掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

一种新型永磁体磁力行走系统及纵向分布永磁体鞋

文献发布时间:2023-06-19 18:37:28


一种新型永磁体磁力行走系统及纵向分布永磁体鞋

技术领域

一种新型永磁体磁力行走系统及纵向分布永磁体鞋,系统由具有顺磁性或磁力的磁力行走地面和一双纵向分布永磁体鞋组成,属太空航天等领域。

背景技术

航天,在太空中由于引力减小而造成失重现象。由于失重现象的存在,使宇航员在太空舱内总是漂浮着移动,无法如在地球地面上重力作用下一样地自由正常行走。因此,造成在太空舱内的活动方式与在地球地面上的行走和活动有很大的不一样,给生活和工作带来一定麻烦。如长时间处于失重状态下生活,会出现骨质疏松和腿部肌肉退化等的现象。为避免此,长期生活在失重状态下的宇航员,必须花费一定的时间专门用于身体煅炼,在航天舱有限的空间内也必须配备一定的体育煅炼设施。目前,解决这个问题的方向和思路主要有两个。一个是利用飞船的自转出现的离心力形成人造重力,这需要大型尺寸结构的飞船转动才能实现。以目前人类的航天能力和成本,这种方式很难在近期得到实现。另一个方向是如许多科幻影片中描述的一样,利用磁力的吸附作用,将宇航人员吸附在航天器的外表面或舱内地面上,以实现如在地球表面上重力作用下一样的自由行走。但这些科幻影片中描绘的磁力吸附行走方式,都只是常识性地利用了磁力的吸附现象,只是描述了将宇航人员吸附在航天器的外表面或船舱内地面上的可能,根本没有深入研究和实际解决在利用磁力吸附作用的同时,到底要怎样解决人自由行走的问题。磁力能够将脚底吸附在有顺磁性或磁力的磁力行走地面上,脚底与磁力行走地面间形成的磁吸力越大,越有利于吸附的稳定性,即越有利于人行走过程中的稳定。但人要自由行走,双脚就必须不断地交替着离开磁力行走地面。脚底要顺利离开磁力行走地面,就必须相应减少脚底与磁力行走地面间形成的磁吸力大小。磁吸力越小,对脚底离开磁力行走地面的影响越小,也即磁吸力影响自由行走的障碍越小。因此,如何解决这对矛盾,就成为影响磁力行走系统的关键。由于永磁体的磁力是恒定的,很难使形成的磁吸力自动减小。因此,在现有技术的磁力行走系统中,很少使用永磁体来实现磁吸行走。即使使用了永磁体的部分现有磁力行走系统,也不是全部依靠永磁体的永磁力作为磁力行走系统中磁力鞋的磁吸力形成主体,永磁体一般只是作为辅助和附加部分。大部分现有的磁力行走系统,都是使用电磁铁作为磁力鞋的磁吸力形成的主体,依靠对电磁铁电磁力的复杂控制,实现磁力行走系统中后脚磁力鞋的磁吸力减小或消失,以实现自由行走。类似此的一些现有技术中,如中国专利申请号2016103207474和2011203306699中,都是利用一系列的复杂控制方法及控制装置,控制离地脚的磁吸力减小或消失。为此,都使用的是电磁力,只有电磁力才易于大小控制。但电磁力必须使用电磁铁和电力。因此,磁力鞋的结构复杂,笨重,成本高,灵活性及舒适性差。由此构成的磁力行走系统,也是一个磁力鞋带有控制和控制设施的比较复杂的系统。另一方面,传统的磁力行走系统,发明全部只涉及到应用在具有顺磁性的顺磁体磁力行走地面上。因此,增强磁力行走系统的行走磁吸力,全部就落在了增强磁力鞋的磁力强度上。这样,必然要加大磁力鞋的结构,使其笨重,不易于使用者使用,必然出现磁力鞋易用性差的结果。因此,传统技术的磁力鞋和磁力行走系统,易用性差,不易于大面积推广和应用。这正是传统磁力鞋技术形成的传统磁力行走系统的致命弱点。因此,现有技术的磁力鞋及磁力行走系统,根本无法如普通鞋一样自由地穿用和灵活使用,很难在航天领域中得到实际应用,特别是在太空舱中的日常生活中得到普遍应用。因此,到目前为止,这种思路也只能是同第一种思路一样,只是一种暂时停留在理论方向上的想法,没有一种现有的类似技术能够成熟到可以被实际应用于现有的航天器上,应用于现有太空航天领域中。因此,有必要发明一种新型的磁力行走系统及磁力鞋。

另一方面,在太空舱中生活,除了移动行走外,还有大部分时间需要站立着工作。失重状态下的站立,脚下没有固定着力点,也是很不容易的事。中国空间站的解决办法,是在舱内地面上设置许多C形的绳环,倒扣固定在舱内地面上。使用时,宇航员双脚插入其中,脚背卡在C形的绳环上固定自己。C形绳环,也可以手拉,起到帮助宇航员在舱内移动的作用。这种方式使用比较麻烦,灵活性较差,舱内地面出现许多附加物,不利于舱内地面整洁。用磁力行走系统,正好可以很好解决在舱内地面上站立的问题。但现有技术中的磁力行走系统,由于磁力鞋的笨重,使用灵活性太差,根本无法满足太空舱中的这种站立日常需求。因此,同样有必要发明一种灵活性和易用性极强的,磁力鞋和磁力行走系统,以同时解决在太空舱中的站立和移动麻烦问题。

同上述理由,由于现有磁力行走系统及磁力鞋,存在的弱点,特别是磁力鞋的笨重,系统易用性不足。在许多有可能需求的应用领域中,同样无法得到普遍和正常地使用,相应也就限制了现有的磁力行走系统和磁力鞋的应用和发展。如在颠簸的飞机、车辆和海船上,在通道和甲板上行走时,都需要增加行走的稳定性,以防止老人和小孩跌倒,增加行走过程中的安全性。类此,刚学走路的小孩,也可以增加脚底行走的稳定性来提高学习走路的安全性。如在体育跑步训练中,现有技术总是用负重的方法来提高人足的运动能力。类似的问题也见于现有技术的跑步机上。这些领域都可以是磁力行走系统及磁力鞋,得到应用的领域。但现有的磁力行走系统及磁力鞋,由于易用性太差,在这此领域均未见得到实际的应用。

另一方面,在现有航天技术上,宇航员在舱外活动时,只能靠推进器推进移动,在飞船表面上的移动极为不便。维修时,也只能靠系绳系于航天器外壁上,人体处于在太空中漂浮着的状态。人脚没有固定的着力点,用力不便,使维修操作进行相对较麻烦,影响人潜能的正常发挥。类此,在舱内站立时,脚部无作力点,工作和生活同样不太方便。还有一个方面,欧洲新的前沿航天思路提出了一种带露天阳台的太空舱,乘客可在平流层中站在太空舱露天阳台上观赏地球。这种新技术思路同样存在着乘客出舱时站立在阳台地面上的安全性技术问题。这些都可以是磁力行走系统得到实际应用的可能领域。

解决了磁力行走系统的易用性,上述领域都可能使它得到普遍的使用。也可能因为新的磁力行走系统的易用性提高,易用的新型磁力行走系统,会支撑更多的新技术的出现。如类似上述舱外阳台一样的新技术,应用于低速飞行的飞机中,也许就可以开发出低空飞行的带露天阳台的观光客机。穿着磁力鞋跑步增加脚部训练强度的磁力跑步机、磁力运动场(如篮球或排球场,可增加运动员的弹跳能力)、磁力跑道,家庭中锻炼身体用的磁力运动垫板,舰船上防跌倒和防意外坠海的磁力鞋及磁力走道等等。

发明内容

本发明的目的正是为了解决上述所有问题。它是利用永磁体磁力吸附作用的常识原理,和本发明中关键的纵向分布永磁体鞋,使现有的磁力鞋结构,简单和轻便化,增强磁力行走系统的易用性,克服现有磁力鞋技术和磁力行走系统应用于太空航天领域及其它可能应用领域中的不足。以实现在太空中,人在磁力吸附作用下,人脚与磁力行走地面间的固定吸引,能够产生如重力作用下行走的类似效果。人能够很好地、自如地在磁力行走地面上自由行走,完美模拟出如在地球地面上一样的自由行走模式和效果。且使用极其简单、方便,就如传统的普通鞋一样,自由地穿脱使用。由此实现宇航员能够像在地球地面上一样的,在太空舱内正常行走移动和站立,彻底改变宇航员在太空舱中的现有活动方式和日常生活方式。在舱外活动时,也能够在推进器不工作的情况下,在飞船表面上如在地球地面上一样自由行走。维修时,双脚有固定着力点,使力方便,有利于维修操作的进行和人体潜能的正常发挥。还能够在日常正常行走的过程中同时锻炼腿部肌肉,减少太空舱有限空间内必备的体育锻炼设施。同时可以拓宽磁力行走系统到其它可能的,新的应用领域中应用。打破现有磁力行走系统在应用到更多应用领域中时,因技术壁垒而受到的限制和局限性。

本发明的基本结构如说明书附图1,附图2所示。附图1为本发明的新型永磁体磁力行走系统一只鞋时的结构示意图,附图2为纵向分布永磁体鞋的结构示意图。

本发明的新型永磁体磁力行走系统,由具有顺磁性或磁力的磁力行走地面,和纵向分散布置有多组磁体组的,一双纵向分布永磁体鞋构成;系统中,纵向分布永磁体鞋上的磁体组由永磁体构成,磁力是永磁力,无磁力变化和磁力变化控制装置;磁力行走地面的行走地面表面,整个或多个局部区域,具有顺磁性、磁力,或能够产生磁力,能够与纵向分布永磁体鞋上的永磁体作用形成磁吸力,本身由顺磁体,或具有磁力的永磁体,或能产生磁力的电磁体,或由这几种结构体多种组合,或由这几种结构体多种与其它非磁体、非顺磁体结构体复合构成,依靠磁力与纵向分布永磁体鞋上磁体作用形成磁吸力时,磁力行走地面上磁体的磁极,与纵向分布永磁体鞋上的磁体磁极,异性对应;系统在正常行走时,随前脚和后脚的交替运动,一双纵向分布永磁体鞋与磁力行走地面间的纵向接触和分离,前脚是渐进接触形式的吸合,后脚是渐离分开形式的剥离,前脚磁体鞋的磁吸力随纵向接触面积逐渐增大而逐渐增大,后脚磁体鞋的磁吸力随纵向接触面积逐渐减小而逐渐减小,双脚磁体鞋的磁吸力一直在逐渐增大和逐渐减小中不断交替变化,自动适应正常行走,其行走模式与在重力作用下的自然正常行走模式相同。

纵向分布永磁体鞋1,本身是一种磁体鞋,具有磁吸鞋底,磁吸鞋底的磁力是永磁力,无磁力变化和磁力变化控制装置;磁吸鞋底,由柔性底和纵向分散布置在柔性底内的多组磁体组构成;磁体组由永磁体构成,磁力是永磁力,磁体组纵向上的数量不得低于四组,单组磁体组横向上,由整块永磁体或横向分散布置的多块永磁体构成;柔性底,本身是鞋底或鞋底的一个部分,由单层结构或多层结构的柔性结构体组成,柔性结构体由非磁体或弱磁体构成,非磁体由顺磁体或非顺磁体构成,或由这几种结构体多种组合构成。

磁吸鞋底主要由多组,三组以上,沿纵向独立,即鞋的长度方向上,也即人的行走方向上,分散布置,设置在鞋底柔性底部分中的磁体组和柔性底构成。磁体组在高度方向上,一般位于柔性底内部,不直接与磁力行走地面接触。增加行走过程中单组磁体组与磁力行走地面间形成的磁吸力强度时,磁体组的磁体底部,也可直接与磁力行走地面接触,以减小两者间相隔的距离。此时,为了防止磁体组从柔性底中脱落,磁体组或磁体组中的磁体,可使用有卡紧部位结构的磁体,如有凸出卡环或凹进凹槽的结构,如附图14所示。

整个鞋,通常由鞋面3、内底4、柔性底5和磁体组6组成。如附图2所示。磁体组6沿纵向,如附图3和附图4中10所示,分散布置成多个独立的组。纵向分散布置的多组磁体组6,为了在使用中保持鞋与地面脱离和接触中人脚的受力感受均衡,行走平稳,多组磁体组6间,即磁体组6与磁体组6间的间隔距离最好保持一致,即成等距离分布,如附图3和附图4中的a所示。每组磁体组6形成的磁力大小也尽量一致。以使磁体组6在鞋底部形成的磁吸力沿鞋底的长度方向上能够处于均衡状态。纵向分散布置的磁体组6的组数,最少不得低于三组。因为磁体组6的分散独立布置,鞋底得到的总的磁吸力大小就是由多组单独的磁体组6形成的磁吸力之和构成。而磁体组6组数越多,越易于形成较大的总和磁吸力。单组磁体组6的磁吸力越小,越易于行走中鞋底沿纵向方向上局部与磁力行走地面的分离剥离。三组以下,或只有三组时,不利于得到较大的总和磁吸力,和磁体组6形成的磁吸力,在鞋底上沿纵向方向上的均匀分布。只有三组或三组以下时,当鞋底总和磁吸力较大时,单组的磁体组6的磁吸力就必须加大,在鞋底与磁力行走地面的逐渐分离过程中,人脚部感受到的磁吸力就比较集中于一个一个的纵向点上,沿纵向方向上就有明显的集中受力点感觉,行走过程中,不利于鞋底局部与磁力行走地面的逐渐剥离,行走分离时的受力均衡性就差,影响行走过程中的平稳性。因此,磁体组6的数量,一般都在三组以上,不得低于四组。理论上,纵向分散布置的磁体组6的组数越多,使用时,鞋与地面逐渐剥离和接触过程中,人脚的受力感受越均衡和越平稳,也越有利于得到鞋底部,较大的总和磁吸力,也越有利于单组磁体组6的磁吸力减小。相应,越有利于纵向分布永磁体鞋1与磁力行走地面间的逐渐分开剥离。纵向分布上的每组磁体组6,沿横向方向上,即鞋的宽度方向上,如附图3和附图4中9所示,可以是由单独的一整块磁体8或由多块分散布置的磁体7组成。当由多块分散布置的磁体7组成时,磁体多用圆形结构的磁体,如附图3中7所示。当由单独的一整块磁体组成时,磁体8一般成条状结构,如附图4中8所示。磁体7和磁体8,使用刚性永磁铁。可根据不同的需要,选用不同磁力密度材料的刚性永磁铁,和单块磁力强度大小不一的刚性永磁铁,以及可以通过调节单组磁体组6中磁体7的数量和整个鞋底中磁体组6的数量,来调节整体鞋的磁力大小和鞋底磁力的分布,以此调节鞋底形成的磁吸力大小和分布,满足不同应用中的设计和使用要求。增加鞋底的横向柔软性和舒适性,多用前一种结构,如附图3所示。磁体7和磁体8,在柔性底5中布置时,一般所有磁体的磁极方向均保持一致,以获得最大的磁吸力。特殊时,个别磁体7或磁体8的磁极方向也可不一致,以满足一些特殊情况下的特殊应用需求。

柔性底5,本身是鞋底或鞋底的一个部分,由单层结构或多层结构的柔性结构体组成,如附图2、附图10、附图11和附图13所示。柔性结构体,由非磁体或弱磁体构成,非磁体由顺磁体或非顺磁体构成,或由这几种结构体多种组合构成。制作时,与鞋的内底4连接共同构成鞋底。在制作时,由于鞋的生产工艺不一。有时,柔性底5与内底4,两者可直接融合成为一个整体的鞋底,如附图10所示。有时,柔性底5,内底4及鞋面3,三者还可直接融合成为一个整体的鞋,如附图11所示。这主要见于一些注塑工艺生产的鞋中,如EVA发泡鞋和PVC塑料拖鞋的生产中。无论前述那种方式,均可直接将磁体组6,埋入在作为柔性底5的部分中,得到和实现本发明的纵向分布永磁体鞋。但在制作成拖鞋时,因为拖鞋的鞋面3没有鞋帮的后跟部分。鞋底上后跟部分在人脚离开磁力行走地面时,由于底部磁吸力的影响和鞋底本身的柔软性,鞋底后跟部分会发生变形,无法随着人脚底后跟部逐渐离开磁力行走地面,而正常地与磁力行走地面分离。因此,必须在鞋后跟部设置系绳或类似结构,如附图11中的19所示。系绳于鞋底的宽度方向上左右对称布置连接在鞋底上,使用时系于人脚部上面,将鞋底和人脚后跟牢牢地连接在一起。同理,当使用鞋面3鞋帮有后跟部分的本发明纵向分布永磁体鞋1时,当鞋号过大不适合使用者脚码时,鞋后跟处会松动,不利于鞋底后跟随人脚一起正常运动和与磁力行走地面的正常逐渐分离。当鞋底后跟部分的单组磁体组6的磁吸力过大时,也会出现类似现象。这两种情况,都可用鞋后跟部附加系绳或类似结构,将后跟部鞋底系于人脚上面得到很好解决。柔性底5本身也可由具有顺磁性的材料,或本身具有弱磁性的磁体柔性材料制成。如用混炼有铁质物质的具有顺磁性的橡胶材料,或具有弱磁性的橡胶软永磁体材料制成。当柔性底5本身由有弱磁性的柔性软永磁体制成时,磁体组6的磁极与柔性永磁体的磁极方向尽量保持一致。磁体组6多复合固定在柔性底5内部,一般不直接与磁力行走地面接触,以增加鞋在行走中的舒适性和保护磁力行走地面。

当然,类似纵向分布永磁体鞋一样,磁体7和磁体8,为了满足一些特殊情况下的使用要求,也可以使用微型电磁铁,或部分使用微型电磁铁,即采用微型电磁体与永磁体混合使用的方式,以增加鞋的可操控性能,满足一些特殊情况下的特殊使用要求。如在太空船的舱外应用时。但这会相应增加磁体鞋的结构复杂程度和降低磁力行走系统的易用性能。因此,多数仍以全部使用永磁体为最佳。使用微型电磁体,或采用微型电磁体与永磁体混合使用的方式,只是本发明思路的一个拓展方向,本身不具备实质性突破,其磁体组纵向分布的原理和具体应用与本发明完全相同,磁体组纵向分布的特征也在本专利申请的保护范围内。

当鞋底全部由柔性软永磁体,如用橡胶软磁铁,去掉刚性的磁体组6组成时。由于现有的柔性软永磁体材料技术的局限,很难得到磁吸力较大的磁力鞋,无法代替有刚性磁体组6的结构。鞋底只由柔性软永磁体构成时,现有技术条件下得到的永磁体磁力鞋,只是一种磁力极弱的弱磁力永磁体磁力鞋。其应用和能够应用的领域受到很大的限制,根本无法实现和满足背景技术中所描述的应用需求。

本发明中的磁体组6,使用刚性永磁铁。刚好,现有技术中的刚性永磁铁的单位体积磁力强度,远比现有技术中具有柔软性的橡胶类软永磁铁的单位体积磁力强度大,正好能满足本发明中的应用需求。通过将刚性永磁铁分散布置在柔性底5中,同样能够很好地保证鞋底适当的柔软性,和舒适性,使其能够制作出类似传统普通鞋一样的磁力鞋。通过在柔性底5中引入具有柔软性的橡胶类顺磁材料或软磁铁,也可使本发明的纵向分布永磁体鞋1的鞋底具有一些柔性顺磁材料或柔性软磁铁的特性,以满足一部分特殊情况下的应用需求。柔性底5本身是柔性的顺磁体材料,或具有弱磁性的软磁体时,有利于纵向分布永磁体鞋1鞋底上的磁力均匀分布和加大鞋底总和的磁吸力。

磁力行走地面2,本身是一种行走地面。是指行走地面表面,整个或多个局部区域,具有顺磁性、磁力,或能够产生磁力,能够与磁体鞋上的磁体作用形成磁吸力,本身由顺磁体,或具有磁力的永磁体,或能产生磁力的电磁体,或由这几种结构体多种组合,或由这几种结构体多种与其它非磁体、非顺磁体结构体复合构成的行走地面。依靠磁力与纵向分布永磁体鞋上磁体作用形成磁吸力时,磁力行走地面上磁体的磁极,与纵向分布永磁体鞋上的磁体磁极,必须异性对应。其构成形式有多种变化,主要从形成磁吸力结构体的用料;形成磁吸力结构体沿行走地面的分布,分布是否连续,和排列间距;形成磁吸力结构体本身的表面尺寸;以及形成磁吸力结构体位于磁力行走地面立面截面中的位置,几个方面进行变化。由于磁力行走地面2的行走地面,与纵向分布永磁体鞋1的鞋底面积相比,面积要大很多;与人双脚交替行走时的迈步步幅相比,长度更是大很多,理论上长度可以无限延长。因此,影响磁力行走地面最主要的因素,是沿行走地面上,形成磁吸力结构体的用料,分布,和分布是否连续,排列间距,以及形成磁吸力结构体本身的表面尺寸,和位于磁力行走地面立面截面中的位置有关。因此,分类也主要从这几个方面进行。

沿行走地面,从形成磁吸力结构体的用料上分,主要有两大类型。

第一种类型,顺磁体磁力行走地面。它本身是一种磁力行走地面,是指行走地面表面,整个或多个局部区域,具有顺磁性,能够与磁体鞋上的磁体作用形成磁吸力,本身由顺磁体,或顺磁体与其它非磁体、非顺磁体结构体复合构成的行走地面。这类磁力行走地面,形成磁吸力的结构体是顺磁体,本身不是磁体,不具有磁性。但与纵向分布永磁体鞋上永磁体的磁力作用,相互间能够形成磁吸力。其构成主要由单独的顺磁体材料,或添加有顺磁材料的混合材料,或由顺磁体材料或添加有顺磁材料的混合材料,与其它非磁体、非顺磁材料组合或复合构成。如由整块铁板构成的顺磁体磁力行走地面;混合有铁粉、微粒铁珠或小直径铁球的混合材料构成的混凝土顺磁体磁力行走地面,或橡胶软质顺磁体磁力行走地面;埋入有多块铁块或添加有铁粉的橡胶块,与其它材料块拼合构成的复杂结构的顺磁体磁力行走地面。这类顺磁体磁力行走地面,由于顺磁体材料的顺磁特性,磁力行走地面的结构,不受纵向分布永磁体鞋上的纵向磁体组的磁极,及磁体组中的磁体的磁极影响。不存在磁极必须对应的问题。即无论磁体组的磁极,及磁体组中的磁体的磁极方向如何,排列是否一致,均不影响顺磁体磁力行走地面的结构。由两者共同构成的永磁体磁力行走系统,都可以很好得到行走所需要的磁吸力。系统形成的磁吸力大小,只与顺磁体磁力行走地面中顺磁体的用料,地面构成,和顺磁性的强弱,和纵向分布永磁体鞋上的磁体组,及磁体组中的磁体的磁性强度有关,与磁体组,及磁体组中的磁体的磁极方向无关。这使得这类顺磁体磁力行走地面,具有结构简单,易于制造和易于使用的特点,是磁力行走系统中应用最多的一种磁力行走地面形式。由此构成的永磁体磁力行走系统结构也最为简单,易用性也极强,应用最多。现有技术中的磁力行走系统,所用的磁力行走地面,大部分都是此种结构的磁力行走地面。

第二种类型,磁体磁力行走地面。它本身是一种磁力行走地面,是指行走地面表面,整个或多个局部区域,具有磁力,或能够产生磁力,能够与磁体鞋或顺磁体鞋上的磁体或顺磁体作用形成磁吸力,本身由具有磁力的永磁体,或能产生磁力的电磁体,或由这两种结构体组合,或由这两种结构体与其它非磁体结构体复合构成的行走地面。与磁体鞋相互作用时,行走地面中形成磁吸力的磁体沿行走地面方向的磁极,与磁体鞋中的磁体朝向行走地面方向的磁极,必须磁性对应相异。这种磁体磁力行走地面,形成磁吸力的结构体是磁体,本身具有磁性或能够产生磁力。在磁体磁极与纵向分布永磁体鞋上磁体的磁极相异时,与纵向分布永磁体鞋上磁体的磁力作用,相互间能够形成磁吸力。磁体又分永磁体和电磁体两种。其构成主要由单独的永磁体,或能够产生磁力的电磁体,或由这两种磁体组合,或由这两种磁体与顺磁体及其它非磁体材料复合构成。这类磁体磁力行走地面,由于磁体具有两种磁极,同性磁极相斥,异性磁极相吸。只有磁力行走地面中磁体的磁极,与纵向分布永磁体鞋中磁体的磁极相互对应,即以异性磁极相互对应时,这类磁体磁力行走地面,才能与纵向分布永磁体鞋作用,形成行走所需要的磁吸力。因此,这类磁体磁力行走地面的结构,受纵向分布永磁体鞋上的纵向磁体组的磁极,及磁体组中磁体的磁极方向影响,必须使两者上的磁体磁极相互以异性磁极对应,才能得到磁力行走系统所需的正常行走磁吸力。因此,纵向分布永磁体鞋上的纵向磁体组的磁极,及磁体组中磁体的磁极方向和排列,直接影响到磁体磁力行走地面的结构,两者的结构必须相互对应和使用时配合合拍。合拍是指正常行走时,双脚移动的迈步步幅与磁体磁力行走地面中,磁体沿行走长度方向上的排列间距相同或接近,左右脚布置对应,即相互匹配,才能得到永磁体磁力行走系统正常行走中所需的正常磁吸力。系统磁吸力的形成、大小,使用是否合拍,直接与磁体磁力行走地面自身沿行走地面的磁体用料,磁体表面结构尺寸,分布及排列间距,和纵向分布永磁体鞋上的磁体组,及磁体组中的磁体的分布和排列间距及磁性强度,以及正常行走时人双脚交替移动的迈步步幅有关,与磁体组,及磁体组中的永磁体的磁极方向和排列有关。这使得这类磁体磁力行走地面的地面结构复杂,制造难度和使用难度加大。由此构成的永磁体磁力行走系统结构也相应复杂,易用性差。因此,这种磁体磁力行走地面,在磁力行走系统中应用较少。如果,纵向分布永磁体鞋上的磁体组,和磁体组中的磁体的磁极排列方向全部一致时,磁体磁力行走地面中的磁体的磁极排列方向也全部一致。上述因磁极排列方向不一致出现的问题,都能得到很好解决。只需要维持磁体磁力行走地面,行走地面上的整体磁极,与纵向分布永磁体鞋上的整体磁极,磁极异性相吸即可。这样,即可大大简化这种磁体磁力行走地面的地面结构构成,和由这种磁体磁力行走地面与纵向分布永磁体鞋,共同构成的磁力行走系统的结构复杂程度。磁体磁力行走地面,因为行走地面中磁体的存在,相应加大了系统中相互作用的磁力。在不增加纵向分布永磁体鞋上磁体的磁力强度下,系统能够得到更大的磁吸力。因此,磁体磁力行走地面,它可以获得远比顺磁体磁力行走地面更大的行走磁吸力,易于满足一些特殊情况下的应用需求。

从形成磁吸力的磁体上分,这种磁体磁力行走地面,又分为永磁体磁力行走地面,电磁体磁力行走地面,以及由这两种磁体组合形成的混合磁体磁力行走地面,和由这两种磁体与顺磁体及其它非磁体、非顺磁体材料复合构成的更加复杂的复合磁体磁力行走地面。

永磁体磁力行走地面:它本身是一种磁体磁力行走地面,是指行走地面表面,整个或多个局部区域,具有磁力,能够与磁体鞋或顺磁体鞋上的磁体或顺磁体作用形成磁吸力,本身由具有磁力的永磁体,或由永磁体与非磁体结构体复合构成的行走地面。这种永磁体磁力行走地面,形成磁吸力的结构体是永磁体,本身具有磁性。在永磁体磁极与纵向分布永磁体鞋上磁体的磁极,异性对应时,与纵向分布永磁体鞋上磁体的磁力作用,相互间能够形成磁吸力。这种永磁体磁力行走地面,主要由整块的永磁体,或多块分散的永磁体与非磁体组合或复合构成,其中的非磁体可以具有顺磁性或不具顺磁性。如由整块的橡胶软磁铁构成的永磁体磁力行走地面;埋入有多块永磁铁,构成的混凝土永磁体磁力行走地面;在整块具有顺磁性的铁板下间隔布置多个永磁体,构成的复合永磁体磁力行走地面。这种永磁体磁力行走地面,其中的永磁体的磁极方向,必须与纵向分布永磁体鞋上的磁体组,及磁体组中的磁体的磁极方向异性对应,两者间相互作用,才能形成磁力行走系统行走所需要的有效磁吸力。因此,不同构成的永磁体磁力行走地面,其磁极的排列规律是否一致,是否与纵向分布永磁体鞋上的纵向磁体组的磁极,及磁体组中的磁体的磁极的排列相互对应,使永磁体磁力行走地面,具有多种变化复杂的多样性。变化的主要是磁体的磁极,这是一种肉眼看不见,具有隐蔽性的特性。因此,与顺磁体磁力行走地面相比,结构相应复杂,成本更高,但可获得的行走磁吸力,远比顺磁体磁力行走地面要大,更能满足一些特殊情况下的应用需求。

电磁体磁力行走地面:它本身是一种磁体磁力行走地面,是指行走地面表面,整个或多个局部区域,能够产生磁力,能够与磁体鞋或顺磁体鞋上的磁体或顺磁体作用形成磁吸力,本身由能够产生磁力的电磁体,或由电磁体与其它非磁体结构体复合构成的行走地面。这种电磁体磁力行走地面,形成磁吸力的结构体是电磁体,本身不具有磁性,但能够产生磁力。在产生磁力,电磁体磁极与纵向分布永磁体鞋上磁体的磁极,异性对应时,与纵向分布永磁体鞋上磁体的磁力作用,相互间能够形成磁吸力。这种电磁体磁力行走地面,主要由单个的电磁体,或多个分散的电磁体与非磁体组合或复合构成,其中的非磁体可以具有顺磁性或不具顺磁性。这种电磁体磁力行走地面,其构成和特性与永磁体磁力行走地面相同。与永磁体磁力行走地面相比,结构更加复杂,成本更高,但它可获得的行走磁吸力,比永磁体磁力行走地面更强。它可以通过增大电流来获得更大的电磁力,能够获得的电磁力强度远比永磁体能得到的磁力强度更大。使用中,还可通过改变电流的方向,轻易改变磁力行走地面的磁极方向,或通过改变电流的大小,改变形成磁吸力的磁力大小,从而调整和改变磁力行走系统中能够形成的磁吸力大小。具有比永磁体磁力行走地面更强的灵活性。这种电磁体磁力行走地面具有极其重要的应用价值。如用于海船上,沿舰船甲板上的周边边沿,在铁质甲板下面,沿着边缘均匀布置多组连续的电磁铁。可沿舰船甲板的边缘,得到成条带状的磁力极强的电磁体磁力行走地面。配合本发明中的纵向分布永磁体鞋使用,可起到在风浪颠簸中防止人员意外坠海的作用。不用时,断掉电流,电磁体的磁力消失,甲板又恢复成普通的铁质甲板。这种电磁体磁力行走地面,将磁力行走系统中增强行走所需磁吸力的结构,转移到了固定不动的行走地面内。使用中,只需增大电流,即可增强磁力,相应增大磁力行走系统的磁吸力。使得在不用增加磁力鞋上磁体结构的前提下,即可成倍,或无限地,大大增强磁力行走系统中行走所需要的磁吸力。因此,不会因为增加磁力行走系统中行走所需要的磁吸力强度,改变或造成磁体鞋的结构变化,出现影响磁体鞋笨重的现象,降低它的易用性,由此引起磁力行走系统的易用性减弱。这也是传统技术中,传统磁力行走系统不具备的特点。传统技术中的传统磁力行走系统,都是依靠在磁力鞋中设置电磁体,依靠磁力鞋中电磁体的磁力与系统中的顺磁体磁力行走地面作用,得到行走所需的磁吸力。系统磁吸力的增大,只能靠增加磁力鞋中电磁体中流过的电流大小,和增加电磁体的结构大小实现。磁力鞋上电磁体结构大小的变化,自然会增加磁力鞋的笨重,相应降低磁力行走系统的易用性。这种由电磁体磁力行走地面,与本发明中的纵向分布永磁体鞋,共同构成的本发明永磁体磁力行走系统。也可用于背景技术中所描述的,带露天阳台的太空舱中。解决乘客出舱时,站在太空舱露天阳台上观赏地球的安全技术问题。

混合磁体磁力行走地面:它本身是一种磁体磁力行走地面,是指行走地面表面,整个或多个局部区域,同时具有磁力和能够产生磁力,能够与磁体鞋或顺磁体鞋上的磁体或顺磁体作用形成磁吸力,本身由具有磁力的永磁体,和能产生磁力的电磁体,或由永磁体和电磁体与非磁体、非顺磁体结构体复合构成的行走地面。这种混合磁体磁力行走地面,形成磁吸力的结构体是永磁体和电磁体,本身具有磁性和不具有磁性,不具磁性的电磁体能够产生磁力。在永磁体的磁极和电磁体的磁极,与纵向分布永磁体鞋上磁体的磁极,异性对应时,整体与纵向分布永磁体鞋上磁体的磁力作用,相互间能够形成磁吸力。这种混合磁体磁力行走地面,与永磁体磁力行走地面和电磁体磁力行走地面的构成和特性相同,同时兼具两者的优点,只是构成更加复杂。

复合磁体磁力行走地面:它本身是一种磁体磁力行走地面,是指行走地面表面,整个或多个局部区域,同时具有磁力,和能够产生磁力,能够与磁体鞋或顺磁体鞋上的磁体或顺磁体作用形成磁吸力,本身由顺磁体、具有磁力的永磁体,和能产生磁力的电磁体组合,或由这几种结构体与非磁体、非顺磁体结构体复合构成的行走地面。这种磁体磁力行走地面,形成磁吸力的结构体是永磁体和电磁体及顺磁体,本身具有磁性和不具有磁性,不具磁性的电磁体能够产生磁力,不具磁性的顺磁体能够与磁力作用形成磁吸力。在永磁体的磁极和电磁体的磁极,与纵向分布永磁体鞋上磁体的磁极,异性对应时,整体与纵向分布永磁体鞋上磁体的磁力作用,相互间能够形成磁吸力。优点是兼具上述磁力行走地面,和顺磁体磁力行走地面所具有的共同特性,缺点是结构更加复杂,由它构成的磁力行走系统更加复杂和难于控制,应用受到更大的限制。

上述磁力行走地面,涉及行走地面上的地面构成,除形成磁吸力结构体的用料外,形成磁吸力结构体沿行走地面的分布,主要有连续分布和不连续分布两种。

连续分布:连续分布是指磁力行走地面上,形成磁吸力的结构体,沿行走地面的表面是处于连续的分布状态。如具有顺磁性的整块铁板,混入有顺磁性铁粉的顺磁体橡胶地板,连续埋有多块铁块的混凝土顺磁体磁力行走地面,整块的永磁铁薄片或橡胶软磁铁薄片等等。这种形成磁吸力结构体连续分布的磁力行走地面,能形成磁吸力的区域沿行走地面表面的分布是连续的,不存在分区,在行走地面上任何地方都可形成磁吸力。

不连续分布:不连续分布是指形成磁吸力的结构体,沿行走地面的表面是处于不连续的分布状态,即形成磁吸力的结构体在行走地面的表面上是局部和分区域的存在。如按一定的间距,间距一般与双脚行走的迈步步幅大小相近,埋入有多块具有顺磁性的铁块,得到的混凝土顺磁体磁力行走地面。这种形成磁吸力结构体不连续分布的磁力行走地面,能够形成磁吸力的区域,在行走地面表面上是分散、分区域的局部存在,区域与区域之间存在一定的间距。使用时,人脚迈步的步幅必须与这些局部区域间的间距相适应和匹配,双脚才能落到有形成磁吸力结构体的区域内,才能形成磁吸力,得到行走所需的正常磁吸力。否则,在这种不连续的磁力行走地面上行走,就得不到正常行走所需要的正常磁吸力,就会造成磁力行走系统的使用失效。因此,这种不连续的磁力行走地面,其形成磁吸力结构体在行走地面上的分布,分布的间距和排列规律,必须与人双脚正常行走的迈步间距,和双脚的左右交替运动规律相匹配。相应加大了这种磁力行走地面的地面结构复杂程度,同时也加大了使用者正常使用时的使用难度。因此,这种构成形式的磁体磁力行走地面,在磁力行走系统中应用较少。

当形成磁吸力的结构体是磁体时,连续分布的磁体磁力行走地面的地面构成,又有两种结构:

第一种结构是,磁体磁力行走地面的行走地面是由一块整体磁体块构成,即由一块整体的磁体构成的磁体磁力行走地面。如由整块薄片永磁铁或橡胶软磁体薄板构成的磁体磁力行走地面。这种磁体磁力行走地面,行走地面是一个整体,只有一个磁极,其行走地面的磁力构成整体上是连续的,其特性与上述整体是连续分布的结构相同。

第二种结构是,磁体磁力行走地面的行走地面是由多块磁体块拼合构成,即由多块连续相邻的磁体块紧邻连续连接,拼合构成的磁体磁力行走地面。这种由多块磁体块拼合构成的磁体磁力行走地面,拼合磁体块的磁极又有两种排列。

第一种磁极排列:是多块拼合磁体块的磁极排列方向完全一致。这种构成与一块整体磁体块,构成的磁体磁力行走地面的磁极特征相似,只是行走地面上的磁力分布强度不是处于均匀状态。在每块拼合磁体块的表面中部有一个磁力强点,沿拼合磁体块的边缘磁力逐渐减弱,磁极略有变化。纵向分布永磁体鞋行走在这种,由多块拼合磁体块拼合构成的磁体磁力行走地面上时,拼合磁体块的表面尺寸又分两种。

第一种表面尺寸:是每一块拼合磁体块的表面面积都大于或等于一只纵向分布永磁体鞋的鞋底面积,即长宽都对应大于或等于,一只纵向分而永磁体鞋的鞋底的长宽尺寸,一般与大于的情况应用居多。这种情况下,当纵向分布永磁体鞋鞋底的永磁体磁极排列方向一致时,刚好与每一块拼合磁体块的磁极方向对应相异时。只需在行走过程中,迈步的步幅与拼合磁体块的排列规律相匹配,行走迈步与之合拍,每步跨步时,纵向分布永磁体鞋就可以刚好落在单块拼合磁体块的中部,即可形成行走所需的正常磁吸力和得到最强的行走磁吸力,磁力行走系统即可正常使用。相应,此种结构可以构造出有效的磁体磁力行走地面。这种磁体磁力行走地面,由于磁极和磁力强度是肉眼不能直接观看到的隐蔽结构。为便于正常行走和有效使用,这种由多块拼合磁体块拼合构成的磁体磁力行走系统,行走地面的每一块拼合磁体块,一般应作上明显的标记。如象马赛克拼合地砖一样,用颜色区分每一块相邻的拼合磁体块,还沿着每一块拼合磁体块的边缘,作上明显的颜色标示,标示出磁体块的边缘,以便于肉眼观察,和正常使用磁力行走系统。

第二种表面尺寸:是每一块拼合磁体块的表面面积都小于一只纵向分布永磁体鞋的鞋底面积。这种情况下,虽然纵向分布永磁体鞋鞋底的永磁体磁极排列方向一致,且刚好与每块拼合磁体块的磁极方向相异时。由于每次跨步,纵向分布永磁体鞋,接触的都有两块或以上的拼合磁体块,无法保证纵向分布永磁体鞋刚好落在每块拼合磁体块的中部。因此,无法一一对应得到行走所需的最大磁吸力。行走中没有合拍的状况。在这样的磁体磁力行走地面上行走,每步行走形成的磁吸力变化都不一样,磁吸力的稳定性较差。这种磁体磁力行走地面,可以通过缩小单块拼合磁体块的表面尺寸,加大行走地面上单位面积中的拼合磁体块数量,即加大拼合磁体块的拼合密度,相应使每块拼合磁体块中部与边缘的尺寸缩小,由此减小中部与边缘的磁力强度差,从而改善整个行走地面的磁力均匀程度,得到所需的磁体磁力行走地面。理论上,每块拼合磁体块表面尺寸越小,行走地面单位面积中拼合磁体块的拼合密度越大,越容易得到均匀磁力特性的磁体磁力行走地面。这与自然磁体的整体宏观磁力特性与它自身中的微观磁体磁力特性的构成关系原理相似。还有一种改善办法,是将多块拼合磁体块分开适当的间距,在所有拼合磁体块的上平面上增加一块连续的顺磁体平板,如铁板。顺磁体平板的下面与多块拼合磁体块的上平面接触,顺磁体平板的上部连续平面作为磁体磁力行走地面的行走地面。依靠顺磁体的磁力感应作用,得到磁力更加均匀的磁体磁力行走地面。这种方法,正是上面由多个电磁铁与船钢板甲板共同构成舰船甲板边缘,防坠海带状磁体磁力行走地面的原理。这种方法,是通过改变磁体磁力行走地面的立面截面构成实现。

第二种磁极排列:是多块拼合磁体块的磁极排列方向不完全一致,存在磁极异向的状况。这种情况下的磁体磁力行走地面,拼合磁体块的表面尺寸同样也分两种。

第一种表面尺寸:是每一块拼合磁体块的表面面积大于或等于一只纵向分布永磁体鞋的鞋底面积。这种情况下,当纵向分布永磁体鞋鞋底的永磁体磁极排列方向一致时,只需在行走过程中,迈步的步幅与磁极磁性异向的拼合磁体块的排列规律相匹配,行走迈步与之合拍,每步跨步时,纵向分布永磁体鞋刚好落在磁极相异的一块拼合磁体块的中部,即可形成系统行走所需的正常行走磁吸力。其它非接触拼合磁体块的磁极方向可以不对应,可以是同性的排斥磁极,也可以是异性的相吸磁极。当非接触磁体块的磁极方向是同性的排斥磁极时,这种磁体磁力行走地面,行走过程中人脚的迈步步幅及行走规律,就必须与磁体磁力行走地面上,相异磁极的拼合磁体块的相距距离和排列规律相适应,即匹配合拍,才能形成有效的磁吸力,完成在磁吸力作用下的正常行走。这就使这种磁力行走地面具有了极其复杂的变化,变化的是磁力行走地面的拼合磁体块,与纵向分布永磁体鞋上的磁体磁极相异磁极的拼合磁体块的磁极,和排列间距及排列规律,这是一种肉眼看不见的隐蔽性特性,不利于人在其上正常行走。为解决此,可在行走地面上进行相应的磁体块和磁极标志设置,如将拼合磁体块分成如方形地砖一样的多块分块,用不同颜色标出不同磁极极性的磁体分块,这样就能有效解决这个问题。使用中就可直接用肉眼观察。如果不设置标志,使用中就很是不便,很难在这种结构隐蔽和复杂的磁体磁力行走地面上完成正常的行走。对于正常行走极为不利。正因为有这样一种隐蔽的复杂特性存在,利用它可使本发明的新型永磁体磁力行走系统,可以拓展到新的应用领域。如用于娱乐场所中的魔幻磁力行走地面。这种魔幻磁力行走地面,当你穿着纵向分布永磁体鞋在上面行走时,只有行走迈步的规律与这种魔幻磁力行走地面中,隐藏着看不见的异性磁极的磁体块分块的排列规律一致时,才能在上面正常行走。否则,人就无法完成正常行走。使人有一种神秘感,可激发人的探索欲望。这也正是本发明的新型永磁体磁力行走系统,和纵向分布永磁体鞋一个极其重要的应用领域。它使游乐者如置身于魔法世界中一样,有着极其强烈的神秘感受,娱乐性极强。如果磁体磁力行走地面中的磁体是电磁体时,还可通过对电流的控制,改变电流方向和大小,使电磁体的磁极和磁力大小进行变化。相应,可不断调整这种魔幻磁力行走地面的磁极和磁力属性,改变整个行走地面的行走规律,使神秘感和娱乐性更加强烈。这种魔幻磁力行走地详细构成如下:

它本身是一种磁体磁力行走地面,磁体磁力行走地面的行走地面表面,整个或一大片局部区域,由多块连续的方形拼合磁体块拼合构成,连续拼合的多块方形拼合磁体块的磁极排列不完全一致,或部分无磁力,具有一定的排列规律,每块方形拼合磁体块的单独面积,长、宽尺寸都大于或等于一只磁体鞋的鞋底的长、宽尺寸,拼合磁体块具有磁力,或能够产生磁力,能够与磁体鞋上的磁体作用,形成磁吸力或排斥磁力,每块拼合磁体块的行走表面,本身是一个独立的单一磁极,单一磁极,由一个单一磁体的一个磁极,或由多个磁极方向朝向一致的小磁体的同性磁极组合构成,磁体由电磁体或永磁体构成。

第二种表面尺寸:是每一块拼合磁体块的表面面积小于一只纵向分布永磁体鞋的鞋底面积。这种情况下,由于一只纵向分布永磁体鞋,每次跨步接触的都有两块或以上的拼合磁体块。且相邻两块拼合磁体块的磁极还有可能异向。因此,根本无法每步迈步,纵向分布永磁体鞋上的永磁体的磁极,与磁体磁力行走地面上的磁体块的磁极一一对应。无法得到行走所需的稳定,正常磁吸力。这种构成的磁体磁力行走地面,基本无法正常使用。相应,此种结构也很难构造出有效的磁体磁力行走地面。磁体磁力行走地面,基本不使用此种构成的结构。

当纵向分布永磁体鞋上的磁体磁极排列方向不一致时,上述所有磁体磁力行走地面,都会因纵向分布永磁体鞋上的磁体的磁极排列不一致而出现不确定现象,很难得到正常行走所需的最大磁吸力,难于构成有效的磁力行走系统。要获得能够实际应用的有效磁力行走系统,其磁体磁力行走地面的地面结构构成,与纵向分布永磁体鞋上的磁体的磁极排列一一对应相当复杂,大大加大了磁体磁力行走地面的制造难度,和磁力行走系统的使用难度。磁力行走系统一般不采用这种构成。但可以从另一角度解决这个问题,即将纵向分布永磁体鞋上的永磁体,全部用顺磁体替换,鞋的结构形式不变。如附图2所示。只是将,附图2中,磁体组6,全部更换成,顺磁体组,其它结构和形式,附加系绳和变化,以及用法完全相同。顺磁体组中的顺磁体,因为没有磁极存在,顺磁体可以是块状的顺磁体,也可以是球形形状的顺磁体。这相当于将纵向分布永磁体鞋,变成了纵向分布顺磁体鞋。这样,磁力行走系统,对磁体磁力行走地面中的磁体排列就不存在磁极方向要求。同样可以得到,与本发明纵向分布永磁体鞋,相同应用的类似效果。但前提是,只能在磁体磁力行走地面中应用。但在同一个磁体磁力行走地面中,能得到的行走磁吸力,远比本发明中的纵向分布永磁体鞋能得到的行走磁吸力小。因此,一般只能应用于一些特殊情况下的应用。大部分情况仍然使用纵向分布永磁体鞋,它能应用于最为广泛的顺磁体磁力行走地面,应用领域远比纵向分布顺磁体鞋广,有着不可替代的地位。这种纵向分布顺磁体鞋详细如下:

它本身是一种非磁体鞋,具有磁吸鞋底,磁吸鞋底无磁力,无磁力变化和磁力变化控制装置;磁吸鞋底,由柔性底和纵向分散布置在柔性底内的多组顺磁体组构成;顺磁体组由顺磁体构成,无磁力,顺磁体有块状顺磁体或球状顺磁体,顺磁体组纵向上的数量不得低于四组,单组顺磁体组横向上,由整块顺磁体或横向分散布置的多块顺磁体构成;柔性底,本身是鞋底或鞋底的一个部分,由单层结构或多层结构的柔性结构体组成,柔性结构体由非磁体构成,非磁体由顺磁体或非顺磁体构成,或由这几种结构体多种组合构成。

磁力行走地面,从立面截面构成上,又可分成单一结构,和层状结构两类。

单一结构:是指没有明显层状结构的磁力行走地面。即如传统普通地面一样的磁力行走地面。如附图5所示。图5中所示,11为顺磁材料,12为其它材料基材。如在普通混凝土中混入铁质顺磁材料,如铁粉、微粒铁珠或小直径的铁球,构成的混凝土顺磁体磁力行走地面。同理,也可在现有的橡胶跑道施工中,在预添加料中混入铁粉、微粒铁珠或小直径的铁球,得到表面具有弹性的柔性顺磁体磁力行走地面。这种方法可用于背景技术中所述的磁力跑道,或磁力运动场的建设中。单一结构的磁力行走地面,也可由永磁体或电磁铁与其它材料基材组合构成。单一结构的磁力行走地面和单层层状结构的层状磁力行走地面,有时,结构比较接近,区别并不明显,分类比较模糊和不清。如由单层顺磁体铁板构成的磁力行走地面。如在较厚的混凝土地面施工时,在接近地表面的部分混凝土地中,添加铁质顺磁材料(如铁粉、微粒铁珠或小直径的铁球),而得到的整体磁力行走地面。这种磁力行走地面,整体看,是一种单一结构的磁力行走地面,细分,则是有两层结构的磁力行走地面,只是两层层状结构的层间分界并不是十分明显而已。

层状结构:是指具有明显层状结构的磁力行走地面。又分单层结构,多层结构,和复杂结构的层状磁力行走地面。

单层结构:是指只有一层结构层的层状磁力行走地面。如单层结构的铁板。单层结构的层状磁力行走地面,部分的结构与单一结构的磁力行走地面极其类似,相互间分类比较模湖,只是层状的结构更加明显一些而已。如用类似前述橡胶跑道中添加顺磁材料的方法(混入铁粉、微粒铁珠或小直径的铁球),将其压制成薄片卷材,而得到的具有柔软性的单层结构的层状顺磁体磁力行走地面。

多层结构:是指具有多层结构层的层状磁力行走地面,且多层结构层中,至少有一层结构层为具有顺磁性或磁性,或能够产生磁力的结构层。具有顺磁性或磁性,或能够产生磁力的一层结构层,一般处于与纵向分布永磁体鞋1接触的一面,即直接与纵向分布永磁体鞋1的鞋底直接接触。多层结构的层状磁力行走地面中,又以双层结构的层状顺磁磁力行走地面应用较多。如附图6所示。图6中所示,13为顺磁材料层(表层),12为其它材料层(基层)。在航天领域,为了减轻重量和保证顺磁性的存在,特别适合应用铝或钛,作为基层,铁质材料作为磁性表层的双层结构的层状磁力行走地面。即以铝或钛,与铁质表层复合的双层结构的层状磁力行走地面。这种双层结构的层状顺磁体磁力行走地面,可大量用于太空船的外壳建造,有顺磁性的铁质层表面位于船身外面,方便宇航员依靠本发明的纵向分布永磁体鞋在舱外船身表面上自由行走和工作。铝基铁面复合双层结构的层状顺磁体磁力行走地面,可直接由现有技术中的“钢背铝基复合板”代替。见中国专利CN2005100119473。也可由薄片状的顺磁体金属板或柔软顺磁体板材,或本身是磁体的薄片状磁体(如橡胶磁铁),用胶粘方法,贴覆在现有的行走地面基层上,将现有的普通行走地面,直接改造成磁力行走地面。这种方法,可用于对现有航天器的太空舱内地面改造中,也可应用于大量的现有需要改造成磁力行走地面的普通传统行走地面的改造中。

复杂结构:是指具有比简单多层结构更加复杂的复合结构的层状磁力行走地面。主要由磁性层具有多层,或顺磁材料层具有多层,或作为顺磁材料层,或磁性层的一层是由分散的多块顺磁体材料或多块永磁体,或多个电磁铁,与其它材料组合构成的复杂层状结构的层状磁力行走地面。如将许多小铁块或永磁体块,或多个电磁铁按一定的间距规律排列成一层,直接复合在层状结构的磁力行走地面,得到的具有明显层状结构的复杂结构的层状磁力行走地面。这种复杂结构的层状磁力行走地面中的磁性层(包括由电磁铁磁力形成的磁性层),或顺磁体材料层的结构构成形式,也可在单一结构的磁力行走地面中得到相同应用。

磁力行走地面,本身可以是刚性的地面,也可以是具有柔软性的柔性地面。如单层钢板的刚性磁力行走地面,混入铁质物质的混凝土顺磁体磁力行走地面。如具有柔软性的双层结构的层状柔性磁力行走地面。这种双层结构的层状柔性磁力行走地面,可以用具有顺磁性的金属薄皮,如铁皮或有顺磁性的不锈钢薄皮,或用本身是磁体的橡胶软磁体,作为表层磁性层材料,用胶粘贴的方法直接压接复合在一层作为基层的柔性层材料(如橡胶板或橡胶带)上得到。这种双层结构的层状柔性磁力行走地面,可如地毯一样卷曲存放,使用时直接铺展放开在传统的普通地面上,得到临时的磁力行走地面。这种技术可用于开发许多家庭中临时使用的,本发明的新型永磁体磁力行走系统产品。如背景中描述的小孩学走路的磁力行走产品,锻炼身体用的磁力跑步机及磁力运动垫等等。

在本发明的新型永磁体磁力行走系统中,由于纵向分布永磁体鞋1的结构特性,刚好满足了人在正常行走中双脚移动运动规律的特殊特性。人体利用双脚交替向前运动,双脚交替向前运动的过程中,双脚总是互相在前脚和后脚中不停地转换。每步移动,越过身体向前的一只脚,成为前脚,留在后面支持身体的一只脚,成为后脚。人体利用双脚交替向前行走的方式有几种。第一种是碎步走。这种方式,每步间的跨距相对较小,双脚的膝关节和髋关节处的弯曲幅度最大,提腿较高,脚底部的运动基本上是上下平行和前后平行运动,整个前进依靠膝关节和髋关节的大幅度弯曲,和脚底的上下及小幅平行移动实现。如附图12所示。因此,移动的步幅最小,行走的灵活相对较差,是使用较少的一种行走方式。第二种是正常行走。正常行走时,每步间的跨距相对较大,双脚的膝关节和髋关节处的弯曲幅度较小,提腿不高,整个前进主要依靠摆胯实现。因此,这种移动的步幅相对于第一种方式步幅要大,是人体双脚交替向前运动应用最多的方式,也是日常生活中人体应用最多的运动方式。如附图9所示。在正常行走时,每一步的移动中。前脚,总是脚后跟先着地,脚前掌后着地;后脚总是脚后跟先离地,脚前掌后离地。第三种是跨越,也即跑步的一种。这种方式,每步间的跨距最大,运动中前脚总是脚尖先着地,整个运动过程中双脚的后跟,基本都不着地的。因此,移动的步幅最大,运动速度最快,无法在停止运动后长时间保持平衡。也是人体利用双脚交替向前运动,消耗体能最快的一种运动方式。跑步是人体利用双脚交替向前运动,双脚交替频率加快的一种前进运动方式。跑步也分,碎步跑、正常跑步和跨越式跑步几种。其双脚运动的规律与行走运动方式的规律相同,加快的只是双脚交替运动的频率。跑步又分慢跑和快跑,所谓慢跑和快跑,只是人体双脚交替运动频率加快的大小变化而已。

双脚正常行走,如附图9所示。附图9中所示,15为前脚的脚前掌着地的运动方向,即向前正常行走时前脚脚尖的运动方向,17为后脚的脚后跟离地的运动方向,即向前正常行走时后脚脚跟的运动方向,22为人体行走方向。前脚脚底部的运动,犹如绕着前脚鞋后跟16为圆点的半径线R逐渐向下转动,如附图7所示。运动中,越是距离前脚脚鞋后跟16纵向距离越远的部位越是后着地,整个脚底的着地过程是局部渐近式接触。前脚纵向分布永磁体鞋1与磁力行走地面2的磁力吸合,也是逐渐增大接触面积的渐进接触形式的吸合。后脚脚底部的运动,犹如绕着后脚鞋脚尖18为圆点的半径线R逐渐向上转动,如附图8所示。运动中,越是距离后脚鞋脚尖18纵向距离越远的部位越是先离地,整个脚底的离地过程是局部渐离式分开。后脚纵向分布永磁体鞋1与磁力行走地面2的磁力分离,也是逐渐减小接触面积的渐离分开形式的剥离。由此,本发明中的纵向分布永磁体鞋1中的纵向分布磁体组6,在纵向结构上的分散布置特征,刚好与人双脚正常行走的特殊运动规律勿合。行走在磁力行走地面2上,与磁力行走地面2间形成的磁吸力大小,也正好如此。前脚纵向分布永磁体鞋1与磁力行走地面2间的磁吸力,随着接触面增大而逐渐增大,是一个逐渐增大的吸合过程。后脚纵向分布永磁体鞋1与磁力行走地面2间的磁吸力,随着接触面减小而逐渐减小,是一个逐渐减小的剥离分离过程。并且,后脚在与磁力行走地面2剥离分离时,剥离分离时人脚承受的磁吸力大小并不是一次性承受整个后脚纵向分布永磁体鞋1上所有磁体组6形成的磁吸力总和,而是由与磁力行走地面2逐渐分离开的磁体组6产生的磁吸力之和,而单个磁体组6与磁力行走地面2间产生的磁吸力大小(如附图7和附图8中b所示),又是随着分离开距离的增大而减小,随着接触距离的减小而增大。这种鞋底磁体组6的纵向分布结构和正常行走时人脚底的特殊运动规律刚好勿合,正好有利于人脚使用相对于后脚纵向分布永磁体鞋1上整体磁体组6产生的总和磁吸力,更小的力使本发明中的纵向分布永磁体鞋1与磁力行走地面2分离,使人能够轻松自如地自由行走。多组纵向分布磁体组6的结构特征,使后脚纵向分布永磁体鞋1的鞋底与磁力行走地面2的分离过程,更像是一种将粘贴于某一表面的物体逐渐从贴合表面上由一端开始剥离分开的过程。这种剥离分离开的分离方式,使分开两者所使用的力远远小于所有纵向磁体组6形成的磁吸力之合。因此,本发明纵向分布永磁体鞋1上,沿纵向多组分散布置磁体组6的结构特性,特别有利于使用远小于所有磁体组6形成的磁吸力之合的力将纵向分布永磁体鞋1从磁力行走地面上分离。鞋上所有磁体组6形成的磁吸力之合大小,并不直接影响鞋与磁力行走地面2的逐渐分离。逐渐分离只与单个的磁体组6形成的磁吸力(见附图8中b所示)强度和逐渐分开的几组磁体组6形成的磁吸力之和大小有关。因此,当单个磁体组6的磁力强度,和磁体组6纵向之间的间距a适中时,穿着纵向分布永磁体鞋的人,后脚可以比较轻松地实现自由行走中后脚与磁力行走地面2的分离。实现后脚与磁力行走地面2的自然分离,不用像现有的磁力鞋技术一样,必须使后脚上的整个磁力减小或消失。因此,本发明可以使用恒定磁力的永磁体,不用复杂的控制方法,及控制设施,依靠正常行走中,人脚的自然运动规律,即可实现磁力鞋与磁力行走地面的自由分离。而前脚磁吸力逐渐增大的相反过程,正好有利于获得需要的较大总和磁吸力,以增加行走的稳定性。前脚渐进接触形式的吸合,使吸合过程更加平稳,不会出现如传统磁力鞋一样的,磁吸力突然增强的明显吸合突变冲击感,有利于人正常行走。前脚得到的最大磁吸力,正好是前脚鞋底整体磁体组6产生的所有磁吸力的总和。前脚磁吸力的逐渐增大有利于牢牢吸住脚底,增加行走的稳定性;后脚的逐渐分离,有利于脚底与磁力行走地面分离时的磁吸力分散和减小。后脚分离不会一次性承受鞋底所有磁体组6形成的磁吸力,有利于磁力鞋与磁力行走地面的轻松分离。后脚渐离分开形式的剥离,使剥离分开过程更加平稳,不会出现如传统磁力鞋一样的,磁吸力突然减小的明显分离突变冲击感,有利于人轻松自如地自由行走。也不会因为,磁力鞋上的磁力布局结构,而造成或改变人脚的运动方式,由此改变人的正常行走模式。正因为,前脚渐进接触形式的吸合,和后脚渐离分开形式的剥离,使本发明的永磁体磁力行走系统,在正常行走下的行走摸式,与在重力作用下,人穿着普通鞋行走的自然正常行走模式完全相同。

同样,正常退着行走时,原理也是类似。只是正常退着行走时,双脚的前后顺序颠倒过来,脚尖和脚后跟也颠倒过来,在交替向后移动时,每步移动,越过身体向后退的一只脚,成为前脚,留在后面支持身体的一只脚,成为后脚。正常跨步下的正常后退行走,前脚先着地的是脚尖,后脚先离地的也是脚尖。

本发明中的纵向分布永磁体鞋,由于纵向分布多组磁体组6的结构特征,能够很好地形成,鞋底部逐渐分离的渐离式与磁力行走地面的磁吸分开,和鞋底部逐渐接触的渐进式与磁力行走地面的磁吸接触。因此,刚好与重力作用下人体自然正常行走中,双脚底部的运动规律勿合。由此,与磁力行走地面共同构成的本发明新型永磁体磁力行走系统,也与传统的电磁力鞋与顺磁体磁力行走地面共同构成的,传统磁力行走系统有本质不同。这种传统磁力行走系统,是依靠后脚磁力鞋的磁力减小或消失,实现后脚磁力鞋与磁力行走地面的磁吸分开。因此,很难依靠永磁体的永磁力,得到实现,只能使用电磁力和依靠复杂的控制和控制装置实现。因此,磁力鞋的结构复杂,笨重,成本高,很难制造成如传统普通鞋一样的类似鞋,整个磁力行走系统的易用性极差。现有的由永磁体鞋与顺磁体磁力行走地面共同构成的,传统磁力行走系统,由于没有纵向分布的多组磁体组的特殊结构存在,行走过程中存在磁吸力突变的明显冲击感,行走平稳性较差,且很难实现后脚与磁力行走地面的平稳磁吸分离,很难实现轻松地自由行走,无法完美模拟出在重力作用下一样的平稳自然正常行走。因此,在现有的技术中,很少有使用永磁体来实现正常行走的磁力行走系统存在。整个现有的磁力行走系统技术,易用性差,都无法实现轻松的、平稳的正常自由行走,也就无法成为一种实际可以应用的实用技术,无法很好满足和应用于,现有的航天及其它领域中。而本发明的新型永磁体磁力行走系统,并不需要依靠磁力鞋的磁力减小或消失,实现后脚磁力鞋与磁力行走地面的磁吸分开。而是依靠正常行走中人脚的自然运动,和鞋的特殊固定结构,自动实现后脚磁力鞋与磁力行走地面的渐离式,磁吸分开。磁吸渐离式分开的过程,使分离时人脚承受的磁吸力减小,分离更加容易,更加平稳。因此,本发明的新型永磁体磁力行走系统,可以使用恒定磁力的永磁体实现,不需要复杂的控制技术,及控制装置,磁力鞋的结构极其简单,可制作成如传统普通鞋一样的类似鞋,其磁力行走系统的易用性极强,能够成为一种可以实际应用的实用技术,易于大量推广和应用。本发明的新型永磁体磁力行走系统,在行走的过程中,磁吸力的大小,前脚有一个逐渐增加的过程,后脚有一个逐渐减小的过程,都是一个逐渐量变实现的过程,有利于行走中的平稳性,和完美模拟出重力作用下一样的自然正常行走过程。而传统的电磁力磁力行走系统中的磁力形成,减少或消失,是瞬时过程,不利于行走过程中的平稳性,和完美模拟出重力作用下的自然正常行走过程。因此,本发明的新型永磁体磁力行走系统,能够在太空中很好地模拟出人在地球地面上,重力作用下一样的自然正常行走,可以实现人在太空中,如在地球地面上重力作用下一样的相同行走,其行走模式与重力作用下的自然正常行走模式相同。因此,可使磁力行走系统,很方便地应用于现有的航天器上,和广泛的日常生活中的其它应用领域。

另一方面,在太空中,由于失重现象的存在,很小的磁吸力即可实现将宇航员吸附在太空舱的外部磁力表面和舱内的磁力行走地面上。因此,本发明中的纵向分布永磁体鞋,完全可以实现这一应用需求。本发明的新型永磁体磁力行走系统完全可以成为一种,可以应用于现有航天器上的实用技术。并由此抛弃,如中国空间站内那样的倒扣C形绳环,行走和站立更加自由和方便。使宇航员在太空舱内的活动能够模拟出在地球地面上,重力作用下一样的自然正常行走模式。由此,可彻底改变宇航员在太空舱中的现有行走移动方式,以及站立的方式,使其更加容易、方便和行动自如,给在太空中的工作和生活代来更加舒适的舒适性。脚部和脚底在行走时的受力,也可在活动的同时使腿部肌肉得到锻炼,避免在太空长时间生活和工作给腿部肌肉造成的退化。还可改变宇航员在太空舱外的现有活动方式,使行走不用完全依靠推进器推进漂浮着移动,能够如在地球地面上一样地在飞船外壳表面上自由行走。还能在有系绳安全系留工作时,增加脚底部的着力点,方便使力,使维修用力更加容易、方便,有利于维修进度的加快和人体潜能的正常发挥。

本发明中的纵向分布永磁体鞋与现有技术中的电磁力鞋相比,具有结构更加简单,制造容易和制作成本更低。与现有技术中的一些其它永磁体磁力鞋技术相比,由于永磁体成纵向多组布置的特征,以及分散独立布置在柔性底中的特征,使永磁体磁力鞋,能够更好地与人脚的特殊运动规律勿合。使由此构成的新型永磁体磁力行走系统,能够更加符合和满足人体的自然正常行走运动和规律。

本发明的新型永磁体磁力行走系统,与现有技术中的磁力行走系统相比,由于磁体鞋的结构简单,整体系统的易用性增强,使得本发明的新型永磁体磁力行走系统能够成为一种直接的实用技术,能够应用于现有的航天飞船和太空站中,使科幻影片中描述的磁力代替重力的自由正常行走幻想成为现实。同时,大大改善和克服了现有技术磁力行走系统的弱点,使其能够真正成为一种可以被广泛应用的实用技术,有利于磁力行走系统技术的推广和拓展到新的应用领域。本发明中,磁力行走地面中的磁体磁力行走地面,突破了传统磁力行走系统中只用顺磁体磁力行走地面,和只能依靠磁力鞋上磁力结构体的磁力增强,增强磁力行走系统的磁吸力的局限,使其磁力行走系统的应用领域能够大大拓宽,能够满足和应用于更多的潜在应用领域。本发明可广泛应用于如背景技术中描述,列举的一系列类似领域,创造出更多的实际应用,大大有利于人类现有生产和生活活动的改善和安全性的提高。

附图说明

图1为新型永磁体磁力行走系统一只鞋时的纵向剖面示意图,

图2为纵向分布永磁体鞋的纵向剖面示意图,

图3为单个磁体组由多块分散布置的磁体组成时的横向示意图,

图4为单个磁体组由单独的一块磁体组成时的横向示意图,

图5为单一结构的磁力行走地面立面剖面示意图,

图6为双层结构的磁力行走地面立面剖面示意图,

图7为向前正常行走时前脚的运动规律及纵向分布永磁体鞋的纵向剖面示意图,

图8为向前正常行走时后脚的运动规律及纵向分布永磁体鞋的纵向剖面示意图,

图9为人体向前正常行走时前后脚的运动规律示意图,

图10为柔性底和内底合二为一时的纵向分布永磁体鞋的纵向剖面示意图,

图11为柔性底、内底和鞋面融合成整体时的纵向分布永磁体鞋的纵向剖面示意图,

图12为人体向前碎步走时前后脚的运动规律示意图,

图13为多层柔性结构体构成柔性底的纵向分布永磁体鞋的纵向剖面示意图,

图14为磁体组或磁体具有卡环或凹槽的结构示意图,

图15为一种魔幻磁力行走地面的具体实施例示意图。

说明书附图中序号及标注说明:

1.纵向分布永磁体鞋,

2.磁力行走地面,

3.鞋面,

4.内底,

5.柔性底,

6.磁体组,

7.磁体,

8.磁体,

9.横向(鞋宽),

10.纵向(鞋长,行走方向)

11.顺磁材料,

12.其它材料基材,

13.顺磁材料层(表层),

14.其它材料层(基层),

15.向前正常行走时前脚鞋及脚尖的运动方向,

16.向前正常行走时前脚鞋的脚跟,

17.向前正常行走时后脚鞋及脚跟的运动方向,

18.向前正常行走时后脚鞋的脚尖,

19.系绳,

20.向前碎步走时前脚的运动方向,

21.向前碎步走时后脚的运动方向,

22.人体行走方向,

a.磁体组间的纵向间隔,

b.单个磁体组形成的磁吸力,

R.半径线。

具体实施方式

实施例1

本例为纵向分布永磁体鞋的一例具体实施例。结构形式如附图3和附图13所示。本例中使用Ø5×8(厚)mm的市售强磁钕铁硼磁铁,按纵向a间距10mm,横向间距10mm的方格,沿鞋底纵向中线向两边均匀分布布置。实验是在一只长255mm/41码,市售的PVC发泡厚底、平底、软底旅游鞋底上进行。实测鞋底长度310mm,前掌最宽110 mm,腰部最窄85mm,后底宽90mm,腰部加后底部长度共140mm左右,鞋底厚约18-22mm,前部薄。沿鞋底面,用打孔方式制作出Ø4mm直径,深8 mm的盲孔,用胶粘剂粘贴固定钕铁硼磁铁在孔中,磁铁磁极朝向全部一致,磁铁底部与鞋底底面齐平,最后用一整块尼龙耐磨布粘贴在鞋底底面上制作完成。除去鞋底前后两端圆弧尖头部位,前端30mm,后端20mm左右,中部纵向可布置25组纵向磁体组6。宽度上,前掌每组可布置8-10颗磁铁,腰部可布置7颗,后底部可布置7-8颗,两端圆弧尖头部位可适当减少布置数量。整个鞋底可布置170-200颗磁铁。每颗磁铁在0.5mm厚度的普通铁皮地面上,静态可获得100-130g左右的磁吸力(实验实测数据),一只磁体鞋整体,可获得15-20kg以上的磁吸力,一双磁体鞋,可获得30-40kg以上的磁吸力。加大或减小单块磁铁的磁力强度,或加大或减小鞋底磁体的分布密度,可调节磁体鞋的总和磁力大小,由此可调整在系统内应用的磁吸力大小。制作完成的上述纵向分布永磁体鞋,与市售购回时的普通旅游鞋基本完全一样,只是重量略有增加。完全可像刚购回时一样地自由穿、脱使用,在普通地面上行走、跑、跳,都不会发生变化,使用效果同刚购回时完全一样,完全不影响正常行走和正常使用,其舒适性基本没有变化。

穿着上述纵向分布永磁体鞋,在上述厚度的顺磁体铁质地面上行走。正常行走时,后脚只有轻微的磁吸力拉力感觉,一点不影响后脚磁体鞋与磁力行走地面的分离,完全不影响正常行走。但单只鞋鞋底与地面平行向上提起时,则有很强列的磁吸力拉力感觉,明显影响鞋底与磁力行走地面的分离。两种感觉的区别十分明显。由此可见,这种实验实测的本实施例纵向分布永磁体鞋,完全与本发明描述的原理一致,完全可以应用于实际的环境中。

穿上上述实验的纵向分布永磁体鞋,在海船铁质甲板上行走,在风浪颠簸中,可起到增加行走稳定性,防止跌倒的作用。如果飞机和车辆上的地板,也改装或使用成类似的顺磁体磁力行走地面,穿上本发明的纵向分布永磁体鞋,也可起到类似的效果。特别是遇到气流颠簸时的飞机上,应用本发明的永磁体磁力行走系统,会起到极其明显的效果,大大增加在飞机上行走的舒适性。

将同样尺寸的上述钕铁硼磁铁,多颗沿行走地面方向,纵向和横向,均匀布置粘贴在上述0.5mm厚度的普通铁皮下部底面上。磁铁磁极朝向全部一致,刚好与上述实验纵向分布永磁体鞋上的磁体磁极相异。磁铁相互间间隔适当距离,间隔空间处用非磁体材料填充。铁皮上部平面作为行走地面。穿着上述实验纵向分布永磁体鞋,在这种实验用的永磁体磁力行走地面上行走,明显有增强了行走磁吸力的拉力感觉。

如将上述铁皮地面,用双层结构的铝基铁面复合层状顺磁体磁力行走地面代替,见中国专利CN2005100119473“钢背铝基复合板”。或用上述0.5mm厚的铁皮,一面加上不干胶背胶,卷曲运输到太空中,展开粘贴在现有航天舱内的地面上,构成磁力行走地面。由这两种磁力行走地面,与上述实验的纵向分布永磁体鞋,共同构成的永磁体磁力行走系统。完全可以实际应用到现有航天器上,在太空舱中实现本发明描述的自由行走。实现在太空舱中,行走模式如在地球地面上一样,在重力作用下的自然正常行走模式。在舱内地面中行走和站立,完全可以抛弃,如中国空间站内那样的倒扣C形绳环,行走和站立更加自由和方便。可彻底改变宇航员在太空舱中的移动、生活和工作方式,使其在太空舱内的活动舒适度大大增加,方便宇航员长期滞留太空中生活。还可增强运动能力,减少必须的身体锻炼,有益于避免腿部肌肉的萎缩。应用于大空舱外时,可起到不依靠推进器,沿飞船外壳上行走,由行走模式代替推进模式移动的作用。维修时,脚底部也有着力点,可方便用力和提高维修进度,有利于人体潜能正常发挥。

如将上述可卷曲的薄铁皮粘贴复合在软质橡胶皮带表面,用于代替现有跑步机的运动皮带,可得到一种新型的磁力跑步机,在同样速度的跑步中,具有增强跑步运动强度的作用。这也是本发明永磁体磁力行走系统一个重要的应用领域。

如将上述薄铁皮粘贴复合在一块有一定厚度的硬质或软质塑料板上,可得到家庭中临时使用的,硬质磁力运动垫板或软质磁力运动垫。穿上上述纵向分布永磁体鞋,在上面行走或跳跃,可起到锻炼身体和增加行走稳定性的作用。可用于小孩学习走路,和防止老人行走跌倒。

实施例2

本例为单一结构的磁力行走地面的一例具体实施例。结构形式如附图5所示。将其中的11所示的顺磁体材料,用Ø2mm直径的铁珠,和Ø5mm直径的铁球,分别代替混凝土中的部分石砂和骨料,混合制作成混凝土,浇铸成有一定厚度的混凝土地面,即可得到混凝土的顺磁体磁力行走地面。这种混凝土的顺磁体磁力行走地面,可用于篮球和排球场建设中。穿着普通鞋时,如普通地面的球场地面一样。穿着本发明中的纵向分布永磁体鞋时,可加大运动员跳跃和跑步的负荷,代替砂袋附重,用于训练增强运动员的运动能力。如将上述铁珠和铁球用于橡胶跑道成形中,得到的橡胶跑道,具有相同的类似效果。可通过更换不同磁力强度的纵向分布永磁体鞋,特别是增强后跟单组磁体组磁力强度,调整运动员的训练强度。如在这种地面下增加永磁铁或电磁铁,则更有利于调节和增强运动员的训练强度。这也是本发明永磁体磁力行走系统一个极其重要的应用领域。

实施例3

本例为一种魔幻磁力行走地面的具体实施例。如附图15所示。图中所示,22为人体行走方向,黑、白方块均为长宽350mm,厚约10mm的永磁体薄片,黑色和白色各代表一种磁极,制作时也可用对应的黑、白颜色进行表面作色。将不同磁极的黑、白方块,按一定的规律拼合成整体地面,即构成魔幻磁力行走地面。

穿着磁极方向一致的纵向分布永磁体鞋,在上述魔幻磁力行走地面上行走时,双脚的运动规律,即迈步步幅和左右脚运动,必须与黑、白方块的排列规律一致,才能正常行走,否则难于完成正常行走。增加黑、白方块的排列规律难度,相应增加行走的难度。如果将黑、白方块的颜色去掉,改用数字进行编排,使用者无法直接用肉眼进行磁极区别,更增加了行走使用的难度。在这样的磁力行走地面上行走,有一种置身于魔法世界一样的感觉,有一种神秘感,可激发人的探索欲望,娱乐性极强。

如将上述黑、白方块的永磁体板,更换成铁板,在每块铁板下面对应布置一块大小相应的电磁铁,通过对电磁铁电流的控制,改变和调整每块铁板的磁极和磁力大小。相应改变整个行走地面的磁极排列组合规律,可调整行走规律和行走难度,如加上按一定的时长定时自动变化,或增加一些无磁力的拼合方块,更加增添潜在的神秘感和娱乐性。这正是本发明一种极具实用价值的拓展应用,是传统磁力行走系统未能涉足的新应用领域。

技术分类

06120115638249