具有预应用变曲率变刚度模块化靴部安装系统的冰鞋冰刀的制作方法

具有预应用变曲率变刚度模块化靴部安装系统的冰鞋冰刀
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求在先于2019年7月30日提交的第62/880,230号美国申请的优先权，并通过引用将其全部内容并入本文。
技术领域
3.本文所讨论的本发明涉及滑冰配件的一般领域，并且描述了一种具有预先应用的可变曲率、可变刚度和模块化的靴部安装系统的冰鞋冰刀。


背景技术：

4.速滑冰刀通常由铝制或钢制纵向管状结构制成，钢制冰刀安装在管的一侧，铝制安装“杯”或“臂”附连到管的相反侧以允许安装和调整靴部。速滑冰刀有两种通用类型，一种用于111m滑道上进行短道滑冰，另一种用于在400m滑道上进行长道滑冰。如图1所示，短道冰刀被设计为安装在靴部前足部和后跟部的固定位置。根据滑冰者的喜好，短道冰刀上使用的安装件可以按照不同的高度进行更改，以增加或减小靴部和冰刀之间的距离。最流行的长道冰刀被设计为在铰接臂(34)上被安装于冰刀的前足部的固定位置，所述铰接臂未固定至靴部的后跟部，如图2a所示，通常称为“拍打冰鞋(clap skate)”，这是以滑冰时铰链关闭时发出的拍打声命名。图2b示出了拍打臂的运动。这种设计允许与冰的接触时间更长，并且滑冰者可以产生更高的速度。根据这项运动的管理机构国际滑冰联盟的规定，长道冰鞋上的铰接拍打臂设计不允许用于短道冰鞋。
5.当使用铝制管时，使用粘合剂将钢制冰刀安装在被机加工的插槽内，所述粘合剂一旦固化就保持一定弹性。当使用钢制管时，通常使用焊接、钎焊或熔接工艺将冰刀的钢制滑片安装在管内。粘合剂目前不用于钢制滑片和管组件的环境中。
6.由于速滑比赛通常仅在逆时针方向上进行转弯。为了最大限度地提高稳定性和滑冰效率，冰靴和冰刀通常配置为利用逆时针转弯。冰刀安装在靴部上，向左偏移，一些冰刀在其支撑结构中位于左侧。冰刀滑片表面通常也用半径或“摇臂(rocker)”进行调整，以补充滑冰场的尺寸和滑冰者的经验水平。应用于初级滑冰者的半径通常为单个半径，而专家级滑冰者可能会使用由多个半径构成的复合曲线，这些半径随着冰刀表面的长度变化，也称为组合半径。通常，所选择的摇臂在冰刀的后跟部和脚趾区域更弯曲，并且朝向冰刀的中心更平坦。冰刀的中心部分倾向于比赛道的转弯半径更弯曲。目前厂家提供的摇臂是单一的通用半径，短道冰刀约为9米，且长道冰刀约为23米。然后，滑冰者或技术人员必须使用带有适当模板的倒角机或使用带有珩磨石的手动研磨工艺手动将摇臂调整到滑冰者所需的规格，以及量规以验证更改。
7.除了对冰刀的滑片表面应用半径之外，冰刀还可以向左弯曲以利用仅在逆时针方向上滑冰的优势。对于使用组合半径的滑冰者，可以根据不同的半径改变冰刀的弯曲度，以增加冰刀与冰面的接触面积，从而增加抓地力并允许滑冰者因将压力施加到冰刀的那部分而更剧烈地转弯。为了说明这一原理，对于将较小半径应用于他们的冰刀的脚趾和后跟部
分以及半径在中心更平坦的滑冰者而言，当冰刀在脚趾和后跟区域更多地弯曲时，随着滑冰者施加更多的压力在冰刀的脚趾或后跟部分，冰刀将更快地转弯，以允许滑冰者更容易地更改其轨迹。
8.历史上，冰鞋冰刀的弯曲是用木槌、虎钳或类似工具完成的，直到冰刀“看起来正确”或“感觉正确”。弯曲工艺通常应用于冰刀管，而不是冰刀滑片，因为冰刀滑片更精细，并且管倾向于更好地保持应用的曲线。冰刀的脚趾部可能会弯曲，因此当滑冰者的体重向前移动时冰刀会更剧烈地转弯。冰刀的后跟部可能会弯曲，因此当滑冰者的体重向后移动时冰刀会更剧烈地转弯。整个冰刀可以弯曲成平滑的弧形，以增加冰面接触和稳定性，或者整个冰刀可以具有可变曲率，以允许滑冰者根据所施加压力的冰刀部分来增加或降低他们的转弯效率。当使用木槌和虎钳进行时，这个过程几乎没有可预测性，因此，滑冰者经常对用在以这种方式弯曲的冰刀进行滑冰犹豫不决。
9.已经开发了许多工具来帮助冰刀的弯曲。不幸的是，机械弯曲过程沿管的长度产生加工硬化区域和疲劳区域，导致沿冰刀组件长度的刚度不一致。手动弯曲的次数越多，由于铝的冷加工硬化和驻留滑移带的发展，管变得越不一致，导致累积的损坏疲劳和在使用冰刀期间无法保持所需的形状。通过冷加工提高受影响区域的强度的手动弯曲工艺也会导致延展性降低。作为冷加工百分比的函数的屈服强度和伸长百分比表明，少量冷加工导致延展性显着降低。这导致滑冰者显着增加花费，因为必须丢弃剩余大量滑片金属的冰刀，因为冰刀将不再保持所需的弯曲。
10.机械弯曲操作不仅会导致金属疲劳，而且还会导致用于将钢制滑片结合到冰刀管的粘合剂出现问题，因为粘合剂增加了先前描述的冰刀的冶金应力疲劳特性的问题。用于制造管/滑片组件的粘合剂类型通常具有弹性。该行业常用的粘合剂大部分都在30％的弹性范围内。因为有六个不同的表面通过粘合剂结合(钢制滑片的三个侧面和被机加工的铝的三个侧面)，除了铝制管和钢制滑片的金属回弹问题之外，手动弯曲操作还必须克服粘合剂的弹性特性，以改变冰刀组件的弯曲半径。为了克服金属中回弹的弹性变形，以及有时甚至显着(30％)的粘合剂的拉伸倾向，技术人员必须将管弯曲到远远超出所需形状以产生塑性变形，并使所述管被放松时返回至所需的形状。这种大范围的过度弯曲显着增加了对管的疲劳影响。此外，由于在进行弯曲操作时四个垂直表面的半径变化会产生表面剪切，因此过度弯曲还会导致胶合处产生疲劳剪切应力。胶结合表面上的这种应力可以并且确实会导致灾难性的冰刀分层，这可以导致组装失败并可能对运动员造成伤害。为了解决由弯曲过程引起的分层问题，一些制造商使用机械铆钉将滑片“销钉连接”到管中。这种销钉连接过程会导致更多问题，因为它将管和滑片锁定在静态位置。当在被销钉连接的冰刀组件上实施机械弯曲工艺时，钢制滑片的接触表面和铝管中的插槽被阻止沿着它们的接触平面移动。这会导致销钉被安装的位置产生波形，而销钉使管和滑片根本无法移动，因此弯曲变得更加困难，导致需要进行更多的弯曲操作，从而导致更多的疲劳和降低寿命的冰刀组件。机械销钉产生的波形会导致组件性能下降。
11.无论使用何种工具，机械弯曲工艺通常引入的另一个问题是弯曲力在大于或小于所需垂直位置施加到滑片表面。其结果是冰刀管的扭转加载导致滑片表面的成角度变形。这种变形会导致性能特征不符合标准，其根本原因很难被冰刀技术人员使用该行业目前使用的测量工具来识别。发生这种情况时，滑冰者在转弯时会感到不稳定，并且可能会遇到无
法轻易确定根本原因的碰撞。这些碰撞可能导致严重伤害。当发生这种扭转变形时，即使不是不可能，也很难纠正，并且由于必须替换整个冰刀组件，因此会给运动员带来显着的额外花费。
12.2013年，inze bont提交了加拿大专利申请ca2883755a1，该专利提出了一种由预弯曲插槽制成冰刀的想法，所述插槽将限制机械弯曲的需要。然而，bont先生提出的解决方案固有地产生了性能不一致的冰刀，因为应用曲线的凸缘尺寸随着冰刀的长度而变化。此外，由于所述曲线为通用的一致曲线，因此需要进一步机械弯曲以使冰刀可用于其预期目的。凸缘尺寸随着冰刀的长度而显着变化的事实导致在冰刀长度上的刚度不一致，并且刚度特性与冰刀的需要更高刚度或更低刚度的区域不一致。这导致弯曲过程更加困难，因为无法确定施加在结构上的适当力的量以产生正确的最终弯曲特性。此外，这会导致组件的性能下降，因为冰刀的刚度特性未对齐于运动员需要它们展现最佳性能的位置。在制造过程中实施这种设计会导致机械问题的可变叠加效应，这使得冰鞋冰刀的制备更像是一门艺术而不是一门科学，因为每个冰刀固有地不同，并且在制备过程中不断更改。虽然这个想法确实改进了现有技术，但仍然需要大量后续机械弯曲过程的固有要求仍然带来上述所有问题。自推出以来，这种制造方法已被当前所有冰刀制造商采用，并自2013年起成为行业标准。
13.由bont先生提出的解决方案引入的过程中的另一个问题是弯曲插槽所在的管的部分被设计用于直插槽。在现有凸缘设计中加工带半径插槽的行为会导致沿凸缘长度的凸缘厚度不一致。凸缘厚度的不一致性质导致沿滑片长度方向不正确地定位的组件的刚度可变地增加/减少。这种可变厚度赋予刚度增加/减少，而不考虑组件的预期操作，并且导致次优的性能特征。这种不一致的影响是，除了冰刀的折衷设置之外，几乎不可能实现任何目标，因为无法控制沿凸缘的正确位置是否存在正确的刚度的量。
14.研究表明，冰鞋冰刀在冰上移动时会产生谐波共振。冰刀的半径和弯曲导致与冰面的接触面积相对较小，大部分滑片表面不与冰接触。冰刀的这些部分与冰分离的结果是管/滑片组件的振动很像音叉。这种谐波振荡会影响冰刀的行为及其正确跟随所需轨迹的能力，并在滑冰者在滑片半径上向前或向后移动重量以更改路线时，为滑冰者提供关于冰刀正在做什么的不良反馈。本发明提出通过将减振系统如流体阻尼器、弹性体隔振器或调谐质量阻尼器系统引入管的中空部分来解决该振动问题。根据振动的频率，可能需要不同的化合物或其组合。如果使用粘性流体，则可能需要添加中空泡沫芯来抵消管内流体运动的影响。对于较轻的滑冰者，泡沫可能足以解决振动问题。在此应用中使用的化合物必须具有热尺寸稳定性，以防止由于冰鞋冰刀必须承受的严酷温度范围而无意识地增加刚度以及管组件的液压故障。这种谐波共振的性能影响相当于使用冲击钻钻入混凝土的操作。当使用常规钻头试图钻入混凝土时，即使非常重的压力也几乎不会对混凝土产生影响。当通过钻头施加振动冲击时，可以快速钻穿混凝土。以类似的方式，振动冰刀将倾向于切入冰中或在冰上打滑，而可以调节或消除谐波共振的冰刀将允许冰刀穿透到冰的表面被调整到更理想的水平。
15.这种可调整性将产生以下好处：
16.冰刀边缘上的摩擦磨损较小；
17.更少的冰道损坏带来更高的稳定性；
18.更好的性能，因为表面接触减少降低了摩擦损失；
19.滑冰时更好地反馈给运动员；以及
20.减少冰刀维护的劳动力和材料需求。
21.迄今为止生产的所有短道和长道冰鞋冰刀均由制造商以无法使用的状态交付。它们都需要手动半径和弯曲操作以及其他准备步骤，以使运动员可以使用冰刀。
22.所有冰鞋冰刀现有技术的另一个问题是靴部安装系统设计。对于短道冰鞋，安装系统通常称为“杯”。对于长径冰鞋，安装系统通常被称为“桥”。这些部件是整个组件的一体部分。当前这一代短道板冰刀均基于maple skate b.v.创始人johan bennink于1992年构思的原始设计。这种设计通常使用被机加工的铝挤出件或铝坯块构成，但也有其他材料，例如可以使用钛，也可以使用其他制造方法(例如锻造)来生成统一的安装结构，以将靴部连接到冰刀管。最初的设计涉及将杯连接到靴部安装表面的螺栓，并且使用螺栓和螺母将杯与冰刀管配合。由于松散的安装公差和缺乏任何定位特征，所述系统提供的一致性非常低。由于缺乏定位特征和宽松的公差，为每个运动员复制优选设置完全是反复试验，并且由于多部件紧固系统，冰刀替换时间非常长。当行业开始替换用于支持杯中的螺纹孔的螺母的要求时，冰刀替换时间减少，从而提高了安装和替换冰刀的效率。2014年，maple skate b.v.在杯的边缘引入了对齐标记，以帮助在需要更换冰刀时将冰刀组件重新安装到靴部安装件上；然而，这些标记仅位于杯边缘的随机位置，如图3所示，因此没有统一的参考点，也没有任何可区分的标记放置设计方法，因此靴部在安装杯上的初始定位是基于滑冰者“感觉”的主观性质。这样做的结果是对滑冰者的靴部进行任何更改，或者杯的设计导致滑冰者不得不从零开始并反复测试以使用新部件获得类似的“感觉”。
23.称为拍打冰鞋的长道速滑的冰刀安装系统与短道速滑的杯系统有很大不同。与冰刀刚性地固定至靴部和冰刀的传统冰鞋不同，拍打冰鞋的冰刀通过前面的铰链机构附连至靴部。这使得冰刀与冰保持接触的时间更长，随着脚踝现在可以在冲程结束时伸展，以及更自然的运动，从而更有效且高效地分配腿部的能量。这种拍打设计只允许在长道速滑中使用。出于安全考虑，它已被禁止参加短道速滑。
24.长道冰鞋的桥式安装件允许在靴部的前足部和后跟部处将靴部附连至梁，所述梁通常由铝制成并设计成附连在冰刀管的前三分之一处的铰链夹具中。桥包含弹簧，使冰刀返回到与桥对齐的起始位置。整个组件被称为“拍打”机构，由于当冰刀返回至抵靠在桥上时发出的拍打声而被恰当地命名。
25.用于拍打冰鞋的安装系统自1990年代以来几乎保持不变。所有制造商的当前设计一直依赖螺母和螺栓将靴部附连到拍打臂桥，这些紧固件的安装和调整既困难又耗时。此外，虽然当前一代的拍打臂桥确实具有前/后对齐标记，可以更准确地将冰刀定位在那个朝向，但没有可复制的方法来正确定位冰刀相对于靴部的角度，这是运动员对冰刀的设置的一个关键方面。
26.当前的杯和桥设计没有考虑制造不当的冰鞋靴，制造不当的冰鞋靴的安装表面没有以相对于冰刀组件的杯/桥的配合表面平行的朝向安装。具体地，靴部安装件可以略微成角度，使得它们不会与图4所示的杯安装表面完全平齐地配合。这种缺陷的结果是，将靴部安装件紧固于靴部的动作引入了加载效应，这可能导致靴部损坏和过早失效。这种加载效应还可能使冰刀组件变形，这会使冰鞋性能问题的诊断变得非常困难。此外，内置于靴部组
件中的靴部安装块的当前设计的设计方式使得将靴部安装件正确地固定到靴部组件中存在问题。图5a是工业中使用的靴部安装设计的横剖面，示出了保持材料中的咬合部。图5b为咬合部的详细视图。当前的设计使完成组装的工人难以正确地固定安装块，从而导致安装系统在高扭转载荷下容易失效。
27.因此，需要一种改进的冰鞋组件，所述组件结合了用于在制造过程中将所需半径(包括复合的组合式多半径)和弯曲轮廓应用到冰鞋冰刀的改进方法。这样的方法可以提高半径和弯曲的精度。还需要将冰刀滑片固定到管中的改进方法。改进的表面处理将减少劳动力并提高性能。沿管和凸缘表面的可变刚度特性的精确定位将允许改进个人滑冰者要求的性能。改进的用于将靴部安装杯和桥固定和定位到靴部的安装系统将允许更容易的安装、一致的可重复对齐以及调整以适应制造不当的靴部安装件的能力。防拉出靴部安装件将使安装杯和拍打臂的组装更安全、更有刚性。


技术实现要素：

28.在本文中被呈现根据具有预先应用的半径和弯曲的冰鞋冰刀组件的实施方式、以及可调整的安装系统。具有大致细长构造的冰鞋冰刀被限定为：冰刀滑片，其提供用于接触诸如冰的滑动表面的接触部分；以及用于将冰刀附连到冰靴的冰刀附连部分，包括固定至冰刀附连组件的靴部安装特征。冰鞋冰刀还限定了冰刀纵向轴线、冰刀第一侧表面和冰刀第二侧表面。带有预应用弯曲的冰刀包括：管，所述管具有在制造过程中应用所需的弯曲轮廓和可变刚度轮廓的安装凸缘、以及在垂直朝向安装的匹配插槽；具有保持特征的冰刀滑片；以及具有对齐和保持特征的模块化安装系统，用于将组件安装到具有防拉出和对齐特征的冰靴上。
29.因此，一个或多个方面的数个优点如下：
30.提供新的冰刀设计，消除对胶/焊接/熔接结合部施加大量和重复的手动机械弯曲力的需要，这种需要会削弱组件或使组件变形，因为最终结果需要被结合侧的长度拉长或收缩以适应新的形状；
31.在制造过程中将冰刀滑片安装凸缘加工成所需的弯曲轮廓，确保在组装之前每个接触侧的长度都是正确的，因此无需机械地施加会削弱或损坏组件的显着额外弯曲；以及
32.在凹形凸缘表面上加工一致的凸缘厚度并沿着凸形凸缘表面加工可变刚度轮廓，确保在沿凸缘长度的正确位置引入适当的刚度水平，从而确保实现组件的预期性能。
33.这些设计更改显着延长产品寿命，因为削弱和损坏部件或其组装的机械操作被显着减少或消除。显着减少加工硬化管结构的机械操作，以提高管的硬度均匀性，从而提高冰刀组件的一致性、性能和使用寿命。如果需要对弯曲轮廓进行细微调整，则在滑片部件中使用的保持特征允许在部件组装期间使用粘合铆钉，这将允许进行这些细微调整而不必担心分层或故障。虽然此保持特征的优选实施方式是使用圆孔，但也可以使用其他方法，例如凹槽、凹坑等。此外，这些更改还减少或消除粘贴有粘合剂的冰刀滑片由于手动弯曲操作而分层的倾向，从而消除对补充保持方法的需要及其导致的组件性能下降。
34.本发明的另一个特征是通过应用物理气相沉积(pvd)或化学气相沉积(cvd)的表面涂层，消除在日常磨刃维护期间对冰鞋冰刀去毛刺的要求。除了消除去毛刺的要求外，这一特征还大大降低钢制滑片表面的表面腐蚀的可能性，同时还增加表面耐磨性和减少摩
擦，从而降低维护要求并提高性能。
35.此外，本发明的靴部安装和对齐特征允许安装具有安装不当的安装件的靴部，从而自对齐以正确接触所有安装表面，而不会给组件施加扭转载荷。此外，可选的建议的防拉出靴部安装件和对齐系统一起使用允许滑冰者或技术人员确保可以快速识别和纠正由于冲击损坏或紧固件松动而发生的任何改变。此外，对齐特征允许快速容易地复制新设备的设置，以及快速更改和高度可重复性。
36.此外，这些设计变化导致了有史以来生产的第一款冰刀，当制造商交付时，运动员可以立即使用所述冰刀，而不需要除了磨刃之外的任何额外的机械工作，因此显着降低劳动力成本并降低不当修改造成对组件损坏的可能性。参照附图和随后的描述，一个或多个方面的其他优点将是显然的。
37.因此，已经概述了本发明的更重要的特征，以便可以更好地理解以下更详细的描述并且可以更好地理解本发明对本领域的当前贡献。本发明的附加特征将在下文中描述并且将形成所附权利要求的保护主题。
38.本发明的许多目的将从以下描述和所附权利要求中显现，参考形成本说明书的一部分的附图，其中相同的附图标记表示数个视图中的对应部分。
39.在详细解释本发明的至少一个实施方式之前，应当理解，本发明的应用不限于在以下描述中阐述或在附图中图解说明的结构细节和部件布置。本发明能够具有其他实施方式并且能够以多种方式实践和执行。此外，应当理解，这里使用的措辞和术语是为了描述而不应被认为是限制性的。
40.因此，本领域的技术人员将理解，本公开所基于的概念可以容易地用作设计其他结构、方法和系统以实现本发明的多个目的的基础。因此，重要的是，权利要求被认为包括不脱离本发明的精神和范围的等效结构。
附图说明
41.图1是短道速滑冰鞋的侧视图。
42.图2a是长道速滑冰鞋的侧视图，示出了铰接的“拍打臂”机构，所述机构被固定至靴部的前足区域。
43.图2b是长道速滑冰鞋的侧视图，示出了铰接的“拍打臂”机构的运动。
44.图3是带有对齐标记的maple pb安装杯的透视图(现有技术)。
45.图4是靴部的侧视图，其中未正确安装的靴部安装件未对齐，示出了安装杯上的未对齐表面接触。
46.图5a是安装在靴部中的工业标准靴部安装件的剖面图，示出了靴部安装件的保持特征中的咬合部。
47.图5b是图5a的详细视图，示出了靴部安装件的保持特征中的咬合部。
48.图6是根据本发明实施方式的完全组装的短道冰鞋冰刀的左视图。
49.图7是根据本发明实施方式的完全组装的短道冰鞋冰刀的右视图。
50.图8是根据本发明实施方式的完全组装的短道冰鞋冰刀组件的前部的透视图。
51.图9是根据本发明实施方式的完全组装的短道冰鞋冰刀组件的分解前透视图。
52.图10是根据本发明实施方式的完全组装的短道冰鞋冰刀组件的前视图。
53.图11是根据本发明实施方式的完全组装的短道冰鞋冰刀组件的后视图。
54.图12是根据本发明实施方式的完全组装的短道冰鞋冰刀组件的后透视图。
55.图13是根据本发明实施方式的完全组装的短道冰鞋冰刀组件的俯视图。
56.图14是根据本发明实施方式的完全组装的短道冰鞋冰刀组件的仰视图。
57.图15是部分透视剖面图，贯穿附图示出了具有一致凸缘、可变刚度凸缘和粘合剂的冰鞋冰刀滑片插槽。
58.图16是部分前视图，贯穿附图示出了根据本发明的实施方式的具有一致凸缘、可变刚度凸缘和粘合剂的冰鞋冰刀滑片插槽。
59.图17是根据本发明实施方式的具有一致凸缘、可变刚度凸缘、以及粘合剂的冰鞋冰刀插槽的前部的透视图。
60.图18是根据本发明实施方式的具有胶铆钉保持孔的冰鞋冰刀滑片的侧面的透视图。
61.图19是根据本发明实施方式的具有胶铆钉保持插槽的冰鞋冰刀滑片的侧面的替代透视图。
62.图20a是根据本发明实施方式的具有胶铆钉保持凹坑的冰鞋冰刀滑片的侧面的替代透视图。
63.图20b是根据本发明实施方式的具有胶铆钉保持凹坑的冰鞋冰刀的侧面的详细透视图。
64.图21是根据本发明实施方式的冰鞋冰刀滑片的前部的前视图，示出了粘合剂汇集特征和粘合剂。
65.图22是根据本发明实施方式的具有塞孔用塞的阻尼系统端口的详细透视图。
66.图23是根据本发明实施方式的具有可调节/可复制的靴部安装系统的长道桥特征的实施方式的前部的透视图。
67.图24是根据本发明实施方式的安装组件的防拉出靴部安装部件的透视图。
68.图25是根据本发明实施方式的应用于安装组件部件的带刻度的角度对齐图案的分解透视图。
69.图26是快速释放靴部安装杯的局部透视图。
70.图27是快速释放靴部安装杯的分解图。
71.图28是安装至防拉出靴部安装件的快速释放靴部安装杯的局部透视图。
72.图29是安装至防拉出靴部安装件的快速释放靴部安装杯的分解图。
73.图30是说明用于靴部安装板的不同概念的多个视图，示出了靴部安装杯板对齐标记特征。
74.图31是说明快速释放靴部安装杯、快速释放板和保持肋的剖面图。
75.图32a是描绘用于保持在快速释放板上的不同的潜在几何形状的多个视图。
76.图32b是描绘用于保持在快速释放板上的不同的潜在几何形状的多个视图。
77.图33a是描绘用于保持在快速释放板上的不同潜在几何形状的多个视图。
78.图33b是描绘用于保持在快速释放板上的不同潜在几何形状的多个视图。
79.图34a是描绘用于保持在快速释放板上的不同潜在几何形状的多个视图。
80.图34b是描绘用于保持在快速释放板上的不同潜在几何形状的多个视图。
81.图35a是描绘用于保持在快速释放板上的不同潜在几何形状的多个视图。
82.图35b是描绘用于保持在快速释放板上的不同潜在几何形状的多个视图。
83.图36a是描绘用于保持在快速释放板上的不同潜在几何形状的多个视图。
84.图36b是描绘用于保持在快速释放板上的不同潜在几何形状的多个视图。
85.图37a是描绘用于保持在快速释放板上的不同潜在几何形状的多个视图。
86.图37b是描绘用于保持在快速释放板上的不同潜在几何形状的多个视图。
87.图38a是描绘用于保持在快速释放板上的不同潜在几何形状的多个视图。
88.图38b是描绘用于保持在快速释放板上的不同潜在几何形状的多个视图。
89.本文所述的各种实施方式并非旨在将本发明限制于所描述的那些实施方式。相反，其意图是覆盖一些可能的替代、修改和等效物，它们可以包括在如所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。
90.附图
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附图标记列表
91.在附图中使用以下附图标记来指示所描绘的实施方式的相关元件：
92.1.管
93.2.管塞
94.3.滑片
95.4.滑片粘合剂保持特征
96.5.可变半径滑片安装插槽
97.6.粘合剂
98.7.粘合剂汇集特征
99.8.靴部安装杯
100.9.靴部安装杯紧固件
101.10.靴部安装杯板
102.11.靴部安装杯保持肋
103.12.靴部安装杯保持肋紧固件
104.13.靴部安装杯微调螺钉
105.14.靴部安装杯板紧固件
106.15.靴部安装杯板对齐标记特征
107.16.防拉出靴部安装件
108.17.靴部安装对齐网格特征
109.18.管阻尼系统腔
110.19.管阻尼系统加注口
111.20.管阻尼系统塞
112.21.可变刚度凸缘
113.22.恒定厚度凸缘
114.23.滑片多半径摇臂
具体实施方式
115.现在参考附图，本文描述了具有预先应用的可变曲率、可变刚度、粘合剂保持特
征、以及模块化的靴安装和对齐系统的冰鞋冰刀的优选实施方式。应当注意，除非内容另有明确说明，否则本说明书中使用的冠词“一”、“一个”和“所述”包括复数指称。
116.参考图6和图7，示出了具有预先应用的可变曲率和模块化的靴安装和对齐系统的冰鞋冰刀的优选但示例性的实施方式。所描绘的冰鞋组件概念可用于短道冰鞋冰刀或长道冰鞋冰刀，其示例在图1和图2a中示出。冰鞋冰刀通常配置有细长轨道型支撑件，其通常为圆柱形管状，通常称为冰刀管，具有附件以便于安装冰刀滑片部件并具有用于固定靴部的安装点。冰刀管通常具有适于将冰刀或滑片的上部维持并保持在冰刀管的一侧上的插槽、以及安装台(一个或多个)，安装台被称为“杯”或“臂”，附连在与插槽相反的一侧上以用于将冰刀组件附连至靴部。在图1和图2a中所示的短道冰刀和长道冰刀举例说明了能够利用冰刀弯曲设备进行弯曲的每种类型的冰鞋冰刀的一个可能实施方式。在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用各种其他类型的冰鞋冰刀，包括各种构造的冰刀。另外，在不脱离本发明的范围的情况下，也可以使用安装有和没有安装有相关联的滑片或附连部件的冰刀附连部分。
117.冰鞋冰刀组件在图9中以分解图示出。管(1)带有滑片(3)，所述滑片被插入可变半径滑片安装插槽(5)中并且利用粘合剂(6)固定。粘合剂(6)流入粘合剂保持特征(4)，以形成粘合剂铆钉，从而帮助将滑片(3)保持在可变半径滑片安装插槽(5)中。靴部安装杯(8)与靴部安装杯紧固件(9)附连。使用紧固件(11)将靴部安装杯板(10)附连到防拉出靴部安装件(13)。使用紧固件(11)将靴部安装杯板(10)附连到靴部安装杯(8)。然后，使用靴部安装对齐网格(14)和靴部安装板对齐标记(12)调整靴部位置。
118.我们目前设想这个实施方式的管(1)由铝制成，并且由计算机数控系统加工材料的挤出形状，以最大限度地减少浪费，但其他材料和方法也适用，包括但不限于合金、塑料、碳纤维等复合材料等。
119.我们目前设想滑片(3)由钢制成，但其他材料也适用。
120.我们目前设想安装杯(8)或可替代的长道拍打臂、板(10)和靴部安装件(16)以及保持肋(11)由铝制成，但其他材料也适用。
121.我们目前设想紧固件(9、12、13和14)由钢和钛合金制成，但其他材料也适用。
122.我们目前设想靴部安装杯板(10)可以被制成为不同厚度，以增加或减少冰刀组件的有效高度；然而，高度增加也可以在保持薄安装板的情况下通过增加杯本身的高度来实现。
123.我们目前设想粘合剂(6)为适合于结合不同金属的市售粘合剂。我们还考虑在冰刀和管的钢对钢组合中使用粘合剂。与铝管一起使用的胶合工艺是可行的并且可以是优选的，因为胶合组件将提供一些性能优势，包括但不限于：减少冲击能量，这可以减少冰刀损坏和减振。
124.我们目前设想粘合剂保持特征为在滑片(3)中钻出的圆孔(4)，但包括凹槽、凹坑、插槽等的其他方法也适用于实现所需的结果。
125.我们目前设想粘合剂汇集特征为被机加工成两个凸缘(21和22)的顶部边缘的成角度倒角(7)，所述两个凸缘形成安装插槽(5)的任一壁，但包括凹口、凹坑、插槽等的其他方法也适用于实现所需的结果。
126.我们目前设想在制造过程中由cnc按照包括半径规格的规格来机加工可变刚度凸
缘(21)。与均匀的恒定刚度凸缘(22)相反，可变刚度凸缘(21)将具有变化的厚度(图15-图17)。除了可变刚度凸缘(21)之外，这种可变刚度概念还可以应用于管的圆周以及管的顶部。
127.我们目前设想将靴部安装杯/臂(8)、板(10)和安装块(13)上的对齐网格和标记激光蚀刻到铝表面中，但是这些标记也可以通过cnc加工、丝网印刷、表面标记等或其他合适的方式被包括在内。此外，刻度标记被专门用于使安装和对齐过程成为可重复的过程，并且刻度标记可以由字母、数字或其他适当的符号来指定。
128.我们目前设想使用类金刚石碳(dlc)进行滑片上的表面涂覆，但是化学气相沉积(cvd)、物理气相沉积(pvd)、或类似的表面处理可以实现类似的结果。
129.因此，读者将看到各种实施方式的冰鞋冰刀组件可用于为最终用户提供需要最少设置步骤的组件，这些步骤在它们的应用中易于完成、易于重复并且一致。
130.通过以上描述，我们的冰鞋冰刀组件的一些实施方式的许多优点变得明显：
131.管(1)中的多半径预弯曲插槽(5)允许显着减少或消除手动弯曲操作，同时为每个滑冰者生成优选的弯曲部。
132.多半径或“复合”的预安装半径(20)允许显着减少或消除手动半径/摇臂化操作。通过提供包括复合半径的预先形成半径的冰刀和管，消费者可以购买合理接近所需规格的冰刀和/或管。这不仅会减少提供最终更改的时间和精力，而且冰刀和管的金属记忆将比目前市场上的产品更接近所需的规格。
133.机械紧固铆钉的消除允许滑片在使用期间以及在可能需要随着时间流逝保持冰刀弯曲的轻微机械弯曲操作期间在结合的粘合剂的弹性范围内移动。
134.由使用保持特征(4)产生的粘合铆钉提供改进的滑片在管中的保持力，同时还减少了组件的重量，也没有先前描述的标准金属铆钉的负面影响。我们目前预计有四个保持孔，但可能少于四个。
135.粘合剂汇集特征(7)确保在将滑片安装到管中期间可能施加的任何多余粘合剂将流入保持区域而不是向上移动到滑片表面侧，随后在使用前必须由滑冰者或技术人员将多余粘合剂去除。
136.靴部安装板(10)允许更容易和更快地替换破坏或损坏的冰刀，以及更容易和更便宜地调整组件的高度，以改进当滑冰者在拐角倾斜时靴部的拐弯间隙。
137.安装杯(8)、板(10)和防拉出靴部安装件(16)上的对齐网格(17)和标记(15)允许滑冰者容易地对齐靴部和冰刀并且快速容易地复制当必须替换磨损或损坏的组件时可以进行的优选设置。
138.快速释放杯的微调特征(13)允许滑冰者在其所有冰刀上具有可靠且可重复的设置。
139.尽管上面的描述包含许多细节，但这些不应被解释为限制实施方式的范围，而只是提供数个实施方式中的一些的说明。例如，管可以有其他形状，例如圆形、梯形、三角形等；安装杯/臂、板和防拉出靴部安装件同样可以具有其他形状等。因此，实施方式的范围应由所附权利要求及其法律等效物确定，而不是由给出的示例确定。
140.阻尼特征利用管阻尼系统填充端口(18)，以允许将阻尼液、泡沫和/或化合物添加到管阻尼系统腔(18)中，然后通过安装管阻尼系统塞将阻尼液、泡沫和/或化合物保持在腔
中。
141.防拉出靴部安装件(16)具有成角度形状以防止安装件从靴部的外壳中拉出。
142.滑片表面涂层(24)为1-5微米厚，提供极低的摩擦(0.5-0.6摩擦系数)，具有比其所粘附的钢表面更高的硬度，降低对滑动磨损的抵抗力。由于极高的表面硬度，滑片表面在磨刃和抛光过程中产生的任何毛刺都容易被去除。
143.工业适用性
144.本发明可以在工业中制造和使用，主要目的是在滑冰行业中使用。其他行业可能能够利用本发明，包括但不限于滑雪、单板滑雪、登山和其他运动。