CN103332257A - 仿生人力智能驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种仿生人力智能驱动装置，旨在提供一种能够收集人体做跑步动作时产生的力量，输出动能大，安全性能高，且实现智能变速和转向时智能控制重心倾角的仿生人力智能驱动装置；其技术要点：包括支架，在支架设有提供动力的驱动单元，驱动单元与人体四肢相适应，所述的驱动单元又分为两组手臂驱动单元和两组腿部驱动单元，两组手臂驱动单元和两组腿部驱动单元对称设置在支架的垂直中心线两边，竖向传力轴通过传动轴与动力驱动轴联动；所述的支架上还设有用于存储和释放制动所产生能量的储放能机构，可智能变速的变速机构，转向时可智能控制重心倾角的转向倾角单元；属于交通工具技术领域。

Description

仿生人力智能驱动装置

技术领域

本发明涉及一种智能驱动装置，更具体地说，它涉及仿生人力智能驱动装置，属于交通工具技术领域。

背景技术

由于环境污染问题日益受到国际社会的关注，寻找清洁能源和常规能源交通工具的节能减排成为现在最为热门的研究课题之一，人力车（船）不需要使用燃烧式能源，也不需要使用锂电池、太阳能光伏电池板等在生产过程仍会产生污染物的部件，是真正环保的交通工具，人力发电既可以发电供给低耗能的家电用品，又可以健身，发电过程中又没有污染排放，也是一种两全其美的环保节能解决方案。但由于人体独特的生理构造，至今没有一种人力交通工具能够把人体全身的力量，包括左右前臂、左右上臂、左右大腿、左右小腿八个部分的力量全部有效地同时收集起来作为驱动力，所以人力车（船）的速度一直被局限在较低的水平，成为阻碍人力车（船）作为主流交通工具的重要因素。

现有的两轮或三轮人力车运作均靠人体左右腿交替踩踏转动前齿轮（大牙盘），再通过链条将动力传递至变速器（一般在后轮）进行转速变换，从而驱动后轮转动令人力车前进；行进中靠手部不断转动前轮的把手来维持车身平衡和转向，转向时人力车整体（含车身及车轮）均需向内弯方向倾斜以克服离心力，由于在现有技术中人力车通常为前后两轮，转弯时，易造成倒地等意外事故，造成人身伤害。变速则一般通过手部扳动变速控制杆引起传动链条在不同齿数的齿轮间移动来实现，这需要驾驶者手部使出不小的力量，既分散注意力又不利于前后两轮车的车身平衡。制动一般通过磨损刹车皮阻止车轮转动来实现，制动时都是利用刹车片与车轮摩擦而达到制动目的的，其是将动能转变为热能，热量再散发至空气中，所以该热量无法回收利用，这造成了人力动能的一种浪费，这样变相地浪费了能源，不利于环境保护；另外，人力车、船等在制动后再重新起动时，一般都需要给予较大的动力，需要消耗驾驶人员较大的体力，而且在刹车过车中刹车片与车轮摩擦过程中需要不断地磨损刹车皮，造成机械使用寿命缩短，后续维护麻烦，增加了生产成本。以上这些问题都严重制约着人力车的广泛使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种四肢可以同时运动能够收集人体做跑步动作时产生的力量，输出动能大，安全性能高，且实现智能变速和转向时智能控制重心倾角的仿生人力智能驱动装置。

本发明的技术方案是这样的：该仿生人力智能驱动装置，包括支架，在支架上活动设有动力驱动轴，支架设有与人体四肢相适应的驱动单元，所述的驱动单元又分为两组手臂驱动单元和两组腿部驱动单元，两组手臂驱动单元和两组腿部驱动单元对称设置在支架的垂直中心线两边，所述的手臂驱动单元包括手臂驱动摇杆和前臂驱动摇杆，手臂驱动摇杆和前臂驱动摇杆之间铰接连接，手臂驱动摇杆上端与活动设置在支架上的手臂驱动轴连接，手臂驱动轴通过一锥形齿轮和竖向传力轴的锥形齿轮啮合；前臂驱动摇杆通过传动机构与设置在手臂驱动摇杆的驱动齿轮联动，驱动齿轮与设置在驱动轴上的固定齿轮啮合；所述的腿部驱动单元包括大腿驱动摇杆和小腿驱动摇杆，大腿驱动摇杆和小腿驱动摇杆之间铰接连接，大腿驱动摇杆上端与活动设置在支架上的腿部驱动轴连接，腿部驱动轴通过一锥形齿轮和竖向传力轴的锥形齿轮啮合；小腿驱动摇杆通过第二传动机构与设置在大腿驱动摇杆的第二驱动齿轮联动，第二驱动齿轮与设置在腿部驱动轴上的第二固定齿轮啮合；竖向传力轴通过传动轴与动力驱动轴联动。

上述的仿生人力智能驱动装置，所述的传动机构为平行四边形的拉杆机构，通过一设置在拉杆机构和前臂驱动摇杆之间的驱动杆联动，拉杆机构活动连接在手臂驱动摇杆侧面；所述的第二传动机构为平行四边形的第二拉杆机构，通过一设置在第二拉杆机构和小腿驱动摇杆之间的第二驱动杆联动，第二拉杆机构活动连接在大腿驱动摇杆侧面。

上述的仿生人力智能驱动装置，所述的支架上设有安装储放能机构的支承轴，所述的储放能机构至少包括一设置在支承轴上的驱动锥形齿轮和与驱动锥形齿轮联动的储能卷簧，储能卷簧的外端与支架固定连接；所述的动力输出轴上设有第一齿轮和至少一个与第一齿轮联动的传能锥形齿轮；所述的支架上还设有至少一制动杠杆，制动杠杆中部与车体支架铰接，制动杠杆的后端连接手制动拉线，制动杠杆上设有纵向轴，纵向轴两端分别设有从动锥形齿轮和主动锥形齿轮；手制动拉线连接设置在前臂驱动摇杆前端的制动握把，牵拉手制动拉线使制动杠杆旋转并带动从动锥形齿轮与驱动锥形齿轮啮合及主动锥形齿轮与传能锥形齿轮啮合；所述的制动杠杆还设有回位扭簧，在支承轴上设有放能齿轮与第一齿轮通过换向齿轮联动，在放能齿轮与支承轴之间设有棘轮。

进一步的，上述的仿生人力智能驱动装置，所述的储能卷簧的内圈与支承轴之间设有弹性止转结构；所述的弹性止转结构由至少一组钢球或辊柱和弹簧构成，弹簧设置在支承轴径向的盲孔内，钢球或辊柱设置在储能卷簧的内圈和弹簧之间，在储能卷簧的内圈设有与钢球或辊柱外表面相适应的凹部。

进一步的，上述的仿生人力智能驱动装置，所述的储放能机构包括两个间隔设置在支承轴上的驱动锥形齿轮、两个分别设置在驱动锥形齿轮外侧并与其联动的储能卷簧；所述的第一齿轮两侧分别设有传能锥形齿轮；所述的支架上还设有两条制动杠杆，两条制动杠杆的中部分别与支架铰接，两条制动杠杆的后端通过铰轴铰接并与手制动拉线连接，两条制动杠杆上分别设有纵向轴，各纵向轴的两端分别设有从动锥形齿轮和主动锥形齿轮；牵拉手制动拉线使制动杠杆旋转并带动从动锥形齿轮与同侧的驱动锥形齿轮啮合及主动锥形齿轮与同侧的传能锥形齿轮啮合；所述的制动杠杆还设有回位扭簧，该回位扭簧套设在铰轴外围，回位扭簧的两端抵压两边的制动杠杆。

进一步的，上述的仿生人力智能驱动装置，所述的支架上还设有动力输出轴，所述的动力驱动轴和动力输出轴平行设置，所述的动力驱动轴是由内轴和外轴构成，外轴部分套设在内轴外围，内轴和外轴之间设有轴承，在内轴和动力输出轴之间设有等速联动的传动链条，在外轴上依次设有由小至大的多个主动齿轮组，在动力输出轴上固定设有多个由大至小的从动齿轮组，主动齿轮组与从动齿轮组之间的大小齿轮一一对应并相互啮合；所述主动齿轮组的多个主动齿轮通过设置在动力驱动轴上的两个压环压合在一起，在相邻的主动齿轮之间和主动齿轮与压环之间分别设有平面轴承；在外轴上设有沿其轴向滑动的钥匙齿轮，钥匙齿轮的外齿与主动齿轮组中的各主动齿轮的内齿啮合联动，钥匙齿轮的厚度与单个主动齿轮的厚度相适应；所述的内轴上设有牵引架，牵引架的一边固定连接钥匙齿轮，牵引架设有内套与内轴滑动配合，内套和牵引架之间设有轴承；在内轴上设有径向滑杆，在滑杆上套设有离心锤，离心锤设有第一回位拉簧，离心锤与内套之间设有拉线联动，在钥匙齿轮另一边设有第二回位弹簧。

更进一步的，上述的仿生人力智能驱动装置，所述的内轴上均匀分布有三条径向滑杆，在每条径向滑杆上分别设有离心锤，各离心锤分别设有拉线与内套联动。

更进一步的，上述的仿生人力智能驱动装置，所述的支架中部设有纵梁，在纵梁上端设有横梁，横梁的两边固定连接支架，所述的纵梁下端与支架活动连接，在纵梁与支架的连接部设有回位扭簧，在纵梁上端设有纵向杆，在纵向杆上设有滚轮与横梁活动压接，在纵梁上端还设有前横杆，前横杆上活动连接方向偏转杠杆，方向偏转杠杆成纵向设置且两边分别设有托轮，托轮与横梁连接，在支架上分别设有左右方向驱动力臂，所述的左右方向驱动力臂分别驱动一分配转盘，分配转盘的其中一条拉线连接方向偏转机构，分配转盘的另一条拉线连接方向偏转杠杆上端。

更进一步的，上述的仿生人力智能驱动装置，所述的横梁上设有前横梁，在前横梁底部设有导柱，导柱成纵向设置；在导柱外围设有滑块，滑块的前端与托轮的轴固定连接，在托轮的轴前端设有齿条，在前横梁前端设有驱动齿轮和过渡齿轮，驱动齿轮与过渡齿轮啮合，过渡齿轮与齿条啮合，在驱动齿轮轴上设有联动转盘；所述的动力输出轴设有至少一条第二径向滑杆，在第二径向滑杆上设有第二离心锤，第二离心锤设有第二回位拉簧，第二离心锤通过拉线与位移环的转向内套联动，转向内套活动套接在动力输出轴上，在位移环与转向内套之间设有轴承，所述的位移环还设有导向杆，导向杆固定在支架上，位移环与导向杆滑动配合；所述的位移环通过拉线与联动转盘联动。

更进一步的，上述的仿生人力智能驱动装置，所述的动力输出轴上均匀分布有三条第二径向滑杆，在每条第二径向滑杆上分别设有第二离心锤，各第二离心锤分别通过拉线与转向内套联动。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下：

1、本发明提供的技术方案使人体四肢一起运动，可最大限度收集人体在车上做跑步动作时四肢（共八个部位）产生的力量作为人力车的动力，做工的人体部位比起传统人力车来多出了六个部位，左右小腿、左右小臂、左右大臂，假设大腿、小腿、大臂、小臂的力量比例为4: 3 : 2 : 1.5，理论上是传统人力车的2.625倍，除获得更高的行车速度以外，更能使人体在做全身运动的同时够帮助疏通血脉和经络，节约时间，既有助于锻炼身体，疏通血脉和经络，又可以增加人体的协调性，平衡性；

2、本发明提供的技术方案用途广泛，其输出轴可以连接有车轮，为在陆地运行的交通工具，即人力车；可以连接浆，在水上地运行的交通工具提供动力，即人力船；也可以连接发电机和蓄电瓶，将机械能转化为电能，很好的利用人体运动是产生的能量，减少了环境污染。

3、本发明提供的技术方案作为人力车或者船时，转弯时承载着人体重心的主纵梁会自动向内弯倾斜而车轮保持垂直于地面，且主纵梁的倾斜度随着车速的变化而变化，车速越快车架倾角在转弯时就会自动变得越大，使得车身在转弯时的安全性和稳定性大大超越了传统两轮人力车，容易控制、安全性能高，减少倒地等意外事故；变速时，车或者船速加快时档位自动向高速档变换，车速下降时档位又自动向低速档回归，完全无需人工干预，双手仅需专注于转向和制动即可，比传统人力车更省心省力，也更有利于保持车辆行驶稳定；制动时通过储能卷簧将车辆的动能储存起来，松开制动把手时被储存的动能又立即处于释放状态，帮助车辆重新提速，使驾驶者不会因为怕浪费自己的体力而舍不得拉动刹车的把手，导致不安全，因而比起传统的人力车、船等除了更省力，还更安全；并且减少工业橡胶的使用，从而减少其生产过程中的污染排放。

综上所述，本发明提供的技术方案无论在速度、效率（省力）、安全、稳定等方面，还是对身体健康的帮助以及环保等方面，均优胜于现有的人力车、船等人力交通工具。

附图说明

图1是本发明具体实施例1的结构示意图；

图2是本发明具体实施1中驱动单元的结构示意图；

图3是本发明具体实施1中手臂驱动单元与竖向传力轴结构示意图；

图4是本发明具体实施1中竖向传力轴与手臂驱动单元和腿部驱动单元连接关系示意图；

图5是本发明具体实施例1中储放能机构的结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是具体实施例1中储能卷簧的结构示意图；

图8是本发明具体实施1中变速机构的结构示意图；

图9是图8的剖视图；

图10是本发明变速机构体中离心锤分布示意图；

图11是本发明具体实施例1中转向倾角机构的结构示意图；

图12是图11A向结构示意图；

图13是图11B向结构示意图；

图14是图11C向结构示意图；

图中：图中：支架1，动力驱动轴2，动力输出轴3，前轮4，后轮5；驱动单元10，储放能机构20，变速机构30，转向倾角机构40；手臂驱动摇杆102，前臂驱动摇杆103，手臂驱动轴104，竖向传力轴105，传动机构106，驱动杆106a，驱动齿轮107，固定齿轮108，大腿驱动摇杆109，小腿驱动摇杆110，腿部驱动轴111，第二传动机构112，第二驱动杆112a，第二驱动齿轮113联动，第二固定齿轮114，传动轴115，臂定位套116，腿定位套117；支承轴203，盲孔203a，驱动锥形齿轮204，储能卷簧205，第一齿轮206，传能锥形齿轮207，制动杠杆208，手制动拉线209，纵向轴210，动锥形齿轮211，主动锥形齿轮212，回位扭簧213，放能齿轮214，棘轮215，辊柱216，弹簧217；内轴301a，外轴301b，传动链条303，主动齿轮组304，从动齿轮组305，压环306，平面轴承307，钥匙齿轮308，牵引架309，内套310，径向滑杆311，离心锤312，第一回位拉簧313，拉线314，第二回位弹簧315；纵梁403，横梁404，回位扭簧405，纵向杆406，滚轮407，前横杆408，方向偏转杠杆409，托轮410，左右方向驱动力臂411，分配转盘412，前横梁413，导柱414，滑块415，齿条416，转向驱动齿轮417，过渡齿轮418，联动转盘419，第二径向滑杆420，第二离心锤421，第二回位拉簧422，位移环423，转向内套424，导向杆425。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明的权利要求做进一步的限制，但不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求范围内所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求保护范围内。

本发明的一种仿生人力智能驱动装置，参阅图1至图14，包括提供动力的驱动单元10（图2至图4所示），用于存储能量制动时能量的储放能机构20（图5至图7所示），为了便于变速，保持车辆行驶稳定的变速机构30（图8至图10所示），安全性和稳定良好的转向倾角单元40（图11至图14所示）。

具体的说，该装置包括支架1，在支架1上活动设有动力驱动轴2，支架1设有与人体四肢相适应的驱动单元10，所述的驱动单元10又分为两组手臂驱动单元和两组腿部驱动单元，两组手臂驱动单元和两组腿部驱动单元对称设置在支架1的垂直中心线两边，所述的手臂驱动单元包括手臂驱动摇杆102和前臂驱动摇杆103，手臂驱动摇杆102和前臂驱动摇杆103之间铰接连接，所述的手臂驱动摇杆102和前臂驱动摇杆103上分别设有臂定位套116，臂定位套116用于固定手臂，使人在运动时比较随意和自由，也方便运动手臂驱动摇杆102上端与活动设置在支架1上的手臂驱动轴104连接，手臂驱动轴104通过一锥形齿轮和竖向传力轴105的锥形齿轮啮合；前臂驱动摇杆103通过传动机构106与设置在手臂驱动摇杆102的驱动齿轮107联动，驱动齿轮107与设置在手臂驱动轴104上的固定齿轮108啮合，运动时，驱动齿轮107围绕固定齿轮108转动，与此同时带动手臂驱动摇杆102围绕手臂驱动轴104转动；所述的传动机构106为平行四边形的拉杆机构，通过一设置在拉杆机构和前臂驱动摇杆103之间的驱动杆106a联动，拉杆机构活动连接在手臂驱动摇杆102侧面，使前臂驱动摇杆103也汇集至驱动齿轮107上，驱动齿轮107再围绕固定齿轮108转动，同时带动手臂驱动摇杆102围绕手臂驱动轴104转动。

腿部驱动单元包括大腿驱动摇杆109和小腿驱动摇杆110，大腿驱动摇杆109和小腿驱动摇杆110之间铰接连接，所述的大腿驱动摇杆109和小腿驱动摇杆110上分别设有腿定位套117，腿定位套117用于固定腿部，使人在运动时腿部比较随意和自由，方便运动。大腿驱动摇杆109上端与活动设置在支架1上的腿部驱动轴111连接，腿部驱动轴111通过一锥形齿轮和竖向传力轴105的锥形齿轮啮合；小腿驱动摇杆110通过第二传动机构112与设置在大腿驱动摇杆109的第二驱动齿轮113联动，第二驱动齿轮113与设置在腿部驱动轴111上的固定齿轮114啮合，运动时，第二驱动齿轮113围绕第二固定齿轮114转动，与此同时带动大腿驱动摇杆109围绕腿部驱动轴111转动。所述的第二传动机构112与垂直于小腿驱动摇杆110端部的连接杆活动连接，第二传动机构112为平行四边形的第二拉杆机构，通过一设置在第二拉杆机构和小腿驱动摇杆110之间的第二驱动杆112a联动，第二拉杆机构活动连接在大腿驱动摇杆109侧面，小腿驱动摇杆110也汇集至第二驱动齿轮113，小腿驱动摇杆110也汇集至第二驱动齿轮113，第二驱动齿轮113再围绕第二固定齿轮114转动，与此同时带动大腿驱动摇杆109围绕腿部驱动轴111转动。

臂驱动轴104通过一锥形齿轮和竖向传力轴105的锥形齿轮啮合，腿部驱动轴111通过一锥形齿轮和竖向传力轴105的锥形齿轮啮合，通过竖向传力轴105将四肢运动时产生的能量收集起来。竖向传力轴105通过传动轴115与动力驱动2轴联动，动力驱动轴2再与动力输出轴3连接，

为了方便制动，并且将制动时的能量储存起来，做为下一次启动时的动能，在支架1上设有安装储放能机构20的支承轴203，所述的储放能机构20包括两个设置在支承轴203上的驱动锥形齿轮204，两个分别设置在驱动锥形齿轮204外侧并与其联动的储能卷簧205，储能卷簧205的外端与支架1固定连接；所述的动力输出轴3上设有第一齿轮206，第一齿轮206两侧分别设有联动的传能锥形齿轮207；所述的支架上还设有两条制动杠杆208，两条制动杠杆208中部分别与支架1铰接，两条制动杠杆208的后端连接手制动拉线209，两条制动杠杆208上设有纵向轴210，各纵向轴210两端分别设有从动锥形齿轮211和主动锥形齿轮212；手制动拉线209连接设置在前臂驱动摇杆103前端的制动握把，牵拉手制动拉线209使制动杠杆208旋转并带动从动锥形齿轮211与同侧的驱动锥形齿轮204啮合及主动锥形齿轮212与传能锥形齿轮207啮合；所述的制动杠杆208还设有回位扭簧213，该回位扭簧213套设在铰轴外围，回位扭簧213的两端抵压两边的制动杠杆208；在支承轴203上设有放能齿轮214与第一齿轮206通过换向齿轮联动，在放能齿轮214与支承轴203之间设有棘轮215，确保能量单向传递，即将能量释放给交通工具作为起步的动力。为了防止在储能过程中储能卷簧储能达到最大限度时，制动过程中的动力为完全储存，更具体的说，所述的储能卷簧205的内圈与支承轴203之间设有弹性止转结构；所述的弹性止转结构由至少一组钢球或辊柱216和弹簧217构成，弹簧217设置在支承轴203径向的盲孔203a内，钢球或辊柱216设置在储能卷簧205的内圈和弹簧217之间，在储能卷簧205的内圈设有与钢球或辊柱216外表面相适应的凹部，用于安装钢球或辊柱216。

为了方便变速，也更有利于保持车辆行驶稳定，该装置还包括变速机构30，支架1上还设有动力输出轴3，所述的动力驱动轴2和动力输出轴3平行设置，所述的动力驱动轴2是由内轴301a和外轴301b构成，外轴301b部分套设在内轴301a外围，内轴301a和外轴301b之间设有轴承，在内轴301a和动力输出轴3之间设有等速联动的传动链条303，在外轴301b上依次设有由小至大的多个主动齿轮组304，在动力输出轴3上固定设有多个由大至小的从动齿轮组305，主动齿轮组304与从动齿轮组305之间的大小齿轮一一对应并相互啮合；所述主动齿轮组304的多个主动齿轮通过设置在动力驱动轴2上的两个压环306压合在一起，在相邻的主动齿轮之间和主动齿轮与压环306之间分别设有平面轴承307；在外轴上设有沿其轴向滑动的钥匙齿轮308，钥匙齿轮308的外齿与主动齿轮组304中的各主动齿轮的内齿啮合联动，钥匙齿轮308的厚度与单个主动齿轮的厚度相适应；所述的内轴301a上设有牵引架309，牵引架309的一边固定连接钥匙齿轮308，牵引架309设有内套310与内轴301a滑动配合，内套310和牵引架309之间设有轴承；在内轴上设有三条径向滑杆311，在每条径向滑杆311各套设有离心锤312，各离心锤312设有第一回位拉簧313，各离心锤312与内套310之间设有拉线314联动，在钥匙齿轮308另一边设有第二回位弹簧315。

车辆行进时，从动齿轮组305通过传动链条3将运行速度转化到主动齿轮组304，再带动内轴301a，使离心锤312产生离心方向的位移，进而拉动拉线314，然后牵动牵引架309，使钥匙齿轮308产生位移向高速档位方向滑动。当车速慢下来时，第一回位拉簧13会把离心锤拉回靠近内轴301a的位置,此时钥匙齿轮8在第二回位弹簧315的牵引下重新向低速档位回归，牵引架309则被动跟随同向移动，实现变速。

为了提供安全性能高，避免倒地等意外事故，该装置还包括转向倾角机构40，支架1中部设有纵梁403，在纵梁403上端设有横梁404，横梁404的两边固定连接支架1，纵梁403下端与支架1活动连接，在纵梁403与支架1的连接部设有转向转向回位扭簧405，在纵梁403上端设有纵向杆406，在纵向杆406上设有滚轮407与横梁404活动压接，在纵梁403上端还设有前横杆408，前横杆408上活动连接方向偏转杠杆409，方向偏转杠杆409成纵向设置且两边分别设有托轮410，托轮410与横梁404连接，在支架1上分别设有左右方向驱动力臂411，所述的左右方向驱动力臂411分别驱动一分配转盘412，分配转盘412的轴向上方还设有一回力扭簧，所述的左右方向驱动力臂411与分配转盘412之间还设有一组万向铰链，该组万向铰链是由多个万向铰链单体相接而成，分配转盘412的其中一条拉线连接方向偏转机构，分配转盘412的另一条拉线连接方向偏转杠杆409上端，分配转盘412上方的回力扭簧的回弹力避免了拉线的松弛；左方向驱动力臂驱动右分配转盘，与转盘连接的拉线带动偏转机构转动，左方向驱动力臂驱动右分配转盘，再与转盘连接的拉线带动偏转机构转动，实现转向。

所述的横梁404上设有前横梁413，在前横梁413底部设有导柱414，导柱414成纵向设置；在导柱414外围设有滑块415，滑块415的前端与托轮410的轴固定连接，在托轮410的轴前端设有齿条416，在前横梁前端设有转向驱动齿轮417和过渡齿轮418，转向驱动齿轮417与过渡齿轮418啮合，过渡齿轮418与齿条416啮合，在转向驱动齿417轮轴上设有联动转盘419，联动转盘419轴向端部还设有一回位扭簧；所述的动力输出轴3设有均匀分布有第二径向滑杆420，在每条第二径向滑杆420上分别设有第二离心锤421，各第二离心锤421设有第二回位拉簧422，第二离心锤421通过拉线与位移环423的转向内套424联动，内套活动套接在动力输出轴3上，在位移环423与转向内套424之间设有轴承，所述的位移环423还设有导向杆425，导向杆425固定在支架1上，位移环423与导向杆425滑动配合；所述的位移环423通过拉线与联动转盘419联动，联动转盘419轴向端部的回位扭簧的回弹力有效防止了拉线的松动。使用时，拉线拉动驱动齿轮417和过渡齿轮418，然后再带动齿条416，使托轮410随车速发生变动，从而使方向偏转杠杆409活动连接的前横杆408随车速发生变化，最终使纵梁403可随车速而变化，实现倾角。

本发明提供的仿生人力智能驱动装置，在动力输出轴3的两端安装前车轮4，在支架1上安装一后车轮5，形成前面两个车轮，后一个车轮的新型陆地上人力交通工具车，参阅图1；动力输出轴3两端与桨连接，可以成为水上交通工具。

本发明提供的技术方案无论在速度、效率（省力）、安全、稳定等方面，还是对身体健康的帮助以及环保等方面，均优胜于现有的人力车、船等人力交通工具。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (10)

1.一种仿生人力智能驱动装置，包括支架（1），在支架（1）上活动设有动力驱动轴（2），其特征在于，支架设有与人体四肢相适应的驱动单元（10），所述的驱动单元（10）又分为两组手臂驱动单元和两组腿部驱动单元，两组手臂驱动单元和两组腿部驱动单元对称设置在支架（1）的垂直中心线两边，所述的手臂驱动单元包括手臂驱动摇杆（102）和前臂驱动摇杆（103），手臂驱动摇杆（102）和前臂驱动摇杆（103）之间铰接连接，手臂驱动摇杆（102）上端与活动设置在支架（1）上的手臂驱动轴（104）连接，手臂驱动轴（104）通过一锥形齿轮和竖向传力轴（105）的锥形齿轮啮合；前臂驱动摇杆（103）通过传动机构（106）与设置在手臂驱动摇杆（102）的驱动齿轮（107）联动，驱动齿轮（107）与设置在手臂驱动轴（104）上的固定齿轮（108）啮合；所述的腿部驱动单元包括大腿驱动摇杆（109）和小腿驱动摇杆（110），大腿驱动摇杆（109）和小腿驱动摇杆（110）之间铰接连接，大腿驱动摇杆（109）上端与活动设置在支架（1）上的腿部驱动轴（111）连接，腿部驱动轴（111）通过一锥形齿轮和竖向传力轴（105）的锥形齿轮啮合；小腿驱动摇杆（110）通过第二传动机构（112）与设置在大腿驱动摇杆（109）的第二驱动齿轮（113）联动，第二驱动齿轮（113）与设置在腿部驱动轴（111）上的第二固定齿轮（114）啮合；竖向传力轴（105）通过传动轴（115）与动力驱动轴（2）联动。

2.根据权利要求1所述的仿生人力智能驱动装置，其特征在于，所述的传动机构（106）为平行四边形的拉杆机构，通过一设置在拉杆机构和前臂驱动摇杆（103）之间的驱动杆（106a）联动，拉杆机构活动连接在手臂驱动摇杆（102）侧面；所述的第二传动机构（112）为平行四边形的第二拉杆机构，通过一设置在第二拉杆机构和小腿驱动摇杆（110）之间的第二驱动杆（112a）联动，第二拉杆机构活动连接在大腿驱动摇杆（109）侧面。

3.根据权利要求1所述的仿生人力智能驱动装置，其特征在于，所述的支架（1）上设有安装储放能机构（20）的支承轴（203），所述的储放能机构（20）至少包括一设置在支承轴（203）上的驱动锥形齿轮（204）和与驱动锥形齿轮（204）联动的储能卷簧（205），储能卷簧（205）的外端与支架（1）固定连接；所述的动力输出轴（1）上设有第一齿轮（206）和至少一个与第一齿轮（206）联动的传能锥形齿轮（207）；所述的支架上还设有至少一制动杠杆（208），制动杠杆（208）中部与支架（1）铰接，制动杠杆（208）的后端连接手制动拉线（209），制动杠杆（208）上设有纵向轴（210），纵向轴（210）两端分别设有从动锥形齿轮（211）和主动锥形齿轮（212）；手制动拉线（209）连接设置在前臂驱动摇杆（103）前端的制动握把，牵拉手制动拉线（209）使制动杠杆（208）旋转并带动从动锥形齿轮（211）与驱动锥形齿轮（204）啮合及主动锥形齿轮（212）与传能锥形齿轮（207）啮合；所述的制动杠杆（208）还设有回位扭簧（213），在支承轴（203）上设有放能齿轮（214）与第一齿轮（206）通过换向齿轮联动，在放能齿轮（214）与支承轴（203）之间设有棘轮（215）。

4.根据权利要求3所述的仿生人力智能驱动装置，其特征在于，所述的储能卷簧（205）的内圈与支承轴（203）之间设有弹性止转结构；所述的弹性止转结构由至少一组钢球或辊柱（216）和弹簧（217）构成，弹簧（217）设置在支承轴（203）径向的盲孔（203a）内，钢球或辊柱（216）设置在储能卷簧（205）的内圈和弹簧（217）之间，在储能卷簧（205）的内圈设有与钢球或辊柱（216）外表面相适应的凹部。

5.根据权利要求3所述的仿生人力智能驱动装置，其特征在于，所述的储放能机构包括两个间隔设置在支承轴（203）上的驱动锥形齿轮（204）、两个分别设置在驱动锥形齿轮（204）外侧并与其联动的储能卷簧（205）；所述的第一齿轮（206）两侧分别设有传能锥形齿轮（207）；所述的支架（1）上还设有两条制动杠杆（208），两条制动杠杆（208）的中部分别与支架（1）铰接，两条制动杠杆（208）的后端通过铰轴铰接并与手制动拉线连接（209），两条制动杠杆（208）上分别设有纵向轴（210），各纵向轴（210）的两端分别设有从动锥形齿轮（211）和主动锥形齿轮（212）；牵拉手制动拉线（209）使制动杠杆（208）旋转并带动从动锥形齿轮（211）与同侧的驱动锥形齿轮（204）啮合及主动锥形齿轮（212）与同侧的传能锥形齿轮（207）啮合；所述的制动杠杆（208）还设有回位扭簧（213），该回位扭簧（213）套设在铰轴外围，回位扭簧（213）的两端抵压两边的制动杠杆（208）。

6.根据权利要求1-5任一所述的仿生人力智能驱动装置，其特征在于，所述的支架（1）上还设有动力输出轴（3），所述的动力驱动轴（2）和动力输出轴（3）平行设置，所述的动力驱动轴（2）是由内轴（301a）和外轴（301b）构成，外轴（301b）部分套设在内轴（301a）外围，内轴（301a）和外轴（301b）之间设有轴承，在内轴（301a）和动力输出轴（3）之间设有等速联动的传动链条（303），在外轴（301b）上依次设有由小至大的多个主动齿轮组（304），在动力输出轴（3）上固定设有多个由大至小的从动齿轮组（305），主动齿轮组（304）与从动齿轮组（305）之间的大小齿轮一一对应并相互啮合；所述主动齿轮组（304）的多个主动齿轮通过设置在动力驱动轴（2）上的两个压环（306）压合在一起，在相邻的主动齿轮之间和主动齿轮与压环（306）之间分别设有平面轴承（307）；在外轴上设有沿其轴向滑动的钥匙齿轮（308），钥匙齿轮（308）的外齿与主动齿轮组（304）中的各主动齿轮的内齿啮合联动，钥匙齿轮（308）的厚度与单个主动齿轮的厚度相适应；所述的内轴（301a）上设有牵引架（309），牵引架（309）的一边固定连接钥匙齿轮（308），牵引架（309）设有内套（310）与内轴（301a）滑动配合，内套（310）和牵引架（309）之间设有轴承；在内轴上设有径向滑杆（311），在径向滑杆（311）上套设有离心锤（312），离心锤（312）设有第一回位拉簧（313），离心锤（312）与内套（310）之间设有拉线（314）联动，在钥匙齿轮（308）另一边设有第二回位弹簧（315）。

7.根据权利要求6所述的仿生人力智能驱动装置，其特征在于，所述的内轴（301a）上均匀分布有三条径向滑杆（311），在每条径向滑杆（311）上分别设有离心锤（312），各离心锤（312）分别设有拉线（314）与内套（310）联动。

8.根据权利要求6所述的仿生人力智能驱动装置，其特征在于，所述的支架（1）中部设有纵梁（403），在纵梁（403）上端设有横梁（404），横梁（404）的两边固定连接支架（1），所述的纵梁（403）下端与支架（1）活动连接，在纵梁（403）与支架（1）的连接部设有转向转向回位扭簧（405），在纵梁（403）上端设有纵向杆（406），在纵向杆（406）上设有滚轮（407）与横梁（404）活动压接，在纵梁（403）上端还设有前横杆（408），前横杆（408）上活动连接方向偏转杠杆（409），方向偏转杠杆（409）成纵向设置且两边分别设有托轮（410），托轮（410）与横梁（404）连接，在支架（1）上分别设有左右方向驱动力臂（411），所述的左右方向驱动力臂（411）分别驱动一分配转盘（412），分配转盘（412）的其中一条拉线连接方向偏转机构，分配转盘（412）的另一条拉线连接方向偏转杠杆（9）上端。

9.根据权利要求8所述的仿生人力智能驱动装置，其特征在于，所述的横梁（404）上设有前横梁（413），在前横梁（413）底部设有导柱（414），导柱（414）成纵向设置；在导柱（414）外围设有滑块（415），滑块（415）的前端与托轮（410）的轴固定连接，在托轮（410）的轴前端设有齿条（416），在前横梁前端设有转向驱动齿轮（417）和过渡齿轮（418），转向驱动齿轮（417）与过渡齿轮（418）啮合，过渡齿轮（418）与齿条（416）啮合，在转向驱动齿（417）轮轴上设有联动转盘（419）；所述的动力输出轴（3）设有至少一条第二径向滑杆（420），在第二径向滑杆（420）上设有第二离心锤（421），第二离心锤（421）设有第二回位拉簧（422），第二离心锤（421）通过拉线与位移环（423）的转向内套（424）联动，内套活动套接在动力输出轴（3）上，在位移环（423）与转向内套（424）之间设有轴承，所述的位移环（423）还设有导向杆（425），导向杆（425）固定在支架（1）上，位移环（423）与导向杆（425）滑动配合；所述的位移环（423)通过拉线与联动转盘（419）联动。

10.根据权利要求9所述的仿生人力智能驱动装置，其特征在于，所述的动力输出轴上均匀分布有三条第二径向滑杆（420），在每条第二径向滑杆（420）上分别设有第二离心锤（421），各第二离心锤（421）分别通过拉线与转向内套（424）联动。

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