杆机构和齿轮联合传动的俯卧式自行车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种杆机构和齿轮联合传动的俯卧式自行车。由摇杆、连杆、曲柄和机架太阳轮组成杆机构，由机构连接杆和中心齿轮轴将左右两套杆机构组合为一个整体。三个行星齿轮装于行星齿轮保持架上并与机架太阳轮啮合，脚蹬装于摇杆上，杆机构与齿轮组合将往复摆动转化为旋转运动。机架太阳轮既作为行星齿轮的太阳轮，同时作为杆机构的机架。左右侧三个行星齿轮，形成三个转动副，通过摇杆的前后摆动转换为曲柄的旋转运动，使得行星轮保持架随之旋转，在保持架的带动下持续旋转引起中心齿轮轴旋转，从而驱动后轮旋转。本实用新型专利技术的特点是，杆机构安装在后车轮上，符合人体俯卧姿势，据此原理还可开发出形态优美的旅游、休闲车型。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于自行车，具体涉及一种人体以俯卧姿势骑行、依靠杆机构和齿轮联合传动的自行车。
技术介绍
目前自行车的骑行方式均为坐式骑行，传动方式为链条传动，通过链条带动齿轮 来驱动自行车后轮产生旋转。自行车作为代步工具，坐式骑行似乎是不可替代的，一方面坐 姿符合人体生物学规律；另一方面链式传动的应用使得坐式骑行显得更加合理。但是坐式 骑行存在下列缺陷首先，坐姿增加了人体脊柱的受压迫强度；其次，长期保持该骑行方式 使人体臀部倍感不适；再次，坐姿骑行时人体上身基本处于直立状态，而遇到大风天气使骑 行倍感艰难。而俯卧式自行车可以弥补上述缺陷。除运动员以外，长期以来俯卧式自行车 似乎不被大家所接受，原因在于在传动方式上没有抛弃链式传动方式。在俯卧状态下，骑行 者不能充分发挥人体生物学的优势，所以仅作为休闲、旅游自行车车型。但是杆机构和齿轮 传动机构的俯卧式自行车的提出，除了能有效缓解人们在长途骑车中的疲劳外，骑行姿态 也表现出一种特殊的美感，更能够得到年轻人的喜爱。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能够使人在俯卧姿势下骑行的杆机构和齿轮联合 传动的俯卧式自行车。以下参照附图1 2对本技术的技术原理予以说明。杆机构主要是用低副， 如转动副，移动副，球面副等若干刚性构件连接而成的连杆机构。本技术所涉及的四杆 机构为杆机构中的一种。杆机构和齿轮联合传动的俯卧式自行车，具有摇杆、连杆、曲柄、机 架太阳轮、行星齿轮、机构连接杆、中心齿轮轴、以及行星齿轮保持架等。本专利技术主要的原理 是，由摇杆、连杆、曲柄和机架太阳轮组成杆机构，由机构连接杆和中心齿轮轴将左右两套 杆机构组合为一个自行车后架整体。三个行星齿轮装了行星齿轮保持架上并与机架太阳轮 啮合，脚蹬装于摇杆上，该传动系统改变了以往的链条传动，代之以杆机构与齿轮组合将往 复摆动转化为旋转运动。在这里机架太阳轮既作为行星齿轮的太阳轮，同时作为杆机构的 机架。机架太阳轮与车身骨架相连，保持固定。摇杆与机架太阳轮以转动副连接，实现左 右摆动运动，摇杆与连杆以及连杆与曲柄之间均为转动副连接，实现自由转动，曲柄与行星 齿轮保持架固定连接，使得行星齿轮保持架随同曲柄一起转动。即杆机构中除曲柄与行星 齿轮保持架为固定连接外，摇杆与连杆、机架太阳轮以及连杆与曲柄之间均为转动连接。行 星齿轮保持架与行星齿轮通过销钉连接。左右两侧行星齿轮保持架各自连接三个行星齿 轮，形成三个转动副。以左右两侧的摇杆作为主动件，通过摇杆的前后摆动转换为曲柄的旋 转运动，曲柄的旋转使得行星轮保持架随之旋转，行星轮在保持架的带动下持续旋转引起 中心齿轮轴的旋转，从而驱动后轮旋转，使得自行车前行。曲柄摇杆机构有急回特性，左右侧曲柄成θ (θ = 180° )度角布置，克服摇杆作为主动件时的死点位置。这样，当左侧摇 杆处于运动的远端时，右侧摇杆处于运动的近端；当右侧摇杆处于运动的远端时，左侧摇杆 处于运动的近端。人处于俯卧姿势时，可以通过双脚前后不断交替运动转换为两侧曲柄的 旋转运动。附图说明附图1为本技术的机构原理图。附图2为本技术的骑行示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的结构原理做进一步的说明。杆机构和齿轮联合传动 的俯卧式自行车具有摇杆、连杆、曲柄、行星齿轮、中心齿轮轴以及行星齿轮保持架等。具 体结构为由摇杆1、连杆2、曲柄3和机架 太阳轮4组成杆机构，由机构连接杆5和中心齿 轮轴6将左右两套杆机构组合为一个整体。三个行星齿轮7装于行星齿轮保持架8上并与 机架太阳轮4啮合，脚蹬9装于摇杆1上，杆机构与齿轮组合将往复摆动转化为旋转运动。 在这里机架太阳轮4既作为行星齿轮7的太阳轮，同时作为杆机构的机架，利用行星齿轮7 与机架太阳轮4的传动实现传动比的调节。杆机构中的曲柄3与行星齿轮7、行星齿轮保持 架8通过销钉固定。本实例中，行星齿轮7与机架太阳轮4的传动比为3 2。中心齿轮轴6齿数为 30、左右侧行星齿轮齿数为18、机架太阳轮的齿数为66，行星轮系以行星齿轮为主动轮。装 配时首先将中心齿轮轴7、机架太阳轮、后轮装配到指定位置，通过中心齿轮轴7的结构固 定各部分构件，然后装配行星齿轮和保持架，保持架固连曲柄，最后装配四杆机构的各个构 件。各个转动副位置均安装轴承。由于中心齿轮轴7的旋转直接传递到后轮的旋转，所以 中心齿轮轴7与后轮的运动传递采用内置超越离合器的形式，离合器两侧以圆锥滚子轴承 支撑，内置润滑油，轮子两个端面密封。骑行时，人俯卧在自行车车身上，两脚分别置于左右 两侧的与摇杆连接的踏板上，使摇杆前后摆动，带动曲柄旋转，再通过行星轮最终转化为后 轮的旋转。本技术的特点以及有益效果是一改链式传动方式中旋转运动之间的传递， 本传动方式将往复摆动转化为旋转运动，通过行星齿轮实现传动比的要求，摇杆的摆动有 效降低了下肢的移动幅度，而且利用极位夹角，曲柄摇杆运动过程中的急回行程设置，有效 减少了回程时间。杆机构安装在后车轮上，符合人体俯卧姿势，据此原理还可开发出形态优 美的旅游、休闲车型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
杆机构和齿轮联合传动的俯卧式自行车，具有摇杆、连杆、曲柄、行星齿轮、中心齿轮轴以及行星齿轮保持架，其特征在于由摇杆（１）、连杆（２）、曲柄（３）和机架太阳轮（４）组成杆机构，由机构连接杆（５）和中心齿轮轴（６）将左右两套杆机构组合为一个整体，三个行星齿轮（７）装于行星齿轮保持架（８）上并与机架太阳轮（４）啮合，脚蹬（９）装于摇杆（１）上，杆机构与齿轮组合将往复摆动转化为旋转运动。

【技术特征摘要】
杆机构和齿轮联合传动的俯卧式自行车，具有摇杆、连杆、曲柄、行星齿轮、中心齿轮轴以及行星齿轮保持架，其特征在于由摇杆(1)、连杆(2)、曲柄(3)和机架太阳轮(4)组成杆机构，由机构连接杆(5)和中心齿轮轴(6)将左右两套杆机构组合为一个整体，三个行星齿轮(7)装于行星齿轮保持架(8)上并与机架太阳轮(4)啮合，脚蹬(9)装于摇杆(1)上，杆机构与齿轮组合将往复摆动转化为旋转运动。2.按照权利要求1所述杆机构和齿轮联合传动的俯...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘松涛，邹翔宇，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]