局部摆动的踏板元件，在拉动和推动的过程中同时将鞋的状态从“打开”改变为“闭合”；具有机械固定元件；具有执行弹性元件功能的线；具有执行互连元件功能的踏板元件；没有调节元件；没有减震元件。

图6-鞋具有非拱形鞋底元件；具有非活动可折叠鞋面元件；具有内置实心摆动踏板元件，在拉动过程中将鞋的状态从“打开”改变为“闭合”；具有机械固定元件；具有执行弹性元件功能的弹簧；具有开放互连元件；没有调节元件；没有减震元件。

图7-鞋具有非拱形的鞋底元件；具有活动的自动按压的可伸展的鞋面元件；具有内置实心弯曲的踏板元件，在拉动过程中将鞋的状态从“打开”改变为“闭合”；具有电动无线固定元件；具有执行弹性元件功能的弹簧；具有回旋互连元件；没有调节元件；没有减震元件。

图8-鞋具有非拱形鞋底元件；具有非活动可折叠鞋面元件；具有沿着引导件移动的内置局部踏板元件，在拉动过程中将鞋的状态从“打开”改变为“闭合”；具有电线固定元件；具有杆和弹簧，能够同时执行弹性元件的功能；具有开放互连元件；具有执行调节元件功能的互连元件；没有减震元件。

具体实施方式

发明设计

所要求保护的发明(装置)的设计由功能元件组成：鞋底元件1、鞋面元件2、踏板元件3、固定元件4、弹性元件5、互连元件6。

本发明元件的互连

在鞋的设计中，鞋底元件1连接到鞋面元件2和踏板元件3，鞋面元件2和踏板元件3连接到互连元件6，弹性元件5连接到鞋面元件2和/或踏板元件3，固定元件4可以与配合部件互锁并且将踏板元件3紧固在按压位置，如果鞋底元件1是拱形的，则互连元件6连接到鞋面元件2、踏板元件3和鞋底元件1，并且弹性元件5连接到鞋面元件2和/或踏板元件3和/或鞋底元件1。

本发明元件的位置

在鞋的“打开”状态下，固定元件4与配合部件一起解锁，踏板元件3由固定元件4松开并且未被按压，互连元件6根据被固定或通过被拉伸元件的位置形成路线的轮廓或长度，弹性元件5和鞋面元件2未被按压，如果鞋底元件1是拱形的，则会被解除按压。

在鞋的“闭合”状态下，固定元件4与配合部件互锁，踏板元件3由固定元件4固定并被按压，互连元件6根据被固定的元件位置或被通过拉伸元件的位置形成路径的轮廓或长度，弹性元件5和鞋面元件2被按压，如果鞋底元件1是拱形的，则会被按压。

在穿脱鞋期间，各元件的位置发生变化，并且在最终位置(即位置改变过程完成后)，鞋处于“闭合”或“打开”状态。

本发明的实施例

鞋底元件1

在所要求保护的发明中，鞋底元件1(底座)起到支撑脚的功能，如果鞋底元件1是拱形的，则在“闭合”状态下可以将脚固定在鞋中。

鞋底元件1可以是非拱形的(图1、图2、图4-8)、拱形的(图3)。

鞋面元件2

在要求保护的发明中，鞋面元件2(侧面、鞋帮、后跟加强边、鞋面、鞋舌)可以覆盖脚并可以固定在处于“闭合”状态的鞋中。

鞋面元件2可以是非活动的(被动的)(图1、图4-6、图8)、活动的自按压(自闭合)(图2、图7)、活动的自按压(自打开)(图3)。鞋面元件2可以是折叠的(图1-3、图5、图6、图8)、可延伸的(可扩展的)(图4、图5、图7)。

踏板元件3

在所要求保护的发明中，踏板元件3(杠杆、推动机制、扣动扳机)具有从脚的压力中接收能量并将鞋带到“闭合”状态。

踏板元件3可以是内置的(图1-4，图6-8)，外置的(图5)。踏板元件3可以是实心的(图1，图6，图7)，局部的(图2-5，图8)。踏板元件3可以弯曲(折叠)(图1、图2、图7)、摆动(图3至图6)，沿着引导件(图8)移动。在踏板元件3拉动(图1、图3-8)、松开或推动(图2、图3、图5)的过程中，使鞋的状态由“打开”变为“闭合”。

固定元件4

在所要求保护的发明中，固定元件4(锁定、扳机)可以将鞋固定在“闭合”状态。

固定元件4可以是机械的(图4-6)、磁性的(图3)、电线的(图8)、无线的(图7)。

弹性元件5

在所要求保护的发明中，具有势能的弹性元件5可以将鞋处于“打开”状态。

弹性元件5可以由弹性板、杆或绳(图1、图8)、弹簧(图4、图6-8)、绳(橡胶带)(图5)制成。

互连元件6

在所要求保护的发明中，互连元件6可以从一个引导或启动元件转移到另一个从属或依赖元件，使位置相互依赖。在互连元件6沿着伸展的路线轮廓(配置)可以通过任何已知的方法固定在鞋的任何元件上，通过环、滚轮、来自链条的通道、珠子或弹簧等固定。此外，当鞋的状态从“打开”改变为“闭合”或者反之亦然时，通过任何已知的设计解决方案(链吊、杠杆、复制等)，互连元件6沿着拉伸的路线轮廓(配置)可以有意地增加引起一个元件的移动幅度(位置改变)对另一元件的移动幅度(位置改变)的影响。

互连元件6可以是闭合的(闭合)(图1、图3、图7)、开口的(开口)(图2、图4、图6、图8)。

此外，鞋底元件1可以组合固定元件4的功能，鞋面元件2可以组合弹性元件5和互连元件6的功能，踏板元件3可以组合固定元件4、弹性元件5、互连元件6的功能，反之亦然。

本发明的附加元件

鞋还可以另外包括调节元件(图2-4)，允许改变(调整)脚所需(需要)的鞋的体积，且调节元件的位置不取决于鞋的状态，而是取决于在方便的时间(如有需要)有意操纵减震元件(图2-4)，所述减震元件允许保持(控制)鞋中元件的可允许(许可的、安全的)张力(应力)，并且减震元件的位置不取决于鞋的状态，而是取决于鞋元件在任何时间的张力影响，并且还取决于特定条件下的自动改变，以及还取决于不影响技术结果实现的其他附加元件，但是增加了穿戴、使用(穿着、操作)和脱下过程的舒适度以及提高了可靠性。元件可以通过任何已知的方法(内衬、旋转鼓、弧、弹簧、绳等)来实现。这些元件的功能也可以由鞋的任何其他元件来执行(实现)。

本发明元件的特征

-任何元件可以完全或部分地组合其他元件的功能；

-任何元件可以作为将影响从一个元件传递到另一个元件的中间连杆，即，一个元件对另一个元件的功能作用可以直接执行，也可以通过其他元件来执行，也可以不执行；

-任何元件可以或不可以对其他元件起到支撑和紧固的功能；

-任何元件可以被集成到其他元件中(与其他元件不可分离)，并且与其他元件没有清楚(明显的)视觉边界或被分离；

任何元素可以以一个以上的量使用、以单个副本使用或根本不使用；

任何元件可以具有各种形状、配置并且位于任何元件上；

-任何元件可以是实心的(单片的)或非实心的(非单片的)，即，它们可以由单独的部件(零件、组件、机制)组成；

任何元件和元件的单独部件(零件、组件、机制)可以通过任何已知方法(胶粘合缝、纺织缝、铆钉连接、螺纹连接、轴向连接、引导件等)互连；

-任何元件可以通过任何已知的方法限制(固定)在形成的(产生的、创建的)轮廓(配置)或移动路径的长度(拉动、推动、松开)；

-任何元件可以包含不适用于这些元件的设计解决方案(包含技术漏洞、配件、隔板、转轴等)；

-任何元件可由任何已知的合适材料制成；

-任何元件可以通过任何已知的方法生产；

-任何元件可以同时符合由上述特性(描述)引起的若干单类(点对点)定义；

-在本发明描述中使用的元件及其各个部件(零件、组件、机制)可以通过任何已知的方法完全或部分地实现(执行)；

-在本发明描述中没有使用的元件及其各个部件(零件、组件、机制)可以通过任何已知的方法完全或部分地实现(执行)。

本发明以以下方法使用。

穿鞋的方法，即将处于“打开”状态的鞋的鞋底元件1放在下垫面上，脚放入(浸入、安装)到未被按压的(拉伸的、打开的)鞋面元件2中并且压靠在鞋底元件1上，在使用者重量作用下，脚将鞋底元件1按压到下垫面，鞋底元件1将脚压力的能量传递给踏板元件3，踏板元件3抵靠在下垫面上，位置从未按压(拉伸的、打开的)改变为按压(收紧的、闭合的)并移动(拉动、推动、松开)互连元件6，互连元件6被移动(拉动、推动、松开)并且根据被固定或通过被拉伸元件的位置变化改变所形成的(产生的、创建的)轮廓(配置)或路线的长度，并且使得踏板元件3和鞋面元件2的位置相互依赖，鞋面元件2的位置从未按压的(拉伸的、打开的)改变为按压的(收紧的、闭合的)并且将脚固定在鞋中，当踏板元件3和鞋面元件2到达按压的(收紧的、闭合的)位置时，固定元件4自动地与配合(钩挂)部件互锁并且紧固(封锁)踏板元件3，并且弹性元件5被踏板元件3和/或鞋面元件2按压并且累积(储蓄)势能，鞋将状态从“打开”改变为“闭合”，即可使用，如果鞋底元件1是拱形的，则互连元件6使踏板元件3、鞋面元件2和鞋底元件1的位置相互依赖，鞋底元件1将位置从未按压的(拉伸的、打开的)改变为按压的(收紧的、闭合的)并且将脚固定在鞋中，并且弹性元件5被踏板元件3和/或鞋面元件2和/或鞋底元件1按压。

脱鞋的方法，即将处于“闭合”状态的鞋的鞋底元件1置于或不(悬挂)在下垫面上(如具有传感器、发射器、磁体、键、突出的三维图形等表面)或未准备好的下垫面(如地板、天花板、门廊、台阶、人行道等)，固定元件4受到影响(冲击、触摸)时，固定元件4从配合(钩挂)部件解锁并且松开(解开)踏板元件3，使用者从鞋底元件1移除(减少)脚压力，鞋底元件1从脚对踏板元件3的压力中移除(减少)能量，弹性元件5松开(放出)势能，解除按压和松开(拉伸，打开)鞋面元件2和/或踏板元件3，互连元件6被移动(拉动、推动、松开)并且根据被固定或通过被拉伸元件的位置变化改变所形成的(产生的、创建的)轮廓(配置)或路线的长度，并且使得鞋面元件2和踏板元件3的位置相互依赖，鞋面元件2和踏板元件3将位置从按压(拧紧、闭合)改变为未被按压(拉伸、打开)，鞋面元件2将脚不固定(松开)在鞋中，鞋从“闭合”状态改变为“打开”状态，这使得脚可以从鞋中自由松开，如果鞋底元件1是拱形的，则弹性元件5松开(拉伸、打开)鞋面元件2和/或踏板元件3和/或鞋底元件1，互连元件6使得鞋面元件2、踏板元件3和鞋底元件1的位置相互依赖，鞋底元件1将位置从按压(收紧、闭合)改变为未按压(拉伸、打开)以将脚从鞋中自由地松开。

工业实用性

所要求保护的发明可以通过实现技术效果来执行(实施)，技术效果通过上面的示例来确认。

与已知的解决方案相比，所要求保护的鞋(本发明)由于设计减少了在穿鞋和脱鞋上所花费的时间和精力(增加了便利性)，从而可以排除手动操纵和使用附加的物品或支撑件。

所要求保护的发明可以应用于鞋，可以用于诸如行走、在平坦或崎岖地形上跑步、滑板、球类运动、滑雪比赛、雪地冲浪、单板滑雪、企业工作等。本发明可用于成人鞋和儿童鞋。要求保护的发明可以用在鞋中，所述鞋固定在腿上的脚部、脚踝处、小腿处、或者同时固定在几个部位。

在本说明书中描述的性能具体实例(实施方式)，决不限制根据所要求保护的发明的权利要求保护范围。