CN1060819A - 机动脚踏两用自行车 - Google Patents

Abstract

一种机动脚踏两用自行车，包括一可迅速而容易 地安装到一现有自行车上的传动装置并使自行车能 以单向转动方式踩踏，在这种方式下，机动装置不会 显著增加踩踏自行车所需的力。这种两用自行车包 括一其上装有传动齿轮的轮子、一连接于传动齿轮的 从动齿轮，和一连接至从动齿轮的传动装置。此传动 装置包括可使输出轴旋转的发动机、可旋转的传动 轴、将输出轴可脱开地连接至传动轴的第一传动装置 和将传动轴可脱开地连至从动齿轮的第二传动装 置。

Description

本发明涉及一种机动脚踏两用自行车，更具体地涉及一种通过仅仅踩动踏板、仅仅由发动机工作、或者踩动踏板和发动机工作同时进行来提供驱动力的两用自行车。

已经设计的机动脚踏两用自行车包括一个或者由发动机或者由踏板来驱动的传动齿轮。早期的设计型式一般包括由发动机驱动并与自行车传动链轮及踏板始终相接合的链或齿轮传动机构。虽然这些机动的传动机构确实提供了给自行车供应辅助动力的装置，但有一些缺点。比如，发动机及其传动系统一般一直是处于与踏板直接联系的状态，这就使得使用者在踩动踏板时还要驱动发动机。发动机的阻力大大增加了踩动自行车所需的力。而且，这些早期机动脚踏两用自行车的传动系统极难用于已有自行车的改装，因为它们需要复杂的传动布置，这要求对其所安装的自行车进行大量的改动。结果，这些系统无法用于多档变速的自行车。

Henney的美国专利2，575，873揭示了一种设计成可避免上述缺点的机动脚踏自行车。Henney的自行车可通过仅仅踩动踏板、仅仅由发动机工作、或者踩动踏板和电动机工作相结合来提供动力。Henney还提出使用离合器，用以使发动机传动机构可与后轮机械地脱开。一旦发动机机构脱开，踩动自行车时就没有发动机传动部件的阻力了。比如，如果骑车者想作一些轻微的锻炼，他可将离合器置于空档而踩动自行车，就象未装发动机一样。虽然从这点来看Henney是令人满意的，但仍有一些缺点。

首先，Henney所揭示的将发动机定位于后轮上的作法会使自行车不平衡，因为重心向后了，还因为发动机装在轮子的一侧而使自行车容易倒向一边。同时，由于一辆要改装的现有自行车的整个后轮必须卸下不用而代之以Henney所揭示的轮子、发动机及传动组件，因此Henney的装置对现有自行车的改装是不经济的。如果现有自行车是多档变速型的，比如说有3、10或15档速度，则与后轮相连的所有传动装置都要卸下不用而装上一个只允许两档速度的特殊后轮，今天，多档变速自行车很流行，而在如Henney的那类设计中多档变速自行车的优点都丧失了。

Moulton的美国专利3，280，932中揭示了一种可仅仅踩动踏板、仅仅机动、或既脚踏又机动的助动力自行车。通过在后轮上采用独立的链传动装置和独立的单向转动链轮，Moulton的设计也允许以单向转动方式踩动自行车，而不会有发动机传动部件的附加阻力。然而，Moulton的装置也是有缺点的，因为它需要在后轮上安装一个独立的传动链和传动齿轮，从而增加了系统的重量和成本并很难用于现有自行车的改装。而且，即使以单向转动方式，由于踏板必须带动后轮上的附加齿轮、第二传动链以及第二传动链的传动轮，踩踏自行车还是明显地更费力的。

因此本发明的一个目的是提供一种机动脚踩两用传动装置，它可迅速而容易地安装到现有的自行车上并允许以单向转动方式踩踏，在这种方式下机动装置不会显著增加踩踏自行车所需的力。

根据本发明的一个方面，传动装置包括一能使一输出轴旋转的发动机、一可旋转的传动轴、以及一将输出轴可脱开地连接于传动轴上的第一传动装置。另外，还有一将传动轴可脱开地连接于一从动齿轮的第二传动装置。第二传动装置自动地通过由第一传动装置使传动轴旋转所产生的转矩来驱动。

根据本发明的另一个方面，第二传动装置包括一由转矩促动的啮合/脱开装置，此装置在传动轴的第一端上轴向滑动，第二传动装置还包括一传动齿轮，它随啮合/脱开装置一起滑动，以有选择地将传动轴连接于从动齿轮。

本发明的另一个目的是提供一种机动脚踏两用自行车，其传动装置能迅速且容易地安装到现有的自行车上，且允许以单向转动方式踩踏自行车，在这种方式下机动装置不会显著增加踩踏自行车所需的力。

根据本发明的第一方面，这种两用自行车包括一其上安装有传动齿轮的轮子、一连接于传动齿轮的从动齿轮、以及一连接于从动齿轮的传动装置。传动装置包括一可使一输出轴旋转的发动机、一可旋转的传动轴、一将输出轴可脱开地连接于传动轴的第一传动装置、以及一将传动轴可脱开地连接于从动齿轮的第二传动装置。第二传动装置通过由第一传动装置使传动轴旋转所产生的转矩来驱动。

根据本发明的另一个方面，这种自行车还包括一其上安装有传动装置的底座部件和一将底座部件可调整地安装到自行车上的结构。可调整的安装结构最好包括穿过底座部件的相反两端的细长槽的几个U型螺栓，还包括与U型螺栓一起将底座部件分别固定到自行车架的下撑管和鞍座支柱管上的安装块。

从下面的详细描述，本技术领域的熟练人员将会对本发明的其他目的、特征及优点看得很清楚。然而应当明白，详细描述及特定实例虽然指明了本发明的较佳实施例，但仅用作说明解释而不作为限定。不偏离本发明的精神可在本发明的范围内进行许多改变和变型，而本发明包括所有这些变型。

图1是装在现有自行车上的本发明机动脚踏两用传动装置的透视图;

图2是图1的传动装置的部分侧视示意图;

图3是图1的传动装置的前视示意图，显示出传动装置处于第一工作方式;

图4是图1的传动装置的前视示意图，显示出传动装置处于第二工作方式。

参看附图，首先请看图1，在一辆现有的具有任何速度档数的自行车上，一发动机2安装在位于下撑管6和鞍座支柱管8之间的底座4上。U形螺栓可滑动地位于槽12内，它与安装块14一起将底座4安装在下撑管6和鞍座支柱管8上。更换不同厚度的安装块14，就可调整U形螺栓以使传动装置能安装在不同尺寸的各种自行车上。以这种方式将传动装置对中地安装在踏板16的正上方就能做到非常好的平衡。

参看图2-4，自行车的这种传动装置最好包括发动机2的输出轴18，由离心式离合器22控制的小齿轮20安装在其上。小齿轮20与第一从动齿轮24相啮合，齿轮24安装在由轴承28可旋转地支承着的传动轴26上。传动轴26的与从动齿轮24相反的一端上安装有一传动齿轮30和一与传动轴26一起旋转的惯性式啮合/脱离机构32。第二传动齿轮34比如用螺栓刚性地连接到现有的链传动链轮组件36上，链轮组件36以传统方式由链42连接于自行车后轮40的传动齿轮38。链轮组件包括一传统的棘轮机构，棘轮机构使踏板能将驱动力施加到链42上而同时又允许链轮机构转动而不会转动踏板。这种棘轮机构是大多数现代自行车普遍采用的，它保证了踏板只有在骑车者踩踏时才会转动。

发动机2最好是一个可用拉绳43或由任何其他传统起动器，比如电起动器起动的内燃机。发动机速度用适当的装置来控制，比如用以传统方式用绳索44连接于发动机汽化器的扭转型油门控制手柄来控制。这是摩托车上通用的油门控制器型式，我们认为不必进行更详细的描述。

较佳实施例中的惯性式啮合/脱离机构利用传动轴作用于传动齿轮30的惯量上的加速度或转矩来产生转矩力，此转矩力驱动传动齿轮30沿传动轴26上的螺旋线上升并从而与第二传动齿轮36相啮合。当传动轴26减速到空转速度时，传动齿轮30被驱动而沿螺旋线回落并与第二传动齿轮相脱离。这种类型的机构在汽车发动机起动器中是普遍采用的。这一较佳实施例中所用的传动装置是Bendix^R传动装置。这种传动装置本身就很著名，无需进一步描述。

本发明的传动装置的最大优点之一是可以装到任何速度的自行车上而不会损失自行车原有的多档变速能力。这是因为安装到现有的链传动链轮组件36上的从动齿轮34是机动装置和自行车原有传动链之间的唯一连接部分。因此，自行车保持了其原有的传动机构，不管它具有1、3、12、15档或任意多少档速度。另外，由于其安装只需对原有自行车稍加拆卸，这种传动装置可以容易地装到自行车上。

在工作时，根据本发明制成的改装的机器脚踏两用自行车可以三种方式运行。第一种方式中，发动机2用拉绳43起动，并保持空转。骑车者骑上自行车并开始踩踏。如果不需要动力辅助，骑车者就以通常方式踩踏自行车就行了。在这种运行方式中，轴26以较低速度转动，不会产生足以驱动机构32的转矩，它保持图4所示的位置。在这种方式中，骑车者以传统方法踏动自行车以给自行车施加动力。由于实质上没有任何发动机传动组件与踏板相连，这种踩踏动作与通常踩踏动作相比几乎没有什么附加阻力。

如果骑车者希望有动力辅助，转动扭转式油门把手。发动机速度增加，使输出轴18加速，输出轴18促使离心式离合器22迫使小齿轮20与第一从动齿轮24相啮合并驱动之，从动齿轮24又带动轴26。随着传动轴26加速，惯性机构32迫使传动齿轮30与第二从动齿轮34相啮合，这就使链轮组件36转动，从而带动后轮。链轮组件的棘轮机构防止踏板转动，除非骑车者想踩动自行车。这样，骑车者可以在发动机动力辅助的同时继续踩踏，也可以停止踩踏而只靠动力前进。前一个特点使自行车可用来进行轻微的锻炼，比如，使骑车者可以用发动机提供一部分驱动力而同时用踏板产生另一部分驱动力。

当不想做动力辅助骑行时，将油门手柄放开，输出轴18减速到空转速度，离心式离合器22使小齿轮20从第一从动齿轮24脱开，传动轴26减速，传动齿轮30被迫归位并减速，而且传动齿轮30由机构32迫使而沿传动轴上的螺旋线回落并最终位于图3所示的位置。以这种方式，第二从动齿轮34脱开，自行车又可以只靠脚踏来骑行了。

Claims (19)

1、一种用于带有从动轮的机动脚踏两用自行车的传动装置，其特征在于，包括：

一输出轴；

使所述输出轴旋转的发动机装置；

一可旋转的传动轴；

将所述输出轴可脱开地连接于所述传动轴的第一传动机构；

一连接于所述自行车的所述从动轮的从动齿轮；以及

将所述传动轴可脱开地连接于所述从动齿轮的第二传动机构，所述第二传动机构自动地通过由所述传动轴的旋转而产生的转矩来促动，以将所述传动轴连接于所述从动齿轮。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二传动机构包括一靠离心力促动的啮合/脱开装置，此啮合/脱开装置在所述传动轴的第一端上轴向滑动，第二传动机构还包括一传动齿轮，此传动齿轮和所述啮合/脱离装置一起滑动以随着所述传动轴的旋转而自动地将所述传动轴连接于所述从动齿轮。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述从动齿轮安装在所述自行车上并与一链轮机构同轴。

4、如权利要求3所述的装置，其特征在于，它还包括安装在所述自行车后轮上的另一个传动齿轮，以及一将所述从动齿轮连接于所述的另一个传动齿轮的链。

5、如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一传动机构包括一离心式离合器和一可旋转地安装在所述输出轴上的小齿轮。

6、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发动机装置包括一内燃机。

7、一种用于机动脚踏两用自行车的传动装置，其特征在于，包括：

-输出轴;

-可使所述输出轴旋转的发动机;

-可旋转的传动轴;

-将所述输出轴可脱开地连接于所述传动轴的第一传动装置;

-从动齿轮;以及

-将所述传动轴可脱开地连接于所述从动齿轮的第二传动装置，所述第二传动装置可自动地通过由所述传动轴的旋转而产生的转矩来促动以将所述传动轴连接于所述从动齿轮。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二传动装置包括一靠离心力促动的啮合/脱开装置，啮合/脱开装置在所述传动轴的第一端上轴向滑动，第二传动装置还包括一传动齿轮，此传动齿轮和所述啮合/脱开装置一起滑动以有选择地将所述传动轴连接于所述从动齿轮。

9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述从动齿轮安装在所述自行车上并与链轮机构同轴。

10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，它还包括安装在所述自行车后轮上的另一个传动齿轮，还包括将所述从动齿轮连接于所述另一个传动齿轮的链。

11、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一传动装置包括一离心式离合器和一可旋转地安装在所述输出轴上的小齿轮。

12、如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一传动装置还包括一能将所述小齿轮连接于所述传动轴的与所述第一端相反的第二端的第二传动齿轮。

13、一种机动脚踏两用自行车，其特征在于包括：

-其上安装有一传动齿轮的轮子;

-连接于所述传动齿轮的从动齿轮;

-与所述从动齿轮相连的传动装置;所述传动装置包括：

-输出轴;

-可使所述输出轴旋转的发动机;

-可旋转的传动轴;

-将所述输出轴可脱开地连接于所述传动轴的第一传动装置;

-将所述传动轴可脱开地连接于所述传动齿轮的第二传动装置，所述第二传动装置自动地通过由所述传动轴旋转而产生的转矩来促动，以将所述传动轴连接到所述从动齿轮。

14、如权利要求13所述的机动脚踏两用自行车，其特征在于，所述第二传动装置包括一靠离心力促动的啮合/脱离装置，此啮合/脱离装置在所述传动轴的第一端上轴向滑动，第二传动装置还包括一传动齿轮，此传动齿轮和所述啮合/脱离装置一起滑动，以有选择地将所述传动轴连接于所述从动齿轮。

15、如权利要求14所述的机动脚踏两用自行车，其特征在于，所述从动齿轮安装在所述自行车上并与一链轮机构同轴。

16、如权利要求14所述的机动脚踏两用自行车，其特征在于，所述第一传动装置包括一离心式离合器和一可旋转地安装在所述输出轴上的小齿轮。

17、如权利要求16所述的机动脚踏两用自行车，其特征在于，所述第一传动装置还包括一可将所述小齿轮连接于所述传动轴的与所述第一端相反的第二端的第二从动齿轮。

18、如权利要求13所述的机动脚踏两用自行车，其特征在于，它还包括一供所述传动装置安装置在其上的底座部件以及将所述底座部件可调整地安装到所述自行车上的机构。

19、如权利要求18所述的机动脚踏两用自行车，其特征在于，它还包括一下撑管和一鞍座支柱管，它们分别邻接于所述底座部件的纵向相对的两端，其中所述用于可调整的安装机构包括穿过所述底座部件所述相对两端的细长槽的U形螺栓，还包括与所述U形螺栓一起将所述底座部件分别固定于所述下撑管和所述座鞍支柱管的安装块。

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