专利名称：一种能使人力蹬踏车辆省力、加速、提高承载能力的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及能使自行车、三轮车等人力蹬踏车辆省力、加速、提高承载能力的装置。
现有的自行车、三轮车等人力蹬踏车辆，其作功结构是以中轴部件为轴心的两个脚蹬，双脚脚蹬为离中轴等距离的等臂杠杆，其作功范围为脚蹬自垂直上方向前运动到约100°的角度范围，它在平路上行驶时速度不快，当载重或上坡时就会感到十分吃力。其根本原因在于两个脚蹬的力臂长度固定，作功时力臂不能变长，不作功时力臂不能变短。现有技术尽管十分成熟，但其原理基本定局。其详细原理可参阅《自行车实用手册》(第二分册)(日本财团法人自行车产业振兴会编，邢玉民、李松操译)及《自行车的构造与维修》(齐业璋著)。
本实用新型的目的是通过一个既能保持原人力蹬踏车辆双脚脚蹬所处的位置和运动轨迹，又能使左右杠杆在作功角度范围内伸长，在非作功角度范围内缩短的机构，使自行车、三轮车等人力蹬踏车辆具有省力、加速、提高承载能力等功能。
本实用新型是这样实现的它利用两套(分别供左右脚使用)滑动或伸缩杠杆机构，实现两个功能。功能之一是将这两套滑动或伸缩杠杆机构的回转点固定在人力蹬踏车辆中轴右方或右下方某点上，使作功脚蹬在垂直上方时力臂较长，随着脚蹬从垂直上方向前下方运动到脚蹬、人力蹬踏车辆中轴、回转点三点处于一条直线位置时力臂最长，自此位置继续向后下方运动到垂直下方乃至继续向后上方运动一直到垂直上方时，力臂由较长逐步变到最短，再逐步变长而进入下次作功角度范围内。通过与双脚脚蹬互相连接的两套活动杠杆的运动，保证双脚脚蹬在垂直上方向前下方蹬踏作功时力臂加长，从垂直下方向后上方的非作功过程中力臂缩短，从而实现加速、省力、提高承载能力的功能。功能之二是本活动杠杆机构的前支点定在人力蹬踏车辆的中轴线上，前支点到两个脚蹬的距离与常规车辆的标准完全一致，不破坏骑车人的常规习惯，便于骑行。
本实用新型通过这样两套杠杆机构，实现作功时脚蹬力臂伸长，不作功时脚蹬力臂缩短，及增加作功角度范围来达到省力、加速、提高承载能力。具有适合在平地快速多载骑行，和上坡容易等功能。一般可省力60％，速度可提高一倍左右，承载能力也相应增加，并且双脚脚蹬运动轨迹与原人力蹬踏车辆相同。
图1是本实用新型装置在自行车上的安装位置图；图2是本实用新型装置的工作原理图；图3是本实用新型装置的典型位置工作示意图；图4是本实用新型装置结构图。
以下结合
本实用新型的结构、动作原理和实施例。
从图1中可见，本实用新型结构安装在自行车的中轴右方或右下方。从图2中可以看到，当脚蹬(1)向前下方运动时两个脚蹬(1、2)始终围绕作为前支点的中轴或定心轴(3、4)做圆周运动，而其结构尺寸与现有自行车的脚蹬尺寸完全一致，符合人们的骑乘习惯。实际上，当脚蹬(1)向前下方运动时，本装置保证脚蹬(1、2)以固定支轴(5)为后支点做圆弧运动，通过回转杠杆(6)在固定支轴(5)上的伸缩，脚蹬(1)自垂直上方往前下方运动时力臂则逐渐变长，起到省力、加速的作用，当脚蹬(1)由垂直下方向后上运动时，同样通过回转杠杆(6)在固定支轴(5)上的伸缩，使力臂逐渐变短，待脚蹬(1)回到垂直上方时又开始将力臂拉长，准备下次向前运动而省力、加速作功。上述往复运动通过传动轮(8)带动自行车后轮变速塔轮(9)旋转。进而带动自行车后轮(图中未示出)转动，实现自行车运动。
以下结合图3、4详细说明本实用新型结构及其动作原理。参见图4，图中(1)和(2)为两个脚蹬，(10)和(11)为两个回转支臂，(6)和(7)为两个回转杠杆，它们可以是多级伸缩式导轨结构或双杆滑动式导轨结构，(12)和(13)为两个固定支臂，(5)是固定支轴，固定在人力蹬踏车辆中轴右方或右下方，(3)与(4)是两个定心轴，它们与自行车的中轴同心安装，(14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29都是轴承(30、31、32、33、34、35、36、37)是小轴，(38)和(39)是脚蹬固定块，(40)和(41)是回转杠杆结合块，(42)和(43)是传动轮轴，(44)和(45)是轴承套，(46、47、48、49、50、51)是传动轮，它们也可以是偏心轮、棘轮，齿轮、链轮或者实现传动的其它结构，(52、53、54)是传动链条，(9)是变速塔轮，(55)是自行车后轮轴，(56)与(57)是双向轴承套，(58)是三轴联接板。
当脚蹬1运动时，带动回转支臂(10)旋转，(10)的旋转形成以人力蹬踏车辆中轴或定心轴(3)为圆心的圆周运动，而回转支臂(10)的长度符合常规自行车的杠杆规定长度，所以不破坏人们的骑行习惯，实际上骑行中脚蹬(1)在做以固定支轴(5)为后支点，回转杠杆(6)为力臂的圆弧运动。回转杠杆(6)在随脚蹬(1)运动中实现与固定支轴(5)的相对伸缩或滑动，不断改变自固定支轴(5)至脚蹬(1)之间的力臂长度，保证脚蹬(1)在从垂直上方向前下方运动时，前方力臂不断加长，在脚蹬(1)从垂直上方向前下方运动到水平，再向后下方运动到垂直下方附近的这一作功角度范围内，力臂长度从较长变到最长再变到较长，而常规自行车的这一力臂是一个固定值，即杠杆的标准长度不变。由于本实用新型的上述结构，保证脚蹬(1)自垂直上方向前下方运动中力臂加长，并实际现围绕固定支轴(5)旋转作功，所以能够实现省力、加速、提高承载能力的功能。回转杠杆(6)通过轴承(22、23、24、25)，小轴(30、31、32、33)带动双向轴承套(56)转动，从而带动传动轮(46)，并通过传动链条(52)带动传动轮(48)、(50)及(8)转动，再通过传动链条(53)带动自行车后轮上的变速塔轮(9)，从而带动自行车后轮转动。另一个脚蹬(2)与脚蹬(1)做相应的类似运动，带动自行车前行。参看图3，本实用新型装置的特点在于，上脚蹬从A位置向前下方运行到B及C位置，实际是做以固定支轴(5)为后支点的圆弧运动，力臂从较长变到最长到较长，在以固定支轴(5)为项点，A和C到固定支轴(5)连线为两边的这个常规自行车作功的主要角度范围内，力臂很长，因此能实现省力、加速、提高承载能力的功能。在从以固定支轴(5)为顶点，从C向后上方运动到A点的这个基本不作功的角度范围内，由于力臂从较长变到最短，再变到较长，在这种结构下，脚蹬向后上方运动力臂较短，再加上前向力臂的自重和蹬力作用，有助于实现上述从C点向后上方运动到A点的运动，故较易于快速旋转运动，方便骑行。
本实施例仅是本实用新型结构的一个具体例子，凡是采用杠杆在作功角度范围内变长，在非作功角度范围内变短，而且两个脚蹬所处的位置及运动轨迹与原人力蹬踏车辆相同的原理均属本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种能使人力蹬踏车辆省力、加速、提高承载能力的装置，其特征在于它由安装在人力蹬踏车辆中轴右方或右下方的旋转固定支轴(5)、两个与固定支轴(5)或人力蹬踏车辆中轴部位固定不动或转动连接的固定支臂(12、13)、一端与脚蹬(1、2)连接，另一端与人力蹬踏车辆中轴部位或固定支臂(12、13)转动连接的两个回转支臂(10、11)、一端与脚蹬(1、2)连接，另一端伸缩或滑动在固定支臂(12、13)或固定支轴(5)上的两个回转杠杆(6、7)、安装在固定支轴(5)或固定支臂(12、13)上与回转杠杆(6、7)同步或间歇旋转的两个传动轮(46、47)、两个安装在固定支轴(5)或人力蹬踏车辆中轴部位的传动轮(50、51)、连接人力蹬踏车辆中轴部位及固定支轴(5)和传动轮(50、51)的三轴连接板(58)以及一个固定在人力蹬踏车辆中轴部位或固定支轴(5)上的传动轮(8)组成的，该装置安装在人力蹬踏车辆中轴周围，分为三个部分，一是包括一端相对转动连接于两个脚蹬(1、2)上，一端连接在定心轴(3、4)或人力蹬踏车辆中轴上的回转支臂(10、11)的半径长度不变的定圆回转部分；二是包括一端固定连接在脚蹬(1、2)上，一端伸缩或滑动在人力蹬踏车辆中轴右方或右下方固定支轴(5)上的半径长度不断变化的回转杠杆(6、7)驱动部分；三是包括与回转杠杆(6、7)同步或间歇旋转的传动轮(46、47)及传动轮(48、49、50、51、8)和链条(52、53、54)的传动部分，三个部分的连结关系是脚蹬(1、2)借助于回转支臂(10、11)与固定支臂上的定心轴(3、4)或人力蹬踏车辆中轴回转连接，同时脚蹬(1、2)又借助于回转杠杆(6、7)与固定支轴(5)或固定支臂(12、13)回转连接，同时脚蹬(1、2)还借助于回转杠杆(6、7)与传动轮(8)间接连接。
2.按权利要求1所述的人力蹬踏车辆省力、加速、提高承载能力的装置，其特征在于回转杠杆(6、7)是多级伸缩式导轨结构或双杆滑动式导轨结构。
3.按权利要求1所述的人力蹬踏车辆省力、加速、提高承载能力的装置，其特征在于回转支臂(10、11)可以是直板式的，也可以是中间带有折弯部的。
4.按权利要求1所述的人力蹬踏车辆省力、加速、提高承载能力的装置，其特征在于传动轮(46、47、50、51、48、49)可以是偏心轮、链轮、齿轮、棘轮或者可实现传动的其它结构。
5.按权利要求1所述的人力蹬踏车辆省力、加速、提高承载能力的装置，其特征在于固定支轴(5)可以是直杆式的，也可以是两端折弯状的。
6.按权利要求1所述的人力蹬踏车辆省力、加速、提高承载能力的装置，其特征在于固定支臂(12、13)可以是直板式的，也可以是中间带有折弯部的。
7.按权利要求1所述的人力蹬踏车辆省力、加速、提高承载能力的装置，其特征在于回转杠杆(6、7)与传动轮(46、47)的连接可以是固定为一体的，也可以是借助于卡笋或棘爪或其它能实现连动关系的结构。
8.按权利要求1所述的人力蹬踏车辆省力、加速、提高承载能力的装置，其特征在于定心轴(3、4)可以是断开式的，也可以是一根通轴装于原人力蹬踏车辆中轴位置。
9.按权利要求1所述的人力蹬踏车辆省力、加速、提高承载能力的装置，其特征在于脚蹬(1)与(2)的同步旋转结构可以是靠通轴连接回转支臂(10、11)，也可以是靠两对同轴齿轮实现的。
专利摘要一种可使人力蹬踏车辆省力、加速、提高承载能力的装置。它通过在人力蹬踏车辆中轴右方或右下方安装的两套伸缩式滑动杠杆机构，实现脚蹬从垂直上方向前下方运动时力臂加长，从垂直下方向后上方运动时力臂变短，从而获得省力、加速、提高承载能力的功能。同时满足常规人力蹬踏车辆以中轴为圆心，两脚蹬做圆周运动的要求，符合人们的骑行习惯。
文档编号B62M3/04GK2118687SQ9122271
公开日1992年10月14日 申请日期1991年12月23日 优先权日1991年12月23日
发明者董向斌 申请人:董向斌