专利名称：滑槽滚轮手足联动式体能驱动机械的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用体力产生机械动力的装置，尤其是一种滑槽滚轮手 足联动式体能驱动机械。
背景技术：
曰常使用的自行车、三轮车的驱动方式是采取曲柄链盘式，造成了即使除 去摩擦力仍无法排除的体能额外浪费。该驱动方式载重、爬坡、抗风力差。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种高效率、多用途、大功率的用体能来驱动的 机械。
本实用新型所釆取的技术方案是由滑槽、滚轮、传动、转向、制动、变 速、座鞍、机架等部分构成。呈"[]"形结构的滑槽两内侧分别设置有2-3 个滚轮，手动部分的滑槽安装在机头左右转轴上部，并与之连接成"T"型，脚 动部分滑槽竖直安装在机架中下部；传动装置釆取在手动滑槽前、后、机头转 轴处安装定滑轮或链轮，用绳子或链条连接驱动，在机头中转轴处用定滑轮或 直、斜齿圆锥齿轮变换连接，再经绳或链或轴与脚滑槽处的脚蹬或链轮连接传 力。
超越装置分横向、直向，横向超越装置由中间链轮及左右并列且棘齿对称
的棘链轮组成；直向装置各轮呈轴向布置，靠轴向连接的行星轮一端相互啮合,
另一端各与主动轮、大接合轮啮合，与主动轴连接的小接合轮棘齿连接输出轮。 变速器由两个错向齐平的链轮锥、 一个中间轮及两条导杆构成。
座鞍是"T，，形板后竖接内弧形板，两侧顺向铰接下端，用滑轮、绳吊住活 动板的内角。
定滑轮、滚轮都安装滚动轴承，其中手动滚轮装深沟槽或圆锥滚子轴承。
脚蹬下方装有缓冲弹簧。
本实用新型的优点
由于釆用四肢协调施力的联动方式，驱动力无正弦曲线周期变化，能最大
限度地将体能转化为所需的有效机械能，获得足够大的功率。 以半圈的有效功率作比较
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于是W滑槽/ W曲柄-兀/2
又因为四肢施力，所以较脚动曲柄之比为7i倍。人的用力特点是只要处 于同样肌肉紧张的施力状态，不管作用点移动快慢、曲直或静止，都要消耗同 样体能，但力的作用效果以同向直线移动为最佳。另外，手足协调运动能使身 体重心平稳，从而整个机械重心更加稳定，所以特别适用于自行车、三轮车、 小船、人力飞机等体能水、陆、空交通工具的高效率驱动。
图l为绳传动结构示意图。
图2为绳传动主视图。
图3为滑槽滚轮装配图。
图4为轴传动主视图。
图5为轴传动俯视图。
图6为轴传动机头横截面图。
图7为链传动俯视图。
图8为制动装置示意图。 图9为座鞍结构示意图。
图中所示1、变速器2、滑槽3、滚轮4、脚踏5、定滑轮6、机 架7、转轴(左、中、右)8、横杆9、方向把10、把手11、绳子12、 横向超越装置13、链条14、链轮15、直或斜齿圆锥齿轮l6、十字轴万 向节17、传动轴 18、行星轮19、主动轮 20、啮合轮 21、大接合轮22、 小接合轮 23、输出轮 24、链轮锥 25、中间轮 26、导杆 27、斗字万向 节28、球弧环壳29、外壳30、制动把31、传输线32、浮轮33、花 键轴34、靠背板35、 T型板36、活动板37、夹固圏。
具体实施方式
本实用新型由滑槽、滚轮(包括手动、脚动两部分)、传动、转向、制动、 变速、座鞍、机架等部分构成。
滑槽2呈"[]"形(或稍外倾)对合，滚轮3呈圆柱形或端面兼锥形， 滚轴装滚珠总成，三个滚轮3在一条槽2内滚动，中间滚动轴稍离另两轴的连 线，得以稳定转动，且使与之相连的脚蹬4或把手10无抖动现象。
手动滑槽2中间接垂直转轴7，前后视需要而接定滑轮5或链轮14。手动 滑槽2内表面还可以加A形导轨，滚轮3作相应凹环槽，以增加方向控制力。
脚动部分可由两套滑槽2、滚轮3装置并列粘合而成。
双超越装置有横向与直向两种方式
横向双超越装置12由中间链轮及在它左、右并列放置的两个棘链轮组成。 左右棘齿呈对称(即反向)布置，交替工作，输出方向一致驱动中间链轮。
直向双超越装置由输出轮23、大接合轮21、小接合轮22、啮合轮20、行 星轮18、主动轮19构成。各轮呈轴向布置。主动轮19与大接合轮21啮合行星 轮18,各行星轮轴向固接啮合轮20，得以变换转动方向，即接合轮21在主动 轴上浮动反转，小接合轮22与主动轴固接，通过输出轮即棘轮23与大小接合 轮的同向棘爪接合，输出轮23就获得定向转动。
为了防止行星轮18的空载磨损，主动轮19可作浮动，与轴之间作棘齿接合。
传动部分有定滑轮5、绳ll、小链轮14、链条13或传动轴17、十字轴万 向节16等。
转向部分手的运动轨迹穿过转轴7驱动力(直向)不影响方向控制，只 有离开中点施加横向力时才会改变方向，手动滑槽2总成起到驱动与控制方向 两种功能。还有方向把9、横杆8等。
制动装置由制动把30、花键轴33、浮轮32、传输线31等组成，浮轮32 装在花键轴33上，可与制动把30 —起移动，压紧制动把30时经传输线31或 齿条使浮轮32转动，从而使花链轴33转动，再通过传输线W使制动闸闭合。 松开时由弹簧复位。
变速器1:由两个梯级度相同、大小不一定相等的链(飞)轮锥24，以及 一个中间轮25构成，三轮轴在同一直线上，中间轮25相当于一圈链条绕成。 两链轮锥24错开，两轴平行、平齐放置，中间轮25在空隙间同时接合两个链 轮锥24，离开时，可在导杆26滑行变档。中间轮25压入方向与主动力方向一
致，变速稳定可靠。
座鞍为反推力靠背34、双活动板托腿坐椅，结构为在"T"型板35后绞接 (可调定位) 一块内弧形竖板即靠背34， T型板35两边各顺摆动方向绞接一块 小方形活动板37 (中间可略凹)，"T"型板35中下方装一个定滑轮5，绕绳11 两端连接活板内前角。双腿在运动中仍被托住，得以扩大体重支承面积。蹬力 超过体重时，身体上移被背板顶住定位，从而获得超常动力。座鞍内表面覆盖 软绵衬垫、座底设有夹固圈37和螺杆。
机架6中部呈弧形，前平后垂，前接竖管横杆8，杆两端各固接一条容纳立 向轴的管，三管互相平行。弧形管后部接上小管构成的三角架，在适当位置有 突缘，缘中有孔，以利于装置其它构件。
本实用新型作为动力机械可以与各种常用的交通工具组装，按不同用途， 可选择适当的传动方式， 一些机械构件会稍有变换。有绳传动、链传动、及轴 传动三种方式。
(1)绳传动
手动左、右滑槽2前端及其中部转轴7颈各有一个卧置定滑轮5,后端各有 立置定滑轮5、机头中间还有一个卧置定滑轮5。
绳子ll分两股，分别接上脚蹬4，绕滑槽2上方变向立置定滑轮5,至机 头绕中间卧滑轮5，而交换左、右位置，各绕槽下中轴7颈固卧定滑轮5、朝后 端上绕立定滑轮5，朝前各接把手IO。左、右把手10接绳绕前卧定滑轮5连在 一起。
脚动部分链条13绕过超越装置12的左、右链轮14,受力端分别接上左、 右脚踏4(可在槽内接)，回程端接在对面脚踏伸来的张紧杆上。还可在滑槽上、
下方增加一组横向定滑轮5，绳子11拉力增加脚蹬的稳定性。
(2) 链传动
手动滑槽2后端各有一个卧置链轮14,前端及方向横杆8中点均有重叠卧 置链轮14(中间三重)。手动滑槽2前后链轮14绕链条13连接，前左、右链轮 14均与杆中链轮14连接，杆中链轮14再与转向中轴7及链轮14连接。
机头转向中轴7正上方及脚动滑槽2上方有卧(或立)链轮14固接直齿圆 锥齿轮15组合(或交错轴斜齿轮)、用链条13连接传动。
(3) 轴传动
主要由十字轴万向节16、传动轴17、滚珠轴承、三个圆锥直齿轮15以及 外壳29等构成。
左、右滑槽2前后均有一个稍内倾的立置链轮14。
左、右转轴7下部外管与传动轴17外壳的半边球弧环壳28固接，转轴7 端部与相配的另一个球弧半环固接，且各有一条前伸方向把9，由横杆8与中间 轴的方向把9绞接，呈串接平方四边形机构。
机头中部有三个直齿圆锥齿轮15相互啮合，左、右各接半轴，在球环内再 接^字万向节27或CVJ等速万向联轴器，承接链轮轴从球环微偏向上伸出，它 上面的固接链轮14与手动滑槽2前后立链轮14同在一个平面，与链条13接合。
另一直齿圆锥齿轮15经两头十字万向节16、中部传动轴17,向后与脚滑 槽2上(下)方的主动链轮14活动连接。
鞋子前端有朝下的半圆钩，配合脚蹬上的圆柱可转动，又可以向上提起加力。
整机工作过程 (1)绳传动
左、右把手10靠绳子13绕过前面滑轮5取得联系。右手推动把手IO、绳 子11绕过后面定滑轮5、右滑槽轴上定滑轮5和机头中间定滑轮5及左立定滑 轮5而提起左脚蹬4，左脚也可以用底钩向上加力。右脚蹬4向下拉动超越装置 12的右侧链轮，通过主动链轮再经变速器l输出。
左手向前推时，右手及脚动作与上述相仿反向，相应构件产生相似运动， 获得同样驱动效果。
(2) 链传动
因为左、右把手10均连接链条13圈内侧，所以链轮14取得相同转向，而 由链条13传至方向杆中间链轮14、机头中转轴的链轮14、直齿圆锥齿轮15(固 接有链轮)，而传到脚动滑槽2的主动链轮14上，再由直向超越装置、变速器 输出。
(3) 轴传动
左、右把手10的动力被链条13经前小链轮传至^"字(或CV)向万节27链 轮、三个直齿圆锥齿轮使左、右半轴共同驱动中间轴，与脚动部分的主动链轮 接合，再由直向超越装置、变速器输出。
综上所述，手动部分不但推、拉可以输出动力，而且能准确控制方向及制 动，脚的蹬力凭座椅弧形背板获得直接效果加大，凭鞋底钩又能运用提升力。 运动绳、链、轴等常见传动方法均能使四脚力量联结一股，形如虎形，协调平 衡，刚劲有力。核心构造是滑槽、滚轮，使得输出功率连续平稳强大无正弦曲 线变化。
本实用新型能方便地与各种常用交通工具组装，如装上前叉、前后轮就成 了自行车、三轮车，也可以接上螺旋浆再安装到船上、轻小型飞机上，成为真 正的体能驱动水、陆、空交通工具。
权利要求1、一种滑槽滚轮手足联动式体能驱动机械，包括传动、转向、制动、变速器及座鞍、超越装置、机架，其特征是呈“[ ]”形结构的滑槽(2)两内侧分别设置有2～3个滚轮(3)，手动部分的滑槽(2)安装在机头左右转轴(7)上部，并与之连接成“T”型，脚动部分滑槽(2)竖直安装在机架(6)中下部；传动装置采取在手动滑槽(2)前、后、机头转轴(7)处安装定滑轮(5)或链轮(14)，用绳子(11)或链条(13)连接驱动，在机头中转轴(7)处用定滑轮(5)或直、斜齿圆锥齿轮(15)变换连接，再经绳或链或轴与脚滑槽处的脚蹬(4)或链轮(14)连接传力。
2、 根据权利要求l所述的滑槽滚轮手足联动式体能驱动机械，其特征是 超越装置分横向、直向，横向超越装置(12)由中间链轮(14)及左右并列且 棘齿对称的棘链轮组成；直向装置各轮呈轴向布置，靠轴向连接的行星轮(18) 一端相互啮合，另一端各与主动轮(19)、大接合轮(21)啮合，与主动轴连接 的小接合轮(22)棘齿连接输出轮(23)。
3、 根据权利要求l所述的滑槽滚轮手足联动式体能驱动机械，其特征是 变速器(1)由两个错向齐平的链轮锥(24)、 一个中间轮及两条导杆(26)构 成。
4、 根据权利要求l所述的滑槽滚轮手足联动式体能驱动机械，其特征是 座鞍是"T"形板(35)后竖接内弧形板(34)，两侧顺向铰接下端，用滑轮、 绳吊住活动板(36)的内角。
5、 根据权利要求l所述的滑槽滚轮手足联动式体能驱动机械，其特征是 定滑轮(5)、滚轮(3)都安装滚动轴承，其中手动滚轮(3)装深沟槽或圆锥滚子轴承。
6、 根据权利要求l所述的滑槽滚轮手足联动式体能驱动机械，其特征是 脚蹬(4)下方装有缓冲弹簧。
专利摘要本实用新型提供了一种滑槽滚轮手足联动式体能驱动机械，由滑槽、滚轮、传动、转向、制动、变速、座鞍、机架等部分构成。呈“[ ]”形结构的滑槽两内侧分别设置有2～3个滚轮，手动部分的滑槽安装在机头左右转轴上部，并与之连接成“T”型，脚动部分滑槽竖直安装在机架中下部；传动装置采取在手动滑槽前、后、机头转轴安装定滑轮或链轮，用绳或链条连接驱动，在机头中转轴处用定滑轮或直、斜齿圆锥齿轮变换连接，再经绳或链或轴与脚滑槽处的脚蹬或链轮连接传力。由于采用四肢协调施力的联动方式，能最大限度地将体能转化为所需的有效机械能，获得足够大的功率。特别适用于自行车、三轮车、小船、人力飞机等体能水、陆、空交通工具的高效率驱动。
文档编号F03G5/00GK201057129SQ20062016360
公开日2008年5月7日 申请日期2006年11月28日 优先权日2006年11月28日
发明者陆昌新 申请人:陆昌新