專利名稱：人力車傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及人力車，尤其涉及一種駕車人以雙腳蹬踏作功的人力車的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
眾所周知，普通人力車(自行車、三輪車)的前進(jìn)，是依靠騎車人的雙腳踩動腳踏板及曲柄作圓周運(yùn)動來提供所需要的動力。根據(jù)力學(xué)原理，當(dāng)踏力方向垂直于曲柄時，可以產(chǎn)生較大力矩，人力的利用率較高；而當(dāng)踏力方向與曲柄重合時，不能產(chǎn)生力矩，力再大也不能作有用功。騎車人在實際騎行時，大部分時間里踏力的方向介于與曲柄的垂直與重合之間。因此，這種踏動方式在利用人力方面，效率不算高。
同時，普通人力車(這里主要指三輪車)的傳動裝置只能驅(qū)車前進(jìn)。在狹窄的空間需要掉頭或退后時，騎車人必須從車座下到地面上來，用雙手推動車子。這有時會感覺吃力或不方便，比如當(dāng)下雨天路面泥濘或積水時，或者道路雖寬但交通擁擠時，或者車子載重物時等。而且動作遲緩，反應(yīng)速度慢。
為提高人力車的人力利用率，不斷有人在努力。譯自日本的《自行車實用手冊》(輕工業(yè)出版社，1982年3月第一版)第九章第107頁提到過橢圓形鏈輪的應(yīng)用；英國專利2246986公開了一種曲柄只在約60°范圍內(nèi)上下運(yùn)動的自行車傳動裝置(引自《世界發(fā)明》第1993年2月第13頁，中國專利報出版社)。迄今這兩項措施未見普及。就橢圓形鏈輪而言，當(dāng)行駛速度較慢或時間不長時，省力效果并不明顯，而且容易脫鏈；后一項措施雖然避免了踏力方向與曲柄重合，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于制造維修，騎行也不舒適。
至于具備倒車功能的人力傳動裝置，本人未見使用與報道。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題，在于提供一種蹬踏輕松，同時具備蹬踏倒車功能的傳動結(jié)構(gòu)方式。其技術(shù)方案詳細(xì)如下從總體上看，本實用新型人力車傳動裝置由兩大部份組合而成，即往復(fù)踏動機(jī)構(gòu)，和力矩傳遞機(jī)構(gòu)。
在往復(fù)踏動機(jī)構(gòu)中，兩個腳踏板分別固定在兩個滑動件上，滑動件借助連結(jié)件與鏈條相連，并可分別沿兩條導(dǎo)軌作往復(fù)直線移動。連結(jié)滑動件的鏈條在繞過兩個安裝方向相同的并列的飛輪，以及滑輪后，在三維空間構(gòu)成一閉合曲線。
在力矩傳遞機(jī)構(gòu)中，一根軸穿過一套筒，在套筒的末端安裝有離合裝置的主動部份，在軸上安裝有離合裝置的從動部份，套筒上還安裝有往復(fù)撥動裝置，使之能作軸向移動。離合裝置有兩種類型，一種只包含主動件和從動件，用于前進(jìn)時傳遞力矩，另一種除主動件和從動件外，還包含起換向作用的過橋傳動齒輪，用于倒車時傳遞力矩。同時，在前述套筒中心的軸的兩端安裝車輪輪轂，或只在軸的一端安裝一個(或一組)鏈輪，該鏈輪借助鏈條與車輪輪轂相聯(lián)。
當(dāng)上述兩大部份組合時，根據(jù)并列的兩個飛輪安裝位置的不同，通過增加一些零部件，可得到以下兩種傳動形式。
在第一種傳動形式中，將前述并列的兩個飛輪安裝在前述套筒上。
在第二種傳動形式中，將前述并列的兩個飛輪安裝在另一根軸上，該軸上同時安裝一個(或一組)鏈輪，此時，在前述套筒上也安裝一個(或一組)鏈輪，這兩個(組)鏈輪借助一鏈條相聯(lián)。
以上兩種形式適用于兩輪自行車或三輪車。
需要說明的是，在兩輪自行車上，只需采取用于前進(jìn)的離合裝置，而在三輪車上，上述兩種類型的離合裝置可以同時采用。
在實際應(yīng)用中，當(dāng)騎車人雙腳往復(fù)蹬踏腳踏板，通過鏈條帶動兩個飛輪旋轉(zhuǎn)時，由于兩個飛輪的安裝方向相同，所以它們的驅(qū)動方向也相同，從而持續(xù)不斷地產(chǎn)生驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動所需的力矩。同時，當(dāng)騎車人操縱前述套筒上的往復(fù)撥動裝置時，套筒將沿其中心的軸作軸向往復(fù)移動，使得某一離合裝置處于結(jié)合或分離狀態(tài)，從而控制力矩的傳遞與否和車輛的行駛方向。又由于離合裝置之一含有過橋傳動齒輪，因該過橋傳動齒輪的換向作用，得以產(chǎn)生倒車功能。
對照目前廣泛使用的自行車和三輪車的傳動結(jié)構(gòu)，本實用新型人力車傳動裝置的有益效果在于，首先，當(dāng)騎車人加在腳踏板上面的踏力與使用普通人力車相同時，借助于鏈傳動的形式，力的方向與飛輪上的節(jié)圓相切，或者說垂直于飛輪上的半徑。這就與普通人力車使用過程中，踏力垂直于曲柄時的情況相似，使得人力利用率較高。因此，使用本實用新型可以使騎行更加輕快。
同時，使用本實用新型時，只需簡單操縱撥動裝置作往復(fù)移動，使離合裝置之一處于結(jié)合狀態(tài)，即可實現(xiàn)騎車前進(jìn)(或后退)，從而賦予了人力車新的使用功能，帶給騎車人更大的方便和愉悅。就提升人力車的機(jī)動性、實用性而言，本實用新型的倒車功能別具新意。


附圖1是套筒(8)與軸(9)位置關(guān)系示意圖附圖2是中間傳動鏈輪(36)或飛輪(7)固定在套筒(8)上的示意圖附圖3是套筒(8)安裝在軸(9)上的結(jié)構(gòu)示意圖附圖4是本實用新型零部件中導(dǎo)軌(4)的示意圖附圖5是本實用新型零部件中滑動件(3)和U形連結(jié)件(15)的示意圖附圖6是本實用新型零部件中滑動件(3)裝入導(dǎo)軌(4)后的結(jié)構(gòu)示意圖附圖7是本實用新型零部件中U形連結(jié)件(15)連結(jié)鏈條與滑動件(3)的示意圖附圖8是本實用新型零部件中連結(jié)件(24)的示意圖附圖9是本實用新型零部件中連結(jié)件(24)連結(jié)鏈條的示意圖附圖10是本實用新型零部件中離合裝置(41)的結(jié)構(gòu)簡圖附圖11是本實用新型零部件中離合裝置(41)工作端面上爪齒外形示意圖附圖12是本實用新型零部件中起倒車作用的離合裝置(42)的結(jié)構(gòu)簡圖附圖13是本實用新型零部件中撥動裝置(28)的結(jié)構(gòu)簡圖附圖14是本實用新型用于三輪車之一的示意圖附圖15是本實用新型用于二輪車時的示意圖附圖16是本實用新型用于三輪車之二的示意圖附圖17是本實用新型用于三輪車之一的俯視示意圖。
具體實施方式
以下對照附圖，詳細(xì)說明本實用新型的具體實施方式
。
本實用新型中的許多零部件包括腳踏板(1)，鏈條(501)、(502)、(503)以及(504)、飛輪(7)、滑輪(601)和(602)、圓錐齒輪(33)、(34)和(35)、軸承(27)、軸(9)等都是標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，可以直接采購。另有一些零部件雖屬新創(chuàng)，但其形狀構(gòu)造十分簡單，加工方便。
從附圖1可知，套筒(8)是空心管，軸(9)穿過套筒(8)，軸(9)可采用普通三輪車采用的驅(qū)動軸，套筒(8)則可選用直徑略大于軸(9)的鐵管(或鋼管)。
從附圖2可知，象普通三輪車那樣，飛輪(7)或中間傳動鏈輪(36)可先用螺紋聯(lián)結(jié)方式固定在一個輪轂(50)上，再把輪轂(50)用螺釘固定在套筒(8)上。
從附圖3可知，套筒(8)與軸(9)之間靠滾珠(53)減小周向和軸向摩擦阻力。具體辦法是用一小段鋼(鐵)管(51)，在其一端的內(nèi)表面攻絲，在其另一端焊接(或粘接)擋圈(52)。在套筒(8)末端的外表面套絲。安裝時把鋼(鐵)管(51)與套筒(8)用螺紋聯(lián)結(jié)方式連結(jié)在一起。
從附圖4可知，導(dǎo)軌(4)呈方筒狀，其一側(cè)面具有連續(xù)的開口(23)。制造時只需用長方形的薄鋼板在模具上滾壓成形。導(dǎo)軌(4)可用螺栓或焊接形式固定到車架上。也可先把兩個導(dǎo)軌(4)并列固定在一起，在導(dǎo)軌(4)遠(yuǎn)離騎車人的—端安裝豎軸(40)。當(dāng)操縱撥動裝置(28)導(dǎo)致飛輪(7)沿軸向移動時，導(dǎo)軌(4)可在騎車人力的作用下以豎軸(40)為支點(diǎn)同步同向擺動，使鏈條運(yùn)轉(zhuǎn)平順。同時，在導(dǎo)軌(4)末端安裝限動塊(49)，使滑動件(3)在運(yùn)行中不致滑出導(dǎo)軌(4)。
從附圖5可知，滑動件(3)呈方塊狀，制造時可先用較厚的鋼板、鐵板或用鋁錠沖切成形。中部鉆一孔(12)并攻絲，用于固定腳踏板中軸(2)。兩頭鉆孔(17)并攻絲，用于旋緊螺釘(16)。在滑動件(3)上與導(dǎo)軌(4)相對的側(cè)面鉆出孔穴(13)，用于放置起減小摩擦阻力的滾珠(14)?？籽?13)的直徑略大于滾珠(14)的直徑，深度則略小于滾珠的直徑。也可在滑動件(3)的側(cè)面上銑槽(47)用于安裝滾珠(14)和保持架(46)。保持架(46)把滾珠(14)約束在淺槽(47)中，滾珠(14)通過保持架上的小孔(48)與導(dǎo)軌(4)接觸。
從附圖5可知，U形連結(jié)件(15)呈U字形，三個側(cè)面都有一孔。制造時可用長方形的鋼片鉆孔(18)和孔(19)后在模具上壓制成形，其中孔(18)的大小以剛好穿過螺釘(16)為宜，孔(19)的大小以剛好穿過鏈條的銷軸(20)為宜。
安裝時，用螺釘(16)穿越孔(18)后旋緊在絲孔(17)中，從而把U形連結(jié)件(15)固定到滑動件(3)上。然后把鏈條接頭(21)裝入U形連結(jié)件(15)凹處，用銷軸(20)穿越鏈條套筒(22)和兩個孔(19)，于是把鏈條與滑動件(3)連結(jié)起來。
從附圖6可知，滑動件(3)裝入導(dǎo)軌(4)后，移動時通過滾珠(14)可大大減少摩擦阻力。
從附圖8可知，方筒形連結(jié)件(24)呈方筒形，只需用長方形的鋼片鉆孔(25)后在模具上壓制成方筒形。此時四個孔(25)兩兩相對，大小以剛好能穿過鏈條銷軸(20)為宜。安裝時，只需把鏈條接頭(26)裝入連結(jié)件(24)，用銷軸(20)穿過鏈條套筒(22)和孔(25)，就可以把傳動平面垂直的兩根鏈條連結(jié)在一起。
附圖5與附圖8中的銷軸(20)也可用螺栓結(jié)合螺母代替。
從附圖10可知，作用于前進(jìn)的離合裝置(41)為嵌入式離合器，離合裝置(41)的主動部份(31)與從動部份(32)在工業(yè)上有成熟的制造工藝。從動部份(32)用螺釘固定在軸(9)上。主動部份(31)可用螺釘或螺紋聯(lián)結(jié)方式固定在套筒(8)的末端。
從附圖11可知，離合裝置(41)工作端面上具有梯形爪齒。
從附圖12可知，離合裝置(42)的主動件(33)、從動件(34)和過橋傳動件(35)都是圓錐齒輪(也可以是其他形式的齒輪)。(33)固定在套筒(8)上，(34)固定在軸(9)上，過橋齒輪(35)用托架支撐。
從附圖13可知，撥動裝置(28)由一個軸承(27)和一個拉索(或杠桿)驅(qū)動構(gòu)件(10)組成。軸承(27)的內(nèi)圈(29)可以利用擋圈和螺釘在套筒(8)上作軸向固定。驅(qū)動構(gòu)件(10)可選用一小段內(nèi)徑略大于軸承(27)外圈(30)的鋼管，用螺釘穿過鋼管固定到外圈(30)上。拉索系到螺釘上，即可得到驅(qū)動構(gòu)件(10)。當(dāng)拉動拉索時，套筒(8)可沿軸(9)的軸向移動。
從附圖14可知，本實用新型用于三輪車時，可在套筒(8)上安裝一個(或一組)中間傳動鏈輪(36)、撥動裝置(28)和離合裝置的主動部份。離合裝置可同時用上(41)和(42)，也可只用(41)。軸(9)上安裝離合裝置的從動部份和車輪。兩個飛輪(7)和另一個(或一組)中間傳動鏈輪(37)固定在軸(38)上。鏈輪(36)和(37)依靠一根閉合鏈條(39)傳遞轉(zhuǎn)矩。蹬踏時飛輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩經(jīng)鏈條(39)傳遞到套筒(8)，再經(jīng)離合裝置(41)或(42)傳遞到軸(9)，從而驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動。當(dāng)中間傳動鏈輪(36)或(37)由大小不同的幾片鏈輪組成時，依靠普通變速車的變速形式可以改變鏈條(39)與各鏈輪的配合，從而得到不同的速比。
從附圖15可知本實用新型用于二輪車時，可在軸(9)上安裝一個(或一組)中間傳動鏈輪(43)。在套筒(8)上安裝飛輪(7)、離合裝置(41)和撥動裝置(28)。蹬踏時，轉(zhuǎn)矩先傳遞到中間傳動鏈輪(43)，再經(jīng)鏈條(44)傳遞驅(qū)動車輪輪轂(45)。當(dāng)中間傳動鏈輪(43)或輪轂(45)包含大小不同的幾片鏈輪時，采用普通變速形式即可改變速比。
附圖16是本實用新型用于三輪車時的示意圖。在附圖16中，腳踏板(1)通過中軸(2)固定在滑動件(3)上，滑動件(3)可沿導(dǎo)軌(4)往復(fù)移動?；瑒蛹?3)的兩端與鏈條相連，鏈條由(501)、(502)、(503)和(504)四段組成，其中(504)段在繞過滑輪(601)后，兩端分別連結(jié)到滑動件(3)上，(503)段在繞過滑輪(602)后，兩端分別通過連結(jié)件(24)與鏈條(501)和(502)段相連。鏈條(501)和(502)段在分別繞過飛輪(7)后，通過方筒形連結(jié)件(24)和U形連結(jié)件(15)各自連結(jié)到滑動件(3)上。運(yùn)行中鏈條(501)段和(502)段只繞飛輪(7)運(yùn)轉(zhuǎn)而不會接觸到滑輪(602)，鏈條(503)段只繞滑輪(602)運(yùn)轉(zhuǎn)而不會接觸到飛輪(7)?；?601)通過彈簧張緊裝置(11)與車架相連。同時，軸(9)穿過套筒(8)，二者并且能相對轉(zhuǎn)動或軸向移動。飛輪(7)和撥動裝置(28)固定在套筒(8)上。在套筒(8)的一端固定安裝嵌入式離合裝置(41)的主動部份(31)，從動部份(32)固定在軸(9)上。套筒(8)的另一端安裝產(chǎn)生倒車功能的離合裝置(42)的主動部分(33)，從動部份(34)固定在軸(9)上，過橋傳動件(35)用托架支撐。過橋傳動件(35)可與從動部份(34)始終保持結(jié)合狀態(tài)，也可僅僅在需要時通過外力使之保持結(jié)合。主動部份(33)、從動部份(34)和過橋傳動件(35)都是圓錐齒輪(也可以是其他形式的齒輪)。在軸(9)兩端安裝兩個車輪。
當(dāng)需要騎車前進(jìn)時，先操縱撥動裝置(28)使套筒(8)沿軸向移動，使得嵌入式離合裝置(41)的主動部份(31)和從動部份(32)結(jié)合。接著向前蹬動一只腳踏板(1)，帶動鏈條運(yùn)轉(zhuǎn)。鏈條的運(yùn)轉(zhuǎn)不僅驅(qū)使飛輪(7)旋轉(zhuǎn)，還使得另一只腳踏板(1)只能同時后退。由于嵌入式離合裝置(41)處于結(jié)合狀態(tài)，飛輪(7)獲得的轉(zhuǎn)動力矩經(jīng)套筒(8)和嵌入式離合裝置(41)后傳遞給軸(9)，軸(9)獲得的轉(zhuǎn)矩將直接驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動。由于安裝時使兩個飛輪(7)的驅(qū)動方向相同，因此，當(dāng)往復(fù)踏動腳踏板(1)時，車子將不斷前進(jìn)。
當(dāng)需要騎車后退時，先操縱撥動裝置(28)使套筒(8)沿軸向移動，使得產(chǎn)生倒車功能的離合裝置(42)的主動部份(33)與過橋傳動件(35)結(jié)合，從而得到主動部份(33)與從動部份(34)的間接結(jié)合。當(dāng)?shù)艅幽_踏板(1)時，轉(zhuǎn)矩經(jīng)該離合裝置(42)傳遞給軸(9)。由于過橋傳動件(35)的換向作用，軸(9)的轉(zhuǎn)動方向與車子前進(jìn)時相反，因此車子將后退。
當(dāng)只需要用手推使車子后退時，操縱撥動裝置(28)使之位于某一中間區(qū)域，導(dǎo)致離合裝置(41)和(42)的主動部份與從動部份都處于分離狀態(tài)，即可。
由于滑動件(3)后面的連結(jié)件(15)、連結(jié)件(24)以及滑輪(602)的存在，鏈條(501)段、(502)段可隨套筒(8)的軸向移動而左右擺動，不會從飛輪(7)上脫落。由于彈簧張緊裝置(11)的存在，鏈條(503)、(504)段也不會從滑輪(602)、(601)上脫落。
權(quán)利要求1.人力車傳動裝置，由腳踏板、鏈條、飛輪等組成，其特征在于兩個腳踏板(1)分別固定在兩個滑動件(3)上，兩個滑動件(3)分別置于兩條導(dǎo)軌(4)中，滑動件(3)借助連結(jié)件(15)與鏈條相連，鏈條在繞過兩個并列的飛輪(7)及滑輪(601)和滑輪(602)后，由連結(jié)件(24)連成閉合曲線，同時，軸(9)穿過套筒(8)，套筒(8)上裝有往復(fù)撥動裝置(28)，套筒(8)的末端安裝離合裝置(41)的主動部份(31)，或同時在其另一端安裝離合裝置(42)的主動部份(33)，在軸(9)上的相應(yīng)處安裝離合裝置(41)的從動部份(32)，或同時在軸(9)上的相應(yīng)處安裝離合裝置(42)的從動部份(34)，此時離合裝置(42)的主動部份(33)與從動部份(34)之間應(yīng)有過橋齒輪(35)，可在軸(9)的一端安裝一個(或一組)中間傳動鏈輪(43)，鏈條(44)繞過中間傳動鏈輪(43)和車輪輪轂(45)，或者在軸(9)的兩端安裝車輪輪轂，兩個飛輪(7)的安裝位置有可供選擇的兩種形式，在第一種形式中，兩個飛輪(7)安裝在套筒(8)上，在第二種形式中，兩個飛輪(7)安裝在軸(38)上，該軸(38)上同時安裝一個(或一組)中間傳動鏈輪(37)，此時套筒(8)上安裝另一個(或一組)中間傳動鏈輪(36)，鏈條(39)繞過中間傳動鏈輪(36)和中間傳動鏈輪(37)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人力車傳動裝置，其特征在于一根鏈條(504)在繞經(jīng)滑輪(601)后，其兩端分別連結(jié)到兩個滑動件(3)上，另一根鏈條由三段即鏈條(501)、鏈條(503)和鏈條(502)通過連結(jié)件(24)連結(jié)而成，在中間的鏈條(503)繞經(jīng)滑輪(602)，以及，鏈條(503)兩頭的兩段鏈條(501)、鏈條(502)分別繞經(jīng)兩個飛輪(7)后，該鏈條的兩端分別連結(jié)到兩個滑動件(3)的另一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述人力車傳動裝置，其特征在于導(dǎo)軌(4)呈方筒狀，導(dǎo)軌(4)一側(cè)面具有平行于導(dǎo)軌(4)長度方向的連續(xù)開口(23)，導(dǎo)軌(4)末端安裝限動塊(49)，滑動件(3)中部有絲孔(12)，腳踏板中軸(2)安裝于此?；瑒蛹?3)上與導(dǎo)軌(4)相對的側(cè)面有孔穴(13)，滾珠(14)盛放其中；或有淺槽(47)，槽中安裝保持架(46)和滾珠(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述人力車傳動裝置，其特征在于滑動件(3)通過一個U形連結(jié)件(15)和螺釘(16)，與鏈條相連。滑動件(3)兩頭有絲孔(17)，螺釘(16)穿過連結(jié)件(15)底部的小孔(18)后旋緊在絲孔(17)中，連結(jié)件(15)兩側(cè)有孔(19)，連結(jié)件(15)中部裝入鏈條接頭(21)后，銷軸(20)(或螺栓)穿過鏈條套筒(22)和兩個孔(19)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述人力車傳動裝置，其特征在于連結(jié)件(24)呈方筒形，其側(cè)面均有一孔(25)，孔(25)兩兩相對。鏈條接頭(26)裝入連結(jié)件(24)后，銷軸(20)(或螺栓)穿過鏈條套筒(22)和孔(25)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述人力車傳動裝置，其特征在于兩條導(dǎo)軌(4)并列固定，導(dǎo)軌(4)可固定在車架上，或以豎軸(40)為支點(diǎn)，可左右同步擺動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述人力車傳動裝置，其特征在于撥動裝置(28)由一個滾動軸承(27)和一個拉索(或杠桿)驅(qū)動構(gòu)件(10)組成，軸承(27)的內(nèi)圈(29)固定在套筒(8)上，外圈(30)與驅(qū)動構(gòu)件(10)固定連結(jié)。
專利摘要人力車傳動裝置，涉及人力車，尤其涉及一種駕車人以雙腳蹬踏作功的人力車的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)。該裝置所要解決的技術(shù)問題，在于提供一種蹬踏輕松，同時具備蹬踏倒車功能的傳動結(jié)構(gòu)方式。其技術(shù)方案包括以下兩個要點(diǎn)(一)腳踏板(1)可通過滑動件(3)沿導(dǎo)軌(4)作直線往復(fù)移動，帶動鏈條驅(qū)動飛輪(7)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩；(二)轉(zhuǎn)矩經(jīng)離合裝置(41)或離合裝置(42)傳遞至車輪，使之轉(zhuǎn)動。其主要用途在于騎車人能以較騎普通自行車(或三輪車)更小的力量蹬踏腳踏板(1)，驅(qū)動車輛行駛；同時，當(dāng)騎車人操縱離合裝置(41)處于接合狀態(tài)時，車輛可被蹬踏驅(qū)動前進(jìn)，而當(dāng)離合裝置(42)處于接合狀態(tài)時，車輛可被蹬踏驅(qū)動后退。
文檔編號B62M1/24GK2528702SQ0120673
公開日2003年1月1日 申請日期2001年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月4日
發(fā)明者梁勁 申請人:梁勁