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CN111619723A - 滑轮组与杠杆组合驱动装置和自行车 - Google Patents

滑轮组与杠杆组合驱动装置和自行车 Download PDF

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CN111619723A CN202010650713.8A CN202010650713A CN111619723A CN 111619723 A CN111619723 A CN 111619723A CN 202010650713 A CN202010650713 A CN 202010650713A CN 111619723 A CN111619723 A CN 111619723A
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Abstract

本发明公开一种滑轮组与杠杆组合驱动装置和自行车，包括并排设置的两根高支架和两根低支架；在低支架上设置有动力输入轴和绞轮；在高支架上设置有定滑轮、曲轴、和杠杆；杠杆的一端与高支架铰接作为支点，另一端安装有动滑轮；杠杆两端之间设置有斜槽；绞索的端头固定在绞轮上，绞索另一端头绕经定滑轮和动滑轮后，固定在定滑轮轴心垂直向下的任一点上；动力输入轴通过带动绞轮绞收所述绞索，绞索拉动定滑轮和动滑轮从而拉动杠杆撬动曲轴旋转输出动力。本发明的自行车包含滑轮组与杠杆组合驱动装置，达到省力快速。

Description

滑轮组与杠杆组合驱动装置和自行车
技术领域
本发明涉及机械制造技术领域，尤其是一种滑轮组与杠杆组合驱动装置和自行车。
背景技术
杠杆及滑轮组的运用非常普遍，虽然常见，尤其是滑轮组，亦多为吊起重物或拖拽重物，很省力。但利用滑轮组加杠杆可以叠加增大的传动比，来逐级提升加大，可以连续输出旋转做功的机械驱动装置极为少见。本发明就是一种以滑轮组、杠杆结合，以增强旋转扭力矩的机械驱动装置，是由外动力输入轴，及平行垂直，并固定在动力输入轴两端的曲臂、绞轮、绞索、定滑轮、动滑轮、杠杆、曲轴等组成驱动装置。
发明内容
本发明提供一种省力的滑轮组与杠杆组合驱动装置和采用此装置的自行车。
本发明的一个技术方案是：这种滑轮组与杠杆组合驱动装置包括并排设置的两根高支架和两根低支架；在所述低支架上设置有动力输入轴和绞轮；在所述高支架上设置有定滑轮、曲轴、和杠杆；所述杠杆的一端与所述高支架铰接作为支点，另一端安装有动滑轮；所述杠杆两端之间设置有斜槽，斜槽的作用是放缓杠杆回复复位于起始撬动曲轴轴柄位置的运动；绞索的端头固定在所述绞轮上，所述绞索另一端头绕经所述定滑轮和所述动滑轮后，固定在所述定滑轮轴心垂直向下的任一点上；所述动力输入轴通过带动所述绞轮绞收所述绞索，所述绞索拉动所述定滑轮和所述动滑轮从而拉动所述杠杆反向交叉运动过程中，分别轮番撬动所述曲轴旋转输出动力。
上述技术方案中，更为具体的方案是：所述动力输入轴两端设置有曲臂，所述曲臂上设置有拨动杆和与所述拨动杆配合的销栓，所述的低支架上还安装有摆件，所述低支架和所述曲臂之间安装有定向导片；所述绞轮旁设置有对准所述销栓的栓锁缺口。
进一步：所述定滑轮与所述动滑轮组成的滑轮组为两组，每组所述滑轮组与一根所述杠杆组合，两组滑轮组与两根杠杆共同组成驱动装置。
本发明的另一个技术方案是：这种自行车包括采用以上所述的滑轮组与杠杆组合驱动装置。
本发明自行车技术方案中，更为具体的方案是：包括自行车后轮、安装在所述后轮中央的行星齿轮调速轮包、与调速钩配套的行星齿轮调速轮包外突柱，所述调速钩由装在自行车头横杠上的调速扳动杆通过调速软线控制；所述曲轴经轴承固连在自行车后支架，作为自行车后轮转轴，所述杠杆支点端与自行车支架铰接；所述定滑轮设在自行车坐凳前下方的支架，所述绞索一端固定在自行车座下直至定滑轮轴心线任一点上，另一端头绕经动滑轮和定滑轮与自行车脚踏连接；通过蹬踏脚踏驱动自行车前行。
进一步：所述滑轮组入组后，所述定滑轮设在自行车坐凳前下方的支架，所述绞索一端固定在自行车架与定滑轮间任一点上，另一端绕经动滑轮、定滑轮后与自行车脚踏连接；通过蹬踏脚踏驱动自行车前行。
更进一步：所述行星齿轮调速轮包包括安装在转臂上的行星小齿轮，与所述行星外齿轮啮合，所述行星小齿轮和被锁控行星内齿轮啮合，所述自行车飞轮固连的行星内齿轮内腹部，所述固定行星外齿轮螺栓将行星外齿轮固定在调速轮包内壳上；所述锁控行星内齿轮机构设置有楔块，楔块转轴，及阻止楔块反向运动的固定柱。
本发明的再一个技术方案是： 这种自行车包括自行车后轮、安装在后轮上的行星齿轮调速轮包、与调速钩配套的行星齿轮调速轮包外突柱，调速钩由装在自行车头横杠上的调速扳动杆通过调速软线控制；曲轴套上自行车后轮转轴上的轴承，直接作为自行车转轴，杠杆支点与自行车支架铰接；通过踏动所述杠杆的力臂端头，将动力输入所述转轴，驱动自行车前行。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、本发明的滑轮组与杠杆组合驱动装置输入动力小，获得的旋转做功力大，且结构简单，机械效率高，实现最大传动比，获取最大的旋转做功力的驱动机械装置，是一种经济实用的增扭力矩装置。
2、本发明的自行车省力快速，轻快舒适。
附图说明
图1是本发明应用2对滑轮组时结构主视示意图；
图2是图1俯视示意图；
图3是图1右视示意图；
图4是图3中拨动杆与摆件运行中互相拨动的位移示意图；
图5是本发明应用4对滑轮组时原理结构示意图；
图6是本发明应用8对滑轮组时原理结构示意图；
图7是只采用杠杆的自行车结构示意图；
图8是采用滑轮组与杠杆组合驱动装置的自行车结构示意图；
图9是图8右视示意图；
图10是行星齿轮调速轮包结构示意图；
图11是图10中锁控行星内齿轮不能逆时针旋转的构件结构图；
图12是图3中拨动杆与销栓的结构和位置关系示意图。
图中标号表示为：
1、动力输入轴，2、曲臂，3、绞轮，4、绞索， 5、定滑轮, 6、动滑轮，7、杠杆，8、曲轴，9、拨动杆，10、摆件，11、销栓，12、定向导片，13、高支架，，14、轴承，15、自行车后轮，16、行星齿轮调速轮包，16-1、转臂，16-2、行星小齿轮，16-3、行星外齿轮，16-4、行星内齿轮，16-5、自行车飞轮，16-6、锁控行星内齿轮组成结构，16-6-1、锁控行星内齿轮楔块，16-6-2、固连锁控行星内齿轮楔块转轴，16-6-3、止住锁控行星内齿轮楔块反向运动的固定柱，16-7、固定行星外齿轮螺栓，16-8、调速轮包外壳， 17、行星齿轮调速轮包外突柱，18、调速钩，19、调速软线，20、调速扳动杆，21、自行车头横杠，22、自行车坐凳，23、自行车脚踏，24、低支架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1至图4的滑轮组与杠杆组合驱动装置，包括并排设置的两根高支架13和两根低支架24；在低支架24上设置有动力输入轴1和绞轮3；在高支架13上设置有定滑轮5、曲轴8、和杠杆7；杠杆7的一端与高支架13铰接作为支点，另一端安装有动滑轮6；杠杆7两端之间设置有斜槽，斜槽的作用是放缓杠杆回复复位于起始撬动曲轴轴柄位置的运动；绞索4的端头固定在绞轮3上，绞索4另一端头绕经定滑轮5和动滑轮6后，固定在定滑轮5轴心垂直向下的任一点上；动力输入轴1通过带动绞轮3绞收绞索4，绞索4拉动定滑轮5和动滑轮6从而拉动杠杆7撬动曲轴8旋转输出动力。
动力输入轴1两端设置有曲臂2，曲臂2上设置有拨动杆9和与拨动杆9配合的销栓11，如图12所示；低支架24上还安装有摆件10和定向导片12；绞轮3旁设置有对准销栓11的栓锁缺口；动力输入曲臂2的宽是25毫米以上，拨动杆9的端头和摆动件IO的端头是9毫米左右，利于在运行中形成挤怼换位。
本发明机械传动原理是：动力输入轴一端头的曲臂上，有一根一端头由转轴固连其上的拨动杆；运行中，此拨动杆另一端头被定向导片导移靠向绞轮，拨动垂弧尾蝌蚪形的摆件移位(此为下一周期推动拨动杆移离绞轮，即开锁而准备之位)，同时拨动销栓、锁往绞轮；绞轮绞收绞索，经定滑轮、动滑轮传递，拉动杠杆，撬动曲轴旋转180°。动力输入轴另一端头的曲臂上，同样有一根一端头由转轴固连其上的拨动杆，不同的是，此拨动杆在运行中是首先与垂弧尾蝌蚪形摆件互相拨动换位，继而带动销栓移离绞轮，即对绞轮开锁，放纵绞索，经过定滑轮，动滑轮的放纵传递，杠杆退移至起始撬动曲轴另一端头的曲柄位置。接下运行中，曲轴此端头的杠杆撬动此端头曲柄，曲轴接续完成下余的180º旋转。在两根杠杆的反复连续的轮番撬动下，曲轴得以完成连续的旋转，输出动力。
如图4中A显示的是，拨动杆9的端头，在曲臂2的推动下，首先被定向导向片12，沿水平方向箭头推移；这个过程中，由转轴固定在拨动杆9中部的销栓11被带移向绞轮3，锁住绞轮3，绞轮3被推转动，绞收绞索4。绞索4一端头固连在绞轮3上，整个机构开始运行；
图4中B显示的是，拨动杆9在沿箭头运行中，摆动件IO被沿箭头方向挤推移位至图4中C位置；
图4中D显示，拨动杆9旋转一周后，与摆动件IO的相对位置；图4 中E显示的是，拨动杆9在继续运行中，与摆动件IO相遇，沿各自箭头指向开始互相拨动换位
图4中F是互相换后位置，此时，拨动杆9带销栓11离开绞轮3，即开锁放纵绞索4；而后，拨动杆9接续运行回到图4中A位置。接下去的运行，便是以上所述的重复。
图12是拨动杆9与销栓11的结构和位置关系示意图。
图5是应用4对滑轮组时原理结构示意图，此时绞轮要按比例增加直径数。图6是应用8对滑轮组的原理结构示意图，此处亦当然的要在上述的基础上再增加绞轮直径比例数值。依以上所述的再叠加，其传动比值亦垒叠增大。
图7是只采用杠杆，没有采用滑轮组合的自行车结构示意图；包括自行车后轮15、安装在后轮上的行星齿轮调速轮包16、与调速钩18配套的行星齿轮调速轮包外突柱17，调速钩18由装在自行车头横杠21上的调速扳动杆20通过调速软线19控制。曲轴8套上自行车后轮15转轴上的轴承14，直接作为动力输入轴，杠杆7支点与支架13，也就是自行车支架铰接；通过踏动两根杠杆7的力臂端头，将动力输入自行车后轮15转轴，驱动自行车前行。
图8至图11所示，采用滑轮组与杠杆组合驱动装置的自行车，包括自行车后轮15、安装在后轮上的行星齿轮调速轮包16、与调速钩18配套的行星齿轮调速轮包外突柱17，调速钩18由装在自行车头横杠21上的调速扳动杆20通过调速软线19控制。
曲轴8套上自行车后轮15转轴上的轴承14，直接作为动力输入轴，杠杆7一端与支架13即自行车支架铰接，杠杆7另一端设置有动滑轮，即相当于滑轮组与杠杆组合驱动装置的动滑轮6，在自行车坐凳22前下方的支架设置有定滑轮，即相当于滑轮组与杠杆组合驱动装置的定滑轮5，动滑轮6与定滑轮5组成滑轮组，绞索4一端固定在定滑轮5与自行车架间任一点上，另一端绕过动滑轮6、定滑轮5后与自行车脚踏23连接；通过蹬踏脚踏23驱动自行车前行。
如图10和11所示，行星齿轮调速轮包16内包括安装在转臂16-1上的行星小齿轮16-2，行星小齿轮16-2分别和被锁控行星内齿轮16-4、行星外齿轮16-3啮合。自行车飞轮16-5连接行星内齿轮16-4，固定行星外齿轮螺栓16-7将行星外齿轮16-3固定在调速轮包壳16-8内里。锁控行星内齿轮16-6内设置有锁控防止行星内齿轮逆时针反转的楔块16-6-1，固连的楔块16-6-1的转轴16-6-2，阻止楔块16-6-1绕转轴16-6-2反转的固定柱16-6-3，即而达到锁控行星内齿轮逆时针反转的作用。当调速钩18勾住行星齿轮调速轮包16外突柱17，行星调速轮包16带同行星外齿轮16-3齐起停止旋转，曲轴8驱动转臂16-1继续旋转，行星小齿轮16-2被推动沿着行星外齿轮16-3的内齿面旋转前行，与之啮合的行星内齿轮16-4被推动顺时针方向旋转，经自行车飞轮16-5驱动自行车呈加速状前进。

Claims (7)

1.一种滑轮组与杠杆组合驱动装置，其特征在于：包括并排设置的两根高支架和两根低支架；在所述低支架上设置有动力输入轴和绞轮；在所述高支架上设置有定滑轮、曲轴、和杠杆；所述杠杆的一端与所述高支架铰接作为支点，另一端安装有动滑轮；所述杠杆两端之间设置有斜槽；绞索的端头固定在所述绞轮上，所述绞索另一端头绕经所述定滑轮和所述动滑轮后，固定在所述定滑轮轴心垂直向下的任一点上；所述动力输入轴通过带动所述绞轮绞收所述绞索，所述绞索拉动所述定滑轮和所述动滑轮从而拉动所述杠杆撬动所述曲轴旋转输出动力。
2.根据权利要求1所述的滑轮组与杠杆组合驱动装置，其特征在于：所述动力输入轴两端设置有曲臂，所述曲臂上设置有拨动杆和与所述拨动杆配合的销栓，所述低支架上还安装有摆件和定向导片；所述绞轮旁设置有对准所述销栓的栓锁缺口。
3.根据权利要求1或2所述的滑轮组与杠杆组合驱动装置，其特征在于：所述定滑轮与所述动滑轮组成的滑轮组为两组，每组所述滑轮组与一根所述杠杆组合，两组滑轮组与两根杠杆共同组成驱动装置。
4.一种自行车，其特征在于：包括权利要求1-3任一项所述的滑轮组与杠杆组合驱动装置。
5.根据权利要求4所述的自行车，其特征在于：包括自行车后轮、安装在所述后轮中央的行星齿轮调速轮包、与调速钩配套的行星齿轮调速轮包外突柱，所述调速钩由装在自行车头横杠上的调速扳动杆通过调速软线控制；所述曲轴经轴承固连在自行车后支架，作为自行车后轮转轴，所述杠杆支点端与自行车支架铰接；所述定滑轮设在自行车坐凳前下方的支架，所述绞索一端固定在自行车座下直至定滑轮轴心线任一点上，另一端头绕经动滑轮和定滑轮与自行车脚踏连接；通过蹬踏脚踏驱动自行车前行。
6.根据权利要求5所述的自行车，其特征在于：所述行星齿轮调速轮包包括安装在转臂上的行星小齿轮，所述转臂固连在曲轴上，所述行星小齿轮和被锁控不能逆时针旋转的行星内齿轮啮合，所述行星外齿轮与行星小齿轮啮合，所述自行车飞轮固连在行星内齿轮内腹，所述由固定行星外齿轮螺栓将行星外齿轮固定在调速轮包外壳内，所述锁控行星内齿轮内容有锁控行星内齿轮楔块，止住锁控行星内齿轮楔块反向运动的固定柱。
7.一种自行车，其特征在于：包括自行车后轮、安装在后轮上的行星齿轮调速轮包、与调速钩配套的行星齿轮调速轮包外突柱，调速钩由装在自行车头横杠上的调速扳动杆通过调速软线控制；所述曲轴套上自行车后轮转轴上的轴承，直接作为自行车转轴，所述杠杆支点与自行车支架铰接；通过踏动所述杠杆的力臂端头，将动力输入所述曲轴，驱动自行车前行。
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