CN101678874A - 配有两个独立致动器的推进机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及配有两个独立致动器的推进机构,第一致动器通过第一连接构件(CD)连接于安装在传动轴(AT)上的第一转换器(ED,RLD)。此外,第二致动器通过第二连接构件(CG)连接于安装在该同一传动轴(AT)上的第二转换器(EG,RLG)。
Description
技术领域
本发明涉及配有两个独立致动器的推进机构。
这种机构由人力来提供能量,适于任何类型的由一个人驱动的交通工具的推进,不管是陆上的、海上的或空中的。因此,所涉及的是用于使一个或多个轮子运动的自行车或三轮车、用于使一个叶轮(脚踏浮艇)或一个螺旋桨运动的船只、用于使一个螺旋桨运动的飞行器。
背景技术
已知的推进机构具有两个致动器,每个致动器由一个连接构件连接到安装在一个传动轴上的一个转换器。
在最通常的情况下,致动器是踏板,连接构件是曲柄,转换器是安装在一个传动轴上的一个盘。
如果交通工具的例子是自行车,这种布置对应踏板机构。
在一个踏板机构中,两个踏板刚性地连接于盘,因此,它们的移动必然同步。
这种方案适合于施加在两个踏板上的作用力是相同的情况,但情况并不总是这样。骑自行车的人不一定每条腿的力都一样。而且,一条腿可能有残疾或暂时不便,例如扭伤。
发明内容
因此,本发明的第一主题是一种推进机构,其能够考虑施加于两个致动器的作用力的非对称性。
根据本发明,推进机构具有一个第一致动器和一个第二致动器,第一致动器由一个第一连接构件连接于安装在一个传动轴上的一个第一转换器,第二致动器由一个第二连接构件连接于安装在该传动轴上的一个第二转换器。
因此,两个致动器彼此独立地驱动传动轴。
通常,该机构用于驱动一个推进轴,如果需要,则该机构包括一个转换模块:
-用于使该推进轴相对于传动轴的转动方向反向,和/或
-用于改变该推进轴与传动轴的转动速度比。
推进机构还可能具有一个活动的锁紧系统,用于使连接构件固接于传动轴。
根据本发明的一个附加特征,每个转换器包括一个与连接构件相连的驱动构件,该驱动构件与安装在传动轴上的一个联接构件相连。
而且,每个联接构件只沿同一个方向驱动传动轴。
有利地,联接构件是一个自由轮。
另外,在已知的踏板机构中,盘持续地转动,因此,踏板同样持续地转动。
这种装置不利于将人力转换成动能的效率。实际上,当曲柄处于骑车人的腿的轴线上时,施加在踏板上的作用力是无效的。
本发明的第二个主题是显著地提高推进机构的效率。
根据本发明,由于驱动构件在初始位置和终点位置之间具有限定的行程,转换器具有一个使驱动构件返回初始位置的复位构件。
根据一个第一实施例,驱动构件是一个驱动盘。
举例来说,驱动盘呈圆形。
但是,最好,驱动盘的周边与该盘的轴线的距离连续地减小。
因此,可根据骑车人的腿的位置,使人力的效率最佳化。
根据本发明的一个优选特征,驱动盘的周边具有螺旋形轮廓。
或者,驱动盘的周边具有一个初始段和一个结束段,在初始段,其与该盘的轴线的距离是递增的,在结束段,其与该盘的轴线的距离是递减的。
它还要使提供的转矩适合于骑车人的腿的位置。
根据第一选择方案,连接构件是一个截面恒定的细长的柔性构件,如缆绳或带。
根据第二选择方案,驱动盘的周边有齿,连接构件或者是一个链条,或者是一个齿条。
有利地,驱动构件是一个驱动盘,复位构件或者具有与驱动盘相连的一个复位盘,或者是固定在齿条和一固定点之间的一个弹簧。
根据第一实施例,每个致动器具有一个适配盘,其配有一个曲柄,在曲柄的端部是一个杆,连接构件固定于该适配盘。
然而,已知的踏板机构长时间地存在,主要是因为其历史悠久和文化方面的原因,而非其合理的特性。在将腿的交替运动转换成传动轴的圆形运动方面,它具有局限性,其类似于燃烧发动机,借助曲轴将活塞的往复运动转变成旋转运动。
因此,根据一个第二实施例,每个致动器具有一个杆,其固定于一个导向件,以致其唯一的自由度是沿其导向轴线的平移。
另一方面,具有上述特征的推进机构对于经常使用传统踏板机构的、习惯于两个踏板完全对置(或者说相位相反)的人,可能有一点影响。具有相同高度的两个踏板实际上是不常见的。
因此,根据本发明的一个优选特征,该机构具有一个协调构件,用于联接致动器,使得它们反相移动。
举例来说,协调构件具有一个齿轮机构。
最后,如同已知的推进机构那样,可能需要改变传动轴的转速,以适应驱动轮子或螺旋桨的推进轴的转速。
因此,该机构具有一个传动构件,其置于传动轴和一个推进轴之间。
附图说明
通过下面参照附图对作为例子给出的实施例的描述,本发明将得到更为详细的说明,附图如下:
图1是本发明的适用于自行车的第一实施例;
图2是用于该第一实施例的配置,特别是:
图2a是自行车的沿包含传动轴中轴线的垂直平面的剖视图,
图2b是该配置的细节图,
图2c是第一侧板的正视图;
图3是本发明的适用于“卧式”自行车的第二实施例,特别是:
图3a是卧式自行车的右侧视图,
图3b是这种自行车的局部立体图,其中车架被略去,
图3c是图3a中一细节的放大图;
图4示出第一种驱动构件;
图5示出第二种驱动构件;
图6示出用于改变驱动构件的定位的设置,特别是:
图6a示出一个适配构件,
图6b示出用于同该适配构件相配合的一个驱动构件的变型;
图7示出第三种驱动构件;
图8示出第四种驱动构件;
图9示出在越野自行车上的一个推进机构的设置;
图10示出一个协调构件;
图11示出本发明的适用于船的一个实施例,特别是:
图11a示出安装在舵板上的一个推进机构,
图11b是该机构在推进螺旋桨处的放大图;
图12示出本发明的适用于自行车的第一实施例的一个变型。
附图中,相同的构件使用相同的标号表示。
具体实施方式
如图1所示,一个常规的自行车上具有一个推进机构。如上所述,本领域技术人员可容易地将该机构用于众多其它类型的交通工具。
自行车主要具有一个车架CA,其支承一个传动轴AT,在传动轴上通常安装一个传统的踏板机构,但是,在这里配备的是用于消除上述这种踏板机构的局限性的一个机构。
一个第一致动器由一个右踏板PD构成,其通过一个第一连接构件连接于一个第一个转换器,第一连接构件这里是一个右曲柄MD。第一转换器包括一个第一联接构件DC,其一方面安装在传动轴AT上,另一方面刚性地连接于右曲柄MD。该联接构件的作用是仅沿一个方向,这里是顺时针方向,将曲柄MD的旋转运动传送到传动轴。
一个自由轮完全适合这种功能。
最好使右踏板从腿部伸展位置自动回到腿部弯曲的位置。因此,避免使用扣脚式装置或自动踏板装置。
一个第一复位件DR这里呈一个橡皮绳或一个弹簧的形状,其第一端部固定于例如位于车座管上的一个固定点。该复位件通过一个导向滑轮ZR,该导向滑轮安装在车架CA的水平管上,复位件的第二端部支承一个悬置滑轮ZS,一个绳CR绕在悬置滑轮上。绳CR在左曲柄MG和右曲柄MD的与它们安装在传动轴AT上的端部相对的端部附近连接左曲柄MG和右曲柄MD。自然,该橡皮绳DR倾向于使右曲柄MD沿逆时针方向转动。本领域技术人员可以对这里仅作为例子给出的复位件考虑很多变型。
一个传动构件用于将传动轴AT的运动传送到与后轮毂相连的推进轴。和通常一样,该传动构件这里呈一个带齿的盘PL的形状。
一个第二致动器由左踏板PG构成,其通过一个第二连接构件MG连接到一个第二转换器,第二连接构件这里由左曲柄MG构成。
该曲柄MG与一个第二联接构件相连,即也安装在传动轴AT上的一个第二自由轮。
可以通过一个锁紧系统使上述踏板机构转换成恢复到一个传统的踏板机构。
第一解决方案在于当两个踏板PD、PG完全径向对置时,使自由轮锁紧。
第二解决方案在于借助一个销式装置将曲柄MD、MG锁紧在传动轴AT上。
第三解决方案在于将右曲柄MD锁紧在带齿盘PL上,在左曲柄MG附近再添加一个与传动轴AT相连的盘,且使这两个构件相连接。
图2a是通过传动轴AT的中轴线的一个垂直平面的自行车的剖视图,对传统踏板机构壳体的一个改进使得可在一个小空间内实施本发明。
该壳体装在一个圆柱形管TU内,圆柱形管在车座管和倾斜管的连接点固定在车架CA上。
传动轴AT这里是一个空心轴,其两端每个都具有一个凸肩,且在内部有螺纹。该轴AT通过一个第一向心止推滚珠轴承RB1和一个第二向心止推滚珠轴承RB2安装在圆柱形管TU内。
布置在右曲柄MD一侧的第一滚珠轴承RB1支承在圆柱形管TU的相应凸肩上,由一个第一紧固环BS1保持就位,第一紧固环的外螺纹与管TU的内螺纹相配合。
同样,布置在左曲柄MG一侧的第二滚珠轴承RB2支承在圆柱形管TU的相应凸肩上,由一个第二紧固环BS2保持就位,第二紧固环的外螺纹与管TU的内螺纹相配合。
带齿盘PL在右曲柄MD一侧刚性地连接于传动轴AT。
一个第一半轴DA1在其第一端部支承右曲柄MD。其第二端部插入传动轴AT中,第一联接构件DC夹紧在该轴和该半轴DA1之间。
在第一联接构件DC的两侧设有凸肩,其上支承一个第三向心止推滚珠轴承RB3和一个第四向心止推滚珠轴承RB4,分别位于右曲柄MD的一侧和圆柱形管TU的中央处。
第三滚珠轴承RB3由一个第三紧固环BS3保持,第三紧固环的外螺纹与传动轴AT的阴螺纹相配合。
第四滚珠轴承RB4支承在一个对中垫片CR上。
右曲柄MD装在第一半轴DA1的第一端部上,第一端部呈方底金字塔形的一部分。它由一个第一圆形侧板FL1保持,第一圆形侧板本身通过任意方式、例如一个第一螺母EC1保持在半轴DA1上。
除了带齿盘PL以外,自行车相对于车架CA的中平面对称。
因此,一个第二半轴DA2在其第一端部支承左曲柄MG。其第二端部插入传动轴AT中,第二联接构件GC夹紧在该轴和该半轴DA2之间。
在第二联接构件GC的两侧设有凸肩,其上支承一个第五向心止推滚珠轴承RB5和一个第六向心止推滚珠轴承RB6,分别位于左曲柄MG的一侧和圆柱形管TU的中央处。
第五滚珠轴承RB5由一个第五紧固环BS5保持,第五紧固环的外螺纹与传动轴AT的阴螺纹相配合。
第六滚珠轴承RB6支承在对中垫片CR上。
左曲柄MG装在第二半轴DA2的第一端部上。它由一个第二侧板FL2保持,第二侧板本身通过一个第二螺母EC2保持在半轴DA2上。
这里,也可以恢复到一个传统的踏板机构。
为此,至少通到右曲柄MD一侧的一个第一轴向空腔VA1布置在第三紧固环BS3中。
如图2b和2c所示,一个第一开口OV1沿着与传动轴AT的轴线平行的一个轴线穿过右曲柄MD。该开口OV1与第一轴向空腔VA1重合,以使所述曲柄MD处于一个预定的角位置,下称“锁紧位置”。
在该第一开口OV1中接纳一个第一销GP1,第一销配有一个弹簧,弹簧使销抵靠着第一侧板FL1。
该第一侧板FL1配有一个第一斜面RA1,从其底部FD延伸至一个座孔BS,座孔基本位于侧板对着右曲柄的表面处。
当第一销GP1支承在斜面RA1的底部FD上时,它处在右曲柄MD的对着第三紧固环BS3的表面的同一水平上,因而不能接合在第一轴向空腔VA1中。
相反,在锁紧位置,可使有间隙地安装在第一半轴DA1上的第一侧板FL1进行枢转,以使销GP1在斜面RA1上上升,且接合在座孔BS中。在该位置,第一销GP1从右曲柄MD突出,以便插入在第一轴向空腔VA1中。这样,该曲柄与传动轴AT连在一起。
自然,可设置多个按角度分布的销,如图2c所示。
在左曲柄MG处配置相同的装置,因而所述装置不再描述。
如图3a和3b所示,一个推进机构设在可以“卧式”使用的自行车上。“卧式”自行车在目前的情况下仍予以保留,因为它特别可说明该机构可获得的性能。
自行车主要具有一个车架CAD,其上安装一个前叉AV和一个后叉AR,分别用于固定一个前轮RV和一个后轮RR。
如图3a所示,一个第一致动器由固定于任一导向件GD的一个杆PD构成。在该情况下,该杆称为踏板,因为它用于由骑车人的右脚来启动,但如果是用手来启动,也可称为手柄或杠杆。导向件GD可采用各种各样的形状,这里采纳一个线性导向装置。因此,杆PD安装在一个滑架上,滑架接合在一个线性导向件、例如一个槽或导轨中,使得其所能进行的唯一移动是与该导轨的轴线同轴的平移。所谓线性导向,不是指一定是直线的导向,导轨的轴线可以沿着一条任意的曲线,例如一个圆弧。该第一致动器PD借助这里呈缆绳状的一个第一连接构件CD连接到一个第一转换器。该缆绳CD通过一个调节滑轮PR,调节滑轮PR可在固定于车架上的一个支承SP上移动。该滑轮的作用在后面详述。
第一转换器包括一个第一驱动构件ED,在该情况下,是一个滑轮,与安装在传动轴AT上的一个第一联接构件RLD相连。该联接构件的功能是只沿一个方向,这里是顺时针方向,将滑轮ED的旋转运动传递给传动轴。
因此,一个自由轮完全适合这种功能。
当骑车人的腿部伸展、处于如图所示的踏板PD的终点位置PT时,最好使踏板自动回到当骑车人的腿部弯曲时的初始位置Pl。这样,避免了使用扣脚式装置或自动踏板装置。
一个第一复位构件这里是与第一驱动构件ED相连的一个第一复位滑轮RD。一个连接缆绳RC卷绕在该第一复位滑轮RD上,并且在其第一端部予以固定。随后,该缆绳RC进入一个拉紧滑轮TP,其第二端部的固定将在下面予以说明。拉紧滑轮TP由一个弹簧或一个橡皮绳SD连接于后叉AR。
自然,该橡皮绳SD倾向于使该复位滑轮沿逆时针方向转动。本领域技术人员可对这里仅作为例子给出的复位部件考虑很多变型。可注意到,复位滑轮RD可限于一个简单的环,其与驱动构件并置,且具有相同的轴线,或者相反,驱动构件由一个环组成,其与复位滑轮并置。
一个传动构件用于将传动轴AT的运动传送到与后轮RR相连的推进轴AP。该构件这里具有与传动轴AT相连的一个前齿轮PV、与推进轴AP相连的一个后齿轮、以及用于连接这两个齿轮的一个传动链RO。
关于驱动构件,在该情况下是驱动盘ED,最好确定其形状。
第一种设想是采用圆形形状。如果是驱动螺旋桨,则这种已知的形状是适合的,但是,对于转换骑车人的人力来说不是最佳的。
实际上,当腿部弯曲时,最好使用不太大的力。
为此,可确定成连接构件CD至传动轴AT的轴线的距离随着致动器PD从其初始位置PI移动到其终点位置PT而逐渐减小,该距离取自连接构件CD离开驱动盘ED的点。
如图4所示,第一种方案在于采用一条连接链作为连接构件HD。该链的厚度使得,当它卷绕在驱动盘ED上时,其至传动轴AT的距离增大。但是,对该距离的增大比率起作用的方法是有限的,因为起作用的唯一参数是链的厚度。该盘的中心是称为阿基米德螺旋线的起始点。
通常,一个螺旋线由其半径R的极座标确定,其半径R取决于角度α:R=f(α)。最好,函数f是连续的,其导数也一样。
最简单的函数是一个常数函数R=R0,这相应于一个半径为R0的圆。
阿基米德螺旋线是一个规则的递增函数,R=c.α,其中,其导数c是一个常数。这种螺旋线的机械形成很麻烦,但可借助一个“具有n个中心”的螺旋线形成一个近似的表达,其中,n是一个整数。
具有n个中心的螺旋线通过实施一系列的由其接点处的一个共同切线连接的圆弧而构成。
如图5所示,具有两个中心的一个螺旋线的构成是通过将具有中心DC1和半径DR1的一个第一半圆盘DD1,沿其直径与具有中心DC2和半径DR2的一个第二半圆盘DD2叠置,使这两个半圆盘具有一个共同的切线TDD。根据传动轴参照两个半圆盘DD1、DD2的中心DC1、DC2的位置,可以分成多种情况。垂直于螺旋线的该轴最好位于两个半圆盘的共同直径上。
当轴位于第一半圆盘DD1的中心DC1和两个半圆盘在其共同切线TDD上的连接点之间时,如果螺旋线沿顺时针方向转动,则其最高点的半径递减,直至两个半圆盘DD1、DD2的连接点,随后递增。
当轴位于第一半圆盘的中心DC1时,螺旋线在其最高点的半径递减,直至两个半圆盘的连接点,随后不变。
当轴位于两个半圆盘的中心DC1、DC2之间时,螺旋线的半径在螺旋线进行一整圈的转动时持续递减。
当轴位于第二半圆盘的中心DC2时,螺旋线的半径在一个半圈时恒定,随后递减。
当轴位于第二半圆盘的中心DC2和两个半圆盘的分离点之间时,螺旋线的半径递增,直至两个半圆盘在其共同切线TDD上的连接点,随后递减。
应注意到,螺旋线在行程起点(腿部弯曲的位置)通常具有最大的半径,在行程终点(腿部伸直的位置)具有最小的半径。
如上所述,可在行程的开始具有一个规则递减的半径,直至一个恒定的数值,到行程终点。在这种情况下,行程的开始可进行再起动,行程的终点保持速度。
也可以具有一个再起动的行程起点,而行程终点是不太显著的再起动。
如图6a所示,本发明可通过一个适配构件改变螺旋线相对传动轴的位置,所述适配构件可改变转换器中驱动构件的布置。
为此,设置一个联接盘PC,其通过一个中央孔AC与联接构件相连。在该孔AC的两侧,设有一个右孔OD和一个左孔OG。联接盘PC可与第一复位构件(图3b所示的第一复位滑轮RD)合为一体。
如图6b所示,驱动盘ED安装在联接盘PC上。
为此,驱动盘ED配有三个长方形槽,即一个中央槽VC、一个右槽VD和一个左槽VG,其分别对应驱动盘ED的中央孔AC、右孔OD和左孔OG。
这样,中央槽VC用于紧固联接构件,驱动盘ED同样在联接盘PC上滑动。一旦这两个盘的相对位置合适,这两个盘就通过任何一个装置、例如两个蝶形螺钉固接在一起,一个蝶形螺钉通过槽VG和左孔OG,另一个蝶形螺钉通过槽VD和右孔OD。
如图7所示,一个具有四个中心的螺旋线的构成从具有中心QC1和半径QR1的一个第一四分之一圆盘QD1(图右上部的四分之一)开始。
具有中心QC2和半径QR2的一个第二四分之一圆盘QD2(图右下部的四分之一)与第一四分之一圆盘QD1并置,使得这两个四分之一圆盘具有一个共同切线TD12。两半径之差QR2-QR1等于一个增量常数a。
具有中心QC3和半径QR3的一个第三四分之一圆盘QD3与第二四分之一圆盘QD2并置,使得这两个四分之一圆盘具有一个共同切线TD23。两个半径之差QR3-QR2这里也等于增量常数a。
具有中心QC4和半径QR4的一个第四四分之一圆盘QD4与第三四分之一圆盘QD3并置,使得这两个四分之一圆盘具有一个共同切线TD34。两个半径之差QR4-QR3还是等于增量常数a。自然,第一四分之一圆盘QD1和第四四分之一圆盘QD4相接。
理想地,传动轴定中心在四个中心QC1、QC2、QC3和QC4所形成的边长为a的正方形上。
不采用线性函数,而采用根据半径R的角α的对数函数,可显著增大螺旋线的极限半径之间的幅度:
R=c·exp(kα),其中,c和k是两个常数。
这种螺旋线也可由称为“金螺旋线”的几何作图来近似,产生圆扇形的并置。
参照图8,起点是一个第一正方形ABCD,M是该正方形的底边CD的中点。
一个第一扇形SC1是由点C和A限定的具有圆心D和半径DC的圆的四分之一。然后,需要构成一个具有圆心M和半径MA的圆弧CC,其与点D一侧的下边CD的延长线相交于一点E。
通过形成其相邻两边为BC和CE的一个第一矩形FBCE,得到点F。
第一矩形FBCE的对角线BE与AD相交于一点G,通过该点G在边FE上的正投影,得到点H。
一个第二个扇形SC2是由点A和H限定的具有圆心G和半径GA的圆的四分之一。
第二矩形FADE的对角线FD与GH相交于点I,通过该点I在边DE上的正投影,得到点J。
一个第三扇形SC3是由点H和J限定的具有圆心I和半径IH的圆的四分之一。
第三矩形HGDE的对角线EG与IJ相交于点K,通过该点K在边DG上的正投影,得到点L。
一个第四扇形SC4是由点J和L限定的具有圆心K和半径KL的圆的四分之一。
第四矩形的对角线ID与KL相交于点N,通过该点N在边GI上的正投影,得到点P。
一个第五扇形SC5是由点L和P限定的具有圆心N和半径NL的圆的四分之一。
这样,螺旋线CAHJLP由连续的五个扇形SC1至SC5构成。理想地,传动轴定中心在第一矩形的对角线BE和第二矩形的对角线FD的交点O上。
可注意到,该螺旋线在约450°上展开,即一圈多一点。如果这种展开不够,则可制成多圈,这可通过叠置或并置的螺旋卷绕在一个卷筒上。
也可构成基于一个螺旋线的一个螺旋体:沿着螺旋线的平面Oxy的法线方向Oz,沿该轴线Oz的坐标Z=p·α,p是一常数;在一圈结束时,距离360°的两个点的沿轴线Oz的错开必须至少等于连接件的宽度。
推进机构可有多种配置。
第一驱动构件ED可呈一个带齿盘的形状,而不是一个滑轮。在这种情况下,第一连接构件或者是一个链条,如上所述,或者是直接啮合在盘上的一个齿条。第一致动器与齿条相连。
另外,当驱动构件不是圆形时,只利用该构件的全部角行程的一部分可能是合理的。是上述的调节滑轮PR的首要作用,根据其在支承SP上的位置,改变连接构件CD在初始位置Pl和驱动构件ED之间的长度。对于导向件GD中第一致动器PD的一个参考位置、例如初始位置Pl,通过移动调节滑轮PR,使第一致动器处于所需的位置。
本发明的推进机构除了只具有一个前齿轮PV以外,基本上是对称的。
因此,如图3b所示,在自行车的左侧,一个第二致动器和第一致动器一样,由固定于一个导向件的一个杆构成。该第二致动器通过一个第二连接构件CG连接到一个第二转换器。第二转换器包括一个第二驱动构件EG,在该情况下是一个滑轮,其与安装在传动轴AT上的一个第二联接构件相连。这里一样,该联接构件的功能是将滑轮EG的旋转运动仅沿一个方向传送到传动轴。
一个第二复位构件这里具有一个第二复位滑轮RG的形状,其与第二驱动构件EG相连,连接缆绳RC卷绕在复位滑轮上,在其第二端部加以固定。
尽管在大多数情况下,两个驱动构件ED、EG相同,但是,对于实施本发明这不是必须的。相反,可调整这些机构,使其适应骑车人的某些不对称。
此外,本领域技术人员明白可在传动轴上布置附加的转换器,例如用手启动的转换器。因此,如图3c所示,可设置一个手柄式致动器,其和踏板一样,安装在支架的水平臂BR上。该致动器这里是操纵柄GD,其在臂BR上滑动。也可设置两个独立的致动器,安装在该同一臂上。这种布置特别适合于不能用其腿部驱动的残疾人。
自然,该推进机构可进行带变速的传统的传动,其中,只是没有前齿轮和后齿轮,而是设置一组两个或三个相连的盘代替前齿轮,以及配有多个齿轮的一个盒代替后齿轮。在这种情况下,不需要在盒中设置一个自由轮。由此,不再需要踩踏板以通过前、后换速叉进行变速,条件是自行车前行。
当致动器不是刚性地连接于传动轴时,本发明的一个附加优点清楚地体现。因此,可重新布置整个动力链。实际上,在传统的自行车上,必须配置踏板机构,从而限制了至地面的空间。尽管在城市中使用没有实际问题,但是,这种局限性对越野使用可能有很大影响。
参照图9,第一线性导向致动器PD设置在一个横梁TT上,横梁固定于上杆和车架CAD基部之间。
传动轴AT及其支承的所有构件,尤其是第一驱动构件ED和前齿轮PV,固定在车座杆TS上。
此外,应当认识到,本推进机构的使用方式可能使习惯于两个踏板始终完全对置的传统踏板机构的骑车人有些不知所措。
因此,如图10所示,设置一个协调构件,以确保致动器的反向移动。一个第一踏板式回转致动器安装在围绕一个支承轴AS自由转动的一个第一曲柄M1上。同样,一个第二回转致动器安装在也围绕支承轴AS自由转动的一个第二曲柄M2上。
一个第一齿圈C1与第一曲柄M1相连,面对第二曲柄2,在其左侧配有一个45°齿轮机构E1。同时,一个第二齿圈C2与第二曲柄M2相连,面对第一齿圈M1,在其右侧配有一个45°齿轮机构E2。
一个第三齿轮机构E3空转地安装在与支承轴AS垂直的一个横轴AZ上。它同第一齿轮机构E1和第二齿轮机构E2相啮合。此外,配置一个轴承PX,以保持支承轴AS和横轴AZ。
已经描述的推进机构不限于陆地使用,现在介绍在船上的应用。
如图11a和11b所示,该机构固定在一个舵板SF上,舵板配有一个舵杆BR和两个舵栓J1、J2,舵栓用于在船的后甲板上的固定。
第一致动器和第二致动器(未示出)连接于一个第一线型连接构件和一个第二线型连接构件(未示出),两个连接构件分别连接于一个第一环A1和一个第二环A2。
螺旋推进器HL安装在其上的传动轴AT通过一个第一轴承P1和一个第二轴承P2固定于舵板SF的基部。一个第一卷筒T1和一个第二卷筒T2通过一个第一自由轮和一个第二自由轮并列安装在该传动轴AT上。
一个上滑轮PH通过一个第一弹簧R1悬置在舵板SF上。一个下滑轮PB通过一个第二弹簧R2也固定在舵板上,位于前述滑轮之下。
一个环形的驱动缆绳CE卷绕在上滑轮PH上。从该滑轮开始,驱动缆绳正向卷绕在第一卷筒T1上,经过下滑轮PB,并逆向卷绕在第二卷筒T2上,再回到上部PH。
一个第一卡箍B1固定在上滑轮PH和第一卷筒T1之间的驱动缆绳CE上。同样,一个第二卡箍B2固定在上滑轮PH和第二卷筒T2之间的该相同的缆绳CE上。
一个第一返回缆绳K1的第一端部固定于第一卡箍B1,经过一个第一返回滑轮V1,最后固定于第一环A1。同样,一个第二返回缆绳K2的第一端部固定于第二卡箍B2,经过一个第二返回滑轮V2,最后固定于第二环A2。
读者可以理解,只需将任意的致动器、例如前面描述的与自行车相连的一个或另一个致动器连接到环A1、A2上。
这种特殊布置的优点在于,可去掉船的舵板SF,代之以致动器组件。
导缆器(filoirs)Q1、Q2引导返回缆绳K1、K2,阻止环A1、A2进入机构中。具有两个滑轮PH、PB的系统确保驱动缆绳CE始终被拉紧,因此,避免其脱离卷筒T1、T2,使之卷绕在传动轴AT上。此外,在每个返回滑轮V1、V2上配置一个罩,以避免返回缆绳K1、K2脱离这些滑轮的槽。
本领域技术人员可方便地将上述机构应用于飞行器的推进,只要通过一些较小的调整。
重要的是根据返回缆绳K1、K2的行程和致动器的启动频率来确定卷筒T1、T2的直径,以获得传动轴所需的转速。
此外,不管用于何种交通工具,本发明都可在符号(正负)和绝对数值方面改变传动轴和推进轴的转速之间的转换比。
为此,参照图12,图1所示的第一实施例的一个变型装有一个转换模块。
可看到与传动轴AT相连的带齿盘PL、以及借助第一自由轮DC安装在该轴上的右曲柄MD。
但是,应当指出,踏板这样布置成始终在传动轴和推进轴之间。因此,避免在改变方向时,发生妨碍前轮枢转的危险。于是,传动轴AT沿逆时针方向转动,即沿着与推进轴所需的转动方向相反的方向。
转换模块自由安装在一个辅助轴AA上,该辅助轴固定在自行车车架上。
该模块包括同轴相连的一个第一齿轮UD1和一个第二齿轮UD2。
第一齿轮UD1啮合在带齿盘PL上,因此如同第二齿轮UD2一样,它沿顺时针方向转动。第二齿轮UD2支承用于驱动推进轴的链条。
这样,转换模块使传动轴的转动方向反向,并按照两个齿轮UD1、UD2的直径或齿数改变转换比。
上面描述的本发明的实施例的选择是考虑到它们的具体特征。但是,不可能详尽地列出本发明所涵盖的所有实施方式。特别是,已描述的任何部件均可由一个等同部件替代,而不超出本发明的范围。
Claims (24)
1.推进机构,它具有一个第一致动器(PD),该第一致动器通过一个第一连接构件(MD;CD;K1)连接到安装在一个传动轴(AT)上的一个第一转换器(DC;ED,RLD;T1),
其特征在于,它具有一个第二致动器(PG),该第二致动器通过一个第二连接构件(MG;CG;K2)连接到安装在所述传动轴(AT)上的一个第二转换器(GC;EG,RLG;T2)。
2.根据权利要求1所述的机构,其特征在于,它用于驱动一个推进轴(AP),它包括一个转换模块(AA,UD1,UD2),以便使该推进轴相对于所述传动轴(AT)的转动方向反向。
3.根据权利要求1所述的机构,其特征在于,它用于驱动一个推进轴(AP),它包括一个转换模块(AA,UD1,UD2),以便改变该推进轴和所述传动轴(AT)的旋转速度比。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机构,其特征在于,它具有一个活动的锁紧系统(VA1,GP1,OV1,RA1),用于使所述连接构件(MD,MG)固接于所述传动轴(AT)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的机构,其特征在于,每个转换器包括连接到所述连接构件(CD,CG;K1,K2)的一个驱动构件(ED,EG;T1,T2),该驱动构件与安装在所述传动轴(AT)上的一个联接构件(RLD,RLG)相连。
6.根据权利要求5所述的机构,其特征在于,每个所述联接构件(RLD,RLG)沿唯一的相同方向驱动所述传动轴(AT)。
7.根据权利要求6所述的机构,其特征在于,所述联接构件是一个自由轮(DC,GC;RLD,RLG)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的机构,其特征在于,所述驱动构件(ED)在一个初始位置(Pl)和一个终点位置(PT)之间具有一个有限的行程,所述转换器具有使所述驱动构件(ED)回到所述初始位置(Pl)的一个复位构件(RD)。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的机构,其特征在于,所述驱动构件是一个驱动盘(ED,EG)。
10.根据权利要求9所述的机构,其特征在于,所述驱动盘是圆形的。
11.根据权利要求9所述的机构,其特征在于,所述驱动盘的周边与该盘的轴的距离连续递减。
12.根据权利要求11所述的机构,其特征在于,所述驱动盘的周边具有一个螺旋形轮廓。
13.根据权利要求9所述的机构,其特征在于,所述驱动盘的周边具有一个初始段和一个结束段,在初始段,其与该盘的轴的距离是递增的,在结束段,其与该盘的轴的距离是递减的。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的机构,其特征在于,所述连接构件(CD,CG;K1,K2)是一个截面恒定的细长的柔性件。
15.根据权利要求9至13中任一项所述的机构,其特征在于,所述驱动盘的周边具有齿,所述连接构件是一个链条。
16.根据权利要求9至13中任一项所述的机构,其特征在于,所述驱动盘的周边具有齿,所述连接构件是一个齿条。
17.根据权利要求8至15中任一项所述的机构,其特征在于,所述驱动构件(ED,EG)是一个驱动盘,所述复位构件具有与所述驱动盘相连的一个复位盘(RD,RG)。
18.根据权利要求16所述的机构,其特征在于,所述复位构件是一个弹簧,其固定在所述齿条和一固定点之间。
19.根据前述权利要求中任一项所述的机构,其特征在于,每个所述转换器具有一个适配盘(PC),所述连接构件(MD)固定于该适配盘。
20.根据权利要求1至3和5至18中任一项所述的机构,其特征在于,每个所述致动器具有一个杆(PD),其固定于一个导向件,使得其唯一的自由度是沿其导向轴的平移。
21.根据权利要求1至3和5至20中任一项所述的机构,其特征在于,它具有一个调节构件(SP,PR),用于调整所述连接构件(CD)的布置,使得所述致动器(PD)的一个参考位置对应于所述转换器(ED)的一个所需位置。
22.根据前述权利要求中任一项所述的机构,其特征在于,它具有一个协调构件(E1,E2,E3),用于联接所述致动器,使得它们反相移动。
23.根据权利要求22所述的机构,其特征在于,所述协调构件具有一个齿轮机构(E1,E2,E3)。
24.根据前述权利要求中任一项所述的机构,其特征在于,它具有一个传动构件(PV,RO),位于所述传动轴(AT)和一个推进轴(AP)之间。
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