CN103482003B - 一种组合曲柄机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种组合曲柄机构，包括曲柄主轴，支撑架轴套，曲柄臂，连杆轴，连杆轴轴套，链轮和链条，本发明在曲柄主轴和连杆轴处增加一对型号大小和齿数相同的链轮，并通过链条连接起来，组合曲柄机构转动时，曲柄主轴上的链轮不转动，曲柄连杆轴上的链轮只围绕曲柄主轴上的链轮公转而不自转，在固定连接于此链轮的延伸件上设置限位件，作为连杆的第二连接点，连杆轴作为连杆的第一连接点，在曲柄旋转时，连杆只发生平动而不发生转动。另外将连杆轴设置为偏心轴，连杆在随曲柄转动做平动的同时，还以第二连接点为基点，在偏心轴的限制下作一定幅度的摆动运作，使施加在连杆上的力有效地做功，使连杆发挥省力杠杆的作用，对曲柄进行省力驱动。

Description

一种组合曲柄机构

技术领域

本发明涉及一种曲柄机构，特别是一种用于自行车、三轮车、轮椅等人力交通工具驱动系统上的组合曲柄机构，属于机械传动领域。

背景技术

现有自行车、三轮车、残疾人用三轮车等人力交通工具的驱动系统一般采用的传动方案为：由两侧脚踏各带动一曲柄，两个曲柄共同带动大链轮，大链轮通过链条带动小链轮，小链轮通过棘轮棘爪单向离合器带动自行车后轮进行驱动，此形式的脚踏车驱动机构结构简单，操作方便，但由于两侧的曲柄受转动空间所限，其长度有限，局限了其省力驱动效能的发挥，致使此类人力交通工具长时间骑行时仍然显得比较费力。

发明内容

为了解决这一问题，我们希望在脚踏和曲柄之间增加一个连杆，通过脚踏驱动连杆，连杆再驱动曲柄，达到省力驱动的效果。由于曲柄上的连杆轴与连杆是转动连接，当连杆轴作为连杆的一个连接点时，为了使连杆能驱动曲柄转动，连杆还需要第二个连接点来形成两点连接的支撑，而且第二连接点在曲柄转动时要保持和第一连接点的相对位置不变，这样才能保证连杆在驱动曲柄转动时只发生平动而不发生转动。另外我们将曲柄上的连杆轴设置为偏心轴，当连杆的脚踏端施力驱动曲柄旋转时，连杆在随曲柄的转动做平动的同时，还在偏心连杆轴的限制下以第二连接点为基点作一定幅度的摆动运作，这样连杆才能有效地做功进而对曲柄进行省力驱动。为此我们发明了一种组合曲柄机构以达到上述效果。本发明的具体技术方案如下：

一种组合曲柄机构，包括曲柄主轴，支撑架轴套，曲柄臂，连杆轴，连杆轴轴套，链轮和链条，其中曲柄主轴转动连接在支撑架轴套上，曲柄臂的一端固定连接在曲柄主轴上，曲柄臂的另一端转动连接着一个连杆轴轴套，连杆轴轴套内转动连接着连杆轴，连杆轴固定连接在曲柄臂上，连杆轴伸出部分相对其固定连接在曲柄臂上的部分偏心，连杆轴的偏心伸出部分为连杆的一个连接点；支撑架轴套左侧固定连接有一个链轮，连杆轴轴套右侧也固定连接有一个链轮，两个链轮在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条相连接。连杆轴轴套的延伸部分上还设有连杆限位件，连杆限位件为连杆的另一个连接点。

所述曲柄臂可以是通过一个连接件固定连接到曲柄主轴上，也可以是直接固定连接在曲柄主轴上。

所述曲柄臂可以是通过一个连接件固定连接到连杆轴上，也可以是直接固定连接在连杆轴上。

所述连杆轴轴套的延伸部分的延伸方向根据所述组合曲柄机构与连杆配合使用时需要连杆施力端摆动的方向而定。当连杆施力端需要上下摆动时，连杆轴轴套的延伸部分的延伸方向为水平方向，当连杆施力端需要前后摆动时，连杆轴轴套的延伸部分的延伸方向为垂直方向。

用一个偏心安装的轴套替换上述技术方案的偏心连杆轴，用一个直轴替换上述技术方案的连杆轴轴套，将上述技术方案中的连杆轴和连杆轴轴套的形状和位置关系进行互换，可以得到本发明的另一种组合曲柄机构的形式，具体技术方案如下：

一种组合曲柄机构，包括曲柄主轴，支撑架轴套，曲柄臂，偏心轴套，直轴，链轮和链条，其中曲柄主轴转动连接在支撑架轴套上，曲柄臂的一端固定连接在曲柄主轴上，曲柄臂的另一端转动连接在一个直轴的中段上，直轴穿过一个固定安装在曲柄臂上的偏心轴套，偏心轴套的安装位置相对直轴保持偏心，偏心轴套的外圆形成连杆的一个连接点，支撑架轴套左侧固定连接有一个链轮，直轴右端也固定连接有一个链轮，两个链轮在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条相连接。直轴的左端固定连接有一个延伸件，延伸件上设有限位件，此限位件为连杆的另一个连接点。

所述延伸件的延伸方向根据所述组合曲柄机构与连杆配合使用时需要连杆施力端摆动的方向而定。当连杆施力端需要上下摆动时，延伸件的延伸方向为水平方向，当连杆施力端需要前后摆动时，延伸件的延伸方向为垂直方向。

根据上述两个技术方案所述的组合曲柄机构，我们可以在此基础上变换形式并增加必要的连杆机构和变速机构，构建出多种类似脚踏车或轮椅等的人力交通工具的驱动系统。

（1）、以下为基于第一个技术方案所构建的三种脚踏车的驱动系统。

1）、第一种脚踏车的驱动系统，包括组合曲柄机构，连杆机构和变速机构，组合曲柄机构和连杆机构在脚踏车的两侧各设一组，共同带动变速机构，其中：

所述组合曲柄机构包括后轮轴，车架轴套，曲柄臂，连杆轴，连杆轴轴套，链轮和链条，其中后轮轴转动连接在车架轴套上，曲柄臂的一端固定连接在后轮轴上，曲柄臂的另一端转动连接着一个连杆轴轴套，连杆轴轴套内转动连接着连杆轴，连杆轴的一端通过连接件固定连接在曲柄臂上，连杆轴伸出部分相对其固定连接在曲柄臂上的部分偏心，连杆轴的偏心伸出部分形成与连杆转动连接的轴颈，车架轴套左侧固定连接有一个链轮，连杆轴轴套右侧也固定连接有一个链轮，两个链轮在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条相连接。连杆轴轴套的向右延伸，延伸部分上设有与连杆滑动连接的限位组件。

所述连杆机构包括连杆，脚踏和滑轮，连杆一端转动连接在连杆轴的偏心伸出部分，此端向右延伸形成的延伸端固定安装有一小轴，小轴上安装有可转动的滑轮，滑轮被限制在连杆轴轴套延伸部分的限位组件槽内形成滑动连接，连杆的另一端安装有脚踏。

所述变速机构包括一对大小齿轮和一对大小过桥齿轮，其中大齿轮固定连接在后轮轴上，后轮轴上还转动连接着一个后轮轴轴套，在车架轴套的水平延伸部分上固定安装有过桥齿轮轴，大小过桥齿轮做成一体并转动连接在过桥齿轮轴上，小过桥齿轮与后轮轴上的大齿轮相啮合，大过桥齿轮与后轮轴轴套上的小齿轮相啮合，小齿轮固定连接于后轮轴轴套的小端，后轮轴轴套的大端固定连接有棘轮棘爪单向离合器，由此离合器带动后轮轮毂来驱动脚踏车。

2）、第二种脚踏车的驱动系统，包括组合曲柄机构，连杆机构和变速机构，三个机构在脚踏车的两侧各设一组，其中：

所述组合曲柄机构包括曲柄主轴，曲柄臂，连杆轴，连杆轴轴套，链轮和链条，其中曲柄主轴固定连接在车架的垂直固定辅件上，曲柄臂的一端转动连接在曲柄主轴上，曲柄臂的另一端固定连接连杆轴，连杆轴中部转动连接有连杆轴轴套，连杆轴伸出部分相对其固定连接在曲柄臂上的部分偏心，连杆轴的偏心伸出部分形成与连杆转动连接的轴颈。曲柄主轴左端还固定连接有一个链轮，连杆轴轴套右侧也固定连接有一个链轮，两个链轮在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条相连接。连杆轴轴套的左侧固定安装有向右延伸的延伸件，延伸件上设有与连杆滑动连接的限位组件。

所述连杆机构包括连杆，脚踏和滑轮，连杆一端转动连接在连杆轴的偏心伸出部分，此端向右延伸形成的延伸端固定安装有一小轴，小轴上安装有可转动的滑轮，滑轮被限制在延伸件上的限位组件槽内形成滑动连接，连杆的另一端安装有脚踏。

所述变速机构包括一对大小齿轮和一个小过桥齿轮，大齿轮固定安装在曲柄臂连接曲柄主轴端的侧面，小过桥齿轮固定连接在过桥齿轮轴上，过桥齿轮轴转动连接在车架的垂直固定辅件上，小齿轮固定连接在后轮轴的一端，后轮轴转动连接在车架的垂直固定辅件上，大齿轮与小过桥齿轮相啮合，小过桥齿轮再与小齿轮相啮合，后轮轴上还固定连接有棘轮棘爪单向离合器，由此离合器带动后轮轮毂来驱动脚踏车。

3）、第三种脚踏车的驱动系统，包括组合曲柄机构，连杆机构和变速机构，组合曲柄机构和连杆机构在脚踏车的两侧各设一组，共同带动变速机构，其中：

所述组合曲柄机构包括曲柄主轴，车架轴套，曲柄臂，偏心轴，偏心轴轴套，链轮和链条，其中曲柄主轴转动连接在车架轴套上，曲柄臂的一端通过连接件固定连接在曲柄主轴上，曲柄臂的另一端固定连接在偏心轴上，偏心轴中部转动连接偏心轴轴套，偏心轴伸出部分相对其固定连接在曲柄臂上的部分偏心，偏心轴的偏心伸出部分安装有可转动的限位滑轮，偏心轴轴套向右上方延伸，其延伸部分固定安装有连杆轴，连杆轴伸出部分形成与连杆转动连接的轴颈。车架轴套左侧固定连接有一个链轮，偏心轴轴套右侧也固定连接有一个链轮，两个链轮在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条相连接。

所述连杆机构包括连杆和脚踏，连杆一端转动连接在连杆轴上，连杆的下端面开有定位滑槽，滑槽与偏心轴上的限位滑轮相对应，形成滑动连接，连杆的另一端转动连接有脚踏。

所述变速机构包括一对大小链轮和链条，其中大链轮固定连接在曲柄主轴上，大链轮通过链条和小链轮连接，小链轮安装在后轮轴上，小链轮通过棘轮棘爪单向离合器和后轮轴连接，驱动脚踏车。

（2）、以下为基于第二个技术方案所构建的一种轮椅的驱动系统。

一种轮椅驱动系统，包括组合曲柄机构和连杆机构，组合曲柄机构和连杆机构在轮椅的两侧各设一组，其中：

所述组合曲柄机构，包括轮椅主轴，轮椅支撑架轴套，曲柄臂，偏心轴套，直轴，链轮和链条，其中轮椅主轴转动连接在轮椅支撑架轴套上，曲柄臂的一端固定连接在轮椅主轴上，曲柄臂的另一端转动连接在一个直轴的中段上，直轴穿过一个固定安装在曲柄臂上的偏心轴套，偏心轴套的安装位置相对直轴保持偏心，偏心轴套的外圆形成与连杆转动连接的轴颈。轮椅支撑架轴套左侧固定连接有一个链轮，直轴右端也固定连接有一个链轮，两个链轮在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条相连接。直轴的左端固定连接有一个向下延伸的延伸件，延伸件上固定连接有一小轴，小轴的伸出部分做成与连杆滑动连接的固定滑轮。

所述连杆机构包括连杆，手把和限位组件，连杆与组合曲柄机构连接的一端转动连接在偏心轴套的外圆轴颈处，且其端部向下延伸，延伸部分设有限位组件，连杆上的限位组件与组合曲柄机构上的固定滑轮滑动限位连接，连杆臂向左上方延伸，端部转动连接有手把。

本发明相对于现有技术的有益效果为：

本发明所提供的组合曲柄机构，在曲柄主轴和曲柄连杆轴处增加了一对型号大小和齿数相同的链轮，并通过链条连接起来，组合曲柄机构转动时，曲柄主轴上的链轮不转动，在链条的啮合作用下，曲柄连杆轴上的链轮只围绕曲柄主轴上的链轮公转而不自转，在固定连接于此链轮的延伸件上设置限位件，作为连杆的第二连接点，曲柄连杆轴作为连杆的第一连接点，在曲柄旋转时，第二连接点总能相对于第一连接点的位置不变。这样，在使用连杆驱动曲柄时，连杆只发生平动而不发生转动。另外，将曲柄上的连杆轴设置为偏心轴，当连杆的施力端施力驱动曲柄旋转时，连杆在随曲柄的转动做平动的同时，还以第二连接点为基点，在曲柄偏心轴的限制下作一定幅度的摆动运作，从而使施加在连杆上的力有效地做功，使连杆发挥省力杠杆的作用，对曲柄进行省力驱动。

附图说明

图1为本发明技术方案一组合曲柄机构的剖面结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明技术方案二组合曲柄机构的剖面结构示意图；

图4为第一种脚踏车的驱动系统的结构示意图；

图5为图4中的组合曲柄机构转至水平位置时的俯视图；

图6为图4的A-A剖面图；

图7为图4的B-B剖面图；

图8为图4的C-C剖面图；

图9为图4拆除连杆机构时的示意图；

图10为第二种脚踏车的驱动系统的结构示意图；

图11为图10中的组合曲柄机构转至水平位置时的俯视图；

图12为图10的A-A剖面图；

图13为图10的B-B剖面图；

图14为图10拆除连杆机构时的示意图；

图15为第三种脚踏车的驱动系统的结构示意图；

图16为图15中的组合曲柄机构转至水平位置时的俯视图；

图17为图15的A-A剖面图；

图18为图15的B-B剖面图；

图19为图15拆除连杆机构时的局部示意图；

图20为一种轮椅的驱动系统的结构示意图；

图21为图20中的组合曲柄机构转至水平位置时的俯视图；

图22为图20的A-A剖面图；

图23为轮椅驱动系统安装在轮椅上的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本组合曲柄机构及其应用方式做进一步说明。

如图1-2所示（以曲柄臂5通过连接件6固定连接到连杆轴7，连杆轴轴套9延伸部分水平向右延伸为例），本发明第一种技术方案的组合曲柄机构，包括曲柄主轴1，支撑架轴套2，曲柄臂5，连杆轴7，连杆轴轴套9，链轮3、8和链条4，其中曲柄主轴1转动连接在支撑架轴套2上，曲柄臂5的一端直接固定连接在曲柄主轴1上，曲柄臂5的另一端转动连接着一个连杆轴轴套9，连杆轴轴套9内转动连接着连杆轴7，连杆轴7端部通过连接件6固定连接在曲柄臂5上，连杆轴7伸出部分相对其固定连接在曲柄臂5上的部分偏心，连杆轴7的偏心伸出部分为连杆的一个连接点；支撑架轴套2左侧固定连接有一个链轮3，连杆轴轴套9右侧也固定连接有一个链轮8，两个链轮3、8在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条4相连接。连杆轴轴套9的延伸部分上还设有连杆限位件10，连杆限位件10为连杆的另一个连接点。

对第一种技术方案的组合曲柄机构的连杆轴7和连杆轴轴套9的形状和位置关系进行互换，可以得到本发明的另一种组合曲柄机构的形式，如图3所示（以延伸件19垂直向下延伸为例），第二种技术方案的组合曲柄机构，包括曲柄主轴11，支撑架轴套12，曲柄臂15，偏心轴套18，直轴16，链轮13、17和链条14，其中曲柄主轴11转动连接在支撑架轴套12上，曲柄臂15的一端固定连接在曲柄主轴11上，曲柄臂15的另一端转动连接在一个直轴16的中段上，直轴16穿过一个固定安装在曲柄臂15上的偏心轴套18，偏心轴套18相对直轴16保持偏心，偏心轴套18的外圆形成连杆的一个连接点，支撑架轴套12左侧固定连接有一个链轮13，直轴16右端也固定连接有一个链轮17，两个链轮13、17在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条14相连接。直轴16的左端固定连接有一个延伸件19，延伸件上设有限位件20，此限位件20为连杆的另一个连接点。

基于上述两个技术方案所述的组合曲柄机构，我们可以在此基础上变换形式并增加必要的连杆机构和变速机构，构建出多种类似脚踏车或轮椅等的人力交通工具的驱动系统。

（1）、以下为基于第一个技术方案构建的三种脚踏车的驱动系统。

1）、第一种脚踏车的驱动系统，如图4-图9所示，包括组合曲柄机构，连杆机构和变速机构，组合曲柄机构和连杆机构在脚踏车的两侧各设一组，共同带动变速机构，其中：

组合曲柄机构包括后轮轴21，车架轴套23，曲柄臂29，连杆轴31，连杆轴轴套33，链轮22、32和链条28，其中后轮轴21转动连接在车架轴套23上，车架轴套23固定安装在车架45上，曲柄臂29的一端固定连接在后轮轴21上，曲柄臂29的另一端转动连接着一个连杆轴轴套33，连杆轴轴套33内转动连接着连杆轴31，连杆轴31的一端通过连接件30固定连接在曲柄臂29上，连杆轴31伸出部分相对其固定连接在曲柄臂29上的部分偏心，连杆轴31的偏心伸出部分形成与连杆34转动连接的轴颈，车架轴套23左侧固定连接有一个链轮22，连杆轴轴套33右侧也固定连接有一个链轮32，两个链轮22、32在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条28相连接。连杆轴轴套33的向右延伸，延伸部分上设有与连杆34滑动连接的限位组件39。

连杆机构包括连杆34，脚踏44和滑轮38，连杆34一端转动连接在连杆轴31的偏心伸出部分，此端向右延伸形成的延伸端36固定安装有一小轴37，小轴37上安装有可转动的滑轮38，滑轮38被限制在连杆轴轴套33延伸部分的限位组件39槽内形成滑动连接，连杆34的另一端安装有脚踏44。

变速机构包括一对大小齿轮24、25和一对大小过桥齿轮42、40，其中大齿轮24固定连接在后轮轴21上，后轮轴21上还转动连接着一个后轮轴轴套35，在车架轴套23的水平延伸部分43上固定安装有过桥齿轮轴41，大小过桥齿轮42、40做成一体并转动连接在过桥齿轮轴41上，小过桥齿轮40与后轮轴21上的大齿轮24相啮合，大过桥齿轮42与后轮轴轴套35上的小齿轮25相啮合，小齿轮25固定连接于后轮轴轴套35的小端，后轮轴轴套35的大端固定连接有棘轮棘爪单向离合器27，由此离合器27带动后轮轮毂26来驱动脚踏车。

本驱动系统运动时，由脚踏44带动连杆机构，连杆机构通过连杆轴31和限位组件39两个连接点驱动组合曲柄机构，组合曲柄机构通过变速机构大小齿轮24、25配合大小过桥齿轮42、40转换速比进行加速，再由变速机构驱动车后轮轮毂26，从而驱动脚踏车。组合曲柄机构转动时，后轮轴21上的链轮22不转动，在链条28的啮合作用下，曲柄连杆轴31上的链轮32只围绕后轮轴21上的链轮22公转而不自转，所以连杆34只发生平动而不发生转动，另外由于连杆轴31为偏心轴，连杆34在随曲柄转动做平动的同时，还以限位组件39为基点，在连杆轴31的限制下作一定幅度的上下摆动运作，在两个运动的叠加下，连杆机构驱动时脚踏44的运动轨迹为一个上下大，左右小的“0”形椭圆轨迹，这种运动轨迹更适合脚踏车的上下蹬踏的施力操作要求，也能更有效地做功，对曲柄进行省力驱动。

2）、第二种脚踏车的驱动系统，如图10-图14所示，包括组合曲柄机构，连杆机构和变速机构，三个机构在脚踏车的两侧各设一组，其中：

组合曲柄机构包括曲柄主轴53，曲柄臂57，连杆轴59，连杆轴轴套60，链轮54、58和链条56，其中曲柄主轴53固定连接在车架68的垂直固定辅件52上，曲柄臂57的一端转动连接在曲柄主轴53上，曲柄臂57的另一端固定连接连杆轴59，连杆轴59中部转动连接有连杆轴轴套60，连杆轴59伸出部分相对其固定连接在曲柄臂57上的部分偏心，连杆轴59的偏心伸出部分形成与连杆62转动连接的轴颈。曲柄主轴53左端还固定连接有一个链轮54，连杆轴轴套60右侧也固定连接有一个链轮58，两个链轮54、58在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条56相连接。连杆轴轴套60的左侧固定安装有向右延伸的延伸件61，延伸件61上设有与连杆62滑动连接的限位组件63。

连杆机构包括连杆62，脚踏67和滑轮65，连杆62一端转动连接在连杆轴59的偏心伸出部分，此端向右延伸形成的延伸端66固定安装有一小轴64，小轴64上安装有可转动的滑轮65，滑轮65被限制在延伸件61上的限位组件63槽内形成滑动连接，连杆62的另一端安装有脚踏67。

变速机构包括一对大小齿轮55、49和一个小过桥齿轮51，大齿轮55固定安装在曲柄臂57连接曲柄主轴53端的侧面，小过桥齿轮51固定连接在过桥齿轮轴50上，过桥齿轮轴50转动连接在车架68的垂直固定辅件52上，小齿轮49固定连接在后轮轴46的一端，后轮轴46转动连接在车架68的垂直固定辅件52上，大齿轮55与小过桥齿轮50相啮合，小过桥齿轮50再与小齿轮49相啮合，后轮轴46上还固定连接有棘轮棘爪单向离合器47，由此离合器47带动后轮轮毂48来驱动脚踏车。

本驱动系统运动时，由脚踏67带动连杆机构，连杆机构通过连杆轴59和限位组件63两个连接点驱动组合曲柄机构，组合曲柄机构通过变速机构大小齿轮55、49配合小过桥齿轮51转换速比进行加速，再由变速机构驱动车后轮轮毂48，从而驱动脚踏车。组合曲柄机构转动时，曲柄主轴53上的链轮54不转动，在链条56的啮合作用下，曲柄连杆轴59上的链轮58只围绕曲柄主轴53上的链轮54公转而不自转，所以连杆62只发生平动而不发生转动，另外由于连杆轴59为偏心轴，连杆62在随曲柄转动做平动的同时，还以限位组件63为基点，在连杆轴59的限制下作一定幅度的上下摆动运作，在两个运动的叠加下，连杆机构驱动时脚踏67的运动轨迹为一个上下大，左右小的“0”形椭圆轨迹，这种运动轨迹更适合脚踏车的上下蹬踏的施力操作要求，也能更有效地做功，对曲柄进行省力驱动。

3）、第三种脚踏车的驱动系统，如图15-图19所示，包括组合曲柄机构，连杆机构和变速机构，组合曲柄机构和连杆机构在脚踏车的两侧各设一组，共同带动变速机构，其中：

组合曲柄机构包括曲柄主轴70，车架轴套71，曲柄臂74，偏心轴77，偏心轴轴套76，链轮72、75和链条73，其中曲柄主轴70转动连接在车架轴套71上，车架轴套71固定安装在车架83上，曲柄臂74的一端通过连接件69固定连接在曲柄主轴70上，曲柄臂74的另一端固定连接在偏心轴77上，偏心轴77中部转动连接偏心轴轴套76，偏心轴77伸出部分相对其固定连接在曲柄臂74上的部分偏心，偏心轴77的偏心伸出部分安装有可转动的限位滑轮78，偏心轴轴套76向右上方延伸，其延伸部分固定安装有连杆轴81，连杆轴81伸出部分形成与连杆79转动连接的轴颈。车架轴套71左侧固定连接有一个链轮72，偏心轴轴套76右侧也固定连接有一个链轮75，两个链轮72、75在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条73相连接。

连杆机构包括连杆79和脚踏86，连杆79一端转动连接在连杆轴81上，连杆79的下端面开有定位滑槽，滑槽与偏心轴77上的限位滑轮78相对应，形成滑动连接，连杆79的另一端转动连接有脚踏86。

变速机构包括一对大小链轮80、84和链条82，其中大链轮80固定连接在曲柄主轴70上，大链轮80通过链条82和小链轮84连接，小链轮84安装在后轮轴85上，小链轮84通过棘轮棘爪单向离合器87和后轮轴85连接，驱动脚踏车。

本驱动系统运动时，由脚踏86带动连杆机构，连杆机构通过连杆轴81和限位滑轮78两个连接点驱动组合曲柄机构，组合曲柄机构通过变速机构大小链轮轮80、84转换速比进行加速，再由变速机构驱动车后轮轴85，从而驱动脚踏车。组合曲柄机构转动时，曲柄主轴70上的链轮72不转动，在链条73的啮合作用下，曲柄偏心轴77上的链轮75只围绕曲柄主轴70上的链轮72公转而不自转，所以连杆79只发生平动而不发生转动，另外由于偏心轴77的存在，连杆62在随曲柄转动做平动的同时，还以连杆轴81为基点，在偏心轴77上的限位滑轮78的限制下作一定幅度的上下摆动运作，在两个运动的叠加下，连杆机构驱动时脚踏67的运动轨迹为一个上下大，左右小的“0”形椭圆轨迹，这种运动轨迹更适合脚踏车的上下蹬踏的施力操作要求，也能更有效地做功，对曲柄进行省力驱动。

（2）、以下为基于第二个技术方案所构建的一种轮椅的驱动系统。

一种轮椅驱动系统，如图20-图23所示，包括组合曲柄机构和连杆机构，组合曲柄机构和连杆机构在轮椅的两侧各设一组，其中：

组合曲柄机构包括轮椅主轴88，轮椅支撑架轴套100，曲柄臂89，偏心轴套95，直轴96，链轮97、99和链条98，其中轮椅主轴88转动连接在轮椅支撑架轴套100上，轮椅支撑架轴套100固定安装在轮椅支撑架102上，曲柄臂89的一端固定连接在轮椅主轴88上，曲柄臂89的另一端转动连接在一个直轴96的中段上，直轴96穿过一个固定安装在曲柄臂89上的偏心轴套95，偏心轴套95的安装位置相对直轴96保持偏心，偏心轴套95的外圆形成与连杆90转动连接的轴颈。轮椅支撑架轴套100左侧固定连接有一个链轮99，直轴96右端也固定连接有一个链轮97，两个链轮99、97在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条98相连接。直轴96的左端固定连接有一个向下延伸的延伸件94，延伸件94上固定连接有一小轴92，小轴92的伸出部分做成与连杆90滑动连接的固定滑轮91。

连杆机构包括连杆90，手把103和限位组件93，连杆90与组合曲柄机构连接的一端转动连接在偏心轴套95的外圆轴颈处，且其端部向下延伸，延伸部分设有限位组件93，连杆90上的限位组件93与组合曲柄机构上的固定滑轮91滑动限位连接，连杆臂向左上方延伸，端部转动连接有手把103。

本轮椅驱动系统运动时，由手把103带动连杆机构，连杆机构通过偏心轴套95和固定滑轮91两个连接点驱动组合曲柄机构，组合曲柄机构直接驱动轮椅主轴88，从而带动固定连接在轮椅主轴88上的轮毂101，驱动轮椅。组合曲柄机构转动时，轮椅主轴88上的链轮99不转动，在链条98的啮合作用下，曲柄直轴96上的链轮97只围绕轮椅主轴88上的链轮99公转而不自转，所以连杆90只发生平动而不发生转动，另外固定滑轮91连接点的滑动连接的方式设置为上下滑动，由于偏心轴套95的存在，连杆90在随曲柄转动做平动的同时，还以固定滑轮91为基点，在偏心轴套95和直轴96的限制下作一定幅度的前后摆动运作，在两个运动的叠加下，连杆机构驱动时手把103的运动轨迹为一个左右大，上下小的“                                                ”形椭圆轨迹，这种运动轨迹更适合手把103的前后推拉的施力操作要求，也能更有效地做功，对曲柄进行省力驱动。

Claims (10)

1.一种组合曲柄机构，其特征是：包括曲柄主轴（1），支撑架轴套（2），曲柄臂（5），连杆轴（7），连杆轴轴套（9），链轮（3、8）和链条（4），其中曲柄主轴（1）转动连接在支撑架轴套（2）上，曲柄臂（5）的一端固定连接在曲柄主轴（1）上，曲柄臂（5）的另一端转动连接着一个连杆轴轴套（9），连杆轴轴套（9）内转动连接着连杆轴（7），连杆轴（7）固定连接在曲柄臂（5）上，连杆轴（7）伸出部分相对其固定连接在曲柄臂（5）上的部分偏心，连杆轴（7）的偏心伸出部分为连杆的一个连接点；支撑架轴套（2）左侧固定连接有一个链轮（3），连杆轴轴套（9）右侧也固定连接有一个链轮（8），两个链轮（3、8）在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条（4）相连接；连杆轴轴套（9）的延伸部分上还设有连杆限位件（10），连杆限位件（10）为连杆的另一个连接点。

2.根据权利要求1所述的组合曲柄机构，其特征是所述曲柄臂（5）是通过一个连接件固定连接到曲柄主轴（1）上，或者是直接固定连接在曲柄主轴（1）上。

3.根据权利要求1所述的组合曲柄机构，其特征是所述曲柄臂（5）是通过一个连接件（6）固定连接到连杆轴（7）上，或者是直接固定连接在连杆轴（7）上。

4.根据权利要求1所述的组合曲柄机构，其特征是所述连杆轴轴套（9）的延伸部分的延伸方向根据组合曲柄机构与连杆配合使用时需要连杆施力端摆动的方向而定。

5.一种组合曲柄机构，其特征是：包括曲柄主轴（11），支撑架轴套（12），曲柄臂（15），偏心轴套（18），直轴（16），链轮（13、17）和链条（14），其中曲柄主轴（11）转动连接在支撑架轴套（12）上，曲柄臂（15）的一端固定连接在曲柄主轴（11）上，曲柄臂（15）的另一端转动连接在一个直轴（16）的中段上，直轴（16）穿过一个固定安装在曲柄臂（15）上的偏心轴套（18），偏心轴套（18）的安装位置相对直轴（16）保持偏心，偏心轴套（18）的外圆形成连杆的一个连接点，支撑架轴套（12）左侧固定连接有一个链轮（13），直轴（16）右端也固定连接有一个链轮（17），两个链轮（13、17）在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条（14）相连接；直轴（16）的左端固定连接有一个延伸件（19），延伸件（19）上设有限位件（20），此限位件（20）为连杆的另一个连接点。

6.根据权利要求5所述的组合曲柄机构，其特征是所述延伸件（19）的延伸方向根据所述组合曲柄机构与连杆配合使用时需要连杆施力端摆动的方向而定。

7.一种脚踏车的驱动系统，包括组合曲柄机构，连杆机构和变速机构，组合曲柄机构和连杆机构在脚踏车的两侧各设一组，共同带动变速机构，其特征是：

所述组合曲柄机构包括后轮轴（21），车架轴套（23），曲柄臂（29），连杆轴（31），连杆轴轴套（33），链轮（22、32）和链条（28），其中后轮轴（21）转动连接在车架轴套（23）上，曲柄臂（29）的一端固定连接在后轮轴（21）上，曲柄臂（29）的另一端转动连接着一个连杆轴轴套（33），连杆轴轴套（33）内转动连接着连杆轴（31），连杆轴（31）的一端通过连接件（30）固定连接在曲柄臂（29）上，连杆轴（31）伸出部分相对其固定连接在曲柄臂（29）上的部分偏心，连杆轴（31）的偏心伸出部分形成与连杆（34）转动连接的轴颈，车架轴套（23）左侧固定连接有一个链轮（22），连杆轴轴套（33）右侧也固定连接有一个链轮（32），两个链轮（22、32）在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条（28）相连接；连杆轴轴套（33）的向右延伸，延伸部分上设有与连杆（34）滑动连接的限位组件（39）；

所述连杆机构包括连杆（34），脚踏（44）和滑轮（38），连杆（34）一端转动连接在连杆轴（31）的偏心伸出部分，此端向右延伸形成的延伸端（36）固定安装有一小轴（37），小轴（37）上安装有可转动的滑轮（38），滑轮（38）被限制在连杆轴轴套（33）延伸部分的限位组件（39）槽内形成滑动连接，连杆（34）的另一端安装有脚踏（44）；

所述变速机构包括一对大小齿轮（24、25）和一对大小过桥齿轮（42、40），其中大齿轮（24）固定连接在后轮轴（21）上，后轮轴（21）上还转动连接着一个后轮轴轴套（35），在车架轴套（23）的水平延伸部分（43）上固定安装有过桥齿轮轴（41），大小过桥齿轮（42、40）做成一体并转动连接在过桥齿轮轴（41）上，小过桥齿轮（40）与后轮轴（21）上的大齿轮（24）相啮合，大过桥齿轮（42）与后轮轴轴套（35）上的小齿轮（25）相啮合，小齿轮（25）固定连接于后轮轴轴套（35）的小端，后轮轴轴套（35）的大端固定连接有棘轮棘爪单向离合器（27），由此离合器（27）带动后轮轮毂（26）来驱动脚踏车。

8.一种脚踏车的驱动系统，包括组合曲柄机构，连杆机构和变速机构，三个机构在脚踏车的两侧各设一组，其特征是：

所述组合曲柄机构包括曲柄主轴（53），曲柄臂（57），连杆轴（59），连杆轴轴套（60），链轮（54、58）和链条（56），其中曲柄主轴（53）固定连接在车架（68）的垂直固定辅件（52）上，曲柄臂（57）的一端转动连接在曲柄主轴（53）上，曲柄臂（57）的另一端固定连接连杆轴（59），连杆轴（59）中部转动连接有连杆轴轴套（60），连杆轴（59）伸出部分相对其固定连接在曲柄臂（57）上的部分偏心，连杆轴（59）的偏心伸出部分形成与连杆（62）转动连接的轴颈；曲柄主轴（53）左端还固定连接有一个链轮（54），连杆轴轴套（60）右侧也固定连接有一个链轮（58），两个链轮（54、58）在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条（56）相连接；连杆轴轴套（60）的左侧固定安装有向右延伸的延伸件（61），延伸件（61）上设有与连杆（62）滑动连接的限位组件（63）；

所述连杆机构包括连杆（62），脚踏（67）和滑轮（65），连杆（62）一端转动连接在连杆轴（59）的偏心伸出部分，此端向右延伸形成的延伸端（66）固定安装有一小轴（64），小轴（64）上安装有可转动的滑轮（65），滑轮（65）被限制在延伸件（61）上的限位组件（63）槽内形成滑动连接，连杆（62）的另一端安装有脚踏（67）；

所述变速机构包括一对大小齿轮（55、49）和一个小过桥齿轮（51），大齿轮（55）固定安装在曲柄臂（57）连接曲柄主轴（53）端的侧面，小过桥齿轮（51）固定连接在过桥齿轮轴（50）上，过桥齿轮轴（50）转动连接在车架（68）的垂直固定辅件（52）上，小齿轮（49）固定连接在后轮轴（46）的一端，后轮轴（46）转动连接在车架（68）的垂直固定辅件（52）上，大齿轮（55）与小过桥齿轮（50）相啮合，小过桥齿轮（50）再与小齿轮（49）相啮合，后轮轴（46）上还固定连接有棘轮棘爪单向离合器（47），由此离合器（47）带动后轮轮毂（48）来驱动脚踏车。

9.一种脚踏车的驱动系统，包括组合曲柄机构，连杆机构和变速机构，组合曲柄机构和连杆机构在脚踏车的两侧各设一组，共同带动变速机构，其特征是： 

所述组合曲柄机构包括曲柄主轴（70），车架轴套（71），曲柄臂（74），偏心轴（77），偏心轴轴套（76），链轮（72、75）和链条（73），其中曲柄主轴（70）转动连接在车架轴套（71）上，曲柄臂（74）的一端通过连接件（69）固定连接在曲柄主轴（70）上，曲柄臂（74）的另一端固定连接在偏心轴（77）上，偏心轴（77）中部转动连接偏心轴轴套（76），偏心轴（77）伸出部分相对其固定连接在曲柄臂（74）上的部分偏心，偏心轴（77）的偏心伸出部分安装有可转动的限位滑轮（78），偏心轴轴套（76）向右上方延伸，其延伸部分固定安装有连杆轴（81），连杆轴（81）伸出部分形成与连杆（79）转动连接的轴颈；车架轴套（71）左侧固定连接有一个链轮（72），偏心轴轴套（76）右侧也固定连接有一个链轮（75），两个链轮（72、75）在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条（73）相连接；

所述连杆机构包括连杆（79）和脚踏（86），连杆（79）一端转动连接在连杆轴（81）上，连杆（79）的下端面开有定位滑槽，滑槽与偏心轴（77）上的限位滑轮（78）相对应，形成滑动连接，连杆（79）的另一端转动连接有脚踏（86）；

所述变速机构包括一对大小链轮（80、84）和链条（82），其中大链轮（80）固定连接在曲柄主轴（70）上，大链轮（80）通过链条（82）和小链轮（84）连接，小链轮（84）安装在后轮轴（85）上，小链轮（84）通过棘轮棘爪单向离合器（87）和后轮轴（85）连接，驱动脚踏车。

10.一种轮椅驱动系统，包括组合曲柄机构和连杆机构，组合曲柄机构和连杆机构在轮椅的两侧各设一组，其特征是：

所述组合曲柄机构，包括轮椅主轴（88），轮椅支撑架轴套（100），曲柄臂（89），偏心轴套（95），直轴（96），链轮（97、99）和链条（98），其中轮椅主轴（88）转动连接在轮椅支撑架轴套（100）上，曲柄臂（89）的一端固定连接在轮椅主轴（88）上，曲柄臂（89）的另一端转动连接在一个直轴（96）的中段上，直轴（96）穿过一个固定安装在曲柄臂（89）上的偏心轴套（95），偏心轴套（95）的安装位置相对直轴（96）保持偏心，偏心轴套（95）的外圆形成与连杆（90）转动连接的轴颈；轮椅支撑架轴套（100）左侧固定连接有一个链轮（99），直轴（96）右端也固定连接有一个链轮（97），两个链轮（99、97）在同一垂直面上且型号大小和齿数均相同，并通过链条（98）相连接；直轴（96）的左端固定连接有一个向下延伸的延伸件（94），延伸件（94）上固定连接有一小轴（92），小轴（92）的伸出部分做成与连杆（90）滑动连接的固定滑轮（91）；

所述连杆机构包括连杆（90），手把（103）和限位组件（93），连杆（90）与组合曲柄机构连接的一端转动连接在偏心轴套（95）的外圆轴颈处，且其端部向下延伸，延伸部分设有限位组件（93），连杆（90）上的限位组件（93）与组合曲柄机构上的固定滑轮（91）滑动限位连接，连杆臂向左上方延伸，端部转动连接有手把（103）。