CN1891560A - 密闭型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明——密闭型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置，涉及的是一种人力驱动装置，特别是二轮、三轮、四轮密闭型或敞开型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动车装置。主要零部件包括车架、密闭舱、车座、靠背、操纵部分、前车轮、后车轮、左右摆杆、左右脚蹬、左右飞轮、左右杆绳链、链轮、链条、后飞轮、滑轮、车把、前叉等组成，前叉下部装有前车轮，车架上端设置有摆杆轴，左右摆杆分别装置在车架两侧，左右摆杆下端分别装有左右脚踏及左右杆绳链，其分别与左右飞轮相啮合，滑轮的滑轮轴装在车架的前下方，左右飞轮内分别装有超越离合器，链轮通过链条与后飞轮相联接，后轴上装有后车轮。

Description

说明书 密闭型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置

技术领域

本发明为密闭型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置，涉及的是一种人力驱动装置，特别是二轮、三轮、四轮密闭型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置。

背景技术

现有的人力驱动装置有二轮自行车、三轮人力车，皆依靠双脚向下作圆周运动使之前进的。这类驱动装置，脚镫沿脚拐回转一周所走过的距离为s＝πd(d为两脚镫轴线中心距)，而所作的功则为w＝fs′＝fd(s′为沿作功方向的距离)。可见，人在驱车过程中，大部分力都没有被利用，而只有少部分力(约1/3)作有用功。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提供一种密闭型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置，该装置增加有用功、减少无用功，充分利用人体各方面能量，实现高效高速的目的。与现有人力驱动装置相比，速度相同时省力；施力相同时增速。

本发明主要零部件包括车架、密闭舱、车座、靠背、前车轮、后车轮、左右摆杆、左右脚蹬、左右飞轮、左右杆绳链、滑轮、链轮(花盘)、链条、后飞轮、密闭舱等。

密闭舱由上舱、下舱和车门组成，其固定在车架上，纵剖面内车架构成近似“L”型，若为三轮驱动装置后车轮轴上加装差速器，若为四轮驱动装置加装前车轮转向机构，后车轮轴上加装差速器。

操纵部分由车把、前叉和时速表组成，前叉装在车架前部，前叉下部装有前车轮，车把装在车架前上部，便于操纵。车架前上端设置有摆杆轴，左右摆杆分别装在车架两侧，下端分别装有左右脚蹬，并与左右杆绳链相联结，分别与左右飞轮相啮合，且与装在滑轮上的钢丝绳相联，构成一封闭绳链。滑轮的滑轮轴装在车架的前下方。左右飞轮装置在车架两侧，其内分别装有超越离合器，与普通自行车的飞轮相同，使其只能单向廻转。在链轮(花盘)上方安装有低位车座与靠背。链轮通过链条带动后飞轮实现单向转动，进而通过后轮轴驱动后车轮及前车轮前进。密闭舱分为上下舱，前后设置有车灯。即前后照明灯与前后左右转向灯。密闭舱上设置有左右倒车镜及通风窗(略)。

本发明的主要特点有：

1、采用双摆杆绳链传动与链轮(花盘)-后飞轮的二级链传动：

现有普通二轮自行车、三轮人力车的驱动是人的双脚蹬踩脚蹬作回转运动使车前进的，有用功仅占总功的约1/3；本发明采用双摆杆绳链传动驱动装置，其关键技术在于将脚蹬的圆周运动改变为近于水平直线运动，这种运动方式的实现是通过摆杆、杆绳链、左右飞轮与链轮(花盘)-后飞轮的二级传动方式实现的。

工作原理：当左脚向前施力蹬踩左脚蹬时，脚蹬通过左杆绳链驱动左飞轮正向旋转，其上离合器闭合且通过中轴使链轮带动后飞轮、后车轮正向旋转，使装置向前运动；与此同时，左摆杆上的杆绳链通过滑轮使得右飞轮反转，而右飞轮离合器与链轮处于分离状态，则右脚蹬相应的向后运动。当左脚蹬前移至最前点时，右脚蹬向后运动到最后点，变换脚踩方向，即右脚向前蹬踩，右飞轮正转，带动整个装置向前运动，而左飞轮离合器与链轮分离，左脚蹬相应的向后运动，直到终点，完成一个循环动作。如此反复，则可实现装置的连续向前运动。上述平蹬式驱动装置为第一级链传动，而链轮-后飞轮为第二级链传动。两级传动的增速传动比i可基本相同，则总传动比为2i，即为普通自行车传动比的两倍，在相同的蹬踩频率下车速可提高一倍以上。

2、采用低位车座带靠背结构：

现在的自行车、三轮车座位在脚蹬的上方，驾驶者向下踏动脚蹬时，所施加的力一般不会超过自身的重量，但当骑赛车时，需把腰弯下，用脚向下蹬踏，就能用上更大的力气，根据这一原理，本发明装置的车座装在与脚蹬基本等高(略高于脚蹬)的斜平面上，让人像半躺着一样接近水平方向向前去蹬踩脚蹬，同时，背靠弧形靠背充分发挥人机工程学的施力原理，这样在脚蹬上不需多用力，就能把时速提高1倍以上，如图1所示。

3、采用变速结构：链轮-后飞轮采用变速结构，分若干挡进行变速，实现开始驱动与爬坡时用低档，非常省力；运动起来以后逐步换高档，加上高速运动状态下的惯性作用，使所需驱动力减小。即实现开始起动与爬坡时的低速-近似等比传动；正常运动时的高速-大增速比传动。

4、采用流线形密闭舱：如图2所示，其外部用轻质塑料与透明材料，将车身完全罩起来，使整车具有流线型外形，可使车在运行时特别是高速运行时阻力减少1/3~2/3，时速又可提高1倍左右。

5、综述：本发明与现有普通二轮、三轮人力驱动装置相比，具有以下优点：

1)双摆杆绳链传动平蹬式驱动装置：使得人力驱动装置中的有害分力大幅降低，有用分力大幅提高，又进一步提高驾驶者的耐力与作功效率，提高了系统的运动速度。

2)低位车座带靠背结构：使得人力驱动装置能最大限度的发挥人体结构的用力功能，降低人的疲劳强度，增强驾驶者的舒适性，提高驾驶者的耐力，使其能轻松的驱动系统前进。

3)采用变速结构：链轮-后飞轮采用塔轮变速或后轴轴内变速结构，分若干挡进行变速，可实现开始起动与爬坡时的低速-近似等比传动，使得启动时所需驱动力明显减小，易于启动。

4)密闭舱结构：安装密闭舱的称为密闭型，使人力装置的驾驶者不再承受恶劣天气的危害，且流线型车身又可大幅减少阻力，提高车速，而在高速运行状态下，此优越性更为突出；亦可不安装密闭舱，称为敞开型，即为双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置。

5)考虑到整体式车架，轻型塑材的选用，可靠的制动系统，起动停车的稳定性等，可使得采用本发明人力驱动装置制作的二轮、三轮(后车轮带差速器)、四轮(前车轮带转向机构、后车轮带差速器)人力车(密闭型或敞开型)均可作为人们的代步、运输、交通工具，亦可作为体育、健身及娱乐用工具。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明的双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置示意图；

图2是本发明密闭型人力驱动装置外观结构示意图。

具体实施方式

参照附图1~2，本发明密闭型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置的实施例为采用密闭型流线型外形、低位车座带靠背结构、双摆杆绳链传动平蹬式驱动装置制作的自行车，结构包括左摆杆1、摆杆轴2、车架3、右摆杆4、右脚蹬5、左杆绳链6、右杆绳链7、链轮(花盘)8、车座9、靠背10、链条11、后飞轮12、后轮轴13、左飞轮14、右飞轮15、中轴16、滑轮17、滑轮轴18、左脚蹬19、车把20、前叉21、时速表22、车门23、上舱24、后照明灯25、后左转向灯26、后右转向灯27、后车轮28、下舱29、前车轮30、前轮轴31、左倒车镜32、右倒车镜33、前左转向灯34、前右转向灯35、前照明灯36。

密闭舱上舱24、下舱29固定在整体车架3上，纵剖面内车架3构成近似“L”型，夹角为β(见图1)；若为三轮驱动装置后车轮轴上加装差速器；若为四轮驱动装置加装前车轮转向机构，后车轮轴上加装差速器。

操纵部分由车把20、前叉21和时速表22组成，前叉21装置在车架3前部，前叉下部装有前车轮30，车把装置在车架3前上部，便于操纵。车架3上端设置有摆杆轴2，左右摆杆1、4分别装置在车架3两侧，下端分别装有左右脚蹬19、5，并与左右杆绳链6、7相联结，6、7分别与左、右飞轮8相啮合，且与装在滑轮17上的钢丝绳相联，构成一封闭绳链。滑轮17的滑轮轴装在车架3的前下方。左右飞轮内分别装有超越离合器，与普通自行车的飞轮相同，使其只能单向廻转。在链轮(花盘)8上方安装有低位车座9与靠背10。链轮8通过链条11带动后飞轮12实现单向转动，进而通过后轮轴13驱动后车轮28及前车轮30前进。前后车轮上装有刹车机构(略)。密闭舱下舱29前后设置有车灯。即前后照明灯36、25与前后左右转向灯34、35、26、27。29上还设置有左右倒车镜32、33。驾驶者可通过推拉车门23进入车内，进行驾驶(见图2)。

Claims (7)

1、一种密闭型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置，主要有车架、密闭舱、车座、靠背、前车轮、后车轮、脚蹬、后飞轮、左右摆杆、左右飞轮、左右杆绳链、链条、链轮、滑轮、车把、前叉等零部件所组成。前叉装置在车架前部，前叉下部装有前车轮，车把装置在车架前上部；车架上端设置有摆杆轴，左右摆杆分别装置在车架两侧，左右摆杆下端分别装有左右脚踏及左右杆绳链，左右杆绳链分别与左右飞轮相啮合，在左右飞轮前下方左右杆绳链分别与装在滑轮上的钢丝绳相联接，构成一封闭绳链；滑轮的滑轮轴装在车架的前下方，左右飞轮内分别装有超越离合器，链轮通过链条与后飞轮相联接，后轴上装有后车轮。不安装密闭舱时为双摆杆绳链传动平蹬式人力驱动装置。

2、根据权利要求1所述的密闭型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置，其特征在于本装置纵剖面内车架构成近似“L”型，其夹角为β。

3、根据权利要求1、2所述的密闭型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置，其特征在于若为三轮人力驱动装置则后车轮轴上加装差速器。

4、根据权利要求1所述的密闭型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置，其特征在于若为四轮人力驱动装置加装前车轮转向机构，后轮轴上加装差速器。

5、根据权利要求1所述的密闭型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置，其特征在于在链轮上方安装有低位车座与靠背。

6、根据权利要求1所述的密闭型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置，其特征在于密闭舱固定在车架上，且上部装有透明材料，下部装不透明材料。

7、根据权利要求1所述的密闭型双摆杆绳链传动低座平蹬式人力驱动装置，其特征在于密闭舱左侧装有可推拉的车门，前后装有车灯。即前、后照明灯与左、右转向灯。密闭舱上设置有倒车镜。

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