專利名稱：腳踏電動(dòng)助行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種用人步行時(shí)，穿步行省力鞋走路省下來的一部份能量，發(fā)電供電，同時(shí)鍛練身體的設(shè)備，當(dāng)用小蓄電池或其他電池供電時(shí)，本設(shè)備還可反過來成為，電動(dòng)助人省力快速行走的助行機(jī)，屬微型機(jī)械傳動(dòng)發(fā)電供電電動(dòng)設(shè)備。
人們每天活動(dòng)，走路占很大的比重。走路能鍛練身體也能給人體造成很大的疲勞。如本人已在本人的發(fā)明專利申請(qǐng)，步行省力鞋中所說明的，人們穿著步行省力鞋走路時(shí)，可以大量減少能量的浪費(fèi)。但是有時(shí)，特別是當(dāng)在走路少時(shí)，為了鍛練身體或其他目的多用去一些走路的能量也是合適的。如能用本設(shè)備步行腳踏發(fā)電供電在鍛練身體或做其他工作的同時(shí)，發(fā)供一些電，用于在步行時(shí)用電燈泡照明，用電熱服取暖，或?qū)橛眯⌒铍姵貎?chǔ)電供作他用更為合適。本人實(shí)驗(yàn)用本設(shè)備步行腳踏發(fā)電供電，一般成年人步行時(shí)可發(fā)電多達(dá)15瓦左右，當(dāng)人們?yōu)榱烁嗟臏p少步行時(shí)的體力消耗或外出遠(yuǎn)行時(shí)，使用本設(shè)備還可以反過來用小蓄電池或其他電池的電輸入發(fā)電機(jī)使之成為電動(dòng)機(jī)，助人抬腳邁步行走，成為電動(dòng)助行機(jī)。因此本設(shè)備可以成為人們生活工作中及旅行時(shí)使用的重要小型設(shè)備當(dāng)然為了滿足人們多方面的需要，本設(shè)備也可制成只供照明、取暖只供儲(chǔ)電結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的價(jià)格低廉的產(chǎn)品。
本設(shè)備是開創(chuàng)性的，本人從未見過有接近這方面的任何技術(shù)資料，本人只在三十多年前，解放前在重慶上學(xué)時(shí)，見過在那里放映電影傳教的外國(guó)人有手捏發(fā)電照明的設(shè)備。該設(shè)備燈光很暗時(shí)亮?xí)r滅捏起來很費(fèi)力只能在漆黑的夜里偶而捏幾下，靠發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)慣性，得一點(diǎn)很小的光亮，以便安裝電影機(jī)，另外見過，通訊用手搖發(fā)電機(jī)及自行車發(fā)電機(jī)。對(duì)本實(shí)用新型步行腳踏發(fā)電供電和電動(dòng)助行機(jī)方面的技術(shù)資料，則是從未聽到或見到過。
為了便于對(duì)本實(shí)用新型的特征及后面實(shí)施例的結(jié)構(gòu)形狀的說明，本說明采用了30個(gè)附圖。
附


圖1為本實(shí)用新型為人們配帶時(shí)的總裝圖附圖2為特殊步行省力鞋部件裝配圖附圖3為薄膜活塞氣體或液體壓力發(fā)生器圖附圖4為小背包形狀圖附圖5為原動(dòng)繩輪及其兩拉線及原動(dòng)繩輪繩拉繩輪行程放大杠桿正視圖附圖6為小變速箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖附圖7為小變速箱部件裝配圖附圖8為直流發(fā)電機(jī)剖視圖附圖9為電樞形狀圖附
圖10為電樞整流器剖視圖附
圖11為直流發(fā)電機(jī)磁路圖附
圖12為磁力線閉合磁化力圖附
圖13為斷流器圖附
圖14為節(jié)流器圖附
圖15為節(jié)壓器圖附
圖16為交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)圖附
圖17為交流發(fā)電機(jī)剖視圖附
圖18為鳥嘴形磁極圖附
圖19為三相繞組的交流發(fā)電機(jī)的繞組分布圖圖20為定子槽形狀圖附圖21為單相全波整流電路圖附圖22單相橋式整流電路圖附圖23三相橋式整流電路圖附圖24為雙極電磁振動(dòng)式調(diào)節(jié)器圖附圖25為串聯(lián)電感式可控硅三相逆變器圖附圖26為主回路圖附圖27為弛張振蕩器圖附圖28為環(huán)形分配器圖附圖29為加寬環(huán)形脈沖電路圖附圖30為脈沖功率放大器圖本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)為如
圖1所示，是在人們穿著的(有用以不斷循環(huán)吸收儲(chǔ)存與釋放人走路時(shí)沖擊功的彈簧，及其變形量調(diào)節(jié)裝置的)，步行省力鞋底部(1)內(nèi)，加拉線彎折或薄膜活塞氣體或液體拉或壓力發(fā)生器，產(chǎn)生拉或壓力，構(gòu)成在人們穿著此鞋走路時(shí)能斷續(xù)產(chǎn)生拉或壓力的特殊步行省力鞋，并將這拉或壓力經(jīng)過有套管拉線，能彎輸氣或輸液管(2)傳至另一端，與發(fā)生器類似的執(zhí)行器，拉或推動(dòng)被人們背或掛在腰帶上的小皮包(3)內(nèi)變速前被蓋子蓋著的原動(dòng)繩輪繩行程放大杠桿(105)，并通過這個(gè)杠桿及繩輪繩(27)，斷續(xù)使這個(gè)繩輪(20)及其轉(zhuǎn)軸(24)與同軸上一齒輪(21)，因該軸在蓋子后，其所在變速箱體外側(cè)兩端下部彈簧(25)支著的摩擦片(26)對(duì)其摩擦的作用影響下，在其兩端兩個(gè)能在其所在變速箱的前后壁方孔導(dǎo)引下，略能左右擺動(dòng)的擺動(dòng)架(106)中銅軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)著擺向其余齒輪，使其余齒輪旋轉(zhuǎn)，并帶一小直流或交流發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)發(fā)電。同時(shí)通過供電導(dǎo)線直接對(duì)電燈或電熱服供電，用以照明或取暖，上述小發(fā)電機(jī)也可通過小皮包(3)內(nèi)的斷流器、節(jié)壓器、節(jié)流器或整流器與電壓調(diào)節(jié)器對(duì)蓄電池供電需要時(shí)也可用蓄電池等電池 電直接或通過變直流電為交流電的直流逆變器電子線路使上述直流或交流發(fā)電機(jī)成為電動(dòng)機(jī)，反過來，通過變速箱、原動(dòng)繩輪繩行程放大杠桿，帶動(dòng)拉力或壓力執(zhí)行器，使之?dāng)嗬m(xù)產(chǎn)生拉力或壓力，(此時(shí)應(yīng)將繩輪繩頭改套在繩輪側(cè)面一偏心軸上，并將繩輪軸兩端，能在變速箱的前后壁方孔內(nèi)擺動(dòng)的軸承擺動(dòng)架用螺釘固定在使此繩輪同軸上的齒輪能與其他齒輪嚙合的位置)，并通過有套管拉線或輸氣或液管使上述拉或壓力發(fā)生器反過來，使人腳在行走時(shí)不斷抬起邁步向前成為助行機(jī)(此時(shí)后將詳述的使繩輪反轉(zhuǎn)彈簧及繩應(yīng)拆去)。
上述加有拉線彎折拉力發(fā)生機(jī)構(gòu)的特殊步行省力鞋的構(gòu)造，如圖2所示，(4)為鞋底，(5)為鞋墊，中部為上輪(6)及下輪(7)，(8)為轉(zhuǎn)軸，(9)為金屬?gòu)椈桑?107)為此金屬?gòu)椈缮舷禄瑒?dòng)斜面調(diào)整塊，(108)為左右滑動(dòng)斜面調(diào)整塊，(109)為調(diào)節(jié)螺桿(110)為調(diào)節(jié)螺母(111)為橫V型連接片。(10)為泡沫塑料彈簧(11)為泡沫橡膠彈簧(12)為泡沫塑料防塵防水邊，必要時(shí)其內(nèi)可襯以防水膠布或膠皮(112)，(13)為軟繩，鞋底(4)與鞋墊(5)，可用皮革、棉布、塑料或橡膠制造，鞋墊(5)可用縫、釘、粘、縛等辦法與其上一般鞋鞋底相連接。鞋底(4)可用粘釘或縫的辦法通過金屬或泡沫橡膠與塑料彈簧(9)(10)(11)與鞋墊(5)連接。上輪軸固定在鞋墊(5)上，而下輪軸則固定在鞋底(4)上。這兩種軸都可用粗鋼絲制成，繩輪可用鋼或工程塑料制造套在上下兩個(gè)平行放置的軸上，用來使一端固定在鞋墊(5)上的軟繩，在鞋墊與鞋底靠近分離(約10毫米)時(shí)彎折或伸直以拉近或松開與之在另一端相連，通向鞋外的拉線，軟繩可用多股細(xì)鋼絲、尼龍繩或橡膠棉線制造，能承受20公斤左右的拉力即可。泡沫塑料或橡膠防水邊可用粘的辦法使之與鞋底(4)與鞋墊(5)相連。當(dāng)人腳抬起時(shí)，此軟繩從與鞋墊連接點(diǎn)經(jīng)兩繩輪間成直線形通過，通向與之在另一端相連的鋼絲拉線及其套管。當(dāng)人腳踏下時(shí)，此軟繩則是曲折的成S形從兩個(gè)繩輪間繞過。彈簧總彈力小于人重之半。
對(duì)用薄膜活塞氣體或液體的壓力發(fā)生器步行省力鞋結(jié)構(gòu)，與圖2所不同的是，上輪(6)下輪(7)及轉(zhuǎn)軸(8)，為如圖3所示薄膜活塞(14)缸體(15)張力彈簧(16)所代替。缸體可用厚2毫米左右薄鋼板沖成，厚1.5毫米左右碗形活塞橡膠膜四周與缸體連接處可用壓圈(17)壓著用螺釘(18)緊固使之不能通過接縫漏氣或漏液。張力彈簧(16)及其墊圈(19)則是用來保證此活塞薄膜在人腳抬起不受力時(shí)能及時(shí)張開用的，在缸體側(cè)面鉚或焊有長(zhǎng)管接頭。
對(duì)鋼絲拉線及其套管可選用目前市埸所售自行車或摩托車?yán)€及其套管，拉線為多根鋼絲制成。其外套管為可彎折的能承受壓力由薄鐵皮制長(zhǎng)鐵片繞制而成管狀外有 塑料的套管。這種拉線與其套管在彎曲角度不大時(shí)，互相間作用力不大。在潤(rùn)滑好時(shí)可經(jīng)久耐用，對(duì)氣或液壓傳輸管可用帆布橡膠管或厚塑料管制造。在其上端應(yīng)加裝從外界對(duì)該管補(bǔ)充空氣或液體的逆止伐。
對(duì)第(3)部份的結(jié)構(gòu)，小皮包形狀大約如圖4所示。除背帶外其后可制有穿過皮帶的吊拌。其內(nèi)部裝有一小直流或交流發(fā)電機(jī)。這發(fā)電機(jī)的前端與一小齒輪增速變速箱連接。其余部份可放小斷流器、節(jié)壓器、節(jié)流器或整流器、電壓調(diào)節(jié)器及直流逆變器，另外還可以放置小蓄電池，在變速箱另一端原動(dòng)繩輪(20)上繞有兩拉線(27)(32)，分別與箱體上的彈簧(31)及原動(dòng)繩輪繩拉動(dòng)行程放大杠桿(105)相連，如圖5所示。
對(duì)于小變速箱其傳動(dòng)系統(tǒng)如圖6所示，其結(jié)構(gòu)如圖7所示。原動(dòng)繩輪(20)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)同軸一齒輪(21)。這個(gè)繩輪與齒輪軸兩端擺動(dòng)架(106)中銅軸套(22)外部為園形箱體內(nèi)部份有凸緣可在箱體(23)長(zhǎng)方形導(dǎo)槽內(nèi)略微前后滑動(dòng)5毫米左右如圖7所示。在這個(gè)繩輪與齒輪軸(24)的兩端箱體外側(cè)下部適當(dāng)部位各有一由彈簧(25)彈著的摩擦制動(dòng)片(26)。當(dāng)繩輪(20)受繩(27)拉力帶著軸(24)和軸上齒輪(21)正轉(zhuǎn)時(shí)，由于軸(24)受繩(27)的拉力和摩擦制動(dòng)片的摩擦作用，使這繩輪(20)、齒輪(21)和轉(zhuǎn)軸(24)在其兩端擺動(dòng)架中的銅軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)著，向前方齒輪(28)、(29)和(30)擺去，直至此軸上齒輪(21)與其前齒輪(28)嚙合，并帶著齒輪(28)、(29)和(30)及小發(fā)電機(jī)(33)旋轉(zhuǎn)為止，(此時(shí)軸兩端已離開彈簧彈著的摩擦制動(dòng)片(26))，當(dāng)繩(27)因人腳步行下踏后松弛時(shí)，彈簧(31)便將繩輪(20)向反方向拉動(dòng)，此時(shí)繩輪(20)的轉(zhuǎn)軸(24)及其上齒輪(21)與軸套(22)便因此彈簧(31)通過繩(32)造成的拉力與其他從動(dòng)齒輪(28)、(29)和(30)等轉(zhuǎn)動(dòng)慣性產(chǎn)生的推力及上述摩擦制動(dòng)片(26)的制動(dòng)作用，反向旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)回到原位。當(dāng)原動(dòng)繩輪(20)再受拉力時(shí)此繩輪(20)及其轉(zhuǎn)軸(24)軸套(22)與同一軸上齒輪(21)又向前轉(zhuǎn)動(dòng)著擺去，將能量傳給其余齒輪及小發(fā)電機(jī)。而其余齒輪(28)(29)和(30)與小發(fā)電機(jī)(33)的轉(zhuǎn)子，則在繩輪等因人腳抬起繩輪繩松弛時(shí)，受彈簧(31)拉力反回原位時(shí)，可因本身旋轉(zhuǎn)慣性繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，能量很少浪費(fèi)。這個(gè)機(jī)構(gòu)的采用也是本人的獨(dú)創(chuàng)，在當(dāng)今世界機(jī)械行業(yè)還未見到或聽到有采用的，但實(shí)踐證明這種結(jié)構(gòu)是先進(jìn)的，比曲柄連桿機(jī)構(gòu)等變直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地小，變往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，被帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪與小發(fā)電機(jī)等從動(dòng)件只向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)和慣性旋轉(zhuǎn)，因而傳動(dòng)效率高。從圖7可以看到此齒輪增速機(jī)構(gòu)除原動(dòng)繩輪其繩拉動(dòng)行程放大杠桿(105)其同軸齒輪(21)、軸(24)、軸套(22)外，采用二級(jí)增速齒輪增速。每級(jí)速比均為41左右可使小發(fā)電機(jī)以1000～2000每分鐘轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)。這個(gè)速度已能滿足需要。齒輪模數(shù)采用1.5左右即可。此齒輪增速機(jī)構(gòu)第二根軸可用粉沫冶金軸承(112)或滾珠軸承(34)。第三根軸是小發(fā)電機(jī)的軸，將增速用小齒輪裝在小發(fā)電機(jī)軸上即可。整個(gè)變速箱箱體總成可以主要由有軸承孔、放軸套擺動(dòng)支架長(zhǎng)方孔，摩擦制動(dòng)片彈簧固定螺釘孔，繩輪拉動(dòng)行程放大杠桿固定螺釘孔，鋼絲拉線及其套管或氣或液壓執(zhí)行器安裝孔及其定位螺釘孔，加油孔及油位觀察孔的箱體(23)及其側(cè)蓋(35)與箱體前蓋子(36)及觀察玻璃、絲堵和連接螺母、螺釘、墊圈等組成，用機(jī)油潤(rùn)滑。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化潤(rùn)滑，后一級(jí)增速傳動(dòng)齒輪可用繩輪及繩代替。此時(shí)小發(fā)電機(jī)軸中心線位置應(yīng)是可調(diào)的。
由上面所述變速箱以及后面所述各種發(fā)電機(jī)可知，本設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)部份尺寸不大。以后面設(shè)計(jì)15瓦較大設(shè)備為例可算得其轉(zhuǎn)動(dòng)部份由靜止到有額定轉(zhuǎn)速時(shí)，需消耗加速動(dòng)能為1.4138公斤力·米。設(shè)人腳下踏力平均為30公斤，下踏鞋底距離 為0.012米時(shí)，人兩腳各下踏兩至三回所作的功就可使本設(shè)備轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值。(此時(shí)應(yīng)配以人走路腳跟腳掌先后著地變化)。
本設(shè)備所采用的直流發(fā)電機(jī)為改小的過去汽車的發(fā)電機(jī)。其主要組成部份有外殼、端蓋、磁極、電樞、炭刷和齒輪如圖8所示。發(fā)電機(jī)的外殼(37)是用軟鋼制成園筒形狀，在殼的后端開有四個(gè)窗孔，其作用是為了檢修炭刷和整流器時(shí)方便。殼的外部有電樞接線柱(38)和磁埸接線柱(39)它們均與外殼絕緣，發(fā)電機(jī)殼的兩端有前蓋(40)和后蓋(41)。前后蓋上都裝有鋼珠軸承(42)和(43)，以支承電樞軸。在蓋上還有油孔(44)和(45)，用以潤(rùn)滑軸承。軸承外面用油封封閉，以防止?jié)櫥土鞒?。此外在后蓋上還固定有兩個(gè)炭刷架，它使炭刷和整流器保持相對(duì)的位置。陰炭刷架與蓋間用絕緣板相隔。而陽炭刷架與蓋直接相連。前后蓋用兩個(gè)固定螺桿(46)穿過外殼將其與外殼(地線)固定在一起。為了減輕重量蓋可用鋁制成。防塵箍(47)——是用薄鐵皮做成。它用一螺釘固裝在發(fā)電機(jī)外殼后面的窗口上，將窗口蓋住，以防灰塵侵入發(fā)電機(jī)。磁極包括四個(gè)磁極鐵芯(48)。它用螺釘固定在外殼內(nèi)壁均布的四面。在每個(gè)鐵芯上裝有磁極線圈(49)。每?jī)蓚€(gè)線圈互相串聯(lián)，一端搭鐵，另一端則與外殼上的磁埸接線柱(39)相連。電樞是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部份。線圈在磁埸中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電流，電樞包括電樞軸(50)，電樞鐵芯(51)，電樞線圈(52)和整流器(53)。電樞軸(50)是鋼料制成的，在軸上固定有整流器，并有固定鐵芯用的花鍵。軸的兩端裝在發(fā)電機(jī)前后蓋的軸承中。
電樞鐵芯是由許多形狀如圖9所示的硅鋼片組成，硅鋼片的中心有孔，其周圍開了許多凹槽，用以放置電樞線圈。槽有的和軸平行，有的和軸成一個(gè)角度(斜的)。斜槽的優(yōu)點(diǎn)是由于轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每一線圈是逐漸自一個(gè)磁極轉(zhuǎn)向另一個(gè)磁極，因此電流脈動(dòng)減少，在一定轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)所特有的吼聲可以減輕。在這些硅鋼片表面涂有一層絕緣漆，使各片互相絕緣，然后壓緊固裝在電樞軸的花鍵上，鐵芯的兩端裝有纖維質(zhì)的絕緣墊圈，其形狀與硅鋼片完全一樣并與其一起固定于軸上。電樞線圈(52)是用紗包線繞在鐵芯的槽中，它被分成若干組，每組的圈數(shù)約為3～6圈，線圈的組數(shù)和每組圈數(shù)的多少是根據(jù)發(fā)電機(jī)的型式而定。為了提高發(fā)電機(jī)的電壓，各組線圈的兩端以串聯(lián)的次序焊接在整流器上(即第一組線圈的未端與第二組線圈的起端焊接在同一整流器片上)。線圈在鐵芯的槽內(nèi)，均用絕緣紙隔絕，并在表面涂有絕緣漆，以防被電流打穿，整流器(53)是由許多銅質(zhì)的整流器片組成。
圖10為整流器的剖面圖，整流器片(54)的向內(nèi)部份作成鳩尾形，放在襯套(55)的鳩尾槽內(nèi)。在整流器片外面用緊固環(huán)(56)將整流器片卡緊在襯套上。在各整流器片間及整流器片與襯套，緊固環(huán)間均用云母絕緣，襯套緊壓在電樞軸上，對(duì)發(fā)電機(jī)有四個(gè)極的，電樞線圈用波繞法繞成，則整流器銅片的數(shù)量是鐵芯槽的一倍減去一，例如鐵芯槽有21個(gè)槽，整流器片數(shù)不是42而是41，炭刷(57)和(58)是用炭粉、紫銅、粘合劑等壓制而成的，其作用是將電樞線圈產(chǎn)生的電流傳給外電路。它裝置在發(fā)電機(jī)后蓋內(nèi)陰陽炭刷架上，借彈簧的壓力使其與整流器經(jīng)常保持接觸。陽極炭刷搭鐵，而陰極炭刷則用導(dǎo)線與發(fā)電機(jī)外殼上的電樞接柱(38)連接，齒輪或繩輪用鍵固裝在電樞軸的前端。此種發(fā)電機(jī)為并激式直流發(fā)電機(jī)。即磁極線圈與電樞線圈是并聯(lián)的。當(dāng)電樞在磁極所產(chǎn)生的磁埸中旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞線圈因切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流。此電流的一小部份流入磁極線圈以供勵(lì)磁。而大部分電流則經(jīng)炭刷，通過搭鐵流往用電器具，再由陰炭刷流向電樞線圈。在電樞開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞線圈靠切割磁極的少量剩磁而產(chǎn)生電流。
圖11表示直流電機(jī)的磁路。
圖12用粗虛線表示了磁力線閉合回環(huán)的磁化力。
用本設(shè)備步行腳踏發(fā)電供電為了正?？煽窟\(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電蓄電與一般汽車直流發(fā)電機(jī)一樣要有一套裝在一起的改小的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器。其中包括斷流器、節(jié)流器和節(jié)壓器三個(gè)部分。它們都是電磁鐵機(jī)構(gòu)的自動(dòng)儀器。斷流器用來自動(dòng)管理發(fā)電機(jī)與蓄電池之間的電路。節(jié)流器是用來限制發(fā)電機(jī)輸出的最大電流強(qiáng)度。而節(jié)壓器則是用來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓使它維持在額定數(shù)值。
(一)斷流器，斷流器的構(gòu)造如
圖13所示。
當(dāng)發(fā)電機(jī)電樞靜止不轉(zhuǎn)時(shí)，并聯(lián)線圈(59)中無電流通過，鐵芯(60)不被磁化；當(dāng)發(fā)電機(jī)電樞以低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，并聯(lián)線圈(59)中雖有電流通過，但因它所產(chǎn)生的磁埸而使鐵芯(60)磁化的力量，還不能克服彈簧(61)的拉力，而吸下觸點(diǎn)臂，觸點(diǎn)(62)與(63)仍保持在分開的狀態(tài)。此時(shí)發(fā)電機(jī)與蓄電池的電路未被接通。
發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增高時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓也隨之增大。當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓大于蓄電池的端電壓時(shí)，通過并聯(lián)線圈(59)的電流所產(chǎn)生的磁埸，使鐵芯(60)磁化的力量，能克服彈簧(61)的拉力，將觸點(diǎn)臂吸下，使觸點(diǎn)(62)與(63)閉合。此時(shí)發(fā)電機(jī)與蓄電池電路接通。從發(fā)電機(jī)輸出的電流經(jīng)串聯(lián)線圈(64)至用電部分(65)，并對(duì)蓄電池充電。此時(shí)并聯(lián)線圈(59)與串聯(lián)線圈(64)中皆有電流通過。其電流方向相同，磁力線方向也相同。磁埸相加使鐵芯磁化的力量加強(qiáng)。因而保證了觸點(diǎn)(62)與(63)的可靠連接。
發(fā)電機(jī)電樞轉(zhuǎn)速減低，發(fā)電機(jī)的端電壓也隨之減小。當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓低于蓄電池的端電壓時(shí)，蓄電池的電流將逆流入發(fā)電機(jī)，以充電相反電流方向經(jīng)串聯(lián)線圈(64)逆流入發(fā)電機(jī)而放電；從蓄電池流入并聯(lián)線圈(59)的電流方向仍保持與充電時(shí)方向相同的電流方向。
此時(shí)通過并聯(lián)線圈(59)與串聯(lián)線圈(64)的電流方向相反，磁埸對(duì)消，鐵芯(60)的磁化力量減弱，而彈簧(61)的拉力將觸臂(66)拉回至原來位置，使觸點(diǎn)(62)與(63)分開。蓄電池與發(fā)電機(jī)電路被切斷，蓄電池停止對(duì)發(fā)電機(jī)的逆流，不再放電。
(二)節(jié)流器，有助振線圈的振動(dòng)式節(jié)流器如
圖14，當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電流經(jīng)節(jié)流器線圈(67)，供給外部電路用電的電流，沒有超過所限制的范圍時(shí)，此時(shí)節(jié)流器鐵芯(68)的磁力還不能克服彈簧(69)的拉力，而吸下觸點(diǎn)臂(70)，觸點(diǎn)(71)與(72)仍保持閉合。勵(lì)磁電路中未串聯(lián)附加電阻，勵(lì)磁電流較大，通過助振線圈(73)的電流也大，助振線圈所產(chǎn)生的磁埸也強(qiáng)，它與節(jié)流器線圈(67)的磁埸，共同加強(qiáng)鐵芯(68)的磁力。待外部電路中的用電電流，增至所限制的范圍時(shí)，節(jié)流器線圈(67)與助振線圈(73)所產(chǎn)生的共同磁埸，使鐵芯(68)產(chǎn)生的磁力能克服彈簧(69)的拉力而吸下觸點(diǎn)臂(70)，使觸點(diǎn)(71)與(72)分開。此時(shí)勵(lì)磁電路中加入了附加電阻(74)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流減低，則通過助振線圈(73)的電流也減低，磁埸減弱。另外發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的減低，也降低了電樞線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的降低也減低了外部電路中的電流，因而通過節(jié)流線圈(67)的電流減小，鐵芯(68)的磁力隨之減弱，彈簧(69)的拉力又使觸點(diǎn)(71)與(72)重新閉合。(75)為斷流器。
故助振線圈的作用能提高觸點(diǎn)臂的振動(dòng)頻率，加速觸點(diǎn)的分開與閉合，使外部電路中的電流變動(dòng)較小。
(三)節(jié)壓器，具有助振電阻和平衡電阻的振動(dòng)式節(jié)壓器如
圖15。當(dāng)節(jié)壓器觸點(diǎn)(76)與(77)閉合，從陽極炭刷流出電流分為兩路一經(jīng)搭鐵而流入磁極線圈，再經(jīng)觸點(diǎn)(76)與(77)及平衡電阻(78)而流至陰極炭刷。二經(jīng)搭鐵而流入節(jié)壓器線圈(79)，再經(jīng)助振電阻(80)與平衡電阻(78)而流至陰極炭刷。
此時(shí)勵(lì)磁電路中只有電阻數(shù)值不大的平衡電阻(78)，勵(lì)磁電流較大，因而在平衡電阻(78)的兩端產(chǎn)生較大的電壓降。但在助振電阻(80)上只有節(jié)壓器線圈少量的電流通過，因而產(chǎn)生的電壓降較小。這樣在節(jié)壓器線圈的兩端卻保持著一定的電壓降，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的端電壓是等于平衡電阻(78)，助振電阻(80)，節(jié)壓器線圈(79)三者的和。
當(dāng)電樞轉(zhuǎn)速增高，節(jié)壓器觸點(diǎn)(76)與(77)分開時(shí)，從陽極炭刷流出的電流分為兩路一經(jīng)搭鐵而流入磁極線圈，再經(jīng)附加電阻(81)，助振電阻(80)，平衡電阻(78)而流至陰極炭刷。一經(jīng)搭鐵而流入節(jié)壓器線圈，再經(jīng)助振電阻(80)，平衡電阻(78)而流至陰極炭刷。
此時(shí)勵(lì)磁電路中除原有的平衡電阻(78)外，又增加了附加電阻(81)與助振電阻(80)，電阻的數(shù)值增大，勵(lì)磁電流減少，在平衡電阻(78)的兩端電壓降減小。相反地助振電阻(80)的兩端電壓降卻增大。因?yàn)樵谥耠娮?80)上除原有的節(jié)壓器線圈電流通過外，又增加了勵(lì)磁電流的通過，因而電壓降增大。在助振電阻兩端所增大的電壓降數(shù)值，卻等于平衡電阻兩端所減小的電壓降數(shù)值，這樣在節(jié)壓器線圈的兩端仍能保持著一定的電壓降。(81)為斷流器。
不論觸點(diǎn)的閉合與分開，在節(jié)壓器線圈的兩端均能保持一定的電壓降，因而就可能保持發(fā)電機(jī)電壓的恒定。
本設(shè)備可采用的交流發(fā)電機(jī)電源系統(tǒng)，采用世界六十年代以來我國(guó)近些年來逐步采用的汽車交流發(fā)電機(jī)電源系統(tǒng)。這樣發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可小，可在較廣的轉(zhuǎn)速范圍發(fā)電。此外它較直流發(fā)電機(jī)體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可節(jié)省銅錢，維修方便，使用壽命長(zhǎng)。當(dāng)用蓄電池或其他的電池供電使之成為電動(dòng)機(jī)時(shí)，可使直流電通過變直流電為交流電的電子直流逆變器對(duì)小發(fā)電機(jī)供電，使此交流發(fā)電機(jī)成為小型交流電動(dòng)機(jī)。
本設(shè)備采用的交流發(fā)電機(jī)電源，是由三相或單相同步發(fā)電機(jī)，硅整流器及電壓調(diào)節(jié)器，(振動(dòng)式或晶體式)，三部份組成，它們的連接方式如
圖16所示，(83)為交流發(fā)電機(jī)，(84)為整流器。(85)為電壓調(diào)節(jié)器，(86)為點(diǎn)火開關(guān)，(87)為電流表，(88)為蓄電池。交流發(fā)電機(jī)在沒有達(dá)到工作電壓時(shí)，(即在很低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí))，他的磁埸是他激的，由蓄電池供給激磁繞組電流，當(dāng)開始發(fā)電后，是自激的。點(diǎn)火開關(guān)(86)接在激磁繞組——調(diào)節(jié)器——蓄電池的回路中，當(dāng)接通點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，蓄電池的電就流過發(fā)電機(jī)激磁繞組。平時(shí)斷開點(diǎn)火開關(guān)，蓄電池不會(huì)向發(fā)電機(jī)放電。(83)為用電設(shè)備。
本設(shè)備采用的交流發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上，與一般工業(yè)用凸極式交流同步發(fā)電機(jī)不同。如
圖17所示，(90)為驅(qū)動(dòng)端蓋(91)為后端蓋，(92)為定子，(93)為齒輪或?yàn)?94)繩輪，(95)為轉(zhuǎn)子，(96)為緊圈，(97)為滑環(huán)，(98)為炭刷架。需要時(shí)還可加裝風(fēng)扇(99)，激磁采用鳥嘴形磁極他的形狀象鳥嘴，如
圖18所示，這種磁極可以使定子感應(yīng)的交流電動(dòng)勢(shì)近似正弦曲線。
每個(gè)磁極的磁通經(jīng)轉(zhuǎn)子的鐵芯，(即磁軛)回合，形成發(fā)電機(jī)的總磁通，總磁通等于一個(gè)極性所有磁極的磁通總和，這樣就可以采用一個(gè)簡(jiǎn)單的激磁繞組，繞在轉(zhuǎn)子的鐵芯上，結(jié)構(gòu)緊湊，所以只消耗少量的銅線，磁極對(duì)數(shù)可以為6對(duì)等多個(gè)對(duì)數(shù)。即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周每相電路能產(chǎn)生6個(gè)周等的交流電勢(shì)。
轉(zhuǎn)子(95)激磁繞組的末端接在滑環(huán)(97)上，此滑環(huán)裝在轉(zhuǎn)子(95)的軸上。磁極是用低碳鋼板沖制成基本形狀后再加工而成，也可用精密鑄造法(即失蠟鑄造)澆鑄。每臺(tái)電機(jī)有兩個(gè)極，它們中間放激磁繞組。壓裝在滾有花紋的軸上，這樣的激磁繞組通電后，一個(gè)爪極形成南極，另一個(gè)爪極形成北極，兩個(gè)爪極內(nèi)表面與激磁繞組中的磁軛(鐵芯)，必須貼得很緊。二個(gè)爪極的鳥嘴形磁極之間的間隙要均勻，否則激磁繞組中產(chǎn)生的磁通在它們中間要產(chǎn)生漏磁，影響發(fā)電機(jī)性能。所以，在制造時(shí)，爪極孔與內(nèi)表面的垂直度及磁軛孔與兩平面的垂直度是很重要的。磁軛也是由低碳鋼加工制成，用低碳鋼的目的是其導(dǎo)磁性能好，使有更多的磁力線在磁極中通過。
轉(zhuǎn)子上的滑環(huán)。(也稱集電環(huán))，是由兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)組成，中間的絕緣材料一般使用玻璃纖維塑料，滑環(huán)可以用銅管加工而成，也可用銅板拉伸沖制而成，與玻璃纖維塑料或其他有一定機(jī)械強(qiáng)度，并能耐熱的塑料壓成一體后，再壓裝到軸上，這個(gè)滑環(huán)與裝在炭刷端蓋上的二個(gè)炭刷接觸，用接線柱引到發(fā)電機(jī)外部。
定子(92)的鐵芯是由沖有槽的牌號(hào)為D11或D21的硅鋼片疊成，硅鋼片的厚度為0.5～1毫米。硅鋼片的疊成方法根據(jù)生產(chǎn)工藝不同可采用焊接，也可采用鉚接。一般用0.5毫米硅鋼片疊成的定子鐵芯，在二邊需要加厚度為2毫米左右的鋼板作端片，以防止變形。用1毫米硅片疊成的定子鐵芯，由于剛性較好，不一定需加端片，定子鐵芯的槽安放三相或單相繞組。
當(dāng)轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子的N極與S極在定子齒部與軛部交替通過。定子槽中的三相繞組感應(yīng)交變電動(dòng)勢(shì)如
圖19所示為q＝1定子槽數(shù)為36個(gè)直槽的三相一般的交流發(fā)電機(jī)的繞組分布圖。A、B、C表示三相繞組的起端。XYZ表示三相繞組的未端。先將每相繞組單獨(dú)繞好再放入定子槽內(nèi)。任何形式的定子槽均需用0.3～0.5毫米厚的絕緣層絕緣。目前一般采用青殼紙。定子繞組及激磁繞組的導(dǎo)線采用QZ牌號(hào)的高強(qiáng)度聚脂漆包線。三相繞組放入定子槽內(nèi)后，要用玻璃布板或用竹子制成的槽楔固定，如圖20所示。
轉(zhuǎn)子激磁繞組、滑環(huán)、爪極壓裝到軸上后及定子三相或單相繞組嵌入定子槽內(nèi)后，均需浸絕緣清漆，以提高繞組的絕緣性能，機(jī)械性能及散熱性能，目前可使用1030或1032牌號(hào)的絕緣清漆，也可以用其他牌號(hào)的絕緣漆。
發(fā)電機(jī)的端蓋(90)和(91)系由鋁合金壓鑄或用砂模鑄造而成，因?yàn)殇X合金是非導(dǎo)磁材料。如果用黑色金屬要有漏磁，影響發(fā)電機(jī)的性能，為提高軸承孔的機(jī)械強(qiáng)度增加其耐磨性，可在發(fā)電機(jī)端蓋的軸承座鑲有鋼套。這些鋼套應(yīng)在壓鑄或鑄造過程中鑲進(jìn)去。在炭刷端蓋內(nèi)裝有增強(qiáng)尼龍或其他有一定機(jī)械強(qiáng)度的塑料制成的炭刷架。炭刷架內(nèi)裝有二個(gè)螺旋形壓力彈簧，分別壓住二個(gè)炭刷如
圖17使炭刷與滑環(huán)可靠接觸。需要時(shí)炭刷端蓋周圍有進(jìn)風(fēng)口，驅(qū)動(dòng)蓋有出風(fēng)口小齒輪(93)與風(fēng)扇(99)一起旋轉(zhuǎn)時(shí)就使空氣從后端蓋進(jìn)風(fēng)經(jīng)電機(jī)內(nèi)部從驅(qū)動(dòng)端蓋出風(fēng)，冷卻發(fā)電機(jī)的定子繞組。風(fēng)扇一般是用鋼板沖制或用鋁合金壓鑄。齒輪可用45＃鋼制成。
交流發(fā)電機(jī)定子繞組中感應(yīng)的交變電流，要依靠硅元件組成的整流器改變?yōu)橹绷麟?。?duì)小型單相發(fā)電機(jī)可用單相全波整流電路，如圖21所示也可用單相橋式整流電路如圖22所示，進(jìn)行整流對(duì)三相交流發(fā)電機(jī)，可用三相橋式整流電路如圖23所示進(jìn)行整流。
目前與交流發(fā)電機(jī)配合工作，使發(fā)電機(jī)的電壓在不同轉(zhuǎn)速時(shí)保持在一定數(shù)值的電壓調(diào)節(jié)器，可采用普遍采用的改小的雙級(jí)電磁振動(dòng)式調(diào)節(jié)器圖24所示。其工作原理是，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)前，先接通點(diǎn)火開關(guān)，此時(shí)蓄電池的電就通過調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)(102)(103)向發(fā)電機(jī)激磁繞組送去，電流流向如圖24中黑箭頭所示。同時(shí)電流也通過調(diào)節(jié)器線圈(104)。當(dāng)發(fā)電機(jī)起動(dòng)后，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速增加，調(diào)節(jié)器線圈(104)中電流跟著增大，電磁吸力增強(qiáng)，銜鐵被進(jìn)一步吸向鐵芯一邊，第二對(duì)觸點(diǎn)開始工作。由線路中可以看出，第二對(duì)觸點(diǎn)將發(fā)電機(jī)的激磁繞組短路。第二對(duì)觸點(diǎn)閉合后，激磁繞組失去電壓，激磁電流很快下降，發(fā)電機(jī)的電壓也就急速下降，電壓下降了，調(diào)節(jié)器鐵芯的電磁吸力小于彈簧張力，第二對(duì)觸點(diǎn)就打開。激磁繞組又重新獲得電壓，激磁電流又上升，電壓再增大，第二對(duì)觸點(diǎn)再閉合。觸點(diǎn)就以某一頻率周期地閉合和打開，使發(fā)電機(jī)輸出電壓保持在規(guī)定值。
為了反過來用蓄電池的電輸入發(fā)電機(jī)使之成為電動(dòng)機(jī)，使本步行腳踏發(fā)電供電機(jī)成為助行機(jī)，對(duì)用直流發(fā)電機(jī)的設(shè)備可以直接將直流電輸入發(fā)電機(jī)使之成為電動(dòng)機(jī)。對(duì)用交流發(fā)電機(jī)的設(shè)備則需使直流電先通過如圖25所示的串聯(lián)電感式可控硅三相逆變器變?yōu)榻浑?，再輸入發(fā)電機(jī)使之成為電動(dòng)機(jī)。其中主回路如圖26所示。在逆變器A相電路中，可控硅SCR1與換向電感L1L4及可控硅SCR4相串聯(lián)，在B相和C相電路中可控硅與換向電感也同樣是串聯(lián)連接。換向電感L1和L4、L3和L6、L5和L2之間應(yīng)具有非常緊密的磁耦合。選用適當(dāng)設(shè)計(jì)的觸發(fā)電路，可以保證可控硅SCR1～SCR6以60°的間隔依次觸發(fā)，每只可控硅的導(dǎo)通時(shí)間為180°，假設(shè)最初在SCR1的控制極加入觸發(fā)脈沖使其觸發(fā)，經(jīng)60°后，觸發(fā)脈沖應(yīng)加到SCR2的控制極上，使其導(dǎo)通，再經(jīng)過60°后，觸發(fā)脈沖應(yīng)加到SCR3的控制極上，使其觸發(fā)再經(jīng)過60°后，觸發(fā)脈沖應(yīng)加到SCR4的控制極上使其觸發(fā)，并通過換向電容與電感的作用使SCR1立即關(guān)斷，依此類推，經(jīng)過360°后，又使SCR1重新導(dǎo)通，完成一個(gè)周期?？煽毓枞嗄孀兤饔|發(fā)電路可由信號(hào)發(fā)生器，環(huán)形脈沖分配器、脈沖加寬和放大器等部份組成。信號(hào)發(fā)生器通常選用由單結(jié)晶體管和R、C元件組成的弛張振蕩器，如圖27所示，環(huán)形分配器由六級(jí)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成，最后一級(jí)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出再送到第一級(jí)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，如圖28所示，為了加寬環(huán)形脈沖分配器輸出脈沖的寬度采用圖29所示的二極管加法器來加寬脈沖。為了使可控硅可靠觸發(fā)，觸發(fā)脈沖除了必須具有足夠的寬度外還必須具有足夠的功率。為此，射極輸出放大器輸出的寬度為120°的加寬脈沖，還應(yīng)當(dāng)通過變壓器輸出脈沖功率放大器加以放大，脈沖功率放大器如圖30所示。
對(duì)于上述交、直流發(fā)電機(jī)、整流器、斷電器、節(jié)流器、節(jié)壓器及電壓調(diào)節(jié)器、三相可控硅逆變器的詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算可參照有關(guān)交、直流發(fā)電機(jī)、低壓電器及晶體管電路，可控硅逆變器一般設(shè)計(jì)計(jì)算書籍及汽車電機(jī)電器等資料進(jìn)行，在此不再詳述。
由以上的說明可以看出本實(shí)用新型可以開創(chuàng)性的使人們穿著步行省力鞋走路鍛練身體時(shí)節(jié)省下來的能量得到合理利用。使人們可以把節(jié)省下來的能量用于夜間走路時(shí)照明，用電熱服取暖，對(duì)電池進(jìn)行充電集少成多，供收音機(jī)錄音機(jī)等用電器開動(dòng)使用，同時(shí)還可反過來用電池的電通入發(fā)電機(jī)使之成為電動(dòng)機(jī)使本設(shè)備成為助人省力快速行走的助行機(jī)。因此本實(shí)用新型可以在許多方面改善豐富我們的生活，成為人們生活與工作都很需要的產(chǎn)品。不難看出本實(shí)用新型一般微型電機(jī)廠電機(jī)廠都能制造。
為了進(jìn)一步對(duì)本實(shí)用新型步行腳踏發(fā)電供電及電動(dòng)助行機(jī)進(jìn)行說明，在下面列表舉例說明本人對(duì)本實(shí)用新型幾種型式規(guī)格產(chǎn)品研究設(shè)計(jì)得出的具體結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.本設(shè)備屬微型機(jī)械傳動(dòng)發(fā)電及電動(dòng)設(shè)備，其發(fā)電機(jī)可以是改小的汽車直流發(fā)電機(jī)，也可以是改小的汽車交流發(fā)電機(jī)，這兩種發(fā)電機(jī)通過步行腳踏傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，(配以人腳跟腳掌先后著地變化)，所發(fā)出的電除可直接通過供電導(dǎo)線供燈泡照明或供電熱服取暖外，還可通過小塑料背包或掛在腰帶上掛包(3)內(nèi)的改小汽車斷流器，節(jié)壓器、節(jié)流器或整流器電壓調(diào)節(jié)器對(duì)蓄電池充電，當(dāng)需要時(shí)用蓄電池或其他電池的直流電通入上述直流發(fā)電機(jī)或通過變直流電為交流電的逆變器電子線路變?yōu)榻涣麟娡ㄈ肷鲜鼋涣靼l(fā)電機(jī)后，均可使上述直流發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)，通過上述步行腳踏傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，(配以人腳跟腳腳掌著地先后變化)，反過來使本設(shè)備成為電動(dòng)助行機(jī)，本設(shè)備結(jié)構(gòu)特征是作為發(fā)電供電機(jī)使用時(shí)在人們穿著的步行省力鞋底部(1)內(nèi)，加拉線彎折或薄膜活塞氣體或液體拉力或壓力發(fā)生器斷續(xù)產(chǎn)生拉力或壓力，構(gòu)成一特殊步行省力鞋，并將這拉力或壓力經(jīng)過(2)有套管拉線，能彎輸氣或輸液管傳至另一端與發(fā)生器類似的執(zhí)行器，拉或推動(dòng)被人們背或掛在腰帶上的小塑料包(3)內(nèi)，變速箱前被蓋子蓋著的原動(dòng)繩輪繩行程放大杠桿(105)，并通過這個(gè)杠桿及繩輪繩(27)斷續(xù)使繩輪(20)及其轉(zhuǎn)軸(24)與同軸上一齒輪(21)，因該軸在變述箱體外側(cè)兩端下部彈簧(25)支著的摩擦片(26)的摩擦作用影響下，在其兩端兩能在箱體壁部方孔中左右擺動(dòng)的擺動(dòng)架(106)中銅軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)著與該擺動(dòng)架及滑動(dòng)軸套一起擺向變速箱其余齒輪，使其余齒輪旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)一上述小直流或交流發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)發(fā)電，需要時(shí)本設(shè)備使上面所述直流或交流發(fā)電機(jī)成為電動(dòng)機(jī)，也可反過來帶動(dòng)拉或壓力執(zhí)行器。通過有套管拉線，能彎輸氣或輸液管，使上述拉力或壓力發(fā)生器反過來，使人腳在行走時(shí)，不斷抬起邁步向前成為助行機(jī)，(此時(shí)應(yīng)將繩輪繩頭改套在繩輪側(cè)面一偏心軸上，并將繩輪軸，能在變速箱的前后壁方孔內(nèi)擺動(dòng)的軸承架(106)用螺釘固定在使此繩輪同軸上的齒輪能與其他齒輪嚙合位置，同時(shí)后面將詳述的使繩輪反轉(zhuǎn)彈簧(31)及繩(32)應(yīng)拆去)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述設(shè)備，其特征是特殊步行省力鞋的構(gòu)造由下部鞋底(4)，鞋底上面鞋墊(5)鞋墊下部上輪(6)，鞋底上部下輪(7)在鞋墊和鞋底內(nèi)的軸(8)，在鞋墊與鞋底中間靠邊的金屬?gòu)椈?9)，及其上下滑動(dòng)斜面調(diào)整塊(107)左右滑動(dòng)斜面調(diào)整塊(108)，調(diào)節(jié)螺桿(109)，調(diào)節(jié)螺母(110)及橫V型連接片(111)，鞋底鞋墊間邊部的泡沫塑料防水邊(12)與分布在鞋底鞋墊間其余部份的泡沫橡膠或塑料彈簧(11)或(10)構(gòu)成，必要時(shí)防水邊(12)內(nèi)可襯以防水膠布或膠皮(112)，軟繩(13)也可視為此步行省力鞋的一部份，此軟繩一端固定在鞋墊前中部經(jīng)鞋底鞋墊中部?jī)衫K輪(6)(7)間通過通至鞋底(4)與鞋墊(5)后中部至鞋底外與傳送拉力的有套管拉線相連，鞋底(4)與鞋墊(5)可用皮革、棉布和塑料橡膠制做，鞋墊(5)可用釘、粘、縫等辦法與其上一般鞋鞋底連接，鞋底(4)可用粘、釘或縫的辦法及通過金屬?gòu)椈?9)和泡沫橡膠與塑料彈簧(11)或(10)與鞋墊(5)連接，上和下轉(zhuǎn)軸(8)都可用粗鋼絲制成，繩輪(6)(7)可用鋼或工程塑料制造套在上下兩個(gè)平行放置的軸(8)上，用來使一端固定在鞋墊上的軟繩(13)，在鞋底與鞋墊靠近或分離(約10毫米)時(shí)彎折或伸直以便拉近或放開與之在鞋后端相連，通向鞋外的有套管拉線，軟繩(13)可用多根細(xì)鋼絲、尼龍繩或橡膠棉線制造，能承受20公斤左右的拉力即可，泡沫塑料防水邊可用粘的辦法使之與鞋底和鞋墊相連，彈簧總彈力要小于人體重的一半，對(duì)有薄膜活塞氣體或液體的壓力發(fā)生器步行省力鞋結(jié)構(gòu)與上述有拉線彎折機(jī)構(gòu)的步行省力鞋所不同的是上輪(6)下輪(7)及轉(zhuǎn)軸(8)，為薄膜活塞(14)缸體(15)張力彈簧(16)所代替，缸體可用厚2毫米左右薄鋼板沖成，厚1.5毫米左右碗形橡膠膜四周與缸體連接處可用壓圈(17)壓著用螺釘(18)緊固使之不能通過接縫漏氣或漏液，張力彈簧(16)及其墊圈(19)則是用來保證此活塞薄膜在人腳抬起不受壓力時(shí)能及時(shí)張開，在缸體側(cè)面鉚或焊有長(zhǎng)管接頭，上述各彈簧應(yīng)是可換或可調(diào)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述設(shè)備，其特征是拉線及其套管用市售自行車或摩托車?yán)€及其套管，其內(nèi)部拉線為多根鋼絲制成，其外套管為可彎折的能承受壓力的薄鐵皮制長(zhǎng)鐵片繞制成管狀外有有色塑料的套管，這種拉線與套管在彎曲角度不大時(shí)，在潤(rùn)滑好時(shí)可經(jīng)久耐用，對(duì)可彎輸氣或輸液管可用帆布橡膠管或厚塑料管制造，在其上端應(yīng)加裝從外界對(duì)該管補(bǔ)充空氣或液體的逆止伐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述設(shè)備，其特征是背或掛在腰帶上小皮包(3)，為長(zhǎng)方形尺寸不大的小皮包，其內(nèi)部裝有一小直流或交流的 發(fā)電機(jī)(33)，前端與一小齒輪增速變速箱連接其余部份可放小斷流器、節(jié)壓器、節(jié)流器或電流整流器、電壓調(diào)節(jié)器及直流逆變器，另外還可放置小蓄電池，在變速箱另一端原動(dòng)繩輪(20)上繞有兩拉線(27)(32)分別與箱體上的彈簧(31)及原動(dòng)繩輪繩拉動(dòng)行程放大杠桿(105)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征是其小變速箱是由原動(dòng)繩輪(20)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸(24)與同軸一齒輪(21)轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)繩輪與齒輪軸(24)兩端擺動(dòng)架中銅軸套(22)外部為園形其箱體內(nèi)部份有凸緣可在箱體(23)長(zhǎng)方形導(dǎo)槽內(nèi)略微前后擺動(dòng)5毫米左右，在軸的兩端在箱體外側(cè)下部適當(dāng)部位各有一由彈簧(25)彈著的摩擦制動(dòng)片(26)，當(dāng)繩輪(20)受繩(27)拉力帶著軸(24)和軸上齒輪(21)正轉(zhuǎn)時(shí)，由于軸(24)受繩(27)的拉力和摩擦制動(dòng)片(26)的摩擦作用，使這繩輪(20)，齒輪(21)和轉(zhuǎn)軸(24)在兩端擺動(dòng)架中軸套(22)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)著向前方齒輪(28)、(29)和(30)擺去，直至此軸上齒輪(21)與其前齒輪(28)嚙合，并帶著齒輪(28)、(29)和(30)及小發(fā)電機(jī)(33)旋轉(zhuǎn)為止，(此時(shí)軸兩端已離開彈簧彈著摩擦制動(dòng)片(26)，當(dāng)繩(27)因人腳步行下踏后松弛時(shí)，彈簧(31)將繩輪(20)向反方向拉動(dòng)，此時(shí)繩輪(20)的轉(zhuǎn)軸(24)及其上齒輪(21)與軸套(22)便因此彈簧(31)通過繩(32)造成的拉力與其他從動(dòng)齒輪(28)、(29)和(30)等轉(zhuǎn)動(dòng)慣性產(chǎn)生的推力及上述摩擦制動(dòng)片(26)的制動(dòng)作用，反向旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)回到原位，當(dāng)原動(dòng)繩輪(20)再受繩(27)拉力時(shí)此繩輪(20)及其轉(zhuǎn)軸(24)軸套(22)同一軸上齒輪(21)又向前轉(zhuǎn)動(dòng)著擺去，將能量傳給其余齒輪及小發(fā)電機(jī)，而其余齒輪(28)、(29)和(30)與小發(fā)電機(jī)(33)轉(zhuǎn)子，則在繩輪等因人腳抬起繩輪繩松弛時(shí)，受彈簧(31)拉力反回原位時(shí)，可因本身旋轉(zhuǎn)慣性繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，能量很少浪費(fèi)，這個(gè)機(jī)構(gòu)除原動(dòng)繩輪及其繩拉動(dòng)行程放大杠桿(105)與同軸齒輪(21)軸(24)、軸套(22)等外采用二級(jí)增速齒輪增速，每級(jí)速比均為41左右可使小發(fā)電機(jī)(33)以1000～2000轉(zhuǎn)每分鐘的速度旋轉(zhuǎn)，齒輪摸數(shù)采用1至1.5即可，此齒輪增速機(jī)構(gòu)第二根軸可用粉沫冶金軸承(112)或滾珠軸承(34)，第三根軸就是小發(fā)電機(jī)的軸，將增速用小齒輪裝在小發(fā)電機(jī)軸上即可，整個(gè)變速箱箱體總成可以主要由有軸承孔，放軸承擺動(dòng)支架長(zhǎng)方孔，摩擦制動(dòng)片彈簧固定螺釘孔，繩輪拉動(dòng)行程放大杠桿固定螺釘孔，鋼絲拉線及其套管或液壓執(zhí)行器按裝孔及其定位螺釘孔，加油孔及油位觀察孔的箱體(23)及其側(cè)蓋(35)與箱體前蓋子(36)及觀察玻璃，絲堵和連接螺母、螺栓、墊圈 等組成，用機(jī)油潤(rùn)滑，為了進(jìn)一步減化結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)化潤(rùn)滑后一級(jí)增速傳動(dòng)齒輪可用繩輪代替，此時(shí)小發(fā)電機(jī)軸中心位置應(yīng)是可調(diào)的。
專利摘要腳踏電動(dòng)助行器是一種微型機(jī)械傳動(dòng)發(fā)電供電儲(chǔ)電與電動(dòng)設(shè)備。是用人們穿步行省力鞋走路省下來的能量發(fā)電供電儲(chǔ)電機(jī)，當(dāng)用蓄電池等電池電輸入發(fā)電機(jī)，本設(shè)備還可反過來傳動(dòng)變?yōu)橹袡C(jī)，助人行走。其特征是在步行省力鞋鞋底內(nèi)加拉或壓力發(fā)生器，斷續(xù)使一增速變速箱旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)一交或直流發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)發(fā)電供電經(jīng)調(diào)節(jié)器儲(chǔ)電。用蓄電池等電池電經(jīng)適當(dāng)電路輸入此發(fā)電機(jī)使之成為電動(dòng)機(jī)時(shí)本設(shè)備可反過來使人腳走路時(shí)不斷抬起邁步向前成為助行機(jī)。
文檔編號(hào)F03G5/02GK2069932SQ8821575
公開日1991年1月23日 申請(qǐng)日期1988年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月10日
發(fā)明者劉宸 申請(qǐng)人:劉宸