[其他]脚踏三轮车、自行车用省力装置

说明书

本实用新型涉及一种省力装置，特别是适用于人力三轮车、自行车的脚踏省力装置。

人们在骑人力三轮车或载重自行车时，通常是坐在座垫上，用脚踩车的脚蹬，用力较大，对于重载远道，人的体力消耗很大，老弱病残者难以胜任，骑车在上坡时，所耗体力更大。

本实用新型的目的在于提供一种脚踏省力装置，它能将骑车者的一部分人体重力作为能量储存起来，尔后又自然地释放出去，从而达到骑车省力和减少疲劳的效果。

本实用新型是按如下方式实现的：该脚踏省力装置主要由外壳、弹簧、滑块和连杆所组成。外壳可是圆筒形或是由左右两个瓦形片经焊接而成为一体的。外壳内安装了一根圆柱螺旋拉伸弹簧，它上端固定在外壳顶端上盖上，下端与滑块相连接。为了便于滑块的上下运动，滑块与外壳之间应留有一定的间隙。连杆安装在滑块与脚蹬轴之间，它的一端与滑块活动连接，另一端设有活连接扣环，使得连杆很方便地安装在脚蹬轴上，又很容易地从脚蹬轴上解脱下来，还可随着脚踏的转动而运动。在外壳的下部有一对称于轴线的开口槽，以便于连杆随着脚踏的转动而摆动。

本实用新型所提出的脚踏省力装置的省力原理受力分析见图4。

人力三轮车、自行车安装了本省力装置，在不考虑人所施给脚蹬的力，而仅考虑人体重力对车轮转动的影响时：

前半圈（按顺时针由C→D点）：

当≥_转＋_弹时，则车轮转动前进。其中：

_转——车轮转动的摩擦阻力在C点切线方向分力；

_弹——由弹簧联带的连杆力在C点切线方向分力；

_重——人体重力在C点切线方向分力。

后半圈（按顺时针由D→C点）：

若满足_弹≥_转，则车轮就能继续转动前进。_弹是由弹簧释放出来的，也就是说，靠弹簧储存的能量，起到自行转动半圈之目的。

力的分析及计算公式如下：

滑块A点：在外壳对滑块的摩擦阻力忽略不计的情况下，由垂直方向平衡条件得：

N′＝ (T)/(Cosθ) （1）

式中：T——弹簧的拉力，T＝KΔX

N′——连杆对滑块的拉力

F——外壳对滑块的压力

脚蹬轴C点：根据力的分析，由C点切线方向平衡条件得：

PCosβ＝NCos（β－θ）＋P转                （2）

式中：P－－骑车者作用于脚蹬上的人体重力显然P_重＝PCosβ

N－－连杆给脚蹬轴的拉力，N＝N′

将（1）代入（2）得：

PCosβ＝ (Cos（β－θ）)/(Cosθ) ·KΔX＋P_转（3）

由（3）式即可计算出设计弹簧所需的系数K值。

本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

图1是本实用新型提出的脚踏省力装置的剖面图。

图2是连杆下端与脚蹬轴活连接扣环放大图。

图3是本实用新型提出的脚踏省力装置用于自行车的安装位置示意图。

下面结合附图说明本实用新型提出的具体装置的细节及有关情况。