CN109484561A - 拉索力矩传递机构和踏板车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拉索力矩传递机构。其包括：棘轮，其上设有回位弹簧和动力输出轴；拉索，其一端与所述棘轮连接并可绕设在所述棘轮上；还包括：摆杆，其一端铰接在一个固定轴上；所述拉索的另一端联动设置在所述摆杆的杆体上。所述拉索的另一端通过一个变速机构联动设置在所述摆杆的杆体上，所述变速机构用以调节所述拉索另一端与所述摆杆杆体的联动连接位置。还公开了一种踏板车。本发明所述的拉索力矩传递机构，具有结构简单轻便、着力点灵活、变速简单且范围广、制造维修保养简单无油污、拆装方便等特点，非常适用于各种人力传动机构，例如踏板车和人力飞机等。

Description

拉索力矩传递机构和踏板车

技术领域

本发明涉及一种拉索力矩传递机构和踏板车。

背景技术

中国专利99103328.0公开了一种自行车拉索驱动机构，该自行车拉索驱动机构系通过拉索和过渡转换器将踏板曲柄所产生的力矩传递到可空转复位的棘轮机构，进而产生驱动自行车轮旋转的驱动力。但是，其过渡转换器的结构较为复杂，构件较多，不利于力矩传递路径的进一步简化和后续的产品维修作业。

发明内容

基于此，本发明的第一个目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种结构更为简单的拉索力矩传递机构。

本发明的第二个目的在于提供一种采用了上述拉索力矩传递机构的踏板车。

为了实现第一个目的，本发明采用如下技术方案：

拉索力矩传递机构，包括：棘轮，其上设有回位弹簧和动力输出轴；拉索，其一端与所述棘轮连接并可绕设在所述棘轮上；还包括：摆杆，其一端铰接在一个固定轴上；所述拉索的另一端联动设置在所述摆杆的杆体上。

作为优选，所述拉索的另一端通过一个变速机构联动设置在所述摆杆的杆体上，所述变速机构用以调节所述拉索另一端与所述摆杆杆体的联动连接位置。

作为优选，所述摆杆的杆体上设有一个圆弧段，所述摆杆杆体对应所述圆弧段沿其径向开设有贯穿杆体的槽，所述槽的其中一个槽口所处的摆杆杆体侧面设有若干个连续排布的圆弧状凹槽；还包括一个力轮，所述力轮滚动设置在设有圆弧状凹槽的摆杆杆体侧面，且所述拉索的另一端穿过所述槽后与该力轮铰接；及所述变速机构包括：主动变速杆，活动穿设在靠近所述固定轴的槽一侧，且其一端铰接在所述摆杆上，及其另一端通过一条变速索与所述力轮的轮轴铰接；从动变速杆，活动穿设在远离所述固定轴的槽一侧，且其一端铰接在所述摆杆上，及其另一端通过一条变速索与所述力轮的轮轴铰接；变速操控索，其一端与所述主动变速杆的杆体铰接；和变速弹簧，其一端固定在所述摆杆上，其另一端与所述从动变速杆的杆体连接。

作为优选，所述摆杆杆体对应所述主动变速杆和从动变速杆的位置分别设有一个变速杆支架，所述主动变速杆和从动变速杆的一端分别铰接在变速杆支架上；所述摆杆杆体对应所述变速操控索设有变速操控索支架，所述变速操控索穿过所述变速操控索支架并和主动变速杆铰接；所述摆杆杆体对应所述变速弹簧设有弹簧支架，所述变速弹簧的一端固定在弹簧支架上。

作为优选，所述圆弧状凹槽设置在槽口为凸弧形的摆杆杆体侧面。

作为优选，所述力轮为工字轮；所述圆弧状凹槽的圆弧半径小于或等于所述力轮的内径。

作为优选，所述主动变速杆和从动变速杆均为夹角大于90度而小于180度的V型杆体结构。

作为优选，所述动力输出轴的轴线与所述固定轴的轴线相互平行。

作为优选，还包括一个转向导轮，供所述拉索绕设其上。

作为优选，当所述摆杆处于往复运动的中间位置时，所述转向导轮的位置大体位于所述摆杆圆弧段的圆心位置。

为达到第二个目的，本发明采用如下技术方案：

踏板车，包括车架、车把组件、前轮组件、后轮组件、至少一个踏板和数量与所述踏板对应的动力传递机构；所述动力传递机构为如上所述的拉索力矩传递机构，所述拉索力矩传递机构的棘轮的动力输出轴为所述后轮组件的后轮轮轴；所述拉索力矩传递机构的固定轴设置在所述车架上；所述踏板与所述拉索力矩传递机构的摆杆的另一端连接。

作为优选，所述拉索力矩传递机构的数量为两个，分别布置在所述车架的左右两侧，且所述两个拉索力矩传递机构的动力输出轴与所述后轮组件的后轮轮轴共用一条轴。

作为优选，所述车架分为前车架和后车架，所述前车架和后车架之间通过一个可上下翻转的车架折叠机构连接；所述车架折叠机构包括：嵌槽，设置在所述前车架的后端且与所述车架纵向垂直方向剖面的夹角为α，其中α为5-15度；嵌块，所述嵌块固定在所述后车架的前端且其下端通过一条车架转轴以可转动方式与所述嵌槽连接，及所述嵌块与所述车架纵向垂直方向剖面的夹角β为α的内错角；搭扣件，设置在所述嵌槽的槽口处；所述车把组件包括车把座、左把手和右把手，所述车把座通过可折叠机构与所述前车架铰接；所述左把手和右把手分别通过可折叠机构与所述车把座铰接；所述踏板通过可折叠机构与所述摆杆的另一端连接。

作为优选，还包括一个靠垫组件，所述靠垫组件由靠垫和靠垫连接杆组成，所述靠垫固定在所述靠垫连接杆的一端，所述靠垫连接杆的另一端通过可折叠机构与所述后车架连接；所述靠垫连接杆为伸缩式套管结构。

本发明所述的拉索力矩传递机构，具有结构简单轻便、着力点灵活、变速简单且范围广、制造维修保养简单无油污、拆装方便等特点，非常适用于各种人力传动机构，例如踏板车和人力飞机等。

附图说明

图1是本发明所述拉索力矩传递机构的结构示意图。

图2是本发明所述摆杆的立体结构示意图。

图3是本发明所述踏板车的侧视结构示意图。

图4是本发明所述踏板车折叠后的结构示意图。

图5是本发明所述踏板车的前车架装配结构示意图。

图6是本发明所述踏板车的后车架装配结构示意图。

图7是本发明所述踏板车的嵌槽与前车架的位置关系立体图。

图8是本发明所述踏板车的嵌槽与前车架的位置关系俯视图。

图9是本发明所述踏板车的嵌块与后车架的位置关系立体图。

图10是本发明所述踏板车的嵌块与后车架的位置关系俯视图。

图11是本发明所述踏板车的车架折叠机构的结构示意图。

附图标记：

拉索力矩传递机构10；棘轮11；回位弹簧12；动力输出轴13；拉索14；摆杆15；圆弧段151；槽152；圆弧状凹槽153；变速杆支架154、变速操控索支架155；弹簧支架156；固定轴157；力轮16、主动变速杆171；从动变速杆172；变速索173；变速操控索174；变速弹簧175；转向导轮18；前车架21；后车架22；嵌槽23；嵌块24；车架转轴25；车架搭扣件26；车把组件30；车把连接架31；左把手32；右把手33；踏板40；靠垫组件50；靠垫51；靠垫连接杆52；前轮组件60；后轮组件70。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域的普通技术人员应能理解其他可能得实施方式以及本发明的优点。

如图1至图2所示，本发明所述的拉索力矩传递机构，主要由可空转复位的棘轮机构、拉索14、摆杆15、力轮16、变速机构和转向导轮18组成。

所述的可空转复位的棘轮机构主要由棘轮11、回位弹簧12和动力输出轴13组成，其具体结构形式可采用中国专利99103328.0所公开的棘轮结构，也可以采用其它结构形式的棘轮结构。

所述拉索14的一端与所述棘轮11连接且其本体可随棘轮的转动而绕设在棘轮上。

所述的转向导轮18是对应所述棘轮11的拉索出线端设置，并供所述拉索14绕设于其上。

所述的摆杆15是对应所述转向导轮18的拉索出线端设置，其一端铰接在一个固定轴157上，该固定轴的轴线与棘轮的动力输出轴13的轴线相互平行；其另一端为动力输入端，供与动力产生装置连接，例如踏板车的踏板40。所述摆杆15的杆体部分上设有一个圆弧段151，摆杆杆体对应该圆弧段沿圆弧的径向开设有贯穿杆体的槽152，所述槽的凸弧形槽口所处的摆杆杆体侧面沿圆弧的周向设有若干个连续排布的圆弧状凹槽153。此外，对应该槽152两侧的摆杆杆体上分别设有一个变速杆支架154；在靠近固定轴的一个变速杆支架和固定轴之间的摆杆杆体上设有一个变速操控索支架155，以及在远离固定轴的一个变速杆支架和动力输入端之间的摆杆杆体上设有一个弹簧支架156。

所述的力轮16采用工字轮结构，以可滚动方式设置在设有圆弧状凹槽153的摆杆杆体侧面。所述拉索14的另一端穿过上述槽152后与力轮16联动铰接。

所述的变速机构主要由主动变速杆171、从动变速杆172、变速操控索174和变速弹簧175组成，其中，主动变速杆和从动变速杆均为夹角大于90度而小于180度的V型杆体结构。主动变速杆的杆体部分活动穿设在靠近固定轴的槽一侧中，且其一端铰接在靠近固定轴的变速杆支架154上，而其另一端则通过一条变速索173与所述力轮16的轮轴铰接。从动变速杆的杆体部分活动穿设在远离固定轴的槽一侧中，且其一端铰接在远离固定轴的变速杆支架154，而其另一端通过一条变速索173与所述力轮16的轮轴铰接。变速操控索174一端与主动变速杆的杆体铰接，其另一端则穿过变速操控索支架155设置。变速弹簧175的一端固定在弹簧支架156上，另一端与从动变速杆172的杆体铰接。

本发明所述拉索力矩传递机构的工作原理如下：

在摆杆的动力输入端输入动力(例如对踏板做出蹬踏动作)使摆杆绕固定轴摆动，并通过力轮及拉索将力矩传递到棘轮使其转动，进而带动动力输出轴转动。当撤去摆杆的动力输入端的动力后，棘轮在回位弹簧的作用下空转复位，并通过拉索及力轮使摆杆绕固定轴复位摆动。如此，循环重复上述动作，即可使拉索力矩传递机构持续输出动力，驱动动力输出轴转动。

当需要增加传递的力矩时，拉动变速操控索使得主动变速杆的杆体往固定轴方向摆动并通过变速索拉动力轮往靠近固定轴的方向滚动，使力轮与固定轴之间的距离变短，拉索的行程变短，传递的力矩增加；此时，从动变速杆的杆体在力轮的牵引下也往靠近固定轴方向摆动，与从动变速杆连接的变速弹簧被拉伸而弹性蓄能。当需要减少传递的力矩时，则松开变速操控索，在变速弹簧弹性复位的作用下，从动变速杆的杆体反向摆动并通过变速索拉动力轮往远离固定轴的方向滚动，使力轮与固定轴之间的距离变长，拉索的行程变长，传递的力矩减少。

需要说明的是，当摆杆处于往复运动的中间位置时，转向导轮的位置大体位于所述圆弧段的圆心位置，这样可以尽量的让力轮的着力点落在圆弧段的法线位置。各圆弧状凹槽的圆弧半径应小于或等于所述力轮的内径，以保证力轮落入某一个圆弧状凹槽时能保持稳定。

对于本发明所述的拉索力矩传递机构，摆杆上的圆弧段、力轮和变速机构的设置并不是必须的：当不需要变速功能时，摆杆可以只是一条直杆；而拉索的另一端可直接固定在摆杆杆体的某一点上即可。还有，上述转向导轮的设置也不是必须的，从棘轮出来的拉索可以直接与力轮连接(即拉索从棘轮出来的位置符合导轮位置的要求)，则整个机构的结构更为紧凑和简化。

如图3至图11给出了本发明所述拉索力矩传递力矩的一个具体应用产品——踏板车。所述的踏板车主要由车架、车把组件30、两个踏板40、靠垫组件50、前轮组件60、后轮组件70和两个拉索力矩传递机构10组成。

所述的车架分为前车架21和后车架22，两者之间通过一个可上下翻转的车架折叠机构连接。该车架折叠机构包括嵌槽23、嵌块24、车架转轴25和车架搭扣件26。嵌槽23是固定设置在前车架21的后端处，且与车架整体纵向方向剖面的夹角为α(其中α为5-15度，优选为以折叠后前后部分紧凑并列又不会发生相互干涉为佳)。嵌块24对应该嵌槽23固定在后车架的前端且其下端通过车架转轴25以可转动方式与嵌槽铰接，及该嵌块与车架整体纵向方向方向剖面的夹角β为α的内错角。搭扣件26设置嵌槽23上方的槽口处。前车架和后车架之间通过该车架折叠结构，使得当车架整体处于展开状态时，后车架的嵌块能完全嵌入前车架的嵌槽中，并由搭扣件予以限位，嵌块24与搭扣件26接触的部分在垂直方向上有一向后下方的角度，此角度小于嵌块24与搭扣件26材料之间的摩擦角，使搭扣件26锁住嵌块24时不需任何紧固件就能自动锁紧而不会松动。而当车架整体需要折叠时，使后车架相对于前车架作向下翻转动作，嵌块绕车架转轴相对于于嵌槽转动，最终使得前车架和后车架处于左右并排的折叠状态，且前车架和后车架不发生相互干涉现象。

所述的前轮组件60组装在所述前车架21上。所述后轮组件70组装在所述后车架22上。

所述的两个拉索传递机构10均去除了转向导轮，并分别布置在后轮组件的左右两侧。两个拉索传递机构的动力输出轴共用一条动力输出轴，即为后轮组件的后轮轮轴。两拉索力矩传递机构的固定轴均设置在后车架22上。

所述的车把组件30包括车把座31、左把手32和右把手33。车把座31通过可折叠机构与前车架连接。左把手32和右把手33分别通过可折叠机构与车把座连接。

所述的两个踏板40分别通过可折叠机构与摆杆的另一端连接。

所述的靠垫组件50由靠垫51和靠垫连接杆52组成。靠垫51固定在靠垫连接杆52的上端，靠垫连接杆52的下端通过可折叠机构与后车架连接。

如图3所示的踏板车，通过依次踩踏两个踏板，通过两个拉索传递机构即可驱动后轮转动。而当不踩踏踏板时，本踏板车还可以当滑板车使用。而踏板车的车架、车把组件和靠垫组件均采用可折叠机构连接，达到便利了出行。需要说明的是，车把组件和靠垫组件与车架之间的可折叠机构，可采用现有常用的铰链和搭扣组合实现。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.拉索力矩传递机构，包括：

棘轮，其上设有回位弹簧和动力输出轴；

拉索，其一端与所述棘轮连接并可绕设在所述棘轮上；

其特征在于，还包括：

摆杆，其一端铰接在一个固定轴上；

所述拉索的另一端联动设置在所述摆杆的杆体上。

2.根据权利要求1所述的拉索力矩传递机构，其特征在于，

所述拉索的另一端通过一个变速机构联动设置在所述摆杆的杆体上，所述变速机构用以调节所述拉索另一端与所述摆杆杆体的联动连接位置。

3.根据权利要求2所述的拉索力矩传递机构，其特征在于，

所述摆杆的杆体上设有一个圆弧段，所述摆杆杆体对应所述圆弧段沿其径向开设有贯穿杆体的槽，所述槽的其中一个槽口所处的摆杆杆体侧面设有若干个连续排布的圆弧状凹槽；

还包括一个力轮，所述力轮滚动设置在设有圆弧状凹槽的摆杆杆体侧面，且所述拉索的另一端穿过所述槽后与该力轮铰接；及

所述变速机构包括：

主动变速杆，活动穿设在靠近所述固定轴的槽一侧，且其一端铰接在所述摆杆上，及其另一端通过一条变速索与所述力轮的轮轴铰接；

从动变速杆，活动穿设在远离所述固定轴的槽一侧，且其一端铰接在所述摆杆上，及其另一端通过一条变速索与所述力轮的轮轴铰接；

变速操控索，其一端与所述主动变速杆的杆体铰接；和

变速弹簧，其一端固定在所述摆杆上，其另一端与所述从动变速杆的杆体连接。

4.根据权利要求3所述的拉索力矩传递机构，其特征在于，

所述摆杆杆体对应所述主动变速杆和从动变速杆的位置分别设有一个变速杆支架，所述主动变速杆和从动变速杆的一端分别铰接在变速杆支架上；

所述摆杆杆体对应所述变速操控索设有变速操控索支架，所述变速操控索穿过所述变速操控索支架并和主动变速杆铰接；

所述摆杆杆体对应所述变速弹簧设有弹簧支架，所述变速弹簧的一端固定在弹簧支架上。

5.根据权利要求3所述的拉索力矩传递机构，其特征在于，

所述圆弧状凹槽设置在槽口为凸弧形的摆杆杆体侧面。

6.根据权利要求3所述的拉索力矩传递机构，其特征在于，

所述力轮为工字轮；所述圆弧状凹槽的圆弧半径小于或等于所述力轮的内径。

7.根据权利要求3所述的拉索力矩传递机构，其特征在于，

所述主动变速杆和从动变速杆均为夹角大于90度而小于180度的V型杆体结构。

8.根据权利要求1所述的拉索力矩传递机构，其特征在于，

所述动力输出轴的轴线与所述固定轴的轴线相互平行。

9.根据权利要求1至8任一所述的拉索力矩传递机构，其特征在于，还包括一个转向导轮，供所述拉索绕设其上。

10.根据权利要求9所述的拉索力矩传递机构，其特征在于，

当所述摆杆处于往复运动的中间位置时，所述转向导轮的位置大体位于所述摆杆圆弧段的圆心位置。

11.踏板车，包括车架、车把组件、前轮组件、后轮组件、至少一个踏板和数量与所述踏板对应的动力传递机构，其特征在于，

所述动力传递机构为如权利要求1至10任一所述的拉索力矩传递机构，所述拉索力矩传递机构的棘轮的动力输出轴为所述后轮组件的后轮轮轴；所述拉索力矩传递机构的固定轴设置在所述车架上；所述踏板与所述拉索力矩传递机构的摆杆的另一端连接。

12.根据权利要求11所述的踏板车，其特征在于，

所述拉索力矩传递机构的数量为两个，分别布置在所述车架的左右两侧，且所述两个拉索力矩传递机构的动力输出轴与所述后轮组件的后轮轮轴共用一条轴。

13.根据权利要求11或12所述的踏板车，其特征在于，

所述车架分为前车架和后车架，所述前车架和后车架之间通过一个可上下翻转的车架折叠机构连接；所述车架折叠机构包括：嵌槽，设置在所述前车架的后端且与所述车架纵向垂直方向剖面的夹角为α，其中α为5-15度；嵌块，所述嵌块固定在所述后车架的前端且其下端通过一条车架转轴以可转动方式与所述嵌槽连接，及所述嵌块与所述车架纵向垂直方向剖面的夹角β为α的内错角；搭扣件，设置在所述嵌槽的槽口处；

所述车把组件包括车把座、左把手和右把手，所述车把座通过可折叠机构与所述前车架铰接；所述左把手和右把手分别通过可折叠机构与所述车把座铰接；

所述踏板通过可折叠机构与所述摆杆的另一端连接。

14.根据权利要求13所述的踏板车，其特征在于，

还包括一个靠垫组件，所述靠垫组件由靠垫和靠垫连接杆组成，所述靠垫固定在所述靠垫连接杆的一端，所述靠垫连接杆的另一端通过可折叠机构与所述后车架连接；所述靠垫连接杆为伸缩式套管结构。