[实用新型]上偏置曲柄滑块往复蹬踏式驱动装置

说明书

本实用新型涉及的是一种用人力驱动的驱动装置，特别是一种以往复蹬踏方式驱动的驱动装置，可优先应用于各种以人力驱动的车辆中。

公告号为CN 2317164Y和CN 2389833Y等中国专利文献，都介绍了以往复蹬踏式工作的驱动装置，可用于自行车、三轮车等以人力驱动的车辆。其基本结构原理，是在车架或基架上设置有经滚动轴承结构配合于轴套管中的驱动轴，其上带有与能传动链条等配合的传动轮；在车架或基架上还设置有一对导轨等直线型的导向结构，其上分别配合有与蹬踏结构连接并能在其上作往复运动的左右两滑块结构，两滑块结构与驱动轴间分别经超越离合器等适当结构作传动连接，将滑块结构的往复运动转化为驱动轴的旋转运动，再经其上的链轮等传动轮将转动运动输出。此种结构形式较成熟，且转换传动效率高，但由于其两侧滑块的往复运动与驱动轴间必须分别经各自的超越离合器作传动连接，才能使其分别完成正程的驱动运动和反程的自由回位运动，因而该整个装置存在的一个最大问题，就是装置中的该驱动轴不能作倒向的全自由运转，应用在自行车、三轮车等车辆上时，就是车辆难于作自由的倒向推行，给使用带来很大的不方便。为此，虽可通过再加设倒车离合器等机构予以解决，但显然会使本已经较为复杂的装置在结构上更为复杂，同时也增加了使用时的操作程序，并会相对降低整个装置的可靠性能。

将往复运动转换为旋转运动的另一种常见方式，如目前广泛应用于各种内燃机等装置中的，是采用无偏置形式的曲柄滑块机构。其结构特点是作旋转运动的曲柄的回转中心与作往复直线运动的滑块的运动轨迹处于同一直线方向上，即零偏置的方式。这种曲柄回转中心与滑块的运动轨迹为零偏置形式结构的一个特点，就是机构在工作中存在有两个对称位置状态的“死点”，曲柄处于该两“死点”位置处时的驱动转矩为零，即曲柄在该两点位置时的转动方向变为不确定。为使机构能按设定的程式运行，必需配置附加的惯性飞轮或采取增大回转主轴上的齿轮惯量等手段，使机构能顺利越过该“死点”位置。同时，为克服该两“死点”处于机构的起始位置时造成的启动困难，也需要配置附加的启动装置，以保证机构能正常启动。

鉴于此，本实用新型的目的是为解决上述问题提供一种改进结构，即具有上偏置曲柄滑块结构的住复蹬踏式的驱动装置，使其既简化了结构，又能使整个装置能方便地实现倒向的全自由运转，并有效地克服运行过程中存在“死点”的情况。

本实用新型上偏置曲柄滑块往复蹬踏式驱动装置的结构，仍在基架上设置有经滚动轴承结构配合于轴套管中的带有传动轮的驱动轴，基架上还设置有一对平行的导向结构，其上分别配合有与蹬踏结构连接并能在其上作往复运动的滑块结构，且该滑块结构与驱动轴间有传动连接结构。其中在驱动轴的轴向两侧端处以呈反向直线状态各设有一曲柄结构，导向结构以上偏置的方式设置于驱动轴的上方，两滑块结构分别和其同侧的曲柄结构的远侧端经其上的铰接结构与刚性连接结构作传动连接。

上述结构中，所说的导向结构及设置于其上的滑块结构，可以采用目前已有报导和使用的滑动配合形式的结构，也可以采用如已在公告号为CN 2389833Y的中国专利文献所报导的通过复滑轮组滑块结构的滚动配合形式的结构，即：使导向结构为具有三个不同方向受力面的弓形截面刚性条型构件，配合于其上的滑块结构为在与之相应的三个方向处均设置有滚轮结构的复滑轮组形式的滑块结构。所说的滑块结构与曲柄结构远侧端间的刚性连接结构，可以采用常用的各种形式的连杆式结构件。滑块结构与该刚性连接结构间连接的铰接结构，以及曲柄结构的远侧端与该刚性连接结构间连接的铰接结构，除可以采用目前以滑动轴承配合形式的铰接结构外，还可以使其均采用为滚动轴承形式的结构件，使其间为滚动形式配合。经试验表明，使上述结构中所说的导向结构在驱动轴上方的偏置距为曲柄结构有效工作力矩的0.5-1倍，特别是使该偏置距为曲柄结构有效工作力矩的0.8-0.9倍时，其传动转换效率将会更为满意。结构中的各运动部位均采用滚动形式构件进行滚动配合的运动或摆动时，对传动效率的提高是显著的。例如经初步测量，在采用复滑轮组结构滑块和滑动轴承形式的铰接结构时，上述装置的机械效率值约为94％；将其中的铰接结构改为滚动轴承形式后，其机械效率即可达到97％左右。滚动结构的使用还可以降低机构的运动副对润滑的要求，从而能使机构更加洁净，同时也能显著降低其运行噪声。