专利名称：导轨指令四杆力点延伸倍能器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械传动技术。具体地说，它涉及一种能改变主动力臂半径，达到省力的导轨四杆力点延伸倍能器。
现有的机械传动中，如常见齿轮传动，皮带传动等都是围绕某个固定的心点作360度园周运动，在传动中，力臂长度不发生变化，即力矩是一个恒定值。就自行车而言，脚踏板运动一周过程中，其上、下、前、后四个方向下的脚踏板与心点的距离不变，为等距长(约为163mm)，也就是作用力点(脚踏板)始终运动在一个正园轨迹上。由于脚踏板臂长为163mm，为传动力链盘半径163mm÷2(直径163mm)的一倍，则作用力臂的力矩仅限于大于链盘输出力矩的一倍。
本实用新型的目的是提供一种能延伸主动力臂半径的导轨四杆力点延伸倍能器，以达到更省力的效果。
本实用新型的目的是通过采用异型导轨与平行连杆机构相结合，使作用力点运行在偏心非园曲线轨迹上来实现的。具体地讲，本实用新型包括有主动轴套和装于主动轴套内的主动轴，并在主动轴套上固定安装有异型指令导轨，导轨上设有异型轨迹轨槽；在主动轴上固定连接有支承臂，支承臂通过轴承活动连接有回转导程臂，导程臂上还安装有带滚子的支承轴，滚子装入导轨的轨槽内；支承臂还通过轴承活动连接有曲形连杆；回转导程臂下端与曲形连杆外端分别通过轴承活动连接在力臂内端与内侧部上，力臂的外端为作用力点。当外力作用于力臂外端力点上时，力臂驱使与其连接的回转导程臂及曲形连杆运动，并将驱动力再传至支承臂，带动主动轴转动，但回转导程臂运动行为受到异型导轨的约束，进而力臂在异型导轨的约束下边作伸缩运动的同时绕心点运动，力臂的作用力点就有规律地在一偏心非园曲线轨迹上运行。作用力点与心点之间距离即主动力臂半径的变化情况可用
图1、图2说明(△为滑动轴位、即导轨轨迹；□为作用力位，即作用力点运动轨迹)。在这里，仅与自行车的情况作同等对比。当本实用新型的力臂作用点上的脚踏板行程至垂直方向，作用于A1点时，其半径OA1＝163mm；作用于A2时，其半径OA2＝163mm，即垂直方向半径相等。但是，当脚踏板行程至水平方向，作用于B1点时，其回转半径OB1＝118mm，小于163mm，作用于B2点时，其延伸半径OB2＝305mm，明显大于163mm。从上可见，作用力点(脚踏板)运行一周的半径变化从163mm→118mm→163mm→305mm→163mm。其中半径由163mm变化到118mm是向中心点O变量由外向内变小，再向前行时半径由163mm变化到305mm是由内向外变大，回转划弧半径使无功划弧变小让作功的划弧半径加长从而达到省力的目的。
本实用新型的结构特点还有，力臂采用曲形结构，即为曲形力臂；支承轴上采用双滚子，以增加部件使用寿命。
本实用新型具有明显延伸臂长半径、达到省力的效果。除可用于人力脚踏车外，还可广泛运用于工业上的机械传动中的往复运动，农业上的脚踏式脱粒机，军事上的手摇式火炮等，达到省力、增速的目的。
下面结合说明书附图进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型的作用力点处于水平前方向时的状态图。
图2为本实用新型的作用力点处于垂直方向时的状态图。
图3为本实用新型的结构示意图。
图4为图3粗线移出(即四杆结构)示意图。
图5为滚子与轨槽结构示意图。
图6为支承轴结构示意图。
图7为图6的俯视图。
图8为本实用新型在自行车上的应用图。
图9为图8的右视图。
本实用新型异轨四杆力点延伸倍能器见图3-7，图3细、粗线分别表示作用力点运行至左、右水平时的状态。它具有主动轴1和主动轴套2，主动轴套2上固定安装有异型指令导轨3，导轨3上设有异型轨迹轨槽4，在主动轴1上固定连接有支承臂7，支承臂7通过轴承A活动连接有回转导程臂6，导程臂内侧端通过螺栓S连接有滑动支轴5，滑动支承轴5内端桥式连接有二个滚子8、9，二个滚子8、9装入在导轨的轨槽4内；支承臂7还通过轴承B活动连接曲形连杆10，回转导程臂6下端通过轴承G活动连接曲形力臂11的内端，曲形连杆10的外端通过轴承C活动连接在曲形力臂11的内侧部上，曲形力臂11的外端为作用力点T。本实用新型的指令导轨和各杆的精度要求严格控制在0.1-0.02mm范围内，各部的几何精度与形位公差也同样要求。
图8-9表示本实用新型在自行车中的应用图。它在自行车左、右两侧各装一套，具体是①将主动轴1装进主动轴套2内；②将异型指令导轨3分别装在主动轴套上；③装一件传动力盘12在主动轴1上作输出动力链盘；④分别把曲形连杆10和回转导程臂6装于曲形力臂11上，将脚踏板装于曲形力臂的作用力点T上；⑤分别将曲形连杆10和回转导程臂装于支承臂7上；⑥将滑动支承轴5装在回转导程臂6上；⑧将滑动支承轴5上的滑动滚子8、9装于轨槽4内后，同时将支承臂7装于主动轴1上。
自行车上使用本实用新型结构的省力情况还可作进一步分析。如前面所述，传统自行车的脚踏臂长为163mm(直径＝163×2)，链盘直径为直径163mm，本实用新型的延伸臂长为305mm。则传统自行车的臂长度比(H)＝脚踏板臂长作用力(踏板半径)÷传动输出力矩(链盘半径)＝162÷81＝2.012；使用本实用新型后的自行车臂长度比(Ho)＝延伸臂长÷传动输出力矩(链盘半径)＝305÷81＝3.765；改变前后的长度比率＝Ho÷H＝3.765÷2.012＝1.87。若在前方水平位点给定的力为30Kg，则变化前为30Kg÷2.012＝14.91Kg，变化后为30Kg÷3.765＝7.968Kg。由此可见，在同等条件下摩擦力矩定为30Kg时，变化前的自行车在施加大于14.91Kg的外作用力时才可运行，而变化后的自行车只需外作用力大于7.968Kg时就能运动。即后者在省力上优于前者。
权利要求1.一种导轨指令四杆力点延伸倍能器，包括主动轴(1)和主动轴套(2)，其特征在于它还包括有a、异型指令导轨(3)，装于主动轴套(2)上，导轨上设有异型轨迹轨槽(4)；b、支承臂(7)，其下端固定连接在主动轴(1)上；c、回转导程臂(6)，与支承臂(7)轴承连接；d、滑动支承轴(5)，安装在导程臂(6)上，支承轴上连接有滚子，滚子装入指令导轨的轨槽(4)内；e、曲形连杆(10)，与支承臂(7)轴承连接；f、力臂(11)，其内端与导程臂(6)的下端轴承连接，内侧部与连杆(10)外端轴承连接，力臂的外端为作用力点(T)。
2.如权利要求1所述的倍能器，其特征在于所述力臂(11)采用曲形力臂结构。
3.如权利要求1或2所述的倍能器，其特征在于滑动支承轴(5)上连接有二个滚子(8、9)。
专利摘要本实用新型公开了一种导轨指令四杆力点延伸倍能器,它包括有主轴(1)、异形指令导轨(3)、支承臂(7)、回转导程臂(6)、支承轴(5)、曲形连杆(10)及曲形力臂(11)等主要构件,指令导轨(3)能约束曲形力臂(11)的运行,使曲形力臂(11)的外端作用力点运行在偏心非圆曲线轨迹上,能延伸主动力臂的臂长,从而达到省力效果。
文档编号F16H21/00GK2402870SQ9924144
公开日2000年10月25日 申请日期1999年11月1日 优先权日1999年11月1日
发明者陈光友 申请人:陈光友