[发明专利]人力与重力复合驱动装置

说明书

一种人力与重力复合驱动装置，特别是一种使用在人力运输工具、小型人力工农业机具上的人力与重力复合装置。

现有的小型运输工具和人力工农业机具，其驱动装置主要是三种类型：

第一种类型是利用人的脚或手的肌力进行驱动。如普通的自行车、三轮车及中国专利公告号CN    2064155U所示，就是利用脚踏力通过脚踏曲柄旋转带动链轮输出动力。或如中国专利公告号CN2084907U号所公开的那样，采用了齿轮传递动力，或利用踏板往复运动进行驱动，均只是利用了人体肌力，输出动力有限。

第二种类型如中国专利公告号CN2051611U所示，在利用了人体肌力的同时，还利用了运输工具运行时由于不平路面而产生的颠簸所引起的人体在座椅上的上下移动，通过弹簧来增加动力的输出。这种驱动力装置虽说考虑到了利用人体的自重力，但其不足之处在于：第一是只能在产生颠簸时利用，在无颠簸路面或无行进运动的机具上无法利用人体重力;第二这种形式是颠簸力越大，人体可释放的势能越大，产生的输出动力也越大。造成路面越不平，运输工具行进速度也越快，这对行车安全来说是不利的;第三是有颠簸力时，人体重力一下子作用在驱动机构上，大大超出运输工具所需驱动力，造成功率不匹配，使剩余功率白白浪费。

第三种类型如中国专利公告号CN2072507所示是由人体自重力与手部肌力分别驱动自行车的前后轮，能得到较大的驱动力，但由于自重力与肌力分别作用在不同部位，而两者之间大小有一定差别，如共同作用难以匹配，且人体重力的释放速度难以控制。

本发明的目的就是要提供一种新的驱动装置。能充分利用人体自重所产生的势能及人的肌力，产生较大的驱动功率输出，且能通过人的肌力来控制人体自重势能的释放速度。

本发明的目的是这样实现的：座椅装在杠杆的一端，而杠杆的另一端与支架相连接作为支承支点，杠杆两端之间装有单向推动棘爪，做为杠杆的施力支点，当人坐在座椅上时，其自重经过杠杆放大，通过棘爪被转化为扭力矩作用在由一组或几组齿轮或链轮组成的减矩机构上，再传递到合力机构上，合力机构分别与减矩机构和脚踏驱动件相连接。通过合力机构将人体重力与脚踏力复合后合力输出功率。这样，在需要人体重力来驱动时，只需人手扶把手，踏住脚踏驱动件，稍抬起臀部，复位弹簧将杠杆升高，这时再自然坐下，将杠杆下压就产生的一个势能，只要合理地掌握起坐频率与脚踏驱动件转速，就能不断地形成人体重力与肌力合力输出。

采用这种人力与重力复合驱动装置，可以使人体与装置构成连贯的工作整体，充分利用人体自重力所产生的势能及人的肌力，大大提高驱动功率，另外，由于采用了合力机构，使人体自重力与脚踏肌力经合力机构复合后统一输出动力，使两者驱动功率匹配，避免了功率的浪费。而且脚踏肌力还可通过合力机构对人体自重力产生的势能的释放速度加以控制。这种装置减轻了人在驾驶时的疲劳强度，提高行车速度，还可通过合理选择减矩机构的齿轮或链轮数比，来增大或减少输出驱动力，方便地应用在各种人力运输工具和农具上。

以下结合附图对本发明做进一步的描述。

图1是人力与重力复合装置实施例1的示意图。

图2是人力与重力复合装置实施例2的示意图。

图3是棘爪示意图。

图4是实施例1和实施例2的合力机构示意图。

图5是人力与重力复合驱动装置实施例3的示意图。

图6是人力与重力复合驱动装置减矩机构与杠杆示意图。

图7是实施例3的合力机构示意图。

图8是带有心轴变速装置的合力机构示意图。