CN103419885A - 自行车的驱动系统及自行车 - Google Patents

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朱武
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本发明涉及非机动车领域，具体而言，涉及自行车的驱动系统及自行车。该自行车的驱动系统，包括：中轴；还包括两个单向驱动棘轮、链条和两个链轮；所述单向驱动棘轮包括：动力输入部及动力输出部；所述两个链轮中的一个所述链轮连接旋转轴；两个所述单向驱动棘轮的动力输入部均与所述旋转轴连接，动力输出部与所述中轴连接；且两个所述单向驱动棘轮的动力输出方向相同，动力输入方向相反；所述两个链轮上下设置，通过所述链条连接；所述链条上设有两个脚蹬，分别位于所述两个链轮的两侧。该自行车，包括上述自行车的驱动系统。本发明所述的自行车的驱动系统及自行车，提高了人体的发力利用效率。

Description

自行车的驱动系统及自行车
技术领域
本发明涉及非机动车领域，具体而言，涉及自行车的驱动系统及自行车。
背景技术
自行车是一种常用的交通工具。
相关技术中的自行车包括车架及驱动系统，驱动系统包括：左、右曲柄及中轴；左、右曲柄的一端分别设有脚蹬，另一端分别和中轴固定连接。当人体踩踏脚蹬时，提供自行车前进的动力。
相关技术中的自行车在骑行时，人体习惯的发力方向是上下方向，而当脚蹬旋转到上下竖直的状态时，此时人体发出的力中，有很大部分作用在了曲柄的轴向上，只有少部分分力形成力矩使曲柄转动，人体发力的利用效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脚蹬部件及一种自行车，以解决上述的问题。
在本发明的实施例中提供了一种自行车的驱动系统，包括：中轴；还包括两个单向驱动棘轮、链条和两个链轮；
所述单向驱动棘轮包括：动力输入部及动力输出部；
两个所述链轮中的一个所述链轮连接旋转轴；
两个所述单向驱动棘轮的动力输入部均与所述旋转轴连接，动力输出部与所述中轴连接；且两个所述单向驱动棘轮的动力输出方向相同，动力输入方向相反；
所述两个链轮上下设置，通过所述链条连接；
所述链条上设有两个脚蹬，分别位于所述两个链轮的两侧。
本发明上述实施例的一种自行车的驱动系统，通过设置链轮的旋转轴与单向驱动棘轮的输入部连接，将与链轮连接的链条上的脚蹬的上下运动转换为旋转轴的往复旋转，再通过与旋转轴连接的单向驱动棘轮的动力输入部，将旋转轴的往复旋转转换为单向驱动棘轮的动力输入部的往复旋转，再通过单向驱动棘轮，使单向驱动棘轮的动力输出部输出单一方向的转动，再通过与动力输出部连接的中轴将动力传递给自行车的后轮，为自行车前进提供动力。由于上下方向踩踏脚蹬符合人体的发力习惯，避免了施加于轴向的分力的浪费，从而提高了人体的发力利用效率。
在本发明的实施例中还提供了一种自行车，包括如上述实施例所述的自行车的驱动系统。
本发明上述实施例的一种自行车，通过设置链轮的旋转轴与单向驱动棘轮的输入部连接，将与链轮连接的链条上的脚蹬的上下运动转换为旋转轴的往复旋转，再通过与旋转轴连接的单向驱动棘轮的动力输入部，将旋转轴的往复旋转转换为单向驱动棘轮的动力输入部的往复旋转，再通过单向驱动棘轮，使单向驱动棘轮的动力输出部输出单一方向的转动，再通过与动力输出部连接的中轴将动力传递给自行车的后轮，为自行车前进提供动力。由于上下方向踩踏脚蹬符合人体的发力习惯，避免了施加于轴向的分力的浪费，从而提高了人体的发力利用效率。
附图说明
图1示出了本发明的自行车的驱动系统的一种实施例的俯视图；
图2示出了图1中的自行车的驱动系统的链轮的布置位置示意图；
图3示出了本发明的自行车的驱动系统的单向驱动棘轮的一种实施例的结构示意图；
图4示出了本发明的自行车的驱动系统的单向驱动棘轮的另一种实施例的结构示意图。
附图标记：1-中轴；2-单向驱动棘轮；3-链条；4-链轮；5-动力输入部；6-动力输出部；7-旋转轴；8-脚蹬；9-锥齿轮；10-啮合齿；11-棘爪；12-单向外啮合棘轮的轮齿；13-单向内啮合棘轮的轮齿。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
一种自行车的驱动系统，如图1、图2、图3及图4所示，包括：中轴1；还包括两个单向驱动棘轮2、链条3和两个链轮4；单向驱动棘轮2包括：动力输入部5及动力输出部6；两个链轮4中的一个链轮4连接旋转轴7；两个单向驱动棘轮2的动力输入部5均与旋转轴7连接，动力输出部6与中轴1连接；且两个单向驱动棘轮2的动力输出方向相同，动力输入方向相反；两个链轮4上下设置，通过链条3连接；链条3上设有两个脚蹬8，分别位于两个链轮4的两侧。
本发明上述实施例的一种自行车的驱动系统，通过设置链轮4的旋转轴7与单向驱动棘轮2的输入部连接，将与链轮4连接的链条3上的脚蹬8的上下运动转换为旋转轴7的往复旋转，再通过与旋转轴7连接的单向驱动棘轮2的动力输入部5，将旋转轴7的往复旋转转换为单向驱动棘轮2的动力输入部5的往复旋转，再通过单向驱动棘轮2，使单向驱动棘轮2的动力输出部6输出单一方向的转动，再通过与动力输出部6连接的中轴1将动力传递给自行车的后轮为自行车前进提供动力。由于上下方向踩踏脚蹬8符合人体的发力习惯，避免了施加于轴向的分力的浪费，从而提高了人体的发力利用效率。
优选的，在上述的自行车的驱动系统中，旋转轴7上设有锥齿轮9，两个单向驱动棘轮2的动力输入部5均与锥齿轮9相连接。
在旋转轴7与单向驱动棘轮2啮合的一端设置锥齿轮9与单向驱动棘轮2相啮合，可以准确方便的实现旋转轴7的动力至单向驱动棘轮2的动力转换，实现了垂直传动，且传动件的寿命长，负荷承载力高。
优选的，在上述的自行车的驱动系统中，如图1及图3所示，动力输入部5为外套，动力输出部6为单向外啮合棘轮；外套的外圈设有与锥齿轮9相适应的啮合齿10，内圈设有棘爪11；棘爪11与单向外啮合棘轮的轮齿12相啮合。
通过明确单向驱动棘轮2的结构，可以将旋转轴7的动力转换为垂直于其轴向的动力输出，并且便于生产，提高制造效率。
优选的，在上述的自行车的驱动系统中，如图1及图4所示，动力输入部5为单向内啮合棘轮，动力输出部6为设置棘爪11的转动轴；内啮合棘轮的外圈设有与锥齿轮9相适应的啮合齿10，内圈设有单向内啮合棘轮的轮齿13；棘爪11与单向内啮合棘轮的轮齿13相啮合。
通过明确单向驱动棘轮2的结构，可以将旋转轴7的动力转换为垂直于其轴向的动力输出，并且便于生产，提高制造效率。
优选的，在上述的自行车的驱动系统中，还包括导向轨，导向轨用于限制脚蹬8沿上下方向运动。
通过设置导向轨，便于限制脚蹬8的运动轨迹，避免人力踩偏链条3，导致链条3脱落或锁紧，自行车无法前进。
优选的，在上述的自行车的驱动系统中，还包括弹性件，弹性件用于在脚蹬到达最低位时弹起脚蹬。
通过设置弹性件，当脚蹬到达最低位压缩弹性件时，弹性件会提供反向力帮助脚蹬向上弹起，由于两个脚蹬通过链条连接，当一个脚蹬向上弹起时，会节省人力向下踩踏另一个脚蹬的力量。因此，当两个脚蹬轮流弹起，可以使人力向下踩踏为自行车前进提供动力时更为省力。
优选的，在上述的自行车的驱动系统中，连接旋转轴7的链轮4通过万向节连接旋转轴7。
通过设置连接旋转轴7的链轮4通过万向节连接旋转轴7，将该链轮4上的动力通过万向节传递给旋转轴7进行往复的转动，便于改变该链轮4与旋转轴7的相对位置。
优选的，在上述的自行车的驱动系统中，锥齿轮9通过万向节连接旋转轴7。
通过设置锥齿轮9通过万向节连接旋转轴7，将旋转轴7上的动力通过万向节传递给锥齿轮9，便于改变旋转轴7与锥齿轮9的相对位置。
优选的，在上述的自行车的驱动系统中，连接旋转轴7的链轮4及锥齿轮9均通过万向节连接旋转轴7。
通过使用万向节同时连接旋转轴7与锥齿轮9及旋转轴7与链轮4，链轮4上的动力传递给锥齿轮9，便于布置及改变链轮4与锥齿轮9的相对位置。
一种自行车中，包括如上述实施例所述的自行车的驱动系统。
本发明上述实施例的一种自行车，通过设置链轮4的旋转轴7与单向驱动棘轮2的输入部连接，将与链轮4连接的链条3上的脚蹬8的上下运动转换为旋转轴7的往复旋转，再通过与旋转轴7连接的单向驱动棘轮2的动力输入部5，将旋转轴7的往复旋转转换为单向驱动棘轮2的动力输入部5的往复旋转，再通过单向驱动棘轮2，使单向驱动棘轮2的动力输出部6输出单一方向的转动，再通过与动力输出部6连接的中轴1将动力传递给自行车的后轮为自行车前进提供动力。由于上下方向踩踏脚蹬8符合人体的发力习惯，避免了施加于轴向的分力的浪费，从而提高了人体的发力利用效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自行车的驱动系统，包括：中轴；其特征在于，还包括两个单向驱动棘轮、链条和两个链轮；
所述单向驱动棘轮包括：动力输入部及动力输出部；
所述两个链轮中的一个所述链轮连接旋转轴；
两个所述单向驱动棘轮的动力输入部均与所述旋转轴连接，动力输出部与所述中轴连接；且两个所述单向驱动棘轮的动力输出方向相同，动力输入方向相反；
所述两个链轮上下设置，通过所述链条连接；
所述链条上设有两个脚蹬，分别位于所述两个链轮的两侧。
2.根据权利要求1所述的自行车的驱动系统，其特征在于，所述旋转轴上设有锥齿轮，两个单向驱动棘轮的动力输入部均与所述锥齿轮相连接。
3.根据权利要求2所述的自行车的驱动系统，其特征在于，所述动力输入部为外套，所述动力输出部为单向外啮合棘轮；
所述外套的外圈设有与所述锥齿轮相适应的啮合齿，内圈设有棘爪；
所述棘爪与所述单向外啮合棘轮的轮齿相啮合。
4.根据权利要求2所述的自行车的驱动系统，其特征在于，所述动力输入部为单向内啮合棘轮，所述动力输出部为设置棘爪的转动轴；
所述内啮合棘轮的外圈设有与所述锥齿轮相适应的啮合齿，内圈设有单向内啮合棘轮的轮齿；
所述棘爪与所述单向内啮合棘轮的轮齿相啮合。
5.根据权利要求1至4任一项所述的自行车的驱动系统，其特征在于，还包括导向轨，所述导向轨用于限制所述脚蹬沿上下方向运动。
6.根据权利要求5所述的自行车的驱动系统，其特征在于，还包括弹性件，所述弹性件用于在所述脚蹬到达最低位时弹起所述脚蹬。
7.根据权利要求2所述的自行车的驱动系统，其特征在于，连接旋转轴的所述链轮通过万向节连接所述旋转轴。
8.根据权利要求2所述的自行车的驱动系统，其特征在于，所述锥齿轮通过万向节连接所述旋转轴。
9.根据权利要求2所述的自行车的驱动系统，其特征在于，连接旋转轴的所述链轮及所述锥齿轮均通过万向节连接所述旋转轴。
10.一种自行车，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的自行车的驱动系统。
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