前置往复式无级变速自行车制造技术

前置往复式无级变速自行车，针对自行车的驱动、乘座和避震进行改进。包括：乘骑者坐靠休闲式椅，两脚蹬踏前置的两个悬摇杆曲柄，可进行弧形的曲线往复运动，用脚掌面的蹬踏角度或用手直接调动摇杆上力臂的长短实现无级变速，高效能的带动挠性件驱动后轮；还包括装卸方便且不互换的休闲式座椅和防落物防盗的可带走座椅；简化的全避震使乘坐舒适并使货架携带的物品减小了颠簸。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属交通工具，涉及一种自行车。
技术介绍
往复式挠性件驱动的自行车已有很多方案。例如申请号87201948《杆驱动式自行车的变速机构》；申请号87104725《钢丝绳往复传动自行车》；申请号88102229.2《摇杆驱动变速自行车》等。他们都是改变了下置曲柄旋转式传动为下置往复式传动挠性件驱动的自行车，仍保留了乘骑人的直立姿高重心状态，对安全性与舒适性没有改变。重要的是还不能发挥人的最大效能。《人机工程设计》一书中有论述(天津大学出版社，郭青山、汪光辉编，1999年1月第2次印24页)“足的蹬力大小与人体姿势、足的位置和方向有关。若坐姿有靠背支撑时可产生最大的蹬力”、“人体躯干及肢体在水平面的运动比垂直面的运动速度快”，这就是说人体在坐姿有靠背支撑足蹬水平运动时可发挥的效能最大。申请号98811829美国线形自行车公司专利技术的《线性驱动装置》中坐姿有靠背支撑的前置导轨踏板往复直线运动传动挠性件驱动轮的自行车方案(F1G1、6、8、11)符合了人体出力特性。坐姿降低了重心，提高了安全性，靠背椅比鞍座更舒适。虽然《线性驱动装置》往复直线运动传动的效率最高，但是缺少变速机构，对不同的人就不能使其调整合适的蹬力和蹬速获得各自轻快的行驶效果。
技术实现思路
为使前置往复式自行车的驱动有无级变速机构，以便乘骑人根据道路坡度、风阻和体力情况适时调整较合适的蹬力和蹬速感到轻快的行驶；利用坐椅与车身的可分离和不互换性，以增加车身防盗性；简化的全避震机构使乘骑人和货架携带的物品减小颠簸，本技术提供一种机构较为简单的前置往复式无级变速自行车。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是在自行车前轮的上方设置两个悬摇杆曲柄和踏板，矩心由车身伸出的托架支撑。乘骑人有靠背坐姿，两脚分别蹬踏前置的两个悬摇杆曲柄踏板进行近似水平绕矩心的弧线往复运动。在每个摇杆上有一个可控制滑动的套圈连接挠性件驱动后轮。套圈的滑动改变了力臂，形成无级变速。摇杆越长曲柄踏板在一定往复行程内的运动弧线就越接近直线，传动效率就越高。控制套圈的滑动有两种方案，第一方案是以脚掌控制曲柄踏板的角度改变相连同步的凸轮角度顶动摇杆上的套圈滑动，实现在凸轮升程范围的无级变力臂。如果有人不适应脚控制踏板变力臂，例如脚腕活动受限或假肢者，则用第二方案用手调动套圈，即没有凸轮，用手直接将摇杆上的套圈滑动到适合的位置加以紧定。这个方案虽然没有第一方案快捷，而且须停车进行，但是结构更简单，可变力臂的范围更大。对座椅的设计方案是装卸方便不互换的休闲式靠背座椅。在存放车时适情可将座椅卸下带走，防日晒雨淋和落尘，同时增加了该车被盗窃和销赃的难度。此种自行车没有座椅就很难骑行，即使另外有此种车的座椅因为互不相配而难以装用。采用休闲式是为了轻便和舒适。简化的全避震方案是简化了两前叉管都装弹簧，仅在前叉立管部位装一个弹簧，并且将车身与承载物之间都有弹簧支撑，使乘骑人和货架携带的物品减小颠簸。附图说明图1是技术的总体示意图。摇杆变力臂为手动套圈机构。图2是踏板与凸轮顶动套圈变力臂机构。图中1、矩心；2、托架；3A、3B悬摇杆曲柄；4A、4B套圈；5、挠性件；6A、6B滑动套圈；7A、7B凸轮；8A、8B踏板；9、竖弯管；10座面；11、靠背面；12、13、14横支撑管；15、16条板；17、18柱；19、弹簧；20、货架；21、支撑杆；22、弹簧。具体实施方式在图1中，前置的两个悬摇杆曲柄机构位于小前轮的上方，矩心(1)由车身伸出的托架(2)支撑。矩心轴套外的扭簧使两摇杆保持着向前拉紧挠性件的张力。乘骑者坐在靠背椅面(10)(11)上，两脚分别蹬踏前置的两个悬摇杆曲柄(3A、3B)的踏板进行绕矩心(1)的弧线往复运动。摇杆上的套圈(4A、4B)连接挠性件(5)驱动后轮。控制套圈滑动变力臂的第一方案是图2踏板与凸轮顶动套圈变力臂机构由两个悬摇杆曲柄(3A、3B)上可滑动的套圈(6A、6B)和与曲柄踏板(8A、8B)并连同步的凸轮(7A、7B)组成。套圈(6A、6B)向矩心(1)滑动是由曲柄踏板并连的凸轮(7A、7B)顶动。具体的操作和运动过程如下当某脚踏某板(例如8B)于曲腿位置时，脚根用力脚尖抬起，使踏板(8B)随脚掌向垂直于地面角度转动，当踏板带动凸轮(7B)转动的同时进一步收曲腿，凸轮顶动套圈(6B)向矩心(1)滑动，即变短了力臂。如果踏板到达了垂直地面的角度(脚掌面的活动至多是垂直地面)凸轮也升到了最高程，此时力臂变短，蹬发力是省力的低速位。当继续向前蹬时，由于摇杆绕矩心转动，而脚掌因脚骨限制不能绕矩心转动，凸轮(如7A)的顶点就逐渐离开了套圈，但是此时挠性件对套圈(如6A)的拉力角已进入套圈的摩擦角(自锁)范围，(套圈里衬与摇杆表面的材料摩擦系数0.5时，摩擦角可达26度)，再加上挠性件连接在Ω型套圈两横腿上，在摩擦角范围内有拉力时圈环自动夹紧，套圈在摇杆向前运动时不会自行滑动。当发力的腿向前蹬时，另一条腿在收曲，同时用脚掌控制踏板垂直于地面，使这个踏板带动的凸轮顶套圈于高程位，这样两脚往复运动就平衡的进入了较为省力的低速行驶。反之，当摇杆向后运动收曲腿的脚尖用力，脚踏板转向接近平行地面，凸轮也转向低位离开了套圈，当接近全曲腿位置蹬踏发力，由于挠性件对套圈的拉力角大于套圈的摩擦角使套圈受拉滑动，同时圈环夹紧力也减小不够阻止套圈向远离矩心滑动直到凸轮的低程限位，此时是力臂最长的快速位。在凸轮的最低位和最高位升程范围中，可限位套圈于任一点，因而实现无级变速。由于人的左右腿肌力不同，当两腿的蹬踏都感轻松而套圈的高低有差别时是很正常的，它表明两腿利用各自的无级变速得到了一种平衡。控制套圈滑动变力臂的第二方案是图1中手调套圈变力臂机构由两个悬摇杆曲柄踏板(3A、3B)和在摇杆上可紧定的套圈(4A、4B)组成，紧定的方法用夹紧法或顶丝法。在停车时用手直接将摇杆上的套圈(4A、4B)滑动调长力臂或调短力臂而后紧定。在图1中靠背座椅由两根竖弯管(9)和三根弯曲的横支撑管(12、13、14)及座面(10)和靠背面(11)组成。横支撑管的弯曲量是留给座面和靠背面变凹后横管不触及人体。座椅的前横管(12)和靠背横管(14)分别座落在条板(15、16)上，它是座椅的前后承重支撑。两个横管(12、14)与座落的条板(15、16)分别有数个直立的销钉相穿，以固定座椅水平位置。垂直提座椅脱离销钉后可将座椅带走，也可加锁环将横管(12)及条板(15)或横管(14)及条板(16)锁住，防止提起座椅。此种自行车的座椅不能互换的关键在于彼此销钉孔位、孔距和销钉上固定或下固定的差别。在生产中，要求每付承重横支撑管与所对条板(12与15、14与16)销钉孔都是配钻工艺，并且每付的数个销钉孔位、孔距都不一样，再有销钉参错焊在管上或条板上，任意互换销钉就不能插入相对孔内。在条板下可垂直滑动的柱(17、18)对条板水平运动限位，克制座椅向左、右、后的水平移动。在图1中的避震机构由前叉立管上的一个弹簧(19)和承重座椅的两条板(15、16)下的弹簧以及货架(20)前端与座椅靠背处条板(16)铰接共用弹簧及在货架后部的支撑杆(21)上的弹簧(22)等组成。这样车身前部、乘坐人及货架上携带的物品都有避震效果。权利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种前置往复式无级变速自行车，具有：车身向前轮上方伸出的一个托架支撑着以矩心为轴左右各一的悬摇杆曲柄，在所述左右悬摇杆曲柄的左右悬摇杆上各套有一个套圈，所述套圈连接挠性件用以驱动后轮，其特征在于所述左右悬摇杆上的套圈在各自悬摇杆上可向所述矩心的近方向或远方向滑动；所述左右悬摇杆上的套圈随所述左右悬摇杆曲柄只能一个向前另一个则向后相对于所述矩心作弧线往复运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王延荣，
申请(专利权)人：王延荣，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]