[实用新型]采用丁字形驱动臂的人力驱动机械装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种人力驱动机械装置，具体涉及可以驱动人力车、船的机械结构构成，特别是驱动机构的简化改进。

背景技术

当前人力驱动机械的改进，公认的是以改变传统自行车式人体双脚圆周运动，克服人体和机械运动在双脚驱动和复位转换时产生的“死点”与分力，以提高驱动功效。检索中国国家专利之人力驱动装置，有六十一项。其中多有直线往复蹬踏方式的，如采用杠杆连动弹力复位的，也有低座平蹬链绳传动复位的。但是都由于驱动与复位问题造成的机械结构复杂、庞大，现实中难以实现推广应用。以(专利号03221157.0)实用新型《密闭式低座平蹬式人力驱动装置》为例，其驱动方式为人体坐靠式双脚直线往复运动，从用力分析来看该技术虽然实现了近似直线往复驱动，也提高了驱动效率和功率。但实现固定驱动踏板的摆杆设在车前，连动复位的链绳纵贯全车，还有庞大的换向轮机构。为此因其设置繁琐，装配复杂，则不利于实现实用化。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种丁字形驱动臂和单体化的驱动装置。既简化了人体双脚直线往复蹬踏时驱动和复位的结构，也解决了与驱动对象连接安装的繁琐问题。

为克服现有技术的不足，本实用新型通过下述技术方案予以实现：

一种采用丁字形驱动臂的人力驱动机械装置，由驱动臂、左右踏板、驱动轴、驱动锥形齿轮、换向锥形齿轮、动力输出轴和独立的单体机箱组成。一字驱动臂中间与驱动轴垂直固定连接，形成丁字形；由单体机箱上设定的轴承引入驱动轴；受驱动轴驱动的驱动锥形齿轮与处于同一动力输出轴上的两个换向锥形齿轮分别啮合连接。驱动臂两端各安装有随人体双脚摆动的驱动踏板。起内外支撑作用且独立的单体机箱可根据动力输出轴方向设置的需要而设置固定件，与被驱动对象连接安装。

受驱动锥形齿轮正反向驱动的换向锥形齿轮是两个，通过与动力轴之间设有的棘轮、棘爪轮换传递动力，并锁定同一方向。换向锥形齿轮通过轴承固定在动力输出轴上。

本实用新型的有益效果是，该驱动装置虽然分离了驱动轴和动力输出轴，人体驱动方式也进行了改变，但是总体功能得到了提高。在结构上驱动机构只需采用了最简单的丁字型装置，即完成符合人体双脚最佳发力规则的近似直线运动，又解决了驱动时连续同时发力与同时复位的机械构成。单体机箱之内机构简单，传动部件少。机箱壳之外连接安装设置方便。

该驱动装置在驱动机构改进与人体驱动动作方式改进后，双脚在水平面的前后弧形线运动对人的活动感觉无任何不适。与传统自行车双脚圆周运动方式相比，弧形线运动不再使人体运动死点和机械运动死点同时发生。而且在同等机械臂长、发力大小和运动周期时内，相比双脚圆周运动由于省去了大于±45°角弧形线运动时产生分力较多的周期段，根据W(功)＝F(力)×d(臂长)cosωt(弧度)公式，在360°周期时内可使得该驱动装置提高60％的驱动功效。低座(坐靠式)平蹬双脚直线往复运动是人体发力最佳姿态。在此形态下的测试结果，该驱动装置可获得大于传统自行车驱动方式一倍以上的连续输出功率。

该驱动装置的独立性、单独性使输出轴方向的设置可以是与人体正面垂直的，也可以是与人体正面平行的。与人体正面平行时驱动臂还可随着人体双脚驱动方位合理倾斜。如此该装置将根据需要很容易与各类人力驱动二轮、三轮和四轮车的动力输入机构结合。尤其是用于坐靠式平蹬的人力船驱动，该装置输出轴即可设置为直接驱动螺旋桨方向。

该驱动装置比较(专利号03221157.0)实用新型《密闭式低座平蹬式人力驱动装置》明显简捷，易安装，功效高。在应用方面提高了实用性和多样性。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理示意图。

图2是本实用新型的俯视图。

图3是本实用新型图2中A-A面的剖示图。

图4是本实用新型驱动臂与踏板连接件的结构俯视图。

图5是本实用新型图4中B-B面组合剖示视图。

图6是本实用新型应用于船艇时连接螺旋桨示意图。

图7是本实用新型应用于人力车时连接链轮示意图。

图8是本实用新型应用于残疾人车时连接示意图。

图9是本实用新型应用于二轮自行车时连接示意图。