一种助力脚踏车的制作方法

本发明涉及一种人力自行车，具体地说是一种利用杠杆和弹簧来储能量并输出动力来驱动的自行车。

背景技术：

我们常见的人力自行车，在蹬踏时较费力，尤其是上坡或顶风踏行时更加吃力，其主要原因是踏脚的力臂较短，由于人体的肢体原因，脚踏杆的力臂长度受到限制，因此非力。为了省力有人就在脚踏车上加装机动装置来助力，但是，这样做不仅会消耗能源，污染环境，而且受交通部门的法规限制。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

技术实现要素：

为了克服上述人力自行车蹬踏费力的缺陷，本发明提供一种助力脚踏车，包括车架、脚踏杆、杠杆、座垫、驱动装置、链条、驱动轴及前后轮，该脚踏车由长臂脚踏杆上下运动，加上人体重量的势能，利用杠杆原理将势能放大，通过弹簧来储蓄能量，使脚踏车蹬起来更省力。

本发明解决其技术问题所采取的技术措施是，车架的前端连接前轮，前轮作为方向轮，方向轮上安装把手，所述把手上安装制动手柄；所述车架的后部两侧通过驱动轴安装后轮；所述驱动装置安装在车架的后面；所述杠杆的前部连接在驱动装置中，其后部向上延伸至车架的上方，延长后的杠杆作为动力臂，并在杠杆的末端安装座垫和行李箱；所述脚踏杆安装在驱动装置中分布在杠杆的左右两侧，脚踏杆的后端延伸至座垫下方的左右两侧，延长后的脚踏杆作为动力臂，这二根脚踏杆的末端上面固定踏板，在杠杆的下面设置弹簧的下端与车架安装，脚踏杆下面设置弹簧，弹簧的下端与车架固定；所述链条连接驱动装置和驱动轴。为了减轻把手的震动，在吧手杆上设置弹簧套和弹簧。

所述驱动装置包括壳体、杠杆、动力轴、单向轴承、止回轴承、动力盘、弹簧、弹簧盘、输出轴和轴承，壳体的两侧安装轴承，在壳体中间设隔板，将壳体分为左右两腔，在隔板上固定止回轴承，止回轴承的中心线与壳体两侧轴承的中心线一致，所述止回轴承上安装动力轴，所述动力轴制成中空的轴筒式，动力轴的两头分别伸入壳体的左腔和右腔内；所述动力轴上固定三个单向轴承，使动力轴只能朝顺时针方向旋转，所述左腔动力轴上固定第一和第二单向轴承，所述右腔动力轴安装第三单向轴承，所述第一单向轴承连接杠杆，第二和第三单向轴承分布在第一单向轴承两侧连接脚踏杆；所述输出轴安装在动力轴的轴筒中，其两端伸出与壳体的两端轴承配合安装，输出轴上安装链轮；所述动力盘分为左右，固定在左腔动力轴上的称为左动力盘，固定在右腔动力轴上的称为右动力盘，动力盘上安装拉杆，拉杆不少于二根安装在动力盘的边沿；左右两腔输出轴上对应拉杆的位置安装弹簧盘，弹簧盘的直径小于动力盘的的直径，弹簧盘的盘口上开弹簧槽，弹簧槽上固定档板，档板中心开孔，安装时弹簧槽对应动力盘的翻边，所述弹簧一头连接在动力盘的翻边上，弹簧的另一头连接弹簧槽的档板上，弹簧可卧入弹簧槽中；钢丝绳一头连接在动力盘的翻边上，与弹簧的连接点同点，钢丝绳的另一头穿过弹簧的中心和档板孔，并长出一段距离连接档块。

当杠杆和脚踏杆在外力的作用下（脚踏力和人体的重力），使杠杆和脚踏杆的动力臂克服弹簧力向下运动，带动单向轴承和动力轴旋转，同时，动力轴携动力盘一起旋转，左右两侧动力盘的拉杆带动弹簧绕弹簧盘上紧弹簧，并带动弹簧盘和输出轴转动，由于输出轴连接负载，输出轴的转速要滞后于动力轴的转速，当再次压动杠杆时，弹簧有又被上紧，被上紧的弹簧力作用在输出轴上，使输出轴不停地旋转。由于单向轴承是无级递进的，即使是杠杆向下运动幅度微小也会使单向轴承有转动；当压动杠杆的幅度增大时，单向轴承的递进幅度大，动力轴的转动角度也大，带动输出轴的转速高；压动杠杆的幅度和频率提高时，动力盘就会超过输出轴转速，连接在动力盘的弹簧会逐渐上紧，上紧的弹簧会积蓄能量；当杠杆的压动幅度和速率降下时甚至停止，动力盘的转速也会减少和停止，这时弹簧会释放能量继续驱动输出轴旋转，避免驱动杠杆时出现的频率脉动缺陷，使输出轴的转速能够保持稳定。当输出轴的负载加大时，动力轴会超前于输出轴的转速，弹簧会逐渐拉长，在弹簧被拉长的同时，动力盘转角超前弹簧盘一段距离，同时钢丝绳也被拉出一段距离，直到钢丝绳头部的档块被档板挡住，钢丝绳直接拉动弹簧盘，这样可避免弹簧被拉出极限长度。在弹簧被上紧的同时，弹簧会有一个反向的力作用在动力盘上，使动力盘和动力轴有一个逆时针旋转的趋势，这严重影响了能量输出，必须消除，为此，在动力轴上设置止回轴承，止回轴承是与壳体固定的，可阻止动力轴逆时针旋转，保证了动力轴朝顺时针方向旋转的连续性。

使用时，用脚踏动踏脚杆，当车辆行驶中产生震动时，会牵动第一杠杆的动力臂上下摆动，当动力臂向下摆动时，会产生一个重力加速度的力（人体加行李箱重量的势能），这个力被杠杆放大后，作用在第一单向轴承上，使单向轴承朝顺时针旋转，可助力腿脚蹬踏的力，使驱动装置输出的力更强劲，从而达到脚踏车省力的目的。

本发明的有益效果是，通过杠杆和弹簧并利用车辆行驶时的震动所产生的势能，转换成有益的驱动力，不仅使脚踏车省力，而且结构简单。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图1是一种助力脚踏车的结构示意图。

附图2是驱动装置的示意图。

图中，1、车架，2、前轮，3、把手，4、后轮，5、驱动装置，6、第一杠杆，7、座垫，8、行李箱，9、第二杠杆，10、第三杠杆，11、踏板，12、弹簧，13、驱动轴，14、弹簧，15、链条，16、驱动装置链轮，17、驱动轴链轮，18、导链板，19、弹簧套，20、弹簧，21、壳体，22、轴承，23、隔板，24、左止回轴承，25、右止回轴承，26、左段动力轴，27、右段动力轴，28、第一单向轴承，29、第二单向轴承，30、第三单向轴承，31、输出轴，32、左动力盘，33、右动力盘，34、拉杆，35、弹簧槽，36、弹簧，37、弹簧外圆头部。

具体实施方式

在1图中，车架1的前端连接前轮2，前轮作为方向轮，方向轮上安装把手3，所述把手上安装制动手柄；所述车架的后部两侧通过驱动轴安装后轮4；所述驱动装置5安装在车架的前部；所述杠杆设三根，第一杠杆6的前部连接在驱动装置5的中部，其后部向上延伸至后轮上方，延长后的杠杆作为动力臂，并在杠杆的后部安装座垫7和行李箱8，第二和第三杠杆分别安装在第一杠杆的左右两侧，左侧为第二杠杆9，右为第三杠杆10，左右杠杆的前端连接驱动装置中，它们的后端延伸至座垫下方的两侧，延长后的杠杆作为动力臂，这二根杠杆的末端上面固定踏板11，在第一杠杆的下面设置弹簧12和弹簧套13与车架1固定，在第二和第三杠杆的下面设置弹簧14，弹簧的下端与车架固定；所述链条15安装在驱动装置链轮16和驱动轴链轮17上；为了减轻把手的震动，在吧手杆18上设置弹簧套19和弹簧20。

在2图中，壳体21的两侧安装轴承22，在壳体中间设左右两道隔板23，将壳体分为左中右三腔，在隔板上固定止回轴承，左隔板上的止回轴承称其为左止回轴承24，右隔板上的止回轴承称其为右止回轴承25，止回轴承的中心线与壳体两侧轴承的中心线一致，所述止回轴承上安装左右两段动力轴，所述动力轴制成中空的轴筒式，左段动力轴26的两头分别伸入壳体的左腔和中腔内，右段动力轴27的两头分别伸入壳体的右腔和中腔内；所述动力轴上固定单向轴承，使动力轴只能朝顺时针方向旋转，所述左动力轴在中腔段上固定第一单向轴承28中，左动力轴在左腔段上固定第二单向轴承29，所述右动力轴在中腔段上安装第三单向轴承30，所述第一单向轴承28连接第一杠杆6，第二单向轴承29连接第二杠杆9，第三单向轴承30连接第三杠杆10；所述输出轴31安装在两段动力轴的轴筒中，其两端伸出与壳体的两端轴承22配合安装，输出轴在中腔段上安装链轮16；所述动力盘分为左右，固定在左腔动力轴上的称为左动力盘32，固定在右腔动力轴上的称为右动力盘33，左右动力盘上安装拉杆34，拉杆不少于一根，安装在动力盘的边沿；左右两侧输出轴上对应动力盘拉杆的位置开弹簧槽35，所述弹簧槽中楔入弹簧内圈的头部，弹簧槽中楔入止少一根弹簧36，所述弹簧外圆头部37折弯后钩在动力盘的拉杆34上，拉杆随动力盘旋转时，拉动弹簧外圆头部从外圆上紧弹簧。