阅读说明：本技术 人力车的可增力踩踏曲柄装置 (Crank device capable of boosting and treading for man-power vehicle ) 是由 林暄智 于 2019-01-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种人力车的可增力踩踏曲柄装置,包括曲柄机构、滚珠及增力旋臂,曲柄机构包括曲柄、设置在曲柄的一端的轴端齿轮及设置在曲柄的另一端的踏板端齿轮,在曲柄设有与轴端齿轮和踏板端齿轮相通的容珠通道；各滚珠彼此相互抵贴接触,其中一部分的各滚珠与轴端齿轮啮合传动,另一部分的各滚珠与踏板端齿轮啮合传动,其余的各滚珠则分别容置在容珠通道中；增力旋臂的一端连接在踏板端齿轮。藉此,不仅结构简单且能够以圆周运动方式达成稳定传动。(The invention discloses a crank device capable of boosting and treading for a rickshaw, which comprises a crank mechanism, balls and a boosting spiral arm, wherein the crank mechanism comprises a crank, a shaft end gear arranged at one end of the crank and a pedal end gear arranged at the other end of the crank, and the crank is provided with a ball accommodating channel communicated with the shaft end gear and the pedal end gear; the balls are mutually abutted and contacted, wherein, one part of the balls is in meshing transmission with the shaft end gear, the other part of the balls is in meshing transmission with the pedal end gear, and the rest balls are respectively accommodated in the ball accommodating channel; one end of the boosting rotary arm is connected with the pedal end gear. Therefore, the structure is simple, and stable transmission can be achieved in a circular motion mode.)

人力车的可增力踩踏曲柄装置

技术领域

本发明涉及一种踩踏曲柄技术，尤其涉及一种人力车的可增力踩踏曲柄装置。

背景技术

现今人们为了身体的健康或为了减少有害气体和碳的排放量，大都会善用一部分的时间来进行，如慢跑、步行或骑乘自行车等运动，其中骑乘自行车由于具备有短、中程的旅游效果，因此更可让骑乘者的身、心、灵获得最佳的舒缓，且在各县市大量且广设的自行车专用道下，骑乘自行车显然已成为全民最热衷的活动项目之一。

现有自行车的曲柄为一固定长度的杆体，用以连接脚踏板与自行车的中心轴，自行车在运作过程中是通过使用者踩踏脚踏板，使脚踏板以中轴为旋转中心进行以曲柄长度为半径的圆周运动，并带动自行车的驱动装置如齿盘、链条等元件，进而使自行车前进。

现存广泛应用在自行车的踩踏曲柄装置，并不能够在脚踏板旋转至需要的施力处时，伸长其曲柄进而增加力臂的长度，因此无法达成增加力矩的效果。或许有些是采用曲柄能够伸缩的特性做设计，惟此些伸缩曲柄的设计因不符合人体工学，无法以规律且惯性的做一圆周运动，实质上为一费力设计，其不仅结构复杂且易导致使用者疲劳的踩踏曲柄装置。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种人力车的可增力踩踏曲柄装置，其通过加大施力臂的长度来增加力矩，不仅结构简单且能够以圆周运动方式达成稳定传动。

为了达成上述的目的，本发明提供一种人力车的可增力踩踏曲柄装置，包括一曲柄机构、多个滚珠及一增力旋臂，该曲柄机构包括一曲柄、设置在该曲柄的一端的一轴端齿轮及设置在该曲柄的另一端的一踏板端齿轮，在该曲柄设有与该轴端齿轮和该踏板端齿轮相通的一容珠通道；各该滚珠彼此相互抵贴接触，其中一部分的各该滚珠与该轴端齿轮啮合传动，另一部分的各该滚珠与该踏板端齿轮啮合传动，其余的各该滚珠则分别容置在该容珠通道中；该增力旋臂的一端连接在该踏板端齿轮。

本发明还具有以下功效，藉助各滚珠之间的相互抵靠，不管是做正向或反向的传动皆没有间隙产生，更加地提升传动效能和定位的精准度。通过增力旋臂呈一弧形设计，可避免与前轮在转弯过程中的碰触。利用各套接槽和各插块的穿接结合，藉以有效地防止增力旋臂因长时间的运作而产生弯曲变形或扳离等不良情形。踩踏脚踏板让曲柄做圆周运动的过程中，完全没有上、下死点的问题和顿挫等传动不良情况。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1本发明可增力踩踏曲柄装置应用于自行车的组合图；

图2本发明可增力踩踏曲柄装置组合图；

图3本发明的曲柄机构和滚珠的分解图；

图4本发明的曲柄机构和增力旋臂的分解图；

图5本发明的曲柄与各滚珠的组合剖视图；

图6本发明的曲柄机构结合于自行车的组合剖视图；

图7本发明可增力踩踏曲柄装置连续性操作的示意图；

图8本发明可增力踩踏曲柄装置的使用状态图；

图9本发明的曲柄机构另一实施例使用状态图；

图10本发明的增力旋臂另一实施例的分解图；

图11本发明的增力旋臂另一实施例结合于曲柄机构组合图。

其中，附图标记

10、10A…曲柄机构

11、11A…曲柄

12…外侧壳体

121…圆筒柱

122…第一接孔

123、123A…第一凹沟

124…螺柱

125…嵌合槽

13…内侧壳体

131…第二接孔

132…第三接孔

133、133A…第二凹沟

134…穿孔

135…螺固元件

14…轴端齿轮

141…滚珠容槽

142…嵌插条

15…踏板端齿轮

151…滚珠容槽

152…凸台

153…第一定位孔

154…第二定位孔

16…螺栓

20…滚珠

30、30A…增力旋臂

31…第一通孔

32…第二通孔

33…锁固元件

34…螺孔

35…贯通孔

36…插块

37…套接槽

40…固定环

41…嵌插槽

42…挡块

50…踏板连杆

51…踏板承接柱

52…套接槽

53…插块

A…容珠通道

d…施力臂

8…自行车

81…车架

83…转轴

831…嵌合条

84…脚踏板

85…链轮

86…嵌固环

861…嵌槽

87…中轴承接座

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而所附的附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

请参阅图1至图5所示，本发明提供一种人力车的可增力踩踏曲柄装置，本实施例是以一自行车8的链轮一侧做说明，此自行车8具有一车架81，在车架81的中柱下方处安装有一中轴承接座87，并在中轴承接座87的中心穿设有一转轴83，另自行车8还包括一对脚踏板84、一链轮85、一嵌固环86及其它必要装置，本发明的可增力踩踏曲柄装置主要包括一曲柄机构10、多个滚珠20及一增力旋臂30。

曲柄机构10主要包括一曲柄11、一轴端齿轮14及一踏板端齿轮15，本实施例的曲柄11主要包括一外侧壳体12和一内侧壳体13，在外侧壳体12的一端延伸有一圆筒柱121另一端则设有一第一接孔122，并在圆筒柱121和第一接孔122的外周缘及外侧壳体12的边侧内缘设有相互连通一第一凹沟123；又，在外侧壳体12的内侧面设有均匀分布的多个螺柱124；再者，于圆筒柱121的内部形成有多个嵌合槽125。

内侧壳体13的形状与外侧壳体12的形状相对应，在内侧壳体13的一端设有一第二接孔131，在内侧壳体13的另一端设有一第三接孔132，其中第三接孔132可为一通孔或一盲孔，其是对应于前述第一接孔122配设，并在第二接孔131和第三接孔132的外周缘及内侧壳体13的边侧内缘设有相互连通一第二凹沟133，第二凹沟133和前述的第一凹沟123对应配置并共同组合成一容珠通道A；又，在内侧壳体13的内侧面设有均匀分布的多个穿孔134，此些穿孔134是分别对应于前述的各螺柱124，以分别供一螺固元件135穿设锁固。

轴端齿轮14为一静齿轮(即固定不转)，其是套接在圆筒柱121后再穿接第二接孔131，从而支承在圆筒柱121和内侧壳体13之间，在轴端齿轮14对应于前述容珠通道A的位置成形有环状多个滚珠容槽141，另在轴端齿轮14远离各滚珠容槽141的一端设有多个嵌插条142。

踏板端齿轮15为一动齿轮(即受各滚珠的驱动而产生旋转)，其前、后二端分别跨设在第一接孔122和第三接孔132，从而支承在外侧壳体12和内侧壳体13之间，在踏板端齿轮15对应于前述容珠通道A的位置成形有环状多个滚珠容槽151；另在踏板端齿轮15的前端延伸有一凸台152，在凸台152的端面设有一第一定位孔153和一第二定位孔154，且第一定位孔153的水平轴线和第二定位孔154的水平轴线重合。其中轴端齿轮14的滚珠容槽141的数量与踏板端齿轮15的滚珠容槽151的数量比值为1:1。

各滚珠20是彼此相互抵贴接触，其中一部分的各滚珠20是容置在轴端齿轮14的各滚珠容槽141中，藉以通过曲柄11的旋转而啮合传动；另一部分的各滚珠20是容置在踏板端齿轮15的各滚珠容槽151中，藉以通过各滚珠20的相互推移而啮合着踏板端齿轮15做旋转传动；其余的各滚珠20则分别容置在容珠通道141中。其中本实施例的第一凹沟123是环绕在圆筒柱121和第一接孔122的外周缘，第二凹沟133是环绕在第二接孔131和第三接孔132的外周缘，从而使各滚珠20环绕在轴端齿轮14和踏板端齿轮15的外周缘做布设。

本实施例的增力旋臂30为一平直形旋臂，在增力旋臂30的一端开设有对应前述第一定位孔153的一第一通孔31及对应前述第二定位孔154的一第二通孔32，以供一锁固元件33分别穿设第一通孔31和第二通孔32，而锁固在第一定位孔153和第二定位孔154中；在远离第一通孔31和第二通孔32的一端设有供前述脚踏板84锁固的一螺孔34。

本发明的可增力踩踏曲柄装置还包括一固定环40，此固定环40是套接在轴端齿轮14的一端并且固定在前述中轴承接座87，此固定环40在邻近轴端齿轮14的一端设有供前述各嵌插条142插接的多个嵌插槽41，另在远离嵌插槽41一端的固定环40外侧设有一挡块42，此挡块42是用以嵌入前述嵌固环86的一嵌槽861中，从而使轴端齿轮14和固定环40被嵌固环86固定而不产生转动。

请参阅图6至图8所示，组合时是将固定环40套接在轴端齿轮14的一端，并令各嵌插条142与各嵌插槽41相互嵌合卡固，次将曲柄机构10的圆筒柱121对应于转轴83做套接，并令各嵌合条831与各嵌合槽125相互嵌合卡固，通过挡块42嵌入嵌固环86的一嵌槽861中，如此固定环40和轴端齿轮14是被嵌固环86所拘限而不产生旋转。继之，以一螺栓16穿入圆筒柱121内部而螺固在转轴83，从而能够藉助曲柄11的旋转来带动转轴83做转动。

由于从轴端齿轮14的轴心至脚踏板84的中心的一施力臂d大于曲柄11的长度，依据力矩原理(M＝F*d，F:作用力，d:力臂)，因此在所施加的作用力相同情况下，力臂的长度加大将使力矩(Moment)增加。

操作时通过对脚踏板84施加作用力，曲柄机构10通过圆筒柱121带动转轴83和链轮85跟随曲柄11做转动，在增力旋臂30从顶点位置向下旋转时，通过各滚珠20在各滚珠容槽141、各滚珠容槽151和容珠通道A内的相互抵推作用下，将带动踏板端齿轮15做旋转，并使增力旋臂30与地面维持在一恒定角度或一水平状态，本实施例为水平状态，且脚踏板84中心点的运动轨迹所形成的圆周直径与踏板端齿轮15中心点与中轴承接座87的运动轨迹所形成的圆周直径相等，但两直径的中心位置呈一偏心型态。又，增力旋臂30的运动方向与曲柄11的运动方向相反。

请参阅图9所示，本发明的曲柄机构除了可如前述实施例外，亦可如本实施例的型态，此曲柄机构10A的曲柄11A包括一外侧壳体12和一内侧壳体13，在外侧壳体12的中间区域设有一第一凹沟123A，内侧壳体13的中间区域设有一第一凹沟133A，由第一凹沟123A和第一凹沟133A组成一容珠通道A，其中第一凹沟123A和第二凹沟133A的二端部分别与轴端齿轮14和踏板端齿轮15的内侧周缘相通；如此，可大幅度地的减少滚珠20的使用数量，进而能够节省材料成本。

请参阅图10及11所示，其中本实施例的增力旋臂30A为一弧形旋臂，其一端是连接在前述踏板端齿轮15的端面，并在此增力旋臂30A开设有一贯通孔35，且在远离贯通孔35的一端设有一插块36和一套接槽37；本发明的可增力踩踏曲柄装置还包括一踏板连杆50，踏板连杆50的一端是连接在增力旋臂30A且形成在曲柄11和增力旋臂30A之间，踏板连杆50具有一踏板承接柱51，另在远离踏板承接柱51的一端设有一套接槽52和插块53，其中踏板承接柱51是穿设前述贯通孔35以供一脚踏板84连接，套接槽52和插块53则分别对应于增力旋臂30的插块36和套接槽37做结合。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。