一种人助电力、人电双动力协同互动健身三轮车 |
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| 申请号 | CN201710541170.4 | 申请日 | 2017-07-05 | 公开(公告)号 | CN107310680A | 公开(公告)日 | 2017-11-03 |
| 申请人 | 窦明森; | 发明人 | 窦明森; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种人助电 力 、人电双动力协同互动健身三轮车，本发明设计为正三轮车，前轮为转动轮，左右两边设有脚蹬，用脚蹬控制方向。双手在骑行时可做健身运动。并将力量传给 车轮 ，协助电动轮前进。左边为人力 驱动轮 。驱动力靠两个手把的前后运动，利用杠杆原理，带动半圆弧形链轨链条前后反复运动，通过 飞轮 (单向轮)单向做工。半轴另一端与车轮紧固，使车轮与半轴同步转动，与电动轮共同驱动车辆前进。健身或骑行时，人坐在主车架上面的带轮座椅上，手把前后搬动，左右分合；双腿双脚前蹬后收，身随座椅前后移动；头颈上体后仰前俯往复运动达到良好的健身目的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种人助电力、人电双动力协同互动健身三轮车，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种人助电力、人电双动力协同互动健身三轮车技术领域[0001] 本发明涉及一种人助电力、人电双动力协同互动健身三轮车。 背景技术[0002] 于此最接近的相关器具有：三轮车、电动车、健身器三种。 [0004] 人力三轮车骑行时，虽有一定健身功能，但只有腿脚用力，身体其他部位并不能协调锻炼。很少有人专门利用人力三轮车作健身用。由于速度与效率惧差，今天社会上已经没有专门利用人力三轮车载人代步出行的，载货运输也极少见，将被时代淘汰。 [0005] 至今无人电双动力混合，能用人力给电动车助力，集健身骑行、载人代步、少量运货于一身的任何三轮车。 [0007] 绝大多数都配备有人力脚踏链条驱动系统，但极少有恩是用。根本原因是其结构设计不合理，人力脚踏与电动轮转速不匹配，速度相差太悬殊，无法实现人电双动。任凭人力脚蹬的再快，也无法跟上电动轮转速。以时速24千米电动车为例，电动轮直径16时，每分钟400米，电动轮转318周。飞轮16齿，人力脚踏链轮32齿，是飞轮齿数的二倍。人力脚踏速度正常情况下，一般每分钟40周作用，飞轮转80周，行驶100米。电动轮转速是人力脚踏转速的4倍。绝对不成比例，根本没有实用价值。 [0008] 如不开点击，单纯用人力脚踏骑行，每小时只有6千米左右，和步行没区别。所以不能实用(正常骑车行路不可能像运动员比赛那样拼命蹬)。如电池线呀，电车自动停止供电或故障，宁愿下车推车走，也不远用脚踏骑行。 [0010] 健身器：社会上所有健身器都是固定不动的。没有移动型健身器。公共健身场所常因人多器械有限而排队等候。要想坚持锻炼身体，每天必须抽出一定时间投入很多精力去专门健身场所做运动。发明人快运动健身。2004年起，不分寒暑，每天早上6-8点准时去体育场锻炼。做完各种器械，再打篮球。两个小时下来，满身汗湿衣服。骑车回家被风一吹，十分难受。 发明内容[0011] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种既能骑车行路，又能运动健身的人助电力、人电双动力协同互动健身三轮车。 [0012] 借由上述方案，本发明至少具有以下优点： [0013] 1、实现人助电力、人电双动力协同互动(分动、联动)。解决了普通电动车人力脚踏系统与电动轮转速相差悬殊、不能实用的问题。 [0014] 1)、因由半圆弧形链轨半径的科学设置，使人力驱动速度与电动轮转速完美匹配。从车辆起步到全速行驶，1-24千米时速范围内，均可实现人助电力、人电双动。 [0015] 如不开点击或电池欠压故障时，单纯用人力驱动，起步轻便，行驶速度每小时最高可达16千米。 [0016] 2)、人助电力，省电节能环保，符合未来社会发展方向。真正做到绿色出行。多年来骑行实践证明，电池使用寿命毕一般电动车延长两倍以上。 [0017] 3)电助人力，做到轻松行路健身。骑行中既不像人力三轮车那样过于繁重劳累，用力大小完全可由自己量力而行。又可根据道路交通状况，随时掌握行驶速度。大大增强使用价值。 [0018] 健身器与交通工具完美结合，边骑车边健身。 [0019] 1)、健身时行路，行路时健身。既是交通工具，又是健身器材。统一时间做两件事情，骑车时手脚并用手把后拉前推，扩胸收腹，身体前后运动，前俯后仰，两手前后左右上下运动，使头颈肩臂腰胸胯腿膝手足等全身关节和肌肉共同得到锻炼，特别适合中小城市和农村交通压力小的广大地区使用。 [0020] 2)、一车多用。不用骑行时，支起立柱套管式站架，使人力轮架空离地，专做健身器用。能充分利用一切空闲时间，少则几分钟，都可随时随地进行身体锻炼。免去每天占用大量时间往返公共健身场所及排队等候的麻烦。特别在接送学生时，除了两接两送四个往返的路上骑行，等候学生放学时间也可原地做健身运动。每天累计近两个小时，全部利用来健身。 [0021] 拖曳式悬挂技术，转向轮中心滞后，使本车性能优良。 [0022] 1)、整车可360度原地转动。转弯半径小鱼1.5米，操作灵活简单，小孙子幼儿园大班就会骑行。 [0024] 3)、平叉使转向轮中心滞后，与转向方向处在相反方位，可自动消除转向时产生的离心力。其功效与转向角度成正比，骑行比较安全。 [0025] 4)、转向轮中心滞后有自动回正功能。一般路面直行，无须刻意人为控制方向，转向脚蹬只起支撑身体作用，骑行轻松自如，转完后可自动回正。 附图说明[0027] 图1是本发明主车架结构示意图； [0028] 图2是本发明前叉前轮(转向)结构示意图； [0029] 图3是本发明链条链轨传动结构示意图； [0030] 图4是本发明链轨、手把结构示意图； [0031] 图5是本发明半轴套管车架结构示意图； [0032] 图6是本发明横梁斜撑结构示意图； [0033] 图7是本发明电动平叉、轴管、横梁、电动轮轴示意图； [0034] 图8是本发明前主车架前段立管结构示意图； [0035] 图9是图8的A视图； [0036] 图10是B型手把的结构示意图； [0037] 1、主车架及轨道；2、立撑；3、横撑；4、主车架前段立管；5、人力驱动轮；6、飞轮；7、过桥轮；8、横梁；9、链轨，虚线为驱动链条；10、链轨柱管；11、减震器；12、前叉；13、前平叉；14、张力弹簧；15、前轮(转向轮)；16、电动轮平叉17、轴管；18、带轮座椅；19、人力轮平叉； 20、半轴；21、电动轮轴；22、手把；23、拉力弹簧。 具体实施方式[0038] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 [0039] 如图1至9所示，本发明人助电力、人电双动力协同互动健身三轮车最佳实施例，包括： [0040] 主车架1，用40X40X3 L角铁焊接成长方形，上面轨道工带轮前后移动。前部成三角形，顶端焊接主车架前段立管4安装前叉。中部内侧向下焊5mm厚钢板中间钻直径孔安装链轨轴。后端外侧用35X35X2 L型角铁向下成90度焊接立撑2，立撑中下部分别向两边平行焊接外径为25的圆管作横撑3，横撑端部向后焊接套管3分别与后车架电动轮架和人力轮架连接。主车架长方形轨道上部用30X30X1.5的L型角铁反向焊接，给座椅限位。后端留下8cm拆装座椅空间。带轮座椅18用1.5厚钢板作椅面，下焊角铁与轮轴，安装四个小轮，小轮直径尽量小，严格控制重心高度。本发明采用儿童轮滑鞋小轮直径40mm，座椅上面包裹人造革和海绵。 [0041] 后车架右边为电动轮架。电动轮平叉16前端用螺栓与主车架右横梁撑套管连接。平叉向上与横梁8成三角形支架。平叉后端固定电动轮轴21内侧平叉与立撑结合部与轴套管17倒U型连接，方便拆装电动轮轴。 [0042] 后车架左边为人力驱动轮架。人力轮平叉19前端与主车架左横撑套管连接。平叉向上与横梁成三角形支撑。由于拆卸人力轮的需要，平叉安装车闸的左边及立撑，需分别从前部和上部断开，重新用螺栓照原位置连接固定，可拆卸。 [0043] 人力轮平叉平叉19右边叉与轴管17焊接。轴管中部向前延伸焊接中间过桥轮架，留出安装飞轮6的空间，向右与电动轮架倒U型连接。轴管17与横梁8通过立撑斜撑把电动轮架和人力轮架连接成整体组成后车架。 [0044] 轴管用内径40mm钢管两端焊接轴承套。横梁用内径25mm钢管，斜撑用外径20mm钢管焊接。半轴20听过轴承安装在轴管17中，中间安装飞轮6，左端与人力驱动轮5紧固。轴承各用一个303与304，左右两边及前轮均设挡泥板。中间过桥轮架从轴管中部向前，在飞轮与链轨中间安装过桥轮7。横梁中部用两个减震器与主车架后端外侧连接定位。支撑主车架达设计高度。减震器11用电动车成品。 [0045] 手把、链轨、链条驱动系统。手把用内径25mm镀锌管加工焊接。中部以下管壁较厚，上部略薄。手把前端形状有A型手把、B型手把两种。A型手把22直接向内焊接横把安装调速手柄和刹车把手。但横向手把向内，无法安装调速手柄，必须对调速手柄进行加工改造。即把调速手柄封口端切去，反向安装。本发明前几款车即如此。如定型量产，可考虑与调速手柄生产厂家协商定制专用型。如作成横向手把向外，虽然工艺简单，但两手把总体位置太宽，超过车身，也不宜握持，不能实用。B型手把22b前端曲线设计，方便安装调速手柄和刹车把手，制作较费工。 [0046] 手把中部向上翘，方便并适合握持。下端向内倾斜，下端焊接横向套管，通过螺栓销与链轨柱管动配合，并用拉力弹簧23余柱管上部连接起定位作用。两手把间距有限位板限定在60cm，可在身体两旁前后运动自如。横向管套和螺栓销配合，手柄可向两旁粉盒。增加活动范围和运动量。电器控制线和刹车线从手把管中间穿过。 [0047] 链轨9用60X5钢板(如太薄强度差，正常行驶可以用，易被人误倒车损坏)加工成半径38-39cm的半圆弧形。长度96cm以内。因过桥轮设置高度略有出入，原则是链轨前端达限位处后，后端仍在过桥轮上方，给链条留两节余地。链轨柱管10用内径40mm的光管垂直焊接在链轨9中心。柱管上端焊接轴承套，用203轴承两个(可用电动车中轴及轴承)中轴两端螺杆穿过主车架连接板用螺母固定。用垫片或套管调整链轨在车架中的左右位置，使链轨以中轴为圆心，沿车架纵轴方向前后往复作弧形运动，运动幅度有车架决定。 [0048] 经过多次实验证实，链轨半径(即柱管有效长度)决定人力驱动的转速和电动轮协同双动转速匹配效果。半径过大，起步和低速骑行泰国沉重，转速反而太慢，起步无力。半径过小，则全速行进时赶不上电动轮转速，起不到人工助力作用。因此要严格控制。链轨柱管中部焊接两块连接板，与手把下端横套管动配合。链轨前端固定链条，向前行驶时，带动链条飞轮做工，输出动力。链轨后端用调整螺栓24和拉力弹簧23与链条另一端连接，使链条始终保持最佳张紧度。向后行程时带动飞轮空转。车轮在惯性作用下继续匀速前进。链条用市售摩托车链条，以增加强度和耐用性。 [0049] 车轮半轴飞轮。本发明首车为解决人力驱动轮与电动轮转速匹配问题，将人力轮直径设计成毕电动轮直径大20cm。前轮和电动轮用元18时电动车轮，人离去从动轮用家中原有的26时废旧人力三轮车轮。后两轮直径相差悬殊也是为了节约成本废物利用，制成后骑行实验效果较好。此种方法绝无先例。后期所有改进型，仍沿用此法。但为了观感效果，电动轮和前轮改用16时电动车轮，人力轮用18时电动车前轮，人力轮仍比电动轮直径大5cm，同样也为节约成本废物利用。如定型量产，两后轮直径同样大也可。人电转速匹配问题，已由半圆弧形链轨半径科学设置解决。 [0050] 另外经过多次试验确定，人力轮设在左边比较好，半轴加工简单，飞轮用摩托车带内螺母飞轮成本低一半，强度相同，刹车效果好。如设在右边，车架焊接简单，但不能用带内螺母飞轮。因螺纹方向与受力方向相反，飞轮自松，必须用带内螺母飞轮，成本高椅背，且半轴也要焊接花键齿配套，还需在外端用左旋螺母与车轮固定，车闸也要加工改造，与半轴配合(半轴直径大，车闸孔径小)，制造比较麻烦。 [0051] 车轮共三个，用16时电动车前轮两个(一个做人力轮)电动轮一个，飞轮用摩托车成品。半轴用直径22mm圆钢安设计图车制。 [0052] 前叉前轮(转向轮)拖曳式悬挂技术及脚蹬。 [0053] 前叉12用普通电动车前叉改造，上部与主车架前段立管4配合，下端不直接与前轮轴连接，增加前平叉13，将前叉中下部双叉切断，用M10螺栓与前平叉成90度配合，平叉后端上边用张力弹簧14余前叉连成直角三角形，下边固定前轮轴。前轮中心与前叉铅垂线滞后16-18cm，形成拖曳式悬挂结构。平叉用同型电动车平叉加工改制。前轮15为转向轮转向轮，左右两边设有脚蹬，用普通电动车中轴及脚蹬，与前叉紧固，其宽度正适合双脚操作。 [0054] 立柱套管式站架用内径25mm钢管焊接在人力轮内侧作套管。立柱用管外径25mm钢管插入套管中，可上下伸拉。上端俺设计钻两个直径10mm孔，用插销定位。向下拉出立柱插上插销，可使人力轮架空离地。上拉立柱插上插销，人力轮正常行驶。插销与车锁结合，支撑插销式车锁。 [0055] 四块蓄电池分别放置在主车架立撑与横撑结合部。其它电器、线路及控制和刹车部分与电动车相同。 [0056] 本发明人助电力、人电双动力协同互动健身三轮车，为正三轮车，工作原理：前轮为转动轮，左右两边设有脚蹬，用脚蹬控制方向。双手在骑行时可做健身运动。并将力量传给车轮，协助电动轮前进。 [0057] 后两轮右边为电动轮，用蓄电池电力驱动。四块电池分量足分开放置，并将位置降低。 [0058] 左边为人力驱动轮。驱动力靠两个手把的前后运动，利用杠杆原理，带动半圆弧形链轨链条前后反复运动，通过飞轮(单向轮)单向做工，带动半轴单向旋转。半轴另一端与车轮紧固，使车轮与半轴同步转动，与电动轮共同驱动车辆前进。 [0059] 人力轮与电动轮转速同步匹配问题，由半圆弧形链轨半径(即链轨柱管有效长度)科学设置解决。此项技术目前所有三轮车、电动车额均未有。 [0060] 健身运动的方式：健身或骑行时，人坐在车架上面的带轮座椅上，手把前后搬动，左右分合；双腿双脚前蹬后收，身随座椅前后移动；头颈上体后仰前俯往复运动达到良好的健身目的。这些运动特征，是所有健身器共同具备的动作特征，本发明只是综合应用。 [0061] 人力驱动轮设左边，分成主车架和后车架。主车架前段安装前叉前轮。上部轨道工带轮座椅前后移动，中间向下连接人力驱动系统。后端两旁分别向下设立撑、横撑河套管，与后车架配合，设减震器与后车架横梁连接定位。后车架右边为电动轮架，左边为人力驱动轮架，前部分别与主车架横撑套管配合，通过横梁与轴管把左右两边连接成整体。轴管中间向前延伸，设中间过桥轮架，安装半轴、飞轮和过桥轮、接收链条输出功率。从而使健身器材与电动车完美结合。这种设计所有三轮车和电动车从来没有过。 [0062] 前叉前轮(转向轮)拖曳式悬挂技术 [0063] 前叉用普通电动车前叉改制，其下部不直接与前轮轴连接，而是截去双叉下半部，增加平叉和压力弹簧，使前叉、平叉和压力弹簧三者成直角三角形。平叉后端连接前轮轴。前轮中心与前叉铅垂线滞后一定距离。形成拖曳式悬挂结构。 [0064] 前叉前轮可360度自由转动，并且在任何角度均可使前轮在高位直立，前叉始终垂直于地面，保证车架车身水平位置不倾斜。此项技术结构为首创，所有三轮车、电动车均为有过。 [0065] 本发明人助电力、人电双动力协同互动健身三轮车：(1)电池分两组分开放置，位置降低，保持车身左右两边重力平衡，骑行安全。 [0066] (2)前轮后架均设减震器，减震效果明显优于普通电动车，骑行舒适。减震器前倾角度超大，可将反弹力变成车辆前进动力，节能。 [0067] (3)驱动链条末端用调整螺栓和拉力弹簧与链轨连接，使链条始终保持最佳张紧度，骑行轻快不掉链子。 [0068] (4)后车架可临时载人，少量载物，设储物箱，接送学生购物方便。 [0069] (5)立柱套管式站架及插销式车锁，可防止很多好奇的人误操作倒车损坏车辆。因飞轮为单向轮，倒车时链条链轨跟着半轴倒转。自行车脚蹬可360度倒转不会损坏，本车链条前后往复运动弧度108度，超过限度强行倒车，必然损坏车辆。几年来很多次被好奇的人损坏过，因此发明此项设计。 [0070] (6)链轨与飞轮中间加过桥轮，保证链条前进后退正反行程不干涉，并防止掉链子。 [0071] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。 |
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