CN110282064A - 一种省力自行车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种省力自行车，属于自行车技术领域。它解决了现有的自行车存在结构稳定性差的问题。本省力自行车，包括车架和驱动轮，车架两侧分别连接有曲轴盘，曲轴盘的侧部均连接有踏板，省力自行车还包括可转动地固定在所述车架上的传动轮以及两个分别设置于所述车架两侧的呈长杆状的传动杆，两个所述传动杆的一端均与上述传动轮连接，两个所述传动杆的另一端分别活动连接在两个所述曲轴盘的偏心位置上，且两个传动杆能在所述曲轴盘周向转动时绕上述传动轮交替地往复摆动，所述传动轮与两个所述传动杆之间均设置有单向传动结构，所述传动轮的转动能通过链条或皮带带动所述驱动轮转动。本省力自行车具有传动结构稳定性好的优点。

Description

一种省力自行车

技术领域

本发明属于自行车技术领域，涉及一种省力自行车。

背景技术

随着汽车保有量的不断增加，汽车排出的尾气对环境造成的污染也日益严重。同时，停车位也日渐紧张，难以满足汽车日益增长的需求。自行车因其经济、方便、灵活、无污染和停靠自由，开始不断地受到人们的关注，且自行车必然会成为人们日常生活中不可缺少的代步工具。然而，目前的自行车仅仅通过传统的脚踏板配合简单的链轮链条结构以驱动车轮向前，一旦遇上陡坡等需要较大驱动力的路况，将给人们的出行造成较大的不便。

为此，人们设计了一种双曲柄连杆往复自行车并申请了中国专利(其申请号为：201410733747.8；其公告号为：CN104527899B)，该双曲柄连杆往复自行车包括双曲柄连杆机构，该双曲柄连杆机构包括固定链轮、链条、链轮、链轮轴、链轮座、偏心轮、偏心轮轴、车架连接体、中心轴、连杆和杠杆。使用时，用户可踩踏杠杆的一端，通过杠杆、连杆、偏心轮、链轮、链条和固定链轮的依次传动，将动力传递给自行车的车轮，以驱动自行车前进，相较于传统的自行车而言，该双曲柄连杆往复自行车利用杠杆的省力结构，大大降低了自行车驱动力的需求，为自行车的出行提高了较大的便利。

因考虑省力杠杆的因素，杠杆可踩踏一端的端部至铰接点的长度要大于杠杆另一端至铰接点的长度。但是，上述双曲柄连杆往复自行车在使用时，需要用户的双脚沿竖直方向上下踩踏杠杆的端部，则用户长期对杠杆较长一端的端部施加瞬间的作用力，极易对杠杆造成弯折甚至折断的伤害，且杠杆供踩踏的一端未作固定，长期使用后会导致铰接点松动进而使得杠杆未连接的一端可在水平方向上自由摆动，存在结构稳定性差的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种省力自行车，所要解决的技术问题是如何提供一种传动结构稳定性好的省力自行车。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种省力自行车，包括车架和驱动轮，所述车架两侧分别连接有竖直设置的曲轴盘，所述曲轴盘的侧部均连接有能带动所述曲轴盘周向转动的踏板，其特征在于，省力自行车还包括可转动地固定在所述车架上的传动轮以及两个分别设置于所述车架两侧的呈长杆状的传动杆，两个所述传动杆的一端均与上述传动轮连接，两个所述传动杆的另一端分别活动连接在两个所述曲轴盘的偏心位置上，且两个传动杆能在所述曲轴盘周向转动时绕上述传动轮交替地往复摆动，所述传动轮与两个所述传动杆之间均设置有单向传动结构，所述传动轮的转动能通过链条或皮带带动所述驱动轮转动。

本省力自行车使用时，用户可踩踏踏板以带动曲轴盘周向转动，由曲轴盘带动偏心地连接在曲轴盘上的传动杆上下往复摆动，因传动轮与传动杆之间设置有单向传动结构，则仅在传动杆正向摆动(可将传动杆向下摆动视为正向摆动)时能驱动传动轮转动，当传动杆反向摆动时，单向传动结构脱开，不进行动力传递，而两个传动杆的交替摆动，能在其中一个传动杆反向摆动时，另一传动杆正向摆动，使得传动轮能连续不断地获得动力传递，进而通过链条或者皮带将用户的驱动力传递至驱动轮处进行自行车的前进驱动。这里，通过长杆状的传动杆的传动，使得用户施加作用力的传动杆一端距离传动杆的摆动中心足够远，增加了力臂，减少了驱动力的需求，可使得整个踩踏过程更加省力。

在此驱动过程中，用于传递动力的传动杆的两端分别与曲轴盘以及传动轮连接，实现了传动杆两端的连接，避免了传动杆一端未做固定而出现自由摆动的情况，保证了传动结构的稳定性。同时，用户的驱动力自踏板经过转动连接在车架上的曲轴盘来实现动力传递，使得用户施加的瞬间作用力中的径向作用力直接传递到坚固的车架上，仅周向运动的驱动力传递至圆盘状的曲轴盘上，之后再间接地传递至传动杆上，避免了传动杆受到瞬间作用力而弯折甚至折断的情况发生，进一步提高了结构的稳定性。

在上述的省力自行车中，所述传动杆一端的侧部贯穿开设有长条形通孔，所述曲轴盘侧部具有凸出的传动轴，所述传动轴穿设于所述通孔内且能沿着所述通孔的长度方向来回移动。通过长条形通孔和传动轴的滑动配合来将用户踩踏踏板的圆周运动转换为传动杆的上下摆动，简化了传动杆的运动行程，避免了传动杆的大幅度动作而与其它结构造成干涉，保证了传动结构的稳定性。

在上述的省力自行车中，两个所述曲轴盘同轴线地设置于所述车架的两侧，两个所述曲轴盘上均具有一传动轴，且两个传动轴以曲轴盘的轴线为中心对称地分布在两个曲轴盘上，两个传动杆的一端一一对应地套设在两个传动轴外侧。两个传动轴对称分布，配合传动杆上的长条形通孔即可实现两个传动杆随着曲轴盘的周向转动而发生上下的往复摆动，该结构使得车辆两侧的结构分布较为均匀，保证了结构的稳定性。

在上述的省力自行车中，所述曲轴盘包括均呈圆盘状的分体一和分体二，所述分体一和分体二同轴线设置，所述传动轴垂直于分体一设置，且传动轴分别与分体一和分体二固连，所述传动杆的一端伸入所述分体一和分体二之间并套设在所述传动轴的外侧。曲轴盘分为两个同轴线设置的分体一和分体二，将传动杆设置于分体一和分体二之间，不仅使得结构更紧凑，且能对传动杆进行轴向限位和保护，进一步提高结构的稳定性。

在上述的省力自行车中，所述传动轮呈圆盘状且设置于所述驱动轮上部。在驱动轮的上部设置传动轮，方便实现单向传动结构的连接以及对自行车空间的充分利用，避免长杆状传动杆结构与其它结构的干涉。

在上述的省力自行车中，所述省力自行车还包括变速齿轮组，所述变速齿轮组的输入端与所述传动轮连接，所述变速齿轮组的输出端能通过所述链条或者皮带带动所述驱动轮转动。因传动杆的摆动幅度相对较小，可通过变速齿轮组的设置，进一步转换提高传动比，以达到更省力的效果。当然，根据需要，可适当地调整变速齿轮组的位置，传动轮也可包括常用的传动齿轮等传动零件。

在上述的省力自行车中，所述单向传动结构包括单向啮合的棘轮和棘爪，所述棘轮与驱动轮传动连接，所述棘爪对应连接在所述传动杆上。

在上述的省力自行车中，所述单向传动结构包括单向离合器。

与现有技术相比，本省力自行车具有以下优点：

1、依照杠杆原理，由传动杆来实现动力传递，降低了对于用户驱动力的要求，使得自行车的骑行更省力，起步更快。

2、利用曲轴盘的周向转动来实现动力传递，更好地符合用户的骑行习惯，变相地降低了用户骑行的压力。

3、将传动杆的两端均进行连接，避免传动杆的自由摆动，保证了传动结构的稳定性。

4、由转动连接在车架上的曲轴盘来进行间接的动力传递，避免了用户施加的瞬间作用力直接作用在传动杆上的情况，保证了传动杆的寿命，进而保证了传动结构的稳定性。

附图说明

图1是本省力自行车中传动结构的示意图。

图2是本省力自行车中传动结构另一视角的示意图。

图3是本省力自行车中传动杆和传动轴连接处的结构示意图。

图4是单向传动结构的示意图。

图中，1、驱动轮；2、车架；3、曲轴盘；3a、分体一；3b、分体二；4、踏板；5、传动杆；5a、通孔；6、传动轴；7、传动轮；8、链条；9、单向传动结构。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2和图3所示，本省力自行车包括车架2、连接在车架2前部的前轮和连接在车架2后部的后轮，其中，一般以后轮作为驱动轮1。前轮和后轮之间的车架2上连接有竖直设置的呈圆盘状的曲轴盘3，曲轴盘3的外侧连接有可供用户脚踏并能带动曲轴盘3周向转动的踏板4。

省力自行车还包括呈长杆状的传动杆5，曲轴盘3侧部的偏心位置还具有凸出的传动轴6，传动杆5的一端套设在传动轴6上且能绕传动轴6周向转动，传动杆5的另一端与驱动轮1传动连接。

在本实施例中，曲轴盘3的数量为两个，且同轴线地转动连接于车架2的两侧，两个曲轴盘3上均具有一传动轴6，且两个传动轴6以曲轴盘3的轴线为中心呈中心对称地分布在两个曲轴盘3上，传动杆5的数量为两个，且分别设置于车架2的两侧，两个传动杆5的一端一一对应地套设在两个传动轴6外侧，两个传动杆5的另一端与驱动轮1之间均设置有单向传动结构9。

其中，两个曲轴盘3的结构相同，均包括均呈圆盘状的分体一3a和分体二3b分体二3b，分体一3a和分体二3b分体二3b同轴线设置，传动轴6垂直于分体一3a设置，传动轴6的内端与分体二3b侧部固连，传动轴6的外端穿过分体一3a并与踏板4固连。传动杆5的一端伸入分体一3a和分体二3b之间并套设在对应传动轴6的外侧。

在实施例中，两个传动杆5一端的侧部均贯穿开设有长条形通孔5a，两个传动轴6对应穿设于通孔5a内且能沿着通孔5a的长度方向来回移动。

省力自行车还包括设置于驱动轮1上部的传动轮7以及穿设于传动轮7中心的转轴，传动轮7与转轴固连，转轴穿设在车架2上且能绕自身轴线转动。两个传动杆5的一端分别套设在转轴的两端外侧，且两个传动杆5与转轴两端的连接处均设置有上述单向传动结构9。传动轮7与驱动轮1之间通过链条8或者皮带直接或者间接传动连接。这里，如图4所示，单向传动结构9可包括单向啮合的棘轮和棘爪以及连接在棘爪上的扭簧或者包括单向离合器，两者的结构类似，均可分为可锁定或者自由运动的两部分，一部分与转轴固连，另一部分可与传动杆5固定连接，当传动杆5绕转轴正向转动时，单向传动结构9的两部分锁定，传动杆5带动转轴同步转动以传递动力；当传动杆5绕转轴反向转动时，单向传动结构9的两部分解除锁定，传动杆5相对于转动自由转动，不传递动力。此外，传动轮7可为一个、两个甚至更多，可用于进行变速，例如变速齿轮，也可另外与变速齿轮组的输入端连接，并将变速齿轮组的输出端通过链条8或者皮带将动力传递至驱动轮1处；传动轮7根据实际的结构需要，可将传动杆5绕传动轮7摆动的角度设计为10°～45°，而传动轮7和驱动轮1之间的传动比可根据现有的变速自行车调节为5～50倍。这里以摆动角度为30°、传动比为10倍为例进行说明：当传动轮7需要转动1圈时，需要传动杆5上下摆动12次，即曲轴盘3需要转动12圈，而驱动轮1在10倍的传动比作用下会转动10圈，即用户踩踏踏板4带动曲轴盘3每转动1.2圈即可驱动驱动轮1转动1圈，骑行较为省力，当然，根据不同的路况需求，两者的转动圈数可另外调节。

本省力自行车使用时，用户可踩踏踏板4以带动曲轴盘3周向转动，通过传动杆5上的长条形通孔5a和传动轴6的滑动配合来将用户踩踏踏板4的圆周运动转换为传动杆5的上下摆动，因车架2两侧的两个曲轴盘3上的传动轴6的位置呈中心对称分布，则套设在两个传动轴6上的传动杆5在曲轴盘3转动的过程中会出现相反的摆动方向，即当一侧的传动杆5向下摆动时，另一侧的传动杆5向上摆动，而单向传动结构9仅能将正向摆动(可将向下摆动作为正向摆动的方向)的传动杆5的动力传递至转轴上，则向相反方向摆动的两个传动杆5能通过两个单向传动结构9交替地带动转轴沿同一方向不间断地转动，进而通过传动轮7将用户的驱动力传递至驱动轮1处进行自行车的前进驱动。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种省力自行车，包括车架(2)和驱动轮(1)，所述车架(2)两侧分别连接有竖直设置的曲轴盘(3)，所述曲轴盘(3)的侧部均连接有能带动所述曲轴盘(3)周向转动的踏板(4)，其特征在于，省力自行车还包括可转动地固定在所述车架(2)上的传动轮(7)以及两个分别设置于所述车架(2)两侧的呈长杆状的传动杆(5)，两个所述传动杆(5)的一端均与上述传动轮(7)连接，两个所述传动杆(5)的另一端分别活动连接在两个所述曲轴盘(3)的偏心位置上，且两个传动杆(5)能在所述曲轴盘(3)周向转动时绕上述传动轮(7)交替地往复摆动，所述传动轮(7)与两个所述传动杆(5)之间均设置有单向传动结构(9)，所述传动轮(7)的转动能通过链条(8)或皮带带动所述驱动轮(1)转动。

2.根据权利要求1所述的省力自行车，其特征在于，所述传动杆(5)一端的侧部贯穿开设有长条形通孔(5a)，所述曲轴盘(3)侧部具有凸出的传动轴(6)，所述传动轴(6)穿设于所述通孔(5a)内且能沿着所述通孔(5a)的长度方向来回移动。

3.根据权利要求2所述的省力自行车，其特征在于，两个所述曲轴盘(3)同轴线地设置于所述车架(2)的两侧，两个所述曲轴盘(3)上均具有一传动轴(6)，且两个传动轴(6)以曲轴盘(3)的轴线为中心对称地分布在两个曲轴盘(3)上，两个传动杆(5)的一端一一对应地套设在两个传动轴(6)外侧。

4.根据权利要求1或2或3所述的省力自行车，其特征在于，所述曲轴盘(3)包括均呈圆盘状的分体一(3a)和分体二(3b)，所述分体一(3a)和分体二(3b)同轴线设置，所述传动轴(6)垂直于分体一(3a)设置，且传动轴(6)分别与分体一(3a)和分体二(3b)固连，所述传动杆(5)的一端伸入所述分体一(3a)和分体二(3b)之间并套设在所述传动轴(6)的外侧。

5.根据权利要求1或2或3所述的省力自行车，其特征在于，所述传动轮(7)呈圆盘状且设置于所述驱动轮(1)上部。

6.根据权利要求5所述的省力自行车，其特征在于，所述省力自行车还包括变速齿轮组，所述变速齿轮组的输入端与所述传动轮(7)连接，所述变速齿轮组的输出端能通过所述链条(8)或者皮带带动所述驱动轮(1)转动。

7.根据权利要求2或3所述的省力自行车，其特征在于，所述单向传动结构(9)包括单向啮合的棘轮和棘爪，所述棘轮与驱动轮(1)传动连接，所述棘爪对应连接在所述传动杆(5)上。

8.根据权利要求2或3所述的省力自行车，其特征在于，所述单向传动结构(9)包括单向离合器。