本發(fā)明涉及機(jī)械動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種放大曲軸、相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)及復(fù)合動(dòng)力機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

盡管人類早已進(jìn)入了使用燃料推動(dòng)機(jī)械的時(shí)代，但是仍有不少發(fā)明家追求人力機(jī)械的發(fā)展，致力于利用人力動(dòng)力機(jī)構(gòu)推動(dòng)車輛、飛行器等。人力動(dòng)力機(jī)構(gòu)輕便節(jié)能，且往往造價(jià)低廉，若應(yīng)用于交通機(jī)械行業(yè)中能大幅提高人類活動(dòng)半徑。

目前人力動(dòng)力機(jī)構(gòu)僅能滿足較小的動(dòng)力要求，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足推動(dòng)車輛、飛行器的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種放大曲軸、相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)及復(fù)合動(dòng)力機(jī)構(gòu)，大力提高人力輸入的轉(zhuǎn)速，以滿足推動(dòng)車輛、飛行器等的要求。

一種放大曲軸，包含兩根轉(zhuǎn)軸、第一曲柄臂和第二曲柄臂：

兩根轉(zhuǎn)軸，同軸設(shè)置；

四根第一曲柄臂，沿兩根轉(zhuǎn)軸形成的軸線方向依次設(shè)置，兩兩之間的相位角為90°，且每根第一曲柄臂的一端均位于軸線上，每根第一曲柄臂的另一端分別設(shè)有曲柄軸頸；第一根第一曲柄臂的一端與一根轉(zhuǎn)軸剛性連接，最后一根第一曲柄臂的一端與另一根轉(zhuǎn)軸剛性連接，以隨兩根轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；第二根第一曲柄臂的一端與第三根第一曲柄臂的一端剛性連接；

兩根第二曲柄臂，兩者之間的相位角為90°，第二曲柄臂的有效長(zhǎng)度是第一曲柄臂有效長(zhǎng)度的兩倍；每根第二曲柄臂的兩端分別與對(duì)應(yīng)的兩根第一曲柄臂上的曲柄軸頸連接。

一種動(dòng)力機(jī)構(gòu)，包含上述的放大曲軸，以及，還包含；

第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其動(dòng)力輸出端與放大曲軸的一根轉(zhuǎn)軸剛性連接，第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)放大曲軸的兩根轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；

四根連桿，一端分別套接于放大曲軸的四個(gè)曲柄軸頸上，每根連桿以對(duì)應(yīng)的曲柄軸頸為軸，自由轉(zhuǎn)動(dòng)；

四根杠桿，一端分別設(shè)有樞軸，四根連桿的另一端分別套接于四個(gè)樞軸上，以樞軸為軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)；四根杠桿的支點(diǎn)同軸；

第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包含四個(gè)動(dòng)力輸入點(diǎn)，該四個(gè)動(dòng)力輸入點(diǎn)分別與四根杠桿的另一端固定連接，帶動(dòng)減速機(jī)倒轉(zhuǎn)，起加速作用；

第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，為帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由減速機(jī)輸出端驅(qū)動(dòng)，第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出動(dòng)力用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

上述的一種動(dòng)力機(jī)構(gòu)，還包含第一支架、第二支架、第三支架、第四支架和龍骨：

第一支架，放大曲軸固定于第一支架上；

第二支架，第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一端固定于第二支架，另一端固定于第一支架；

第三支架，四根杠桿的支點(diǎn)設(shè)置于第三支架上；

第四支架，減速機(jī)和第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均固定于第四支架上；

龍骨，所述的第一支架、第二支架、第三支架和第四支架依次固定于該龍骨上。

上述的一種動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其中，所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體包含主動(dòng)齒輪、腳踏、被動(dòng)齒輪和鏈條：

主動(dòng)齒輪，圓心固定在第二支架上；

腳踏，旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置于主動(dòng)齒輪的圓心位置，是人工動(dòng)力的輸入點(diǎn)，以人力推動(dòng)腳踏旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)；

被動(dòng)齒輪，固定在第一支架上，其圓心位置與所述一根轉(zhuǎn)軸剛性連接，當(dāng)被動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)兩根轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；所述主動(dòng)齒輪的半徑大于所述被動(dòng)齒輪的半徑；

鏈條，通過(guò)鏈條將主動(dòng)齒輪的圓運(yùn)動(dòng)傳遞到被動(dòng)齒輪上，令被動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)。

上述的一種動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其中，所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包含鏈條、拉簧和棘輪：

四根鏈條，一端與對(duì)應(yīng)的杠桿的另一端固定連接；

四根拉簧，一端與對(duì)應(yīng)的鏈條的另一端固定連接，另一端分別固定于第三支架上；

四個(gè)棘輪，與減速機(jī)剛性連接，周長(zhǎng)與鏈條的有效長(zhǎng)度相當(dāng)，受鏈條拉動(dòng)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)減速機(jī)做加速運(yùn)動(dòng)，順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)對(duì)減速機(jī)無(wú)影響。

上述的一種動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其中，所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或齒輪傳動(dòng)或軸傳動(dòng)。

一種復(fù)合動(dòng)力機(jī)構(gòu)，包含兩個(gè)及以上的如上所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，多個(gè)動(dòng)力機(jī)構(gòu)依次連接，后一個(gè)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)前一個(gè)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的放大曲軸，使第一個(gè)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的減速機(jī)輸出端得到更高的輸出功率。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：

（1）擴(kuò)展人力機(jī)械的使用范圍。

（2）節(jié)約能源，提高機(jī)械設(shè)備移動(dòng)靈活性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中動(dòng)力曲軸的軸側(cè)圖。

圖3是本發(fā)明中動(dòng)力曲軸的正視圖。

圖4本發(fā)明中動(dòng)力曲軸的右視圖。

圖5本發(fā)明中動(dòng)力曲軸與連桿和杠桿連接示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。

如圖1所示，本發(fā)明依次通過(guò)第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)400、放大曲軸100、減速機(jī)600反向安裝和第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)700的四級(jí)加速，將機(jī)械轉(zhuǎn)速提高幾十乃至幾百倍，為后續(xù)結(jié)構(gòu)提供動(dòng)力。

如圖2~圖4所示，本發(fā)明提出的放大曲軸100包含：兩根轉(zhuǎn)軸101、四根第一曲柄臂102、兩根第二曲柄臂103、以及4個(gè)曲柄軸頸104。

兩根轉(zhuǎn)軸101，同軸設(shè)置，且在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同步旋轉(zhuǎn)；

四根第一曲柄臂102，沿兩根轉(zhuǎn)軸101形成的軸線方向依次設(shè)置，兩兩之間的相位角為90°，且每根第一曲柄臂102的一端均位于軸線上，每根第一曲柄臂102的另一端分別設(shè)有曲柄軸頸104；第一根第一曲柄臂102的一端與一根轉(zhuǎn)軸101剛性連接，最后一根第一曲柄臂102的一端與另一根轉(zhuǎn)軸101剛性連接，以隨兩根轉(zhuǎn)軸101旋轉(zhuǎn)；第二根第一曲柄臂102的一端與第三根第一曲柄臂102的一端剛性連接；本實(shí)施例中第一曲柄臂102選取長(zhǎng)度為250mm。

兩根第二曲柄臂103兩者之間的相位角為90°，第二曲柄臂103的有效長(zhǎng)度是第一曲柄臂102有效長(zhǎng)度的兩倍；每根第二曲柄臂103的兩端分別與對(duì)應(yīng)的兩根第一曲柄臂102上的曲柄軸頸104連接。第二曲柄臂103的有效長(zhǎng)度為其兩端曲柄軸頸104中心點(diǎn)之間的距離。第一曲柄臂102的有效長(zhǎng)度為其一端曲柄軸頸104中心點(diǎn)到相應(yīng)轉(zhuǎn)軸101中心點(diǎn)之間的距離。本實(shí)施例中第二曲柄臂103選取長(zhǎng)度為500mm。

如圖5所示，放大曲軸100的四個(gè)曲柄軸頸104各連接一個(gè)連桿200，四個(gè)連桿200的另一端各連接一個(gè)杠桿300，放大曲軸100每旋轉(zhuǎn)一圈帶動(dòng)四個(gè)杠桿300各做一次上下運(yùn)動(dòng)，向下一級(jí)機(jī)構(gòu)輸送四次扭力，提高了效率。

如圖1所示為本發(fā)明提出的一種動(dòng)力機(jī)構(gòu)，圖中為保證清晰度，省略了一個(gè)連桿200，二個(gè)杠桿300，具體包含上述的放大曲軸100、以及四根連桿200、四根杠桿300、第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)400、第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)500、減速機(jī)600、第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)700、第一支架1100、第二支架1000、第三支架900、第四支架800和龍骨1200。

第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)400可以為鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或齒輪傳動(dòng)或軸傳動(dòng)。本實(shí)施例中選用鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)400的動(dòng)力輸出端與放大曲軸100的一根轉(zhuǎn)軸101剛性連接，第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)400帶動(dòng)放大曲軸100的兩根轉(zhuǎn)軸101旋轉(zhuǎn)。其中，主動(dòng)齒輪402的圓心固定在第二支架1000上；腳踏401的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置于主動(dòng)齒輪402的圓心位置，是人工動(dòng)力的輸入點(diǎn)，以人力推動(dòng)腳踏401旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)主動(dòng)齒輪402旋轉(zhuǎn)；被動(dòng)齒輪403，固定在第一支架1100上，其圓心位置與所述一根轉(zhuǎn)軸101剛性連接，當(dāng)被動(dòng)齒輪403旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)兩根轉(zhuǎn)軸101旋轉(zhuǎn)；鏈條404，通過(guò)鏈條將主動(dòng)齒輪402的圓運(yùn)動(dòng)傳遞到被動(dòng)齒輪403上，令被動(dòng)齒輪403旋轉(zhuǎn)；所述主動(dòng)齒輪402的半徑大于所述被動(dòng)齒輪403的半徑，進(jìn)行第一級(jí)加速，加速的倍數(shù)等于主動(dòng)齒輪402的半徑除以被動(dòng)齒輪403的半徑。

放大曲軸100與被動(dòng)齒輪403同軸運(yùn)動(dòng)，曲柄軸頸104處的線速度得到第二級(jí)放大，其放大倍數(shù)等于第一曲柄臂102有效長(zhǎng)度除以被動(dòng)齒輪403的半徑。

四根連桿200，一端分別套接于放大曲軸100的四個(gè)曲柄軸頸104上，每根連桿200以對(duì)應(yīng)的曲柄軸頸104為軸，自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

四根杠桿300，一端分別設(shè)有樞軸301，四根連桿200的另一端分別套接于四個(gè)樞軸301上，以樞軸301為軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)；四根杠桿300的支點(diǎn)同軸。

第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)500，包含四個(gè)動(dòng)力輸入點(diǎn)，該四個(gè)動(dòng)力輸入點(diǎn)分別與四根杠桿300的另一端固定連接，帶動(dòng)減速機(jī)600倒轉(zhuǎn)，進(jìn)行第三級(jí)加速。其中，四根鏈條501，一端與對(duì)應(yīng)的杠桿300的另一端固定連接；四根拉簧503，一端與對(duì)應(yīng)的鏈條501的另一端固定連接，另一端分別固定于第三支架900上；四個(gè)棘輪502，與減速機(jī)600剛性連接，周長(zhǎng)與鏈條501的有效長(zhǎng)度相當(dāng)，受鏈條501拉動(dòng)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)減速機(jī)600做加速運(yùn)動(dòng)，順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)對(duì)減速機(jī)600無(wú)影響。

第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)700，為帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，本實(shí)施例選用帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，減少振動(dòng)，得到連續(xù)、恒定的轉(zhuǎn)速。第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)700由減速機(jī)600輸出端驅(qū)動(dòng)，輸出的動(dòng)力用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中，主動(dòng)輪半徑大于從動(dòng)輪，進(jìn)行第四級(jí)加速。

第一支架1100，放大曲軸100固定于第一支架1100上。

第二支架1000，第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)400一端固定于第二支架1000，另一端固定于第一支架1100。

第三支架900，四根杠桿300的支點(diǎn)設(shè)置于第三支架900上，支點(diǎn)高度以及杠桿300的動(dòng)力臂、阻力臂的選擇根據(jù)實(shí)際需要決定。動(dòng)力臂遠(yuǎn)大于阻力臂，向第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)500提供大扭力。

第四支架800，減速機(jī)600和第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)700均固定于第四支架800上。

龍骨1200，所述的第一支架1100、第二支架1000、第三支架900和第四支架800依次固定于該龍骨1200上。

本實(shí)施例中，為了減輕所述動(dòng)力結(jié)構(gòu)的自重，放大曲軸100、四根連桿200、四根杠桿300都采用了碳纖維材料。在其他不需要減輕自重的實(shí)施例中，依舊可以采用傳統(tǒng)材料。

為了在輸出端得到更高的輸出功率，上述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)可以疊加使用，成為一種復(fù)合動(dòng)力機(jī)構(gòu)。具體包含：兩個(gè)及以上的如上所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，多個(gè)動(dòng)力機(jī)構(gòu)依次連接，后一個(gè)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)700直接驅(qū)動(dòng)前一個(gè)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的放大曲軸100，使第一個(gè)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的減速機(jī)600輸出端得到更高的輸出功率。此時(shí)，前一個(gè)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)400和后一個(gè)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的減速機(jī)600都失效，不起任何作用。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。