CN105539709A - 圆弧往复行星齿轮式自行车驱动系统 - Google Patents
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- B62M1/30—Rider propulsion of wheeled vehicles with reciprocating levers, e.g. foot levers characterised by the use of intermediate gears
Abstract
本发明公开一种圆弧往复行星齿轮式自行车驱动系统，包括转动支承在自行车架体上并与自行车主动链轮相连的驱动轴，其特征在于：所述的驱动轴的两端分别连接有对称设置的驱动机构，所述的驱动机构包括直接与自行车架体相连的齿轮架，齿轮架上圆周均匀分布有三个支撑轴，每个支撑轴上都转动支承有行星齿轮，在驱动轴上连接有太阳齿轮，且太阳齿轮的外圆周同时与三个行星齿轮啮合，并且所述的三个行星齿轮还同时与外齿圈的内圆周相啮合，在外齿圈上设置有连杆，连杆的末端设置有脚蹬，所述的驱动轴上分别键连接有与太阳齿轮连接的单向轮和与外齿圈连接的单向轮。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动结构，特别是一种圆弧往复行星齿轮式自行车驱动系统。
背景技术
自行车是一种环保节能、体积小巧，使用灵活方便的交通工具，传统的自行车结构如下：在自行车的架体前部设置作为被动轮和转向轮的前轮，后部设置作为主动轮的后轮，后轮的转动轴与一被动链轮同轴转动，而该被动链轮通过链条与主动链轮相连，这个主动链轮通过脚蹬杆和脚蹬板驱动转动，从而实现主动轮（后轮）的转动。这种传统的自行车结构、特别是驱动部分的结构存在以下缺陷：在运动过程中每一个与脚踏板连接的脚蹬杆都需要不停地做单方向的循环圆周运动，而在每个脚蹬板运行到圆周轨迹的上部（和下部）一定弧度范围内时，该区域为无效传动部分，白白耗费能量；并且自行车的整体结构设计需要考虑是否有部件与脚蹬杆的运动轨迹干涉，因此自行车的整体体积较大，并且脚蹬杆的长度也基本固定，无法通过增加脚蹬杆的长度来增大力臂，以达到省力的目的。因此现在需要一种能够解决上述问题的新型自行车驱动结构。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，设计巧妙，能够最大限度地减少甚至避免脚踏驱动自行车过程中做无用功的驱动结构，应用了这种驱动结构的自行车的整体结构紧凑、体积小巧，用相对较小的驱动力便能达到较好的驱动效果。
本发明的技术解决方案是：一种圆弧往复行星齿轮式自行车驱动系统，包括转动支承在自行车架体上并与自行车主动链轮1相连的驱动轴2，其特征在于：所述的驱动轴2的两端分别连接有对称设置的驱动机构3，所述的驱动机构3包括直接与自行车架体相连的齿轮架4，齿轮架4上圆周均匀分布有三个支撑轴，每个支撑轴上都转动支承有行星齿轮5，在驱动轴2上连接有太阳齿轮6，且太阳齿轮6的外圆周同时与三个行星齿轮5啮合，并且所述的三个行星齿轮5还同时与外齿圈7的内圆周相啮合，在外齿圈7上设置有连杆8，连杆8的末端设置有脚蹬，所述的驱动轴2上分别键连接有与太阳齿轮6连接的单向轮和与外齿圈7连接的单向轮，两套驱动机构3上与太阳齿轮6相连的单向轮分别为第一单向轮9和第二单向轮10，与外齿圈7相连的单向轮分别为第三单向轮11和第四单向轮12，并且第一单向轮9和第四单向轮12的转动方向相同，第二单向轮10和第三单向轮11的转动方向相同，且第一单向轮9和第二单向轮10的转动方向相反。
本发明同现有技术相比，具有如下优点：
本种圆弧往复行星齿轮式自行车驱动系统，其结构简单，设计巧妙，布局合理。它针对传统的自行车驱动结构所存在的问题，创造性地设计出一种与以往驱动方式完全不同的驱动结构，这种驱动结构具有以下优点：首先它在驱动过程中每个脚蹬连杆仅在圆弧上往复运动一定的弧度，而这个运动的范围恰好是人体最适合发力、或者说施力效果最好的范围；它与传统结构相比，其脚蹬连杆的运动距离减少了约三分之一，即用较短的运动距离、较小的外力驱动，达到与传统驱动结构基本相同驱动效果；并且由于它的全部运动轨迹都可以进行施力，免去了传统结构中无用功的耗费；此外，由于它的运动轨迹仅仅涉及到驱动轴的前方部分，这样驱动轴在自行车架体上的整体位置所受的限制较小，因此可以将后轮向前移动，使自行车的整体结构更加紧凑和小巧，减少占地面积，更重要的是，脚蹬连杆因此也获得了更大的运动空间，可以适当的将其加长，以获得更长的力臂；同时这种采用行星齿轮系统的结构还具有结构紧凑、受力均匀的特点。综上所述，可以说这种自行车驱动结构具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1所示：一种圆弧往复行星齿轮式自行车驱动系统，包括转动支承在自行车架体上并与自行车主动链轮1相连的驱动轴2，在驱动轴2的两端分别设置有对称设置的驱动机构3，所述的驱动机构3包括直接与自行车架体相连的齿轮架4，在齿轮架4上圆周均匀分布有三个支撑轴，在每个支撑轴上都转动支承有行星齿轮5，在所述的驱动轴2上连接有太阳齿轮6，并且太阳齿轮6的外圆周同时与三个行星齿轮5相啮合，同时所述的三个行星齿轮5还同时与外齿圈7的内圆周相啮合，在所述的外齿圈7上设置有连杆8，这个连杆8的末端设置有脚蹬，在驱动轴2上分别键连接有与太阳齿轮连接的单向轮和与外齿圈7连接的单向轮，由于本装置包括两套驱动机构3，因此两个与太阳齿轮6相连的单向轮分别为第一单向轮9和第二单向轮10，而两个与外齿圈7相连的单向轮分别为第三单向轮11和第四单向轮12，并且所述的第一单向轮9和第四单向轮12的转动方向相同，而第二单向轮10和第三单向轮11的转动方向相同，且第一单向轮9和第二单向轮10的转动方向则相反。
本发明实施例的圆弧往复行星齿轮式自行车驱动系统的工作过程如下：使用者踏下一侧的脚蹬，驱动与该脚蹬相连的连杆8摆动，连杆8带动外齿圈7转动，由于该侧的外齿圈7通过第三单向轮11与驱动轴2相连，因此外齿圈7的转动会带动驱动轴2转动，此时同样处于该驱动机构3上的第一单向轮9空转；驱动轴2的转动会传递到另一侧的驱动机构3上，由于该驱动装置3上的第二单向轮10的转动方向与第三单向轮11的转动方向相同，因此该驱动装置3上的太阳齿轮6会随着驱动轴2的转动而转动，由于驱动装置3中的齿轮架4是固定的，因此太阳齿轮6的转动会通过行星齿轮5传递给该驱动装置3的外齿圈7，该外齿圈7与被踏下的驱动装置3的外齿圈7的转动方向相反，也就是说当使用者踏下一侧的踏板时，另一侧的踏板会通过上述动作反向运动，即向上摆动；
而一侧的踏板运动至底端的极限位置后，另一侧的踏板运动至顶端的极限位置，此时使用者踩踏位于顶端的踏板，上述动作反向进行，原本位于底端的踏板再一次上升并运动至顶端；
如此反复，实现驱动轴2的持续转动，最终实现自行车的行进。
Claims (1)
1.一种圆弧往复行星齿轮式自行车驱动系统，包括转动支承在自行车架体上并与自行车主动链轮（1）相连的驱动轴（2），其特征在于：所述的驱动轴（2）的两端分别连接有对称设置的驱动机构（3），所述的驱动机构（3）包括直接与自行车架体相连的齿轮架（4），齿轮架（4）上圆周均匀分布有三个支撑轴，每个支撑轴上都转动支承有行星齿轮（5），在驱动轴（2）上连接有太阳齿轮（6），且太阳齿轮（6）的外圆周同时与三个行星齿轮（5）啮合，并且所述的三个行星齿轮（5）还同时与外齿圈（7）的内圆周相啮合，在外齿圈（7）上设置有连杆（8），连杆（8）的末端设置有脚蹬，所述的驱动轴（2）上分别键连接有与太阳齿轮（6）连接的单向轮和与外齿圈（7）连接的单向轮，两套驱动机构（3）上与太阳齿轮（6）相连的单向轮分别为第一单向轮（9）和第二单向轮（10），与外齿圈（7）相连的单向轮分别为第三单向轮（11）和第四单向轮（12），并且第一单向轮（9）和第四单向轮（12）的转动方向相同，第二单向轮（10）和第三单向轮（11）的转动方向相同，且第一单向轮（9）和第二单向轮（10）的转动方向相反。
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2015
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