主要用于自行车和类似的被驱动车辆的交替驱动装置，其中被驱动的踏板的转动转换成摆臂的往复的摆动运动，并且摆臂具有相应的驱动臂(16，16′)，驱动臂联接到头部(14，14′)，头部围绕踏板的摆动轴(11)，牵引臂(17，17′)从头部伸出并与驱动臂形成一角度，驱动臂和牵引臂(16，17)的远端由连接臂(20，20′)相互连接。在这些臂之间形成大致三角形的开口，并且驱动轮(15，15′)的轴定位在该开口内，牵引臂限定有牵引路径(19，19′)，使车辆的被驱动轮转动的柔性拉绳(28)被引导绕过至少一个具有轴(35)的绳轮(26)，轴(35)沿牵引路径被引导，用以调节传动比。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种交替驱动装置，主要用于自行车和类似的被驱动车辆，其中所述车辆包括车架和可枢转地连接到车架的被驱动轮，所述驱动装置包括一对设计相同、驱动方向相反且安装在车架的相应两侧的驱动单元，各个所述驱动单元包括相应的摆臂，所述摆臂绕安装在车架上的共同的摆动轴枢转以绕摆动轴进行交替的摆动运动，各个摆臂具有相应的驱动臂，所述驱动臂具有限定驱动路径的边缘，所述单元包括安装在所述车架上并在所述车架上枢转以进行绕驱动轴线的圆形运动的共同的驱动轴，各个驱动单元包括相应的螺栓和驱动轮，所述螺栓具有与所述驱动轴线基本平行的轴线，并且连接到所述共同的驱动轴以及与所述共同的驱动轴一起绕所述驱动轴线沿相应的圆形路径转动，所述驱动轮连接到所述螺栓并在所述螺栓上枢转，所述驱动轮被压向所述驱动路径中相关的一条驱动路径，使得在所述驱动轮转动期间它们的表面沿所述相关的驱动路径先按第一方向、然后按返回的第二方向滚动，由此使所述摆臂进行交替的摆动运动，所述驱动轮彼此机械地连接并且在每个位置它们都绕所述驱动轴相对于彼此在角度上偏移180°，相应的柔性绳连接到所述摆臂中相关的一个摆臂，并且相应的被偏压的(受偏向力的，biased)绕绳筒以这样的方式绕所述被驱动轮的轴安装和连接到所述被驱动轮，即允许扭矩从所述绕绳筒仅沿单一的但相互不同的转动方向传递到所述轮，其中所述绳连接到所述相关的绕绳筒和以相应的预定圈数卷绕在所述相关的绕绳筒上，使得在驱动操作期间所述圈数以相互交替的方式改变。术语“交替驱动装置”表示这样一种驱动系统，其中提供驱动力的驱动源的输出元件绕圆形路径转动，并且该圆形运动首先转换成交替的摆动运动，然后摆动元件被用于驱动安装在车辆的车架上的车辆被驱动轮。交替驱动装置的操作条件是包括一对相同但相对 (相反)着定位的驱动单元，并且驱动单元的驱动曲线应当具有一定的交迭，使得在任何时候都至少有一个单元处于驱动位置。
技术介绍
在美国专利US 5，833，257中记载了一种为自行车应用而开发的交替驱动装置， 该专利详细公开了这种驱动装置的特性。该专利示出了几种实施方式，从实用的角度来说， 其中图11所示的杆联动机构或图16所示的凸轮驱动装置似乎可以实现。凸轮驱动装置的明显优点在于，通过对凸轮盘形状的适当设计，驱动特性可在宽范围内变动，但是在所示的实施方式中，凸轮盘具有大的尺寸和重量，并且凸轮盘的存在大大限制了用于牵引目的的摆动元件的应用。该凸轮驱动装置实施方式的优诜和已研发出的实施例可从主页www, skyex. com/ stringbike上获知，其中示出了一辆曾在1999年在拉斯维加斯的国际自行车博览会 INTERBIKE和1998年在Friedrichshafen(德国)的EUR0BIKE博览会上展出过的自行车的图片。在该实施例中，驱动摆臂被设计为双臂杠杆，并且凸轮盘的外缘被压靠在固定于双臂杠杆下端的滚珠轴承的外圈上。传动比(变速比)的改变由沿杠杆的另一个臂被引导的绳轮的滑动运动来提供。这种设计的缺陷是由凸轮盘对双臂杠杆的轴施加的压力很高，这有可能扭曲车架，并且必须提供特别设计的坚固轴承来抵抗这种高载荷。另一个缺陷是摆臂的前后运动由单个绳轮传递到自行车后轮上的绕绳筒，并且当在摆动运动期间绳轮上的圈数改变时，作用在摆臂上的力具有不仅处在其运动平面内而且沿着横向的分量，所述横向分量有可能使摆臂弯曲，并且其轴承必须被设计成承受这种不希望的扭矩。由塑料材料制成的绳无法抵抗高的弯曲载荷，并且根据寿命测试其在每工作600-800千米之后便会断裂。还有一个缺陷是需要单独的绳偏压组件使摆臂返回到其在每个摆动循环中的初始位置，并且该组件在车架和绕绳筒上需要很大的空间，且它的存在增加了制造成本。根据所引用的公开文献的图11，驱动臂由相互成钝角的两个部件组成，并且在所述部件的连接轴上设有滚珠轴承，该轴承沿着被设计为连杆的摆臂的内部线性凹槽滚动， 其中在摆臂的任一运动方向上，滚珠轴承沿线性凹槽的相对的各个壁滚动。联接件的对称线穿过摆动运动的中心。基于设计上的限制，不可能调节或改变驱动特性，并且可由这种典型的联动驱动装置获得的驱动特性明显不同于由利用圆形齿轮的链传动自行车的驱动特性提供的驱动感觉。这种设计的另一个问题在于难以改变传动比，因为在可供绳轮沿着移动的线性摆臂上没有足够的地方，从而其自由运动不会被车架、尤其是后叉的存在所限制。尽管有上述问题，但是与交替驱动装置相关的优点也很明显，并且它们在所引用的网站上公开的表中被概述，即利用这种驱动系统，传动比可随时改变，该系统对污染、磨损和潮气不敏感，由于它在驱动系统中仅使用滚动元件，所以它具有高的效率。另一个优点是没有使用链条以及没有与链条的存在有关的限制，包括难以拆卸被驱动的后轮。
技术实现思路
本专利技术的目的是保持交替驱动装置的上述优点，同时消除或大大减少它的缺陷， 包括所产生的驱动曲线非常接近于由链传动自行车提供的驱动曲线，并且大大降低作用在摆臂的轴上及由此作用在车架上的扭曲荷载。根据本专利技术的第二方面，应当提供这样一种驱动系统，其中绳可承受作用在其上的、因在绕绳筒上反复卷起和退绕以及因拉力波动所产生的弯曲载荷，而没有撕裂或断裂的危险。根据另一个方面，本专利技术的目的还在于提供在自行车的载荷状态和无载荷状态下对传动比的轻松而简便的调节。这些和其它目的已通过在所附的权利要求中要求保护的交替驱动装置的设计得以实现。根据本专利技术的交替驱动装置可主要用于自行车，但它也可优选地用于三轮车和特殊的自行车。容易改变传动比的可能性实现了在由较小功率的电动机或常规发动机驱动的较小车辆中的应用。特别是在电动机的情况下，高的起动转矩的要求难以满足，因为针对给定功率设计的电动机具有小的起动转矩，而额定功率仅可在较高的电机转速下获得。在这些情况下，使用根据本专利技术的驱动装置可代表理想的解决方案。如果转动不是由靠人力移动的驱动臂提供的，则只需提供驱动轮绕驱动轴的转动。附图说明现在将结合优选的实施方式描述根据本专利技术的交替驱动装置，其中将参照附图。 在附图中图1用透视图示出带有驱动装置的自行车；图2从不同的视角示出图1的自行车的透视图；图3示出摆臂的透视图，其中自行车的某些元件未示出；图4是剖视简图，示出了驱动轮和驱动臂的连接；图5是一不同实施方式的类似于图4的简图；图6是摆臂的一个实施方式的侧视图；图7是简化透视图，示出绳分支的路径；图8是简图，示出了摆臂的设计、绳轮的定位和用于改变传动比的组件；图9是简图，示出控制传动比改变的鲍顿丝的路径；图10示出了运动学简图，示出在不同的驱动路径和不同的摆动运动位置的驱动装置；图11示出最佳的驱动路径及其特性；图12的曲线图示出在三种不同的驱动路径形状下作为驱动臂的角位置的函数的驱动臂的角速度；图13示出角位移相对于左右驱动单元的传动比的曲线图，但未示出它们的相互作用；图14示出类似于图13的曲线图，还示出了两侧的相互作用和各绳分支中的绳力；图15示出摆臂的另一个实施方式，示出了摆臂的某些特性角度；图16示出摆臂的侧视图，还示出了控制用鲍顿丝的路径；图17示出一组件的剖视详图，利用该组件可针对不同侧调节不同的传动比；以及图18示出用于将驱动绳连接到车架的摇杆的三幅简图。具体实施例方式图1和2示出从不本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．交替驱动装置，主要用于自行车和类似的被驱动车辆，其中所述车辆包括车架（１）和可枢转地连接到车架（１）的被驱动轮（２），所述驱动装置包括一对设计相同、驱动方向相反且安装在车架（１）的相应两侧的驱动单元，所述驱动单元各自包括相应的摆臂（１０，１０’），所述摆臂绕安装在车架（１）上的共同的摆动轴（１１）枢转以绕摆动轴（１１）进行交替的摆动运动，各个摆臂（１０，１０’）具有相应的驱动臂（１６，１６’），所述驱动臂具有限定驱动路径（１８，１８’）的边缘，所述单元包括安装在所述车架（１）上并在所述车架（１）上枢转以进行绕驱动轴线的圆形运动的共同的驱动轴（４），各个所述驱动单元包括相应的螺栓（９，９’）和驱动轮（１５，１５’），所述螺栓具有与所述驱动轴线基本平行的轴线，并且连接到所述共同的驱动轴（４）以及与所述共同的驱动轴（４）一起绕所述驱动轴线沿相应的圆形路径转动，所述驱动轮连接到所述螺栓（９，９’）并在所述螺栓上枢转，所述驱动轮（１５，１５’）向所述驱动路径（１８，１８’）中相关的一条驱动路径被偏压，使得沿所述相关的驱动路径（１８，１８’）先按第一方向、然后按返回的第二方向滚动的所述驱动轮（１５，１５’）的转动使所述摆臂（１０，１０’）进行交替的摆动运动，所述驱动轮（１５，１５’）彼此机械地连接并且在每个位置它们都绕所述驱动轴（４）相对于彼此在角度上偏移１８０°，相应的柔性绳（２８，２８’）连接到所述摆臂（１０，１０’）中相关的一个摆臂，并且相应的被偏压的绕绳筒（６１，６１’）以这样的方式绕所述被驱动轮（２）的轴安装和连接到所述被驱动轮（２），即允许扭矩从所述绕绳筒（６１，６１’）仅沿单一的但相互不同的转动方向传递到所述轮（２），其中所述绳（２８，２８’）连接到所述相关的绕绳筒（６１，６１’）和以相应的预定圈数卷绕在所述相关的绕绳筒上，使得在驱动操作期间所述圈数以相互交替的方式改变，所述交替驱动装置的特征在于，每个摆臂（１０，１０’）还包括：头部（１４，１４’），所述头部围绕所述摆动轴（１１）并与所述驱动臂（１６，１６’）的内端连接；牵引臂（１７，１７’），所述牵引臂以其内端与所述头部（１４，１４’）连接而使得所述驱动臂（１６，１６’）与所述牵引臂（１７，１７’）形成一角度；和连接臂（２０，２０’），所述连接臂使所述驱动臂（１６，１６’）的外端和所述牵引臂（１７，１７’）的外端相互连接，其中所述驱动臂（１６，１６’）、牵引臂（１７，１７’）和连接臂（２０，２０’）一起限定出大致为三角形的开口，所述驱动轮（１５，１５’）的轴定位在所述开口内，所述牵引臂（１７，１７’）在其面朝所述开口的边缘限定出牵引路径（１９，１９’），所述牵引路径基本上确定即时的传动比，并且每个驱动单元包括至少一个绳轮（２６，２６’），以便所述绳（２８，２８’）卷绕在所述绳轮（２６，２６’）上，所述绳轮包括沿所述牵引路径（１９，１９’）被引导的轴（３５，３５’）。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·科尔黑布，M·兰托斯，
申请(专利权)人：绳带驱动技术有限公司，
类型：发明
国别省市：HU
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