一種超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂滑軌式人力驅(qū)動(dòng)的裝置及其自行車(chē)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
(所屬技術(shù)領(lǐng)域)
[0001]本發(fā)明涉及一種用人力驅(qū)動(dòng)的滑軌式驅(qū)動(dòng)技術(shù)，特別是一種超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂滑軌式人力驅(qū)動(dòng)的裝置及其自行車(chē)，其特征是應(yīng)用桿桿原理采用滑軌式設(shè)計(jì)，使超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂在做功時(shí)不受支點(diǎn)與臂長(zhǎng)距離關(guān)系的制約而能夠發(fā)揮最大的效能，使自行車(chē)能夠輕快的騎行，采用上下踩踏或前后蹬踏的驅(qū)動(dòng)方式騎行。
(【背景技術(shù)】)
[0002]目前廣泛使用的用于人力驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛，主要是由安裝于中軸部位的曲柄以及與之相配合的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪通過(guò)帶動(dòng)一條環(huán)形鏈接安裝于后輪軸飛輪上的鏈條作循環(huán)旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)前行的，這種方法和技術(shù)也是目前人力驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛所采用的主要技術(shù)的典范，已被全世界廣泛應(yīng)用，其技術(shù)也一直無(wú)法被超越，其循環(huán)圓周回轉(zhuǎn)式踩踏驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，自從第一輛由鏈條傳動(dòng)的自行車(chē)問(wèn)世以來(lái)一直沿用至今，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，如果不改變其驅(qū)動(dòng)原理、結(jié)構(gòu)和方法就不可能有實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，雖然目前在中、后軸部位的外變速和后輪軸上的內(nèi)變速方面有了一些改進(jìn)，但也只能做到相對(duì)速度下的省力，并不能改變騎行要快速就不省力，要省力就沒(méi)速度的現(xiàn)狀，當(dāng)然也解決不了騎行速度與騎行省力的矛盾，騎行距離與騎行耐久力的矛盾，因?yàn)榛剞D(zhuǎn)式蹬踏方式受人體結(jié)構(gòu)的限制，兩個(gè)曲柄相加的長(zhǎng)度超過(guò)40厘米，一般的人就無(wú)法騎行了 ！傳統(tǒng)自行車(chē)的驅(qū)動(dòng)曲柄長(zhǎng)度一般是17至19厘米，要想騎得快，就必須花很大的力氣，況且整個(gè)回轉(zhuǎn)踩踏用力的過(guò)程只有三分之一在作功，而且不能做到持久的用力踩踏，當(dāng)風(fēng)力較大時(shí)，要想獲得前進(jìn)的動(dòng)力，1、要么改變速比，使速度放慢；2、增加騎蹬力量；3、增加曲柄的長(zhǎng)度、改變驅(qū)動(dòng)的方法。第一種是可行的，也是目前唯一的辦法，但是只能是以犧牲速度來(lái)?yè)Q取前進(jìn)。第二種是行不通的，因?yàn)轵T行者的整個(gè)體重是有限的，不可能再增加踩踏力量了。第三種，是真正可行的，但必須突破傳統(tǒng)，那就是:增加曲柄的長(zhǎng)度，改變蹬踏的形式，創(chuàng)造出一種新的驅(qū)動(dòng)方法和裝置，這就是本發(fā)明所要揭示的。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明的目的是要提供一種用人力驅(qū)動(dòng)的滑軌式驅(qū)動(dòng)技術(shù)，特別是一種滑軌式用人力上下驅(qū)動(dòng)或前后驅(qū)動(dòng)的裝置及其自行車(chē)，主要解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷和不足，使人力交通工具在完全用人力驅(qū)動(dòng)的前提下，大幅度提高其速度而不用花費(fèi)太大的力氣，并且具有連續(xù)高速行進(jìn)的耐久力和騎行舒適性。
[0004]要在技術(shù)上真正解決這一問(wèn)題，首先要將“循環(huán)圓周回轉(zhuǎn)式踩踏驅(qū)動(dòng)方式”改為上下踩踏或前后蹬踏式的驅(qū)動(dòng)方式，然后，利用杠桿原理大幅度加長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂的長(zhǎng)度，只有將驅(qū)動(dòng)施力點(diǎn)(踏腳板)與作功支點(diǎn)(滑軌與滑輪)的距離盡量拉開(kāi)，才能使驅(qū)動(dòng)臂加長(zhǎng)；(原來(lái)的作功支點(diǎn)就是驅(qū)動(dòng)鏈輪的中心點(diǎn)，它與驅(qū)動(dòng)施力點(diǎn)的距離只有7英寸，顯然距離太短)再后，創(chuàng)造出一種滑軌式人力驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置，其作功支點(diǎn)的安裝點(diǎn)必須是遠(yuǎn)離踏腳板(驅(qū)動(dòng)施力點(diǎn))的，而作功點(diǎn)可以沿著裝置中的后滑軌平行移動(dòng)，并且始終具有相同的輸出功率；滑軌與滑輪是本發(fā)明的關(guān)鍵部件，也是本發(fā)明的主要元素，而安裝于滑軌中的杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂是本發(fā)明的又一個(gè)重要部件，它與滑軌一起共同組成了本發(fā)明的核心，這個(gè)核心就是本發(fā)明所要揭示的，即:用人力通過(guò)腳踏板施力，對(duì)連接著的兩個(gè)杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂沿前后滑軌作上下交替滑動(dòng)或前后交替滑動(dòng)并通過(guò)固定在杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂上的直齒條來(lái)帶動(dòng)安裝于驅(qū)動(dòng)軸上的齒輪，而同軸上的鏈輪、齒輪或滑輪被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動(dòng)輸出輪組的旋轉(zhuǎn)，最后通過(guò)鏈條、齒輪、皮帶或繩索驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)。最后，通過(guò)上下踩踏或前后蹬踏所必須具備的驅(qū)動(dòng)臂回復(fù)裝置才可以完成整個(gè)驅(qū)動(dòng)過(guò)程。
(技術(shù)方案)
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種滑軌式用人力上下驅(qū)動(dòng)或前后驅(qū)動(dòng)的裝置及其自行車(chē)，包括:車(chē)架、左杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂、右杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂、后左滑軌、后右滑軌、驅(qū)動(dòng)直齒條、驅(qū)動(dòng)輸出輪組、驅(qū)動(dòng)鏈條、齒輪或皮帶、被驅(qū)動(dòng)單向飛輪、齒輪或皮帶輪、滑輪、踏板、前左滑軌、前右滑軌、驅(qū)動(dòng)臂鏈接鏈條或繩索、減震器、回復(fù)鏈輪、皮帶盤(pán)或繩索盤(pán)、車(chē)把、車(chē)輪、車(chē)座；有四條滑軌分左右兩邊對(duì)稱(chēng)的安裝在車(chē)架上，車(chē)架的前部在左、右各有一條滑軌，它們是相同的，主要起定位和防止驅(qū)動(dòng)臂在驅(qū)動(dòng)時(shí)的扭曲，使左、右兩條杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂在驅(qū)動(dòng)時(shí)不會(huì)往左右兩邊搖晃和傾斜；車(chē)架的后部在左、右也各有一條滑軌，它們是相同的，與杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂相結(jié)合，主要起驅(qū)動(dòng)作用，在其根部裝有彈性件，以防止杠桿式驅(qū)動(dòng)臂撞擊車(chē)架，并且可以起回彈作用，彈性件可以是橡膠質(zhì)的，也可以是彈簧或液壓件；在驅(qū)動(dòng)時(shí)，兩條杠桿式驅(qū)動(dòng)臂沿滑軌上下滑動(dòng)或前后滑動(dòng)，其安裝在杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂上的直齒條帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輸出輪組中的單向齒輪來(lái)帶動(dòng)鏈條、扇形齒輪驅(qū)動(dòng)軸或驅(qū)動(dòng)繩索輸出到被驅(qū)動(dòng)軸上從而驅(qū)動(dòng)車(chē)輛；驅(qū)動(dòng)輸出輪組由安裝在圓軸上的二個(gè)單向驅(qū)動(dòng)飛輪和多個(gè)大小不一的鏈輪、齒輪或皮帶盤(pán)組成，其單向驅(qū)動(dòng)飛輪的外壁可以是鏈輪、齒輪或滑輪，多個(gè)大小不一的鏈輪、齒輪或滑輪起變速作用，驅(qū)動(dòng)輸出輪組中的鏈輪、齒輪或皮帶盤(pán)是本發(fā)明中的驅(qū)動(dòng)端或輸出端，可以通過(guò)鏈條、齒輪、皮帶或繩索將動(dòng)力輸出；杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂為左、右對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)，它的形狀可以是直的，也可以是多邊形的，兩條杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂每條的末端安裝著四個(gè)以上的滑輪，與滑軌相配合可作上下或前后運(yùn)動(dòng)，滑輪的滑槽可以是U形的，也可以是V形、凸形或凹形的，滑軌的截面可以是圓形的，也可以是方形、菱形、T形、L形、一字形或凹形的；當(dāng)杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂上下驅(qū)動(dòng)或前后驅(qū)動(dòng)時(shí)，滑輪起到上下滑動(dòng)或前后滑動(dòng)的作用，并起到支點(diǎn)的作用，使杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂始終可以在滑軌上作功，而所作的功則通過(guò)安裝在杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂側(cè)面的直齒條來(lái)帶動(dòng)單向齒輪使驅(qū)動(dòng)輸出輪組旋轉(zhuǎn)，而它的前端安裝著兩個(gè)踏腳板，踏腳板是施力點(diǎn)，它的中前端部位的每個(gè)側(cè)面還安裝著四個(gè)以上的滑輪，其造型和形狀與安裝在驅(qū)動(dòng)臂末端的一樣，可以安插在滑軌中沿滑軌作上下或前后自由滑動(dòng)，主要起定位作用，使兩條杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂在上下滑動(dòng)或前后滑動(dòng)時(shí)不會(huì)左右搖晃或側(cè)傾；前滑軌和后滑軌是平行的，在杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂上裝有回復(fù)裝置，它由鏈輪、鏈條、滑輪或繩索、皮帶以及避震件組成，選用鏈輪的用鏈條來(lái)連接，選用滑輪的則用繩索或皮帶來(lái)連接，所述的回復(fù)裝置安裝于車(chē)架的前部、中部或后部；兩個(gè)踏腳板分別安裝于兩個(gè)杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂的前端，使用時(shí)雙腳上下踩踏驅(qū)動(dòng)或前后踩踏驅(qū)動(dòng)，上下踩踏驅(qū)動(dòng)時(shí)是坐姿，而前后蹬踏時(shí)則是躺姿。
[0006]一般情況下，杠桿越長(zhǎng)它的驅(qū)動(dòng)行程就越短，而本發(fā)明所設(shè)計(jì)的杠桿驅(qū)動(dòng)原理突破了這一定律，本發(fā)明的精髓和關(guān)鍵是驅(qū)動(dòng)方法的大膽創(chuàng)新，運(yùn)用滑軌式驅(qū)動(dòng)方法可以使驅(qū)動(dòng)臂做的很長(zhǎng)，從而使驅(qū)動(dòng)施力點(diǎn)與被驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的距離大大拉大，并且，滑軌式驅(qū)動(dòng)方法所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力自始至終都是一樣的，因此不會(huì)縮短驅(qū)動(dòng)行程；只有將驅(qū)動(dòng)施力點(diǎn)放置于遠(yuǎn)離被驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的地方，才能大大增加杠桿力的作用，達(dá)到省力增速的目的；而滑軌式上下踩踏或前后蹬踏的驅(qū)動(dòng)方式使得這一發(fā)明得以真正實(shí)現(xiàn)。
[0007]上述人力驅(qū)動(dòng)的裝置可以安裝于兩輪人力驅(qū)動(dòng)的車(chē)上，也可以安裝于三輪和四輪人力驅(qū)動(dòng)的車(chē)上。
[0008]上述人力驅(qū)動(dòng)的裝置可以安裝于人力驅(qū)動(dòng)的車(chē)的前部，也可安裝于后部或中部。
[0009]上述人力驅(qū)動(dòng)的裝置安裝于人力驅(qū)動(dòng)的車(chē)的數(shù)量可以是一個(gè)，也可以是一個(gè)以上。
[0010]本發(fā)明的有益作用是:
[0011]一、從產(chǎn)品本身來(lái)講:改變了人力驅(qū)動(dòng)的車(chē)以往的驅(qū)動(dòng)方法，使驅(qū)動(dòng)更加省力和快速；改變了以往的驅(qū)動(dòng)原理，使其作為遠(yuǎn)距離人力交通工具成為可能；改變了人力驅(qū)動(dòng)的車(chē)以往的騎行方式，使人的坐姿更加合理和舒服，克服了以往騎馬式坐姿對(duì)人體生理所造成的傷害。
[0012]二、從社會(huì)效益來(lái)講:使更多的人將人力驅(qū)動(dòng)的車(chē)作為交通工具，對(duì)提高全民的身體素質(zhì)很有好處，并且可以大大減少因燃料燃燒所排放的廢氣，改善空氣質(zhì)量，減少災(zāi)害性氣候的產(chǎn)生；節(jié)省地球資源，延長(zhǎng)可持續(xù)發(fā)展的時(shí)間。
[0013]總之，徹底解決了 “人力驅(qū)動(dòng)的車(chē)要快速就不省力，要省力就沒(méi)速度的現(xiàn)狀；當(dāng)然也解決了騎行速度與騎行省力的矛盾，騎行距離與騎行耐久力的矛盾”。
(【附圖說(shuō)明】)
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]圖1是本發(fā)明的一種正視圖。選擇鏈條驅(qū)動(dòng)，左右兩個(gè)杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂，分別通過(guò)直齒條帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輸出輪組里的兩個(gè)單向外齒飛輪，外齒飛輪再通過(guò)同軸上的驅(qū)動(dòng)輸出輪組里的鏈輪帶動(dòng)被驅(qū)動(dòng)單向飛輪，驅(qū)動(dòng)輸出輪組與被驅(qū)動(dòng)單向飛輪由鏈條作環(huán)繞連接，采用上下踩踏驅(qū)動(dòng)或前后蹬踏驅(qū)動(dòng)。
[0016]圖2是本發(fā)明中圖1的俯視圖?？勺鳛閳D1的補(bǔ)充。
[0017]圖3是本發(fā)明的又一種俯視圖。采用齒輪驅(qū)動(dòng)，左右兩個(gè)杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂，分別通過(guò)直齒條帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輸出輪組里的兩個(gè)單向外齒飛輪，外齒飛輪再通過(guò)同軸上的驅(qū)動(dòng)輸出輪組里的傘形齒輪帶動(dòng)被驅(qū)動(dòng)單向傘形齒輪，驅(qū)動(dòng)輸出輪組里的傘形齒輪與被驅(qū)動(dòng)單向傘形齒輪由縱軸中的另外兩個(gè)傘形齒輪相連接，采用上下踩踏驅(qū)動(dòng)或前后蹬踏驅(qū)動(dòng)。
[0018]圖4是本發(fā)明的又一種俯視圖。選擇皮帶或繩索驅(qū)動(dòng)，左右兩個(gè)杠桿式超長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)臂，分別通過(guò)直齒條帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輸出輪組里的兩個(gè)單向外齒飛輪，外齒飛輪再通過(guò)同軸上的驅(qū)動(dòng)輸出輪組里的皮帶盤(pán)或繩索盤(pán)驅(qū)動(dòng)被帶動(dòng)單向皮帶盤(pán)或繩索盤(pán)，驅(qū)動(dòng)輸出輪組里的皮帶盤(pán)或繩索盤(pán)與被驅(qū)動(dòng)單向皮帶盤(pán)或繩索盤(pán)由皮帶或繩索相連接，采用上下踩踏驅(qū)動(dòng)或前后蹬踏驅(qū)動(dòng)。
[0019]圖5是本發(fā)明的又一種俯視圖。主要描述了前、后滑軌與滑輪的造型與形狀的不同。本附圖所選擇的是橢圓型的滑軌和帶圓弧的凹形滑輪，無(wú)論選擇何種形狀的滑軌和滑輪，只要與本發(fā)明所表述的相符，都能實(shí)現(xiàn)其發(fā)明。
[0020]圖6是本發(fā)明的又一種俯視圖。主要描述了前、后滑軌與滑輪的造型與形狀的不同。本附圖所選擇的是長(zhǎng)方型的滑軌和凹形滑輪，無(wú)論選擇何種形狀的滑軌和滑輪，只要與本發(fā)明所表述的相符，都能實(shí)現(xiàn)其發(fā)明。
[0021]圖7是本發(fā)明的又一種俯視圖。主要描述了前、后滑軌與滑輪的造型與形狀的不同。本附圖所選擇的是凹型的滑軌和凸形滑輪，無(wú)論選擇何種形狀的滑軌和滑輪，只要與本發(fā)明所表述的相符，都能實(shí)現(xiàn)其發(fā)明。
[0022]圖8是本發(fā)明的又一種俯視圖。主要描述了前、后滑軌與滑輪的造型與形狀的不同。本附圖所選擇的是菱