跷式弹性车架自行车制造技术

本实用新型专利技术的自行车改变了传统自行车刚性车架的结构，采用可变形多边形车架的柔性结构。骑行时前后车轮产生的颠簸力矩同时作用于车架上，使车架在允许的范围内改变形状，将伴随多边形车架形状改变而发生的对角线的长度变化变为拉杆的往复直线运动，通过棘轮结构再转变为单向转动力矩，传递到驱动轮而成为助驱动力。多边形车架变形的同时又可达到减震的目的，使骑行既舒适又省力。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种弹性结构式车架的自行车。目前的自行车形式多样，改进方案也层出不穷，但就其基本结构而言，仍未摆脱固定焊接式刚性结构主车架的局限，由于主车架的刚性结构，骑行中产生的颠簸力经车架直接传递给骑车人，造成不舒适感。为此而设计的各种减震技术方案相继出现，其原理多是通过各种弹性装置将骑行中所产生的震动的振幅和频率削弱到人体所能承受的范围内。另一方面，为骑行更省力，也有不少助力或增力的结构设计，其原理多为使人腿的用力方向更趋合理或利用人力以外的力增加驱动力。但用骑行中的颠簸力矩进行增力或助力的方案却不多，这是由于颠簸力矩的利用与为骑行舒适而进行减震一般认为是相互矛盾的为充分利用人体及车体重力在颠簸过程中上下运动所产生的颠簸力矩颠簸应越大越好，而为骑行舒适则恰与此相反，应将颠簸运动最大限度地削减掉。中国专利GN87202927介绍了一种自行车，可利用骑行中后轮的颠簸力作为助驱动力，但前轮则未得到利用。本技术的目的是为充分利用前后两车轮所产生的颠簸力矩，将减震与助力综合考虑而设计一种兼有此两种功能的自行车。本技术改变了自行车刚性主车架的传统结构，采用了可变形的主车架形式。几何学的知识表明，四边或四边以上的多边形具有可变形的不稳定性质，因此本技术的自行车采用了四边或四边以上多边形结构的主车架。其中的各条边可以为直边，也可以有一条或数条边为曲边，以适应女车、童车或其它不同的特殊需要。车架中上横梁的向前伸出端与前叉连接，下平叉向后的伸出端连接后车轮，后立梁与下平叉的交点处为中轴的位置。为使主车架的形状可变，在车架的多边形结构中至少应有连续相邻的四个交点结合部位为铰接形式。骑行中发生颠簸时，在骑车人及车身重力的作用下，由各铰接结合点所围成的多边形就会改变形状。随着其形状的改变，主车架多边形中各条对角线的长度要跟着变化。在至少包括一个铰接结合点在内的一条对角线上设置有拉杆，其一端与车架采取位置不可移动的固定连接，另一端则通过长通槽或类似的结构与车架作位置可移动的活动连接。当多边形车架发生变形而使该对角线长度改变时，拉杆就可以沿此对角线在长通槽允许的长度范围内作往复运动。长通槽既允许拉杆作往复直线运动，又可以限制车架的变形范围，防止因车架过度变形而发生事故。为使拉杆能不断往复运动并使运动柔和。在该对角线位置上同时还设有弹性装置，如压缩弹簧、拉伸弹簧或其它弹性部件。此处的弹性装置既起了蓄能作用，又具有减震的功能。拉杆的往复直线运动通过常用的棘轮结构可以很容易地转化为间歇性的单向圆周转动，通过传动齿轮传递给链轮，经链条而转化为后轮的驱动力。因为此驱动力是间歇性的，为了不与正常骑行时人腿的蹬力发生干扰，本技术自行车的中轴不是采用传统的直接带动链轮的形式，而是在中轴套内通过一个超越离合器与传动齿轮配合后再带动链轮。在通常将直线运动转化为圆周转动的棘轮结构中，一般多采用单个棘爪推动棘轮。在本技术的自行车结构中，为使拉杆较长幅度的直线运动被充分利用，将棘轮结构中的棘爪设计成由若干棘爪平行排列成齿条状的棘爪条是适宜的。如果以棘轮为中心，相对设置两条棘爪条，则拉杆在作往复运动时，不论向哪个方向运动，均有一棘爪条处于产生推动力的工作状态而另一棘爪条处于打滑的非工作状态，使往复直线运动得到了完全的利用。利用拉杆往复运动产生助推力时，拉杆的运动幅度越大，产生的助推力也越大。因而在弹性装置上设一可调节其弹性力大小的调节器是十分有用的。它可以根据骑车人的体重、路面状况等人为地调整弹性装置的弹性力大小。使拉杆的运动幅度始终处于接近长通槽允许的极限距离这一最佳状态。这样不仅可获得最大的助力效果，也有利于增加骑行时的舒适感。由于本技术自行车的中轴不直接带动链轮，而是通过超越离合器及传动齿轮后才带动链轮，因而当为增加使用功能而准备增设变速机构时，将变速齿轮机构设在中轴部位十分方便，而不必采用设置在驱动轮后轴部位的传统方式。下面通过附图所提供的实施例，进一步说明本技术自行车的结构。附图说明图1本技术自行车的结构示意图图2助力结构部分示意图图3图2的A－A剖视图图1表示的是本技术自行车的全车结构安排示意图。主车架(1)为直边的五边形结构形式，其中上横梁(2)向前延伸部分的端头与前叉连接，下平叉(3)向后延伸部分的端部为后车轮轴部，后立梁(7)向上延伸，连接鞍座，后立梁(7)与下平叉(3)的结合部为中轴套位置，五边形主车架中除上横梁(2)与后立梁(7)的结合部为焊接的固定连接外，其余各边梁相互结合处均为铰接形式。由图2可以看到，在上横梁(2)和后立梁(7)之间的固定结合部与下平叉(3)的前端结合部之间的对角线位置上设有两根拉伸弹簧(5)，其一端连接有调节器(21)，改变调节器(21)的上下位置即可调节弹簧(5)的弹性力大小，在同一对角线位置上还有一拉杆(4)，其一端固定套接在下平叉(3)前端结合部的铰轴上，另一端通过长通槽(10)套挂于支承轴(6)上。自行车骑行中前后轮在颠簸时所产生的力矩都会使主车架中由四个铰接部所构成的四边形改变形状，拉杆(4)所在的对角线长度随之也发生变化。由于拉杆(4)的一端是固定的，对角线长度的变化必然导致拉杆(4)在其另一端长通槽(10)允许的范围内作往复运动。弹簧(5)可以使车架的变形运动柔和。用调节器(21)调节弹簧(5)的弹性力大小，可以调整拉杆(4)的往复运动幅度大小。当车架变形超过允许的范围或弹簧出现故障，则长通槽(10)的一端即会抵紧支承轴(6)，不允许再沿此方向变形。起安全保障作用，此时的车架实际上即成为刚性车架了。拉杆(4)的往复运动通过杠杆机构(8)带动棘爪条组(9)也作往复运动，通过与棘爪条组(9)相啮合的棘轮(11)就可使直线往复运动转变为单向圆周转动。棘爪条组(9)为以棘轮(11)为中心平行相对设置的二根棘爪条，每根棘爪条上均有平行排列成齿条状的若干个棘爪。图3显示了在中轴部位处的传动结构。与棘轮(11)同轴设有一传动齿轮(13)。传动齿轮(14)与链轮(16)同轴固定连接。棘轮(11)的单向转动通过传动齿轮(13，14)而带动了链轮(16)，由链条传递到驱动轮而产生驱动力。中轴(15)在中轴套内通过超越离合器(17)和传动齿轮(14)而带动链轮(16)。在中轴部位增设调速机构时，最简单的调速机构可以采取这种方式中轴(15)上再设置一超越离合器(19)，它与调速齿轮(18)相配合，调速齿轮(18)与调速传动齿轮(12)啮合，通过二者不同的齿数比而实现不同的变速目的，调速传动齿轮(12)与传动齿轮(13)同轴。此时人腿的驱动力由中轴(15)经超越离合器(19)、调速齿轮(18)、调速传动齿轮(12)、传动齿轮(13、14)而驱动链轮(16)。由于此传动系的齿轮转速差，此时超越离合器(17)与中轴(15)为脱离状态。调速齿轮(18)可以沿中轴轴向在一定范围内滑动，其滑动由拨插装置(20)控制。当不需要调速骑行时，通过拨插装置(20)使调速齿轮(18)向外滑动而脱离与调速传动齿轮(12)的啮合，此时自行车即为由中轴(15)经超越离合器(17)和传动齿轮(14)而驱动链轮(16)的普通骑行状态。考虑到可折叠形式的自行车有利于搬运和存放，而本技术自行车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由链轮和链条传动，用后轮驱动的自行车，其特征在于①主车架为四边或四边以上的多边形，其各边可以是直边，也可以是曲边，其中上横梁（２）的前伸端与前叉连接，下平叉（３）的后伸端连后车轮，后立梁（７）与下平叉（３）的交点处为中轴位置，车架中 各边相互结合的部位处至少应有连续相邻的四个结合部位为铰接形式，并且在至少包括有一个铰接结合部在内的同一条对角线的位置上设有拉杆（４）和弹性装置（５），拉杆（４）的一端与车架采取位置不可移动的固定连接，另一端通过长通槽（１０）与车架作位置可移动的活动连接，拉杆（４）通过传动件（８）与棘轮结构相配合，棘轮（１１）将拉杆（４）的直线运动转变为单向转动，通过传动齿轮（１３、１４）带动链轮（１６），②中轴（１５）在中轴套内通过超越离合器（１７）与传动齿轮（１４）相配合，由传动齿轮（ １４）带动链轮（１６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛栋林，蔡清熙，
申请(专利权)人：毛栋林，蔡清熙，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]