CN101936272B - 双向输入恒定转向输出的人力驱动装置 - Google Patents

双向输入恒定转向输出的人力驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明是关于一种双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，尤指一种具有特定的双向踏动而能恒作同向输出驱动负载轮组的人力驱动装置，是以由骑乘踏动者依肌肉关节的运用状态作踏动方向的选择，或更进一步通过不同驱动方向的输入，以作同转向不同变速比的输出。

Description

双向输入恒定转向输出的人力驱动装置
技术领域
本发明是涉及一种双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，其为一种具有可通过人力的手或脚两者或其中之一，作正转或反转双回转方向，驱动人力输入装置的输入端，再由人力输入装置的输出端，输往恒定转向输出传动装置的输入端，而经恒定转向输出传动装置的输出端，作恒定回转方向的输出以驱动负载轮组，本发明可供应用于以脚踏动的车辆、或手摇动的车辆、或可以脚踏动及以手摇动两者或其中之一所驱动的车辆等可以人力作双向回转驱动的人力驱动载具，或供应用于以脚踏动的运动装置、或手摇动的运动装置、或可以脚踏动及以手摇动两者或至少其中之一，所驱动的运动装置等可以人力作双向回转驱动的运动器材，或供应用于以脚踏驱动式、或手摇动式、或以脚踏动及手摇动两者或其中之一所驱动的流体泵、或风扇、或发电机的装置。
背景技术
常人皆知脚踏车的骑乘者为作恒向施力踩动，而随踩动周期固定使用相关肌肉及关节，即踩动者其肢体部分肌肉及关节恒为施力及受力的运动状态，而另一部分肌肉及关节恒为不施力及不受力状态，整体而言人体负荷不平均，骑乘者容易疲倦及因长期踩动而形成运动伤害。
发明内容
本发明的主要目的，乃在于提供一种双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，为具有特定的可作双回转方向输入的人力输入装置，其输出端供输往恒定转向输出传动装置的输入端，而经恒定转向输出传动装置的输出端，作恒定回转方向输出，以驱动负载轮组的人力驱动装置，使用者可作驱动输入方向的自由选择，或进一步通过具有不同变速比的恒定转向输出传动装置，在不同驱动输入方向时作不同变速比的恒定回转方向输出。
本发明中所使用恒定转向输出传动装置，为申请人先前发明(中国专利第94103824.6号、美国US5531651、美国US5607369、欧洲EPC0676561A1)，即为可适用此功能的装置之一，因已为公开的技术故不再赘述，在此一并说明。
本发明尤指供应用于直立式(upright)的双向踩动脚踏车(bicycle)，或直立式(upright)脚踏运动装置(pedaling exercise device)，以供人体下肢作双向踩动，通过以扩大使用肌肉群及改变肌肉群使用强度及密度，而获得以下优点：
(1)可减少局部肌肉及关节过度使用造成伤害；
(2)可使用或训练怠用的肌肉群及关节；
上述优点可适用在各种使用肌肉群不同的人力双向驱动，特别应用在骑乘直立式(upright)脚踏车(bicycle)或直立式(upright)脚踏运动装置(pedalingexercise device)作双向踩动的驱动时，其双向踩动所使用人体的肌肉群差异更大，上述优点及效果更为明显。
附图说明
图1所示为本发明双向输入恒定转向输出的人力驱动装置的基本构成方块示意图。
图2为图1在人力输入装置101与恒定转向输出传动装置102之间加设传动装置104的驱动装置构成方块示意图。
图3为图1在恒定转向输出传动装置102与驱动负载轮组103之间加设传动装置104的驱动装置构成方块示意图。
图4为图1在人力输入装置101与恒定转向输出传动装置102、及在恒定转向输出传动装置102与驱动负载轮组103之间加设传动装置104的驱动装置构成方块示意图。
图5所示为本发明应用于具固定阻尼负载轮组的人力驱动运动装置的结构方块示意图。
图6所示为本发明应用于具可操控阻尼负载轮组的人力驱动运动装置的结构方块示意图。
图7所示为本发明应用于人力驱动载具，而通过外加固定阻尼装置产生阻尼，以构成运动装置功能的结构方块示意图。
图8所示为本发明应用于人力驱动载具，而通过设置外加可操控阻尼装置105以构成运动装置功能的结构方块示意图。
图9所示为本发明供驱动恒定回转方向的机械功能装置的结构方块示意图。
图10所示为本发明供驱动发电机的结构方块示意图。
图11所示为本发明将所驱动的负载轮组103与发电机109结合为一体结构的结构方块示意图。
图12所示为本发明的人力驱动载具的负载轮组103配置发电机109的结构方块示意图。
具体实施方式
本发明为一种具有可通过人力的手或脚两者或其中之一，作正转或反转的双回转方向，驱动人力输入装置的输入端，再由人力输入装置的输出端，输往恒定转向输出传动装置输入端，而经恒定转向输出传动装置的输出端，作恒定回转方向的输出以驱动负载轮组，本发明可供应用于以脚踏动车辆、或手摇动的车辆、或可以脚踏动及以手摇动两者或其中之一所驱动的车辆等可以人力作双向回转驱动的人力驱动载具，或供应用于以脚踏动运动装置、或手摇动的运动装置、或可以脚踏动及以手摇动两者或至少其中之一，所驱动的运动装置等可以人力作双向回转驱动的运动器材，或供应用于以脚踏驱动式、或手摇动式、或以脚踏动及手摇动两者或其中之一所驱动的流体泵、或风扇、或发电机的装置；本发明尤指供应用于直立式(upright)的双向踩动脚踏车(bicycle)，或直立式(upright)脚踏运动装置(pedaling exercise device)，以供人体下肢作双向踩动，藉以扩大使用肌肉群及改变肌肉群使用强度及密度，而获得以下优点：
(1)可减少局部肌肉及关节过度使用造成伤害；
(2)可使用或训练怠用的肌肉群及关节；
上述优点可适用在各种使用肌肉群不同的人力双向驱动，特别应用在骑乘直立式(upright)脚踏车(bicycle)或直立式(upright)脚踏运动装置(pedalingexercise device)作双向踩动的驱动时，其双向踩动所使用人体的肌肉群差异更大，上述优点及效果更为明显。
本发明为具有特定的可作双回转方向输入人力输入装置，其输出端供输往恒定转向输出传动装置的输入端，而经恒定转向输出传动装置的输出端，作恒定回转方向输出，以驱动负载轮组的人力驱动装置，使用者可作驱动输入方向自由选择，或进一步通过具有不同变速比的恒定转向输出传动装置，在不同驱动输入方向时作不同变速比的恒定回转方向输出者。
如图1所示为本发明双向输入恒定转向输出的人力驱动装置的基本构成方块示意图。
如图2为图1在人力输入装置101与恒定转向输出传动装置102之间加设传动装置104的驱动装置构成方块示意图。
如图3为图1在恒定转向输出传动装置102与驱动负载轮组103之间加设传动装置104的驱动装置构成方块示意图。
如图4为图1在人力输入装置101与恒定转向输出传动装置102、及在恒定转向输出传动装置102与驱动负载轮组103之间加设传动装置104的驱动装置构成方块示意图。
此项双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，为具有通过人力的手或脚两者或其中之一，驱动人力输入装置101作第一驱动回转方向或不同回转方向的第二回转方向驱动时，人力输入装置101输出端所输出的回转动能，直接、或经传动装置104输往恒定转向输出传动装置102的输入端，而由恒定转向输出传动装置102的输出端输出恒定回转方向的回转动能，供驱动负载轮组103者，如图1～图4所示，其中：
人力输入装置101：为通过可接受人力肢体包括手或脚两者或其中之一作正转或反转的双向回转驱动的输入或作往复驱动的输入，以产生所选定速比及相对正转或反转的双向回转输出机构所构成，包括由踏板、曲柄及可双向回转的传动轮组所构成，或由把手、手柄及可双向回转的传动轮组所构成，或可由人力产生双向回转驱动的习用人力驱动的机构装置所构成。
第一驱动回转方向的动能及第二驱动回转方向的输入动能，为来自人力的手或脚两者或其中之一，以供驱动人力输入装置101的输入端。
第一驱动回转方向与第二驱动回转方向为相反方向。
恒定转向输出传动装置102：恒定转向输出传动装置102为能直接、或经传动装置104接受来自人力输入装置101的不同回转方向动能，而输出恒定回转方向动能；构成恒定转向输出传动装置102内部的传动组件，含由(1)齿轮组；或(2)磨擦轮组；或(3)链条及链轮组；或(4)皮带及皮带轮组；或(5)传动曲柄及轮组；或(6)流体传动装置；或(7)电磁力传动装置等所构成，或由上述其中一种或一种以上传动组件构成者；恒定转向输出传动装置102于输入不同回转方向的第一驱动回转方向与第二驱动回转方向驱动时，输入端对作恒定回转方向输出端的速比，可为相同者、或不同者、或可变速比者。
负载轮组103：为由恒定转向输出传动装置102输出端所直接驱动、或经传动装置104作恒定单转向驱动的轮组型负载者。
传动装置104：传动装置104包括以下一种或一种以上传动装置所构成，含：(1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式等回转式传动功能结构所构成，或(2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或(3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或(4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩等所操作的离合装置，或单向传动离合装置(single way clutch)，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成。
本发明尤指供应用于直立式(upright)双向踩动脚踏车(bicycle)，或直立式(upright)脚踏运动装置(pedaling exercise device)，以供人体下肢作双向踩动，通过以扩大使用肌肉群及改变肌肉群使用强度及密度，而获得以下优点：
(1)可减少局部肌肉及关节过度使用造成伤害；
(2)可使用或训练怠用的肌肉群及关节；
上述优点可适用在各种使用肌肉群不同的人力双向驱动，特别应用在骑乘直立式(upright)脚踏车(bicycle)或直立式(upright)脚踏运动装置(pedalingexercise device)作双向踩动的驱动时，其双向踩动所使用人体的肌肉群差异更大，上述优点及效果更为明显。
此项双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，包括应用于设有通过人力的手或脚两者或其中之一作双回转方向驱动的人力驱动载具，其构成为通过人力的手或脚两者或其中之一，作正转或反转驱动的人力输入装置101，人力输入装置101输出端所输出双向回转动能，供直接、或经传动装置104输入至少一个恒定转向输出传动装置102，由恒定转向输出传动装置102的输出端作恒定回转方向的输出，其输出恒向回转动能可直接、或经传动装置104驱动负载轮组103；传动装置104包括由以下一种或一种以上传动装置所构成，含：(1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式等回转式传动功能结构所构成，或(2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或(3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或(4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩等所操作的离合装置，或单向传动离合装置(singleway clutch)，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成者，而人力输入装置101为接受来自人手或脚，两者或其中之一作正转或反转的驱动，并作选定速比的相对转向的输出。
本发明尤指供应用于直立式(upright)双向踩动脚踏车(bicycle)，或直立式(upright)脚踏运动装置(pedaling exercise device)，以供人体下肢作双向踩动，通过以扩大使用肌肉群及改变肌肉群使用强度及密度，而获得以下优点：
(1)可减少局部肌肉及关节过度使用造成伤害；
(2)可使用或训练怠用的肌肉群及关节；
上述优点可适用在各种使用肌肉群不同的人力双向驱动，特别应用在骑乘直立式(upright)脚踏车(bicycle)或直立式(upright)脚踏运动装置(pedalingexercise device)作双向踩动的驱动时，其双向踩动所使用人体的肌肉群差异更大，上述优点及效果更为明显。
此项双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，其应用于人力驱动载具，为由包括至少设有一个轮组的脚踏车、或手摇车、或具有可脚踏及手摇车等功能的人力驱动载具所构成，而通过人力的手或脚两者或其中之一，作正转或反转以驱动人力输入装置101，进而相对由输出端输出正转或反转的回转动能，供直接、或经传动装置104输往恒定转向输出传动装置102的输入端，由恒定转向输出传动装置102的输出端作恒定回转方向的输出，以直接、或经传动装置104再驱动负载轮组103，进而驱动结合于负载轮组103的载具，传动装置104包括由以下一种或一种以上传动装置所构成，含：(1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式等回转式传动功能结构所构成，或(2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或(3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或(4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩等所操作的离合装置，或单向传动离合装置(single way clutch)，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成。
此项双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，亦可进一步供应用于人力驱动运动装置，例如运动健身脚踏车，如图5所示为本发明应用于具固定阻尼负载轮组的人力驱动运动装置的结构方块示意图，其构成包括设有通过人力的手或脚两者或其中之一，作正转或反转所驱动的人力输入装置101，以及具有至少一个恒定转向输出传动装置102，其输入端供直接、或经传动装置104接受来自人力输入装置101所输出的回转动能，再经由恒定转向输出传动装置102本身的输出端作恒定回转方向的输出，其输出的回转动能可直接、或经传动装置104驱动固定阻尼负载轮组106，传动装置104包括由以下一种或一种以上传动装置所构成，含：(1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式等回转式传动功能结构所构成，或(2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或(3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或(4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩等所操作的离合装置，或单向传动离合装置single way clutch，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成者，固定阻尼负载轮组106为本身具有固定阻尼，于作为运动装置运作时，供产生固定阻尼；
上述固定阻尼负载轮组106本身的固定阻尼，含由磨擦阻尼式、或流体阻尼式、或发电输出的反转矩阻尼式、或电动反转矩式、或电磁涡流发电阻尼式等固定阻尼结构所构成。
此项双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，亦可供应用于设有可操控阻尼装置的人力驱动运动装置，例如运动健身脚踏车，如图6所示为本发明应用于具可操控阻尼负载轮组的人力驱动运动装置的结构方块示意图，其构成包括设有通过人力的手或脚两者或其中之一所驱动的人力输入装置101，以及具有至少一个恒定转向输出传动装置102，其输入端供直接、或经传动装置104接受来自人力输入装置101所输出的回转动能，再经由恒定转向输出传动装置102本身的输出端作恒定回转方向的输出，其输出的回转动能可直接、或经传动装置104驱动可操控阻尼负载轮组107，传动装置104包括由以下一种或一种以上传动装置所构成，含：(1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式等回转式传动功能结构所构成，或(2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或(3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或(4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩等所操作的离合装置，或单向传动离合装置(single way clutch)，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成，可操控阻尼负载轮组107为本身具有可操控阻尼功能，于作为运动装置运作时，供产生可操控阻尼的功能；
上述可操控阻尼负载轮组107所产生的可操控阻尼，含由磨擦阻尼式、或流体阻尼式、或发电输出的反转矩阻尼式、或电动反转矩式、或电磁涡流发电阻尼式等具可操控功能的阻尼结构所构成，以供操控可操控阻尼负载轮组107所产生的阻尼大小；
上述可操控阻尼负载轮组107的操控方式，可依所选择的阻尼结构形式，而通过流体能或机械能或电能操控方式及装置，以操控可操控阻尼负载轮组107产生可操控阻尼的功能。
此项双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，亦可通过在人力驱动载具另行加设外加固定阻尼装置112，以供与负载轮组103产生阻尼效果，而转换作为运动装置功能的使用；如图7所示为本发明应用于人力驱动载具，而通过外加固定阻尼装置产生阻尼，以构成运动装置功能的结构方块示意图，其构成包括设有通过人力的手或脚两者或其中之一所驱动的人力输入装置101，以及具有至少一个恒定转向输出传动装置102，其输入端供直接、或经传动装置104接受来自人力输入装置101所输出的回转动能，再经由恒定转向输出传动装置102本身的输出端作恒定回转方向的输出，其输出的回转动能可直接、或经传动装置104驱动负载轮组103，传动装置104包括由以下一种或一种以上传动装置所构成，含：(1)固定速比或可变速比各种齿轮式、皮带式、摩擦式等回转式传动功能结构所构成，或(2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或(3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或(4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩等所操作的离合装置，或单向传动离合装置(single way clutch)，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成；
上述外加供与负载轮组103产生阻尼效果的外加固定阻尼装置112的阻尼结构，含由磨擦阻尼式、或流体阻尼式、或发电输出的反转矩阻尼式、或电动反转矩式、或电磁涡流发电阻尼式等具可操控特性的阻尼结构所构成。
此项双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，亦可通过在人力驱动载具另行设置外加可操控阻尼装置105，以转换作为运动装置功能的使用；如图8所示为本发明应用于人力驱动载具，而通过设置外加可操控阻尼装置105以构成运动装置功能的结构方块示意图；其构成包括设有通过人力的手或脚两者或其中之一所驱动的人力输入装置101，以及具有至少一个恒定转向输出传动装置102，其输入端供直接、或经传动装置104接受来自人力输入装置101所输出的回转动能，再经由恒定转向输出传动装置102本身的输出端作恒定回转方向的输出，其输出的回转动能可直接、或经传动装置104驱动负载轮组103，传动装置104包括由以下一种或一种以上传动装置所构成，含：(1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式等回转式传动功能结构所构成，或(2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或(3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或(4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩等所操作之离合装置，或单向传动离合装置(single way clutch)，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成者，负载轮组103可为设有至少一个供负载轮组103产生阻尼之外加可操控阻尼装置105，以在作为运动装置功能运作时，可供操控阻尼；
上述外加可操控阻尼装置105的阻尼结构，含由磨擦阻尼式、或流体阻尼式、或发电输出的反转矩阻尼式、或电动反转矩式、或电磁涡流发电阻尼式等具可操控特性的阻尼结构所构成，而所外加可操控阻尼装置105的操控方式可依所选择的阻尼结构形式，而通过流体能或机械或电能操控方式及装置，以操控在作为运动装置功能运作时的阻尼大小。
此项双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，亦可通过人力对人力输入装置101的输入端，作正转或反转输入回转动能，而人力输入装置101输出端输出的回转动能，供输往恒定转向输出传动装置102的输入端，再由恒定转向输出传动装置102的输出端，作恒定回转方向的机械能输出，以供驱动恒定回转方向的机械功能装置，如图9所示为本发明供驱动恒定回转方向的机械功能装置的结构方块示意图，其构成包括通过人力的手或脚两者或其中之一，对人力输入装置101作正转或反转的双向回转驱动，其经人力输入装置101输出端所输出的回转动能，直接、或经传动装置104输入恒定转向输出传动装置102的输入端，而由恒定转向输出传动装置102的输出端作恒定回转方向的输出，供直接或经传动装置104以驱动回转式机械功能装置108，如流体泵、或风扇、或惯性储能飞轮、或其他可由人力驱动的回转式机械功能装置108，传动装置104包括由以下一种或一种以上传动装置所构成，含：(1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式等回转式传动功能结构所构成，或(2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或(3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或(4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩等所操作离合装置，或单向传动离合装置(single way clutch)，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成。
本发明尤指供应用于直立式(upright)双向踩动脚踏车(bicycle)，或直立式(upright)脚踏运动装置(pedaling exercise device)，以供人体下肢作双向踩动，通过以扩大使用肌肉群及改变肌肉群使用强度及密度，而获得以下优点：
(1)可减少局部肌肉及关节过度使用造成伤害；
(2)可使用或训练怠用的肌肉群及关节；
上述优点可适用在各种使用肌肉群不同的人力双向驱动，特别应用在骑乘直立式(upright)脚踏车(bicycle)或直立式(upright)脚踏运动装置(pedalingexercise device)作双向踩动的驱动时，其双向踩动所使用人体的肌肉群差异更大，上述优点及效果更为明显。
此项双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，更进一步可由人力对人力输入装置101的输入端，作正转或反转输入回转动能，而人力输入装置101输出端所输出的回转动能，供输往恒定转向输出传动装置102的输入端，再由恒定转向输出传动装置102的输出端，作恒定回转方向的输出，以供驱动发电机109，如图10所示为本发明供驱动发电机的结构方块示意图，其构成包括通过人力的手或脚两者或其中之一，对人力输入装置101作正转或反转的双向回转驱动，其经人力输入装置101输出端所输出的回转动能，直接、或经传动装置104输入恒定转向输出传动装置102的输入端，而由恒定转向输出传动装置102的输出端作恒定回转方向的输出，供直接、或经传动装置104驱动回转式发电机109，传动装置104包括由以下一种或一种以上传动装置所构成，含：(1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式等回转式传动功能结构所构成，或(2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或(3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或(4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩等所操作的离合装置，或单向传动离合装置(singleway clutch)，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成者，而发电机109为可进一步依需要可选择性设置发电机相关的操控装置110及电路开关或保护装置111。
本发明尤指供应用于直立式(upright)双向踩动脚踏车(bicycle)，或直立式(upright)脚踏运动装置(pedaling exercise device)，以供人体下肢作双向踩动，通过以扩大使用肌肉群及改变肌肉群使用强度及密度，而获得以下优点：
(1)可减少局部肌肉及关节过度使用造成伤害；
(2)可使用或训练怠用的肌肉群及关节；
上述优点可适用在各种使用肌肉群不同的人力双向驱动，特别应用在骑乘直立式(upright)脚踏车(bicycle)或直立式(upright)脚踏运动装置(pedalingexercise device)作双向踩动的驱动时，其双向踩动所使用人体的肌肉群差异更大，上述优点及效果更为明显。
此项双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，其供驱动发电机109应用，可进一步将负载轮组103与发电机109结合为一体结构，如图11所示为本发明将所驱动负载轮组103与发电机109结合为一体结构的结构方块示意图，其构成包括通过人力的手或脚两者或其中之一，对人力输入装置101作正转或反转的回转驱动，其经人力输入装置101输出端所输出的回转动能，直接、或经传动装置104输入恒定转向输出传动装置102的输入端，由恒定转向输出传动装置102输出端作恒定回转方向的输出，供驱动发电机109，发电机109为与负载轮组103呈共构组合而成，或发电机109为由负载轮组103直接构成发电机结构之一部分，传动装置104包括由以下一种或一种以上传动装置所构成，含：(1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式等回转式传动功能结构所构成，或(2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或(3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或(4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩等所操作的离合装置，或单向传动离合装置(singleway clutch)，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成，发电机109可进一步依需要设置发电机109相关的操控装置110及电路开关或保护装置111。
本发明尤指供应用于直立式(upright)双向踩动脚踏车(bicycle)，或直立式(upright)脚踏运动装置(pedaling exercise device)，以供人体下肢作双向踩动，通过以扩大使用肌肉群及改变肌肉群使用强度及密度，而获得以下优点：
(1)可减少局部肌肉及关节过度使用造成伤害；
(2)可使用或训练怠用的肌肉群及关节；
上述优点可适用在各种使用肌肉群不同的人力双向驱动，特别应用在骑乘直立式(upright)脚踏车(bicycle)或直立式(upright)脚踏运动装置(pedalingexercise device)作双向踩动的驱动时，其双向踩动所使用人体的肌肉群差异更大，上述优点及效果更为明显。
此项双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，其供作为人力驱动载具，可依需要配置负载轮组103所直接或经传动装置200所驱动的发电机109，如图12所示为本发明的人力驱动载具的负载轮组103配置发电机109的结构方块示意图；其构成为通过人力的手或脚两者其中之一对人力输入装置101作正转或反转的回转驱动，其经人力输入装置101输出端所输出的回转动能，直接、或经传动装置104输入恒定转向输出传动装置102的输入端，由恒定转向输出传动装置102输出端作恒定回转方向的输出，供驱动负载轮组103，以由驱动负载轮组103驱动发电机109，发电机为由外加以接受负载轮组103的驱动者，传动装置104包括由以下一种或一种以上传动装置所构成，含：(1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式等回转式传动功能结构所构成，或(2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或(3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或(4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩等所操作的离合装置，或单向传动离合装置(single way clutch)，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成者，发电机109可进一步依需要设置发电机109相关的操控装置110及电路开关或保护装置111。
本发明尤指供应用于直立式(upright)的双向踩动脚踏车(bicycle)，或直立式(upright)脚踏运动装置(pedaling exercise device)，以供人体下肢作双向踩动，通过以扩大使用肌肉群及改变肌肉群使用强度及密度，而获得以下优点：
(1)可减少局部肌肉及关节过度使用造成伤害；
(2)可使用或训练怠用的肌肉群及关节；
上述优点可适用在各种使用肌肉群不同的人力双向驱动，特别应用在骑乘直立式(upright)脚踏车(bicycle)或直立式(upright)脚踏运动装置(pedalingexercise device)作双向踩动的驱动时，其双向踩动所使用人体的肌肉群差异更大，上述优点及效果更为明显。
此项双向输入恒定转向输出的人力驱动装置所述的作为人力双向驱动载具、或人力双向驱动运动装置、或人力双向驱动的回转式机械功能装置、或人力双向驱动的发电机，可进一步依所驱动负载性质，选择性加设相关运转功能的显示装置、或操作的生理状态的检测装置、或显示装置。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的范围内，可以做一些改动，因此本发明的保护范围应与权利要求所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，其特征在于，为供应用于操作时人体上半身呈接近直立的双向踩动装置，为通过人力的手或脚两者或其中之一，驱动人力输入装置(101)作第一驱动回转方向或不同回转方向的第二回转方向驱动时，人力输入装置(101)输出端所输出的回转动能，直接、或经传动装置(104)输往恒定转向输出传动装置(102)的输入端，而由恒定转向输出传动装置(102)的输出端输出恒定回转方向的回转动能，经传动装置(104)驱动负载轮组(103)，其中：
人力输入装置(101)：为通过接受人力肢体包括手或脚两者或其中的一作正转或反转的双向回转驱动之的输入或作往复驱动的输入，以产生所选定速比及相对正转或反转的双向回转输出机构所构成，包括由踏板、曲柄及可双向回转的传动轮组所构成，或由把手、手柄及可双向回转的传动轮组所构成，或由人力产生双向回转驱动的习用人力驱动的机构装置所构成；
第一驱动回转方向的动能及第二驱动回转方向的输入动能，为来自人力的手或脚两者或其中之一，以供驱动人力输入装置(101)的输入端；
第一驱动回转方向与第二驱动回转方向为相反方向；
恒定转向输出传动装置(102)：恒定转向输出传动装置(102)为能直接、或经传动装置(104)接受来自人力输入装置(101)的不同回转方向动能，而输出恒定回转方向动能；构成恒定转向输出传动装置(102)内部的传动组件，含：由1)齿轮组；或2)磨擦轮组；或3)链条及链轮组；或4)皮带及皮带轮组；或5)传动曲柄及轮组；或6)流体传动装置；或7)电磁力传动装置所构成，或由上述其中一种以上传动组件构成；恒定转向输出传动装置(102)于输入不同回转方向的第一驱动回转方向与第二驱动回转方向驱动时，输入端对作恒定回转方向输出端的速比，为相同或不同；
负载轮组(103)：为由恒定转向输出传动装置(102)输出端所直接驱动、或经传动装置(104)作恒定单转向驱动的轮组型负载；
传动装置(104)：传动装置104包括以下一种以上传动装置所构成，含：1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式回转式传动功能结构所构成，或2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩所操作的离合装置，或单向传动离合装置，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成；
其中，所述双向输入恒定转向输出的人力驱动装置亦进一步供应用于设有固定阻尼装置的人力驱动运动装置，其构成包括设有通过人力的手或脚两者或其中之一，作正转或反转所驱动的人力输入装置(101)，以及具有至少一个恒定转向输出传动装置(102)，其输入端供直接、或经传动装置(104)接受来自人力输入装置(101)所输出的回转动能，再经由恒定转向输出传动装置(102)本身的输出端作恒定回转方向的输出，其输出的回转动能直接、或经传动装置(104)驱动固定阻尼负载轮组(106)，固定阻尼负载轮组(106)为本身具有固定阻尼，于作为运动装置运作时，供产生固定阻尼；上述固定阻尼负载轮组(106)本身的固定阻尼，含由磨擦阻尼式、或流体阻尼式、或发电输出的反转矩阻尼式、或电动反转矩式、或电磁涡流发电阻尼式固定阻尼结构所构成；或者，
所述双向输入恒定转向输出的人力驱动装置亦供应用于设有可操控阻尼装置的人力驱动运动装置，其构成包括设有通过人力的手或脚两者或其中之一所驱动的人力输入装置(101)，以及具有至少一个恒定转向输出传动装置(102)，其输入端供直接、或经传动装置(104)接受来自人力输入装置(101)所输出的回转动能，再经由恒定转向输出传动装置(102)本身的输出端作恒定回转方向的输出，其输出的回转动能直接、或经传动装置(104)驱动可操控阻尼负载轮组(107)，可操控阻尼负载轮组107)为本身具有可操控阻尼功能，于作为运动装置运作时，供产生可操控阻尼的功能；上述可操控阻尼负载轮组(107)所产生的可操控阻尼，含由磨擦阻尼式、或流体阻尼式、或发电输出的反转矩阻尼式、或电动反转矩式、或电磁涡流发电阻尼式具可操控功能的阻尼结构所构成，以供操控可操控阻尼负载轮组(107)所产生的阻尼大小；上述可操控阻尼负载轮组(107)的操控方式，依所选择的阻尼结构形式，而通过流体能或机械能或电能操控方式及装置，以操控可操控阻尼负载轮组(107)产生可操控阻尼的功能；或者，
所述双向输入恒定转向输出的人力驱动装置亦通过在人力驱动载具另行加设外加固定阻尼装置(112)，以供与负载轮组(103)产生阻尼效果，而转换作为运动装置功能的使用，其构成包括设有通过人力的手或脚两者或其中之一所驱动的人力输入装置(101)，以及具有至少一个恒定转向输出传动装置(102)，其输入端供直接、或经传动装置(104)接受来自人力输入装置(101)所输出的回转动能，再经由恒定转向输出传动装置(102)本身的输出端作恒定回转方向的输出，其输出回转动能直接、或经传动装置(104)驱动负载轮组(103)，负载轮组(103)为设有至少一个提供负载轮组(103)产生阻尼的外加固定阻尼装置(112)，以在作为运动装置功能运作时，供产生阻尼；上述外加供与负载轮组(103)产生阻尼效果的外加固定阻尼装置(112)的阻尼结构，含由磨擦阻尼式、或流体阻尼式、或发电输出的反转矩阻尼式、或电动反转矩式、或电磁涡流发电阻尼式具可操控特性的阻尼结构所构成；或者，
所述双向输入恒定转向输出的人力驱动装置亦通过在人力驱动载具另行设置外加可操控阻尼装置(105)，以转换作为运动装置功能的使用，其构成包括设有通过人力的手或脚两者或其中之一所驱动的人力输入装置(101)，以及具有至少一个恒定转向输出传动装置(102)，其输入端供直接、或经传动装置(104)接受来自人力输入装置(101)所输出的回转动能，再经由恒定转向输出传动装置(102)本身的输出端作恒定回转方向的输出，其输出的回转动能直接、或经传动装置(104)驱动负载轮组(103)，负载轮组(103)为设有至少一个供负载轮组(103)产生阻尼的外加可操控阻尼装置(105)，以在作为运动装置功能运作时，供操控阻尼；上述外加可操控阻尼装置(105)的阻尼结构，含由磨擦阻尼式、或流体阻尼式、或发电输出的反转矩阻尼式、或电动反转矩式、或电磁涡流发电阻尼式具可操控特性的阻尼结构所构成，而所外加可操控阻尼装置(105)的操控方式依所选择的阻尼结构形式，而通过流体能或机械或电能操控方式及装置，以操控在作为运动装置功能运作时的阻尼大小。
2.如权利要求1所述的双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，其特征在于，所述装置应用于人力驱动载具，是包括至少设有一个轮组的脚踏车、或手摇车、或具有脚踏及手摇车功能的人力驱动载具所构成，而通过人力的手或脚两者或其中之一，作正转或反转以驱动人力输入装置(101)，进而相对由输出端输出正转或反转的回转动能，供直接、或经传动装置(104)输往恒定转向输出传动装置(102)的输入端，由恒定转向输出传动装置(102)的输出端作恒定回转方向的输出，以直接、或经传动装置(104)再驱动负载轮组(103)，进而驱动结合于负载轮组(103)的载具者，传动装置(104)包括由以下一种以上传动装置所构成，含：1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式回转式传动功能结构所构成，或2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或3)可操控切换输入端与输出端相对回转方向关系的传动装置所构成，或4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩所操作的离合装置，或单向传动离合装置，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成。
3.一种双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，其特征在于，所述装置亦通过人力对人力输入装置(101)的输入端，作正转或反转输入回转动能，而人力输入装置(101)输出端输出的回转动能，供输往恒定转向输出传动装置(102)的输入端，再由恒定转向输出传动装置(102)的输出端，作恒定回转方向的机械能输出，以供驱动恒定回转方向的机械功能装置者，其构成包括通过人力的手或脚两者或其中之一，对人力输入装置(101)作正转或反转的双向回转驱动，其经人力输入装置(101)输出端所输出的回转动能，直接、或经传动装置(104)输入恒定转向输出传动装置(102)的输入端，而由恒定转向输出传动装置(102)的输出端作恒定回转方向的输出，供直接或经传动装置(104)以驱动回转式机械功能装置(108)，如流体泵、或风扇、或惯性储能飞轮、或其他由人力驱动的回转式机械功能装置(108)，传动装置(104)包括由以下一种以上传动装置所构成，含：1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式回转式传动功能结构所构成，或2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩所操作的离合装置，或单向传动离合装置，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成。
4.一种双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，其特征在于，所述装置更进一步由人力对人力输入装置(101)输入端，作正转或反转输入回转动能，而人力输入装置(101)输出端所输出的回转动能，供输往恒定转向输出传动装置(102)的输入端，再由恒定转向输出传动装置(102)的输出端，作恒定回转方向的输出，以供驱动发电机(109)，其构成包括通过人力的手或脚两者或其中之一，对人力输入装置(101)作正转或反转的双向回转驱动，其经人力输入装置(101)输出端所输出的回转动能，直接、或经传动装置(104)输入恒定转向输出传动装置(102)的输入端，而由恒定转向输出传动装置(102)的输出端作恒定回转方向的输出，供直接、或经传动装置(104)驱动回转式发电机(109)，传动装置(104)包括由以下一种以上传动装置所构成，含：1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式回转式传动功能结构所构成，或2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩所操作的离合装置，或单向传动离合装置，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成者，而发电机(109)为进一步依需要选择性设置发电机相关的操控装置(110)及电路开关或保护装置(111)。
5.一种双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，其特征在于，所述装置供驱动发电机(109)的应用，进一步将负载轮组(103)与发电机(109)结合为一体结构，其构成包括通过人力的手或脚两者或其中之一，对人力输入装置(101)作正转或反转的回转驱动，经人力输入装置(101)输出端所输出的回转动能，直接、或经传动装置(104)输入恒定转向输出传动装置(102)的输入端，由恒定转向输出传动装置(102)输出端作恒定回转方向的输出，供驱动发电机(109)，发电机(109)为与负载轮组(103)呈共构组合而成，或发电机(109)为由负载轮组(103)直接构成发电机结构的一部分，传动装置(104)包括由以下一种以上传动装置所构成，含：1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式回转式传动功能结构所构成，或2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩所操作的离合装置，或单向传动离合装置，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成者，发电机(109)进一步依需要设置发电机(109)相关的操控装置(110)及电路开关或保护装置(111)。
6.一种双向输入恒定转向输出的人力驱动装置，其特征在于，所述装置供作为人力驱动载具，依需要配置负载轮组(103)所直接或经传动装置(200)所驱动的发电机(109)，其构成为通过人力的手或脚两者其中之一对人力输入装置(101)作正转或反转的回转驱动，其经人力输入装置(101)输出端所输出的回转动能，直接、或经传动装置(104)输入恒定转向输出传动装置(102)的输入端，由恒定转向输出传动装置(102)输出端作恒定回转方向的输出，供驱动负载轮组(103)，以由驱动负载轮组(103)驱动发电机(109)，发电机为由外加以接受负载轮组(103)的驱动，传动装置(104)包括由以下一种以上传动装置所构成，含：1)固定速比或可变速比的各种齿轮式、皮带式、摩擦式回转式传动功能结构所构成，或2)通过人力、或机力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩操作的有段或无段变速装置所构成，或3)可操控切换输入端与输出端的相对回转方向关系的传动装置所构成，或4)由人力、或机力、或电磁力、或流力、或离心力、或转矩、或反转矩所操作的离合装置，或单向传动离合装置，以作联结传动或中断传动的离合功能装置所构成者，发电机(109)进一步依需要设置发电机(109)相关的操控装置(110)及电路开关或保护装置(111)。
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