CN103770899B - 踏板齿轮传动三轮自行车 - Google Patents

Abstract

一种踏板齿轮传动三轮自行车，包括车身、车把、前轮、后轮和车座，两后轮的中心轴与差速器连接，差速器两侧各设有一传动齿轮，传动齿轮通过可置空的棘轮与差速器连接，各个传动齿轮分别与一大齿轮啮合配合，各个大齿轮分别与位于车身两侧用于驱动大齿轮往复旋转的踏板固定连接。本发明通过采用上述的结构，使骑行变得较为省力，且传动可靠，设置的差速器使转弯更为灵活。棘轮机构与内啮合方式的组合结构，使往复运动的脚踏驱动方式成为可能，即与现有技术中的脚踏方式相比，该机构的做功正好处于人体最易发力的状态，从而提高了骑行的效率。

Description

踏板齿轮传动三轮自行车

技术领域

本发明涉及一种三轮自行车，尤其是一种踏板齿轮传动三轮自行车。

背景技术

三轮自行车对平衡能力逐年减弱的广大中、老年人来说是一种重要的、环保的交通、购物、健身、休闲的工具。但现有的三轮自行车因存在一些缺陷而未得到广泛使用。这些缺陷是：1、两轮前置一轮后置的三轮自行车因骑行人的重心易超出三轮着地点所组成的三角形区域而翻倒。若加宽两前轮距离或加长前、后轮距离，虽然上述缺陷会得到一些改善，又造成车身庞大不易存放。2、一轮前置两轮后置的自行车分为前轮驱动和后轮驱动两钟。前轮驱动的在转急弯或大弯时会造成踩踏困难；后轮驱动的目前广泛采用链条传动，传动效率低，传动平衡性和可靠性差（存在掉链条的情况），再加上大多车辆都没有差速器，造成转弯不灵活，驾驭性能较差，难以适应不同中、老年人的体力和路况，给中、老年人的使用带来不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种踏板齿轮传动三轮自行车，具有可以省力的踏板机构，且转弯灵活，传动效率高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种踏板齿轮传动三轮自行车，包括车身、车把、前轮、后轮和车座，两后轮的中心轴与差速器连接，差速器两侧各设有一传动齿轮，传动齿轮通过可置空的单向棘轮与差速器连接，各个传动齿轮分别与一大齿轮成内啮合配合，各个大齿轮分别与位于车身两侧用于驱动大齿轮往复旋转的踏板固定连接。

踏板靠近中部的位置还设有用于使踏板复位的弹簧或踏板联动装置。

所述的踏板联动装置中，踏板联动中心杆与车体固定连接，翘杆中部与踏板联动中心杆铰接，翘杆两端通过连接杆和万向联接节分别与位于车身两侧的踏板连接。

所述的传动齿轮与棘轮的棘齿部分固定连接，棘轮的棘爪部分与差速器固定连接，棘轮的棘爪部分由棘轮置空装置驱动沿棘轮轴向运动实现棘轮置空与连接状态的切换。

所述的车座下部设有座椅旋转杆，座椅旋转杆的前端与车身在靠近车把的位置铰接，座椅旋转杆的中部通过座椅支撑杆在车身上形成支撑。

所述的座椅支撑杆上设有减震装置。

所述的座椅支撑杆前端设有座椅支撑杆契形端，座椅支撑杆契形端插入在棘轮置空装置联接杆之间，棘轮置空装置联接杆与棘轮置空装置连接。

所述的车把与车身铰接，在铰接的部位设有车把锁定装置。

所述的车身上设有货筐，货筐下部通过货筐撑杆与车身连接，货筐的前侧通过货筐挂钩与座椅旋转杆连接。

本发明提供的一种踏板齿轮传动三轮自行车，通过采用上述的结构，使骑行变得较为省力，且传动可靠，设置的差速器使转弯更为灵活。棘轮机构与内啮合方式的组合结构，使往复运动的脚踏驱动方式成为可能，即与现有技术中的脚踏方式相比，该机构的做功正好处于人体最易发力的状态，从而提高了骑行的效率。通过设置的较长的踏板，可以在上坡、平路、凹地等踩踏踏板上不同的点，从而较为省力。在两个踏板之间设置的踏板联动装置，以较低的能量消耗实现了两个踏板的交替运动。由于齿轮传动较链条传动功效高，所以本发明的总功效较普通自行车的总功效也有较大的提高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的折叠时的结构示意图。

图3为本发明中的俯视结构示意图。

图4为本发明中传动结构的结构示意图，图中采用的省略画法，省略了右侧对称部分的结构。

图5为本发明中踏板联动装置的结构示意图。

图6为本发明中棘轮置空装置的传动结构示意图。

图7为本发明中内啮合传动机构的受力分析图。

图中：车身1，前轮2，后轮3，车把4，车把锁定装置5，拖行把手6，车座7，大齿轮8，传动齿轮9，大内齿轮支座10，第一踏板11，第二踏板12，踏板联动装置13，座椅旋转杆14，座椅支撑杆15，减震装置16，货筐挂钩17，货筐18，货筐提把19，货筐撑杆20，拖车挂钩21，小货筐22，货筐锁定装置23，车座卡定装置24，座椅卡定装置25，中心轴26，套轴27，棘轮28，棘轮置空装置29，差速器30，刹车装置31，轴承32，踏板联动中心杆33，翘杆34，万向联接节35，座椅支撑杆契形端36，棘轮置空装置联接杆37。

具体实施方式

如图1、图3-4中，一种踏板齿轮传动三轮自行车，包括车身1、车把4、前轮2、后轮3和车座7，两后轮3的中心轴26与差速器30连接，差速器30两侧各设有一传动齿轮9，传动齿轮9通过可置空的单向棘轮28与差速器30连接，各个传动齿轮9分别与一通过大齿轮支座10安装在车身1上的大齿轮8形成内啮合配合，各个大齿轮8分别与位于车身1两侧用于驱动大齿轮8往复旋转的踏板固定连接。本例中的大齿轮8是相对于传动齿轮9而言的。如图4中，中心轴26外部还套有套轴27，设置的套轴27用于增加传递的扭矩，套轴27上还设有用于刹车的刹车装置31。套轴27和差速器30通过轴承32支承。采用内啮合配合因为包角较大而使传动较为可靠，且易于实现较大的传动比。

如图1和图5中，踏板靠近中部的位置还设有用于使踏板复位的踏板联动装置13。

如图5中，所述的踏板联动装置13中，踏板联动中心杆33与车体固定连接，翘杆34中部与踏板联动中心杆33铰接，翘杆34两端通过连接杆和万向联接节35分别与位于车身1两侧的踏板连接。由此结构，当第一踏板11被踩下时，在翘杆34的作用下，第二踏板12被顶起，从而能量消耗较低。

如图4中，所述的传动齿轮9与棘轮28的棘齿部分固定连接，棘轮28的棘爪部分与差速器30固定连接，棘轮28的棘爪部分由棘轮置空装置29驱动沿棘轮28轴向运动实现棘轮28置空与连接状态的切换。由于棘轮28的单向传动特性，使往复旋转运动的第一踏板11和第二踏板12，转变为对差速器30的旋转驱动。

如图1、图2中，所述的车座7下部设有座椅旋转杆14，座椅旋转杆14的前端与车身1在靠近车把4的位置铰接，座椅旋转杆14的中部通过座椅支撑杆15在车身1上形成支撑。停放或者拉行的时候，可以将整个车座7折叠放置，并用车座卡定装置24，座椅卡定装置25锁定。

如图1中，所述的座椅支撑杆15上设有减震装置16。

如图1、图6中，所述的座椅支撑杆15前端设有座椅支撑杆契形端36，座椅支撑杆契形端36插入在棘轮置空装置联接杆37之间，棘轮置空装置联接杆37与棘轮置空装置29连接。

所述的车把4与车身1铰接，在铰接的部位设有车把锁定装置5。

所述的车身1上设有货筐18，货筐18下部通过货筐撑杆20与车身1连接，货筐18的前侧通过货筐挂钩17与座椅旋转杆14连接。

使用时，如图1中，当骑行者踩踏第一踏板11或第二踏板12到底后上车此时棘轮在置空状态，坐上车座7，座椅支撑杆15的座椅支撑杆契形端36插入到图6中的棘轮置空装置联接杆37之间，在棘轮置空装置联接杆37上设有使其复位的弹簧，以便在座椅支撑杆契形端36被抽出时复位棘轮28到置空状态。由棘轮置空装置联接杆37带动棘轮置空装置29运动，驱动棘轮28位于工作状态。骑行者交替踩踏第一踏板11和第二踏板12，分别带动左右的大齿轮8往复转动一定角度，从而带动传动齿轮9往复旋转，并由棘轮28驱动差速器30单向旋转，并带动中心轴26和后轮3单向旋转。三轮车前进并可依靠惯性滑行。由于设置了差速器30，所以左、右中心轴26在同向转动的同时还可以相对运动，使车在前进时能灵活转弯。骑行者可根据不同体力和路况，踩踏在第一踏板11和第二踏板12上的不同位置，从而达到省力的目的。前进速度则通过踩踏频率调节。到达目的地时，左、右后轮3可同步刹车，刹车装置31装在左、右套轴27上。

刹车后双脚蹬在两踏板上，稍抬起臀部，座椅支撑杆15弹起，棘轮置空装置联接杆37复位，带动棘轮置空装置29拨动滑环，使棘轮28置空。此时，骑行者踩踏第一踏板11或第二踏板12到底后下车，这样车在原地不动，下车平稳而安全。

需要折叠拖行时，首先取下货筐18，提起车座7，将座椅支撑杆15下端沿两侧滑道向车头边滑动边压下座椅旋转杆14，直到卡在座椅卡定装置25上。然后提起车把锁定装置5，在本例中车把锁定装置5采用的插销。倒下车把4，并通过车把上的小货筐22卡定装置将车把卡在车座卡定装置24上。需要货筐18时再将货筐放在倒伏的车把4上，并用货筐锁定装置23锁定，提起拖行把手6即可拖行购物等，在允许的场合也可骑行购物。在外面停放时，可用链条锁将拖行把手与现场固定杆状物锁在一起；在家停放时，可通过拖行把手将整车挂在墙面的挂钩上，减少占地。恢复骑行状态的操作由上述逆向操作即可。

如图7中，根据力学知识可知，垂直于圆半径的作用力全部用于圆的旋转作功上，而与圆半径不垂直的作用力会有沿半径方向的分力，使用于圆旋转的垂直于半径的分力减小，功效也因此降低。如图7所示，本发明踏板踩踏的范围在图中功效较高的阴影B区，而普通自行车踩踏作用力的范围为半圆A、B、C区，大部分作用力功效较低 ，再加上齿轮传动较链条传动功效高，所以本发明的总功效较普通自行车的总功效有较大的提高。

Claims (7)

1.一种踏板齿轮传动三轮自行车，包括车身（1）、车把（4）、前轮（2）、后轮（3）和车座（7），其特征是：两后轮（3）的中心轴（26）与差速器（30）连接，差速器（30）两侧各设有一传动齿轮（9），传动齿轮（9）通过可置空的单向棘轮（28）与差速器（30）连接，各个传动齿轮（9）分别与大齿轮（8）形成内啮合配合，各个大齿轮（8）分别与位于车身（1）两侧用于驱动大齿轮（8）往复旋转的踏板固定连接；

踏板靠近中部的位置还设有用于使踏板复位的踏板联动装置（13）；

所述的传动齿轮（9）与棘轮（28）的棘齿部分固定连接，棘轮（28）的棘爪部分与差速器（30）固定连接，棘轮（28）的棘爪部分由棘轮置空装置（29）驱动沿棘轮（28）轴向运动实现棘轮（28）置空与连接状态的切换。

2.根据权利要求1所述的一种踏板齿轮传动三轮自行车，其特征是：所述的踏板联动装置（13）中，踏板联动中心杆（33）与车体固定连接，翘杆（34）中部与踏板联动中心杆（33）铰接，翘杆（34）两端通过连接杆和万向联接节（35）分别与位于车身（1）两侧的踏板连接。

3.根据权利要求1所述的一种踏板齿轮传动三轮自行车，其特征是：所述的车座（7）下部设有座椅旋转杆（14），座椅旋转杆（14）的前端与车身（1）在靠近车把（4）的位置铰接，座椅旋转杆（14）的中部通过座椅支撑杆（15）在车身（1）上形成支撑。

4.根据权利要求3所述的一种踏板齿轮传动三轮自行车，其特征是：所述的座椅支撑杆（15）上设有减震装置（16）。

5.根据权利要求3所述的一种踏板齿轮传动三轮自行车，其特征是：所述的座椅支撑杆（15）前端设有座椅支撑杆契形端（36），座椅支撑杆契形端（36）插入在棘轮置空装置联接杆（37）之间，棘轮置空装置联接杆（37）与棘轮置空装置（29）连接。

6.根据权利要求1所述的一种踏板齿轮传动三轮自行车，其特征是：所述的车把（4）与车身（1）铰接，在铰接的部位设有车把锁定装置（5）。

7.根据权利要求1所述的一种踏板齿轮传动三轮自行车，其特征是：所述的车身（1）上设有货筐（18），货筐（18）下部通过货筐撑杆（20）与车身（1）连接，货筐（18）的前侧通过货筐挂钩（17）与座椅旋转杆（14）连接。