人力车的可省力踩踏曲柄结构的制作方法

本实用新型有关一种踩踏曲柄技术，尤指一种用于人力车的可省力踩踏曲柄结构。

背景技术：

现代人为了身体的健康或为了减少有害气体和碳的排放量，大都会善用一部分的时间来进行，如慢跑、步行或骑乘自行车等运动，其中骑乘自行车由于具备有短、中程的旅游效果，因此更可让骑乘者的身、心、灵获得最佳的舒缓，且在各县市大量且广设的自行车专用道下，骑乘自行车显然已成为全民最热衷的活动项目之一。

现有自行车的曲柄为一固定长度的杆体，用以连接脚踏板与自行车的心轴，自行车在运作过程中是通过使用者踩踏脚踏板，使脚踏板以中轴为旋转中心进行以曲柄长度为半径的圆周运动，并带动自行车的驱动装置如齿盘、链条等元件，进而使自行车前进。

现存应用在自行车的踩踏曲柄结构，并不能够在脚踏板旋转至需要施力处时，伸长其曲柄进而增加力臂的长度，因此无法达成更加省力的效果，是以现存的伸缩曲柄的设计无法规律且惯性的做圆周运动为一费力且易导致使用者疲劳的踩踏曲柄结构。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种人力车的可省力踩踏曲柄结构，其利用增加施力臂长度来达成省力效果，并且借助第二曲柄可相对于第一曲柄做旋转摆动，从而使曲柄机构能够顺畅性及安全性地做规律的圆周运动。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种人力车的可省力踩踏曲柄结构，包括一时规盘、一曲柄机构及一传动机构，该时规盘开设有一导槽；该曲柄机构包括一第一曲柄、连接该第一曲柄的一第二曲柄及固定在该第二曲柄且彼此并列配设的一第三曲柄，该第一曲柄包括一轴套及套接在该轴套的一第一齿轮，该轴套穿接该时规盘，该第二曲柄通过一第二齿轮与该第一曲柄连接；该传动机构设置在该第一曲柄的内部，该传动机构包括一移动杆及一带体，该带体套接在该第一齿轮和该第二齿轮之间，在该移动杆的二端分别形成有一制动部及一嵌入部，该制动部对应该第二齿轮配置，该嵌入部对应该导槽嵌合；其中该曲柄机构在旋转过程中，该嵌入部将沿着该导槽的轨迹移走并驱动该制动部可操作性地对应于该第二齿轮做制动或释放，从而让该第二曲柄和该第三曲柄能够相对于该第一曲柄止动或做旋转摆动。

进一步的，该可省力踩踏曲柄结构还包括一升降机构，该升降机构包括套接在该轴套的一套筒，该套筒具有一爬升部，在该嵌入部一侧设有一抵接部，该抵接部操作性地对应该爬升部抵推，从而使该套筒能够相对于该轴套移动。

进一步的，该时规盘通过一固定座安装在所述人力车，在该固定座的周缘成型有一用以卡固定位在所述人力车上的折片。

进一步的，该导槽为一环形导槽，包括呈圆周式排列的一第一间歇区、一收缩区、一第二间歇区及一伸展区。

进一步的，该第一曲柄的二侧分别形成有一首端和一末端，该轴套、该第一齿轮及该时规盘容设在该首端内，该末端则供第二曲柄连接和供该第二齿轮安置。

进一步的，该第三曲柄固定在该第二曲柄远离该第一曲柄的一端。

进一步的，该第一曲柄包括一外臂及对应该外臂接合的一内臂，在该外臂对应该首端位置延伸有多个支臂，所述人力车具有一链轮，各该支臂通过多个螺固组件固定在所述链轮。

进一步的，该移动杆通过多个承套支承在该外臂和该内臂之间。

进一步的，该第二齿轮的节圆直径小于该第一齿轮的节圆直径。

进一步的，该升降机构还包括一压缩弹簧及一扣环，该扣环扣接在该套筒远离该爬升部的一端，该压缩弹簧套设在该轴套的外周缘且被弹性夹持在该扣环和该时规盘之间。

进一步的，该套筒的外周壁设有多个轴向槽，该时规盘设有多个凸点，各该轴向槽是分别对应于各该凸点做嵌入结合。

进一步的，该套筒的端面延伸有多个凸块，该第一齿轮朝向该套筒的端面设有多个卡槽，各该凸块操作性地对应各该卡槽做嵌入定位。

进一步的，该第二曲柄和该第三曲柄为一体成型。

进一步的，该第二曲柄的一端成型有一阶梯块，并在该阶梯块和该第二曲柄分别设有一穿孔，该第三曲柄的一端成型有一阶梯槽，并在该阶梯槽和该第三曲柄分别设有一穿孔，该阶梯块对应该阶梯槽接合，并且通过多个结合元件穿设各该穿孔而固结。

进一步的，该制动部为一三角形插块。

进一步的，该嵌入部为一插销。

进一步的，该带体为一时规皮带。

进一步的，该爬升部为一斜面。

本实用新型还具有以下功效，借由升降机构的设置，在运转时可由第一齿轮和第二齿轮做替换性地旋转，进而确保运转的顺畅性。借助时规皮带连接第一齿轮和第二齿轮，可确保传动的精准度。利用在第二曲柄设有阶梯块及第三曲柄设有对应阶梯块的阶梯槽，通过结合元件穿接固结，借以有效地防止第三曲柄因长时间的运作而产生弯曲变形或扳离等不良情形。

附图说明

图1为本实用新型可省力踩踏曲柄结构应用于自行车的组合图。

图2为本实用新型可省力踩踏曲柄结构连接链轮的组合图。

图3为本实用新型可省力踩踏曲柄结构的分解图。

图4为本实用新型的部分机构的分解图。

图5为本实用新型的时规盘剖视图。

图6为本实用新型的曲柄机构连续性操作的示意图。

图7为本实用新型的嵌入部在第一间歇区内的使用状态剖视图。

图8为本实用新型的嵌入部在第一间歇区内的另一视角使用状态剖视图。

图9为本实用新型的嵌入部在收缩区内的使用状态剖视图。

图10为本实用新型的嵌入部在收缩区内的另一视角使用状态剖视图。

图11为本实用新型的第二曲柄和第三曲柄另一实施例分解图。

图12为本实用新型的第二曲柄和第三曲柄另一实施例组合剖视图。

其中，附图标记：

10…时规盘

11…圆盘体

12…导槽

121…第一间歇区

122…收缩区

123…第二间歇区

124…伸展区

13…螺柱

14…凸点

15…固定座

151…折片

20…曲柄机构

21…第一曲柄

211…首端

212…末端

213…外臂

214…内臂

215…支臂

216…轴套

217…第一齿轮

218…第二齿轮

219…卡槽

22…第二曲柄

221…阶梯块

222…穿孔

23…第三曲柄

231…阶梯槽

232…穿孔

30…传动机构

31…移动杆

311…制动部

312…嵌入部

313…抵接部

32…带体

33…承套

40…升降机构

41…套筒

411…爬升部

412…轴向槽

413…凸块

42…压缩弹簧

43…扣环

θ…间隔夹角

8…自行车

81…车架

83…转轴

84…脚踏板

85…链轮

具体实施方式

下面给出具体实施方式，结合附图对本实用新型做出详细的描述，但不作为对本实用新型的限定。

请参阅图1至图5所示，本实用新型提供一种人力车的可省力踩踏曲柄结构，本实施例是以一自行车8的链轮侧做说明，此自行车8具有一车架81，在车架81的中柱下方处穿设有一转轴83，另自行车8还包括一对脚踏板84、链轮85及其它必要装置，本实用新型的可省力踩踏曲柄结构主要包括一时规盘10、一曲柄机构20及一传动机构30。

时规盘10通过一固定座15安装在前述转轴83的位置，固定座15为一中空圆环，在其外周缘的位置成型有一折片151，用以卡固定位在前述车架81上；本实施例的时规盘10为一中空圆盘体11，在圆盘体11的一侧表面设有一导槽12，此导槽12为一环形导槽，其主要包括呈圆周式排列的一第一间歇区121、一收缩区122、一第二间歇区123及一伸展区124(如图5所示)；另在圆盘体11背面延伸有多个螺柱13，以供螺固元件穿设固定座15而固接圆盘体11；又，在圆盘体11的内壁面设有多个凸点14。

曲柄机构20包括一第一曲柄21、一第二曲柄22及一第三曲柄23，第一曲柄21的二侧分别形成有一首端211和一末端212，首端211是用以套设在前述时规盘10外部；第二曲柄22连接在第一曲柄21的末端212位置，第三曲柄23固定在第二曲柄22远离第一曲柄21的一端，且第三曲柄23与第二曲柄22彼此并列配设，第三曲柄23远离与第二曲柄22固定的一端是供前述的脚踏板84连接。

进一步地，第一曲柄21包括一外臂213及对应外臂213接合的一内臂214，在外臂213对应首端211位置延伸有多个支臂215，用以供螺固元件穿设各支臂215而固定在前述链轮85。另在第一曲柄21的首端211内设有一轴套216及套接在轴套216的一第一齿轮217，其中轴套216穿接前述时规盘10。又，在第一曲柄21的末端212内设有一第二齿轮218，第二曲柄22是通过第二齿轮218与第一曲柄21连接，第二齿轮218的节圆直径小于第一齿轮217的节圆直径，且第一齿轮217与第二齿轮218的齿数比为一整数，如:2:1，3:1，4:1等。

传动机构30设置在第一曲柄21的内部，且传动机构30包括一移动杆31及一带体32，在移动杆31的二端分别形成有一制动部311及一嵌入部312，移动杆31通过多个承套33支承在第一曲柄21的外臂213和内臂214之间，且移动杆31能够相对于各承套33做线性往复移动，本实施例的制动部311为一三角形插块，但不以此种形状为限，其是对应于前述第二齿轮218的一侧边配置，本实施例的嵌入部312为一插销，但不以此种形态为限，其是对应于前述时规盘10的导槽12做嵌入结合；另在嵌入部312的一侧设有一抵接部313。本实施例的带体32为一时规皮带，但不以此种形态为限，其是套接在前述第一齿轮217和第二齿轮218之间。

本实用新型的可省力踩踏曲柄结构还包括一升降机构40，此升降机构40包括一套筒41、一压缩弹簧42及一扣环43，套筒41套接在轴套216的外周缘，在套筒41上端具有一爬升部411，本实施例的爬升部411为一斜面，其是对应于前述抵接部313配设。另在套筒41的外周壁设有多个轴向槽412，各轴向槽412是分别对应于前述时规盘10的各凸点14做嵌入结合，从而使套筒41能够在不产生旋转的情况下相对于时规盘10做升降移动。又，在套筒41的上端面延伸有多个凸块413，前述第一齿轮217朝向套筒41的端面设有多个卡槽219，各卡槽219是供各凸块413嵌入定位，从而使第一齿轮217不产生旋转作动。扣环43是扣接在套筒41远离爬升部411的一端，压缩弹簧42套设在轴套216的外周缘且被弹性夹持在扣环43和时规盘10之间，在抵接部313未对爬升部411进行抵推的情况下，套筒41与第一齿轮217呈分离状态。

请参阅图6至图8所示，使用时以脚掌分别对应于各脚踏板84施加作用力，在曲柄机构20以顺时针方向旋转经过上死点(12点钟位置)时，由于第一曲柄21和第二曲柄22所连接成的施力臂大于传统式踩踏曲柄结构仅由单一曲柄的施力臂，依据力矩原理(M＝F×d，F:作用力，d:力臂)，因此在力矩(Moment)相同情况下，本实用新型的可省力踩踏曲柄结构其所需施加的作用力较小，进而可得到省力的效果。

承上，第一曲柄21具有一上死点，第一间歇区121的起始点与上死点的间隔夹角θ为0～10度，其中以5度为优选，在嵌入部312沿着导槽12进入第一间歇区121内时，传动机构30的移动杆31将朝向外侧做线性移动，并以制动部311插入第二齿轮218，进而使第二齿轮218产生静止，此时利用套筒41的各凸块413与第一齿轮217的各卡槽219呈分离状态下(即第一齿轮217可自由旋转)，随着第一曲柄21继续做顺时针方向的旋转时，第一齿轮217将啮合带体32做顺时针方向的旋转，在第一齿轮217跟随第一曲柄21同步运动同时，第二曲柄22和第三曲柄23与第一曲柄21呈止动关系。

请参阅图6、图9及图10所示，继之，在嵌入部312沿着导槽12进入收缩区122内时，传动机构30的移动杆31将朝向内侧做线性移动，并以抵接部313推抵套筒41的爬升部411，此时各凸点14与轴向槽412相互配合，将使套筒41不产生旋转而是沿着轴套216做向上的线性移动，在套筒41的各凸块413与第一齿轮217的各卡槽219相互咬合下，第一齿轮217为呈一静止状态(即:形同与车架连结)，此时随着第一曲柄21继续做顺时针方向的旋转，将令第二齿轮218与带体32相互牵引做逆时针方向的旋转，在第二齿轮218旋转的同时将带动第二曲柄22和第三曲柄23相对于第一曲柄21做向上的旋转摆动，借由在第一曲柄21旋转至与下死点(6点钟位置)相距一适当位置处时，利用第二曲柄22的向上旋摆，可有效地防止因为施力臂的长度被增加所产生的使用安全性上的问题，并且让曲柄机构20能够顺畅性地做圆周运动。

进一步地，在嵌入部312沿着导槽12进入第二间歇区123内时，各组成元件的相互关系和作动关系为与前述嵌入部312进入第一间歇区121相同；同理，在嵌入部312沿着导槽12进入伸展区124内时，各组成元件的相互关系和作动关系与前述嵌入部312进入收缩区122相同。

请参阅图11及图12所示，第二曲柄22和第三曲柄23除了可以是一体成型外，也可如本实施例在第二曲柄22的一端成型有一阶梯块221，并在阶梯块221和第二曲柄22分别设有一穿孔222，第三曲柄23的一端成型有一阶梯槽231，并在阶梯槽231和第三曲柄23分别设有一穿孔232，以阶梯块221对应阶梯槽231接合，在以铆钉等结合元件穿设各穿孔222、232而固结。

综上所述，本实用新型的人力车的可省力踩踏曲柄结构，确可达到预期的使用目的，借由升降机构的设置，在运转时可由第一齿轮和第二齿轮做替换性地旋转，进而确保运转的顺畅性。借助时规皮带连接第一齿轮和第二齿轮，可确保传动的精准度。利用在第二曲柄设有阶梯块及第三曲柄设有对应阶梯块的阶梯槽，通过结合元件穿接固结，借以有效地防止第三曲柄因长时间的运作而产生弯曲变形或扳离等不良情形。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。