专利名称:体力驱动装置的制作方法
本驱动装置是以人体力为动力驱动小型交通运输工具或小型农业机具的机械装置。以自行车和三轮车为例，现有的驱动装置大多采用双脚踏动脚蹬通过曲柄、链轮带动主动轮的方式驱动车辆前进。然而通过曲柄传动的缺点是有两个死点，即着力点在园周运动的上方和下方呈水平移动时不做功。踏板式自行车通过踏板、链条和飞轮的传动可以克服死角，提高效率如中国专利“踏板式自行车”(CN 85203897)。但是这种自行车仅仅用双脚驱动，两手有力使不上，骑行时间长了，两腿容易疲劳。因此，在现代自行车设计中出现了手脚并用自行车的驱动装置，进一步提高了效率(如美国专利US 4584889号和欧洲专利EP 129364号)。但在这些设计中手和脚分别使用两套传动装置，这样不可避免地增加了部件的数量和摩擦力，并增加了成本，而且手和脚同时驱动时人在自行车上有不稳定感。中国专利“手脚动力椅式自行车”(CN 85106803)加了一把椅子解决了这个不稳定问题，但未解决两套传动装置问题。
欧洲专利(EP 0197569)是手脚并用，只通过一套拉杆传动装置，驱动自行车前进的，这种设计克服了两套传动装置的复杂和笨重问题。但是这种驱动装置用脚蹬车时产生的力要通过手和臂传到做直线运动的拉杆上，然后再经过链条传到主动轮上。因此，手和臂受的力过于集中，时间长了手和臂也容易疲劳。此外，这种自行车上没有椅子，驱动时不稳，也不安全。因此只做运动员锻炼体力之用。
美国专利US 4437677号也是涉及手脚共用一套传动装置的设计。但是手脚用力的方向相反，而且脚动力的前半程几乎是死角，不易做功，效率也会受到影响。
本设计的目的是要提供一种用一套传动装置能充分发挥手脚动力，既省力又安全的体力驱动装置。现以附图1·三轮车的侧面图为例，说明本设计的技术特点本设计是由一个带靠背(1)的坐椅(2)，一个20-30公分直径的链轮(3)，一个固定在链轮轴上的飞轮(4)，一个转向轮(5)，一条一端与弹簧(6)相连另一端与坐椅(2)相连的链条(或绳索)(7)，两个用大轴相连的主动轮(8)，一条绕过链轮(3)和大轴中部飞轮(9)的链条(或绳索)(10)，以及支架(11)共同组成的一种体力驱动装置。人坐在坐椅上用脚踏挡脚板(12)和用手推车把(13)时坐椅的靠背都会随着背部的后推使坐椅以轴(14)为中心向后倾斜运动，同时通过链条(或绳索)(7)带动飞轮(4)和链条(3)转动，这种转动再通过链条(或绳索)(10)以及飞轮(9)带动主动轮(8)做功。坐椅靠弹簧伸长时积累的势能和手拉把手回复原位。坐椅向前运动时飞轮(4)空转，不做功。(15)和(16)是固定在支架上的橡皮块，用来限制坐椅前后活动的范围。
对这一构思也可用附图2所示的另一种结构形式完成相同的功能坐椅的弧形底部两侧各有一条带齿的弧状物(17)，它们与固定在架子上的两个长宽相当上表面带齿的沟槽(18)相啮合。其它部件与附图1的结构形式相似。当用脚踏挡脚板(12)时，或用手推把手(13)时，椅子即在沟槽中向后滚动，同时通过链条(或绳索)带动飞轮和链轮转动，进而驱动主动轮做功，链条上的弹簧是为了保持链条的绷紧状态，坐椅的回程由滚动时贮备的势能和弹簧的势能共同完成。苏联专利SU 1115959设计的自行车驱动装置与此相类似，当人踏挡脚板时使坐椅在支架上向后做直线滑动并带动主动轮做功。但双手的作用仅用来掌握自行车的方向并不提供驱动力。
本设计可通过下列两类方案实施第一类，安装于小型的靠体力驱动的2-4个轮子的陆地(水上、空中)交通工具。以驱动三轮车为例，安装这一装置可以成为代步、拉货、快速、省力的理想交通工具。(见附图1，三辆车的侧面图。附图3，三轮车的平面图)。第二类，用来驱动小型农用人力小机具，如人力插秧机、人力脱粒机等，适合于中国家庭个体农业的需要。在上述实施方案中必要时可在主动轮上加一个惯性轮以保持机具转动均匀稳定。根据所驱动的交通工具或机具的特点和需要，可在导向轮(5)的地方安装一个如附图4所示的结构，以便进一步加大主动轮的转速链条(或绳索)(7)和弹簧(6)绕过飞轮(19)使链轮(20)转动。再通过链条(21)带动飞轮(4)。飞轮(19)和链轮(20)的齿数比，可根据所需的主动轮转速来选择。上述链轮、链条传动方式必要时可以用齿轮传动或其它传动方式代替。
权利要求
1.一个由链轮、飞轮、导向轮、链条(或绳索)、弹簧、主动轮、坐椅和支架等组成的体力驱动装置，其特征是一条绕过飞轮(4)和导向轮(5)的链条(或绳索)(7)，其一端与固定在支架(11)上的弹簧(6)相接，另一端与坐椅(2)相连，坐椅可在支架(11)上的两个橡皮块(15)、(16)之间的范围内作弧形摆动或滚动，当它向后移动时带动飞轮(4)和链轮(3)旋转，再通过链条(或绳索)(10)带动飞轮(9)和主动轮(8)做功。
2.根据权项1所述的飞轮(4)，其特征是带动链轮(3)在一个方向转动，并进而把力传给飞轮(9)和主动轮(8)。
3.根据权项1和2所述的链轮(3)，其特征是直径较大，建议在20-35公分之间，它与飞轮(9)的齿数比依所驱动的机具的速度而定，必要时可在导向轮(5)处安装一个飞轮(19)和一个链轮(20)，调整它们的齿数比，可以获得更大的转速范围。
4.根据权项1所述的弹簧(6)，其特征是随坐椅(2)的后移而积累势能，绷紧链条(或绳索)(7)，并拉动坐椅(2)向前移动。
5.根据权项1所述的主动轮(8)，其特征是在必要时还可以加一个惯性轮以提高机具转动的稳定性。
6.根据权项1所述的坐椅(2)，其特征是由钢管或其它硬质材料制成，有一靠背(1)。
7.根据权项1和6所述的坐椅，其特征是底座的下端装有两个轴承，并与支架(11)上的轴(14)相匹配，使坐椅(2)能以轴(14)为中心前后活动，或者是坐椅下有两个弧形结构(17)，使坐椅能在支架上前后滚动。
8.根据权项7所述的坐椅下的两个弧形结构(17)，其特征是由金属或其它硬质材料制成的，下表面有齿的弧形板。
9.根据权项7、8所述的弧形板(17)，其特征是必须与支架(11)上的两个上表面有齿的沟槽(18)相匹配。
10.根据权项1、7、8所述的坐椅，不论是有轴心的(图1)或是无轴心的(图2)，其运动特征都呈弧形轨迹。
11.根据权项1-10所述的驱动装置，其特征是手和脚的动力共用一套传动装置驱动主动轮，手脚可以同时驱动，也可单用其中之一。
12.根据权项1-11所述的驱动装置，其特征是手和脚发出的动力的方向相同，并且都以反作用的形式集中作用于坐椅上。
13.根据权项1-12所述的驱动装置其特征是坐椅的向后运动是通过腰背的后倾力直接作用于靠背上实现的，而坐椅的向前运动是通过弹簧(6)伸长时积累的势能，或弧形板(17)支点变化时积累的势能，或双手拉车把的力完成的。
专利摘要
体力驱动装置是以人体力为动力驱动小型交通运输工具或小型农业机具的机械装置。以安装在三轮自行车上为例，本装置可手脚同时提供动力并通过一套包括链轮、链条(或绳索)、弹簧、飞轮和坐椅等部件的传动系统传递到主动轮上驱车前进。由于部件较少，摩擦力小，避免了曲柄传动的死角，提高了车子的传动效率，可以组成快速、省力、既代步又拉货的理想交通工具。对其它以人力为原动力的小型交通工具或农业机具，根据特殊需要本装置也有很大的速度调整范围。
文档编号B62M1/00GK87107094SQ87107094
公开日1988年6月1日 申请日期1987年10月31日
发明者刘思九 申请人:刘思九导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan