一种储能杠杆端装曲柄链盘的驱动装置的制作方法

本实用新型涉及一种驱动装置，具体是一种储能杠杆端装曲柄链盘的驱动装置。

背景技术：

自行车驱动装置最常见的为曲柄链盘驱动机构，其能量利用率仅为66%左右，而且有上、下死点，而采用如实用新型专利201420065098.4中所述的杠杆加弧形啮合件的驱动方式，则效率较高，但其在上、下止点易受冲击，且脚蹬前后无摆动，不适合人的蹬踏习惯，易疲劳。为此，我们对常规的曲柄链盘驱动机构进行改进，将一个做往复摆动的储能杠杆机构和一个做平面曲柄摇杆运动的曲柄链盘机构复合在一起，形成一个新的驱动装置，该驱动机构具有储能、减震、超越死点多种功能，比单纯用曲柄链盘的常规驱动机构效率高，而且适合人脚的蹬踏与摆动规律，不易疲劳。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种储能杠杆端装曲柄链盘的驱动装置，以解决现有自行车驱动装置功效较低、骑行不畅的问题。

本实用新型所采用的具体技术方案如下：

一种储能杠杆端装曲柄链盘的驱动装置，包括机架，机架上铰接有一根水平排布的杠杆，杠杆一端与机架的铰接点作为杠杆支点，杠杆中部连接储能弹簧的一端，储能弹簧的另一端连接在杠杆上部或下部的机架上，通过储能弹簧对杠杆形成悬挂或支撑；杠杆的另一端设有轴座，轴座内安装有可转动的中轴，中轴两端装有位置相对的左、右曲柄，左、右曲柄的末端分别铰接左、右脚蹬，中轴中部偏右的位置固定装有链盘；在链盘下方靠后的机架上设有一个带棘轮棘爪机构的单向导链轮，机架后端在单向导链轮的后侧上方的位置设有一个自行车飞轮；在飞轮、单向导链轮和链盘的外圈啮合有一个环绕的链条圈，在链条圈的外侧还设有张紧链轮与链条圈的外圈相啮合并对链条圈进行张紧，张紧链轮由内部带扭力弹簧的张紧支架进行支撑，张紧支架铰接在机架上；飞轮的输出轴即为本驱动装置的驱动输出轴。

所述储能弹簧设置在杠杆之上时，采用拉力弹簧；储能弹簧设置在杠杆之下时，采用压力弹簧。

所述杠杆支点的位置可设置在中轴前方的机架上，也可以设置在中轴后方的机架上。

所述张紧链轮可以设置在飞轮的前侧下部，也可以设置在飞轮的前侧上部，也可以在飞轮的前侧下部和前侧上部各设置一个张紧链轮。当张紧链轮设置在飞轮的前侧下部时，张紧支架可以通过单向导链轮的支轴铰接在机架上，也可以通过飞轮的输出轴铰接在机架上；当张紧链轮设置在飞轮的前侧上部时，张紧支架可以通过飞轮的输出轴铰接在机架上。

本驱动装置的驱动输出轴既可以带动自行车后轮，也可以带动其他类似交通工具的驱动轮。

本实用新型的驱动装置通过将普通的曲柄链盘装在有储能弹簧的杠杆上，再加上单向导链轮、张紧链轮、飞轮和链条圈的配合，即可获得储能、减震、超越死点多种功能，比单纯用曲柄链盘的常规驱动机构功率增加1/2，与杠杆加弧形啮合件的驱动方式功率一致。本驱动装置兼有杠杆驱动与曲柄链盘驱动的优点，脚蹬运动的轨迹近似竖立的椭圆，平稳连贯无冲击，充分利用惯性、动能和弹性势能，高效率，低损耗，适合人脚的蹬踏与摆动规律，不易疲劳，用于自行车驱动，可适应高速、低速、载重、山地、城市等多种骑行状况，还可用于船，人力飞机等交通工具的驱动。

附图说明

图1为本实用新型驱动装置采用其中一种方案的结构示意图。

图2为本实用新型驱动装置采用另一种方案的结构示意图。

图中：1-机架，2-杠杆，3-杠杆支点，4-储能弹簧，5-中轴，6-曲柄，7-脚蹬，8-链盘，9-单向导链轮，10-飞轮，11-链条圈，12-张紧导链轮，13-张紧支架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1-2所示，本储能杠杆端装曲柄链盘的驱动装置包括机架1，机架1上铰接有一根水平排布的杠杆2，杠杆2一端与机架1的铰接点作为杠杆支点3，杠杆2中部连接储能弹簧4的一端，储能弹簧4的另一端连接在杠杆2上部或下部的机架1上，通过储能弹簧4对杠杆2形成悬挂或支撑；杠杆2的另一端设有轴座，轴座内安装有可转动的中轴5，中轴5两端装有位置相对的左、右曲柄6，左、右曲柄6的末端分别铰接左、右脚蹬7，中轴5中部偏右的位置固定装有链盘8；在链盘8下方靠后的机架1上设有一个带棘轮棘爪机构的单向导链轮9，机架1后端在单向导链轮9的后侧上方的位置设有一个自行车飞轮10；在飞轮10、单向导链轮9和链盘8的外圈啮合有一个环绕的链条圈11，在链条圈11的外侧还设有张紧链轮12与链条圈11的外圈相啮合并对链条圈11进行张紧，张紧链轮12由内部带扭力弹簧的张紧支架13进行支撑，张紧支架13铰接在机架1上；飞轮10的输出轴即为本驱动装置的驱动输出轴。

所述储能弹簧4设置在杠杆2之上时，采用拉力弹簧，如图2所示；储能弹簧4设置在杠杆2之下时，采用压力弹簧，如图1所示。所述杠杆支点3的位置可如图1-2所示设置在中轴5前方的机架1上，也可以设置在中轴5后方的机架1上。对于大轮车来说，杠杆支点3的位置设置在中轴5前方的机架1上更佳，对于小轮车来说，杠杆支点3的位置设置在中轴5前方或后方的机架1上均可。

所述张紧链轮9可以设置在飞轮10的前侧下部，也可以设置在飞轮10的前侧上部，也可以在飞轮10的前侧下部和前侧上部各设置一个张紧链轮12，视传动比例和装配空间而定。当张紧链轮12设置在飞轮10的前侧下部时，张紧支架13可以如图1所示通过单向导链轮9的支轴铰接在机架1上，也可以如图2所示通过飞轮10的输出轴铰接在机架1上；当张紧链轮12设置在飞轮10的前侧上部时，张紧支架13可以通过飞轮10的输出轴铰接在机架1上。

本储能杠杆端装曲柄链盘的驱动装置的工作过程如下：

由上止点向下踩踏脚蹬7时，曲柄6凭储能与惯性向前做圆周运动，此时曲柄6仍呈竖直状态，蹬力大部分被传到中轴5，中轴5压着杠杆2的活动端，杠杆2中部的储能弹簧4被压缩或拉伸并存储弹性势能，杠杆2带着中轴5向下摆。

当脚蹬7继续被踩踏做圆周运动至水平位置时，踩踏的力全部化为圆周运动的切向力，链盘8能得到全部的驱动力，这时由于没有竖直的力压着中轴5，杠杆2中部已储备足够弹性势能的储能弹簧4会恢复原状，释放能量，使杠杆2向上提。由于带棘轮棘爪机构的单向导链轮9只能做顺向转动，逆向时会被卡位，杠杆2上提时，链盘8向上与链条圈11啮合滚动，从而拉动后面的飞轮10。

当踩踏脚蹬7靠近至下止点位置时，杠杆2中部的储能弹簧4又被压缩或拉伸储能，杠杆2向下摆。而松开下止点踩踏换成另一边上止点蹬踏的间隙，无蹬力，储能弹簧4能量释放，会使杠杆2向上提，单向导链轮9卡位链条圈11，链盘8顺向转动，从而越过死点工作。

可见左、右脚交替踩踏脚蹬7，链盘8既可获得正常的曲柄链盘驱动力，又有杠杆2回位摆动时拉紧链条圈11而获得的驱动力，杠杆2与曲柄6的受力渐变增减，互为补充。

如图1-2所示，当杠杆2向下摆时，张紧支架13可带着张紧导链轮12向中轴5方向摆动，对链条圈11进行张紧，使链条圈11不至于松脱。杠杆2向上提回位时，张紧支架13可以带着张紧导链轮12向飞轮10方向摆动，适应加速运动。

必要时，本驱动装置的杠杆2和机架1之间还可以增加一个对杠杆2的旋转进行限位的可开合的锁定机构，需要杠杆2进行储能时则将锁定机构打开，使杠杆2能绕杠杆支点3转动，本驱动机构正常使用；当不需要杠杆2进行储能时，可以将锁定机构闭合，使杠杆2不能绕杠杆支点3转动，从而将本驱动机构当成普通的曲柄链盘驱动机构来使用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。