CN1245762A - 活动车蹬 - Google Patents

Abstract

活动车蹬属于轮轴结构。现有车蹬受限于圆周摇动的弱点。臂杆短,臂力小;摇动角度大,蹬车费力。但活动车蹬的左右摇臂的臂头做有活动动机构,蹬下臂杆时,链轮转动,臂杆向上摇动时,链轮不转动;设摇臂互动装置,把双臂放在前方不需圆周摇动臂杆,也能连续驱车。蹬动角度佳、摇动角度小,能大幅地加长臂杆,臂力大,使现有车蹬存在的问题都得到迎刃而解,是理想的人力机车驱动装置。

Description

活动车蹬

活动车蹬有着不同寻常的作用。

活动车蹬为轮轴结构，属于自行车人力三轮车的中轴部件，是一种新型的人力机车驱动装置。

就我所知，现有的自行车驱置都是轮轴结构。左右摇臂相当于两条杠杆，蹬车时撬动轴辊，通过链轮，链条的传动，使车子运行起来。

很明显摇臂愈长，臂力就愈大，蹬车时就愈省力。为了省力我们应该用动力臂比阻力臂长的杠杆，初中物理课本在杠杆的应用章节里作了这样的论述。但现有机车的驱动装置的左右摇臂都是反向销定在中轴的两端，不论顺时针或反时针摇动臂杆，中轴、链轮、链条都同时同方向转动，摇臂受限于圆周摇动的弱点，臂杆偏短，臂力不足。而活动车蹬不同，左右摇臂的臂头内做有活动机关，将臂杆向下蹬时，链轮转动，将臂杆向上返摆时，链轮不转动。设摇臂互动装置，蹬车时，不需圆周摇动臂杆，也能连续驱动机车。摇动角度小，能有效地加长臂杆，从而达到加大臂力，提高人力机车性能的目的。

活动车蹬由左活动摇臂、右活动摇臂、脚蹬、中轴钢球、中轴蜿中轴辊，链轮和摇臂互动装置8大部件组成。现以适宜作自行车中轴部件的活动车蹬为例。各个零件的尺寸，按以下进行，便可造出一个完整的活动车蹬。

1、链轮。选用或按现有自行车40牙或48牙规格的链轮进行制造，另外，需加4个装拆孔。即距轮轴孔中点15mm处开钻，每隔90度角钻一个，共钻4个，直径4mm。

2、右活动摇臂。所有零件均用优质钢材制造。右活动摇臂的头部扁圆形做有活动机关，打开机关来看，右活动摇臂由平档、芯子、千斤、千斤簧、臂杆、丝档和钢珠构成。内部结构与自行车飞轮相似。

(1)平档。做成圆环形，直径73mm，高5mm，圆孔直径50mm，在内侧边沿车钢珠环槽，宽3mm，深2mm，在近圆孔内侧车千斤簧安插环槽，宽2mm，深1mm。

(2)芯子。做成圆轴状，长28mm，中心开个正方形的孔，直贯两端，边长13mm，在中部做个凸形圆环，直径62mm，高8mm；在凸形圆环内中线对称开2个口，长12mm，深6mm；在开口的左侧钻成圆槽状，直径4mm；芯子下端做平档接口的圆榫头，高15mm，直径50mm；在榫头的横截面距中点15mm开钻螺丝孔，用来安装链轮，每隔90度角钻一个，共钻4个孔，直径4mm，深10mm；在芯子的另一端做丝档的螺丝接口，高5mm，直径50mm，车螺纹；做好芯子后，将平档套在芯子的榫头上，用电焊工艺使之永久性固定。

(3)千斤。长12mm，宽7mm，背部梢凸，腹部微凹千斤脚部做成圆柱状，直径4mm，顶口部位较厚4mm，近脚部位则较薄3mm，腹部做一条纵中线沟宽1mm，深1mm。

(4)千斤簧。用富于弹性的细纲丝弯折成Z形状。纲丝直径0.5mm，长度30mm，中部折段长4mm，两头折段长分别为6mm，20mm。

(5)臂杆。头部做成套筒状，高18mm，外侧直径80mm，内侧直径74mm。在内侧做凸齿环，环面宽8mm，高5mm，居于套筒内侧之中，即套筒两头高出齿环5mm。齿节距8mm，按顺时针倾斜排例；齿口高2.5mm，齿口线与齿环切线垂直。凸齿环基部两侧车钢珠滚动圆槽，深1mm，宽3mm；臂杆长，从套筒中线至脚蹬安装孔中线300mm，臂杆做成头大尾小近套筒的高20mm，宽18mm；近安装脚蹬孔的高18mm，宽16mm。在距套筒中线170mm处的臂杆左侧做一个柱头，用来挂皮带。柱头长25mm，分两节；基部直径15mm，长12mm；尾部直径12mm，长13mm，并在柱头末端钻插销孔，直径2mm。在臂杆的尾端做脚蹬安装孔，直径16mm，车螺纹。

(6)丝档。做成圆环形，高5mm，直径73mm；圆孔直径50mm，车螺纹。在内侧边沿车钢珠滚动槽，宽3mm，深2mm。在外侧对称做2个装折小孔眼，深3mm，直径4mm。

(7)钢珠。与现有自行车飞轮钢珠相同，可直接选用或按相同规格制造，数量300颗。

右活动摇臂的全部做发备好后，先把千斤装入芯子的一个开口，千年簧插入千斤的对面平档一侧的孔隙里，另一头压入千斤的线沟，然后套上臂杆，放上钢珠，旋上丝档，整装备用。

3、左活动摇臂。零件数量、制造方法与右活动摇臂相同，但不需安装链轮，所以芯子比右活动摇臂的芯子做短10mm，即安装平档的圆榫头只做5mm长，臂杆圆环内的齿尖按反时针倾斜排列，柱头做在臂杆的右侧。

4、摇臂互动装置。做好的摇臂互动装置象个小铁盒，由滑轮架、滑轮、皮带和滑轮罩组成。

(1)滑轮。用圆铁筒，圆环铁和轴心焊接成形。圆铁筒的铁板厚度3mm，圆铁筒长70mm，直径45mm；圆环铁高3mm，直径55mm，圆孔直径10mm；轴心长94mm，直径10mm，选用钢条制作。焊接时，将圆环铁放在铁筒的两端，轴心钢条穿过圆环的圆孔，轴心头露出9mm，然后焊接固定。

(2)皮带。选用柔软、耐酸碱、拉力好的化纤纺织物做皮带，橡皮条也可选用。皮带长300mm，宽30mm，厚度2mm；在皮带的两头用不锈钢片做挂环，圆孔直径12mm。

(3)滑轮架。用3块2mm厚的钢板进行制造。底板2块，每块长200mm，宽90mm，其中一段长20mm直角弯折。

轴承板1块，长682mm，宽64mm。先在两端刈凹口，长130mm，宽24mm；从两端边线向内量至294mm处定压折线，将钢板压折，这时钢板被压成“门”形状。两侧脚高294mm，顶部平面长94mm。在内侧做滑轮轴承，即在纵中线距压折线40mm外焊接，轴承高10mm，内径12mm，外径20mm。

滑轮架的焊接，先把做好的滑轮安装入轴承，再将轴承板夹住底板，底板边与轴承板凹口边沿对接整齐，然后焊接固定。做好的滑轮架左右两侧都有一个槽状，槽边高20mm，在每条的槽边上，即在纵横中线距边线10mm处钻螺丝孔，直径4mm，用来因定滑轮罩。

(4)滑轮罩。左右各一个，共二个。先刈取一块和340mm，宽140mm，厚2mm的钢板，再将钢板做成长300mm，宽10mm，高20mm的长方形盖。后开弯孔，弯孔内圆半径160mm，外圆半径180mm，孔宽20mm，长180mm，弯孔下端距罩底边线20mm，弯孔上端离罩上边线100mm，弯口向内，弯孔纵中线与滑轮罩线中线相对。在滑轮罩的4条框边上的中点，距边线10mm处钻圆孔、直径4mm，以便安装。

5、脚蹬。与26英寸自行车的脚蹬规格相同，可直接选用或按相同规格制造。

6、中轴钢球。与26英寸自行车的规格相同可直接选用或按相同规格制造。

7、中轴碗。与26英寸自行车的规格相同，可直接选用或制造。

8、中轴辊。与山地自行车的方榫轴辊相同，可直接选用或制造。

以上零件制造备好后，先把链轮与右活动摇臂的芯子用螺丝钉固定，将摇臂的柱头伸入摇臂互动装置滑轮置的弯孔内，扣上皮带钢环，加放垫圈、用直径2mm的细铁线将皮带钢环钢定，盖上滑轮罩；左右活动摇臂的头部分别安装在轴辊的方榫上，摇臂尾孔装上脚蹬，至此，一个新型的活动车蹬便呈现于眼前。

活动车蹬的工作原理是，装有千斤的左右活动摇臂被向下蹬动时，千斤口与臂杆头部内的齿口相顶，使链轮转过一个角度；将摇臂向上摇动时，千斤口从臂杆头部上的锯齿状背面滑过，链轮不转动。设摇臂互动装置，能使左右活动摇臂轮换配合摇动，当蹬下左臂杆时，右臂杆反而被向上拉起，为下次蹬动作准备；当蹬下左臂杆时，右壁杆又被顺势向上拉起，如此重复，使链轮连续转动。

活动车蹬作人力机车驱动装置，比现有的车蹬好得多，一是可根据臂杆的长短调整壁杆的摇动角度和摆幅；二是蹬车时左右臂杆时常处在正前方的有效角度内摇动，角度佳，连续性好；三是不需圆周360度角摇动臂杆，也能连续驱动机车；四是脚蹬移动距离小，易蹬动；五是能大幅地加长臂杆，臂力大，如现有的车蹬，一般臂杆长度20cm左右，如要再加长就难于连续摇动，但活动车蹬不同，摇臂的臂杆可以做到30-40cm，有的人力机车还可做得更长，根据杠杆的平衡原理，臂杆愈长、臂力就愈大；六是同一机轴安装数组活动车蹬可同时蹬动。

活动车蹬是理想的人力机车驱动装置。如同于自行车，可使自行车轻快如飞，更具实用；如用于人力脱粒机，可省力省时，提高工效；如用于人力三轮车，会大大地提高拉载能力和运行速度。

利用活动车蹬臂长、力大、易蹬动的优点，有一个大胆的设想——制造扩速自行车。即在中轴与后轴之间设一个传动轴，在传动轴的两端分别安装小链轮和大链轮。小链轮、大链轮的牙数比为1∶2；大链轮与后轴飞轮相对，这种车每蹬动一次可使后车轮加培扩大速度运转，跑动更快。

为便于理解，绘了13幅附图，现作图面说明如下：

图1、是活动车蹬立体图。

图2、是右活动摇臂立体图。

图3、为右活动摇臂结构图，从上到下次序是：平档、芯子、千斤、臂杆、丝档。

图4、是右活动摇臂的芯子三视图。

图5、是丝档的正视、俯视图。

图6、是左活动摇臂的芯子三视图。

图7、是平档的正视、俯视图。

图8、是右活动摇臂的臂杆的正视俯视图，以及臂杆头部的剖视图。

图9、是千斤的三视图。比例1∶1。

图10、是摇臂互动装置立体图。

图11、是摇臂互动装置构造图，从左到右的次序为左滑轮罩、滑轮架、右滑轮罩，从滑轮架内还绘了滑轮、皮带的安装位置。

图12、是滑轮架构造图，以上到下的次序为轴承板、底板。

图13、是轴承板三视图。比例1∶4

以上三视图、正视、俯视图，除写明以外，其余绘图比例均是1∶2.7，绘制单位mm。

活动车蹬，按使用需要可做成多种规格和形状。如臂杆可做成直形的，也可做成弯的；如加长臂杆、芯子、千斤待等零件也可相应加大尺寸；摇臂互动装置做滑轮罩，这是从美观、防尘、防雨、防晒的角度考虑而设，有的人力机车不需这些功能，可不做滑轮罩。

申请人认为实现活动车蹬的最好方式是制造活动车蹬自行车。因为现有的自行车零件可以利用，容易实现，制造时分四步进行。

第一步，车架的制造。制造活劝车蹬自行车，关键是把车架做成适合安装活动车蹬。车架的构造，做成双弯管车架。钢管的直径，钢管的条数、前管、中轴轴承的规格，制造技术与凤凰750型自行车相同，但车架钢管之间的驳接角度，钢管的长度需作调整。现在沿用现有的车架零件名称，作实施说明。

立管。即相接在中轴轴承与鞍座之间钢管，长480mm。

平叉。即相接在中轴轴承两端与后轴两端的2条小钢管，长420mm，立管与平叉的驳接内角80度角。

下弯管。即驳接在前管下方与中轴轴承之间的弯管。下弯管总长620mm，弯折135度角；其中一段长190mm，另一段长430mm；短的段口与中轴轴承相接，并使短段与平叉处在同一条直线；长的段口与前管下方相接。

上弯管。即驳接在前管上方与立管之间的弯管，弯管总长560mm，弯折140角度，其中一段长230mm，另一段长330mm。短的段口与立管中部相接，交接内角100度，距下弯管210mm，长的段口与前管上方相接。

立叉。即相接在立管上端两侧与后轴两端的2条小钢管，长540mm。立叉尾部与平叉尾部的驳接，立叉与立管的焊接，以及各钢管口的处理技术与现有自行车相同。

第二步，安装摇臂互动装置。车架做好后，把摇臂互动装置安装在上下弯管之间，滑轮罩的弯孔中点距离中轴170mm，摇臂互动装置的凹口卡住下弯管，顶部与上弯管相贴、然后焊接固定。

第三步，安装活动摇臂。用现有14cm的山地车方榫轴辊作中轴，把装有链轮的右活动摇臂安装在中轴的右端，左活动摇臂安装在中轴的左端，臂杆的柱头伸入滑轮罩的弯孔，扣上皮带挂环，臂杆的尾端装上脚蹬。

第四步，其它零部件、如前后轮、飞轮、链条、车闸、车把、前叉、鞍座等等，照用26英寸自行车的零件安装，则可制造出一架新型的自行车。

Claims (3)

1、与现有的车蹬摇动形式不同。左右活动摇臂的臂头里做有芯子，千斤等活动机构，加设摇臂互动装置能够巧妙地使左右活动摇臂配合摇动。当蹬下右臂杆时，左臂杆被顺势向上拉起，为下次蹬动作准备，当蹬下右臂杆时，左臂杆又被顺势向上拉起，如此重复，不需圆周360度角摇动臂杆，也能连续驱动机车。

2、是臂杆摇动角度小、角度佳、连续性好、易蹬动。活动车蹬可以把左右活动摇臂的臂杆放在正前方的最佳位置蹬动，臂杆的摇动角度90度左右，加上反摆回位，每蹬动一次臂杆，臂杆的摇摆角度之和等于180度，比现有车蹬360度角圆周摇动减少了一半的摇动角度。而且脚蹬不需贯性回位，接力快。

3、活动车蹬摇臂长，臂力大。现有自行车的车蹬，一般臂杆的长度20厘米左右，如果加长就难于连续摇动。活动车蹬不同，臂杆做长加1倍也不影响蹬动，用于其它人力机车还可以把臂杆做得更长，臂杆愈长，臂力就愈大。

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