直排式两用轮滑鞋
设计说明书
项目名称： 直排式两用轮滑鞋
申 请 者： 李睿深、许智、张德兵、张微、陈红燕
指导老师： 朱坚民
参赛单位： 上海理工大学
目录
? 作品简介…………………………………………3 ? 设计背景…………………………………………4 ? 方案选择…………………………………………4 ? 创新点……………………………………………8 ? 设计计算过程与相关图纸………………………9 ? 参考文献……………………………………… 17
直排式两用轮滑鞋
上海理工大学
设计者：李睿深 许智 张德兵 张微 陈红燕
指导教师：朱坚民
一、设计目的
众所周知轮滑运动是现在青少年所热衷的体育活动中不可缺少的一项，但是换轮滑鞋却是一件很麻烦的事，并且携带轮滑鞋也不方便，于是市场上便出现了可变形的双排滑冰鞋，它是基于双排滑冰鞋进行改进的，其最大亮点是可以将轮子收缩到鞋底里，既可以轮滑也可用于步行。但由于这种双排式轮滑鞋的结构特征，使用时不易转弯且在高低不平的路面滑行时容易前倾摔倒。我们设计的直排式两用轮滑鞋结合了普通直排轮滑鞋和双排两用轮滑鞋的优点，所以直排式两用轮滑鞋将更具有市场。
二、工作原理
该轮滑鞋主要通过弹簧力的作用以及四杆机构的组合实现轮子的收放变形功能。在需要进行轮滑运动时，只要磕碰一下鞋跟部的开关，轮子就会自动翻出，使鞋成为轮滑鞋。当在室内或楼梯处等需要步行的场所时，再次按下开关，将轮子收缩到鞋底，从而实现平底鞋和轮滑鞋的功能转换。
三、功能及主要创新点
功能：能实现轮滑和步行两种功能之间的转换，以便在不同的环境中使用，而不用再换鞋，大大方便了使用者。
创新点：
1.结合了普通单排式轮滑鞋和两用双排式轮滑鞋的优点； 2.使用四连杆机构，充分利用内部空间，减少鞋底厚度；
3.为保证稳定性，增加了安全锁功能，使其能够将轮架卡死，避免鞋子在使用过程中轮子发生变位。
四、作品外形照片
轮滑状态 步行状态
设计说明书
? 项目背景：
轮滑鞋（Roller skating）俗称旱冰鞋，是现在青少年所热衷的娱乐项目中不可缺少的装备，它既达到了竞技娱乐的效果又起到了锻炼身体的作用。就现有的普通轮滑鞋来说，在使用时，轮滑鞋与步行鞋之间的更换是一件较为麻烦的事情，而且轮滑鞋的携带也很不方便。
如果将轮滑鞋与平时穿的运动鞋结合起来，就可以在不同的场合使用不同的功能了，同时也解决了许多不必要的麻烦。目前，市面上有一种轮滑、步行两用的轮滑鞋，它是基于双排轮滑鞋进行改进的，其最大亮点是可以将双排轮子收缩到鞋底里，既具备了轮滑的娱乐性也可用于步行。但这种双排轮滑鞋由于前后轮间距较大，所以容易产生前倾摔倒的危险，同时双排轮滑鞋由于轮子布局为矩形结构，轮滑时，转弯效果大打折扣。
为了解决双排两用轮滑鞋的诸多缺陷，我们设计了单排两用轮滑鞋。取其精华去其糟粕，解决双排轮滑鞋不易转弯且在粗糙路面滑行时容易前倾摔倒的问题。可收缩变形的两用鞋将充满年轻气息的时尚元素完美的融入日常生活中。让轮滑不受时间、环境的限制。同时，可轮滑、可步行的两用鞋很大程度上起到了短程代步的作用，比起需要经常护理、不能随身携带又容易失窃的自行车而言有很大的优点。
? 方案选择：
方案一：四轴垂直旋转收缩
原理：本方案通过四根平行轴机构实现轮子的收缩功能，且通过一根水平轴连接四个轮子从而实现四个轮子的同步运动，其驱动力主要通过分布在四根平行轴上的四个扭力弹簧实现。
优点：结构简单，易于实现。
缺点：由于轮子是靠垂直方向的收缩，故其占用的垂直距离较大。又因旋转杆距离较长，从而也加大了轮壳长度方向的尺寸，故此导致了鞋底厚度以及长度加大，进而导致使用者的舒适感下降。
方案一模型图如下：
轮滑状态
收缩状态
方案二：利用旋转轴实现180°旋转收缩
原理：本方案主要是让轮壳及轮子等零件绕着一根旋转轴进行180°的旋转从而实现结构的变形，驱动力主要通过扭矩弹簧实现，步行状态下轮子位于鞋外侧面。依靠压缩弹簧力实现位置的转换。
优点：结构简单，易于实现。
缺点：轮壳所占鞋底空间较少（鞋底一半空间），导致空间利用率较低；轮壳收缩时放在鞋子侧面影响鞋子美观且安全锁的结构难以实现；180°旋转会导致扭矩弹簧需要提供十分大的扭力，从而增大了扭力弹簧的选择难度。
方案二模型图如下：
直排式两用轮滑鞋 - 图文
