CN107323599B - 一种无轮辐式新型自行车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无轮辐式新型自行车，所述无轮辐式新型自行车包括车架、前轮、后轮、传动装置，所述前轮和所述后轮设置在所述车架上，所述传动装置固定在所述车架上并与所述后轮活动连接，所述传动装置用于进行动能传动，所述前轮和所述后轮均包括轮毂和滑动组件，所述滑动组件和所述轮毂配合连接；本发明通过所述轮毂工型结构设置，保证所述前轮和所述后轮的结构稳定，实现无轮辐的结构设置，降低所述自行车的结构复杂程度。

Description

一种无轮辐式新型自行车

技术领域

本发明涉及交通工具领域，具体涉及一种无轮辐式新型自行车。

背景技术

随着社会经济的迅速发展,对自行车类产品的研发及技术专业性要求越来越高，自行车又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆，人骑上车后，以脚踩踏板为动力，实现自行车的行驶。自行车作为一种绿色环保的交通工具，可以用来代步、出行，同时现在越来越多的人将自行车作为健身器材通过骑行出游实现锻炼身体的效果。自行车骑行本身也是一项体育竞技运动，有公路自行车赛、山地自行车赛、场地自行车赛、特技自行车赛等。自行车作为传统产业，在社会不断发展的今天，由于环保以及交通的问题，自行车再度成为世界各国特别是发达国家居民喜爱的交通、健身工具，而现有的自行车行业的重心正从传统的代步型交通工具向运动型、山地型、休闲型转变。

但是，现有的自行车结构非常单一，多是采用链传动结构以及带轮辐的车轮来实现自行车的行驶，为保证车轮转动的稳定性以及车轮自身的强度需要在车轮内部设置若干轮辐，而在轮毂上进行轮辐加设往往会造成轮毂的局部变形，同时轮辐的设置增加了自行车的整体重量，提高了自行车的结构复杂程度。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述问题，本发明采用的技术方案在于，提供一种无轮辐式新型自行车，所述无轮辐式新型自行车包括车架、前轮、后轮、传动装置，所述前轮和所述后轮通过所述车架连接，所述传动装置固定在所述车架上并与所述后轮活动连接，所述传动装置用于实现动能传动，所述前轮和所述后轮均包括轮毂和滑动组件，所述滑动组件和所述轮毂配合连接。

较佳的，所述轮毂包括外毂板、内毂板、筋板，所述外毂板和所述内毂板通过所述筋板连接，所述滑动组件包括空心部、延伸部，所述延伸部设置在所述空心部内；所述延伸部设置在所述外毂板和所述内毂板之间，所述内毂板设置在所述空心部内。

较佳的，所述滑动组件还包括滚动元件和弹性元件，所述轮毂还包括滑槽，所述滚动元件和所述弹性元件连接，所述滚动元件和所述滑槽对应设置。

较佳的，，所述车架包括主梁，所述前轮、所述后轮与所述主梁连接，所述主梁中心线的轨迹方程为：

其中，(x，y)为所述主梁中心线上的点，L为所述前轮圆心和所述后轮圆心之间的距离，h为所述主梁所承受重力位置处到所述后轮圆心的竖直距离，r为所述前轮的半径，R为所述后轮的半径，a为所述前轮的所述滑动组件的长度，b为所述后轮的所述滑动组件的长度，c为所述主梁的横截面厚度。

较佳的，所述传动装置包括脚蹬组件、传动组件、控制组件、固定组件，所述脚蹬组件、所述传动组件、所述控制组件固定连接在所述固定组件上，所述脚蹬组件和所述控制组件通过所述传动组件连接。

较佳的，所述传动组件包括输入轴、第一锥齿轮组、第二锥齿轮组、传动轴、输出轴，所述输入轴通过所述第一锥齿轮组与所述传动轴连接，所述输出轴通过所述第二锥齿轮组与所述传动轴连接，所述输入轴与所述脚蹬组件连接，所述输出轴与所述控制组件连接。

较佳的，所述控制组件包括驱动轮和齿轨部，所述驱动轮与所述输出轴连接，所述齿轨部设置在所述后轮上，所述驱动轮和所述齿轨部配合连接。

较佳的，所述驱动轮设置在所述后轮的所述滑动组件位置处，所述后轮的所述滑动组件对称设置在所述驱动轮两侧，所述车架与所述后轮的连接点、所述驱动轮圆心、所述后轮圆心三点共线。

较佳的，，所述轮毂横截面形状呈工型，所述外毂板横截面宽度大于所述内毂板横截面宽度。

较佳的，所述车架还包括支撑梁，所述支撑梁连接所述主梁和所述传动装置。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：1,通过所述传动装置实现动能的传动，避免了传统链条传动带来的瞬时传动比不恒定而造成的链条脱离断裂，减少传动过程中的冲击和振动，增加了动能传动的稳定性，保证所述自行车的稳定行驶；2，通过所述轮毂工型结构设置，保证所述前轮和所述后轮的结构稳定，实现无轮辐的结构设置，降低所述自行车的结构复杂程度；3，通过所述滑动组件实现对所述前轮和所述后轮的位置固定，保证所述传动装置的传动位置稳定。

附图说明

图1为本发明所述自行车的实施例一结构示意图；

图2为本发明所述自行车的所述传动装置结构示意图；

图3为本发明所述自行车的所述后轮局部结构剖视图；

图4为本发明所述自行车的实施例三优化结构示意图。

图中数字表示：

1-车架；2-前轮；3-后轮；4-传动装置；11-支撑架；12-车把；13-车把转轴；14-车座；21-外壳体；22-轮毂；23-滑动组件；24-轮胎；41-脚蹬组件；42-传动组件；43-控制组件；44-固定组件；111-主梁；112-支撑梁；221-外毂板；222-内毂板；223-筋板；224-滑槽；231-固定块；232-空心部；233-延伸部；234-滚动元件；421-输入轴；422-第一锥齿轮组；423-第二锥齿轮组；424-传动轴；425-输出轴；431-驱动轮；432-齿轨部。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

请参阅图1所示，其为本发明自行车的结构示意图。

如图1所示，所述自行车包括车架1、前轮2、后轮3、传动装置4，所述前轮2和所述后轮3分别设置在所述车架1下方的前部和后部，所述传动装置4固定在所述车架1上并与所述后轮3活动连接。

所述车架1包括支撑架11、车把12、车把转轴13、车闸组件和车座14，所述车把12设置在所述车把转轴13顶端，所述车把转轴13活动连接在所述支撑架11前部，所述车座14固定在所述支撑架11上，所述前轮2与所述车把转轴13活动连接。

所述前轮2和所述后轮3均包括外壳体21、轮毂22和滑动组件23，所述滑动组件23和所述轮毂22配合连接，所述滑动组件23为弧形，所述滑动组件23固定在所述外壳体21上，所述前轮2的所述外壳体21与所述车把转轴13固定连接，所述后轮3的所述外壳体21与所述支撑架11固定连接，所述轮毂22设置轮胎24。

图2为所述传动装置结构示意图，所述传动装置4包括脚蹬组件41、传动组件42、控制组件43、固定组件44，所述脚蹬组件41、所述传动组件42、所述控制组件43固定在所述固定组件44上，所述脚蹬组件41和所述控制组件43通过所述传动组件42连接。

所述传动组件42包括输入轴421、第一锥齿轮组422、第二锥齿轮组423、传动轴424、输出轴425。所述第一锥齿轮组422包括输入锥齿轮和第一传动齿轮，所述输入锥齿轮和第一传动齿轮配合连接，所述输入锥齿轮固定在所述输入轴421上；所述第二锥齿轮组423包括输出锥齿轮和第二传动齿轮，所述输出锥齿轮和所述第二传动齿轮配合连接，所述第二传动齿轮和所述第一传动齿轮通过所述传动轴424连接，所述输出锥齿轮通过所述输出轴425与所述固定组件44活动连接。

所述控制组件43包括驱动轮431和齿轨部432，所述驱动轮431通过所述输出轴425与所述输出锥齿轮连接，所述驱动轮431和所述输出锥齿轮同轴设置；所述齿轨部432设置在所述后轮的所述轮毂22上，所述驱动轮431和所述齿轨部432配合连接。

所述脚蹬组件41包括连接杆和脚蹬板，所述连接杆一端与所述传动组件的所述输入轴425连接，所述连接杆的另一端固定安装所述脚蹬板，所述输出轴425与所述固定组件44活动连接。

所述车闸组件包括前车闸和后车闸，所述前车闸和所述后车闸均包括闸把手、闸线、闸块和闸块支撑轴，所述闸把手对称设置在所述车把12上，所述闸块和所述闸块支撑轴一体设置，所述闸块支撑轴固定在所述外壳体21上，所述闸块设置在所述轮毂22位置处，所述闸块支撑轴和所述闸把手通过所述闸线连接，所述前车闸的所述闸块设置在所述车把转轴13下端的所述外壳体21内，所述后车闸的所述闸块设置在所述支撑架11后部的所述外壳体21内。

所述支撑架11包括主梁111和支撑梁112，所述主梁111一端与所述车把转轴13活动连接，一端与所述后轮的所述外壳体21固定连接，所述支撑梁112连接所述主梁111和所述固定组件44；通过所述主梁111、所述外壳体21、所述支撑梁112的固定连接，使所述后轮3和所述驱动轮431位置固定，保证所述后轮3和所述驱动轮431的紧密连接，避免所述驱动轮431和所述齿轨部432出现滑脱等情况；通过所述主梁111、所述外壳体21的固定连接，以及所述滑动组件23和所述轮毂22的活动连接，使所述自行车整体结构稳固，便于使用者骑行。

使用者带动所述脚蹬板，所述输入轴进行转动，通过固定在所述输入轴上的所述输入锥齿轮带动所述传动轴，实现所述输出轴的转动，所述输出轴的转动使所述驱动轮与所述齿轨部相对运动导致所述后轮与地面产生相对摩擦，所述后轮转动带动所述自行车前进；通过所述传动装置实现动能的传动，避免了传统链条传动带来的瞬时传动比不恒定而造成的链条脱离断裂，减少传动过程中的冲击和振动，增加了动能传动的稳定性，保证所述自行车的稳定行驶。

实施例二

实施例二在实施例一的基础上进行进一步改进，图3为所述自行车的所述后轮局部结构剖视图，实施例二与实施例一的具体区别之处在于，所述后轮3的所述轮毂22包括外毂板221、内毂板222、筋板223，所述外毂板221和所述内毂板222通过所述筋板223连接，所述轮毂22横截面形状呈工型，所述外毂板221设置所述轮胎24，所述内毂板222设置所述齿轨部432，所述外毂板221横截面宽度大于所述内毂板222横截面宽度，所述内毂板222设置滑槽224；所述滑动组件23包括固定块231，所述固定块231固定在所述外壳体21上，所述固定块231设置空心部232，所述空心部232横截面宽度大于所述内毂板222宽度，所述内毂板222设置在所述空心部232内；所述空心部232设置延伸部233，所述延伸部233设置在所述外毂板221和所述内毂板222之间，通过所述内毂板222和所述延伸部233的设置，实现所述轮毂22和所述滑动组件23的卡接；所述滑动组件23还包括滚动元件234和弹性元件，所述滚动元件234和所述弹性元件连接一体，所述滚动元件234和所述滑槽224对应设置，所述弹性元件保证所述滚动元件234与所述滑槽224连接紧密，所述滑槽224对所述滚动元件234具有限制作用，校正所述滚动元件234的运动状态，通过所述滚动元件234和所述弹性元件实现所述滑动组件23在所述轮毂22上的自由滑动。

现有车轮都是通过从车轮圆心向外发散式的轮辐加强车轮的整体强度，保证车轮的稳定性；本发明中所述轮毂采用工型结构，具有极佳的稳定性，在不设置轮辐的情况下有效的保持所述后轮的结构强度，避免所述后轮因受力发生形变，同时减少轮辐的设置降低了所述自行车的整体重量，便于所述自行车的行驶，增加所述自行车的实用性。

所述滚动元件234和所述弹性元件优选的沿所述滑动组件23横截面中心线左右对称设置两对，设置在所述延伸部233上的所述滚动元件234和所述弹性元件保证所述滑动组件23在所述轮毂22上的平稳滑动，设置在所述空心部232内的所述滚动元件234和所述弹性元件通过对所述内毂板222的接触作用，校正所述滑动组件23的运动状态，避免所述滑动组件23在滑动过程中的左右偏斜。

实施例三

实施例三在实施例二的基础上进行进一步改进，图4为所述自行车的优化结构示意图，实施例三与实施例二的具体区别之处在于，所述驱动轮431设置在所述后轮3的所述滑动组件23位置处，所述后轮3的所述滑动组件23对称设置在所述驱动轮431两侧，所述主梁111与所述后轮3的所述外壳体21的连接点、所述驱动轮431圆心、所述后轮3圆心三点共线。

当所述自行车在使用状态，由于使用者的重力作用，所述后轮3在所述滑动组件23与所述轮毂22连接位置受径向压力作用，所述延伸部233和所述内毂板222贴合紧密，所述后轮3相对所述车架1产生位移，将所述驱动轮431设置在所述滑动组件23之间，保证所述位移方向为所述驱动轮431圆心与所述后轮3圆心连线方向上，避免所述位移导致的所述驱动轮431与所述齿轨部43局部压力过大，减少机械损坏。

实施例四

实施例四在实施例一的基础上进行进一步改进，具体区别之处在于，所述主梁111呈弧形结构，所述主梁111在承载所述车座14所施加压力时结构稳固，并且在所述压力作用下保证所述滑动组件23与所述轮毂22接触稳定，所述压力作用在所述前轮2和所述后轮3时为径向压力，避免所述前轮2和所述后轮3受力不均而产生力矩，造成骑行的不便；同时当所述滑动组件23与所述轮毂22接触稳定时，所述滑动组件23与所述轮毂22为面接触，所述滑动组件23与所述轮毂22各位置收到的压力均衡；当所述滑动组件23与所述轮毂22受力为非径向压力时，导致所述滑动组件23与所述轮毂22为线接触，造成所述滑动组件23与所述轮毂22局部受力过大，易发生机械损坏。

以所述后轮圆心为原点，竖直方向为Y轴，水平方向为X轴，所述主梁在所述车座与所述主梁连接位置处受重力作用，即所述主梁所承受重力位置处为所述车座与所述主梁的连接位置，所述主梁111中心线的轨迹方程为：

其中，(x，y)为所述主梁中心线上的点，L为所述前轮圆心和所述后轮圆心之间的距离，h为所述车座与所述主梁连接位置到所述后轮圆心的竖直距离，r为所述前轮的半径，R为所述后轮的半径，a为所述前轮的所述滑动组件的长度，b为所述后轮的所述滑动组件的长度，c为所述主梁的横截面厚度。

通过对所述主梁111中心线轨迹的设置，将所述车座14设置在所述主梁111弧顶位置，保证所述自行车使用舒适；随着所述中心线上的点与所述外壳体距离的逐渐减小，所述主梁111弧度逐渐减小，并且所述中心线在与所述前轮2和所述后轮3位置趋向于有一定斜角的直线，保证所述主梁111对所述前轮2和所述后轮3施加的压力为径向力，实现所述滑动组件23与所述轮毂22的稳定接触，避免所述滑动组件23与所述轮毂22因受力不均而造成的局部压力过大，减少机械损坏。

通过对所述主梁111的设置，使所述自行车整体结构稳固，所述滑动组件23与所述轮毂22接触稳定，保证所述驱动轮431与所述齿轨部43相对位置稳定，实现瞬时传动比的恒定，减少传动过程中的冲击和振动，增加了动能传动的稳定性，保证所述自行车的稳定行驶；同时所述前轮2和所述后轮3受力稳定，提高动能转化率，实现所述自行车的高效行驶。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种无轮辐式新型自行车，其特征在于，包括车架、前轮、后轮、传动装置，所述前轮和所述后轮通过所述车架连接，所述传动装置固定在所述车架上并与所述后轮活动连接，所述传动装置用于实现动能传动，所述前轮和所述后轮均包括轮毂和滑动组件，所述滑动组件和所述轮毂配合连接；所述轮毂包括外毂板、内毂板、筋板，所述外毂板和所述内毂板通过所述筋板连接，所述滑动组件包括空心部、延伸部，所述延伸部设置在所述外毂板和所述内毂板之间，所述内毂板设置在所述空心部内；所述滑动组件还包括滚动元件和弹性元件，所述轮毂还包括滑槽，所述滚动元件和所述弹性元件连接，所述滚动元件和所述滑槽对应设置；所述车架包括主梁，所述前轮、所述后轮与所述主梁连接，所述主梁中心线的轨迹方程为：

其中，(x，y)为所述主梁中心线上的点，L为所述前轮圆心和所述后轮圆心之间的距离，h为所述主梁所承受重力位置处到所述后轮圆心的竖直距离，r为所述前轮的半径，R为所述后轮的半径，a为所述前轮的所述滑动组件的长度，b为所述后轮的所述滑动组件的长度，c为所述主梁的横截面厚度。

2.根据权利要求1所述的无轮辐式新型自行车，其特征在于，所述传动装置包括脚蹬组件、传动组件、控制组件、固定组件，所述脚蹬组件、所述传动组件、所述控制组件固定连接在所述固定组件上，所述脚蹬组件和所述控制组件通过所述传动组件连接。

3.根据权利要求2所述的无轮辐式新型自行车，其特征在于，所述传动组件包括输入轴、第一锥齿轮组、第二锥齿轮组、传动轴、输出轴，所述输入轴通过所述第一锥齿轮组与所述传动轴连接，所述输出轴通过所述第二锥齿轮组与所述传动轴连接，所述输入轴与所述脚蹬组件连接，所述输出轴与所述控制组件连接。

4.根据权利要求3所述的无轮辐式新型自行车，其特征在于，所述控制组件包括驱动轮和齿轨部，所述驱动轮与所述输出轴连接，所述齿轨部设置在所述后轮上，所述驱动轮和所述齿轨部配合连接。

5.根据权利要求4所述的无轮辐式新型自行车，其特征在于，所述驱动轮设置在所述后轮的所述滑动组件位置处，所述后轮的所述滑动组件对称设置在所述驱动轮两侧，所述车架与所述后轮的连接点、所述驱动轮圆心、所述后轮圆心三点共线。

6.根据权利要求1所述的无轮辐式新型自行车，其特征在于，所述轮毂横截面形状呈工型，所述外毂板横截面宽度大于所述内毂板横截面宽度。

7.根据权利要求1所述的无轮辐式新型自行车，其特征在于，所述车架还包括支撑梁，所述支撑梁连接所述主梁和所述传动装置。