[其他]体力驱动装置

说明书

本驱动装置是以人体力为动力驱动小型交通运输工具或小型农业机具的机械装置。以自行车和三轮车为例，现有的驱动装置大多采用双脚踏动脚蹬通过曲柄、链轮带动主动轮的方式驱动车辆前进。然而通过曲柄传动的缺点是有两个死点，即着力点在园周运动的上方和下方呈水平移动时不做功。踏板式自行车通过踏板、链条和飞轮的传动可以克服死角，提高效率如中国专利“踏板式自行车”（CN    85203897）。但是这种自行车仅仅用双脚驱动，两手有力使不上，骑行时间长了，两腿容易疲劳。因此，在现代自行车设计中出现了手脚并用自行车的驱动装置，进一步提高了效率（如美国专利US    4584889号和欧洲专利EP    129364号）。但在这些设计中手和脚分别使用两套传动装置，这样不可避免地增加了部件的数量和摩擦力，并增加了成本，而且手和脚同时驱动时人在自行车上有不稳定感。中国专利“手脚动力椅式自行车”（CN    85106803）加了一把椅子解决了这个不稳定问题，但未解决两套传动装置问题。

欧洲专利（EP    0197569）是手脚并用，只通过一套拉杆传动装置，驱动自行车前进的，这种设计克服了两套传动装置的复杂和笨重问题。但是这种驱动装置用脚蹬车时产生的力要通过手和臂传到做直线运动的拉杆上，然后再经过链条传到主动轮上。因此，手和臂受的力过于集中，时间长了手和臂也容易疲劳。此外，这种自行车上没有椅子，驱动时不稳，也不安全。因此只做运动员锻炼体力之用。

美国专利US    4437677号也是涉及手脚共用一套传动装置的设计。但是手脚用力的方向相反，而且脚动力的前半程几乎是死角，不易做功，效率也会受到影响。

本设计的目的是要提供一种用一套传动装置能充分发挥手脚动力，既省力又安全的体力驱动装置。现以附图1·三轮车的侧面图为例，说明本设计的技术特点：本设计是由一个带靠背（1）的坐椅（2），一个20-30公分直径的链轮（3），一个固定在链轮轴上的飞轮（4），一个转向轮（5），一条一端与弹簧（6）相连另一端与坐椅（2）相连的链条（或绳索）（7），两个用大轴相连的主动轮（8），一条绕过链轮（3）和大轴中部飞轮（9）的链条（或绳索）（10），以及支架（11）共同组成的一种体力驱动装置。人坐在坐椅上用脚踏挡脚板（12）和用手推车把（13）时坐椅的靠背都会随着背部的后推使坐椅以轴（14）为中心向后倾斜运动，同时通过链条（或绳索）（7）带动飞轮（4）和链条（3）转动，这种转动再通过链条（或绳索）（10）以及飞轮（9）带动主动轮（8）做功。坐椅靠弹簧伸长时积累的势能和手拉把手回复原位。坐椅向前运动时飞轮（4）空转，不做功。（15）和（16）是固定在支架上的橡皮块，用来限制坐椅前后活动的范围。

对这一构思也可用附图2所示的另一种结构形式完成相同的功能：坐椅的弧形底部两侧各有一条带齿的弧状物（17），它们与固定在架子上的两个长宽相当上表面带齿的沟槽（18）相啮合。其它部件与附图1的结构形式相似。当用脚踏挡脚板（12）时，或用手推把手（13）时，椅子即在沟槽中向后滚动，同时通过链条（或绳索）带动飞轮和链轮转动，进而驱动主动轮做功，链条上的弹簧是为了保持链条的绷紧状态，坐椅的回程由滚动时贮备的势能和弹簧的势能共同完成。苏联专利SU    1115959设计的自行车驱动装置与此相类似，当人踏挡脚板时使坐椅在支架上向后做直线滑动并带动主动轮做功。但双手的作用仅用来掌握自行车的方向并不提供驱动力。

本设计可通过下列两类方案实施：第一类，安装于小型的靠体力驱动的2-4个轮子的陆地（水上、空中）交通工具。以驱动三轮车为例，安装这一装置可以成为代步、拉货、快速、省力的理想交通工具。（见附图1，三辆车的侧面图。附图3，三轮车的平面图）。第二类，用来驱动小型农用人力小机具，如人力插秧机、人力脱粒机等，适合于中国家庭个体农业的需要。在上述实施方案中必要时可在主动轮上加一个惯性轮以保持机具转动均匀稳定。根据所驱动的交通工具或机具的特点和需要，可在导向轮（5）的地方安装一个如附图4所示的结构，以便进一步加大主动轮的转速：链条（或绳索）（7）和弹簧（6）绕过飞轮（19）使链轮（20）转动。再通过链条（21）带动飞轮（4）。飞轮（19）和链轮（20）的齿数比，可根据所需的主动轮转速来选择。上述链轮、链条传动方式必要时可以用齿轮传动或其它传动方式代替。