一种鞋用柔性空调器 【技术领域】
本发明涉及提高和开拓鞋的综合功能的机械领域，尤其是涉及解决通气与阻水的矛盾，并开拓送暖等多功能的一种鞋内柔性空调器。
背景技术
众所周知，在制鞋业中，人造皮革能阻水，但不透气；天然皮革透气，防水，但不能阻水，即能渗透水，直至本发明前，能使鞋具有通气、阻水、送暖等多功能的技术还未问世。2007年12月4日科技文摘报转载了同年11月23日新华社以“空调鞋可时刻保持脚部清爽”为题，报道了美国最新发明的皮鞋，文中称“这种鞋名为‘风行’，由总部设在美国加利福尼亚州的配件公司研发生产，由于其创新性的内部设计，酷似一部鞋内空调器”。它的内部结构是“鞋后跟安装了一个隐秘的小型气泵，可借助人行走时脚底的力量，把污浊气体从鞋底特别设计的出口排出，从而使鞋内空气得以流通。”由上述可知，美国的发明是一个集成创新，采用的是一个普通泵，其缺点有：(1)只能适用于有较高后跟的鞋，适用范围窄。(2)由于气体流向是由前向后，天冷时，外界冷气会降低鞋内温度，不适合寒冷季节。(3)气泵安在鞋后跟内，使鞋的结构、制造、维护复杂、不便。(4)由于受鞋后跟的容积限制，特别是小孩和女性鞋的后跟更小，则泵更小，通气量更小，空气更新的效率更低。(5)由于鞋后跟要安装泵，降低了鞋后跟的刚度和平稳性。(6)由于采用抽气方式，脚前端的气流速度低，脚感舒适感差。(7)由于出口在鞋底，不能在大雨时超过鞋底厚度的深水中行走。
【发明内容】
本发明的目的就是要克服上述美国发明的缺点，借用仿生技术，开拓性提出一种鞋用柔性空调器，使鞋集阻水、通气、送暖、除嗅、施药、施香、缓冲于一体。
本发明的原理是：(1)利用了弹性材料的记忆功能和空心弹性体的良好塑变特性。(2)应用仿生技术，借用动物唇形阀门器官，如嘴唇、眼唇等，具有易封、易通、易塑变、耐疲劳、耐冲击、灵敏度高、应力分布均匀，闭合平整性好的生物阀门特性，进行仿生设计。(3)利用了人行走时脚板的压力和人行走时脚板后、中、前各段落地、离地有序及时间差这一运动规律。(4)应用系统控制原理，将腿部御寒与脚部御寒融为一体。(5)利用了烟窗排气原理。本发明形似烟窗，人在静坐时，由于温差效应，也能进行自动排气。
为了实现本发明的目的，应用上述原理，采取了如后技术特征方案：
(1)本发明的结构是由两条唇形管道组成：一条是唇形进气管，一条是唇形鞋垫管。进气管连结在鞋垫管最后端处的左侧或右侧。将本发明安装在鞋内，以脚板为动力，实现吸气、压气程序，气体由后压向前端射出，驱赶鞋内污浊气体从鞋的系带处或脚背与鞋帮之间隙处排出，平时压进外界大气；冷时压进裤内暖气。
(2)本发明借用仿生技术，将鞋垫管设计成唇形，实现定向通气无阀门化。
(3)本发明结构中唇形鞋垫管在保证前、后段即阀门功能段的横截面呈唇形的前提下，中段即压缩功能段或采用唇形，或采用圆形，或采用椭圆形，或采用外侧唇形内侧圆形，或采用外侧唇形内侧椭圆形，或采用内侧唇形外侧圆形，或采用内侧唇形外侧椭圆形。
(4)本发明结构中的进气管横截面或采用唇形或采用圆形或采用椭圆形。当鞋统高小于100mm时或鞋统高大于100mm但有特殊排气方式时，视脚后跟与鞋帮的间隙作为进气通道，将进气管省掉，本发明就简化成一条鞋垫管了。
(5)本发明结构中的唇形是由两个半圆形或两个半椭圆形组合而成。其组合处成“V”形，其夹角在大于0°至小于180°之间。
(6)本发明的制造材料全部采用柔性弹性材料，如橡胶、塑胶、硅胶等。
(7)本发明的鞋垫管与普通鞋垫结合为一个整体，或与普通鞋垫松散连结。
(8)本发明的采用由后向前压气方式通气。
(9)本发明所述的鞋是指除不需采用本发明的全敞开式凉鞋外，包括一切鞋类。
上述的特征技术方案带来了如下优点：
(1)由于借用唇形仿生技术，实现了本发明无阀门化，有功无形，使制作、安装简单、实用。
(2)由于不受鞋后跟的限制，一方面扩大了本发明的应用范围，使本发明能适用于除全敞开式凉鞋外，包括一切鞋类。另一方面，使压气室的容积增大，则进气量增加，脚感更舒适。
(3)由于通气方向的改变，即由后向前，外界气体在前端喷射而出，就像普通房间空调机一样地送风，使脚更舒适。同时由于方向的改变，比原美国的发明的功能也增加了，如送暖、施药、施香、缓冲等。
(4)本发明对用天然皮或用纤维织物做的鞋，每走一步，由本发明所产生的通气量是原有透气量的数倍之多。使其原透气性的优越性在综合优势比重中所占分量略有下降。使不具阻水性、不防腐性、藏污纳垢、病菌温床、难清污等缺点鼎现。对于用不透气的人造面料做的鞋，本发明所产生的如此大的通气量，使其原不透气性的缺点得到有效的补偿和规避。阻水、防腐、阻污、易清污等优点鼎现，综合功能优势所占比重明显上升。人造面料除了能制作人民日常生活中的鞋外，特别是对于恶劣环境，要求阻水、防腐、防污、防病、防疫等功能的鞋，在本发明的作用下人造面料要比天然皮革优越。
(5)本发明有着良好的社会效益。众所周知，由于人口剧增，天然皮革供不应求。本发明的问世，将使这一供求矛盾大为缓解。
【附图说明】
附图为右鞋空调器。其运行方式说明如下：
当右脚跨前一步时，本发明运行程序是：脚后跟落地，鞋垫管后段受压闭合密封——脚掌中段落地，压迫管中的气体冲向鞋前端——脚前掌落地，鞋垫管前段受压闭合密封——脚后跟离地，鞋垫管后段复原启封——脚掌中段离地，鞋垫管中段复原，吸入外界气体——脚掌前段离地，鞋垫管全复原——鞋垫管装着外界气体随脚掌又迈向下一步，就这样一步又一步地周而复始地压气、吸气，完成本发明所述的功能。
实施方式及典型实例
实施试样：以0.8～1mm厚的丁基橡胶为材料制作本发明物。
实施主要对象：以最不透气的统高80mm的雨鞋和统高250mm的雨靴为对象。
例1，将本发明物进行单体试验。
将本发明物试样置于一个平面上，前端套上一个排空气体的柔软薄塑料袋，用脚板模拟走路的动作，进气管吸入大气，则塑料袋随脚板的运动，不断涨大。又将进气管插入低位的水中，则水被吸入本发明物中，并压进塑料袋。该例证明本发明物功能是达到设计要求的。
例2，某人，湖南居住，脚易出汗，本发明问世前，每年4月中旬至9月底，都是穿敞开式凉鞋。自使用本发明后除了气温超过35℃外，都是穿着安有本发明的统高80mm的雨鞋从事锻炼、农事、旅游等日常生活活动。尤其是“非典”“猪流感”期间穿着又能阻水，又能通气的雨鞋，以隔离污染源，更能防污染。
例3，在气温38℃的大阳下，地表温度40℃以上，穿着安有本发明的统高250mm的雨靴以5km/h行4小时，脚感清爽。
例4，在气温零下10℃穿着安有本发明的统高250mm的雨靴，将裤内暖气压入，在室外漫步4小时。对比在同等条件下穿厚重、欠美观的棉鞋，效果相同。
工业实用性
由于本发明结构简单，本发明的试样是经手工制作而成，并经过试验，效果显著。因此，在工业转产前不需要对制造设备技术进行新的研发，只要对原制胶管的模具作简单改进即可生产。
本发明与鞋相融性好。或与鞋一起组合一个整体，或单独制作，都与鞋的原来设计与制作不会发生根本性的矛盾，因为本发明的设计厚度与市售鞋等原设计留有让使用者另加鞋垫的空间相近。上述实施实例也是在市售鞋不加任何改造的情况下而顺利进行的。