專利名稱：導軌指令四桿力點延伸倍能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機械傳動技術(shù)。具體地說，它涉及一種能改變主動力臂半徑，達到省力的導軌四桿力點延伸倍能器。
現(xiàn)有的機械傳動中，如常見齒輪傳動，皮帶傳動等都是圍繞某個固定的心點作360度園周運動，在傳動中，力臂長度不發(fā)生變化，即力矩是一個恒定值。就自行車而言，腳踏板運動一周過程中，其上、下、前、后四個方向下的腳踏板與心點的距離不變，為等距長(約為163mm)，也就是作用力點(腳踏板)始終運動在一個正園軌跡上。由于腳踏板臂長為163mm，為傳動力鏈盤半徑163mm÷2(直徑163mm)的一倍，則作用力臂的力矩僅限于大于鏈盤輸出力矩的一倍。
本實用新型的目的是提供一種能延伸主動力臂半徑的導軌四桿力點延伸倍能器，以達到更省力的效果。
本實用新型的目的是通過采用異型導軌與平行連桿機構(gòu)相結(jié)合，使作用力點運行在偏心非園曲線軌跡上來實現(xiàn)的。具體地講，本實用新型包括有主動軸套和裝于主動軸套內(nèi)的主動軸，并在主動軸套上固定安裝有異型指令導軌，導軌上設(shè)有異型軌跡軌槽；在主動軸上固定連接有支承臂，支承臂通過軸承活動連接有回轉(zhuǎn)導程臂，導程臂上還安裝有帶滾子的支承軸，滾子裝入導軌的軌槽內(nèi)；支承臂還通過軸承活動連接有曲形連桿；回轉(zhuǎn)導程臂下端與曲形連桿外端分別通過軸承活動連接在力臂內(nèi)端與內(nèi)側(cè)部上，力臂的外端為作用力點。當外力作用于力臂外端力點上時，力臂驅(qū)使與其連接的回轉(zhuǎn)導程臂及曲形連桿運動，并將驅(qū)動力再傳至支承臂，帶動主動軸轉(zhuǎn)動，但回轉(zhuǎn)導程臂運動行為受到異型導軌的約束，進而力臂在異型導軌的約束下邊作伸縮運動的同時繞心點運動，力臂的作用力點就有規(guī)律地在一偏心非園曲線軌跡上運行。作用力點與心點之間距離即主動力臂半徑的變化情況可用


圖1、圖2說明(△為滑動軸位、即導軌軌跡；□為作用力位，即作用力點運動軌跡)。在這里，僅與自行車的情況作同等對比。當本實用新型的力臂作用點上的腳踏板行程至垂直方向，作用于A1點時，其半徑OA1＝163mm；作用于A2時，其半徑OA2＝163mm，即垂直方向半徑相等。但是，當腳踏板行程至水平方向，作用于B1點時，其回轉(zhuǎn)半徑OB1＝118mm，小于163mm，作用于B2點時，其延伸半徑OB2＝305mm，明顯大于163mm。從上可見，作用力點(腳踏板)運行一周的半徑變化從163mm→118mm→163mm→305mm→163mm。其中半徑由163mm變化到118mm是向中心點O變量由外向內(nèi)變小，再向前行時半徑由163mm變化到305mm是由內(nèi)向外變大，回轉(zhuǎn)劃弧半徑使無功劃弧變小讓作功的劃弧半徑加長從而達到省力的目的。
本實用新型的結(jié)構(gòu)特點還有，力臂采用曲形結(jié)構(gòu)，即為曲形力臂；支承軸上采用雙滾子，以增加部件使用壽命。
本實用新型具有明顯延伸臂長半徑、達到省力的效果。除可用于人力腳踏車外，還可廣泛運用于工業(yè)上的機械傳動中的往復運動，農(nóng)業(yè)上的腳踏式脫粒機，軍事上的手搖式火炮等，達到省力、增速的目的。
下面結(jié)合說明書附圖進一步說明本實用新型。
圖1為本實用新型的作用力點處于水平前方向時的狀態(tài)圖。
圖2為本實用新型的作用力點處于垂直方向時的狀態(tài)圖。
圖3為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖3粗線移出(即四桿結(jié)構(gòu))示意圖。
圖5為滾子與軌槽結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為支承軸結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為圖6的俯視圖。
圖8為本實用新型在自行車上的應用圖。
圖9為圖8的右視圖。
本實用新型異軌四桿力點延伸倍能器見圖3-7，圖3細、粗線分別表示作用力點運行至左、右水平時的狀態(tài)。它具有主動軸1和主動軸套2，主動軸套2上固定安裝有異型指令導軌3，導軌3上設(shè)有異型軌跡軌槽4，在主動軸1上固定連接有支承臂7，支承臂7通過軸承A活動連接有回轉(zhuǎn)導程臂6，導程臂內(nèi)側(cè)端通過螺栓S連接有滑動支軸5，滑動支承軸5內(nèi)端橋式連接有二個滾子8、9，二個滾子8、9裝入在導軌的軌槽4內(nèi)；支承臂7還通過軸承B活動連接曲形連桿10，回轉(zhuǎn)導程臂6下端通過軸承G活動連接曲形力臂11的內(nèi)端，曲形連桿10的外端通過軸承C活動連接在曲形力臂11的內(nèi)側(cè)部上，曲形力臂11的外端為作用力點T。本實用新型的指令導軌和各桿的精度要求嚴格控制在0.1-0.02mm范圍內(nèi)，各部的幾何精度與形位公差也同樣要求。
圖8-9表示本實用新型在自行車中的應用圖。它在自行車左、右兩側(cè)各裝一套，具體是①將主動軸1裝進主動軸套2內(nèi)；②將異型指令導軌3分別裝在主動軸套上；③裝一件傳動力盤12在主動軸1上作輸出動力鏈盤；④分別把曲形連桿10和回轉(zhuǎn)導程臂6裝于曲形力臂11上，將腳踏板裝于曲形力臂的作用力點T上；⑤分別將曲形連桿10和回轉(zhuǎn)導程臂裝于支承臂7上；⑥將滑動支承軸5裝在回轉(zhuǎn)導程臂6上；⑧將滑動支承軸5上的滑動滾子8、9裝于軌槽4內(nèi)后，同時將支承臂7裝于主動軸1上。
自行車上使用本實用新型結(jié)構(gòu)的省力情況還可作進一步分析。如前面所述，傳統(tǒng)自行車的腳踏臂長為163mm(直徑＝163×2)，鏈盤直徑為直徑163mm，本實用新型的延伸臂長為305mm。則傳統(tǒng)自行車的臂長度比(H)＝腳踏板臂長作用力(踏板半徑)÷傳動輸出力矩(鏈盤半徑)＝162÷81＝2.012；使用本實用新型后的自行車臂長度比(Ho)＝延伸臂長÷傳動輸出力矩(鏈盤半徑)＝305÷81＝3.765；改變前后的長度比率＝Ho÷H＝3.765÷2.012＝1.87。若在前方水平位點給定的力為30Kg，則變化前為30Kg÷2.012＝14.91Kg，變化后為30Kg÷3.765＝7.968Kg。由此可見，在同等條件下摩擦力矩定為30Kg時，變化前的自行車在施加大于14.91Kg的外作用力時才可運行，而變化后的自行車只需外作用力大于7.968Kg時就能運動。即后者在省力上優(yōu)于前者。
權(quán)利要求1.一種導軌指令四桿力點延伸倍能器，包括主動軸(1)和主動軸套(2)，其特征在于它還包括有a、異型指令導軌(3)，裝于主動軸套(2)上，導軌上設(shè)有異型軌跡軌槽(4)；b、支承臂(7)，其下端固定連接在主動軸(1)上；c、回轉(zhuǎn)導程臂(6)，與支承臂(7)軸承連接；d、滑動支承軸(5)，安裝在導程臂(6)上，支承軸上連接有滾子，滾子裝入指令導軌的軌槽(4)內(nèi)；e、曲形連桿(10)，與支承臂(7)軸承連接；f、力臂(11)，其內(nèi)端與導程臂(6)的下端軸承連接，內(nèi)側(cè)部與連桿(10)外端軸承連接，力臂的外端為作用力點(T)。
2.如權(quán)利要求1所述的倍能器，其特征在于所述力臂(11)采用曲形力臂結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的倍能器，其特征在于滑動支承軸(5)上連接有二個滾子(8、9)。
專利摘要本實用新型公開了一種導軌指令四桿力點延伸倍能器,它包括有主軸(1)、異形指令導軌(3)、支承臂(7)、回轉(zhuǎn)導程臂(6)、支承軸(5)、曲形連桿(10)及曲形力臂(11)等主要構(gòu)件,指令導軌(3)能約束曲形力臂(11)的運行,使曲形力臂(11)的外端作用力點運行在偏心非圓曲線軌跡上,能延伸主動力臂的臂長,從而達到省力效果。
文檔編號F16H21/00GK2402870SQ9924144
公開日2000年10月25日 申請日期1999年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月1日
發(fā)明者陳光友 申請人:陳光友