专利名称：手加力驱动自行车的制作方法
技术领域：
本发明属于手驱动自行车装置。
目前，对于自行车的手驱动装置有不少发明，如中国实用新型发明专利CN2079156U、CN2090360U、CN2092487U。这些发明都不错，只是结构复杂，手的运动只有一半能作功，另一半作无功的回位，也就是朝一个方向加力作功，朝另一个方向无功，且加力有限，不实用。有的发明虽然朝两个方向都能作功，如中国发明专利CN1055516A，但结构不合理，车把太长，两只车把连在一起，使用起来不符合人体四肢运动的谐调性，使用者易疲劳、不持久，车把必须一直处于运动状态或最低点，向后倒推车，车轮无法转动，还必须使用专门设计的车架。
本发明的目的是让手施加在车把上的力，不管是上抬、下压、正转、逆转，还是单支、双支，同步、异步运动都能作功。让这种装置能用在现在所用的多种车架上，而且还能根据路况、速度、风向、载重、体力改变手加在车把上的力与驱动轮转速、驱动力的比。
本发明是用如下方法装置完成的固定有外传力轮的轴是定向转动轴，动把通过整力装置驱动定向转动轴转动。也就是手施加在活动车把上的上抬力、下压力、正转力、逆转力通过整力装置将方向不同的力归为方向一致的力带动外传力轮朝一个方向转动，外传力轮通过链条带动车轮上的飞轮转动，飞轮带动车轮朝前进定向转动。消除了车把回位时的无功运动，也就是活动车把在它的运动平面内随意运动都会作功。本发明所说的整力装置包括定向转动轴的一部分。
人体四肢的活动有一定的谐调性，四肢在运动时才不易疲劳，如人走路时双手是前后甩动的。为了使本发明适合人体四肢运动的谐调性起见，各动把各有一套整力装置，驱动外传力轮转动。也就是左活动车把通过一套整力装置驱动外传力轮转动，右活动车把通过另一套整力装置驱动外传力轮转动。能将左、右活动车把单独的上抬、下压、正转、逆转运动不同的力和方向统一到外传力轮上，使外传力轮朝一个方向转动。可以共用一条定向转动轴，也可各用各的。这样，不管双把是同步运动，还是异步运动、运动方向相反，单把的力、双把的合力，都能带动外传力轮朝一个方向转动。可以双把同时运动、单把运动、双把不动。
为了使整力装置结构简单、经济实用起见，整力装置由轴、轮、链条、拉杆、弹簧等中的两件或两件以上构成。本发明所说的轴包括转动轴、传动轴、固定轴等；轮包括齿轮、链轮，表面是平的轮，表面带槽的轮，外套相对于芯子或轴可以随意转动的轮，外套在芯子上顺一个方向可以随意转动、朝另一个方向须带动芯子一起转动的轮，固定在轴上随轴一起转动的轮，齿轮外部有与齿对应带别牙的轮，圆形的传动件等；链条包括链条、绳、带等软传动件和利用圆形的内表面传动的件等；拉杆包括棒、杆、片、块、链条等拉动用的件；弹簧包括弹簧、胶皮等弹性拉带，或利用重力等作回位用的件。
为了使手加在动把上的力尽最大限度传到外传力轮、结构尽可能简单起见，固定动把的轴是动把轴，动把或动把轴上固定的轮在定向转动轴上有与之对应的轮或其它传动件，它们之间或是相互啮合或是通过换向轴上的换向齿轮啮合或是通过链条传动，如附
图12所示动把轴(19)上的齿轮(11′)与定向转动轴(20)上的齿轮(16′)啮合，动把轴(19)上的链轮(16″)与定向转动轴(20)上的链轮(11″)通过链条(18)传动；如附
图14所示动把轴(19)上的齿轮(12′)与定向转动轴(20)上左边的齿轮(16′)通过换向轴(23)上的换向齿轮(15′)啮合。固定在动把轴或动把上的拉杆在定向转动轴上有与之对应的轮或其它传动件，通过链条传动，由于链条固定点的不同，也可以使用弹簧联接。每套整力装置中至少有两个单向传力轮，或一个轮上至少有两个单向传力外套，每组整力件中至少有一个单向传力轮，如附
图19所示，固定在动把轴(19)上左边的拉杆(21)与定向转动轴(20)上左边的单向传力链轮(11″)通过左边链条(18)传动；动把轴(19)上的右边的拉杆(21)与定向转动轴(20)上右边的单向传力链轮(11″)通过右边链条(18)传动，链条的另一端接有回位弹簧(22)，弹簧(22)的另一端固定在一定点上；单向传力轮说的是轮的芯子只能带动外套朝一个方向转动，朝相反方向芯子只能在外套内滑动，外套不跟着动，如附图2所示的轮(11)、轮(12)；如附图29所示，固定在左动把(9)上的拉杆(26)与定向转动轴(20)上左边的两个单向传力链轮(11″)通过左边链条(18)传动。
为了使动把在不需要加力时能将它固定住当普通车把使用起见，支架上固定有卡把架，如附
图1所示卡把架(8)；或在动把上有把卡，卡把架与把卡的作用是相同的，都是将车把固定住，不让它动。
为了能根据路况、风向、载重等因素改变自行车驱动轮的转速和驱动力起见，整力装置的轴上有可以轴向滑动的轮，或链条可以轴向移动，或拉杆与链条固定的位置可以相对移动。通过整力装置的轴上可以轴向滑动直径不同的齿轮的啮合与分离来改变转动力和转速；通过链条在直径不同的链轮上的传动来改变转动力和转速；通过拉杆与链条固定点的变化来改变力臂的长短，改变转动力和转速，改变驱动轮的转动力和转速。
为了使活动车把用起来顺手起见，动把通过螺纹或横销或合页或弹簧等可以伸缩、折叠、弯曲、变形，如附图39、40所示。
为了使动把可以随意活动或固定起见，卡把架的卡把爪可以相对于卡把座伸缩或转动，以便能将动把固定在不同的部位，在需要固定动把时，卡把爪可以伸出来或转过来卡住动把；动把需要活动时，卡把爪又可以缩进去或转回去，不影响动把的活动，如附图37.38所示。
为了不影响自行车的倒车起见，在整力装置至驱动轮之间的传动装置上安装有离合器，以便于根据需要使传动力截断或传动，如附图41所示。
为了美观、防尘起见，在支架上固定有防尘罩，以便于将整力装置覆盖住，如附
图1中的防尘罩(7)所示。
本发明的手加力驱动自行车结构简单、成本低、耐用、功效高，手加在活动车把上的不管是正向力，还是反向力都变成了方向统一的转动力，忽略摩擦力不计的话，手加在活动车把上的力几乎没有什么损失，不存在活动车把回位空转的问题，而且也附合人体四肢运动的谐调性，使人不易感到疲劳。它可安装轻便自行车、载重自行车、越野自行车、山地自行车、变速自行车、三轮自行车，也可安装于残疾人专用车、后轮驱动自行车或带有其它驱动装置的特种车上。本发明的动把、整力装置、外传力轮所组成的手加力驱动装置也可安装于现在人们所用的大多数自行车上，只需将原有的车把去掉，换上本装置，驱动轮上有飞轮，它们之间用链条传动就可以了。在原有驱动装置的基础上又增加了手驱动装置，这样，提高了车速，增大了载重量，使自行车易上坡，降低了腿部的疲劳感；即使原有的驱动装置出现故障，也能利用手加力驱动装置继续骑行；还能根据道路、风向、风力、体力、载重改变自行车的驱动力、速度；车把能根据需要伸长、缩短、变形，还能固定住当普通车把使用；还有防止自动倒溜车的功能，而人如果倒推车的话，则不影响倒车。仅以附图4、5、6、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26给出的22种动把、整力装置结构，去掉其中的一支动把，就可以组装成四百八十余种结构不同的左、右动把各有一套整力装置的左、右动把互不妨碍的手加力驱动自行车，本说明书附图中只画出了附图27、28、29、30、31五种实施例结构示意图。
本发明的手加力驱动装置还可用于其它机械上，能将方向不同的摇动力、晃动力、颤动力、摆动力、转动力等变成方向一致的力。例如动把与自行车的车座装置有机的结合起来，外传力轮与驱动轮之间安装传动装置，就能将人体的颤动所产生的力转变为驱动力，而且对车座也起了减震作用。将手加力驱动装置用于汽车启动前的使曲轴转动的摇车，可以通过上抬、下压动把带动曲轴转动，不用象原先那样费劲的摇动摇把，且使曲轴不能反弹、倒转，避免了因摇把的反弹对人打击所造成的伤害。
附
图1是手加力驱动自行车的前轮驱动装置实施例外形示意图。附图2是两种传力方向相反的单向传力轮的剖面结构实施例示意图，在图中将不同轮上的齿外套、平外套、槽外套等画在同一个图上。附图3是两种轮的结构实施例示意图。附图4、5、6、8、11、12、14、15、16、20、21、22、23、24、25、26是左、右动把固定在同一条动把轴上的动把、整力装置结构实施例俯视示意图。附图9、10、13、17、18、19是左、右动把固定在同一条动把轴上的动把、整力装置结构实施例侧视示意图。附图7是附图6的E－E侧视图。附图27是左动把固定在左动把轴上、右动把固定在右动把轴上的左、右动把各有一套整力装置的左、右动把互不妨碍的手加力驱动自行车实施例结构侧视示意图。附图29是左动把、右动把各有一套互不妨碍的整力装置的手加力驱动自行车实施例结构侧视示意图，左动把(9)固定在轴(23)上，这条轴既可以是左动把轴，拉杆(26)固定在左动把(9)或左动把轴上，也可以是左动把在轴上可以转动的轴，这样的话，拉杆就固定在左动把(9)上；右动把(10)固定在一条轴(23)上，这条轴既可以是右动把轴，拉杆(27)固定在右动把轴或右动把上，也可以是右动把(10)在轴上可以转动的轴，这样的话，拉杆(27)就固定在右动把(10)上，如果左、右动把在它们的轴上可以转动，则既可是一条共用轴，也可是两条轴。附图28、30、31是左动把、右动把各有一套互不妨碍的整力装置的手加力驱动自行车实施例结构俯视示意图。附图32是前图A－A剖视示意图，如附图4、5、8所示。附图33是前图B－B剖视示意图，如附图4、5所示。附图34是前图C－C剖视示意图，如附图4所示。附图35是前图D－D剖视示意图，如附图5所示。附图36是前图F－F剖视示意图，如附
图14、15所示。附图37是卡把架的活动示意图。附图38是卡把架的实施例结构示意图。附图39是动把可调节样式俯视示意图，也就是动把横着可调节的样式。附图40是动把可调节样式平视示意图，也就是动把竖着可调节的样式。附图41是离合器实施例俯视示意图。
图中(1)是车把立管，(2)是车架，(3)是车架，(4)是车轮上的飞轮，(5)是飞轮与外传力轮之间的传动链条，(6)是固定在车把立管上的支架，(7)是防尘罩，(8)是卡把架，(9)是左动把，(10)是右动把，(11)是芯子能带动外套作逆时针转动或外套能带动芯子作顺时针转动的轮，(12)是芯子能带动外套作顺时针转动或外套能带动芯子作逆时针转动的轮，(13)是轮的外套，(14)是轮的芯子，(15)是轮的外套可以随意转动的轮，(16)是固定在轴上，与轴同转的轮，(17)是外传力轮，(18)是链条，(19)是动把轴，(20)是定向转动轴，(21)是固定在动把轴上的拉杆，(22)是弹簧，(23)是轴，(24)是左动把轴，(25)是右动把轴，(26)是固定在左动把或左动把轴上的拉杆，(27)是固定在右动把或右动把轴上的拉杆，(28)是螺母，(29)是卡把爪，(30)是卡把轴，(31)是卡把座，(32)是卡把座上用来固定在支架上的眼，(33)是相互间能分离或咬合的轮，(34)是拨叉。(11’)是芯子能带动外套作逆时针转动、顺时针不动，或外套能带动芯子作顺时针转动、逆时针不动的齿轮；(11″)是芯子能带动外套作逆时针转动、顺时针不动，或外套能带动芯子作顺时针转动、逆时针不动的可与链条配合的链轮；(12’)是芯子能带动外套作顺时针转动、逆时针不动，或外套能带动芯子作逆时针转动、顺时针不动的齿轮；(12″)是芯子能带动外套作顺时针转动、逆时针不动，或外套能带动芯子作逆时针转动、顺时针不动的可与链条配合的链轮；(15’)是轮的外套可以随意转动的齿轮；(15″)是轮的外套可以随意转动的可与链条配合的链轮；(16’)是固定在轴上，与轴同转的齿轮；(16″)是固定在轴上，与轴同转的可与链条配合的链轮；(18’)是可与轮配合的皮带。
本发明所指的转动方向是指从自行车的右边向左看到的。
实施例1参照动把、整力装置、定向转动轴结构实施例俯视示意图4所示。定向转动轴(20)和动把轴(19)用轴承固定在支架(6)上，轴可在支架上转动；定向转动轴(20)上通过键固定有外传力轮(17)、左边的链轮(16″)、右边的齿轮(16′)，这三个轮与轴一起转动；动把轴(19)上通过横销固定有左动把(9)、右动把(10)，还通过键固定有芯子带动外套作逆时针转动、顺时针不动的齿轮(11′)和芯子可带动外套顺时针转动、逆时针不动的链轮(12″)，它们的芯子与动把轴(19)一起转动；动把轴(19)上的齿轮(11′)与定向转动轴(20)上右边的齿轮(16′)啮合；动把轴(19)上的链轮(12″)与定向转动轴(20)上左边的链轮(16″)用链条(18)传动。
当左动把(9)或右动把(10)上抬时，动把轴(19)顺时针转动，动把轴(19)上的齿轮(11′)的芯子在外套内滑动，不影响外套；链轮(12″)的芯子带动外套作顺时针转动，它的外套通过链条(18)带动定向转动轴(20)上左边的链轮(16″)作顺时针转动，带动定向转动轴(20)顺时针转动，又带动外传力轮(17)和右边的齿轮(16′)顺时针转动；定向转动轴(20)上右边的齿轮(16′)带动与之啮合的动把轴(19)上的齿轮(11′)的外套逆时针转动，它的外套在芯子上滑动，不影响芯子，不影响动把轴(19)。说明左动把(9)或右动把(10)上抬时，能带动外传力轮(17)作顺时针转动。
当左动把(9)或右动把(10)下压时，动把轴(19)逆时针转动，动把轴(19)上的齿轮(11′)的芯子带动外套逆时针转动，带动与之啮合的固定在定向转动轴(20)上右边的齿轮(16′)作顺时针转动，右边的齿轮(16′)带动定向转动轴(20)作顺时针转动；又带动外传力轮(17)和左边的链轮(16″)作顺时针转动；左边的链轮(16″)通过链条(18)带动固定在动把轴(19)上的链轮(12″)的外套作顺时针转动，它的外套在芯子上滑动，不影响芯子。当动把轴(19)逆时针转动时，动把轴(19)上的链轮(12″)的芯子在外套内滑动，不影响芯子。说明左动把(9)或右动把(10)下压时，能带动外传力轮(17)作顺时针转动。因此，不管左动把(9)或右动把(10)上抬或是下压，都能带动外传力轮(17)作顺时针转动。
实施例2参照左、右动把各有一套整力装置的左、右动把互不妨碍的手加力驱动自行车实施例结构俯视示意图30，左动把轴(24)、右动把轴(25)、定向转动轴(20)用轴承固定在支架(6)上，各轴可在支架上转动；定向转动轴(20)用键固定一个外传力轮(17)，外传力轮(17)与驱动轮上的飞轮(4)用链条(5)传动。左动把(9)用横销固定在左动把轴(24)上。左动把轴(24)上固定有左边轮(12)和左边齿轮(11′)，左边轮(12)的芯子用键固定在左动把轴(24)上；左边齿轮(11′)的芯子用键固定在左动把轴(24)上；左动把轴(24)上左边轮(12)与定向转动轴(20)之间用左边皮带(18′)传动，在左动把轴(24)上的左边齿轮(11′)与定向转动轴(20)啮合。
右动把(10)用键固定在右动把轴(25)上，右动把轴(25)上有右边轮(12)和右边齿轮(11′)，右边轮(12)与定向转动轴(20)之间用右边皮带(18′)传动，右边齿轮(11′)与定向转动轴(20)啮合；右边轮(12)的芯子用键固定在右动把轴(25)上，芯子能带动外套作顺时针转动，逆时针不动；右边齿轮(11′)的芯子用键固定在右动把轴(25)上，芯子能带外套作逆时针转动，顺时针不动。
当左动把(9)上抬时，左动把轴(24)作顺时针转动，左边齿轮(11′)的芯子不影响外套；左边轮(12)的芯子带动外套作顺时针转动，通过左边皮带(18′)带动定向转动轴(20)作顺时针转动，定向转动轴(20)带动外传力轮(17)作顺时针转动，通过链条(5)带动飞轮(4)作顺时针转动，带动驱动轮作顺时针转动；定向转动轴(20)带动左边齿轮(11′)的外套作逆时针转动，不影响左边齿轮(11′)的芯子；定向转动轴(20)带动右边齿轮(11′)的外套作逆时针转动，不影响右边齿轮(11′)的芯子，不影响右动把轴(25)；定向转动轴(20)带动右边皮带(18′)作顺时针转动，右边皮带(18′)带动右边轮(12)的外套作顺时针转动，不影响芯子，不影响右动把轴(25)。说明左动把(9)上抬时，能带动驱动轮作顺时针转动，且不影响右动把轴(25)，不影响右动把(10)。
当左动把(9)下压时，左动把轴(24)作逆时针转动，左边轮(12)的芯子不影响外套；左动把轴(24)上的左边齿轮(11′)作逆时针转动，带动与之啮合的定向转动轴(20)作顺时针转动，带动外传力轮(17)作顺时针转动，通过链条(5)带动飞轮(4)作顺时针转动，带动驱动轮作顺时针转动；定向转动轴(20)带动左边皮带(18′)作顺时针转动，带动左边轮(12)的外套作顺时针转动，不影响芯子；定向转动轴(20)带动与之啮合的右动把轴(25)上的齿轮(11′)的外套作逆时针转动，不影响芯子，不影响右动把轴(25)；定向转动轴(20)带动右边皮带(18′)作顺时针转动，带动右边轮(12)的外套作顺时针转动，不影响芯子，不影响右动把轴(25)。说明左动把(9)下压时，能带动驱动轮作顺时针转动，且不影响右动把轴(25)，不影响右动把(10)。
当右动把(10)上抬时，右动把轴(25)作顺时针转动，带动右边轮(12)作顺时针转动，带动右边皮带(18′)作顺时针转动，带动定向转动轴(20)作顺时针转动，带动外传力轮(17)作顺时针转动，带动链条(5)作顺时针转动，带动飞轮(4)作顺时针转动，带动驱动轮作顺时针转动；右动把轴(25)带动右边齿轮(11′)的芯子作顺时针转动，不影响外套；定向转动轴(20)带动与之啮合的固定在右动把轴(25)上的右边齿轮(11′)的外套作逆时针转动，不影响芯子；定向转动轴(20)带动与之啮合的固定在左动把轴(24)上的左边齿轮(11′)的外套作逆时针转动，不影响芯子，不影响左动把轴(24)；定向转动轴(20)带动左边皮带(18′)作顺时针转动，带动固定在左动把轴(24)上的左边轮(12)的外套作顺时针转动，不影响左边轮(12)的芯子，不影响左动把轴(24)，不影响左动把(9)。说明当右动把(10)上抬时，能带动驱动轮顺时针转动，且不影响左动把(9)。
当右动把(10)下压时，右动把轴(25)作逆时针转动，带动右边轮(12)的芯子作逆时针转动，不影响右边轮(12)的外套；右动把轴(25)带动右边齿轮(11′)作逆时针转动，带动与之啮合的定向转动轴(20)作顺时针转动，带动外传力轮(17)作顺时针转动，带动链条(5)作顺时针转动，带动飞轮(4)作顺时针转动，带动驱动轮作顺时针转动；定向转动轴(20)带动右边皮带(18′)作顺时针转动，带动固定在右动把轴(25)上的右边轮(12)的外套作顺时针转动，不影响芯子；定向转动轴(20)带动与之啮合的固定在左动把轴(24)上的左边的齿轮(11′)的外套作逆时针转动，不影响左边齿轮(11′)的芯子，不影响左动把轴(24)；定向转动轴(20)带动左边皮带(18′)作顺时针转动，带动固定在左动把轴(24)上的左边轮(12)的外套作顺时针转动，不影响左边轮(12)的芯子，不影响左动把轴(24)，不影响左动把(9)。说明右动把(10)下压时，能带动驱动轮作顺时针转动，且不影响左动把(9)。
因此说明，不管左动把和右动把是单支动把动，还是两支动把动，也不管是同步运动、异步运动、朝相反方向运动，还是上抬、下压、正转、逆转都会使驱动轮作顺时针转动，也就是朝前进方向转动，且左动把和右动把互不妨碍。
权利要求1.一种由包括活动车把、前叉、车架前半部分的方向装置，及车架、车轮、车座、后轮驱动装置、车轮飞轮装置，固定在方向装置上的支架，固定在支架上的外传力轮，外传力轮与车轮飞轮装置之间的链条传动装置构成的自行车，其特征为固定有外传力轮的轴是定向转动轴，动把通过整力装置驱动定向转动轴转动。
2.根据权利要求1的自行车，其特征为各动把各有一套整力装置，驱动外传力轮转动。
3.根据权利要求1或2的自行车，其特征为动把通过轴或轮或链条或拉杆或弹簧等传动件驱动定向转动轴转动。
4.根据权利要求3的自行车，其特征为固定动把的轴是动把轴，固定在动把或动把轴上的轮或拉杆在定向转动轴上有与之对应的轮或其它传动件，用轮或链条等传动，每套整力装置中至少有两个单向传力轮或一个轮上至少有两个单向传力外套，每组整力件中至少有一个单向传力轮。
5.根据权利要求1或2的自行车，其特征为支架上有卡把架或动把上有把卡。
6.根据权利要求1或2的自行车，其特征为整力装置的轴上有可以轴向滑动的轮，或链条可以轴向移动，或拉杆与链条固定的位置可以相对移动。
7.根据权利要求1或2的自行车，其特征为卡把架的卡把座可固定在支架上，卡把轴安装在卡把座上，卡把爪固定在卡把轴上，卡把爪可相对于卡把座伸缩或转动。
8.根据权利要求1或2的自行车，其特征为整力装置至驱动轮之间的传动装置上有离合器。
9.根据权利要求1或2的自行车，其特征为支架上有防尘罩。
专利摘要一种手驱动自行车装置，通过活动车把的活动来驱动自行车，可以提高车速、增大载重量、易上坡、根据情况改变速度，符合人体四肢运动的谐调性。在自行车的方向装置上安有支架，在支架上安有外传力轮，活动车把通过整力装置来带动外传力轮朝一个方向转动，可以将手加在活动车把上的上抬力、下压力、正转力、反转力变为方向一致的力；两只车把的同步运动、异步运动、交叉运动等方向不同的运动变为方向一致的运动，通过外传力轮带动驱动轮朝前进方向转动。它能将方向不同的摇动力、晃动力、颤动力、摆动力、转动力等变成方向一致的力。
文档编号B62M1/12GK2152757SQ9224382
公开日1994年1月12日 申请日期1992年12月21日 优先权日1992年12月21日
发明者夏鲁泉 申请人:夏鲁泉