專利名稱：滑槽滾輪手足聯(lián)動式體能驅動機械的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用體力產(chǎn)生機械動力的裝置，尤其是一種滑槽滾輪手 足聯(lián)動式體能驅動機械。
背景技術：
曰常使用的自行車、三輪車的驅動方式是采取曲柄鏈盤式，造成了即使除 去摩擦力仍無法排除的體能額外浪費。該驅動方式載重、爬坡、抗風力差。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種高效率、多用途、大功率的用體能來驅動的 機械。
本實用新型所釆取的技術方案是由滑槽、滾輪、傳動、轉向、制動、變 速、座鞍、機架等部分構成。呈"[]"形結構的滑槽兩內(nèi)側分別設置有2-3 個滾輪，手動部分的滑槽安裝在機頭左右轉軸上部，并與之連接成"T"型，腳 動部分滑槽豎直安裝在機架中下部；傳動裝置釆取在手動滑槽前、后、機頭轉 軸處安裝定滑輪或鏈輪，用繩子或鏈條連接驅動，在機頭中轉軸處用定滑輪或 直、斜齒圓錐齒輪變換連接，再經(jīng)繩或鏈或軸與腳滑槽處的腳蹬或鏈輪連接傳 力。
超越裝置分橫向、直向，橫向超越裝置由中間鏈輪及左右并列且棘齒對稱
的棘鏈輪組成；直向裝置各輪呈軸向布置，靠軸向連接的行星輪一端相互嚙合,
另一端各與主動輪、大接合輪嚙合，與主動軸連接的小接合輪棘齒連接輸出輪。 變速器由兩個錯向齊平的鏈輪錐、 一個中間輪及兩條導桿構成。
座鞍是"T，，形板后豎接內(nèi)弧形板，兩側順向鉸接下端，用滑輪、繩吊住活 動板的內(nèi)角。
定滑輪、滾輪都安裝滾動軸承，其中手動滾輪裝深溝槽或圓錐滾子軸承。
腳蹬下方裝有緩沖彈簧。
本實用新型的優(yōu)點
由于釆用四肢協(xié)調(diào)施力的聯(lián)動方式，驅動力無正弦曲線周期變化，能最大
限度地將體能轉化為所需的有效機械能，獲得足夠大的功率。 以半圈的有效功率作比較
<formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 4</formula>
于是W滑槽/ W曲柄-兀/2
又因為四肢施力，所以較腳動曲柄之比為7i倍。人的用力特點是只要處 于同樣肌肉緊張的施力狀態(tài)，不管作用點移動快慢、曲直或靜止，都要消耗同 樣體能，但力的作用效果以同向直線移動為最佳。另外，手足協(xié)調(diào)運動能使身 體重心平穩(wěn)，從而整個機械重心更加穩(wěn)定，所以特別適用于自行車、三輪車、 小船、人力飛機等體能水、陸、空交通工具的高效率驅動。

圖l為繩傳動結構示意圖。
圖2為繩傳動主視圖。
圖3為滑槽滾輪裝配圖。
圖4為軸傳動主視圖。
圖5為軸傳動俯視圖。
圖6為軸傳動機頭橫截面圖。
圖7為鏈傳動俯視圖。
圖8為制動裝置示意圖。 圖9為座鞍結構示意圖。
圖中所示1、變速器2、滑槽3、滾輪4、腳踏5、定滑輪6、機 架7、轉軸(左、中、右)8、橫桿9、方向把10、把手11、繩子12、 橫向超越裝置13、鏈條14、鏈輪15、直或斜齒圓錐齒輪l6、十字軸萬 向節(jié)17、傳動軸 18、行星輪19、主動輪 20、嚙合輪 21、大接合輪22、 小接合輪 23、輸出輪 24、鏈輪錐 25、中間輪 26、導桿 27、斗字萬向 節(jié)28、球弧環(huán)殼29、外殼30、制動把31、傳輸線32、浮輪33、花 鍵軸34、靠背板35、 T型板36、活動板37、夾固圏。
具體實施方式
本實用新型由滑槽、滾輪(包括手動、腳動兩部分)、傳動、轉向、制動、 變速、座鞍、機架等部分構成。
滑槽2呈"[]"形(或稍外傾)對合，滾輪3呈圓柱形或端面兼錐形， 滾軸裝滾珠總成，三個滾輪3在一條槽2內(nèi)滾動，中間滾動軸稍離另兩軸的連 線，得以穩(wěn)定轉動，且使與之相連的腳蹬4或把手10無抖動現(xiàn)象。
手動滑槽2中間接垂直轉軸7，前后視需要而接定滑輪5或鏈輪14。手動 滑槽2內(nèi)表面還可以加A形導軌，滾輪3作相應凹環(huán)槽，以增加方向控制力。
腳動部分可由兩套滑槽2、滾輪3裝置并列粘合而成。
雙超越裝置有橫向與直向兩種方式
橫向雙超越裝置12由中間鏈輪及在它左、右并列放置的兩個棘鏈輪組成。 左右棘齒呈對稱(即反向)布置，交替工作，輸出方向一致驅動中間鏈輪。
直向雙超越裝置由輸出輪23、大接合輪21、小接合輪22、嚙合輪20、行 星輪18、主動輪19構成。各輪呈軸向布置。主動輪19與大接合輪21嚙合行星 輪18,各行星輪軸向固接嚙合輪20，得以變換轉動方向，即接合輪21在主動 軸上浮動反轉，小接合輪22與主動軸固接，通過輸出輪即棘輪23與大小接合 輪的同向棘爪接合，輸出輪23就獲得定向轉動。
為了防止行星輪18的空載磨損，主動輪19可作浮動，與軸之間作棘齒接合。
傳動部分有定滑輪5、繩ll、小鏈輪14、鏈條13或傳動軸17、十字軸萬 向節(jié)16等。
轉向部分手的運動軌跡穿過轉軸7驅動力(直向)不影響方向控制，只 有離開中點施加橫向力時才會改變方向，手動滑槽2總成起到驅動與控制方向 兩種功能。還有方向把9、橫桿8等。
制動裝置由制動把30、花鍵軸33、浮輪32、傳輸線31等組成，浮輪32 裝在花鍵軸33上，可與制動把30 —起移動，壓緊制動把30時經(jīng)傳輸線31或 齒條使浮輪32轉動，從而使花鏈軸33轉動，再通過傳輸線W使制動閘閉合。 松開時由彈簧復位。
變速器1:由兩個梯級度相同、大小不一定相等的鏈(飛)輪錐24，以及 一個中間輪25構成，三輪軸在同一直線上，中間輪25相當于一圈鏈條繞成。 兩鏈輪錐24錯開，兩軸平行、平齊放置，中間輪25在空隙間同時接合兩個鏈 輪錐24，離開時，可在導桿26滑行變檔。中間輪25壓入方向與主動力方向一
致，變速穩(wěn)定可靠。
座鞍為反推力靠背34、雙活動板托腿坐椅，結構為在"T"型板35后絞接 (可調(diào)定位) 一塊內(nèi)弧形豎板即靠背34， T型板35兩邊各順擺動方向絞接一塊 小方形活動板37 (中間可略凹)，"T"型板35中下方裝一個定滑輪5，繞繩11 兩端連接活板內(nèi)前角。雙腿在運動中仍被托住，得以擴大體重支承面積。蹬力 超過體重時，身體上移被背板頂住定位，從而獲得超常動力。座鞍內(nèi)表面覆蓋 軟綿襯墊、座底設有夾固圈37和螺桿。
機架6中部呈弧形，前平后垂，前接豎管橫桿8，桿兩端各固接一條容納立 向軸的管，三管互相平行?；⌒喂芎蟛拷由闲」軜嫵傻娜羌埽谶m當位置有 突緣，緣中有孔，以利于裝置其它構件。
本實用新型作為動力機械可以與各種常用的交通工具組裝，按不同用途， 可選擇適當?shù)膫鲃臃绞剑?一些機械構件會稍有變換。有繩傳動、鏈傳動、及軸 傳動三種方式。
(1)繩傳動
手動左、右滑槽2前端及其中部轉軸7頸各有一個臥置定滑輪5,后端各有 立置定滑輪5、機頭中間還有一個臥置定滑輪5。
繩子ll分兩股，分別接上腳蹬4，繞滑槽2上方變向立置定滑輪5,至機 頭繞中間臥滑輪5，而交換左、右位置，各繞槽下中軸7頸固臥定滑輪5、朝后 端上繞立定滑輪5，朝前各接把手IO。左、右把手10接繩繞前臥定滑輪5連在 一起。
腳動部分鏈條13繞過超越裝置12的左、右鏈輪14,受力端分別接上左、 右腳踏4(可在槽內(nèi)接)，回程端接在對面腳踏伸來的張緊桿上。還可在滑槽上、
下方增加一組橫向定滑輪5，繩子11拉力增加腳蹬的穩(wěn)定性。
(2) 鏈傳動
手動滑槽2后端各有一個臥置鏈輪14,前端及方向橫桿8中點均有重疊臥 置鏈輪14(中間三重)。手動滑槽2前后鏈輪14繞鏈條13連接，前左、右鏈輪 14均與桿中鏈輪14連接，桿中鏈輪14再與轉向中軸7及鏈輪14連接。
機頭轉向中軸7正上方及腳動滑槽2上方有臥(或立)鏈輪14固接直齒圓 錐齒輪15組合(或交錯軸斜齒輪)、用鏈條13連接傳動。
(3) 軸傳動
主要由十字軸萬向節(jié)16、傳動軸17、滾珠軸承、三個圓錐直齒輪15以及 外殼29等構成。
左、右滑槽2前后均有一個稍內(nèi)傾的立置鏈輪14。
左、右轉軸7下部外管與傳動軸17外殼的半邊球弧環(huán)殼28固接，轉軸7 端部與相配的另一個球弧半環(huán)固接，且各有一條前伸方向把9，由橫桿8與中間 軸的方向把9絞接，呈串接平方四邊形機構。
機頭中部有三個直齒圓錐齒輪15相互嚙合，左、右各接半軸，在球環(huán)內(nèi)再 接^字萬向節(jié)27或CVJ等速萬向聯(lián)軸器，承接鏈輪軸從球環(huán)微偏向上伸出，它 上面的固接鏈輪14與手動滑槽2前后立鏈輪14同在一個平面，與鏈條13接合。
另一直齒圓錐齒輪15經(jīng)兩頭十字萬向節(jié)16、中部傳動軸17,向后與腳滑 槽2上(下)方的主動鏈輪14活動連接。
鞋子前端有朝下的半圓鉤，配合腳蹬上的圓柱可轉動，又可以向上提起加力。
整機工作過程 (1)繩傳動
左、右把手10靠繩子13繞過前面滑輪5取得聯(lián)系。右手推動把手IO、繩 子11繞過后面定滑輪5、右滑槽軸上定滑輪5和機頭中間定滑輪5及左立定滑 輪5而提起左腳蹬4，左腳也可以用底鉤向上加力。右腳蹬4向下拉動超越裝置 12的右側鏈輪，通過主動鏈輪再經(jīng)變速器l輸出。
左手向前推時，右手及腳動作與上述相仿反向，相應構件產(chǎn)生相似運動， 獲得同樣驅動效果。
(2) 鏈傳動
因為左、右把手10均連接鏈條13圈內(nèi)側，所以鏈輪14取得相同轉向，而 由鏈條13傳至方向桿中間鏈輪14、機頭中轉軸的鏈輪14、直齒圓錐齒輪15(固 接有鏈輪)，而傳到腳動滑槽2的主動鏈輪14上，再由直向超越裝置、變速器 輸出。
(3) 軸傳動
左、右把手10的動力被鏈條13經(jīng)前小鏈輪傳至^"字(或CV)向萬節(jié)27鏈 輪、三個直齒圓錐齒輪使左、右半軸共同驅動中間軸，與腳動部分的主動鏈輪 接合，再由直向超越裝置、變速器輸出。
綜上所述，手動部分不但推、拉可以輸出動力，而且能準確控制方向及制 動，腳的蹬力憑座椅弧形背板獲得直接效果加大，憑鞋底鉤又能運用提升力。 運動繩、鏈、軸等常見傳動方法均能使四腳力量聯(lián)結一股，形如虎形，協(xié)調(diào)平 衡，剛勁有力。核心構造是滑槽、滾輪，使得輸出功率連續(xù)平穩(wěn)強大無正弦曲 線變化。
本實用新型能方便地與各種常用交通工具組裝，如裝上前叉、前后輪就成 了自行車、三輪車，也可以接上螺旋漿再安裝到船上、輕小型飛機上，成為真 正的體能驅動水、陸、空交通工具。
權利要求1、一種滑槽滾輪手足聯(lián)動式體能驅動機械，包括傳動、轉向、制動、變速器及座鞍、超越裝置、機架，其特征是呈“[ ]”形結構的滑槽(2)兩內(nèi)側分別設置有2～3個滾輪(3)，手動部分的滑槽(2)安裝在機頭左右轉軸(7)上部，并與之連接成“T”型，腳動部分滑槽(2)豎直安裝在機架(6)中下部；傳動裝置采取在手動滑槽(2)前、后、機頭轉軸(7)處安裝定滑輪(5)或鏈輪(14)，用繩子(11)或鏈條(13)連接驅動，在機頭中轉軸(7)處用定滑輪(5)或直、斜齒圓錐齒輪(15)變換連接，再經(jīng)繩或鏈或軸與腳滑槽處的腳蹬(4)或鏈輪(14)連接傳力。
2、 根據(jù)權利要求l所述的滑槽滾輪手足聯(lián)動式體能驅動機械，其特征是 超越裝置分橫向、直向，橫向超越裝置(12)由中間鏈輪(14)及左右并列且 棘齒對稱的棘鏈輪組成；直向裝置各輪呈軸向布置，靠軸向連接的行星輪(18) 一端相互嚙合，另一端各與主動輪(19)、大接合輪(21)嚙合，與主動軸連接 的小接合輪(22)棘齒連接輸出輪(23)。
3、 根據(jù)權利要求l所述的滑槽滾輪手足聯(lián)動式體能驅動機械，其特征是 變速器(1)由兩個錯向齊平的鏈輪錐(24)、 一個中間輪及兩條導桿(26)構 成。
4、 根據(jù)權利要求l所述的滑槽滾輪手足聯(lián)動式體能驅動機械，其特征是 座鞍是"T"形板(35)后豎接內(nèi)弧形板(34)，兩側順向鉸接下端，用滑輪、 繩吊住活動板(36)的內(nèi)角。
5、 根據(jù)權利要求l所述的滑槽滾輪手足聯(lián)動式體能驅動機械，其特征是 定滑輪(5)、滾輪(3)都安裝滾動軸承，其中手動滾輪(3)裝深溝槽或圓錐滾子軸承。
6、 根據(jù)權利要求l所述的滑槽滾輪手足聯(lián)動式體能驅動機械，其特征是 腳蹬(4)下方裝有緩沖彈簧。
專利摘要本實用新型提供了一種滑槽滾輪手足聯(lián)動式體能驅動機械，由滑槽、滾輪、傳動、轉向、制動、變速、座鞍、機架等部分構成。呈“[ ]”形結構的滑槽兩內(nèi)側分別設置有2～3個滾輪，手動部分的滑槽安裝在機頭左右轉軸上部，并與之連接成“T”型，腳動部分滑槽豎直安裝在機架中下部；傳動裝置采取在手動滑槽前、后、機頭轉軸安裝定滑輪或鏈輪，用繩或鏈條連接驅動，在機頭中轉軸處用定滑輪或直、斜齒圓錐齒輪變換連接，再經(jīng)繩或鏈或軸與腳滑槽處的腳蹬或鏈輪連接傳力。由于采用四肢協(xié)調(diào)施力的聯(lián)動方式，能最大限度地將體能轉化為所需的有效機械能，獲得足夠大的功率。特別適用于自行車、三輪車、小船、人力飛機等體能水、陸、空交通工具的高效率驅動。
文檔編號F03G5/00GK201057129SQ20062016360
公開日2008年5月7日 申請日期2006年11月28日 優(yōu)先權日2006年11月28日
發(fā)明者陸昌新 申請人:陸昌新