CN107554673A - 带有摆臂装置的自行车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有摆臂装置的自行车，它包括摆臂装置和自行车架，摆臂装置安装在自行车架上，摆臂装置包括动力传动装置，动力传动装置对称设置在车体两侧，动力传动装置包括摆臂杠杆、滑轮槽、滑轮、连杆和牙盘，摇臂杠杆一端连接踏板，另一端连接飞轮轴，滑轮槽设置在摇臂杠杆上，滑轮在滑轮槽内运动，连杆一端连接滑轮，另一端连接曲拐，曲拐和牙盘安装在连接轴上，牙盘与飞轮之间通过链条传递动力，本发明结构简单，通过上下踩踏板，使滑轮在滑轮槽内做直线运动，通过连杆带动曲拐，使曲拐带动牙盘做圆周运动，进而通过链条传递动力使自行车前进，本发明结构简单合理，改变了原有的曲拐式自行车结构，使骑行更加省力，增加了力的传递效率。

Description

带有摆臂装置的自行车

技术领域

本发明涉及一种自行车，尤其是一种带有摆臂装置的自行车。

背景技术

目前全球气候变暖，越来越多的人们选择绿色出行，自行车成为了人们绿色出行的首选交通工具。自行车的发展历史悠久，并且发展迅速，从诞生了第一辆自行车起，一直以来自行车都采用的是双脚踏动旋转装有一对反向曲拐的链轮，由曲拐把人的蹬踏力转变成旋转扭力，通过链条传递到飞轮，在驱动自行车后轮前进的方式，采用这种方式，力的传递效率取决于曲拐产生的扭力、蹬踏力的大小、力的作用方向和曲拐的受力角度，人们骑行时会产生很多力的损耗。

此外，采用这种驱动装置，骑行者的腿和脚都要做圆周循环运动，在骑行过程中，脚踏板不能始终保持传递力作用状态，实际只有在较小的范围内曲拐才具有驱动作用，会造成很大的功率损失，特别是骑到上坡时，骑行者骑行时会更加费力，现有的曲拐式自行车这种缺陷更加突出。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种带有摆臂装置的自行车，其特征在于：它包括摆臂装置、自行车和曲拐，所述摆臂装置安装在自行车架上；摆臂装置包括动力传动装置和连接轴，所述动力传动装置对称设置在自行车两侧通过连接轴连接，所述连接轴安装在车座下，所述动力传动装置包括踏板、摇臂杠杆、滑轮、滑轮槽、连杆、牙盘和链条，所述摇臂杠杆一端连接踏板，另一端连接飞轮轴，所述滑轮槽设置在摇臂杠杆上，所述连杆一端连接滑轮，另一端连接曲拐一端，曲拐另一端与连接轴连接，牙盘安装在连接轴上，通过链条与飞轮连接。

进一步的，连接轴一端依次安装曲拐和牙盘。

进一步的，连接轴套在轴套内，轴套安装在车座下。

进一步的，牙盘与曲拐之间设有链壳。

进一步的，摆臂装置包括动力传动装置、连接轴和调档装置，所述动力传动装置对称设置在自行车两侧通过连接轴连接，所述连接轴安装在车座下，连接轴两端通过固定架固定，所述调档装置包括滑动齿轮、定位轴、滑套、拉线和手动旋钮，所述定位轴安装在车座下，与车架固定连接，所述滑套套装在定位轴上，所述拉线一端连接滑套，另一端连接手动旋钮，所述手动旋钮安装在车把上，所述动力传动装置包括踏板、摇臂杠杆、滑轮、滑轮槽、连杆、主动齿盘、齿轮、牙盘和链条，所述摇臂杠杆一端连接踏板，另一端连接飞轮轴，所述滑轮槽设置在摇臂杠杆上，滑轮槽为矩形，所述连杆一端连接滑轮，另一端连接在主动齿盘外侧，所述滑轮在滑轮槽内，所述连接轴上由外端到内端依次安装有主动齿盘、牙盘、齿轮和滑动齿轮，所述牙盘与齿轮连接，牙盘与飞轮通过链条连接，牙盘数量为两个，二者形状、结构相同，其中一牙盘直径大于另一牙盘。

进一步的，踩踏踏板，摇臂杠杆上下往复运动，带动连杆上下运动，连杆带动滑轮在滑轮槽内做直线运动，自行车一侧的摇臂杠杆向上运动时，连杆带动主动齿盘顺时针转动，另一侧主动齿盘逆时针转动，两主动齿盘带动连接轴转动，拨动手动旋钮，拉线拉动滑套在定位轴上滑动，滑套带动滑动齿轮在连接轴上滑动，进而与一侧齿轮啮合，齿轮将力传递给牙盘，使牙盘转动，牙盘通过链条与飞轮连接，从而驱动自行车前行，再次拨动手动旋钮时，滑动齿轮与齿轮啮合，带动牙盘转动，牙盘直径不同，改变传动比，实现变速功能。

进一步的，主动齿盘与连接轴之间套有转动轴承。

进一步的，所述滑轮槽的长度等于主动齿盘周长的1/2。

进一步的，连接轴上设有键槽。

进一步的，滑动齿轮为圆柱形，两端为锥形齿。

进一步的，滑套为工字型结构。

进一步的，拉线安装在软管内。

进一步的，齿轮为锥形齿。

进一步的，滑轮槽下端加设固定套筒。

进一步的，固定套筒上设置有调节开口，在调节开口的两处边缘上对称设置有可以装载紧固装置的承载片，两承载片之间有间隙。

进一步的，两个承载片上设置有两个对称的安装孔，调节螺钉穿过该安装孔与螺母配合将两承载片螺紧，使两个承载片紧密贴合。

进一步的，承载片的安装孔上还装置有防脱弹簧，该防脱弹簧在两承载片之间的间隙内，且防脱弹簧与两安装孔共轴线，该防脱弹簧只与一个承载片固定连接。

优点效果

本发明的结构简单合理，改变了原有的曲拐式自行车结构，加长了摆臂，加入了滑动轮利用连杆传力，带动链轮转动，骑行时摆臂为上下往复运动，在骑行过程中，脚踏板始终保持传递力的作用状态，减少了功率的损失，并且骑行者在上坡时也会变得更加省力。同时，本发明还可以调档，在增加传递力效率的同时，又可以实现变速。

附图说明

图1为本发明的摆臂装置一放大结构示意图；

图2为本发明的摆臂装置一整体结构示意图；

图3为本发明的摆臂装置二放大结构示意图；

图4为本发明的摆臂装置二整体结构示意图；

图5为本发明中带有固定套筒的滑轮槽结构示意图；

图6为本发明中带有固定套筒的滑轮槽侧视结构示意图。

图例：1.摆臂装置，11.动力传动装置，111.踏板，112.摇臂杠杆，113.滑轮，114.滑轮槽，1141.固定套筒，1142.承载片，1143.安装孔，1144.防脱弹簧，115.连杆，116.主动齿盘，117.齿轮，118.牙盘，119.链条，12.连接轴，121.键槽，122.平键，13.调档装置，14.从动齿盘，131.滑动齿轮，132.定位轴，133.滑套，134.拉线，135.手动旋钮，136.软管，2.自行车，21.飞轮轴，22.飞轮，3.固定架，4.曲拐，5.轴套。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。

实施例1

如图1和图2所示，本发明涉及一种带有摆臂装置的自行车，它包括摆臂装置1、自行车2、飞轮轴21、飞轮22、曲拐4和轴套5，摆臂装置1包括动力传动装置11和连接轴12，动力传动装置11包括踏板111、摇臂杠杆112、滑轮113、滑轮槽114、连杆115、牙盘118和链条119，摇臂杠杆112一端螺接踏板111，另一端与飞轮轴21连接，踏板111能够施加给自行车前行的作用力，将作用力传递到摇臂杠杆112上，摇臂杠杆112能够绕飞轮轴21转动，摇臂杠杆112上固定连接有滑轮槽114，滑轮槽 114为矩形，滑轮113在滑轮槽114内运动，滑轮113能够减小连杆115与摇臂杠杆112之间的摩擦力，使摇臂杠杆112将力传递给连杆115时，增加力的传导效率，连杆115一端连接滑轮113，另一端连接曲拐4一端，曲拐4另一端套接在连接轴12上，滑轮槽114的长度等于曲拐4运动周长的1/2，当连杆112带动曲拐4到达最高点时，滑轮113处于滑轮槽114一边，当连杆112带动曲拐4到达最低点时，滑轮113处于滑轮槽114另一边，滑轮113上设有滑轮支架，避免滑轮113在滑动过程中产生滑动死点，自行车2另一侧对称设置有动力传动装置11和曲拐4，二者通过连接轴12连接，连接轴12穿过轴套5，轴套5设置在车座下与车架固定连接，轴套5增加了连接轴12的稳定性，曲拐4能够360°旋转，带动连接轴12转动，同时连接轴12上套有牙盘118，牙盘118与飞轮22之间通过链条119连接并传递作用力,牙盘118外侧有链壳保护，防止泥沙进入到链条119与牙盘118啮合处。骑行时，骑行者向下踩动踏板111，使摇臂杠杆112上下运动，摇臂杠杆112将作用力通过连杆115传递给曲拐4，推动曲拐4做圆周运动，曲拐4带动连接轴12转动，进一步的，牙盘118转动，通过链条119传递作用力给飞轮22，驱动自行车前行。

实施例2

如图3、图4、图5和图6所示，本实施例提供的技术方案同实施例1，其不同点在于，带有摆臂装置的自行车包括摆臂装置1和自行车2，摆臂装置1安装在自行车架上；摆臂装置1包括动力传动装置11、连接轴12和调档装置13，动力传动装置11对称设置在自行车2两侧，二者通过连接轴12连接，动力传动装置11能够产生并且传递动力，驱动自行车前行，连接轴12安装在车座下，连接轴12中部设有键槽121，键槽121内设有平键122，连接轴12通过固定架3固定，固定架3为一边开口的矩形，固定架3平行的两边分别固定连接在连接轴12的两端，固定架3能够防止连接轴12晃动，进而增强了动力传动装置11的稳定性；调档装置13包括滑动齿轮131、定位轴132、滑套133、拉线134、手动旋钮135和软管136，调档装置13能够使自行车挂挡，从而实现自行车空挡或变速功能，滑动齿轮131为圆柱形，两端为锥形齿，滑动齿轮131安装在连接轴12中间，通过平键122卡装，用平键122来卡装滑动齿轮131，能够使滑动齿轮131在连接轴12上滑动时更加稳定，不会出现打滑现象；定位轴132设置在车座下，与车架固定连接，滑套133套装在定位轴132上，定位轴132能够限制滑套133的滑动范围，使滑动齿轮131滑动时在连接轴12上更加稳固，滑套133为一工字型结构，其能够在定位轴132上滑动，滑套133可带动滑动齿轮131在连接轴12上左右滑动，从而使滑动齿轮131与齿轮117啮合，拉线134安装在软管136内，软管136能够保护拉线134不受外界因素的破坏，延长了拉线134的使用寿命，拉线134一端与滑套133固定连接，另一端与手动旋钮135固定连接，手动旋钮135安装在车把上，手动旋钮135旋转时，拉线134拉紧滑套133，从而带动滑动齿轮131在连接轴12上滑动。

动力传动装置11包括踏板111、摇臂杠杆112、滑轮113、滑轮槽114、连杆115、主动齿盘116、齿轮117、牙盘118和链条119，摇臂杠杆112一端与踏板111螺接，另一端连接飞轮轴21，踏板111能够给动力传动装置11施加作用力，摇臂杠杆112能够将踏板111处的作用力传递给连杆115和飞轮轴21，摇臂杠杆112能够以飞轮轴21为圆心上下摆动，滑轮槽114设置在摇臂杠杆112上，与摇臂杠杆112固定连接，滑轮槽114为矩形，滑轮槽114的长度等于主动齿盘116周长的1/2，连杆115一端与滑轮113活动连接，另一端固定连接在主动齿盘116外侧，连杆115能够将作用力传递给主动齿盘116，滑轮113安装在滑轮槽114内，且滑轮113在滑轮槽114内可以做直线运动，在摇臂杠杆112传递作用力时，滑轮113能够减小连杆115与摇臂杠杆112之间的摩擦力，从而增加了作用力的传递效率，连接轴12上由两端到中间依次安装有主动齿盘116、牙盘118、齿轮117和滑动齿轮131，牙盘118与齿轮117连接，两侧主动齿盘116分别与从动齿盘14啮合，从动齿盘14轴线与连接轴12垂直，一侧主动齿盘116顺时针转动时，通过啮合从动齿盘14传动，另一侧主动齿盘116逆时针转动，齿轮117能够带动牙盘118转动，牙盘118与飞轮22通过链条119连接，链条119将牙盘118转动产生的力传递给飞轮22，从而驱动自行车前行，牙盘118数量为两个，二者形状、结构相同，其中一牙盘118直径大于另一牙盘118，通过调节滑动齿轮131的位置，使滑动齿轮131分别与直径不同的牙盘118啮合，改变了变速比，从而实现自行车的变速功能。

本发明的驱动原理为，向下踩踏踏板111时，骑行者施加给踏板111作用力，使摇臂杠杆112绕飞轮轴21转动，滑轮113在滑轮槽114内滑动，摇臂杠杆112将力作用力传递给连杆115，使连杆115向下运动，连杆115带动主动齿盘116顺时针转动，主动齿盘116通过转动轴承带动连接轴12转动，通过啮合从动齿盘14，将力传动给主动齿盘116，使其逆时针转动，主动齿盘116带动连杆115向上运动，由于滑轮113在滑轮槽114内的滑动范围等于主动齿盘116周长的1/2，因此当连杆115到达主动齿盘116最高点时，滑轮113能够带动连杆115向下运动，从而使摇臂杠杆112绕飞轮轴21向下运动，骑行时，拨动手动旋钮135，拉线134通过滑套133带动滑动齿轮131与齿轮117啮合，从而带动牙盘118转动，牙盘118通过与飞轮22连接，从而驱动自行车前行，通过滑轮113在滑轮槽114内的往复运动，带动向上的摇臂杠杆112上向下运动，完全消除了传动死角，使骑行者不踏动车子使也能实现自由滑行。

本发明的使用方法为：自行车在不使用状态下为空挡，骑行者在骑行前，首先拨动手动旋钮135，使自行车挂挡，滑动齿轮131与齿轮117啮合，骑行者在骑行时，向下踩动踏板111，对动力传动装置11施加作用力，使摇臂杠杆112向下运动，摇臂杠杆112带动连杆115向下运动，连杆115一端带动滑轮113在滑轮槽114内做直线运动，另一端带动主动齿盘116逆时针转动，主动齿盘116通过转动轴承带动连接轴12转动，连接轴12带动齿轮117与滑动齿轮131转动，从而齿轮117带动牙盘118转动，牙盘118通过链条119与飞轮22连接，从而使自行车前行，另一侧的主动齿盘116通过从动齿盘14的传动顺时针转动，将作用力传递给连杆115，从而使摇臂杠杆112向上运动；当需要调档时，拨动手动旋钮135，使滑动齿轮131与另一侧齿轮117啮合，齿轮117带动牙盘118转动，由于牙盘118直径不同，改变了变速比，从而实现了速功能；当骑行者遇到上坡时，可能会遇到蹬不动的情况，此时由于转动轴承向后转动会抱死，主动齿盘116会停止转动，因此自行车不会自行的向后滑行，保证了骑行者的安全。

实施例3

如图5所示，本实施例所提供的技术方案与实施例1的不同点在于，本实施例中所实施的技术方案中，滑轮槽114活动连接在摇臂杠杆112上，滑轮槽114下端加设固定套筒1141，固定套筒1141上设置有调节开口，在调节开口的两处边缘上对称设置有可以装载紧固装置的承载片1142，两承载片1142之间有间隙，两个承载片1142上设置有两个对称的安装孔1143，调节螺钉穿过该安装孔1143与螺母配合将两承载片1142螺紧，使两个承载片1142紧密贴合。

这样设置的好处在于使用者可以将滑轮槽114根据自己的需要进行调节，通过调整滑轮槽114和连杆115的长度，可以将摇臂杠杆112调整至适合自己的高度，而且两个摇臂杠杆112可以进行分别调整，且调整高度也互不影响，经过这样的调整，身体即使有残疾的使用者也可以很好的进行骑行，踏板111的设计可以使双脚做垂直往复运动即可实现骑行，避免了部分残疾使用者双腿不能画圆，每次骑车只能“蹬半圈”浪费了大量做功工程，并且进行上述改进之后，使用者可以很方便的根据自身情况加以调整，使自行车达到最适合自己的状态，如跛脚的使用者可将踏板111设置一高一低，有断肢的使用者也可将踏板111适当设置在断肢下并进行承托断肢的动作，这样不仅提高了自行车的做功效率，同时由于优化了自行车的结构，提高了使用者对自行车的操作性，这些最终使得使用者在骑行过程中的安全系数得以提升。

首先，这里将承载片1142之间设置有间隙结构是为了无论是在安装时，可以将承载片1142很简便的通过扩大间隙将固定套筒1141套接在摇臂杠杆112上，再者使用者可以通过将承载片1142进行螺紧时观察间隙是否闭合来判断紧固程度是否满足正常使用。

进一步的，如图6所示，承载片1142的安装孔1143上还装置有防脱弹簧1144，该防脱弹簧1144在两承载片1142之间的间隙内，且防脱弹簧1144与两安装孔1143共轴线，该防脱弹簧1144只与一个承载片1142固定连接，工作时，调节螺钉先穿过设置在承载片1142上的安装孔1143，进一步地穿过防脱弹簧1144，和设置在另一个承载片1142上的安装孔1143，并与螺母螺紧，完成固定。

在承载片1142的间隙中设置防脱弹簧1144的目的在于，防脱弹簧1144可以时刻对承载片1142施加与螺钉螺紧时方向相反的作用力使得螺钉与螺母之间时刻保持螺紧状态，并借此大大降低螺钉与螺母松动的概率，同时即使螺钉与螺母松动由于防脱弹簧1144是套接在螺钉上的，减少了螺钉脱离装置后短时间内丢失最终导致螺钉掉落影响使用者安全骑行的情况发生。

实施例4

本实施例所提供的技术方案与实施例1的不同点在于，牙盘118为变速牙盘，飞轮22为变速飞轮，变速装置安装在自行车车架上，变速装置通过链条分别与牙盘118和飞轮22连接，骑行时通过不同路况结合骑行者的不同体力，通过变速装置改变链条所在变速牙盘和变速飞轮的齿片，改变了牙盘118和齿轮22的大小，从而改变自行车的速度，来满足骑行者的速度需求。

显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的 限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种带有摆臂装置的自行车，其特征在于：它包括摆臂装置（1）、自行车（2）和曲拐（4），所述摆臂装置（1）安装在自行车架上；摆臂装置（1）包括动力传动装置（11）和连接轴（12），所述动力传动装置（11）对称设置在自行车（2）两侧通过连接轴（12）连接，所述连接轴（12）安装在车座下，所述动力传动装置（11）包括踏板（111）、摇臂杠杆（112）、滑轮（113）、滑轮槽（114）、连杆（115）、牙盘（118）和链条（119），所述摇臂杠杆（112）一端连接踏板（111），另一端连接飞轮轴（21），所述滑轮槽（114）设置在摇臂杠杆（112）上，所述连杆（115）一端连接滑轮（113），另一端连接曲拐（4）一端，曲拐（4）另一端与连接轴（12）连接，牙盘（118）安装在连接轴（12）上，通过链条（119）与飞轮（22）连接。

2.一种带有摆臂装置的自行车，其特征在于：所述连接轴（12）一端依次安装曲拐（4）和牙盘（118）。

3.一种带有摆臂装置的自行车，其特征在于：所述连接轴（12）套在轴套（5）内，轴套（5）安装在车座下。

4.一种带有摆臂装置的自行车，其特征在于：所述牙盘（118）与曲拐（4）之间设有链壳。

5.一种带有摆臂装置的自行车，其特征在于：它包括摆臂装置（1）和自行车（2），所述摆臂装置（1）安装在自行车架上；摆臂装置（1）包括动力传动装置（11）、连接轴（12）和调档装置（13），所述动力传动装置（11）对称设置在自行车（2）两侧通过连接轴（12）连接，所述连接轴（12）安装在车座下，连接轴（12）两端通过固定架（3）固定，所述调档装置（13）包括滑动齿轮（131）、定位轴（132）、滑套（133）、拉线（134）和手动旋钮（135），所述定位轴（132）安装在车座下，与车架固定连接，所述滑套（133）套装在定位轴（132）上，滑套（133）为工字型结构，所述拉线（134）一端连接滑套（133），另一端连接手动旋钮（135），所述手动旋钮（135）安装在车把上，所述动力传动装置（11）包括踏板（111）、摇臂杠杆（112）、滑轮（113）、滑轮槽（114）、连杆（115）、主动齿盘（116）、齿轮（117）、牙盘（118）和链条（119），所述摇臂杠杆（112）一端连接踏板（111），另一端连接飞轮轴（21），所述滑轮槽（114）设置在摇臂杠杆（112）上，滑轮槽（114）为矩形，所述连杆（115）一端连接滑轮（113），另一端连接在主动齿盘（116）外侧，所述滑轮（113）在滑轮槽（114）内，所述连接轴（12）上由外端到内端依次安装有主动齿盘（116）、牙盘（118）、齿轮（117）和滑动齿轮（131），所述牙盘（118）与齿轮（117）连接，牙盘（118）与飞轮（22）通过链条（119）连接，牙盘（118）数量为两个，二者形状、结构相同，其中一牙盘直径大于另一牙盘。

6.根据权利要求1所述的带有摆臂装置的自行车，其使用方法为：踩踏踏板（111），摇臂杠杆（112）上下往复运动，带动连杆（115）上下运动，连杆（115）带动滑轮（113）在滑轮槽（114）内做直线运动，自行车（2）一侧的摇臂杠杆（112）向上运动时，连杆（115）带动主动齿盘（116）顺时针转动，另一侧主动齿盘（116）逆时针转动，两主动齿盘(116)带动连接轴（12）转动，拨动手动旋钮（135），拉线（134）拉动滑套（133）在定位轴（132）上滑动，滑套（133）带动滑动齿轮（131）在连接轴（12）上滑动，进而与一侧齿轮（117）啮合，齿轮（117）将力传递给牙盘（118），使牙盘（118）转动，牙盘（118）通过链条（119）与飞轮（22）连接，从而驱动自行车前行，再次拨动手动旋钮（135）时，滑动齿轮（131）与齿轮（117）啮合，带动牙盘（118）转动，牙盘直径不同，改变传动比，实现变速功能。

7.根据权利要求1所述的带有摆臂装置的自行车，其特征在于：所述主动齿盘（116）与连接轴（12）之间套有转动轴承。

8.根据权利要求1所述的带有摆臂装置的自行车，其特征在于：所述滑轮槽（114）的长度等于主动齿盘（116）周长的1/2。

9.根据权利要求1所述的带有摆臂装置的自行车，其特征在于：所述连接轴（12）上设有键槽（121）。

10.根据权利要求1所述的带有摆臂装置的自行车，其特征在于：所述滑动齿轮（131）为圆柱形，两端为锥形齿。