一種超長驅(qū)動臂滑軌式人力驅(qū)動的裝置及其自行車的制作方法
【專利說明】
(所屬技術(shù)領(lǐng)域)
[0001]本發(fā)明涉及一種用人力驅(qū)動的滑軌式驅(qū)動技術(shù)，特別是一種超長驅(qū)動臂滑軌式人力驅(qū)動的裝置及其自行車，其特征是應(yīng)用桿桿原理采用滑軌式設(shè)計，使超長驅(qū)動臂在做功時不受支點與臂長距離關(guān)系的制約而能夠發(fā)揮最大的效能，使自行車能夠輕快的騎行，采用上下踩踏或前后蹬踏的驅(qū)動方式騎行。
(【背景技術(shù)】)
[0002]目前廣泛使用的用于人力驅(qū)動的車輛，主要是由安裝于中軸部位的曲柄以及與之相配合的主動驅(qū)動鏈輪通過帶動一條環(huán)形鏈接安裝于后輪軸飛輪上的鏈條作循環(huán)旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)前行的，這種方法和技術(shù)也是目前人力驅(qū)動的車輛所采用的主要技術(shù)的典范，已被全世界廣泛應(yīng)用，其技術(shù)也一直無法被超越，其循環(huán)圓周回轉(zhuǎn)式踩踏驅(qū)動結(jié)構(gòu)，自從第一輛由鏈條傳動的自行車問世以來一直沿用至今，沒有實質(zhì)性的改進，如果不改變其驅(qū)動原理、結(jié)構(gòu)和方法就不可能有實質(zhì)性的改進，雖然目前在中、后軸部位的外變速和后輪軸上的內(nèi)變速方面有了一些改進，但也只能做到相對速度下的省力，并不能改變騎行要快速就不省力，要省力就沒速度的現(xiàn)狀，當然也解決不了騎行速度與騎行省力的矛盾，騎行距離與騎行耐久力的矛盾，因為回轉(zhuǎn)式蹬踏方式受人體結(jié)構(gòu)的限制，兩個曲柄相加的長度超過40厘米，一般的人就無法騎行了 ！傳統(tǒng)自行車的驅(qū)動曲柄長度一般是17至19厘米，要想騎得快，就必須花很大的力氣，況且整個回轉(zhuǎn)踩踏用力的過程只有三分之一在作功，而且不能做到持久的用力踩踏，當風力較大時，要想獲得前進的動力，1、要么改變速比，使速度放慢；2、增加騎蹬力量；3、增加曲柄的長度、改變驅(qū)動的方法。第一種是可行的，也是目前唯一的辦法，但是只能是以犧牲速度來換取前進。第二種是行不通的，因為騎行者的整個體重是有限的，不可能再增加踩踏力量了。第三種，是真正可行的，但必須突破傳統(tǒng)，那就是:增加曲柄的長度，改變蹬踏的形式，創(chuàng)造出一種新的驅(qū)動方法和裝置，這就是本發(fā)明所要揭示的。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明的目的是要提供一種用人力驅(qū)動的滑軌式驅(qū)動技術(shù)，特別是一種滑軌式用人力上下驅(qū)動或前后驅(qū)動的裝置及其自行車，主要解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷和不足，使人力交通工具在完全用人力驅(qū)動的前提下，大幅度提高其速度而不用花費太大的力氣，并且具有連續(xù)高速行進的耐久力和騎行舒適性。
[0004]要在技術(shù)上真正解決這一問題，首先要將“循環(huán)圓周回轉(zhuǎn)式踩踏驅(qū)動方式”改為上下踩踏或前后蹬踏式的驅(qū)動方式，然后，利用杠桿原理大幅度加長驅(qū)動臂的長度，只有將驅(qū)動施力點(踏腳板)與作功支點(滑軌與滑輪)的距離盡量拉開，才能使驅(qū)動臂加長；(原來的作功支點就是驅(qū)動鏈輪的中心點，它與驅(qū)動施力點的距離只有7英寸，顯然距離太短)再后，創(chuàng)造出一種滑軌式人力驅(qū)動的機械裝置，其作功支點的安裝點必須是遠離踏腳板(驅(qū)動施力點)的，而作功點可以沿著裝置中的后滑軌平行移動，并且始終具有相同的輸出功率；滑軌與滑輪是本發(fā)明的關(guān)鍵部件，也是本發(fā)明的主要元素，而安裝于滑軌中的杠桿式超長驅(qū)動臂是本發(fā)明的又一個重要部件，它與滑軌一起共同組成了本發(fā)明的核心，這個核心就是本發(fā)明所要揭示的，即:用人力通過腳踏板施力，對連接著的兩個杠桿式超長驅(qū)動臂沿前后滑軌作上下交替滑動或前后交替滑動并通過固定在杠桿式超長驅(qū)動臂上的直齒條來帶動安裝于驅(qū)動軸上的齒輪，而同軸上的鏈輪、齒輪或滑輪被帶動旋轉(zhuǎn)進而帶動輸出輪組的旋轉(zhuǎn)，最后通過鏈條、齒輪、皮帶或繩索驅(qū)動車輛前進。最后，通過上下踩踏或前后蹬踏所必須具備的驅(qū)動臂回復裝置才可以完成整個驅(qū)動過程。
(技術(shù)方案)
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種滑軌式用人力上下驅(qū)動或前后驅(qū)動的裝置及其自行車，包括:車架、左杠桿式超長驅(qū)動臂、右杠桿式超長驅(qū)動臂、后左滑軌、后右滑軌、驅(qū)動直齒條、驅(qū)動輸出輪組、驅(qū)動鏈條、齒輪或皮帶、被驅(qū)動單向飛輪、齒輪或皮帶輪、滑輪、踏板、前左滑軌、前右滑軌、驅(qū)動臂鏈接鏈條或繩索、減震器、回復鏈輪、皮帶盤或繩索盤、車把、車輪、車座；有四條滑軌分左右兩邊對稱的安裝在車架上，車架的前部在左、右各有一條滑軌，它們是相同的，主要起定位和防止驅(qū)動臂在驅(qū)動時的扭曲，使左、右兩條杠桿式超長驅(qū)動臂在驅(qū)動時不會往左右兩邊搖晃和傾斜；車架的后部在左、右也各有一條滑軌，它們是相同的，與杠桿式超長驅(qū)動臂相結(jié)合，主要起驅(qū)動作用，在其根部裝有彈性件，以防止杠桿式驅(qū)動臂撞擊車架，并且可以起回彈作用，彈性件可以是橡膠質(zhì)的，也可以是彈簧或液壓件；在驅(qū)動時，兩條杠桿式驅(qū)動臂沿滑軌上下滑動或前后滑動，其安裝在杠桿式超長驅(qū)動臂上的直齒條帶動驅(qū)動輸出輪組中的單向齒輪來帶動鏈條、扇形齒輪驅(qū)動軸或驅(qū)動繩索輸出到被驅(qū)動軸上從而驅(qū)動車輛；驅(qū)動輸出輪組由安裝在圓軸上的二個單向驅(qū)動飛輪和多個大小不一的鏈輪、齒輪或皮帶盤組成，其單向驅(qū)動飛輪的外壁可以是鏈輪、齒輪或滑輪，多個大小不一的鏈輪、齒輪或滑輪起變速作用，驅(qū)動輸出輪組中的鏈輪、齒輪或皮帶盤是本發(fā)明中的驅(qū)動端或輸出端，可以通過鏈條、齒輪、皮帶或繩索將動力輸出；杠桿式超長驅(qū)動臂為左、右對稱的兩個，它的形狀可以是直的，也可以是多邊形的，兩條杠桿式超長驅(qū)動臂每條的末端安裝著四個以上的滑輪，與滑軌相配合可作上下或前后運動，滑輪的滑槽可以是U形的，也可以是V形、凸形或凹形的，滑軌的截面可以是圓形的，也可以是方形、菱形、T形、L形、一字形或凹形的；當杠桿式超長驅(qū)動臂上下驅(qū)動或前后驅(qū)動時，滑輪起到上下滑動或前后滑動的作用，并起到支點的作用，使杠桿式超長驅(qū)動臂始終可以在滑軌上作功，而所作的功則通過安裝在杠桿式超長驅(qū)動臂側(cè)面的直齒條來帶動單向齒輪使驅(qū)動輸出輪組旋轉(zhuǎn)，而它的前端安裝著兩個踏腳板，踏腳板是施力點，它的中前端部位的每個側(cè)面還安裝著四個以上的滑輪，其造型和形狀與安裝在驅(qū)動臂末端的一樣，可以安插在滑軌中沿滑軌作上下或前后自由滑動，主要起定位作用，使兩條杠桿式超長驅(qū)動臂在上下滑動或前后滑動時不會左右搖晃或側(cè)傾；前滑軌和后滑軌是平行的，在杠桿式超長驅(qū)動臂上裝有回復裝置，它由鏈輪、鏈條、滑輪或繩索、皮帶以及避震件組成，選用鏈輪的用鏈條來連接，選用滑輪的則用繩索或皮帶來連接，所述的回復裝置安裝于車架的前部、中部或后部；兩個踏腳板分別安裝于兩個杠桿式超長驅(qū)動臂的前端，使用時雙腳上下踩踏驅(qū)動或前后踩踏驅(qū)動，上下踩踏驅(qū)動時是坐姿，而前后蹬踏時則是躺姿。
[0006]一般情況下，杠桿越長它的驅(qū)動行程就越短，而本發(fā)明所設(shè)計的杠桿驅(qū)動原理突破了這一定律，本發(fā)明的精髓和關(guān)鍵是驅(qū)動方法的大膽創(chuàng)新，運用滑軌式驅(qū)動方法可以使驅(qū)動臂做的很長，從而使驅(qū)動施力點與被驅(qū)動點的距離大大拉大，并且，滑軌式驅(qū)動方法所產(chǎn)生的驅(qū)動力自始至終都是一樣的，因此不會縮短驅(qū)動行程；只有將驅(qū)動施力點放置于遠離被驅(qū)動點的地方，才能大大增加杠桿力的作用，達到省力增速的目的；而滑軌式上下踩踏或前后蹬踏的驅(qū)動方式使得這一發(fā)明得以真正實現(xiàn)。
[0007]上述人力驅(qū)動的裝置可以安裝于兩輪人力驅(qū)動的車上，也可以安裝于三輪和四輪人力驅(qū)動的車上。
[0008]上述人力驅(qū)動的裝置可以安裝于人力驅(qū)動的車的前部，也可安裝于后部或中部。
[0009]上述人力驅(qū)動的裝置安裝于人力驅(qū)動的車的數(shù)量可以是一個，也可以是一個以上。
[0010]本發(fā)明的有益作用是:
[0011]一、從產(chǎn)品本身來講:改變了人力驅(qū)動的車以往的驅(qū)動方法，使驅(qū)動更加省力和快速；改變了以往的驅(qū)動原理，使其作為遠距離人力交通工具成為可能；改變了人力驅(qū)動的車以往的騎行方式，使人的坐姿更加合理和舒服，克服了以往騎馬式坐姿對人體生理所造成的傷害。
[0012]二、從社會效益來講:使更多的人將人力驅(qū)動的車作為交通工具，對提高全民的身體素質(zhì)很有好處，并且可以大大減少因燃料燃燒所排放的廢氣，改善空氣質(zhì)量，減少災(zāi)害性氣候的產(chǎn)生；節(jié)省地球資源，延長可持續(xù)發(fā)展的時間。
[0013]總之，徹底解決了 “人力驅(qū)動的車要快速就不省力，要省力就沒速度的現(xiàn)狀；當然也解決了騎行速度與騎行省力的矛盾，騎行距離與騎行耐久力的矛盾”。
(【附圖說明】)
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0015]圖1是本發(fā)明的一種正視圖。選擇鏈條驅(qū)動，左右兩個杠桿式超長驅(qū)動臂，分別通過直齒條帶動驅(qū)動輸出輪組里的兩個單向外齒飛輪，外齒飛輪再通過同軸上的驅(qū)動輸出輪組里的鏈輪帶動被驅(qū)動單向飛輪，驅(qū)動輸出輪組與被驅(qū)動單向飛輪由鏈條作環(huán)繞連接，采用上下踩踏驅(qū)動或前后蹬踏驅(qū)動。
[0016]圖2是本發(fā)明中圖1的俯視圖?？勺鳛閳D1的補充。
[0017]圖3是本發(fā)明的又一種俯視圖。采用齒輪驅(qū)動，左右兩個杠桿式超長驅(qū)動臂，分別通過直齒條帶動驅(qū)動輸出輪組里的兩個單向外齒飛輪，外齒飛輪再通過同軸上的驅(qū)動輸出輪組里的傘形齒輪帶動被驅(qū)動單向傘形齒輪，驅(qū)動輸出輪組里的傘形齒輪與被驅(qū)動單向傘形齒輪由縱軸中的另外兩個傘形齒輪相連接，采用上下踩踏驅(qū)動或前后蹬踏驅(qū)動。
[0018]圖4是本發(fā)明的又一種俯視圖。選擇皮帶或繩索驅(qū)動，左右兩個杠桿式超長驅(qū)動臂，分別通過直齒條帶動驅(qū)動輸出輪組里的兩個單向外齒飛輪，外齒飛輪再通過同軸上的驅(qū)動輸出輪組里的皮帶盤或繩索盤驅(qū)動被帶動單向皮帶盤或繩索盤，驅(qū)動輸出輪組里的皮帶盤或繩索盤與被驅(qū)動單向皮帶盤或繩索盤由皮帶或繩索相連接，采用上下踩踏驅(qū)動或前后蹬踏驅(qū)動。
[0019]圖5是本發(fā)明的又一種俯視圖。主要描述了前、后滑軌與滑輪的造型與形狀的不同。本附圖所選擇的是橢圓型的滑軌和帶圓弧的凹形滑輪，無論選擇何種形狀的滑軌和滑輪，只要與本發(fā)明所表述的相符，都能實現(xiàn)其發(fā)明。
[0020]圖6是本發(fā)明的又一種俯視圖。主要描述了前、后滑軌與滑輪的造型與形狀的不同。本附圖所選擇的是長方型的滑軌和凹形滑輪，無論選擇何種形狀的滑軌和滑輪，只要與本發(fā)明所表述的相符，都能實現(xiàn)其發(fā)明。
[0021]圖7是本發(fā)明的又一種俯視圖。主要描述了前、后滑軌與滑輪的造型與形狀的不同。本附圖所選擇的是凹型的滑軌和凸形滑輪，無論選擇何種形狀的滑軌和滑輪，只要與本發(fā)明所表述的相符，都能實現(xiàn)其發(fā)明。
[0022]圖8是本發(fā)明的又一種俯視圖。主要描述了前、后滑軌與滑輪的造型與形狀的不同。本附圖所選擇的是菱