CN106515980A - 一种助力自行车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种助力自行车，包括安装在车体框架上的杠杆机构，杠杆机构的后端设有车座，杠杆机构的前端设有柱芯升降机构，柱芯升降机构活动插设在车体框架中，柱芯升降机构的底端与减震机构的底端连接，减震机构的底端安装前轮的转轴，所述减震机构安装在转向架上，转向架枢接在车体框架上；转向架和前轮的转轴之间安装有助力装置。助力装置将车座上骑行者的上下颠簸转换为驱动前轮的动力，达到助力的效果，尤其是，骑行者在车座的上升和下降均能对前轮的前行起到助力作用。

Description

一种助力自行车
技术领域：
本发明涉及自行车技术领域，具体涉及助力自行车。
背景技术：
自行车是一种以人力踩踏脚脚蹬驱动的小型的路上车辆，是普通百姓常见的交通工具。人们在骑行自行车的过程中，由于路面不平整，在行驶过程中，人们坐在车座上必然会产生上下颠簸，在上下颠簸的过程中蕴藏了大量的重力势能，由于没有相应的能量传递装置，这些重力势能都白白地浪费了，没有得到应道，非常可惜。现有技术的自行车，都是靠脚蹬来驱动链轮转动，链轮通过链条带动自行车前进，在凹凸不平的路面上行驶时，不能充分利用人体上下颠簸产生的那部分能量。因此，针对现有技术中存在的问题予以改进。
发明内容：
本发明所解决的技术问题：如何将自行车在行驶过程中因人体上下颠簸而产生的能量转化为自行车前轮的动能。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种助力自行车，包括安装在车体框架上的杠杆机构，杠杆机构的后端设有车座，杠杆机构的前端设有柱芯升降机构，柱芯升降机构活动插设在车体框架中，柱芯升降机构的底端与减震机构的底端连接，减震机构的底端安装前轮的转轴，所述减震机构安装在转向架上，转向架枢接在车体框架上；转向架上连接有一链条，链条的首端和尾端均与转向架弹性连接，链条按序缠绕在第一链轮、中转链轮、第二链轮上，链条缠绕第一链轮和第二链轮的方向相同，第一链轮和第二链轮安装在前轮的转轴上，第一链轮和第二链轮分别驱动所述转轴作单向旋转，第一链轮驱动转轴的旋转方向相反于第二链轮驱动转轴的旋转方向相反，中转链轮安装在转向架上。
按上述技术方案，人坐在车座上，自行车行驶在颠簸路面上，车座上下运动，驱动杠杆机构发生翘动，杠杆机构驱动柱芯升降机构升降，柱芯升降机构带动减震机构的底端相对转向架升降，减震机构的底端带动前轮的转轴相对转向架升降。当前轮的转轴相对转向架上升，链条的首端拉动整个链条向其首端方向移动，链条驱动第一链轮和第二链轮旋转，第一链轮和第二链轮的旋转方向相反，第一链轮带动前轮的转轴向前旋转，第二链轮发生空转；当前轮的转轴相对转向架下降，链条的尾端拉动整个链条向其尾端方向移动，链条驱动第一链轮和第二链轮旋转，第一链轮和第二链轮的旋转方向相反，第二链轮带动前轮的转轴向前旋转，第一链轮发生空转。
或者，按上述技术方案，当前轮的转轴相对转向架上升，链条的尾端拉动整个链条向其首端方向移动，链条驱动第一链轮和第二链轮旋转，第一链轮和第二链轮的旋转方向相反，第一链轮带动前轮的转轴向前旋转，第二链轮发生空转；当前轮的转轴相对转向架下降，链条的首端拉动整个链条向其尾端方向移动，链条驱动第一链轮和第二链轮旋转，第一链轮和第二链轮的旋转方向相反，第二链轮带动前轮的转轴向前旋转，第一链轮发生空转。
所述杠杆机构包括前端连接在车体框架横梁上的座杆、后端与座杆中部铰接的连接杆；所述车座安装在座杆的后端，座杆的前端设有固定块，连接杆的中部压迫在固定块上，连接杆的前端与柱芯升降机构连接。车座的下降，带动座杆中部下降，同时驱动座杆的前端发生一定幅度的上翘，座杆的前端带动固定块上翘；下降的座杆中部和上翘的固定块驱使连接杆的前端上升，连接杆拉动柱芯升降机构上行。车座的上升，带动座杆中部上升，同时驱动座杆的前端发生一定幅度的下翘，座杆的前端带动固定块下翘；上升的座杆中部和下翘的固定块驱使连接杆的前端下降，连接杆拉动柱芯升降机构下降。
所述柱芯升降机构包括顶端与杠杆机构连接的柱芯、与柱芯底端连接的叉桥，叉桥的底端与减震机构的底端连接；所述车体框架上设有导向套，柱芯活动插设在导向套内。减震过程中，减震机构的底端相对转向架作升降动作，减震机构的底端带动叉桥作升降动作，叉桥带动柱芯在导向套内作升降动作。
所述柱芯的顶端与杠杆机构枢接，所述叉桥的顶端与柱芯的底端固定连接，具体地，柱芯的顶端与连接杆的前端枢接，柱芯可相对连接杆作水平向的旋转运动，如此，叉桥可与转向架同步转动，转向架驱使前轮及前轮的转轴转动。或者，所述柱芯的顶端与杠杆机构固定连接，所述叉桥的顶端与柱芯的底端枢接，如此设计，柱芯仅在导向套内作升降运动，而叉桥还可与转向架同步转动。
所述柱芯向上突出导向套，柱芯上螺接有紧固螺母，紧固螺母锁定连接杆和柱芯的相对位置，连接杆和柱芯的相对位置一旦确定，柱芯在导向套内的升降幅度即确定。上述柱芯的升降幅度可根据骑行者的体重进行调整，即，调整紧固螺母。
所述减震机构包括安装在转向架上的第一柱体、套设在第一柱体上的第二柱体、设置在第二柱体的腔体内的减震弹簧，所述第一柱体在减震弹簧的作用下相对第二柱体上下运动；所述柱芯升降机构的底端与第二柱体连接，即，前叉的底端与第二柱体连接。
所述链条的首端通过第一伸缩弹簧与转向架弹性连接，链条的尾端通过第二伸缩弹簧与转向架弹性连接，第一伸缩弹簧的弹性系数不同于第二伸缩弹簧的弹性系数。若第一伸缩弹簧和第二伸缩弹簧的弹性系数相同，则，前轮转轴的升或降，带动链条作直线的升或降，链条不会驱动第一链轮或第二链轮转动。
第一链轮和第二链轮通过棘轮机构安装在前轮的转轴上。一般公知，棘轮机构由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。棘轮机构常用在各种机床和自动机中间歇进给或回转工作台的转位上，也常用在千斤顶上，在自行车中棘轮机构用于单向驱动。
中转链轮的中心线垂直于第一链轮的中心线或第二链轮的中心线，所述链条包括首段、中段、尾段，所述首段缠绕在第一链轮上，所述中段缠绕在中转链轮上，所述尾段缠绕在第二链轮上，首段与中段十字连接，尾段与中段十字连接。上述十字连接的方式可选用十字连接头。
本发明将车座上骑行者的上下颠簸转换为驱动前轮的动力，达到助力的效果；其重点在于，骑行者在车座的上升和下降均能对前轮的前行起到助力作用。
附图说明：
图1为本发明一种助力自行车的平面结构示意图；
图2为本发明一种助力自行车的立体结构示意图；
图3为图2中A处放大图。
图中符号说明：
01、杠杆机构；02、柱芯升降机构；03、减震机构；04、助力装置；
10、横梁；11、第一焊接块；
20、座杆；21、连接块；22、第二焊接块；23、销轴；
30、车座；
40、连接杆；41、固定块；
50、柱芯；51、紧固螺母；
60、前轮；600、转轴；61、链条；610、十字接头；62、第一链轮；63、中转链轮；64、第二链轮；65、第一伸缩弹簧；66、第二伸缩弹簧；
70、转向架；71、叉桥；
82、第一柱体；83、第二柱体。
具体实施方式：
如图1，一种助力自行车，包括车体框架、安装在车体框架前后的前轮60和后轮、安装在后轮上的后链轮、安装在车体框架中部的驱动链轮、连接后链轮和驱动链轮的传动链条、驱动所述驱动链轮的脚蹬、枢接在车体框架上用于转向的转向架70、安装在车体框架上用于承载骑行者的车座30。
如图1，车体框架上安装有杠杆机构01，车座30设置在杠杆机构的后端，杠杆机构的前端设有柱芯升降机构02，柱芯升降机构活动插设在车体框架中，柱芯升降机构的底端与减震机构03的底端连接，减震机构的底端安装前轮的转轴，所述减震机构安装在转向架70上。转向架和前轮的转轴600之间安装有助力装置04。
结合图2、图3，关于上述助力装置04，转向架70上连接有一链条61，链条的首端和尾端均与转向架弹性连接，链条按序缠绕在第一链轮62、中转链轮63、第二链轮64上，链条缠绕第一链轮和第二链轮的方向相同，第一链轮和第二链轮安装在前轮60的转轴600上，第一链轮和第二链轮分别驱动所述转轴作单向旋转，第一链轮驱动转轴的旋转方向相反于第二链轮驱动转轴的旋转方向相反，中转链轮安装在转向架上。
关于上述助力装置04，链条61通过第一伸缩弹簧65与转向架70弹性连接，链条的尾端通过第二伸缩弹簧66与转向架弹性连接，第一伸缩弹簧的弹性系数不同于第二伸缩弹簧的弹性系数。
关于上述助力装置04，第一链轮62和第二链轮64通过棘轮机构安装在前轮的转轴600上。
关于上述助力装置04，中转链轮63的中心线垂直于第一链轮62的中心线或第二链轮64的中心线，所述链条61包括首段、中段、尾段，所述首段缠绕在第一链轮上，所述中段缠绕在中转链轮上，所述尾段缠绕在第二链轮上，首段与中段通过十字接头610连接，尾段与中段通过十字接头610连接。
结合图1、图2，所述杠杆机构01包括前端连接在车体框架横梁10上的座杆20、后端与座杆中部铰接的连接杆40；所述车座30安装在座杆的后端，座杆的前端设有固定块41，连接杆的中部压迫在固定块上，连接杆的前端与柱芯升降机构02连接。
关于上述杠杆机构01，所述座杆20通过第一焊接块11和第二焊接块22与横梁10固定连接。所述第一焊接块11焊接在横梁10上，第二焊接块22焊接在座杆20上，所述第一焊接块11与第二焊接块22之间通过螺栓与螺母锁紧。
关于上述杠杆机构01，所述连接杆40通过连接块21和销轴23铰接在座杆20上。
关于上述杠杆机构01，所述固定块41的一端焊接在座杆20上，另一端与连接杆40相接触。
结合图1、图2，所述柱芯升降机构02包括顶端与杠杆机构01连接的柱芯50、与柱芯底端连接的叉桥71，叉桥的底端与减震机构03的底端连接；所述车体框架上设有导向套，柱芯活动插设在导向套内。
关于上述柱芯升降机构02,所述柱芯50的顶端与杠杆机构01枢接，所述叉桥71的顶端与柱芯的底端固定连接。或者，所述柱芯50的顶端与杠杆机构01固定连接，所述叉桥71的顶端与柱芯的底端枢接。
关于上述柱芯升降机构02,所述柱芯50的外圈设置有外螺纹，柱芯50的顶端通过垫片和螺母与连接杆40相连，下端通过螺母与叉桥71的顶端相连。
关于上述柱芯升降机构02,所述柱芯50向上突出导向套，柱芯上螺接有紧固螺母51，紧固螺母锁定连接杆40和柱芯50的相对位置。紧固螺母51的数量为两个，分别位于连接杆40的上方和下方，两个紧固螺母51相向夹紧连接杆40，以锁定连接杆和柱芯的相对位置。
结合图1、图3，所述减震机构03包括安装在转向架70上的第一柱体82、套设在第一柱体上的第二柱体83、设置在第二柱体的腔体内的减震弹簧，所述第一柱体在减震弹簧的作用下相对第二柱体上下运动；所述柱芯升降机构的底端与第二柱体连接。
实际使用中，自行车骑行者坐在车座30上，自行车行驶在颠簸路面上，车座30上下运动，驱动杠杆机构01发生翘动，杠杆机构驱动柱芯升降机构02升降，柱芯升降机构带动减震机构03的底端相对转向架70升降，减震机构的底端带动前轮的转轴600相对转向架升降。
当前轮的转轴600相对转向架70上升，链条61的首端拉动整个链条向其首端方向移动，链条驱动第一链轮62和第二链轮64旋转，第一链轮和第二链轮的旋转方向相反，第一链轮62带动前轮的转轴600向前旋转，第二链轮64发生空转，如此，车轴600使前轮60具有前行的趋势，以辅助骑行者驱动自行车前行。
当前轮的转轴600相对转向架70下降，链条61的尾端拉动整个链条向其尾端方向移动，链条驱动第一链轮62和第二链轮64旋转，第一链轮和第二链轮的旋转方向相反，第二链轮64带动前轮的转轴600向前旋转，第一链轮62发生空转，如此，车轴600使前轮60具有前行的趋势，以辅助骑行者驱动自行车前行。
上述，自行车颠簸中，无论车座30升或降，均能辅助骑行者驱动自行车前行。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种助力自行车，包括安装在车体框架上的杠杆机构(01)，杠杆机构的后端设有车座(30)，杠杆机构的前端设有柱芯升降机构(02)，柱芯升降机构活动插设在车体框架中，柱芯升降机构的底端与减震机构(03)的底端连接，减震机构的底端安装前轮的转轴，所述减震机构安装在转向架(70)上，转向架枢接在车体框架上；其特征在于：
转向架(70)上连接有一链条(61)，链条的首端和尾端均与转向架弹性连接，链条按序缠绕在第一链轮(62)、中转链轮(63)、第二链轮(64)上，链条缠绕第一链轮和第二链轮的方向相同，第一链轮和第二链轮安装在前轮(60)的转轴(600)上，第一链轮和第二链轮分别驱动所述转轴作单向旋转，第一链轮驱动转轴的旋转方向相反于第二链轮驱动转轴的旋转方向相反，中转链轮安装在转向架上。
2.如权利要求1所述的一种助力自行车，其特征在于：所述杠杆机构(01)包括前端连接在车体框架横梁(10)上的座杆(20)、后端与座杆中部铰接的连接杆(40)；所述车座(30)安装在座杆的后端，座杆的前端设有固定块(41)，连接杆的中部压迫在固定块上，连接杆的前端与柱芯升降机构(02)连接。
3.如权利要求1所述的一种助力自行车，其特征在于：所述柱芯升降机构(02)包括顶端与杠杆机构(01)连接的柱芯(50)、与柱芯底端连接的叉桥(71)，叉桥的底端与减震机构(03)的底端连接；所述车体框架上设有导向套，柱芯活动插设在导向套内。
4.如权利要求3所述的一种助力自行车，其特征在于：所述柱芯(50)的顶端与杠杆机构(01)枢接，所述叉桥(71)的顶端与柱芯的底端固定连接。
5.如权利要求3所述的一种助力自行车，其特征在于：所述柱芯(50)向上突出导向套，柱芯上螺接有紧固螺母(51)，紧固螺母锁定连接杆(40)和柱芯(50)的相对位置。
6.如权利要求3所述的一种助力自行车，其特征在于：所述柱芯(50)的顶端与杠杆机构(01)固定连接，所述叉桥(71)的顶端与柱芯的底端枢接。
7.如权利要求1所述的一种助力自行车，其特征在于：所述减震机构(03)包括安装在转向架(70)上的第一柱体(82)、套设在第一柱体上的第二柱体(83)、设置在第二柱体的腔体内的减震弹簧，所述第一柱体在减震弹簧的作用下相对第二柱体上下运动；所述柱芯升降机构的底端与第二柱体连接。
8.如权利要求1所述的一种助力自行车，其特征在于：链条(61)通过第一伸缩弹簧(65)与转向架(70)弹性连接，链条的尾端通过第二伸缩弹簧(66)与转向架弹性连接，第一伸缩弹簧的弹性系数不同于第二伸缩弹簧的弹性系数。
9.如权利要求1所述的一种助力自行车，其特征在于：第一链轮(62)和第二链轮(64)通过棘轮机构安装在前轮的转轴(600)上。
10.如权利要求1所述的一种助力自行车，其特征在于：中转链轮(63)的中心线垂直于第一链轮(62)的中心线或第二链轮(64)的中心线，所述链条(61)包括首段、中段、尾段，所述首段缠绕在第一链轮上，所述中段缠绕在中转链轮上，所述尾段缠绕在第二链轮上，首段与中段十字连接，尾段与中段十字连接。
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