一种脚踏自行车制造技术

本发明专利技术提供一种脚踏自行车，其特征在于，包括：车架，以及安装于车架的人力变速驱动装置、转向装置、前车轮、后车轮；所述人力变速驱动装置包括：机架、施力柄、主动力轴、单向超越离合器、复位装置、变速齿轮组，所述施力柄的一端与单向超越离合器的输入端固定，所述单向超越离合器的输出端固定在主动力轴上，施力柄往复的绕主动力轴旋转扫过扇形面运动做功，施力柄对应的驱动力臂直接驱动单向超越离合器的输入端正反双向旋转，从而间歇的驱动单向超越离合器的输出端单向旋转；所述变速齿轮组为角速度增速齿轮组，包括依次传动连接的输入端齿轮、中间变速齿轮组和终端齿轮。本发明专利技术力的输出效率高，结构紧凑、传动上无空程、安全舒适。安全舒适。安全舒适。

【技术实现步骤摘要】
一种脚踏自行车


[0001]本专利技术涉及交通运输工具领域，具体涉及一种脚踏自行车。

技术介绍

[0002]传统脚踏自行车的动力转换传动机构包括中轴总成、曲柄总成、后轮轴总成、以及主动链盘、链条、从动链轮总成；其动力来源于人体双腿不断的圆周运动，驱使左右曲柄及主动链盘连续360
°
旋转，通过链条将动力由主动链盘传递到从动链轮、最后至后轮轴，使得自行车得以前行。
[0003]传统的脚踏自行车其驱动性能差、骑行费力，主要与驱动方式有关，受人体双腿运动距离和踏板最小离地间隙的限制，其曲柄的设计长度只能限制在一个较小的范围内。曲柄加主动链盘的圆周驱动方式，使骑车人的两条腿高起低落位差很大，而且高效驱动角度很小。在曲柄的360
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旋转过程中，存在着一个上下止点的问题，致使有效力臂利用率不足，曲柄复位行程大，最佳施力角难掌握，人体的动力亦难以充分发挥作用；同时曲柄整圈旋转，曲柄的长度受限于旋转轴心到地面的距离，或者受限于施力者腿部可伸缩的长度，导致目前此类脚踏自行车操作沉重，体能消耗大。
[0004]现有几款驱动方式不同的脚踏自行车，曲柄不转整圈，于一定角度内往复式驱动，具体通过将用来驱动的脚踏板做长，为驱动力臂加长提供条件。这里说的脚踏板的长度是实体概念，力臂长度是与施力方向相关的物理量，是脚踏板与施力方向夹角的锐角对应的直角边的长度。例如其有一款，它的力臂的转动轴心在后轮轴附近，力臂较长，一定角度内往复式驱动；它是用驱动力臂带动阻力臂，阻力臂通过连杆带动偏心轮旋转运动，偏心轮与后轮同轴固定，使得后轮被驱动，但在驱动装置中只要有偏心轮转整圈或者曲柄旋转整圈，力臂的长度就会呈周期性变化。假设人的腿部施力方向和大小始终确定不变，此情况下，力臂长度的变化曲线为正余弦曲线，根据骑车经验，实际情况是腿部的施力大小与体力有关，但是施力方向有一个较小的区间的变化，主要是在腿部最能伸展的位置附近，因此以上假设对于研究分析是有定性价值的，那么可以得出：此类人力驱动的交通设备，力的输出曲线就会有波谷和波峰，波峰最高点对应的是力臂与曲柄长度相等时刻，并且波谷和波峰占的相位周期占比相同，则驱动效率与传统自行车相同。虽然这种往复式运动机构的施力臂的长度不受限于旋转轴心与地面的距离，受限于腿部的伸缩距离，其实际力臂是驱动力臂减去阻力臂的长度，实际力臂越短，越费力。
[0005]现在还有一款进入市场的，由重庆奇可比自行车公司出品的自行车，叫做任意骑，专利CN201210036555.2，其出发点是实现正反踩踏均可实现驱动，它虽然在具体实施时驱动力臂的第一级位置用到了单向超越离合器中的单向轴承，发挥了单向轴承可以任意调整驱动角度的优点，其阻力臂就是单向轴承的半径，远小于动力臂长度，但是它与传统自行车的骑行方式一致，它的动力臂仍然和传统自行车的曲柄一样转整圈，长度自然受制于轴心与地面的距离，为了人腿部可以在任意角度施力，没有设置力臂限位装置，其缺点是当腿部伸缩量大于曲柄长度时，会产生实际力臂长度快速小于曲柄长度的缺陷；并且其力臂可转
整圈且碰不到地面存在结构性缺点：放弃了采用单向轴承后可把脚踏板长度设置的远大于脚踏板轴心到地面的距离，来增大动力臂和实际驱动力臂的有利条件；另外为了实现正反踩踏均可驱动，其左右曲柄中间加的过桥齿轮，让左右驱动力臂关联，其缺点是不能实现左右驱动力臂独立且同时的双驱动。虽然它正反都可踩，或者通过初始设置左右曲柄夹角小于180度，即使同向交替踩也可实现驱动力的输出曲线为把传统自行车的波谷转换为波峰，但是由于这种初始设置的“硬性”关联，在实际骑行过程中，骑行者不能自主更有效的自主选择驱动力输出的波峰段的缺点；另外由于在左右曲柄中间加的过桥齿轮的阻挡，对于整个装置的安装位置限定了，例如不能实现中轴即主动链盘轴不能与后轮即驱动轮实现同轴，从而不能实现整车的极简化设计，特别是浪费了实现驱动力臂的更长的有利条件；另外其没有空挡离合装置，倒转车轮力量过大时容易对传动系统的部件造成损坏。
[0006]经过我们多年的实验研究，以及相关专利的检索，以上罗列出了现有
技术介绍
的缺点和不足。

技术实现思路

[0007]本专利技术经过技术和专利导航为克服上述现有技术的不足之处，提供了一种脚踏自行车。
[0008]本实施例为解决技术问题所采用的技术方案是：包括车架，以及安装于车架的人力变速驱动装置、转向装置、前车轮、后车轮；
[0009]所述人力变速驱动装置包括：机架、施力柄、主动力轴、单向超越离合器、复位装置、变速齿轮组，所述施力柄的一端与单向超越离合器的输入端固定，所述单向超越离合器的输出端固定在主动力轴上，施力柄往复的绕主动力轴旋转扫过扇形面运动做功，施力柄对应的驱动力臂直接驱动单向超越离合器的输入端正反双向旋转，从而间歇的驱动单向超越离合器的输出端单向旋转；
[0010]所述变速齿轮组为角速度增速齿轮组，包括依次传动连接的输入端齿轮、中间变速齿轮组和终端齿轮；所述单向超越离合器的输出端与所述输入端齿轮通过主动力轴固定连接，后车轮与终端齿轮固定连接；
[0011]所述施力柄的长度大于人体施力部位在人力驱动下的运动行程，即施力柄绕主动力轴旋转扫过的扇形为小于60度的扇形，施力柄与机架之间设有确保施力柄绕主动力轴旋转小于60度的限位装置；
[0012]所述单向超越离合器为单向轴承或灵敏度大于143响的棘轮；
[0013]所述复位装置安装在机架与施力柄之间，所述施力柄完成一次驱动时，复位装置提供给施力柄用于复位的拉力；
[0014]所述机架设置在车架上，所述后车轮与人力变速驱动装置的终端齿轮固定连接；
[0015]所述转向装置与前车轮连接。
[0016]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述限位装置包括中空的限位壳，限位壳罩在单向超越离合器上，限位壳的边缘开设有竖向的限位口，施力柄穿过限位口，限位口上下沿与单向超越离合器的中心夹角介于30
‑
60
°
。
[0017]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述复位装置为架设在车架上连接着两个独立的施力柄的刚性杠杆或者柔性钢丝，当两个独立的施力柄交替运动时，则互为彼此的复位
拉力的提供者。
[0018]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述复位装置还可以是弹性复位装置，所述弹性复位装置安装于限位装置上，弹性复位装置对施力柄施加向上的弹力，所述弹性复位装置包括拉簧和簧片，拉簧的一端与限位壳的内壁固定连接，另一端与施力柄固定连接；簧片安装于限位壳的限位口下沿的内壁；簧片和拉簧均位于限位壳的内部。
[0019]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述输入端齿轮、中间变速齿轮和终端齿轮的旋转轴平行。
[0020]作为本专利技术的进一步技术方案为，当变速齿轮组为两级增速时，所述中间变速齿轮组包括第一变速齿轮和第二变速齿轮，所述第一变速齿轮和第二变速齿轮同轴固定，所述输入端齿轮与第一变速齿轮传动配合，所述第二变速齿轮和终端齿轮传动配合；所述输入端齿轮、中间变速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脚踏自行车，其特征在于，包括：车架，以及安装于车架的人力变速驱动装置、转向装置、前车轮、后车轮；所述人力变速驱动装置包括：机架、施力柄、主动力轴、单向超越离合器、复位装置、变速齿轮组，所述施力柄的一端与单向超越离合器的输入端固定，所述单向超越离合器的输出端固定在主动力轴上，施力柄往复的绕主动力轴旋转扫过扇形面运动做功，施力柄对应的驱动力臂直接驱动单向超越离合器的输入端正反双向旋转，从而间歇的驱动单向超越离合器的输出端单向旋转；所述变速齿轮组为角速度增速齿轮组，包括依次传动连接的输入端齿轮、中间变速齿轮组和终端齿轮；所述单向超越离合器的输出端与所述输入端齿轮通过主动力轴固定连接，后车轮与终端齿轮固定连接；所述施力柄的长度大于人体施力部位在人力驱动下的运动行程，即施力柄绕主动力轴旋转扫过的扇形为小于60度的扇形，施力柄与机架之间设有确保施力柄绕主动力轴旋转小于60度的限位装置；所述单向超越离合器为单向轴承或灵敏度大于143响的棘轮；所述复位装置安装在机架与施力柄之间，所述施力柄完成一次驱动时，复位装置提供给施力柄用于复位的拉力；所述机架设置在车架上，所述后车轮与人力变速驱动装置的终端齿轮固定连接；所述转向装置与前车轮连接。2.根据权利要求1所述的一种脚踏自行车，其特征在于，所述限位装置包括中空的限位壳，限位壳罩在单向超越离合器上，限位壳的边缘开设有竖向的限位口，施力柄穿过限位口，限位口上下沿与单向超越离合器的中心夹角介于30
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。3.根据权利要求1所述的一种脚踏自行车，其特征在于，所述复位装置为架设在车架上连接着两个独立的施力柄的刚性杠杆或者柔性钢丝，当两个独立的施力柄交替运动时，则互为彼此的复位拉力的提供者。4.根据权利要求1所述的一种脚踏自行车，其特征在于，所述复位装置还可以是弹性复位装置，所述弹性复位装置安装于限位装置上，弹性复位装置对施力柄施加向上的弹力，所述弹性复位装置包括拉簧和簧片，拉簧的一端与限位壳的内壁固定连接，另一端与施力柄固定连接；簧片安装于限位壳的限位口下沿的内壁；...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑健，黑京京，刘晓燕，李小超，
申请(专利权)人：西安双驱自正智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：