可变力臂式省力自行车脚蹬机构制造技术

可变力臂式省力自行车脚蹬机构。这种脚蹬机构的转动半径是可变的。它可以一个同脚踏板相连接的活塞在装有复位弹簧和缓冲弹簧的“＿＿”形外筒内作往复移动的方式，也可以使脚踏板的半轴在设在其连杆上的弧状孔内的导轨上滑动的方式，使自行车在行驶过程中，按照加在脚踏板上的力的大小和方向，相应实现脚蹬机构的转动半径的改变，从而使脚蹬机构具有省力功能。它适用于各型自行车（赛车除外），但一般不宜在现有自行车上直接装用。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种关于自行车的脚蹬机构的省力型的结构的专利技术。现代自行车正向着小型、轻便的方向发展，已具备了良好的使用性能。但是在某些情况下，例如逆风或上坡行驶，骑车人仍会感到吃力。这对于非机动车来说，还是一个有待解决的技术问题。当前，大致已有三种解决方式，一是减小脚蹬机构的大齿轮盘的直径;二是增大后轮轴的传动齿轮的直径;三是使用后轮变速器的低挡位。这三种办法都是以减小自行车的两齿轮的转速比为前提，来增大脚蹬机构或后轮轴的转动力矩，而获得相对省力的效果。在无变速装置的自行车上，则无任何可借以“省力”的机构。本专利技术的目的在于提供一种适合各型自行车使用的，不以改变自行车的传动齿轮的传动比为条件的具有省力功能的脚蹬机构。自行车的脚蹬机构的工作规律，其前半周是承力并进行工作的过程，也是骑车人向下用力并伸腿的过程，为适应这一工作过程的需要，脚蹬机构的转动半径在一定限度内越大越好。其后半周是回程即空转的过程，也是骑车人作向上弯曲并收腿的过程，为适应这一空转过程的需要，脚蹬机构的转动半径在一定限度内越小越好。现有的脚蹬机构的转动半径是固定不变的，所以它只能按上述规律取一优选的折衷值。基于这一思路，本专利技术是以如下方式完成的把自行车的脚蹬机构的转动半径制成可变的并能基本适应上述对脚蹬机构的转动半径的变化要求而在行驶过程中相应实现转动半径的变化，从而改善自行车的脚蹬机构的工作性能。下面将结合实施例及其附图，对本专利技术的具体结构和工作过程进行详细地描述。图1是本专利技术实施例的结构示意图(左侧位)图2是本专利技术实施例的结构分解示意图(左侧位)图3是本专利技术实施例的工作过程示意图参看图1，本专利技术由“Г”形外筒1、内杆2、带复位及缓冲弹簧室的活塞3、带内杆2导套的螺盖4、复位弹簧5及缓冲弹簧6等主要零件组成。“Г”形外筒1的上接点9与内杆2的下接点10，分别同脚蹬机构的转轴和脚蹬板小轴连接，以取代现有的脚蹬机构的连杆。“Г”形外筒1在外观上，相当于在现有的脚蹬机构的连杆的根部附近的适当位置，把连杆朝自行车行驶时的连杆转动的方向折一适当的角度。参看图2，本专利技术的具体结构的装配关系是先依次将螺盖4、复位簧5穿入内杆2，再将活塞3装入内杆2的活塞结合座内并以花螺帽7固定，为防松动，以开口销11进行锁定。将缓冲簧6放进“Г”形外筒1后，再将上述已装配好的带活塞的内杆2装进“Г”形外筒1，最后将螺盖4紧固在“Г”形外筒1的下端。防尘胶套8的上下两端分别固定在“Г”形外筒1与内杆2的下部。为防止内杆2同“Г”形外筒1之间发生扭转，内杆2同活塞3以及活塞3同“Г”形外筒1的内壁之间，应分别采取相应的定位措施。参看图3，本专利技术的工作过程是按自行车行驶方向，其前半周为工作区12，后半周为空转区13。在工作区12，由于外力(脚踏力)作用，脚蹬机构边旋转边增大其旋转半径，直至增至设定的最大值。当进入空转区13在收腿过程中由于脚未离脚踏板，脚蹬机构受部分重力作用的影响，边旋转边减小其旋转半径，直至减至最小。前一过程以角a1表示，后一过程以角a2表示。角a1、a2的大小，在自行车行驶过程中，分别取决于骑车人所施外力的大小和力的作用方向以及骑车人在收腿时作用在脚踏板(即内杆2)上的重力的大小。曲线14为脚踏板的轨迹。为使本专利技术具有最佳使用效果，本专利技术的Y1应大于而Y2应小于(见图3)现有的脚蹬机构的旋转半径，即近似于将现有的自行车的脚蹬机构的旋转半径所构成的圆的圆心(其转轴的轴心)，向斜后上方移动一定距离后而形成的一个偏心圆。(使用本专利技术，需对车架结构作相应改动。由于内杆2伸长，使脚踏板获一前置量，即当一侧脚踏板转至正下方，而另一侧脚踏板尚未达到正上方，所以在实际改动车架结构时脚蹬机构的转轴轴心不宜后移。)使用本专利技术，当脚踏板进入工作区12(见图3)的起始点时，脚应向前方施力，使内杆2伸出，以便在工作区12的前上方至前方的这一驱使自行车行驶的正常施力范围内，充分发挥本专利技术的作用。因而，从整体上讲，使用本专利技术不致明显地对人们长期以来所形成的骑车习惯(如动作、姿势等)产生影响。为使本专利技术具有良好的工作可靠性和较长的使用寿命，“Г”形外筒1及内杆2按一般对承力的滑动配合组合件的技术要求选材、加工(热处理、表面处理、表面光洁度)，活塞3及螺盖4内的导套以相当的铜材质加工，配合精度适当，要留有润滑用的油槽，活塞3还应有若干均压孔。为保持良好的润滑，可采用润滑脂。在这一前提下，复位簧5的压力大小，以在卸去使其处于完全被压缩(即活塞3底部同螺盖4接触，复位簧5进入活塞3下部的弹簧室内)的状态的负荷的瞬间，可保证抵消缓冲簧6的压力并足以使完全伸出的内杆2灵活地复位(即活塞3顶部同“Г”形外筒1的顶部接触，缓冲簧6进入活塞3上部的弹簧室内)为准。当“Г”形外筒1的内径保持一定，在保证活塞3的侧壁有适当的厚度和不影响复位簧5正常工作的条件下，要尽量加大内杆2的直径。在同等的行驶条件下，如保持行驶速度不变，即保持脚蹬机构的转动力矩不变，使用本专利技术可减小加在脚踏板上的力，因而本专利技术具有省力效果。同时在使用中，还会感到，前蹬-脚踏板可随脚前伸，犹如迈步，后收-脚踏板(在复位簧5的压力作用下)又可随脚回收，有跟脚作用，所以有步行感。在某些情况下，骑车不需费力，由于脚力小，内杆2欲伸不伸，不仅减小了脚部的回转动作量，而且会赋予脚部以弹性感。本专利技术以通常方法制造，“Г”形外筒1的“折角”部位，可以焊接方法加工。本专利技术亦可由下述的另一个实施例给出。附图4为本专利技术的另一个实施例的结构示意图(左侧位)附图5为本专利技术的另一个实施例的结构侧视图(局部)参看图4，把现有的脚蹬机构的连杆1的外端制成沿转动方向微向下弯曲的弧状孔2，脚踏板的半轴3的两侧各有一个分别同弧状孔2的与之相配合的二导轨的曲面的曲率相补偿的曲面，因而，半轴3可滑动地装在弧状孔2内。其装配方法是先将半轴3的两曲面相吻合地装入弧状孔2的导轨内，再装上垫圈6，以螺帽7调整好半轴3同弧状孔2之间的轴向配合间隙，并将螺帽7锁定在半轴3上，最后装上弧状孔2两侧的拉力弹簧8与9，两只拉簧的一端分别装在半轴3的凹槽4与5上，另一端分别挂在连杆1上的弹簧支点10与11上。本实施例的工作过程、制作及装用要求与使用方法均同前述的实施例。因本实施例的脚踏板是按转动方向沿弧状孔2的导轨呈弧状伸出的，故本实施例亦具有良好的性能。为避免两连杆1的内侧在脚踏板半轴3处同车身碰撞，连杆1可适当制成如图5所示的形状。为保持工作灵活并减少磨损，除润滑良好，半轴3同弧状孔2的两侧接触面6与12应有铜垫，最好采用推力轴承。当然，如果互易本专利技术的实施例中关于“Г”形外筒与内杆之间或连杆弧形导轨同脚踏板半轴之间的基本结构关系(例如变为基于以“Г”形内杆与外筒之间的结构形式)再相应进行本专利技术实施例中有关其它部分的组合，其效果是相同的。本专利技术适用于各型自行车(赛车除外)，并不影响车上的其它装置(如变速装置)的使用性能。本专利技术一般不宜在现有自行车上直接装用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变力臂式省力自行车脚蹬机构。其特征是脚蹬机构的脚踏板的轴心，可按照施加在脚踏板上的外力的大小和着力的方向变化，依特定的工作方式，在脚蹬机构的旋转半径的方向上同步地产生一大小和方向与之相对应地位移。

【技术特征摘要】
一种可变力臂式省力自行车脚蹬机构。其特征是脚蹬机构的脚踏板的轴心，可按照施加在脚踏板上的外力的大小和...

【专利技术属性】
技术研发人员：代范伊，
申请(专利权)人：代范伊，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]