CN103569299A - 脚蹬小半圈摆动式自行车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脚蹬和摆杆小半圈摆动骑行的自行车，可以借人体重力为动力驱动自行车(两轮车和三轮车)行驶的方法和装置。本发明涉及的驱动方法特别指自行车的左右脚蹬只在小于180度的范围内上下往复摆动。本发明涉及的驱动装置尤其是自行车驱动用脚蹬机构及其换向机构。脚蹬机构包括：自行车中轴两端各安装一个单向离合器和一个齿轮(1或2)，单向离合器和齿轮(1或2)分别与两侧脚蹬机构的摆杆连接，单向离合器外圈固定在脚蹬机构摆杆的内孔中，单向离合器内圈与自行车中轴固定连接，链轮通过自行车中轴也与脚蹬机构固联，齿轮(1或2)固定在脚蹬机构摆杆的外侧。换向机构由齿数分别相等的三对齿轮组成，与左右摆杆外侧固定的齿轮(1或2)、与齿轮(1或2)啮合的齿数相等的齿轮(3或4)、与齿轮(3或4)分别同轴的齿数相等的两个中间齿轮(5或6)。

Description

脚蹬小半圈摆动式自行车

技术领域

本发明涉及一种脚蹬小半圈摆动驱动的自行车骑行方法，本发明也涉及一种以人体重力为动力驱动自行车(两轮车和三轮车)行驶的方法，本发明还涉及一种以人体重力为动力驱动自行车(两轮车和三轮车)行驶的装置，尤其是自行车(两轮车和三轮车)驱动用脚蹬机构及其换向机构。

背景技术

当今世界各国都共同面临能源危机，日益上升的石油油价，使得越来越多的人开始设法选择其他能源来替代石油，每年的9月22日是“世界无车日”。在无车日的出行方式，比较多的人会选快捷、环保、健身的自行车，说明自行车仍然深受广大人们和消费者的信任和喜爱。自行车仍将继续担负着绿色交通、和谐交通的责任。

现在自行车存在以下问题，在农村和山区，路况比较复杂，或者是上坡行驶中，由于自行车驱动方式，使得骑行者消耗大量的体力也得不到理想的行驶速度和效果，特别是在上坡过程中，骑行者消耗的体力更大。现在自行车上的人力驱动机构是通过中轴连接的两个脚蹬曲柄，在人体施力传动过程中，人的脚掌通过作用在脚蹬上的力来驱动曲柄旋转，而脚掌作用在脚蹬上的力随着曲柄位置的不同，其作用力的大小和方向也不同，该作用力或为沿曲柄径向作用，或为沿曲柄切向作用。尤其当曲柄转动到与地面垂直的上下两位置时，人们为了驱动车辆，除了对脚蹬施加垂直分力外，还要施加一个水平的切向分力，方能使自行车向前行进。而此时由于人所骑自行车的鞍座位置相对于曲柄的位置是不变的，要施加一个驱动自行车前行的切向分力比较困难。此时，骑行者或者躬身屈腿，或者把身体向后移动一点距离，从而使脚掌对脚蹬偏离一定角度以产生水平方向的分力，而一些鞍座位置的布置也不符合人体结构功能的需要，骑行者很容易产生疲劳。

发明内容

本发明的目的是为了克服自行车(两轮车和三轮车)的上述缺陷，结合人机工程的科学理论，提供一种巧妙利用人体重力驱动自行车(两轮车和三轮车)前行的方法和装置。

本发明的方法通过下述装置实现：左脚蹬与左摆杆一端连接，左摆杆另一端端面与齿轮1端面螺栓连接或固定连接，其内孔与单向离合器外圈配合连接，单向离合器内孔套在中轴上，中轴上固定有链轮；右脚蹬与右摆杆一端连接，右摆杆另一端端面与齿轮2端面螺栓连接或固定连接，其内孔与单向离合器外圈配合连接，单向离合器内孔套在中轴上，中轴上固定有链轮。齿轮1与齿轮3外啮合传动，齿轮2与齿轮4外啮合传动，齿轮5与齿轮6外啮合传动；齿轮3与齿轮5同轴，齿轮4与齿轮6同轴。

该方法与装置应用于自行车(两轮车和三轮车)上时，人体重力通过左右脚掌分别作用在自行车(两轮车和三轮车)的左右脚蹬上。

设定人体重力通过左脚先作用在左脚蹬上，使左脚蹬随左摆杆向下转动，人体重力一方面经左脚蹬、左摆杆传递到单向离合器，单向离合器带动中轴转动，中轴与链轮为一体，从而链轮转动，链轮通过链条驱动车轮转动。同时，人体重力另一方面经左脚蹬、左摆杆传递到齿轮1，齿轮1带动齿轮3和齿轮5转动、齿轮5与齿轮6啮合转动，通过齿轮4带动齿轮2转动，齿轮2与右摆杆固定连接，右摆杆带动右脚蹬向上转动。

再设定人体重力通过右脚作用在右脚蹬上，使右脚蹬随右摆杆向下转动，人体重力一方面经右脚蹬、右摆杆传递到单向离合器，单向离合器带动中轴转动，中轴与链轮为一体，从而链轮转动，链轮通过链条驱动车轮转动。同时，人体重力另一方面经右脚蹬、右摆杆传递到齿轮2，齿轮2带动齿轮4和齿轮6转动、齿轮6与齿轮5啮合转动，通过齿轮3带动齿轮1转动，齿轮1与左摆杆固定连接，左摆杆带动左脚蹬向上转动。

如此，左脚蹬和摆杆、右脚蹬和摆杆就可分别实现上下摆动，同时驱动自行车转动行使。

人体重力如此通过左右脚掌分别作用在自行车(两轮车和三轮车)的左右脚蹬上，左右摆杆交错上下摆动，实现自行车(两轮车和三轮车)前行目标，且与传统自行车(两轮车和三轮车)骑行方式一致，容易被人们接受。

本发明的优点：

1、改变传统自行车(两轮车和三轮车)依靠脚用力蹬以驱动车辆前行的方式，本发明利用人体重力驱动自行车(两轮车和三轮车)前行，驱动力大且省力。

2、本发明机械结构简单，体积小。相比传统自行车(两轮车和三轮车)，结构上只需要增加三对齿轮传动、两个单向离合器。

3、本发明能够方便地应用到传统自行车(两轮车和三轮车)上，技术上容易实现。

4、与传统自行车(两轮车和三轮车)骑行方式一致，容易被人们接受。

附图说明

图1、图2、图3为脚蹬小半圈摆动且以人体重力驱动自行车(两轮车和三轮车)前行的装置结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1、2、3所示，对于两轮车，骑行者左脚朝前下方踩踏，人体重力作用在左脚蹬上，左脚蹬随左摆杆绕中轴向前下转动，人体重力一方面经左脚蹬、左摆杆转换为力矩传递到单向离合器，单向离合器带动中轴转动，中轴与链轮为一体，从而链轮转动，链轮通过链条驱动车轮转动。同时，人体重力也经左脚蹬、左摆杆转换为力矩传递到齿轮1，齿轮1驱动齿轮3和齿轮5转动、齿轮5与齿轮6啮合转动，通过齿轮4带动齿轮2转动，齿轮2与右摆杆固定连接，右摆杆带动右脚蹬向上转动。实现左脚蹬绕中轴向下转动，右脚蹬绕中轴向上转动。

如图1、2、3所示，骑行者右脚朝前下方踩踏，人体重力作用在右脚蹬上，右脚蹬随右摆杆绕中轴向前下转动，人体重力一方面经右脚蹬、右摆杆转换为力矩传递到单向离合器，单向离合器带动中轴转动，中轴与链轮为一体，从而链轮转动，链轮通过链条驱动车轮转动。同时，人体重力也经右脚蹬、右摆杆转换为力矩传递到齿轮2，齿轮2驱动齿轮4和齿轮6转动、齿轮6与齿轮5啮合转动，通过齿轮3带动齿轮1转动，齿轮1与左摆杆固定连接，左摆杆带动左脚蹬向上转动。实现右脚蹬绕中轴向下转动，左脚蹬绕中轴向上转动。

人体重力如此通过左右脚掌分别作用在自行车(两轮车)的左右脚蹬上，左右脚蹬和摆杆交错上下摆动，实现自行车(两轮车)前行目的。

实施例2

如图1、2、3所示，对于三轮车，装置同实施例1，骑行者骑行方法也同实施例1。

以上所述仅为本发明的几种较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可以借人体重力为动力驱动自行车(两轮车和三轮车)行驶的方法，其特征在于：与目前普遍采用的自行车脚蹬机构循环转动驱动行驶方法不同，所述的方法和装置适用于自行车的脚蹬机构以小于180度上下往复摆动驱动行驶。

2.根据权利要求1所述的自行车(两轮车和三轮车)行驶的方法，其特征在于：所述自行车(两轮车和三轮车)的左右两脚蹬机构置于中轴的前方，呈小于180度的角度布置。

3.根据权利要求1所述的自行车(两轮车和三轮车)行驶的方法，其特征在于：所述自行车(两轮车和三轮车)能借人体重力为动力驱动自行车行使。

4.一种可以借人体重力为动力驱动自行车(两轮车和三轮车)行驶的装置，其特征在于：所述驱动装置包括脚蹬、摆杆、单向离合器、链轮、中轴、齿轮1和2、齿轮3和4、齿轮5和6；脚蹬与摆杆的一端固定连接，摆杆另一端固定连接单向离合器及齿轮1或2，单向离合器与中轴连接；所述换向机构包括齿轮组1和3、齿轮组2和4、齿轮组5和6。

5.根据权利要求4所述一种以人体重力为动力驱动自行车(两轮车和三轮车)行驶的装置，其特征在于：所述齿轮3和齿轮5同轴；所述齿轮4和齿轮6同轴；所述齿轮1和齿轮3外啮合传动；所述齿轮2和齿轮4外啮合传动；所述齿轮5和齿轮6外啮合传动。

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