CN106585840A - 一种连杆‑差动轮系组合式双驱动骑行车 - Google Patents

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杨小安
关雷
朱静芝
陈世斌
张伟社
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Abstract

本发明公开了一种连杆‑差动轮系组合式双驱动骑行车，是集成曲柄摇杆机构摆动变整周转动原理、差动轮系运动合成原理和自行车技术的双驱动骑行车，包括手动装置、连杆机构、差动轮系和自行车等；人手使手动装置的带耳套筒(相当于曲柄摇杆机构中的摇杆)前后往复摆动，带动连杆机构使第一外齿轮(相当于曲柄摇杆机构中的曲柄)做整周转动，第一外齿轮带动差动轮系的内齿轮转动，脚踩左踏板和右踏板使差动轮系的行星架转动，差动轮系将内齿轮和行星架的转动合成太阳轮的转动，从而带动和太阳轮固连的链轮转动，链轮通过链条驱动骑行车后轮转动。连杆‑差动轮系组合式双驱动骑行车运动与动力合成效果好，适宜骑行人的随意选择；手脚双驱动，既可协调的锻炼全身，又可以提高骑行的动力；操作简便，娱乐性高；结构简单，制造容易，成本低。

Description

一种连杆-差动轮系组合式双驱动骑行车
【技术领域】
本发明属于人力交通工具技术领域，涉及一种连杆-差动轮系组合式双驱动骑行车。
【背景技术】
随着社会的发展，传统的自行车已经无法满足人们日益多样化的需求。在健身锻炼方面，传统的自行车只能锻炼人的下肢而不能锻炼人的上肢，不能做到使人的全身得到锻炼。在骑行方面，由于传统自行车驱动仅仅依靠腿脚的力来驱动自行车运动，驱动力单一，遇到上坡或逆风行驶时，驱动力不足。连杆-差动轮系组合式双驱动骑行车，既可以使人的全身得到锻炼，又可以提高自行车的动力性，一举两得。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种连杆-差动轮系组合式双驱动骑行车，改骑行车能够实现手部驱动与脚部驱动的有效合成，在提高自行车动力性的同时，既能实现肌肉的全面锻炼，也能满足正常的骑行需求，提高产品价值与功效。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种连杆-差动轮系组合式双驱动骑行车，包括车架、车把、左踏板、右踏板以及传动链条；前轮安装于前叉之间，车把与前叉之间设置有手动装置；左踏板和右踏板之间设置有差动轮系，手动装置通过连杆机构与差动轮系相连；使用者能够向后拉动车把，带动手动装置沿车架上开设的第一曲滑轨和第二曲滑轨移动，通过连杆机构向差动轮系提供动力，差动轮系通过传动链条驱动后轮。
本发明进一步的改进在于：
安装连杆机构的车架上设置有盖板，并且通过螺钉固定。
手动装置包括用于连接车把和前叉的紧固轴，车把与前叉之间的紧固轴上依次套设套管、带耳套筒、上轴叉以及下轴叉；带耳套筒的侧面设置有滑块，滑块在第二曲滑轨中运动。
上轴叉和下轴叉通过十字轴式联轴器连接。
车架与前叉通过上下扣合的轴瓦上盖和轴瓦下盖相连，轴瓦上盖和轴瓦下盖之间设置有滚珠。
连杆机构包括设置于车架内的连杆，连杆的一端通过第一销轴与带耳套筒铰接，另一端通过第二销轴与差动轮系的第一外齿轮铰接。
差动轮系包括行星架、用于连接左踏板和右踏板的行星架轴，以及套设于行星架轴上的链轮轴、第二外齿轮以及转盘；链轮轴上套设链轮，转盘外侧的行星架轴上套设端盖板；内齿轮内设置一个太阳轮和至少两个行星轮，太阳轮套设于链轮轴上，行星轮设置于太阳轮和内齿轮之间，且与太阳轮和内齿轮同时啮合；第二外齿轮与第一外齿轮相啮合，第一外齿轮通过第一外齿轮轴安装于车架上；第一外齿轮的齿轮盘与连杆的一端固定连接。
行星轮通过行星轮轴安装于行星架上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过对自行车驱动系统的改进与转向机构的重新设计，使曲柄摇杆机构和差动轮系组合在一起，实现手脚驱动的有效合成，在自行车行进过程中实现手脚双驱动。它具有结构简单，节能环保，操作轻便，娱乐性高等优点。在运动健身方面，可提高全身肌肉的活动效率，增强锻炼效果，并提高全身协调性；在日常使用方面，增添趣味，提升产品吸引力。本发明将曲柄摇杆中的摇杆与自行车把的固定轴通过转动副连接在一起，曲柄与第一外齿轮固连，曲柄摇杆机构的运动原理实现车把的前后往复摆动转换成第一外齿轮的整周转动；差动轮系的内齿轮是一个双联齿轮，第一外齿轮与双联齿轮的第二外齿轮啮合，脚踏板驱动差动轮系的行星架，差动轮系的太阳轮驱动传动链条，传动链条驱动自行车后轮；具有两个自由度的差动轮系能有效的把手部的往复摆动与脚部的整周转动合成为一个整周转动，进而通过传动链条带动自行车后轮转动。最后，本发明运动与动力合成效果好，适宜骑行人的随意选择；手脚双驱动，既可协调的锻炼全身，又可以提高骑行的动力；操作简便，娱乐性高；结构简单，制造容易，成本低。
【附图说明】
图1是本发明的整体结构示意图；其中(a)为右侧视图，(b)为左侧视图；
图2是本发明的手动装置结构示意图；其中(a)为连接关系示意图，(b)为剖视图；
图3是本发明的连杆机构结构示意图；其中(a)为剖视图，(b)为齿轮传动关系示意图；
图4是本发明的差动轮系结构示意图；其中(a)为内部结构示意图，(b)为右侧剖视图，(c)为左侧剖视图，(d)为啮合关系示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图图1(a)和(b)，本发明连杆-差动轮系组合式双驱动骑行车设置有手动装置5，手动装置5与连杆机构4连接，连杆机构4与差动轮系2连接，差动轮系2与传动链条机构6连接，左踏板1、右踏板7与差动轮系2连接，盖板8和车架3通过螺钉连接。可实现人手的往复摆动与脚踩踏板转动的有效合成，在提高自行车动力性的同时，既能实现肌肉的全面锻炼，也能满足正常的骑行需求，提高产品价值与功效。
如图2(a)和(b)所示，手动装置5设置有车把10，车把10和紧固轴11固连，紧固轴11和套管12以转动副连接，套管12和车架3上的第一曲滑轨9以滑动副连接，带耳套筒13和紧固轴11以转动副连接，上轴叉14和紧固轴11固连，上轴叉14、下轴叉15通过十字轴式联轴器17连接，下轴叉15和前叉16固连，下轴叉15和轴瓦下盖20固连，车架3和轴瓦上盖18固连，轴瓦上盖18与轴瓦下盖20通过滚珠19连接。
如图3(a)和(b)所示，连杆机构4设置有滑块24，滑块24和带耳套筒13固连，车架3上设置有第二曲滑轨25，滑块24和第二曲滑轨25以滑动副连接，第一销轴23和带耳套筒13固连接，连杆22和第一销轴23以转动副连接，第二销轴26和第一外齿轮21固连，连杆22和第二销轴26以转动副连接，第一外齿轮轴27和第一外齿轮21以转动副连接，第一外齿轮轴27与车架3固连。
带耳套筒13的运动尺寸lAB＝100mm～200mm，连杆22的运动尺寸lBC＝400mm～600mm，第一外齿轮21的运动尺寸lCD＝15mm～30mmmm，运动尺寸lDA＝350mm～560mm。
连杆机构能使内齿轮的转速n31与行星架的转速n35转向相反，实现链轮转速n32＝(1+z31/z33)n35-(z31/z33)n31的增速(式中z31、z33分别表示内齿轮和太阳轮的齿数)，z33＝17～23，z31＝35～50。
如图4(a)、(b)、(c)、(d)所示，差动轮系2设置有第二外齿轮30，第二外齿轮30和转盘29固接，端盖板28和车架3通过螺纹固连，端盖板28和行星架轴34以转动副连接，行星架轴34和转盘29以转动副连接，链轮轴36和太阳轮33固连，链轮轴36和链轮32固连，行星架轴34和链轮轴36以转动副连接，第二外齿轮30和内齿轮31固连，第二外齿轮30和第一外齿轮21以齿轮副连接，内齿轮31与行星轮37以齿轮副连接，行星轮37和行星轴38以转动副连接，行星轴38和行星架35固连，行星轮37和太阳轮33以齿轮副连接，行星架轴34和左踏板1、右踏板7固连，链轮轴36和车架3以转动副连接。
本发明的工作原理及过程：
首先手握手动装置的车把使其前后做任意的往复摆动，带动套在车把紧固轴上的带耳套筒(相当于曲柄摇杆机构中的摇杆)一起做前后往复摆动，通过连杆驱动第一外齿轮(相当于曲柄摇杆机构中的曲柄)做整周转动，第一外齿轮驱动第二外齿轮转动，从而使和第二外齿轮固连的内齿轮转动，差动轮系固连带动内齿轮转动，脚踩左踏板和右踏板使其做任意的转动，从而带动和左踏板、右踏板固连的行星架转动，具有2个自由度的差动轮系实现内齿轮和行星架一起使太阳轮转动，从而带动和太阳轮固连的链轮转动，链轮通过链条驱动骑行车后轮转动。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种连杆-差动轮系组合式双驱动骑行车，其特征在于，包括车架(3)、车把(10)、左踏板(1)、右踏板(7)以及传动链条(6)；前轮安装于前叉(16)之间，车把(10)与前叉(16)之间设置有手动装置(5)；左踏板(1)和右踏板(7)之间设置有差动轮系(2)，手动装置(5)通过连杆机构(4)与差动轮系(2)相连；使用者能够向后拉动车把(10)，带动手动装置(5)沿车架(3)上开设的第一曲滑轨(9)和第二曲滑轨(25)移动，通过连杆机构(4)向差动轮系(2)提供动力，差动轮系(2)通过传动链条(6)驱动后轮。
2.根据权利要求1所述的连杆-差动轮系组合式双驱动骑行车，其特征在于，安装连杆机构(4)的车架(3)上设置有盖板(8)，并且通过螺钉固定。
3.根据权利要求1所述的连杆-差动轮系组合式双驱动骑行车，其特征在于，手动装置(5)包括用于连接车把(10)和前叉(16)的紧固轴(11)，车把(10)与前叉(16)之间的紧固轴(11)上依次套设套管(12)、带耳套筒(13)、上轴叉(14)以及下轴叉(15)；带耳套筒(13)的侧面设置有滑块(24)，滑块(24)在第二曲滑轨(25)中运动。
4.根据权利要求3所述的连杆-差动轮系组合式双驱动骑行车，其特征在于，上轴叉(14)和下轴叉(15)通过十字轴式联轴器(17)连接。
5.根据权利要求1所述的连杆-差动轮系组合式双驱动骑行车，其特征在于，车架(3)与前叉(16)通过上下扣合的轴瓦上盖(18)和轴瓦下盖(20)相连，轴瓦上盖(18)和轴瓦下盖(20)之间设置有滚珠(19)。
6.根据权利要求1所述的连杆-差动轮系组合式双驱动骑行车，其特征在于，连杆机构(4)包括设置于车架(3)内的连杆(22)，连杆(22)的一端通过第一销轴(23)与带耳套筒(13)铰接，另一端通过第二销轴(26)与差动轮系(2)的第一外齿轮(21)铰接。
7.根据权利要求6所述的连杆-差动轮系组合式双驱动骑行车，其特征在于，差动轮系(2)包括行星架(35)、用于连接左踏板(1)和右踏板(7)的行星架轴(34)，以及套设于行星架轴(34)上的链轮轴(36)、第二外齿轮(30)以及转盘(29)；链轮轴(36)上套设链轮(32)，转盘(29)外侧的行星架轴(34)上套设端盖板(28)；内齿轮(31)内设置一个太阳轮(33)和至少两个行星轮(37)，太阳轮(33)套设于链轮轴(36)上，行星轮(37)设置于太阳轮(33)和内齿轮(31)之间，且与太阳轮(33)和内齿轮(31)同时啮合；第二外齿轮(30)与第一外齿轮(21)相啮合，第一外齿轮(21)通过第一外齿轮轴(27)安装于车架(3)上；第一外齿轮(21)的齿轮盘与连杆(22)的一端固定连接。
8.根据权利要求7所述的连杆-差动轮系组合式双驱动骑行车，其特征在于，行星轮(37)通过行星轮轴(38)安装于行星架(35)上。
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