CN109878625A - 一种可驱动分离的前后轮双驱动自行车 - Google Patents

一种可驱动分离的前后轮双驱动自行车 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可驱动分离的前后轮双驱动自行车，涉及自行车技术领域，其包括车架和固定于车架上的前轮、后轮和脚踏板，脚踏板通过双曲柄连杆机构与后轮连接，脚踏板通过链传动装置与前轮连接，链传动装置与脚踏板之间设置有驱动分离装置，链传动装置与前轮通过万向节联轴器连接。解决了现有技术中双驱动自行车结构复杂、不能灵活选择驱动方式以及前轮驱动容易干涉转向的问题。

Description

一种可驱动分离的前后轮双驱动自行车
技术领域
本发明涉及自行车技术领域，特别是涉及一种可驱动分离的前后轮双驱动自行车。
背景技术
随着人们环保意识的提高，更多的人选择环保低碳出行，自行车自然受到人们的推崇。越来越多的自行车爱好者喜欢挑战各种各样环境恶劣的道路，如沙滩、雪地、泥路、崎岖山路等。而单一后轮驱动的普通自行车爬坡能力低、驱动力小，越来越不能满足人们的需求。与此同时，日趋普及的绿色出行和健康运动理念，正让中国成为国际高端运动自行车的新市场，中国的自行车企业正面对一次向高端运动市场转型的机遇，因此对自行车的高端性、运动性、安全性研究显得格外重要。
目前，市面上的自行车主要以后轮驱动以及采用链条驱动为主，虽有一些双轮驱动，但其共同缺点在于结构非常复杂，制造困难，驱动不能分离，骑行费力，前轮转向设置不合理、功能单一，实用性差。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种可驱动分离的前后轮双驱动自行车，解决了现有技术中双驱动自行车不能灵活选择驱动方式以及前轮驱动容易干涉转向的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
提供一种可驱动分离的前后轮双驱动自行车，其包括车架和固定于车架上的前轮、后轮和脚踏板，脚踏板通过双曲柄连杆机构与后轮连接，脚踏板通过链传动装置与前轮连接，链传动装置与脚踏板之间设置有驱动分离装置，链传动装置与前轮通过万向节联轴器连接。
进一步地，脚踏板包括位于车架两侧的左踏板和右踏板，左踏板和右踏板固定于踏板轴的两端，驱动分离装置设置于左踏板与右踏板之间。在操作驱动分离装置时，骑行者的双脚通过左踏板与右踏板支撑，以保持平衡。
进一步地，驱动分离装置包括固定于踏板轴上的内啮齿轮，能够与内啮齿轮啮合的滑移齿轮，滑移齿轮沿轴向滑动连接于外套筒上，外套筒可转动套接于内套筒上，内套筒固定于车架上，踏板轴可转动穿过内套筒。当滑移齿轮与内啮齿轮啮合时，踏板转动能够同时驱动前轮转动；当滑移齿轮滑移开，断开与内啮齿轮的啮合，即断开前轮驱动；使骑行者能够根据实际路况选择自行车的驱动方式，提高自行车驱动的灵活性。
进一步地，外套筒与内套筒之间、内套筒与踏板轴之间均设置有轴承。轴承能够支撑被连接件并降低被连接件之间摩擦力，提高传动效率。
进一步地，滑移齿轮的滑动路径上设置有弹簧。弹簧能够在滑移齿轮与内啮齿轮啮合和分离时的压紧和复位，同时起着缓和冲击和振动的作用。
进一步地，外套筒上设置有导轨，滑移齿轮沿导轨滑动。通过设置导轨，使滑移齿轮的滑动更加顺畅；通过导轨的导向作用，使滑移齿轮与内啮齿轮的配合精度更高。
进一步地，链传动装置包括依次通过链条啮合的主动链轮、中间链轮和从动链轮，主动链轮固定套接于外套筒上，从动链轮固定套接于前轮的转轴上。
进一步地，中间链轮包括通过万向节联轴器连接的第一中间链轮和第二中间链轮。
进一步地，万向节联轴器包括通过十字轴连接的主动部和从动部，主动部包括主动轴和可转动套接于主动轴上的主动套筒，主动套筒固定于前叉上，第二中间链轮固定套接于主动轴上；从动部包括从动轴和可转动套接于从动轴上的从动套筒，从动套筒固定于车架上，第一中间链轮固定套接于从动轴上。
进一步地，双曲柄连杆机构包括依次铰接的第一曲柄、连杆和第二曲柄，第一曲柄远离连杆的一端固定于后轮的转轴上，第二曲柄远离连杆的一端固定于前轮的转轴上。
本发明的有益效果为：本方案中的前轮和后轮均能够提供驱动力，使得自行车的骑行能力和越野能力大大提高且安全可靠；前轮驱动通过驱动分离装置与踏板轴连接，使骑行者能够根据需要灵活选择仅后轮驱动、前后轮双驱动两种驱动模式，大大提高了双驱自行车的实用性，出行更加方便；驱动分离装置设置在动力源处，避免了能量的损失；后轮驱动摒弃了传统的链条传动，采用双曲柄机构实现了自行车后轮的驱动，结构简单，传动精度高，不易磨损，故障率低。
通过在主动链轮和从动链轮的传动线上设置中间链轮，在中间链轮处通过设置的万向节联轴器改变传动方向而不影响动力的传递，提高了自行车方向控制的灵活性，改善了车头在转向时转动角度对驱动前轮的影响。
附图说明
图1为可驱动分离的前后轮双驱动自行车的结构示意图。
图2为图1中驱动分离装置和双曲柄连杆机构的结构示意图。
图3为图1中驱动分离装置的剖视图。
图4为图1中万向节联轴器的剖视图。
其中，1、车架；2、前轮；3、后轮；4、脚踏板；41、左踏板；42、右踏板；43、踏板轴；5、双曲柄连杆机构；51、第一曲柄；52、连杆；53、第二曲柄；6、链传动装置；61、主动链轮；62、中间链轮；621、第一中间链轮；622、第二中间链轮；63、从动链轮；64、链条；7、驱动分离装置；71、内啮齿轮；72、滑移齿轮；73、外套筒；74、内套筒；75、弹簧；76、摆杆；8、万向节联轴器；81、十字轴；82、主动部；821、主动轴；822、主动套筒；83、从动部；831、从动轴；832、从动套筒；9、前叉。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，该可驱动分离的前后轮双驱动自行车包括车架1和固定于车架1上的前轮2、后轮3和脚踏板4，脚踏板4通过双曲柄连杆机构5与后轮3连接，脚踏板4通过链传动装置6与前轮2连接，链传动装置6与脚踏板4之间设置有驱动分离装置7，链传动装置6与前轮2通过万向节联轴器8连接。
双曲柄连杆机构5包括依次铰接的第一曲柄51、连杆52和第二曲柄53，第一曲柄51远离连杆52的一端固定于后轮3的转轴上，第二曲柄53远离连杆52的一端固定于前轮2的转轴上。本实施例中，优选第一曲柄51与第二曲柄53长度相等，以保证后轮驱动的平稳性。
脚踏板4包括位于车架1两侧的左踏板41和右踏板42，左踏板41和右踏板42固定于踏板轴43的两端，驱动分离装置7设置于左踏板41与右踏板42之间的踏板轴43上。
如图2所示，驱动分离装置7包括固定于踏板轴43上的内啮齿轮71，能够与内啮齿轮71啮合的滑移齿轮72，即内啮齿轮71靠近滑移齿轮72的端面上加工有圆柱形凹槽，在该凹槽的侧面上加工有与滑移齿轮72啮合的齿。滑移齿轮72沿轴向滑动连接于外套筒73上，外套筒73的外圆柱面上加工有导轨，该导轨为截面呈扇形环的凸台，滑移齿轮72的内圆柱面上加工有对应形状的凹槽，滑移过程中，通过扇形环凸台与扇形环凹槽的配合，使滑动更加顺畅且同时能够进行圆周上的限位固定，使外套筒73能够跟随滑移齿轮72一起转动。滑移齿轮72上固定连接有摆杆76，用于方便骑行者滑动滑移齿轮72。
外套筒73的两端通过轴承转动套接于内套筒74上，内套筒74焊接于车架1上，即内套筒74相对于车架1固定，外套筒73能够相对于内套筒74转动。踏板轴43通过轴承支撑以后穿过内套筒74的内孔，即踏板轴43能够相对于内套筒74转动，不论内啮齿轮71与滑移齿轮72是否啮合，均不影响踏板轴43的转动，踏板轴43穿过内套筒74的作用是为了支撑整个驱动分离装置7。
滑移齿轮72的滑动路径上设置有弹簧75，优选地，弹簧75为压簧或拉簧，套接在外套筒73上，且位于滑移齿轮72远离内啮齿轮71的一端，弹簧75的另一端通过主动链轮61固定。滑移齿轮72滑移过程中会使弹簧75变形，通过将摆杆76固定到车架1上来固定滑移齿轮72的位置，当需要滑动滑移齿轮72时，将摆杆76从车架1上解除固定，滑移齿轮72在弹簧75的回弹作用下回到初始位置。
链传动装置6包括依次通过链条64啮合的主动链轮61、中间链轮62和从动链轮63。主动链轮61固定套接于外套筒73上，如图2所示，从动链轮63固定套接于前轮2的转轴上，如图1所示。中间链轮62包括通过万向节联轴器8连接的第一中间链轮621和第二中间链轮622，第一中间链轮621和第二中间链轮622为相同的两个链轮。
第一中间链轮621与主动链轮61位于同一平面上，通过链条64将主动链轮61的转动传递给第一中间链轮621，第一中间链轮621的转动通过万向节联轴器8传递给第二中间链轮622；第二中间链轮622与从动链轮63位于同一平面上，且通过另一根链条64将转动从第二中间链轮622传递给从动链轮63，从动链轮63带动前轮2的转轴转动，进而带动前轮2转动。
如图4所示，万向节联轴器8包括通过十字轴81连接的主动部82和从动部83，主动部82能够相对于从动部83旋转一定角度而不影响万向节联轴器8连接的两根轴的动力传递。主动部82包括主动轴821和可转动套接于主动轴821上的主动套筒822，主动套筒822焊接于前叉9上，第二中间链轮固定套接于主动轴821上；从动部83包括从动轴831和可转动套接于从动轴831上的从动套筒832，从动套筒832焊接于车架1上，第一中间链轮固定套接于从动轴831上。主动轴821与主动套筒822之间设置有一对轴承，从动轴831与从动套筒832之间设置有一对轴承。万向节联轴器8安装时，十字轴81的中心必须位于自行车前叉9的转动中轴线上，从而消除自行车前轮转向时产生的位移。
在遇到坡度较陡或者路面过于崎岖需要自行车前、后轮同时驱动时，扳动摆杆76，使滑移齿轮72与内啮齿轮71啮合，在脚转动脚踏板4的过程中，踏板轴43通过双曲柄连杆机构5带动后轮3转动，踏板轴43同时带动内啮齿轮71转动，内啮齿轮71将转动传递到与其啮合的滑移齿轮72，滑移齿轮72带动外套筒73转动，外套筒通过链传动装置6带动前轮2转动；在下坡或平坦道路时，不需要自行车双驱动时，只需要扳动摆杆，使滑移齿轮72与内啮齿轮71断开啮合，即可断开前轮2的驱动。

Claims (10)

1.一种可驱动分离的前后轮双驱动自行车，包括车架(1)和固定于车架(1)上的前轮(2)、后轮(3)和脚踏板(4)，其特征在于，所述脚踏板(4)通过双曲柄连杆机构(5)与所述后轮(3)连接，所述脚踏板(4)通过链传动装置(6)与所述前轮(2)连接，所述链传动装置(6)与所述脚踏板(4)之间设置有驱动分离装置(7)，所述链传动装置(6)与所述前轮(2)通过万向节联轴器(8)连接。
2.根据权利要求1所述的可驱动分离的前后轮双驱动自行车，其特征在于，所述脚踏板(4)包括位于所述车架(1)两侧的左踏板(41)和右踏板(42)，所述左踏板(41)和右踏板(42)固定于踏板轴(43)的两端，所述驱动分离装置(7)设置于所述左踏板(41)与所述右踏板(42)之间。
3.根据权利要求2所述的可驱动分离的前后轮双驱动自行车，其特征在于，所述驱动分离装置(7)包括固定于所述踏板轴(43)上的内啮齿轮(71)，与所述内啮齿轮(71)啮合的滑移齿轮(72)，所述滑移齿轮(72)沿轴向滑动连接于外套筒(73)上，所述外套筒(73)可转动套接于内套筒(74)上，所述内套筒(74)固定于所述车架(1)上，所述踏板轴(43)转动穿过所述内套筒(74)。
4.根据权利要求3所述的可驱动分离的前后轮双驱动自行车，其特征在于，所述外套筒(73)与所述内套筒(74)之间、所述内套筒(74)与所述踏板轴(43)之间均设置有轴承。
5.根据权利要求3或4所述的可驱动分离的前后轮双驱动自行车，其特征在于，所述滑移齿轮(72)的滑动路径上设置有弹簧(75)。
6.根据权利要求5所述的可驱动分离的前后轮双驱动自行车，其特征在于，所述外套筒(73)上设置有导轨，所述滑移齿轮(72)沿所述导轨滑动。
7.根据权利要求6所述的可驱动分离的前后轮双驱动自行车，其特征在于，所述链传动装置(6)包括依次通过链条(64)啮合的主动链轮(61)、中间链轮(62)和从动链轮(63)，所述主动链轮(61)固定套接于所述外套筒(73)上，所述从动链轮(63)固定套接于所述前轮(2)的转轴上。
8.根据权利要求7所述的可驱动分离的前后轮双驱动自行车，其特征在于，所述中间链轮(62)包括通过所述万向节联轴器(8)连接的第一中间链轮(621)和第二中间链轮(622)。
9.根据权利要求8所述的可驱动分离的前后轮双驱动自行车，其特征在于，所述万向节联轴器(8)包括通过十字轴(81)连接的主动部(82)和从动部(83)，所述主动部(82)包括主动轴(821)和转动套接于所述主动轴(821)上的主动套筒(822)，所述主动套筒(822)固定于前叉(9)上，所述第二中间链轮(622)固定套接于所述主动轴(821)上；
所述从动部(83)包括从动轴(831)和可转动套接于所述从动轴(831)上的从动套筒(832)，所述从动套筒(832)固定于所述车架(1)上，所述第一中间链轮(621)固定套接于所述从动轴(831)上。
10.根据权利要求1所述的可驱动分离的前后轮双驱动自行车，其特征在于，所述双曲柄连杆机构(5)包括依次铰接的第一曲柄(51)、连杆(52)和第二曲柄(53)，所述第一曲柄(51)远离所述连杆(52)的一端固定于所述后轮(3)的转轴上，所述第二曲柄(53)远离所述连杆(52)的一端固定于所述前轮(2)的转轴上。
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