CN1117676C - 复合驱动机构与非机动车 - Google Patents

Abstract

本发明所提出的非机动车前轴双臂驱动复合机构，凹形车架，十字状车架及有关的技术措施，可用以制成具有稳定性高，车座低，仅有前轴驱动的各式自行车和三轮车；可用以制成重心低，风阻小的标准体育运动赛车；也可用以制成车速快，驱动力强，双轴驱动的快速自行车。此外，还可以利用本发明所提供的零部件改造现有的自行车和三轮车，以提高其车速，增强驱动力。

Description

复合驱动机构与非机动车

发明所属技术领域

本发明提供的非机动车前轴复合驱动机构，各式车架及相关的零部件，涉及到自行车和三轮车的驱动方式及自行车车架改型等技术领域。

众所周知，自行车和三轮车等非机动车主要是靠人的体重来驱动的。以赛车为例，其最大驱动力是发生在人的臀部离开车座的时候。经测试，此时最大驱动力也只有骑车人体重的3/4左右，而且这种驱动力是不能持久的。因此，非机动车作为交通工具，其速度与载荷必然会受到相应的限制。如果仅作为运动器械来考虑，也只能满足腿部锻炼，对于更重要的腰部、胸部、上肢锻炼则是不可能的。

要想提高非机动车的运行速度，除了从车重、车形、脚踏机械效率等方面进行改进外，人们已逐渐认识到唯有使双臂也参与非机动车的驱动，才能最终在车速方面取得突破。

从人体解剖学得知，人的手臂肌肉最适宜推拉运动，这种双臂推拉运动施于非机动车前轴，可以产生较大的驱动力，因为推拉驱动力是靠作用力与反作用力产生的，其力的大小与人的体重关系不大，而是取决于手臂、胸肌与腰部肌肉传递反作用力的功能，在最佳体位状态下，双臂同时推或拉能产生等于或超过单腿的作用力(脚踏自行车是单腿交替施力的)。随着手臂参与自行车驱动的成功，适应自行车高速度的车体流线化，势必成为另一个需要解决的问题，本发明即是根据上述概念提出来的。

背景技术文件

现将与本发明有关的背景技术文件引证如下：该背景技术资料是根据计算机检索得出的近期有代表性的自行车前轴驱动专利文献。

背景技术文件1：中国专利文件号89105916·4。

在有关该专利的自行车上，有前、后轴驱动系统，有一般常见的车轮、车架、扶把、车座。在坐式残疾人三轮车上还有大靠背座椅。其中直接与本发明有关的是前轴驱动系统，它有装在车前叉上的驱动箱，在驱动箱输入轴端装有门形驱动杆，有将驱动箱输出轴端的输出链轮与车前轴链轮连结在一起的链条。

其主要特征是：装于驱动箱内的机构是由三轴、三齿轮组成的第一齿轮系；和由二轴、二齿轮组成的第二齿轮系，通过共用一个输出轴和一个输入轴组合在一起。根据两个啮合齿轮传动方向相反，三个啮合齿轮首尾两个齿轮转动方向一致的原理，使输出轴转动方向不变。并利用棘轮传动器(以下简称棘轮)保证两个轮系互不干扰。骑车时，一手握住扶把维持车体平衡，一手推拉驱动杆，驱车前进。形成单臂、双向(顺逆时针)前轴驱动机构。

该专利不足之处是：驱动箱内部传动系统由三轴五齿轮组成，因而箱体尺寸较大，重量较重，结构复杂，拆装驱动箱及张紧链条均较困难。

另外，该专利还将门形驱动杆放在扶把前面，距车座较远，且受到把横杆阻挡，推拉角度(或称幅度)受到一定的限制。骑车时，为了保持车体平衡，一手握把，单臂推拉驱动杆，此时用力不宜过大和过快，因此这种驱动力仅能作为自行车的辅助动力，而不能独立驱车前进。

最后，该专利还有一失误之处，即这种装有正反方向不同的双棘轮机构，倒车时会出现自锁现象，在狭窄场地或停车场，需要用手扶自行车反方向退出时是不可能的。

背景技术文件2：美国专利，中国专利号，88101786A。

在有关该专利的自行车上，有前轴驱动系统，有一般常见的后轴驱动装置，有车轮、车架、车座，其中直接与本发明有关的前轴驱动系统上，有安装该系统于把立杆上的丁字形支架，有兼作扶把用的装于该系统上的驱动扶把，有将系统上输出链轮与车前轴链轮连结在一起的链条。

其基本特征是：该前轴驱动系统主要是由装在丁字形支架上的多级链轮(俗称宝塔轮)；驱动扶把连结多级链轮的传动机构；以及调速拨链器三部分组成。更明确地说，该系统实质上是将带有变速器的后轴脚踏驱动装置，稍加变动，移置于把立杆之上，做为前轴驱动机构，这是中国残疾人三轮车在前轴驱动上早已采用的措施，所不同的是，后者仅缺少一套变速装置而已。该专利驱动扶把的两个手把处在同一轴线上，不作180°分开，骑行时，双手在同一起点上，按顺时针、单向、双臂摇动手把作360°旋转驱动。与此同时，并用驱动扶把控制车行方向和维持车体平衡。

该专利不足之处是：上述机构仅能进行单向驱动，在手臂做360°大回旋驱动时，由于活动范围较大，将不利于自行车的稳定性。如欲改善这种情况，而将驱动角度缩小到能进行推拉驱动的范围内，则因只能单向作功，此时的驱动力将仅及原来的1/2。

另外，该专利所公开的为开式链传动，链轮多，结构复杂，形体较大，无箱体保护，不利于行车安全。

最后，该专利既然采取了双轴驱动，在腿与臂共同施力的情况下，仍在前后轴设置了多级变速器，说明前轴驱动力对调整车速未能起到积极的作用。

经以上介绍，可知在主要驱动机构方面，背景文件1为纯齿轮传动，背景文件2为纯链轮传动，是两种绝然不同的驱动机构。

本发明的目的

本发明的目的是为骑车人提供仅有前轴驱动的非机动车；仅有后轴驱动的体育运动赛车；前后轴联合驱动的快速自行车；并为各类原型非机动车提供前轴驱动配件，以增加其驱动力，改善骑车人体力劳动强度，还为需求臂、背、腰、腿全面体育锻炼的爱好者，提供有效的健身工具。

本发明的技术方案

现将本发明所表达的技术方案，简明、扼要的介绍如下：

1.在前轴驱动机构方面本发明的前轴驱动箱，是由二链轮组成的链传动系；与由二齿轮组成的齿传动系，通过共用一个输入轴、一个输出轴及两套正反方向不同的棘轮复合在一起，密封于箱内而成的，故名复合驱动箱(参看图3)。该箱装于自行车把立杆上端，由链条将输出轴端的输出链轮与前轮轮毂上的小链轮连结在一起，利用装在输入轴两端的驱动扶把，进行前轴驱动。

本发明链轮系与齿轮系必要而充分的复合条件为：

(1)两个轮系的速比应为： $i\stackrel{\&CenterDot;}{=}\frac{T_2}{T_1}\stackrel{\&CenterDot;}{=}\frac{Z_2}{Z_1}$ $|\frac{T_2}{T_1}-\frac{Z_2}{Z_1}|/i<1\%---\left(1\right)$

式中：i——速比；

      T₁——小链轮齿数；

      T₂——大链轮齿数；

      Z₁——小齿轮齿数；

      Z₂——大齿轮齿数。

(2)两个系统共用的输出轴与输入轴的轴距，应以二齿轮中心距为准，即：

L＝m(Z₁+Z₂)/2                 (2)

式中：L——二轴距；

      m——齿轮模数。

(3)链条节数应为：

      N＝2n          (3)

式中：N——链条节数；

      n——整数。

根据以上三式，通过计算机进行两个系统的复合计算，可以得到满意的结果。

2.在前轴驱动机构安装方面本发明在复合驱动箱下面设置了底座，在把立杆顶端设置了悬臂托，以便把复合驱动箱底座用螺钉紧固在悬臂托上(参看图1)。

3.在前轴小链轮结构方面本发明在前轴轮毂上安装的驱动链轮，其安装方法是用螺纹直接拧紧于其上的，故名之为连轴链轮(参看图12)，即在轮毂与小链轮之间无需设置棘轮。这是因为棘轮已装于复合驱动箱内。

4.在把形方面本发明在自行车前轴复合驱动箱输入轴两端所安装的驱动扶把好象螃蟹的前爪成螯状，形成驱动、转弯、车体平衡三种功能为一体的螯形扶把(参看图6)。在螯形扶把上设置了拧动手把、搬动手把和推拉手把三对把位。拧动手把相当于山地车的一字把，把径较大；搬动手把相当于永久、飞鸽等车的八字把；推拉手把相当于山地车的牛角把，把套可在把杆上灵活转动(参看图7)。它们分别是用手前后拧动把杆；用手上下搬动把杆和用手臂顺逆时针推拉把杆进行双臂(手)、双向前轴驱动的，并能依次加大驱动力度(即依次加大力矩)。实践表明拧动手把有如拧动摩托车油门一样具有最高的稳定性，其力矩虽小，确足以使骑车人倍感轻松，此把位最适宜在崎岖或拥挤路段上行驶。当进入宽阔车少的大路时，则可选用后两种把位，以加快车速。为减少风阻，骑车人还可伏下前身，将前臂支撑在拧动手把上，双手握住推拉手把，以肘关节为中心，上下搬动横把杆，同样可以高速驱车前进。当无需前轴驱动时，双手可放在拧动手把上，像一般自行车一样的骑行。另外还可以用该手把作支点，上下自行车。

当将复合驱动箱用于三轮车前轴驱动时，本发明在箱外输入轴两端装有前轴驱动、前轮转弯二者合为一体的方形驱动扶把(参看图8)，搬动手把在方形扶把的下面，推拉手把在其上方，以适合骑车人早已习惯了的把位。三轮车经此配备后，上坡时，再无需步行推车前进了。

5.在驱动效率方面前轴最大驱动角度为360°，如将360°四等分，不难发现，最佳驱动角度应该是上90°，因为在此位置上最适宜人的臂部肌肉作推拉活动，下90°虽然也能进行推拉，但因此处推拉动作必须弯下腰来才能实现，所以是不可取的。至于前90°和后90°，则因需要前压后抬，在费力大、出功小的情况下才能顺势驱动，因此，更是难以为人所接受的。本发明将推拉驱动角度限定在上90°最有利的范围内，在双臂、双向驱动时，能给前轴以强劲的驱动力。

6.在稳定性方面双轴驱动自行车最令人关注的是车体稳定性问题，也是这种车型最终能否为社会所接受的关键所在。本发明采用上90°(即360°上方的1/4)为前轴驱动角度，不但能使双臂施展出最大的驱动力，同时还能为双轴驱动自行车带来最佳的行车稳定效果，因为在此驱动范围内，骑车人上身可以基本保持不动，仅靠肘关节的屈伸即可完成推拉动作。换言之，即在车与人总重心基本平稳不变的情况下，才能使行车处于最稳定状态。此外，本发明还可使骑车人根据当时的路况、流量、风阻随机在三种把位中作出有益于稳定性的选择。

7.在调速方面为了满足骑车人在体力充沛时能高速骑车前进，上坡时能不费力的骑行，为此，有些自行车在脚踏机构上装有多级变速器以便有级调速。本发明在双轴驱动中，采用了双向、双臂上90°最有效范围内进行前轴驱动，其所产生驱动力的总合可等于或超过单腿对后轴的脚踏力，因此，前轴能给后轴均匀有力的支援，形成相互助力、彼此配合的机制，使无级调速成为可能，故在本发明的自行车上无需安装多级变速器，同样能取得调速的效果。

8.在驱动角度限位方面本发明在复合驱动箱输入轴一端设置了定位器(参看图10、11)，按不同骑车人的需要，在上90°范围内用其对驱动角度大小和位置进行限定，其作用等于在扶把上增加了两个支点，以防止骑车人一时不慎使驱动幅度过大，失去车体平衡；或在急刹车时，双臂不致因惯性作用向前冲出，造成险情。

9.在倒车方面  为解决双向驱动机构倒车时出现的自锁现象，本发明在复合驱动箱输出轴上设置了离合器(参看图4、5)，以便使输出轴与车前轴脱离传动关系。采取这种措施后，手扶自行车或三轮车自停车场或狭窄场地退出时，只需打开离合器，即可像一般非机动车一样将车倒出，然后再关闭离合器上车骑行。

10.在车座方面  无论是拧动、搬动还是推拉螯形扶把或方形扶把的手把驱动非机动车时，均需要有反作用力才能进行。其中推拉驱动所需反作用力最大，要想有效的产生反作用力，必须有一个阻力面。为此，本发明提出了马鞍形车座和小后挡车座，这种车座都是为阻档臀部在前轴驱动时产生前后移动而设计的。

11.在车筐方面  绝大部分自行车，在车前均装有篮式车筐。为此，本发明将带弹性支架的导向惰轮(以下简称弹性情轮)，装于前轴驱动链条无载分支上(参看图18)，迫使链条让出安装车筐的位置，之所以能够如此，是因为前轴复合驱箱体积小，箱外有关的传动件紧凑所致。

12.在防止链震和掉链方面前已述及，由于双臂在上90°推拉，能给前轴以较强的驱动力，因而使车速加快。为防止高速链震和掉链，本发明建议在前后轴无载分支的链条上装设弹性惰轮，在后轴装用带挡边飞轮(参看图13)以便吸震和防止掉链。

13.在车架方面  为配合本发明所出现的自行车高速化，车架的流线化势在必行。为此，本发明提出了两种车架：一种类似奔马式，为男士设计的十字状车架(参看图15、19)；一种适合女士设计的凹形车架(参看图14)。用以减少风阻，适当降低重心。

14.在车型方面  使用本发明的前轴复合驱动系统，凹形、十字状车架或一般车架，可以组成多种车型。它们分别是：具有本发明车架的自行车；具有本发明车架或一般车架的双轴驱动自行车；具有本发明车架或一般车架的仅有前轴驱动自行车；以及双轴驱动或仅有前轴驱动的三轮车等，共七种基本车型。

在仅有前轴驱动的自行车系列中，可采用小轮径、低车架和只需前后调整的车座(参看图14、15)。在强有力的双臂驱动下，其车速将不亚于一般自行车。

综上所述，采用以上技术方案，可以制成供各类骑车人使用的非机动车：

1.上下班、郊游、购物、健身用双轴驱动快速自行车。

2.老年人郊游、购物、健身用双轴驱动小三轮车。

3.残疾人用前轴驱动三轮车。

4.货运用双轴驱动大三轮板车。

5.为喜爱臂、背、胸、腰锻炼者，腿脚欠灵活的人提供郊游、购物和健身用的，仅有前轴驱动的，低矮的自行车。

6.体育运动用，有新型车架的赛车。

本发明与背景技术文件相比的有益效果

1.前轴驱动机构相比  本发明驱动箱是由二齿轮、二链条、二轴组成。背景文件1所公开的是由五齿轮、三轴组成。相比之下，本发明机构简单、箱体小、重量轻。背景文件2所公开的是开式、形体庞大的链传动系统，与本发明无任何相似之处。由此可见本发明所制成的复合驱动机构，将使前轴驱动机构得到实质上的改进。

2.前轴驱动机构安装位置相比  本发明是将复合驱动箱装于把立焊的悬臂托上。背景文件1是将驱动机构装于非机动车的前叉上(参见图23)。背景文件2是将链传动机构装于把立焊的丁字形支架上(参见图24)。二背景文件的机构均占用了较大的空间，为驱车带来了不便。

3.前轴小链轮结构相比  本发明为前轴驱动安装的小传动链轮为连轴链轮(参见图12)。背景文件1、2在这方面均未见公开。

4.把形相比  本发明是将自行车前轴驱动把与扶把合二为一，共有三种把位可供应用，结构简单、紧凑。在三轮车上用的是方形扶把。二者均可根据路况选择驱动力矩大小。背景文件1在自行车上是将驱动把与扶把分开设置(参见图23)，结构大而复杂，力矩大小不能选择。背景文件2驱动把与扶把虽然共用，但因是单向驱动，且只有一种把位，力矩大小也是不能选择的。

5.驱动效率相比  本发明用双臂在上方90°进行推拉驱动，效率为100％，背景文件1因驱动把受阻于扶把，且只能一手扶把，另一只手在上方60°进行推拉驱动，相比效率仅为本发明的40％。背景文件2因双臂必须做360°摇动(参见图24)，摇动行程大、做功乏力，其效率仅为本发明的70％。

6.行车稳定性相比  本发明在上方90°位置进行推拉驱动，人与车重心位置受影响不大，并可根据路况随机在三种把位中选择最适宜的把位，故而稳定性好。背景文件1虽然在上60°进行推拉驱动，但因驱动把与扶把分开设置，需一手扶把，一手驱动，其本身就已处于不稳定状态，若遇险情必须双手扶把，放弃前轴驱动功能，否则将造成难以预料的后果。背景文件2为360°单向驱动，双手放在辘轳把式的扶把上，驱动时双手时高时低，忽前忽后，人与车的重心随之变化，稳定性之差可想而知。

7.调速方面相比  本发明在均匀有力的前轴驱配合下，使无级变速成为可能，从而可省去后轴多级变速器。背景文件1在这方面未见公开。背景文件2因其前轴驱动力忽强忽弱，致使前后轴驱动力难以协调配合，因此其前后轴均装有多级变速器，增加了全车驱动系统的复杂性。

8.前轴驱动角度限位措施相比  为限定前轴驱动扶把活动范围，避免急刹车时出现险情，使扶把有所依托，本发明在复合驱动箱外装有定位器。背景文件1因一手握把，另一只手进行前轴驱动，未装定位器。背景文件2因是360°单向驱动，不可能安装定位器。二者均难以应付突然出现的险情。

9.手扶倒车时相比  非机动车自停车场或狭窄地方取出时，常需手扶倒车。本发明在手扶倒车时可打开离合器。背景文件1因未装离合器，手扶倒车是不可能的。背景文件2前轴是单向驱动，可不装离合器，但在手扶倒车时，扶把随车轮转动，必须有足够的空间方可将车倒出。

10.车座相比  本发明在自行车上采用马鞍形车座或小后挡车座，以便在进行前轴驱动时能于臀部产生发作用力。背景文件1、2均采用了平座，只有靠臀部与车座的摩擦产生反作用力是不合理的。

11.车筐安装相比  本发明可在复合驱动机构前方安装车筐，以方便骑车人的购物。背景文件1因驱动箱安装于车前叉上，因此不可能在车前方安装车筐(参见图23)。背景文件2也因开式链驱动机构过于庞大，安装前车筐也是不可能的。

12.防止链震和掉链相比  本发明由于能进行高速行驶，为防止链震和掉链在车的前后链条无载分支上可装设弹性惰轮和在后轴安装带挡边飞轮(参见图13)。背景文件1、2在这方面尚属空白。

13.车架方面相比  本发明为男士设计了十字状车架(参见图17)，为女士设计了凹形车架(参见图14)。在背景文件1、2中均未见公开。

14.车型方面相比  本发明由前轴复合驱动系统、凹形车架、十字形车架、一般自行车架，可组成七种基本车型。背景文件1、2在这方面未见公开。

附图说明

图1是复合驱动箱装在自行车或三轮车把立杆上的情况图。

图2是图1的俯视图。

图3是复合驱动箱内部链传动系与齿传动系复合在一起的传动机构图。

图4是复合驱动箱外面，输出轴端的离合器剖视图。

图5是离合器左端侧视图。

图6是用于自行车的，具有三种驱动手把的螯形驱动扶把顶视图。

图7是推拉手把剖视图。

图8是用于三轮车的，具有二种驱动手把的方形驱动扶把顶视图。

图9是图8的俯视图。

图10是定位器剖视图。

图11是图10的俯视图。

图12是装于前轮轮毂上的连轴链轮剖视图。

图13是装于后轮轮毂飞轮上的，带有挡边的链轮剖视图。

图14是前轴驱动的女式自行车。

图15是前轴驱动的男式自行车。

图16是具有十字状车架的体育运动赛车。

图17是双轴驱动快速自行车。

图18是双轴驱动常用快速自行车。

图19是由十字状车架与车前叉组成的仿生立体图。

图20是装有前轴驱动配件的原型女式自行车。

图21是装有前转驱动配件的原型男式自行车。

图22是装有前轴驱动配件的原型三轮板车。

现将每个附图说明如下：

图1.本图表示，复合驱动箱1的上下半箱是用螺钉2组装在一起的，复合驱动箱底座3用螺钉4固定在把立杆5的悬臂托6上，把立杆5有一个标准管径，可以装入任何自行车或三轮车前叉上端的套管内，用螺杆7将把立杆5与车前叉紧固为一体，螺杆7还可调整复合驱动箱1的高度，并用之张紧驱动前轮转动的连结链条8。在输出轴12(详见图2)的轴端上装有输出链轮10，链轮罩9也可做成同时遮盖复合驱动箱1与输出链轮10的流线型装饰罩。

图2.本图为图1的俯视图。在动力输入轴11上装有定位器13，依靠轴平键14使定位器13与输入轴11同步运转，15为定位器上的螺钉，在运转过程中，当螺钉头受到复合驱动箱法兰边16阻挡时，此时定位器13的位置即是输入轴11驱动角度的限位。17为输出轴12与输出链轮10的离合器。18为螯形驱动扶把(详见图6)。19为方形驱动扶把(详见图8)。20为将驱动扶把固定在输出轴11上的螺钉。

图3.本图是将复合驱动箱盖打开后所见到的俯视图。链传动系在图的左边，齿传动系在图的右边，二者通过一个动力输入轴11，与一个动力输出轴12复合在一起，链传动系轴距以齿传动系轴距为准。在箱内输出轴12上固定有小链轮21和小齿轮22，小链轮21通过链条23与大链轮24相连，小齿轮22与大齿轮25啮合在一起，大链轮24与大齿轮25是通过棘轮传动器26、27与动力输入轴11装配在一起的。棘轮传动器安装方向，即棘爪(俗称千斤)尖所指方向，在链传动系上，棘爪28所指方向与输出轴12驱动方向29，小链轮驱动方向30，大链轮驱动方向31，动力输入轴11驱动力输入方向32四者一致；在齿传动系上，棘爪33所指方向与输出轴12驱动方向29，小齿轮驱动方向34相反，而与大齿轮驱动方向35，动力输入轴11驱动力输入方向36一致。输入及输出轴均支架在滚珠轴承37上。

当动力输入轴11按驱动方向32转动时，链传动系即按棘爪28所指方向驱车前进，此时棘爪33在齿传动系中打滑；当动力输入轴11按驱动方向36转动时，齿传动系即按棘爪33所指相反方向驱车前进，此时棘爪28在链传动系中打滑。由此可见，不论输入轴如何转动，输出轴的转动方向均不变。

但由于二棘轮传动器内的棘爪28、33所指方向相反，要想让输出轴逆转，即令车倒退是不可能的，从而引出了必须在复合驱动箱的输出轴端设置离合器，才能使这一问题得到解决。

38是为输出链轮10(见图1、图4)在输出轴12上，轴向定位所准备的定位槽；39为在输出轴12上安装离合器而留出来的轴端键槽。

图4.从本图可以看到安装在输出轴12上，离合器17的剖视图及与之有离合关系的输出链轮10。该离合器是用压簧40将输出链轮及离合器的离合齿41咬合在一起的。驱动时，驱动力经过输出轴端键槽39上安装的键块42，离合器外套43传递到离合齿41，再由输出链轮10，链条8(见图1)传送到车的前轮。

需要使离合器与链轮10脱离关系时，按箭头44的方向拉动离合器，并按箭头45转动一个角度，将离合器外套43的顶部方孔四边挂在键块42的方键四个方角46上(见因5)。

图5.由本图可以见到离合器顶部。当合上离合器时，离合器外套43的方孔与键块42的方键二者吻合在一起的情况。46为键块的方键四个方角，47为上紧链块42所用的内六角螺钉。

图6.本图所示为用于自行车的，螯形驱动扶把18的外观情况。螯形驱动扶把以复合驱动箱1的中心线为对称轴，分为左右两个部分，左右扶把又各自分为两段，横把杆48与曲把杆49，两者经螺钉50连结为一体。把杆为空心钢管，用螺钉20与复合驱动箱1的动力输入轴11紧固在一起，在横把杆48上装有直径较大的固定拧动手把51，在曲把杆49上装有搬动手把52与可灵活转动的推拉手把53。横把杆48与曲把杆49也可用热弯方法制成整体形式，但要妥善解决搬动手把套的具体安装问题。

图7.本图为图6推拉手把53的剖视图。图中心轴54的底端55焊在曲把杆49上，在心轴54轴承跑道56上装有滚珠57，在滚珠57上扣有碗形轴承跑道58，在碗形跑道58上装有钢衬管59，在钢衬管59另一端又装有碗形轴承跑道60，碗内装有滚珠61，然后用锥形轴承跑道62调整好二轴承的松紧度，并用螺母63将之锁定，最后在钢衬管59外装上塑胶把套64。这种能灵活转动的把套可以最大限度的减轻手腕的疲劳。

图8.本图表示用于三轮车的方形驱动扶把19，安装在复合驱动箱上的情况。扶把以复合驱动箱1的中心线为对称轴，分为左右两个部分，其中上横把杆65为一整体，经螺钉66与竖把杆67相连，竖把杆67与下横把杆68焊在一起，下横把杆68用螺钉20与复合驱动箱1的动力输入轴11紧固在一起，在下横把杆68末端装有搬动手把69，在上横把杆两端装有可灵活转动的推拉手把70，该手把内部机构与图7所示相同。

图9.本图为图8的俯视图。从图中可以见到，上横把杆65与下横把杆68在同一平面71上，下横把杆68与装有搬动手把69的把杆过渡段72处，把杆成向内弯曲状态，以便能使搬动手把具有一个适当的驱动力臂。

图10.本图所示是装在螯形驱动扶把18与方形驱动扶把19上的定位器剖视图。在定位器的定位盘73的圆周上，安装的定位螺钉15，有一个凸出的螺钉头74，该螺钉头被复合驱动箱法兰边阻挡的位置，即为驱动扶把推拉角度受到限制的位置，也即为输入轴驱动角度所规定的范围。定位螺钉15视需要可以装一到两个。

图11.本图所示为上图定位器的俯视图。从图中可以看到在定位盘73的圆周上有一圈带螺纹的定位孔75，可根据驱动扶把所需的驱动角度选择螺钉15应该安装的孔位。76为孔平键，与驱动轴11上的轴平键14配合。

图12.为装在前轮轮毂上的连轴链轮剖视图。77为连轴链轮，78为安装连轴链轮77所需的内螺纹。

图13.为装在后轴飞轮上的链轮剖视图。为了与现有飞轮零件配套使用，在棘轮79的棘齿80两侧，有滚珠跑道81，在棘轮79外圆有与链轮82连结用的螺纹83，84为链轮内挡边，85为链轮外挡边，86为外挡边85与链轮82连结用的螺纹。

图14.本图是前轴驱动的女式自行车侧视图。该车由前纵梁87，脚底板88，后斜梁构件89与车前叉外套管90围成凹形车架，由于这种车型无需改变车座高低，有时却需要调整车座前后位置，为此将小后挡车座91(或者采用马鞍形车座)固定在纵向钢管92上，以便满足骑车人改变坐位的要求。77为前轴连轴链轮，93为后货架，18为螯形驱动扶把。

在本图中未显示停车支架、制动器、车铃等，因为这些装置均属常规设计，故被省略，以下各种车型凡属常规部分，亦同此处理。

在本车型的基础上，也可制成有方形驱动扶把19，前轴驱动的三轮车(无图)。

图15.本图是前轴驱动的男式自行车侧视图。该车由主梁94，车座支架95，脚踏板支架96，三者构成一个丁字形，焊上车后叉97和车前叉外套管90后，即成为一个十字状车架。98为悬臂式脚底板，99为Y形货架，其余同14图所示，不再重复。

图16.本图为按规范设计的体育运动赛车侧视图。该车采用了碳素纤维制成的十字状车架。按规定只要是脚踏驱动，任何增加车速的技术措施均可采取。100为脚踏多级变速装置。

也可以采用钢十字状车架，在后轴飞轮上配以单级链轮，制成常用自行车(无图)。

图17.本图是双轴驱动快速自行车侧视图。由于具有前轴驱动装置，所以目前尚不能做为体育运动赛车使用。后轴取消了多级变速机构，改用带挡边单级链轮82，车座101成马鞍形(也可采用小后挡车座91)，为了减少风阻，减轻车重，车轮无挡泥板，车后无货架，车前无货筐，脚踏链轮无护罩，其余相关部分已如前述。

图18.本图是双轴驱动常用快速自行车侧视图。与17图不同之处，车后装有Y形货架99，车前装有货筐102，为了给货筐102让出较多位置，并吸收由于车架震动使链条产生的链震，在链条8无载分支上装有弹性惰轮103，及为安装弹性惰轮103的弹性支架104。必要时，为了吸收后轮传动链条的链震，在其无载分支上亦可安装具有弹性功能的弹性惰轮(无图)，其余相关部分已如前述。

图19.本图为上述图15、图16、图17、图18所使用的全车骨架仿生立体图。这种状似奔马仿生全车骨架有前腿(车前叉)，后腿(车后叉，双腿或单腿)，马身(主梁)，马鞍(车座支架)，马蹬(脚踏支架)，马头(把立杆)等相似部分。它具有外观流线化，结构简单，重量较轻，风阻最小等优点。其结构形式(不包括车前叉)有箱式和管式两种，箱式车架断面为矩形，如本图所示；管式车架断面为圆形，两者均可用碳素纤维塑制，箱式还可用焊接性能较好，高强度低合金薄钢板制成，管式则可用无缝钢管焊接。当然也可采用一般老式车架代替，详见图20及图21。

图20.本图为在原有女式自行车基础上，配备前轴驱动装置的自行车侧视图。在装上前轴驱动装置后，相应的需将车座换成马鞍形101，或小后挡车座91，后轴飞轮或多级飞轮变速器应换装上带挡边的链轮82，前轴应装上连轴链轮77，有需要时也可仿图18装上前货筐102，这种女式车架在105处强度较弱，不宜高速行驶，需适当加强。

图21.本图为在原有男式自行车基础上，配备前轴驱动装置的自行车侧视图。将男式自行车改装成双轴驱动自行车，相应的措施与女车一样，不再重述。

图22，本图为在原有三轮板车基础上配备前轴驱动装置的三轮板车侧视图。装在三轮板车的复合驱动箱，需配以如图8、图9所示的方形驱动扶把19，后轴飞轮看原有情况决定是否需要改换，其余相关部分与前述者相同。

Claims (9)

1.一种装有复合驱动机构，靠人力驱动的自行车和三轮车，统称非机动车。有车轮、车架、车把和前轮手复合驱动机构，如男女式前轮手驱动自行车；有车轮、车架、车把和前轮手复合驱动机构，后轮脚踏驱动装置，如双轴驱动的三轮车或自行车；有车轮、十字形车架、车把和后轮脚踏驱动装置，如体育运动赛车等。其特征在于：

a.在前轮手复合驱动机构中，有复合驱动箱[1]，有密封于箱内，由输出轴[12]，输出轴[12]上的小链轮[21]，输入轴[11]，输入轴[11]上的棘轮传动器[26]，棘轮传动器[26]上的大链轮[24]以及连结大链轮[24]和小链轮[21]的链条[23]所组成的链传动系；有密封于同一箱内的由输出轴[12]，输出轴[12]上的小齿轮[22]，输入轴[11]，输入轴[11]上的棘轮传动器[27]以及棘轮传动器[27]上的与小齿轮[22]有啮合关系的大齿轮[25]所组成的齿传动系。有将两个系统复合在一起共用的两对轴承[37]。无论正反转动本复合机构的输入轴[11]，输出轴[12]的转动方向均不变。

b.在前轮手复合驱动机构中，有能将复合驱动箱[1]安装于车前叉把立杆[5]上端的复合驱动箱底座[3]。

c.在前轮手复合驱动机构中，装在复合驱动箱[1]外面，输入轴[11]上，有用于自行车前轴驱动、前轮转弯、车体平衡三者功能为一体的螯形驱动扶把[18]；有用于三轮车前轴驱动、前轮转弯二者合为一体的方形驱动扶把[19]。

d.在前轮手复合驱动机构中，有装于复合驱动箱[1]外面，输出轴[12]与输出链轮[10]之间的离合器[17]；有将输出链轮[10]的驱动力，经链条传递给拧紧于前轴轮毂上的连轴链轮[77]。

e.在前轮手复合驱动机构中，有装在复合驱动箱[1]外面，输入轴[11]上，限定驱动角度位置和驱动角度大小的定位器[13]。

f.在前轮具有手复合驱动机构或双轴驱动的非机动车上，装有能有助于前轮驱动的马鞍形车座[101]或小后挡车座[91]。

g.在装有前轮手复合驱动机构、后轮脚踏驱动装置或双轴驱动的自行车上，有由主粱[94]，车座支架[95]，脚踏板支架[96]，车后叉[97]与车前叉外套管[90]组成的男式十字状车架；有由纵梁[87]，脚底板[88]，后斜梁构架[89]与车前叉外套管[90]组成的女式凹形车架。

h.在双轴驱动的自行车上，装有能预防高车速掉链所采用的装置；在车前叉外套管[90]前方装有车筐[102]。

2.根据权利要求1所述装有复合驱运机构，靠人力驱动的自行车和三轮车，其特征在于：把立杆[5]上端有一个能固定复合驱动箱底座[3]的悬臂托[6]。

3.根据权利要求1所述装有复合驱动机构，靠人力驱动的自行车和三轮车，其特征在于：螯形驱动扶把[18]的横把杆[48]上装有拧动手把[51]，在曲把杆[49]上装有搬动手把[52]与推拉手把[53]，在推拉手把[53]内装有滚珠[57]、[61]，可使推拉手把[53]在曲把杆[49]上灵活转动。

4.根据权利要求1所述，装有复合驱动机构，靠人力驱动的自行车和三轮车，其特征在于：方形驱动扶把[19]的下横把杆[68]的弯曲末端装有搬动手把[69]，上横把杆[65]装有推拉手把[70]，与螯形驱动扶把一样，推拉手把[70]可在上横把杆[65]上灵活转动。

5.根据权利要求1所述 装有复合驱动机构，靠人力驱动的自行车和三轮车，其特征在于：离合器[17]有压紧离合齿[41]的压簧[40]，有传递动力的离合器外套[43]，有传递动力并能脱开离合器[17]的键块[42]。

6.根据权利要求1所述装有复合驱动机构，靠人力驱动的自行车和三轮车，其特征在于：定位器[13]上，有为输入轴[11]驱动角度大小及位置选择适当孔位的螺钉[15]。

7.根据权利要求1所述装有复合驱动机构，靠人力驱动的自行车和三轮车，其特征在于：车座可在沿车体纵向设置的钢管[92]上调整位置。

8.根据权利要求1所述  装有复合驱动机构，靠人力驱动的自行车和三轮车，其特征在于：车后轴装有带档边链轮[82]，在前后轴链条无载分支上装有弹性惰轮[103]。

9.根据权利要求1所述装有复合驱动机构，靠人力驱动的自行车和三轮车，其特征在于：为安装车筐[102]，有弹性惰轮[103]对前轴驱动链条无载分支进行约束。

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