[发明专利]往复式双棘轮式车

说明书

本发明涉及一种用手或脚驱动的轮式车，具体地说是乘骑者往复地施加压力驱动车辆(例如自行车、三轮车、轮椅车)运动的一种轮式车。

以乘骑者通过用手或脚运动为驱动力的轮式车，最常见地如自行车、三轮车或轮椅车等。这类轮式车是依靠驱动曲柄(脚踏板或手柄)带动链轮转动，并通过链条将动力传到车轮使其运动，例如，踏自行车的脚踏板使自行车前进。但是在曲柄作圆周转动时，曲柄只有半周是有效施力运动，而另半周是准备和恢复施力过程。同时在有效的半周施力运动中，也只有当曲柄转动到与曲柄最高位置30～150°之间才有较大的力矩，即曲柄运动一周真正有效运动只占1/3左右。因此，目前采用的各种人力轮式车，在行驶时比较吃力，特别是在上坡或顶风行进时难度就更大。

本发明的目的是提供一种驱使省力、效率高、行驶快的用手或脚驱动的轮式车。

本发明的轮式车是在目前通常使用的轮式车基础上改变其施力方式重新设计而成的。通用轮式车，例如自行车、动力传动系统主要由中轴，后轴及组装在其上的附件组成，具体地说在中轴上固定有链轮及一对曲柄，两曲柄相对反对称安装在中轴两端，曲柄另一端安装有施力的脚踏板，后轴上安装有飞轮，链轮与飞轮通过链条传递动力构成动力传动系统。本发明轮式车的特征在于上述动力传动系统中；1、曲柄不是与中轴紧固定而是通过轴承将曲柄安装在中轴上，即曲柄可在中轴上自由转动，且曲柄上安装有一棘轴、棘轴上安装有棘爪；2、中轴上除固定有链轮外，且固定有棘轮(棘轮数与曲柄数相同)，曲柄上的棘爪与棘轮组成棘轮付，当曲柄向前转动时，棘爪推动棘轮使其同向转动；3、中轴架上固定有复位弹簧，复位弹簧的另一端加在曲柄上，当曲柄施加力向前转动到一定位置时(曲柄有效施力半周内)，停止对曲柄施力，在复位弹簧的弹力作用下将曲柄恢复到施力前的位置。当棘爪推动棘轮转动时，固定在中轴上的链轮随之转动，并通过链条将动力传递到后轴飞轮上使后轮运动。下面通过附图对本发明轮式车的动力传动系统给予进一步说明。

图1为以自行车为例本发明轮式车动力传动系统中中轴部分的结构图，图2为图1的K向视图。图中：1.右曲柄；2.左曲柄；3.右棘轮；4.左棘轮；5.防尘罩；6.棘爪；7.锁垫；8.中轴棍；9.棘轴；10.中轴档；11.中轴档；11.中轴碗；12.链轮；13.复位弹簧；14.联板；15.钢珠；16.含油轴承。除图1、图2所示的中轴部分结构外的其它结构与现有自行车的动力传动系统相同。由图1、图2示出本发明轮式车的主要结构特征，即与中轴棍9与曲柄1、2通过含油轴承16连结，使曲柄可以自由转动，曲柄1、2上分别安装有棘轴9，其上加有棘爪6；在中轴棍；上除固定有链办12外，且固定有棘轮3、4(与曲柄1、2相对应)，棘爪6与棘轮4、5组成棘轮付，当曲柄向前转动时棘爪6推动棘轮4、5向前转动，带动链轮12转动，通过链条带动后轴上的飞轮，驱使后轮转动。左曲柄2转动到一定位置通过复位弹簧13使其复位，复位弹簧一端固定在棘轴9上，另一端固定在固定中轴的五通中轴架上，复位弹簧13使曲柄2在曲柄有效作功区域内往复运动。右曲柄1的复位也可以用一根复位弹簧，但因弹簧得绕过链轮12力臂较长所以改用一个联板14完成其复位动作，联板14与复位弹簧13相同都固定在五通中轴架上。同普通的自行车中轴的安装方法相似，在五通中轴架上安装一对中轴碗11、加好钢珠15，用中轴档10将中轴棍8安装在中轴架上，为防止中轴档10松动加锁垫7。然后在中轴棍8上固定棘轮3、4、链轮12、复位弹簧13、联板14、通过含油轴承16加上曲柄1、2，为防止棘轮3、4进入尘土，可在外加一防尘罩5，这样完成中轴部分的安装，其它部分与普通自行车的相应部分相同，按通常采用的方法即可组装成本发明轮式车的动力传动系统，最后组装成自行车。

上述动力传动系统的运行过程如下，乘骑者踏动曲柄上的脚踏板使曲柄1或2向前转动，曲柄上的棘爪6推动棘轮3或4，棘轮3或4带动固定在中轴棍8上的链轮12转动，并通过链条和飞轮使后轮转动。当曲柄运动到一定位置，一般是曲柄最高位置转动150°角度左右，不再踏动脚踏板，借复位弹簧13或联板14的弹力使曲柄2或1恢复到原位置，一般是曲柄最高位置转动30°角度左右，这样使曲柄在最有效的施力范围内往复运动驱使自行车前进。

在本发明的主动传动系统中，由于力是通过棘爪加在棘轮的棘齿上，对于链轮而言，相当于将作用力点由中轴棍拉长到棘齿上，因而可减少施力的大小，即达到省力之目的，如利用原自行车的曲柄可大大减少踏脚踏板的作用力。这样本发明中的链轮可以加大，可以增加链轮与飞轮之间的齿数比，即可实现加速之目的。