手脚协同供力人力驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种人力驱动装置，具体是一种可用于车、船、飞机等设施的多用途手脚协同供力人力驱动装置。
【背景技术】
[0002]普通自行车采用脚踏曲柄进行驱动，人力船采用手摇双浆驱动，人力飞机采用脚踏曲柄链盘驱动，这些车船和飞机的传统人力驱动装置受其结构设置所限，操作者不能实现手脚协同并用发力，导致此类人力驱动装置的使用协调性差，效率低下，不能满足更高的性能需求。
【实用新型内容】
[0003]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种可用于车、船、飞机等设施的手脚协同供力人力驱动装置。
[0004]本实用新型所采用的具体技术方案如下:
[0005]—种手脚协同供力人力驱动装置，包括手驱动系统和脚驱动系统，其特征是:所述手驱动系统安装在机架的前部，其中弓形轴水平直向转动安装在与机架固接的竖直支撑杆的上端管座上，弓形轴前端设有两个水平放置的1 #滑轮，弓形轴后端通过一个“匚”形叉口铰接水平把的中点，水平把左右两边设有接线点；在弓形轴下方设有两个竖置的2 #滑轮，两个2 #滑轮的轮轴与弓形轴垂直，2 #滑轮的滑轮架固接于竖直支撑杆上；在2 #滑轮的后下方的机架上还设有两个竖置的3 #滑轮，在3 #滑轮的后下方的机架上还设有一个水平放置的4 #滑轮，在4 #滑轮的后方的机架上设有水平横向可转动的中飞轮轴套，中飞轮轴套上装有两个内中飞轮，用两截链条分别绕过两内中飞轮，两链条的下方链头分别接合绕过4 #滑轮的下牵引绳两端，两链条的上方链头分别接两根上牵引绳，然后两上牵引绳依次绕过两边的3 #滑轮、2 #滑轮和1 #滑轮，两绳头再分别接至水平把左右两边的接线点上；所述中飞轮轴套作为手驱动系统动力输出点。
[0006]所述脚驱动系统设置在机架的中后部，脚驱动系统采用杠杆上下往复摆动并配合活抓链圈的驱动方式，左右脚各配一套，对称分布，其中机架中后部设有后上叉架和后下叉架，两叉架末端共同连接后飞轮轴，后飞轮轴外转动连接有后飞轮轴套，后飞轮轴套上设有两个后飞轮；在中飞轮轴套上的两内中飞轮的外侧还各设有一个外中飞轮，中飞轮轴套转动连接在中飞轮轴外，中飞轮轴通过支架连接在后上叉架上，两外中飞轮与两内中飞轮内的单向棘轮机构的驱动方向相反，而两内中飞轮与两后飞轮内的单向棘轮机构的驱动方向相同；后下叉架两边各设有一个下链轮；在机架两侧分别以两侧的外中飞轮、后飞轮和下链轮为三个顶点，用两链圈分别将它们连接起来；机架两侧各设一个脚蹬，脚蹬通过曲柄活动连接在后飞轮轴上并以其作为转动支点，曲柄与后上叉架之间设有回位拉簧，在曲柄上还设置抓链飞轮与链圈的竖立段相啮合，啮合点的另一侧设置压链滚轮，以防松动掉链，曲柄由此形成杠杆驱动，即曲柄的脚蹬连接点至转动支点段为杠杆动力臂，抓链飞轮啮合点至转动支点段为杠杆阻力臂；所述后飞轮轴套作为脚驱动系统的动力输出点。
[0007]采用本驱动装置作自行车驱动时，机架前部还设有竖直的车叉管，车叉管内装车叉轴，车叉轴下接车叉，在车叉内安装前轮，在机架的后上叉架和后下叉架内安装后轮，后轮由后飞轮轴套进行驱动；机架的前部还设有前轮转向机构。
[0008]所述前轮转向机构包括一个设置在机架前部的水平横向支座管，支座管内接换向器的转轴，换向器由转轴和两换向臂组成，其中第一换向臂水平朝前，第二换向臂竖直向下，均固接在转轴的左端，换向器的转轴与两换向臂三者之间形成空间上相互垂直的关系；弓形轴前端连接水平横向的第一方向臂，车叉轴上端连接水平横向的第二方向臂，以竖直连杆连接第一方向臂左端和第一换向臂前端，以水平连杆连接第二换向臂下端和第二方向臂左端，竖直连杆和水平连杆两端均为球头关节；所述车叉轴上端的第二方向臂视需要也可以连接在车叉肩部。
[0009]所述前轮转向机构也可以采用一对相互啮合的锥齿轮进行传动，其中上部的锥齿轮设置在弓形轴后部，下部的锥齿轮设置在车叉轴上端。
[0010]采用本驱动装置作人力船或飞机的驱动时，在机架后部的后飞轮轴套上连接一个大链盘，由大链盘经传动链带动小链盘，进而驱动一对相互啮合的直角锥齿轮，由后级的直角锥齿轮将动力传输到螺旋桨上；另外在弓形轴前端连接一牵引绳，通过牵引绳控制相应的转向系统实现转向功能。
[0011]本人力驱动机构通过双手推动水平把两端交替前后摆动驱动中飞轮轴套转动，再由中飞轮轴套将动力传至两外中飞轮，进而带动链圈转动，同时结合双脚通过脚蹬驱动曲柄做往复摆动，由曲柄上的抓链飞轮活抓链圈带动链圈转动，链圈再通过后飞轮带动后飞轮轴套转动，由后飞轮轴套将动力输出。由于手脚协同供力，适合人体运动规律，协调性好，可以获得更高的效率。本人力驱动机构简单可靠，安全系数高，轻巧使用，配以相应的转向控制机构，可以直接应用在车、船、飞机等传统交通工具上，成本低，效率高，是水陆空小型人力交通工具驱动的理想选择。
【附图说明】
[0012]图1为本人力驱动系统的手驱动系统结构示意图。
[0013]图2为本人力驱动系统的脚驱动系统结构示意图。
[0014]图3为本人力驱动系统手、脚驱动系统组合结构示意图。
[0015]图4为应用本人力驱动系统的自行车的示意图。
[0016]图5为自行车采用锥齿轮做前轮转向机构的示意图。
[0017]图6为本人力驱动系统用在船或飞机时的传动示意图。
[0018]图中:1-机架，2-弓形轴，3-竖直支撑杆，4-管座，5-1 #滑轮，6- “匚”形叉口，7-水平把，8-接线点，9-2 #滑轮，10-滑轮架，11-3 #滑轮，12_4 #滑轮，13-中飞轮轴套，14-内中飞轮，15-下牵引绳，16-上牵引绳，17-后上叉架，18-后下叉架，19-后飞轮轴套，20-后飞轮，21-外中飞轮，22-支架，23-下链轮，24-链圈，25-脚蹬，26-曲柄，27-回位弹簧，28-抓链飞轮，29-压链滚轮，30-车叉管，31-车叉轴，32-车叉，33-前轮，34-后轮，35-支座管，36-转轴，37-第一换向臂，38-第二换向臂，39-第一方向臂，40-第二方向臂，41-竖直连杆，42-水平连杆，43-锥齿轮，44-大链盘，45-传动链，46-小链盘，47-直角锥齿轮，48-螺旋桨，49-链条，50-中飞轮轴，51-后飞轮轴。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0020]如图1-2所示，本手脚协同供力人力驱动装置包括手驱动系统和脚驱动系统，其中手驱动系统安装在机架1的前部，其中弓形轴2水平直向转动安装在与机架1固接的竖直支撑杆3的上端管座4上，弓形轴2前端设有两个水平放置的1 #滑轮5，弓形轴2后端通过“匚”形叉口 6铰接水平把7的中点，水平把7左右两边设有接线点8 ;在弓形轴2下方设有两个竖置的2 #滑轮9，两个2 #滑轮9的轮轴与弓形轴2垂直，2 #滑轮9的滑轮架10固接于竖直支撑杆3上；在2 #滑轮9的后下方的机架1上还设有两个竖置的3 #滑轮11，在3 #滑轮11的后下方的机架1上还设有一个水平放置的4 #滑轮12，在4 #滑轮12的后方的机架1上设有水平横向可转动的中飞轮轴套13，中飞轮轴套13上装有两个内中飞轮14，用两截链条49分别绕过两内中飞轮14，两链条49的下方链头分别接合绕过4 #滑轮12的下牵引绳15两端，两链条49的上方链头分别接两根上牵引绳16，然后两上牵引绳16依次绕过两边的3 #滑轮11、2 #滑轮9和1 #滑轮5，两绳头再分别接至水平把7左右两边的接线点8上；所述中飞轮轴套13作为手驱动系统动力输出点。
[0021]如图3所示，脚驱动系统设置在机架1的中后部，脚驱动系统采用杠杆上下往复摆动并配合活抓链圈的驱动方式，左右脚各配一套，对称分布，其中机架1中后部设有后上叉架17和后下叉架18，两叉架17、18末端共同连接后飞轮轴51，后飞轮轴51外转动连接有后飞轮轴套19，后飞轮轴套19上设有两个后飞轮20 ;在中飞轮轴套13上的两内中飞轮14的外侧还各设有一个外中飞轮21，中飞轮轴套13转动连接在中飞轮轴50外，中飞轮轴50通过支架22连接在后上叉架17上，两外中飞轮21与两内中飞轮14内的单向棘轮机构的驱动方向相反，而两内中飞轮14与两后飞轮20内的单向棘轮机构的驱动方向相同；后下叉架18两边各设有一个下链轮23 ;在机架1两侧分别以两侧的外中飞轮21、后飞轮20和下链轮23为三个顶点，用两链圈24分别将它们连接起来；机架1两侧各设一个脚蹬25，脚蹬25通过曲柄26活动连接在后飞轮轴51上并以其作为转动支点，曲柄26与后上叉架17之间设有回位拉簧27，在曲柄26上还设置抓链飞轮28与链圈24的竖立段相啮合，啮合点的另一侧设置压链滚轮29，以防松动掉链，曲柄26由此形成杠杆驱动，即曲柄26的脚蹬25连接点至转动支点段为杠杆动力臂，抓链飞轮28啮合点至转动支点段为杠杆阻力臂；所述后飞轮轴套作为脚驱动系统的动力输出点。
[0022]本人力驱动装置工作时，操作者右手向前推、左手向后拉水平把7，左边的上牵引绳16经左侧的1 #、2 #、3 #滑轮5、9、11拉动左侧链条49，带动左侧的内中飞轮14逆时针转动，进而驱动中飞轮轴套13逆时针