专利名称：力臂自变式人力车传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车传动装置，特别是涉及一种力臂自 变式人力车传动装置。
二.
背景技术：
目前，自行车在不少国家还是一种重要的交通工具，它具 有成本低、节能、占地少、灵活方便等优点，现有的自行车左右曲柄分别固定 在车架中轴的两端，并且互为18(T ,骑自行车的人，是用两脚交替的踩脚蹬， 通过曲柄转动牙盘驱动自行车行走，骑行时，每只脚的蹬动力由零值逐渐达到 最大值，又从最大值逐渐回到零值，然后，另一只脚又开始循环同样的过程。 现有自行车的曲柄的长度大多是固定不变的，曲柄转动到上方越过垂直状态时 脚开始加力，至曲柄转动到前下方接近垂直状态时脚加力结束，骑车人的耗力 大小取决于曲柄的长短，在给曲柄加力这段度区间内，如把曲柄加长，骑车人 就可省力。
三. 发明的内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种设计合理、 力臂能够随转动而变化的力臂自变式人力车传动装置。
本发明的技术方案 一种力臂自变式人力车传动装置，含有左曲柄、右曲 柄、链轮和芯轴，所述芯轴右端与所述链轮转动式连接，并且所述芯轴左右端 面上相对应的位置上分别设置有一个偏心曲柄轴，所述左曲柄和右曲柄的内端 分别套装在两个所述偏心曲柄轴上，所述链轮的外侧面上设置有一个限位机构， 所述右曲柄该限位机构中穿过，所述左曲柄通过传动机构与所述链轮连接，实 现连动，并且所述左曲柄通过另一限位机构保持与所述右曲柄的相对位置，所 述右曲柄处于正上位置时，左曲柄位于最下位置。
所述传动机构含有平衡轮，该平衡轮与所述芯轴左端转动式连接，并且， 所述平衡轮和所述链轮的内侧面分别设置有一个相同的传动齿轮，两个传动齿轮分别与两个相同的联动齿轮啮合，所述两个联动齿轮同轮轴，该轮轴与一个 连接杆的一端转动式连接，该连接杆的另一端固定在所述芯轴上或固定在人力
车的车架上；所述左曲柄和右曲柄的内端分别与两个所述偏心曲柄轴转动式连 接，所述另一限位机构设置在所述平衡轮的外侧面上，所述左曲柄从该限位机 构中穿过，所述两个限位机构相对于轴心反对称设置，所述右曲柄处于正上位 置时，左曲柄位于最下位置，并且所述左曲柄和右曲柄能相对于限位机构滑动。
所述芯轴与平衡轮和所述链轮之间均为滑动轴承式连接结构，或为滚动轴 承式连接结构；所述轮轴与连接杆之间为滑动轴承式连接结构，或为滚动轴承 式连接结构；所述左曲柄和右曲柄的内端分别与两个所述偏心曲柄轴之间均为 滑动轴承式连接结构，或为滚动轴承式连接结构。
所述限位机构为U型环套，该U型环套与所述链轮和平衡轮之间均为一体 式结构，或为分体组合式结构，所述左曲柄和右曲柄分别从两个U型环套中穿 过。
或者，所述限位机构为两个限位柱，所述限位柱与所述链轮和平衡轮之间 均为一体式结构，或为分体组合式结构，所述左曲柄和右曲柄分别从两个限位 机构的两个限位柱中穿过，所述限位柱上套装有轴承，便于左右曲柄相对于限 位柱滑动且减小摩擦。所述传动齿轮与所述链轮和平衡轮之间均为一体式结构， 或为分体组合式结构。
另一种结构所述传动机构含有连动杆，并且，所述芯轴左右端面上的两 个所述偏心曲柄轴是一个通轴，该通轴轴向贯穿所述芯轴且与芯轴转动式连接， 所述左曲柄的内端与所述通轴的左端固定连接，所述连动杆的内端与所述通轴 的右端固定连接，所述右曲柄与所述通轴的右端部转动式连接，所述另一限位 机构设置在所述链轮的外侧面上，所述连动杆外端从该限位机构中穿过，所述 两个限位机构相对于轴心对称设置，所述右曲柄处于正上位置时，连动杆位于 最下位置，并且所述连动杆和右曲柄能相对于限位机构滑动，所述连动杆和左 曲柄平行且同向设置。
所述芯轴与所述通轴之间为滑动轴承式连接结构，或为滚动轴承式连接结
5构；所述左曲柄和连动杆均通过螺母与所述通轴连接；所述右曲柄的内端与所 述通轴之间均为滑动轴承式连接结构，或为滚动轴承式连接结构。
所述限位机构为U型环套，该U型环套与所述链轮之间均为一体式结构， 或为分体组合式结构，所述连动杆和右曲柄分别从两个U型环套中穿过；或者， 所述限位机构为两个限位柱，所述限位柱与所述链轮之间均为一体式结构，或 为分体组合式结构，所述连动杆和右曲柄分别从两个限位机构的两个限位柱中 穿过。所述限位柱上套装有轴承，便于连动杆、右曲柄相对于限位柱滑动且减 小摩擦。
本发明的有益效果
1、 本发明采用全新设计，其芯轴与自行车的车架固定，不转动，左曲柄和 右曲柄通过限位机构带动平衡轮和链轮转动，而传动齿轮和联动齿轮能够使平 衡轮和链轮同步同向转动，从而达到最终共同驱动链轮的效果，其设计新颖。
2、 本发明左右曲柄的转动轴偏离芯轴的轴心，当脚踏动左右曲柄做圆周运 动时，左右曲柄的外端相对于芯轴轴心的距离不断变化，由最远到最近，又从 最近到最远，当左曲柄或右曲柄位于前上方时，即在脚用力最大时，左曲柄或 右曲柄的外端相对于芯轴轴心的距离最远，这样相当于增加了力臂长度，而在 左曲柄或右曲柄的外端相对于芯轴轴心的距离近的地方， 一般靠滑行，因而总 体比较轻松。
3、 本发明采用传动齿轮和联动齿轮使平衡轮和链轮有机的结合起来，便于
左右曲柄交替，结构简单紧凑、使用十分方便。
4、 本发明转动式连接可以采用滑动轴承式连接结构，也可以滚动轴承式连 接结构，采用滚动轴承式连接结构时转动更加灵活，并且便于拆装和维修。
5、 本发明限位机构简单实用，可以采用一体式结构，也可以采用分体组合 式结构，采用分体组合式结构时便于拆装和维修，另外限位柱上安装有轴承， 便于左右曲柄相对于限位柱滑动，减小摩擦。
6、 本发明另一种结构是采用通轴和连动杆替代平衡轮和传动齿轮，结构更 加简化，制作成本更低，连动杆与左曲柄平行且同向设置，由于连动杆和左曲柄固接在同一通轴上，左曲柄的转动通过连动杆传递给链轮，连动杆相当于左 曲柄，从而达到左曲柄和右曲柄最终共同驱动链轮的效果，连动杆和右曲柄的 外端相对于芯轴轴心的距离不断变化，由最远到最近，又从最近到最远，当连 动杆或右曲柄位于前上方时，即在脚用力最大时，连动杆或右曲柄的外端相对 于芯轴轴心的距离最远，这样相当于增加了力臂长度，而在连动杆或右曲柄的 外端相对于芯轴轴心的距离近的地方， 一般靠滑行，因而总体比较轻松。
7、本发明容易制作、成本较低，广泛适用于自行车和人力三轮车，推广后 具有很好的经济效益。
四.
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图1为力臂自变式人力车传动装置的结构示意图之一； 图2为图l所示力臂自变式人力车传动装置的右视图之一； 图3为图1所示力臂自变式人力车传动装置的右视图之二； 图4为力臂自变式人力车传动装置的结构示意图之二； 图5为图4所示力臂自变式人力车传动装置的右视图之一； 图6为图4所示力臂自变式人力车传动装置的右视图之二。
五.
具体实施例方式
实施例一参见图1和图2，图中，力臂自变式人力车传动装置的芯轴1 左右两端分别与平衡轮3和链轮7转动式连接，链轮7和平衡轮3的内侧面分 别设置有一个相同的传动齿轮5，两个传动齿轮5分别与两个相同的联动齿轮4 啮合，两个联动齿轮4同轮轴，轮轴与连接杆6的一端转动式连接，该连接杆6 另一端固定在芯轴1上(也可以固定在自行车或人力三轮车的车架上)；芯轴1 左右端面上相对应的位置上分别设置有一个偏心曲柄轴10，左曲柄11和右曲柄 8的内端分别与两个偏心曲柄轴10转动式连接，链轮7和平衡轮3的外侧面上 分别设置有一个限位机构9，左曲柄11和右曲柄8分别从两个限位机构9中穿 过，两个限位机构9相对于轴心反对称设置，右曲柄8处于正上位置时，左曲 柄11位于最下位置，并且左曲柄11和右曲柄8能相对于限位机构9滑动。
芯轴1与平衡轮3和链轮7之间均为滚动轴承式连接结构，也可以采用滑动轴承式连接结构；轮轴与连接杆6之间为滑动轴承式连接结构，也可以为滚 动轴承式连接结构；左曲柄11和右曲柄8的内端分别与两个偏心曲柄轴10之 间均为滑动轴承式连接结构，也可以为滚动轴承式连接结构。2为滚动轴承。
限位机构9为U型环套，该U型环套与链轮7和平衡轮3之间均为一体式 结构，或为分体组合式结构，左曲柄11和右曲柄8分别从两个U型环套中穿过。 传动齿轮5、与链轮7和平衡轮3之间均为一体式结构，也可以为分体组合式结 构。
使用时，将芯轴1固定安装在自行车或人力三轮车的车架上，不转动，链 轮7通过链条与后轴的飞轮连接，当脚踏动左右曲柄8、 ll做圆周运动时，左 右曲柄8、 11的外端相对于芯轴1轴心的距离不断变化，由最远到最近，又从 最近到最远，当左曲柄11或右曲柄8位于前上方时，即在脚用力最大时，左曲 柄11或右曲柄8的外端相对于芯轴1轴心的距离最远，这样相当于增加了力臂 长度，而在左曲柄11或右曲柄8的外端相对于芯轴1轴心的距离最近， 一般靠 滑行，因而总体比较轻松。
实施例二参见图3，本实施例与实施例一基本相同，相同之处不重述，不 同之处在于限位机构9为两个限位柱，限位柱与链轮7和平衡轮3之间均为 一体式结构，也可以为分体组合式结构，左曲柄11和右曲柄8分别从两个限位 柱中穿过。
实施例三本实施例与实施例二基本相同，相同之处不重述，不同之处在 于限位柱上套装有轴承，便于左右曲柄相对于限位柱滑动且减小摩擦。
实施例四参见图4和图5，图中编号与实施例一相同的，代表的意义相同， 相同之处不重述，不同之处在于芯轴1左右端面上的两个偏心曲柄轴是一个 通轴13，该通轴13轴向贯穿芯轴1且与芯轴1转动式连接，左曲柄11的内端 通过螺母12与通轴13的左端固定连接，连动杆14的内端通过螺母12与通轴 13的右端固定连接，右曲柄8与通轴13的右端部转动式连接，另一限位机构9 设置在链轮7的外侧面上，连动杆14外端从该限位机构9中穿过，两个限位机 构9相对于轴心对称设置，右曲柄8处于正上位置时，连动杆14位于最下位置，连动杆14和右曲柄8能相对于限位机构9滑动，连动杆14和左曲柄11平行且 同向设置，实现连动。
芯轴1与通轴13之间为滑动轴承式连接结构，或为滚动轴承式连接结构； 右曲柄8的内端与通轴13之间均为滑动轴承式连接结构，或为滚动轴承式连接 结构。15为滚动轴承。
限位机构9为U型环套，该U型环套与链轮7之间均为一体式结构，或为 分体组合式结构，连动杆14和右曲柄8分别从两个U型环套中穿过。
使用时，将芯轴1固定安装在自行车或人力三轮车的车架上，不转动，链 轮7通过链条与后轴的飞轮连接，当脚踏动左右曲柄8、 11做圆周运动时，左 曲柄11和连动杆14连动，左曲柄11通过连动杆14和限位机构9驱动链轮7， 左右曲柄8、 11的外端相对于芯轴1轴心的距离不断变化，由最远到最近，又 从最近到最远，当左曲柄11或右曲柄8位于前上方时，即在脚用力最大时，左 曲柄11或右曲柄8的外端相对于芯轴1轴心的距离最远，这样相当于增加了力 臂长度，而在左曲柄11或右曲柄8的外端相对于芯轴1轴心的距离最近， 一般 靠滑行，因而总体比较轻松。
实施例五参见图6，本实施例与实施例四基本相同，相同之处不重述，不 同之处在于限位机构9为两个限位柱，限位柱与链轮7之间为一体式结构， 也可以为分体组合式结构，连动杆14和右曲柄8分别从每一限位机构9的两个 限位柱中穿过。
实施例六本实施例与实施例五基本相同，相同之处不重述，不同之处在 于限位柱上套装有轴承，便于连动杆和右曲柄相对于限位柱滑动且减小摩擦。
改变限位机构具体结构、改变平衡轮和连动杆的具体结构、以及改变各转 动部件之间的结构形式能够组成多个实施例，均为本发明的常见变化范围，在 此不一一详述。
权利要求
1. 一种力臂自变式人力车传动装置，含有左曲柄、右曲柄、链轮和芯轴，其特征是所述芯轴右端与所述链轮转动式连接，并且所述芯轴左右端面上相对应的位置上分别设置有一个偏心曲柄轴，所述左曲柄和右曲柄的内端分别套装在两个所述偏心曲柄轴上，所述链轮的外侧面上设置有一个限位机构，所述右曲柄该限位机构中穿过，所述左曲柄通过传动机构与所述链轮连接，实现连动，并且所述左曲柄通过另一限位机构保持与所述右曲柄的相对位置，所述右曲柄处于正上位置时，左曲柄位于最下位置。
2. 根据权利要求l所述的力臂自变式人力车传动装置，其特征是所述传 动机构含有平衡轮，该平衡轮与所述芯轴左端转动式连接，并且，所述平衡轮 和所述链轮的内侧面分别设置有一个相同的传动齿轮，两个传动齿轮分别与两 个相同的联动齿轮啮合，所述两个联动齿轮同轮轴，该轮轴与一个连接杆的一 端转动式连接，该连接杆的另一端固定在所述芯轴上或固定在人力车的车架上； 所述左曲柄和右曲柄的内端分别与两个所述偏心曲柄轴转动式连接，所述另一 限位机构设置在所述平衡轮的外侧面上，所述左曲柄从该限位机构中穿过，所 述两个限位机构相对于轴心反对称设置，所述右曲柄处于正上位置时，左曲柄 位于最下位置，并且所述左曲柄和右曲柄能相对于限位机构滑动。
3. 根据权利要求2所述的力臂自变式人力车传动装置，其特征是所述芯 轴与平衡轮和所述链轮之间均为滑动轴承式连接结构，或为滚动轴承式连接结 构；所述轮轴与连接杆之间为滑动轴承式连接结构，或为滚动轴承式连接结构； 所述左曲柄和右曲柄的内端分别与两个所述偏心曲柄轴之间均为滑动轴承式连 接结构，或为滚动轴承式连接结构。
4. 根据权利要求3所述的力臂自变式人力车传动装置，其特征是所述限 位机构为U型环套，该U型环套与所述链轮和平衡轮之间均为一体式结构，或 为分体组合式结构，所述左曲柄和右曲柄分别从两个U型环套中穿过。
5. 根据权利要求3所述的力臂自变式人力车传动装置，其特征是所述限位机构为两个限位柱，所述限位柱与所述链轮和平衡轮之间均为一体式结构， 或为分体组合式结构，所述左曲柄和右曲柄分别从两个限位机构的两个限位柱 中穿过，所述限位柱上套装有轴承，便于左右曲柄相对于限位柱滑动且减小摩 擦。
6. 根据权利要求2-5任一所述的力臂自变式人力车传动装置，其特征是所述传动齿轮与所述链轮和平衡轮之间均为一体式结构，或为分体组合式结构。
7. 根据权利要求l所述的力臂自变式人力车传动装置，其特征是所述传 动机构含有连动杆，并且，所述芯轴左右端面上的两个所述偏心曲柄轴是一个 通轴，该通轴轴向贯穿所述芯轴且与芯轴转动式连接，所述左曲柄的内端与所 述通轴的左端固定连接，所述连动杆的内端与所述通轴的右端固定连接，所述 右曲柄与所述通轴的右端部转动式连接，所述另一限位机构设置在所述链轮的 外侧面上，所述连动杆外端从该限位机构中穿过，所述两个限位机构相对于轴 心对称设置，所述右曲柄处于正上位置时，连动杆位于最下位置，并且所述连 动杆和右曲柄能相对于限位机构滑动，所述连动杆和左曲柄平行且同向设置。
8. 根据权利要求7所述的力臂自变式人力车传动装置，其特征是所述芯 轴与所述通轴之间为滑动轴承式连接结构，或为滚动轴承式连接结构；所述左 曲柄和连动杆均通过螺母与所述通轴连接；所述右曲柄的内端与所述通轴之间 均为滑动轴承式连接结构，或为滚动轴承式连接结构。
9. 根据权利要求7或8所述的力臂自变式人力车传动装置，其特征是所 述限位机构为U型环套，该U型环套与所述链轮之间均为一体式结构，或为分 体组合式结构，所述连动杆和右曲柄分别从两个U型环套中穿过；或者，所述限位机构为两个限位柱，所述限位柱与所述链轮之间均为一体式结构，或为分 体组合式结构，所述连动杆和右曲柄分别从两个限位机构的两个限位柱中穿过。
10. 根据权利要求9所述的力臂自变式人力车传动装置，其特征是所述限位柱上套装有轴承，便于连动杆、右曲柄相对于限位柱滑动且减小摩擦。
全文摘要
本发明公开了一种力臂自变式人力车传动装置，它含有左曲柄、右曲柄、链轮和芯轴，所述芯轴右端与所述链轮转动式连接，并且所述芯轴左右端面上相对应的位置上分别设置有一个偏心曲柄轴，所述左曲柄和右曲柄的内端分别套装在两个所述偏心曲柄轴上，所述链轮的外侧面上设置有一个限位机构，所述右曲柄该限位机构中穿过，所述左曲柄通过传动机构与所述链轮连接，实现连动，并且所述左曲柄通过另一限位机构保持与所述右曲柄的相对位置，所述右曲柄处于正上位置时，左曲柄位于最下位置。本发明设计合理、力臂能够随转动而变化，在脚用力最大时，左曲柄或右曲柄的力臂最长，其适用范围广，经济效益良好。
文档编号B62M1/36GK101480986SQ20091006417
公开日2009年7月15日 申请日期2009年2月4日 优先权日2009年2月4日
发明者倪逢寅 申请人:倪逢寅