[发明专利]人力驱动装置与动能回收利用技术

说明书

本发明涉及驱动装置，特别涉及人力驱动装置及动力回收利用技术。

现有的人力区动装置多采用脚踏或手力驱动，没有最大限度利用人的体能与体重，因而驱动力是很有限的。

本发明的目的是，提供一种人力驱动装置，此装置不仅利用了腿的蹬力，还利用了蹬腿时在人体背部产生的反作用力及人体的重力，还可同时利用手的扳力，这就使得驱动力比常见驱动装置提高了好多倍。

本发明的另一个目的是，利用发电机和蓄电池和/或油泵(或气泵)回收人力驱动或机动车辆或运动器材的多余能量供再次使用。特别是利用制动时回收的油压或气压用于撑力缸的驱动，例如火车、电车或其他人力或机动车起动时利用撑力缸的活塞撑向地面而使车辆在起动时大大减小发动机起动功率，从而可大大减小装机容量。

本发明的再一个目的是，利用安装在人力驱动装置座椅靠背上的按摩和磁力医疗器具达到运动健身治病的目的。

背靠和手扳驱动机构如图1所示。图上只表示一套机构的示意图，也可在座位两侧各安装一套同样的驱动机构。

靠背101向后靠时通过撑杆102使杠杆103向后摆动，连接于杠杆103下端的连杆104向前推动。连杆104的直线运动可通过曲轴或如图2所示的驱动臂，变成轴的回转运动，如果要使驱动臂下端向后转动，则连杆104必须通过另一根杠杆改变动作方向。当人体上身前倾时，活转座板109前梁下压与之活转连接的连杆110，并使另一驱动臂108向下转动。当手扳动手柄105时，其下端通过连杆107也能使驱动臂转动。因为向后靠时的驱动力最大，而向前倾时的驱动力最小，为了使驱动力平衡，可以在驱动力最大时使弹簧压缩或拉伸，而在驱动力最小时使弹簧贮存的弹力释放出来。

撑杆102的前端可卡在靠背101上的不同位置，以调整后靠力，不想后靠时，还可将撑杆向后转动到虚线位置，另外支点111，112和113可作上下调整以适应座位的上下调整。驱动臂可以安装在脚踏轴上，也可以安装在单独的中间轴上。图2上1为脚踏扳，3为棘轮，此棘轮使驱动臂仅在向前摆动时能驱动脚踏轴。4为驱动链轮，可以带动从动轴上的链轮31(见图3)。该链轮内装棘轮，使之仅当正转时才驱动从动轴。离合器21可接合电动机11。变速箱41为空档时，其输出轴仍带动变速箱61的输入轴，带动车轴或其它被拖动设备的传动轴。输出链轮或齿轮51不工作。变速箱61为空档时，发电机8不工作。踏动制动板7时变速箱61可换到增速比较高的高速档(可以有一个以上档)。变速箱41和61也可以合并成一个变速系统。

如果驱动人力较多，或者为了安装方便，两个变速箱可以对车轴垂直安装，如图4所示。这时，从动链轮601经伞齿轮602和603驱动变速箱604，后者输出轴上的连轴器608可用于驱动车轴或其他被拖动设备。

如果可能或经济上合算，电动机和发电机可采用电动机发电机两用电机或油泵(气泵)和油马达(气动马达)两用机代替。

最简便的方法是，将永磁无刷电机直接安装在车轮轮毂上。此种电机采用电子变频技术进行调速，并由电脑控制。当负载电流增大到设定值时，能自动减速。速度传感器不断向速度计数比较器输入信号，比较器每到一定时间与设定值或操作指令值进行一次比较，并实行自动调速。

最好在前轮和后轮上都安装无刷电机，并使左右侧电机都可独立停车和制动，这就使车辆的转向性能更好。前轮和后轮电机可同时驱动，也可同时或部分变成发电机，而人力驱动装置则通过一个变速机构驱动一个专用发电机。

电机或发电机产生的电力通过带有一系列电容器的电子稳压电路向蓄电池充电，装在轮毂上的电机也同时通过开关电路，由稳压电路连接蓄电池的输出端供电。电容用于吸收波涌电压或高峰电压，并使蓄电池获得连续稳定的充电。电容器最好分成几组，每组由额定电压不同的电压开关自动进行充电或放电。

采用这种驱动方式的优点是，机械传动系统比较简单，车辆转向和倒车比较灵活。变速箱61或605上还可安装油泵或气泵，必要时可代替发电机。当然还必须配备贮气缸或蓄压器。踏下制动踏板时，先使发电机增速，和/或接合气泵或油泵，再向下踏时才打开制动阀门。如果采用后一种驱动方式，制动时先使正在驱动的电机变成发电机，使专用发电机增速，起动气泵或油泵或使之增速，最后才使制动阀门打开。