專利名稱：一種省力的輪式裝置踏板驅(qū)動機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪式裝置的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，特別是一種省力的輪式裝置踏板驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)具有踏板的輪式驅(qū)動裝置(如自行車)主要采用踏板曲柄鏈輪鏈條系統(tǒng)驅(qū) 動后輪。請看圖1，圖1是踏板受力分析示意圖，圖中A是踏板，B是曲柄，C是鏈輪，踏板A 作圓周運動時半徑與垂線之間夾角為θ角。踏板A作圓周運動時，踏板A受到來自人腿的 向下作用力F，F(xiàn)被分解為沿圓周切線方向的切向F1和沿圓周法線方向指向軸心的法向力 F2。切向力F1形成了驅(qū)動自行車前進(jìn)的力矩，法向力F2因方向指向軸心無法形成力矩而被 浪費了。θ角從0到π區(qū)間人腿力做功，切向力F1驅(qū)動自行車前進(jìn)，θ角從π到區(qū) 間是回程人腿力不做功。在0到π區(qū)間自行車依靠人左右腿交替發(fā)力做功，其切向力&驅(qū) 動車輪前進(jìn)。當(dāng)θ角在從0變化到Ji時求F1的平均值民從圖1可知F1 = FSin θ
|-T bJJl JtF1 =-[SinOde =-\Sin9dd
-FfΛ Fri 、ιF1 =——COS0 =—[-(-1 _ 1)]
7 Vi0 J 71F1 =-F = 0.637F
π從上式可知來自人腿的作用力平均只有63. 7%形成驅(qū)動自行車前進(jìn)的力矩， 36. 3%被浪費了。采用踏板曲柄鏈輪驅(qū)動方式的自行車驅(qū)動效率是63. %。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種省力的輪式裝置踏板驅(qū)動機(jī)構(gòu)，主要解決上述現(xiàn)有踏板 式輪式驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動效率低的技術(shù)問題，同時不會改變踏板的操作高度，使得踏板驅(qū)動 操作省力。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種省力的輪式裝置踏板驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其特征在于它包括有中空金屬套，該金屬套 內(nèi)套設(shè)齒條，該齒條上端連接一彈性元件的下端，該彈性元件的上端與金屬套上端連接；所 述的金屬套上具有一缺口，一棘輪可通過該缺口與金屬套內(nèi)的齒條嚙合；所述的金屬套上 還軸向設(shè)置一與金屬套內(nèi)連通的長條口，設(shè)置于金屬套外的踏板通過所述長條口與齒條固 定連接。所述的省力的輪式裝置踏板驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的缺口為弧形缺口。
所述的省力的輪式裝置踏板驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的缺口位于長條口上方。


圖1是現(xiàn)有的輪式踏板驅(qū)動機(jī)構(gòu)的受力分析示意
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的A-A剖視圖；圖中I-金屬套； 11-缺口；12-長條口；2-齒條；3-彈性元件；4-棘輪；5-踏板。
具體實施例方式請參閱圖2、3，它們是本發(fā)明一種省力的輪式裝置踏板驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。如 圖所示它包括有中空金屬套1，該金屬套1內(nèi)套設(shè)齒條2，該齒條2上端連接一彈性元件3 的下端，該彈性元件3的上端與金屬套1上端連接；所述的金屬套1上具有一缺口 11，一棘 輪4可通過該缺口 11與金屬套1內(nèi)的齒條2嚙合；所述的金屬套1上還軸向設(shè)置一與金屬 套1內(nèi)連通的長條口 12，設(shè)置于金屬套1外的踏板5通過所述長條口 12與齒條2固定連 接。所述的缺口 11為弧形缺口。使用本發(fā)明機(jī)構(gòu)具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明的齒條可通過踏板直接驅(qū)動在金屬套內(nèi)設(shè)置的齒條，該齒條可直接驅(qū)動 棘輪，并將驅(qū)動力全部轉(zhuǎn)化為棘輪的動力，因此，使用本發(fā)明機(jī)構(gòu)將使輪式裝置操作省力、 驅(qū)動效率提高。2、本發(fā)明裝置的齒條通過金屬套缺口與棘輪嚙合，而齒條的其它部分仍然套設(shè)在 金屬套內(nèi)，因此，有利于保護(hù)齒條的長期使用。3、本發(fā)明的缺口 11最好位于長條口 12上方，這樣有利于降低踏板的操作高度，進(jìn) 而降低輪式裝置的高度。
權(quán)利要求
1.一種省力的輪式裝置踏板驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其特征在于它包括有中空金屬套(1)，該金屬 套(1)內(nèi)套設(shè)齒條0)，該齒條( 上端連接一彈性元件(3)的下端，該彈性元件(3)的上 端與金屬套(1)上端連接；所述的金屬套(1)上具有一缺口(11)，一棘輪(4)可通過該缺 口(11)與金屬套(1)內(nèi)的齒條O)嚙合；所述的金屬套(1)上還軸向設(shè)置一與金屬套(1) 內(nèi)連通的長條口(12)，設(shè)置于金屬套⑴外的踏板(5)通過所述長條口(12)與齒條⑵固 定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的省力的輪式裝置踏板驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的缺口 (11)為弧形缺口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的省力的輪式裝置踏板驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的缺 口(11)位于長條口(12)上方。
全文摘要
本發(fā)明涉及輪式裝置的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，特別是一種省力的輪式裝置踏板驅(qū)動機(jī)構(gòu)。它包括有中空金屬套，該金屬套內(nèi)套設(shè)齒條，該齒條上端連接一彈性元件的下端，該彈性元件的上端與金屬套上端連接；所述的金屬套上具有一缺口，一棘輪可通過該缺口與金屬套內(nèi)的齒條嚙合；所述的金屬套上還軸向設(shè)置一與金屬套內(nèi)連通的長條口，設(shè)置于金屬套外的踏板通過所述長條口與齒條固定連接。它主要解決現(xiàn)有踏板式輪式驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動效率低的技術(shù)問題，同時不會改變踏板的操作高度，使得踏板驅(qū)動操作省力。
文檔編號B62M1/08GK102069883SQ20091019932
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者金健, 金起農(nóng) 申請人:上海高智機(jī)器人新技術(shù)合作公司