專利名稱：人力車的蓄能助力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人力車的助力、變速裝置，具體的是一種人力車的蓄能助力裝置。
以人力驅(qū)動的車輛例如自行車、三輪車作為交通工具已有很長的歷史，即使在汽車高度發(fā)展的今天，人力車由于結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，不像汽車那樣以尾氣和噪聲污染環(huán)境，對路面要求不高，因而仍然具有強勁的生命力，深受城市、鄉(xiāng)村民眾的歡迎。
就目前而言，所有人力車均以人體自然能為直接動力，通過較長的鏈條傳遞動力，故而人體自然力的浪費和損耗均較大，騎行條件不甚理想。有級變速自行車雖然較為合理地利用了人體自然力，但仍然未能跳出人力車動力傳動系的原有臼巢，而且易出故障。有些人力車安裝了汽油發(fā)動機或電瓶電動機的助力裝置，但結(jié)構(gòu)復雜，產(chǎn)生類同汽車的尾氣、噪聲污染、而且易出故障，騎行不夠安全。
本發(fā)明的目的是克服上述不足，提供一種人力車的蓄能助力裝置，能夠最大限度地合理利用人體自然能，并以切實可行的方式蓄積能量及釋放能量，以與傳統(tǒng)的人力車動力傳動系截然不同的方式傳遞人體自然力，兼且變速無級、平滑穩(wěn)定，既無須浪費任何能源，亦不會污染環(huán)境，實現(xiàn)個人交通的輕捷、省力、便利、安全實用和經(jīng)濟的要求。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種人力車的蓄能助力裝置，主要由箱體、蓄能器、腳踏動力軸及傳動齒輪組成，安裝于人力車原中軸位置的車架上，其特征在于箱體為由左、右側(cè)板、底板、端連接板構(gòu)成的中空的連體構(gòu)造；蓄能器的主體為一蝸卷彈簧，其一端連接于第一軸的軸套，另端固定于蝸卷彈簧防護罩，該防護罩固定于箱體，該第一軸上靠近蝸卷彈固裝有棘輪、離合器，該離合器連接收緊齒輪；該棘輪的棘齒與有單向活動棘爪的蓄能齒輪配合，其轉(zhuǎn)向為人力車前進，離合器處于中間位置時，該棘輪帶動蓄能齒輪旋轉(zhuǎn)；離合器與收緊齒輪接合時，所述螺卷彈簧旋緊。
腳踏動力軸上套裝有雙連齒輪，該雙聯(lián)齒輪內(nèi)緣裝有類同于自行車小飛輪的棘齒，與腳踏動力軸的活動棘爪相配合，構(gòu)成單向轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)；其傳動組合關(guān)系是所述第一軸上的蓄能齒輪與固裝于第二軸上的傳動齒輪嚙合，第一軸上的收緊齒輪經(jīng)裝于惰輪軸的惰輪與裝于第二軸的傳動齒輪嚙合，裝于第一軸的離合器由離合器連桿撥動而離、合，該連桿以鋼繩連接于裝在車把上的手控開關(guān)；所述第二軸的傳動齒輪與裝于腳踏動力軸上的雙聯(lián)齒輪中的小齒輪嚙合，該雙聯(lián)齒輪中的大齒輪經(jīng)裝于惰輪軸上的惰輪與固裝于第四軸的傳動齒輪嚙合；第四軸以傳動輪傳動第五軸，在第五軸的外伸端裝有鏈輪，該鏈輪以鏈條連接人力車后軸上的鏈輪；所述第一軸、第二軸、腳踏動力軸、第四軸、第五軸均為橫向平行軸，各裝于箱體的軸承座中。
本發(fā)明的目的還可以通過以下措施實現(xiàn)所述第四軸和第五軸之間的傳動輪為無級變速器，該無級變速器由裝在第四軸上的固定錐輪和可沿軸向相對滑動改變距離的滑移錐輪、裝在第五軸上的固定錐輪和可軸向移動的滑移錐輪組成，其間裝有首尾相連的傳送帶，所述滑移錐輪各由裝在離合錐輪位移架的底板上的撥叉撥動，該離合錐輪位移架的底板有縱向滑槽可沿箱體底板上的滑軌移動，該位移架由位移架控制器控制移動并由復位彈簧復位，該控制器為一對鉸接的肘形連桿，其一肘端鉸接于箱體的底板，另一肘端鉸接于位移架，該肘形連桿的中心鉸接點以鋼繩連接于裝在人力車車把上的手控開關(guān)。
在所述第二軸上裝有離合器，該離合器與裝于第一軸的離合器由離合器連桿撥動而輪換離合，該離合器連接傳動齒輪。
所述腳踏動力軸上還裝有限速/鎖緊器，其具體結(jié)構(gòu)是在該腳踏動力軸上套裝的雙聯(lián)齒輪的中間套筒的外徑上裝有制動帶，該制動帶的一端固定于箱體的底板，另端連接一鋼繩，該鋼繩經(jīng)換向繩輪連接于人力車的車把上的手控開關(guān)。
所述第五軸與人力車后軸之間的傳動也可從使用傘齒輪副。
所述箱體上支承第一軸、第二軸、腳踏動力軸、第四軸的軸承座中裝有滑動/滾動軸承。
本發(fā)明有以下積極有益的效果1、本蓄能助力裝置無需使用安裝于中軸的傳統(tǒng)花盤(大鏈輪)，所用的傳動鏈條比傳統(tǒng)的傳動鏈條短。同時裝設(shè)有別于傳統(tǒng)推力球軸承的向心球軸承，故而傳動平穩(wěn)順滑，人體自然能可以盡量發(fā)揮，且浪費或損耗微?。灰嗖粫l(fā)生鏈條脫落的情況。
2、本蓄能助力裝置騎行輕快省力，平穩(wěn)舒適，且較普通人力車安全，并可在無需踏動的狀態(tài)下長距離平穩(wěn)滑行。
3、本蓄能助力裝置所用的鏈輪完全可以改換其他方式的傳遞動力，例如，可以改換成皮帶輪或傘齒輪與后輪連接。
4、本蓄能助力裝置的傳動系統(tǒng)完全有別于現(xiàn)有以人力為牽引動力的車輛，故適用于一切以人力為牽引動力的車輛，包括自行車、三輪車，只要裝在鋼架上即可(請參見圖一之實施例圖)。并可根據(jù)不同車型、規(guī)格調(diào)整結(jié)構(gòu)位置和結(jié)構(gòu)關(guān)系。
5、本蓄能助力裝置結(jié)構(gòu)緊湊，工藝簡單，易于制造。該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員完全能夠輕易實現(xiàn)。
現(xiàn)以較佳實施例結(jié)合附圖進行說明

圖1是本發(fā)明的裝置應用于自行車的實施例的外形示意圖；圖2是圖1中安裝的蓄能助力裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，為圖3的A-A剖截視圖；圖3是圖2的俯視圖；圖4是圖2的側(cè)視圖，為圖3的B-B剖截視圖；圖5是圖3的C-C局部剖截視圖；圖6是圖2中離合錐輪位移架的另件結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖4中限速/鎖緊器的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖編號1.惰輪 2.惰輪軸3.收緊齒輪 4.蓄能齒輪5.腳踏動力軸雙聯(lián)齒輪的小齒輪6.腳踏動力軸雙聯(lián)齒輪的大齒輪 7.惰輪軸8.惰輪 9.第四軸10.離合錐輪及復位彈簧 11.離合錐輪位移架111.位移架底板 112.位移架撥叉113.位移架撥叉 114.位移架底板上的滑槽115.箱體底板上的滑軌12.第五軸 13.錐輪14.箱體15.錐輪16.傳動帶 17.位移架控制器18.鏈輪19.離合錐輪及復位彈簧20.蝸卷彈簧21.離合器控制鋼索22.位移架控制鋼索 23.內(nèi)蝸卷彈簧的防護罩24.內(nèi)棘輪 25.第一軸離合器26.離合器連桿 27.第二軸離合器28.第二軸傳動齒輪 29.限速/鎖緊器291.雙聯(lián)齒輪(5、6)中間的套筒 292.制動帶293.鋼繩 294.換向繩輪30.軸承端蓋(內(nèi)裝軸承)31.腳踏動力軸(即第三軸)32.第二軸傳動齒輪 33.第二軸34.第四軸傳動齒輪 35.第一軸351.連接蝸卷彈簧的軸套本發(fā)明的人力車的蓄能助力裝置，主要由箱體、蓄能器、腳踏動力軸及傳動齒輪組成，安裝于人力車原中軸位置的車架上，請參照圖1圖2圖3圖4。
箱體14為由左、右側(cè)板、底板、端連接板構(gòu)成的中空的連體構(gòu)造；蓄能器的主體為一蝸卷彈簧20，其一端連接于第一軸35的軸套351，另端固定于蝸卷彈簧防護罩23見圖5，該防護罩固定于箱體14，該第一軸上靠近蝸卷彈固裝有棘輪24、離合器25，該離合器連接收緊齒輪3；該棘輪24的棘齒與有單向活動棘爪的蓄能齒輪4配合，其轉(zhuǎn)向為人力車前進，離合器25處于中間位置時，該棘輪24帶動蓄能齒輪4旋轉(zhuǎn)；離合器25與收緊齒輪3接合時，所述螺卷彈簧20旋緊。
腳踏動力軸31上套裝有雙連齒輪5、6該雙聯(lián)齒輪內(nèi)緣裝有類同于自行車小飛輪的棘齒，與腳踏動力軸的活動棘爪相配合，構(gòu)成單向轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)；其傳動組合關(guān)系是所述第一軸上的蓄能齒輪4與固裝于第二軸33上的傳動齒輪32嚙合，第一軸上的收緊齒輪3經(jīng)裝于惰輪軸2的惰輪1與裝于第二軸的傳動齒輪28嚙合，裝于第一軸的離合器25由離合器連桿26撥動而離、合，該連桿26以鋼繩21連接于裝在車把上的手控開關(guān)；所述第二軸的傳動齒輪28與裝于腳踏動力軸31上的雙聯(lián)齒輪中的小齒輪5嚙合，該雙聯(lián)齒輪中的大齒輪6經(jīng)裝于惰輪軸7上的惰輪8與固裝于第四軸9的傳動齒輪34嚙合；第四軸以傳動輪傳(例如齒輪、鏈輪)動第五軸，在第五軸的外伸端裝有鏈輪18，該鏈輪以鏈條連接人力車后軸上的鏈輪；所述第一軸35、第二軸33、腳踏動力軸31、第四軸9、第五軸12均為橫向平行軸，各裝于箱體14的軸承座中。
在較佳實施例中，所述第四軸和第五軸之間的傳動輪為無級變速器，該無級變速器由裝在第四軸上的固定錐輪15和可沿軸向相對滑動改變距離的滑移錐輪10、裝在第五軸上的固定錐輪13和可軸向移動的滑移錐輪19組成，其間裝有首尾相連的傳送帶16，所述滑移錐輪10、19各由裝在離合錐輪位移架11(見圖6)的底板111上的撥叉112、113撥動，該離合錐輪位移架11的底板111有縱向滑槽114可沿箱體底板上的滑軌115移動，該位移架11由位移架控制器17控制移動并由復位彈簧(附圖未示)復位，該控制器17為一對鉸接的肘形連桿，其一肘端鉸接于箱體的底板，另一肘端鉸接于位移架11，該肘形連桿的中心鉸接點以鋼繩22連接于裝在人力車車把上的手控開關(guān)。
實施時，還可以在所述第二軸上裝有離合器27，該離合器27與裝于第一軸的離合器25由離合器連桿26撥動而輪換離合，該離合器27連接傳動齒輪28。
請同時參見圖7，所述腳踏動力軸31上還裝有限速/鎖緊器29，其具體結(jié)構(gòu)是在該腳踏動力軸31上套裝的雙聯(lián)齒輪5、6的中間套筒291的外徑上裝有制動帶292，該制動帶292的一端固定于箱體14的底板，另端連接一鋼繩293，該鋼繩經(jīng)換向繩輪294連接于人力車的車把上的手控開關(guān)。
實施時，所述第五軸與人力車后軸之間的傳動也可從使用傘齒輪副。
實施時，所述箱體14上支承第一軸35、第二軸33、腳踏動力軸31、第四軸9的軸承座中裝有滑動/滾動軸承。
實施時，在箱體14上可以設(shè)有上蓋，附圖未示。
本蓄能助力裝置乃根據(jù)阿基米德螺旋線的原理，利用某些金屬材料的物理特性蓄能/釋能及無級變速。就蓄能裝置而言，選用適宜的蝸卷形優(yōu)質(zhì)彈簧(俗稱發(fā)條)，以最簡便的方式、最大限度地蓄積人體自然能轉(zhuǎn)換的機械能，按照騎行者的操縱釋放蓄積能量，即可達到理想的蓄能/釋能效果；至于無級變速，采用可以離合的錐輪，復以線拉連桿牽引位移架的方式控制離合錐輪軸向位移，從而改變第四軸第五軸主從錐輪的工作徑比，即可達到理想的無級變速效果。
本蓄能助力裝置以第一軸為蓄能/釋能的工作軸；以第三軸為踏動力軸；以第四軸第五軸為無級變速的工作軸。也可根據(jù)不同的車型或不同的用途調(diào)整結(jié)構(gòu)。
圖2所示主視圖為便于所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能清楚本蓄能無級變速裝置結(jié)構(gòu)，故剖開箱體展示；各軸兩端均裝有軸承，惟為能清楚顯示結(jié)構(gòu)，故未畫出各軸承。
蓄能時，首先鎖緊第一軸的離合器25，同時打開第二軸的離合器27，令第二軸的兩個傳動齒輪32和28脫開，踏動力軸31，則踏動力軸上的棘爪與內(nèi)棘輪嚙合，從而帶動雙聯(lián)齒輪6和5，經(jīng)第二軸傳動齒輪28、惰輪1傳遞人體自然力至第一軸的收緊齒輪3，棘輪24自動鎖緊內(nèi)裝式或外裝式的蝸卷彈簧20，從而完成蓄能。蓄能程序可在騎行狀態(tài)中輕松而方便地完成。
釋能時，首先鎖緊第二軸的離合器27，分別與第二軸上的兩個傳動齒輪32和28接合，同時打開第一軸的離合器25及第三軸的限速/鎖緊器29，第一軸蓄能齒輪4即開始工作，釋放蓄積的能量，經(jīng)第二軸傳動齒輪32及28，第三軸的雙聯(lián)齒輪5和6、惰輪8與第四軸傳動齒輪34，以恒定速比傳遞蓄積動力，再經(jīng)第四第五軸的離合錐輪15、10、19及13，傳遞可變速比動力至第五軸的同軸外裝鏈輪18，最后經(jīng)鏈條將動力傳遞至后輪。踏動力軸31上因有棘爪與內(nèi)棘輪嚙合，故而在騎行狀態(tài)中不會發(fā)生任何干擾情況。
無級變速時，手控裝置于車把上的控制器，牽引位移架控制器17，位移架11沿滑槽滑軌(例如滾珠)滑動，離合錐輪19及10同時軸向位移，主從錐輪的工作徑比發(fā)生變化，傳動帶16亦隨之發(fā)生平穩(wěn)順滑的徑向變化，從而完成無級變速。
釋能時，騎行者如果無需本蓄能無級變速裝置設(shè)定的最高速度，可以利用限速/鎖緊器限速，亦可將未用完的能量鎖定，留待下次出行。
當無需蓄能裝置工作時，同時打開離合器27和25，即可徑行以人體自然力踏動前行。速比可以隨意調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種人力車的蓄能助力裝置，主要由箱體、蓄能器、腳踏動力軸及傳動齒輪組成，安裝于人力車原中軸位置的車架上，其特征在于箱體(14)為由左、右側(cè)板、底板、端連接板構(gòu)成的中空的連體構(gòu)造；蓄能器的主體為一蝸卷彈簧(20)，其一端連接于第一軸(35)的軸套(351)，另端固定于蝸卷彈簧防護罩(23)，該防護罩固定于箱體(14)，該第一軸上靠近蝸卷彈固裝有棘輪(24)、離合器(25)，該離合器連接收緊齒輪(3)；該棘輪(24)的棘齒與有單向活動棘爪的蓄能齒輪(4)配合，其轉(zhuǎn)向為人力車前進，離合器(25)處于中間位置時，該棘輪(24)帶動蓄能齒輪(4)旋轉(zhuǎn)；離合器(25)與收緊齒輪(3)接合時，所述螺卷彈簧(20)旋緊；腳踏動力軸(31)上套裝有雙連齒輪(5、6)該雙聯(lián)齒輪內(nèi)緣裝有類同于自行車小飛輪的棘齒，與腳踏動力軸的活動棘爪相配合，構(gòu)成單向轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)；其傳動組合關(guān)系是所述第一軸上的蓄能齒輪(4)與固裝于第二軸(33)上的傳動齒輪(32)嚙合，第一軸上的收緊齒輪(3)經(jīng)裝于惰輪軸(2)的惰輪(1)與裝于第二軸的傳動齒輪(28)嚙合，裝于第一軸的離合器(25)由離合器連桿(26)撥動而離、合，該連桿(26)以鋼繩(21)連接于裝在車把上的手控開關(guān)；所述第二軸的傳動齒輪(28)與裝于腳踏動力軸(31)上的雙聯(lián)齒輪中的小齒輪(5)嚙合，該雙聯(lián)齒輪中的大齒輪(6)經(jīng)裝于惰輪軸(7)上的惰輪(8)與固裝于第四軸(9)的傳動齒輪(34)嚙合；第四軸以傳動輪傳動第五軸，在第五軸的外伸端裝有鏈輪(18)，該鏈輪以鏈條連接人力車后軸上的鏈輪；所述第一軸(35)、第二軸(33)、腳踏動力軸(31)、第四軸(9)、第五軸(12)均為橫向平行軸，各裝于箱體(14)的軸承座中。
2.如權(quán)利要求1所述的人力車的蓄能助力裝置，其特征在于所述第四軸和第五軸之間的傳動輪為無級變速器，該無級變速器由裝在第四軸上的固定錐輪(15)和可沿軸向相對滑動改變距離的滑移錐輪(10)、裝在第五軸上的固定錐輪(13)和可軸向移動的滑移錐輪(19)組成，其間裝有首尾相連的傳送帶(16)，所述滑移錐輪(10)和(19)各由裝在離合錐輪位移架(11)的底板(111)上的撥叉(112)、(113)撥動，該離合錐輪位移架(11)的底板(111)有縱向滑槽(114)可沿箱體底板上的滑軌(115)移動，該位移架(11)由位移架控制器(17)控制移動并由復位彈簧復位，該控制器(17)為一對鉸接的肘形連桿，其一肘端鉸接于箱體的底板，另一肘端鉸接于位移架(11)，該肘形連桿的中心鉸接點以鋼繩(22)連接于裝在人力車車把上的手控開關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述的人力車的蓄能助力裝置，其特征在于在所述第二軸上裝有離合器(27)，該離合器(27)與裝于第一軸的離合器(25)由離合器連桿(26)撥動而輪換離合，該離合器(27)連接傳動齒輪(28)。
4.如權(quán)利要求1所述的人力車的蓄能助力裝置，其特征在于所述腳踏動力軸(31)上還裝有限速/鎖緊器(29)，其具體結(jié)構(gòu)是在該腳踏動力軸(31)上套裝的雙聯(lián)齒輪(5、6)的中間套筒(291)的外徑上裝有制動帶(292)，該制動帶(292)的一端固定于箱體(14)的底板，另端連接一鋼繩(293)，該鋼繩經(jīng)換向繩輪(294)連接于人力車的車把上的手控開關(guān)。
5.如權(quán)利要求1所述的人力車的蓄能助力裝置，其特征在于所述第五軸與人力車后軸之間的傳動也可從使用傘齒輪副。
6.如權(quán)利要求1所述的人力車的蓄能助力裝置，其特征在于所述箱體(14)上支承第一軸(35)、第二軸(33)、腳踏動力軸(31)、第四軸(9)的軸承座中裝有滑動/滾動軸承。
全文摘要
一種人力車的蓄能助力裝置,主要由箱體、蓄能器、腳踏動力軸及傳動齒輪組成,安裝于人力車原中軸位置的車架上,蓄能器的主體為一蝸卷彈簧,其一端連接于第一軸的軸套,另端固定于防護罩,第一軸上的蓄能齒輪經(jīng)第二軸的傳動齒輪與腳踏動力軸上的雙聯(lián)齒輪嚙合,該雙聯(lián)齒輪經(jīng)第四軸的傳動輪傳動第五軸,在第五軸的外伸端裝有連接人力車后軸的鏈輪;本發(fā)明能夠最大限度地合理利用人體自然能,變速無級、平滑、穩(wěn)定,實現(xiàn)個人交通的輕捷、省力、便利安全。
文檔編號B62M21/00GK1240742SQ9810258
公開日2000年1月12日 申請日期1998年7月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月3日
發(fā)明者居永明, 居東焜 申請人:居永明, 居東焜