CN86200980U - 流体泵脚踏传动器 - Google Patents

Abstract

流体泵脚踏传动器属于一种传动机械，其构造原理是两个对称的压力泵通过各自相连的流体导管将人体的脚踏压力传递到各自的驱动泵中，两驱动泵之间连接着锯齿框架组合。该组合中部是锯齿轮，该齿轮与转轴固定为一体，框架在与其相连的驱动泵的交替的反向力的作用下做周期性的反向平动，因锯齿的单向啮合作用使锯齿轮连续地受到定向力矩的作用。本新型传动效率高，如采用油压传动，性能可靠；而气压传动，构造简单成本低。

Description

本实用新型属于一种传动机械。

到目前为止，凡是传递人体脚踏动力的传动机械，绝大部分属于轮盘链条结构的传动方式。但是，该传动方式动力消耗大、传动效率低，其无用功损耗达36.34％以上，本人在860205所呈报的“直规迹链条传动脚踏器”的实施例中，已解决了因作用力的法向分量所导致的功能损耗问题，但却仍然保留了链条传动方式。

本实用新型的目的，就是彻底抛弃轮盘链条结构的传动方式，为传递人体脚踏动力开辟一条新的途径。

本实用新型的基本结构与工作原理，请参阅附图的图（1）。

在图（1）中，本实用新型可分为三大部分：

（一）、压力泵部分：压力泵组合“4”，压力塞堵组合“3”，压力连杆“1”，脚踏“2”，支撑轮“11”，流体导管组合“5”。

（二）、驱动泵部分：驱动泵组合“6”，驱动塞堵组合“7”，驱动连杆“8”。

上述诸件均为左右对称的偶配置，流体导管组合“5”只要求物理性的对称，而无需几何尺寸的对称。

（三）、平行四边形锯齿框架组合“9”，锯齿轮组合“10”，啮合弹簧“12”（有两件构成）。C、D、F、G为框架的四个连接接头，C、D为推式接头，F、G为挽式接头，锯齿轮的齿向是逆时针旋向。“A”、“A′”为压力腔，“B”、“B′”为驱动腔。

本实用新型的工作原理：

如果对左脚踏“2”施加一竖直力F1，由于支撑轮“11”的存在，平衡了F1所产生的“有害力矩”，F1可“完整无损”的经连杆“1”传递到塞堵组合“3”上，设塞堵组合“3”对流体的压强P＝F1／S1。如果该流体为液体，根据液压传递原理，与“3”同一密闭系统的驱动腔“B”中的塞堵组合“7”对锯齿条“CG”经连杆“8”所产生的推力F2＝P·S2，（S2为该塞堵组合“7”液压部分的面积）即F2＝F1·S2／S1，在F2的作用下，锯齿框架组合“9”由左向右（或称沿CG的方向）做“平动”移位，在该位移中，一方面在锯齿条CG的啮合作用下使锯齿轮“10”做顺时针旋转，同时也使与锯齿条FD相连的连杆“8”和塞堵组合“7”做相同的位移，驱动腔“B′”缩小与“B′”处于同一密闭系统的压力腔“A′”扩大，该位移的终止点即是“A′”中的塞堵组合“3”的“上止点”；及“A”中塞堵组合“3”的“下止点”。在该位移过程中锯齿条FD与锯齿轮“10”因齿向相背而相互滑行。弹簧“12”的作用是抵消FD的重量使其与齿轮“10”维持有效的弹性接触。当竖直作用力F1作用到右边的脚踏“2”上时，压力腔“A′”及驱动腔“B”缩小，驱动腔“B′”及压力腔“A”扩大，直至“A”中塞堵组合“3”上升到“上止点”。在该位移中，锯齿条DF与锯齿轮“10”相啮合并使其仍做顺时针旋转，与此同时锯齿条GC与锯齿轮“10”因齿向相背而相互滑行。上述两个位移形成的力学效应完全是等同的；锯齿框架组合“9”的“平动”位移无论向左或向右，均使齿轮“10”做定向旋转。

压力泵和驱动泵的具体结构：

该两种泵除几何尺寸有数据性的差异外其部件结构完全相同，请参阅附图的图（2）：

在图（2）中“14”是管状泵壳，“13”是滑套连杆的泵盖，“15”是橡胶制垫圈，“16”是连接导油管的底盖，在“16”的下端是带丝扣“17”和锥面“18”的导油管接口，泵盖“13”和底盖“16”均以丝扣的形式实现与泵壳“14”的组装。“23”是塞堵，“21”是卡簧，“21”嵌在“23”的内槽“22”中，卡簧“21”与内槽“22”之间有充分的弹性自由空间，以供连杆“1”的圆球形端头“20”插入之用，“20”插入塞堵“23”的内孔之后，卡簧“21”内嵌槽“19”，外嵌槽“22”、“24”是耐油橡胶制造的压力皮碗，其构造与外形完整等同于汽车刹车泵中的“皮碗”，塞堵“23”、卡簧“21”、皮碗“24”构成了塞堵组合。压力泵连杆“1”与支撑轮“11”的轮架及脚踏“2”的下层金属部分是三位一体的整体结构。脚踏“2”的上层是橡胶制平板状的带孔橡胶片，用螺钉穿入该孔并旋于脚踏“2”金属部分的丝孔中，螺钉数量以4个为宜，支撑轮“11”与泵壳“14”滚动接触的柱面部分保持完全的“吻合”，故“11”的柱面应有与泵壳“14”弧度等同的“内凹”圆周面。“26”是金属制带喇叭口的导油管，“26”套入导油管接头“27”的内孔中，“27”的外部的正六面体部分是供拆装时嵌板手之用，“27”的内部上端的丝扣与底端“16”的丝扣“17”相配合；下端的锥面部分与底盖“16”的锥面“18”相配合。（“28”是“27”的剖面图）上述诸件是油压传动的相应元件。而用气压传动时，上述诸件中应有部分的改动，以底盖“29”代替底盖“16”；以导气橡胶管或等同的非金属管“32”代替金属导油管“26”；以卷簧卡“30”代替导油管接头“27”；（“31”是穿孔，内穿带螺母的螺钉，在“32”套入“29”串珠状接口时，以卷簧“30”将“32”卡紧）；在脚踏“2”的上部适当部位的连杆“1”上增加横杆“25”，“25”与“1”是整体结构，供随时提升脚踏连续增压，（因为气体的体积有弹性伸缩的性质，在一定的温度下其体积V与压强P存在如下的关系式P·V＝常数）连续增压的目的是为了保证锯齿框架在位移行程中的连续性和充分性。除了以上改动之外，还应以普通的人力打气筒中的塞堵组合（俗称“矛头”）代替图（2）中的“23”、“24”组合，与此同时在两个压力泵的泵壳“14”的上部“↑”处开一个通气的穿孔，其目的是：在塞堵组合升到“上止点”时，使压力腔与外界接通，排放对方的压力泵连续增压时压入该腔的多余气体。

如上述所述的压力泵和驱动泵，塞堵只从一面受到流体的压力，故特称该种泵为“单向泵”。如果塞堵的两面都与流体接触，并与其发生相互的压力作用，这种泵特称“双向泵”。请参阅附图的图（3）。

在图（3）的下部图“C”中，“35”是双向泵的管状泵壳，“33”是两件对称安装完全相同的泵盖，“35”与“33”之间是丝扣相连，“34”是两件对称的连杆，“34”的内端呈平盘状，并分别压在各自的皮碗“36”上，两皮碗之间是圆柱体状的塞堵“37”，“38”是两件完全相同的油封，其构造与二行程汽油内燃机的曲轴油封完全相同，其作用是在连杆“34”沿其轴向平动时密封连杆“34”与泵盖“33”之间的配合间隙。“39”是两个完全等同的锥面接口，该接口“39”之间的距离就是塞堵组合“36”、“37”的行程距离。（塞堵“37”与皮碗“36”称为塞堵组合）双向泵的优点是具有双向推力的功能，一个双向泵的作用可代替两个单向泵，其原理图由图（a）和图（b）所示。在图（a）和图（b）中就驱动泵本身而言均产生推力，但通过连杆结构与锯齿条框架连接后，在连接点F与G处却以拉力的形式作用于锯齿条框架的。在此我们特称图（a）与图（b）的框架连结方式为“挽式”，而图（1）中的框架连结方式则是“推式”，“推式”的优点是结构简单，而“挽式”的优点是力学效应可靠。无论“推式”或是“挽式”力学性质都是等同的。请参阅附图的图（4）：

在图（4）中，“40”是一对齿向相对平行摆列的特制锯齿条，通过一对平行杆“41”构成平行四边形锯齿条框架，在其四个叠合的孔“42”中，均穿入“钉”状轴“43”，并套接平垫圈“44”，以开口销“45”穿入孔“46”中，加以固定。弹簧“12”的作用是维持平行四边形框架锐角处于减小的趋势。“47”是锯齿齿轮，“49”是“47”上的三个穿孔，“47”的两边有对称的夹板“51”（图中“51”只有一个表示）“51”的三个孔与孔“49”重合，然后以螺钉螺母加以固定。“48”是转轴，“50”是嵌在转轴与锯齿轮之间的“固定键”。C、D两端是“推式”接头端，F、G是“挽式”接头端，该两端的具体结构，请参阅附图的图（5）：

在图（5）中，“57”是“推式”接头C、D两端的具体外形，“52”是与其相接的连杆接头，用螺钉“53”平垫圈“56”，弹簧垫圈“55”，螺帽“54”加以固定，螺钉“53”的数量取两个是防止在推力传递中，“52”与“57”发生曲折现象。“58”是“挽式”接头F、G的具体形状，连杆“59”的孔“61”要与孔“60”相叠合，并穿入螺钉固定。在做“挽式”连接时，驱动泵连杆与框架组合之间的连接由一个“U”形的连接管“62”完成，“64”是该管的接头端，“65”是其剖面，“63”是其内腔，“66”是插入“63”的连杆，螺钉“69”穿入孔“68”后，旋入丝孔“67”内，图（5）下部是一使用本新型组装的自行车外形图，驱动泵是单向的“挽式”连接；油压传动，因力学效应的需要，自行车的后斜梁前移；并增加一根前斜梁“70”。

使用本实用新型组装的自行车，摩擦阻力小，传动效率高。油压传动性能可靠；气压传动成本低，构造简单，便于维修，而且还可以随时将压力泵改做充气筒，给轮胎充气。

Claims (3)

1、一种用于传递人体脚踏动力的流体泵脚踏传动器，其特征在于由一对左右对称的压力泵，流体导管、驱动泵、锯齿框架组合及锯齿轮等部件构成，其中的锯齿框架组合由一对对称的平行杆41和一对对称的且齿向相对的锯齿条40构成，该框架组合呈平行四边形结构，在该框架组合的内部与其相啮合的锯齿轮47与转轴48通过固定键50加以固定。

2、如权利要求1所述的流体泵脚踏传动器，其特征为所说的压力泵和驱动泵为单向泵，该单向泵由泵盖13、底盖16、管状泵壳14及塞堵组合等部件构成，该塞堵组合由卡簧21、塞堵23、压力皮碗24等部件构成，泵盖13与底盖16均以丝扣形式与泵壳14相配合，置于泵壳14内的塞堵组合与连杆相接，连杆由泵盖13的孔中穿出，底盖16的下端是锥体状导油管接口或“串珠状”导气管接口。

3、如权利要求1所述的流体泵脚踏传动器，其特征为所说的驱动泵为双向泵，该双向泵由管状泵壳35及两个完全相同且对称安装的泵盖33、连杆34、油封38、皮碗36及一个塞堵37构成，泵盖33以丝扣形式配合于泵壳35的两端，油封38紧贴于泵盖33之间，塞堵37夹在两皮碗36之间，连杆34的内端顶压着皮碗36，连杆34的外端由泵盖33的孔中穿出。

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