CN110843992A - 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，车架侧部连接有竖直设置的曲轴盘，曲轴盘侧部连接有踏板，省力自行车还包括导向杆、导向套、驱动杆、传动杆以及传动轴一，导向杆竖直固定在曲轴盘上方的车架上，导向套套设在导向杆外侧，驱动杆的一端铰接在曲轴盘侧部的偏心位置，另一端铰接在导向套的外侧，传动杆的一端与导向套外侧铰接，另一端套设在传动轴一外侧并能带动传动轴一周向转动，传动杆与传动轴一之间或所述传动轴一与驱动轮之间连接有单向传动机构且所述单向传动机构能使传动杆带动所述驱动轮单向转动。本省力自行车具有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

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，解决了现有自行车结构稳定性差的问题。

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，所述车架侧部连接有竖直设置的曲轴盘，所述曲轴盘侧部连接有能带动所述曲轴盘周向转动的踏板，其特征在于，省力自行车还包括导向杆、导向套、驱动杆、轴向可伸缩的传动杆以及可转动地固定在所述驱动轮上方的车架上的传动轴一，所述导向杆竖直固定在所述曲轴盘上方的车架上，所述导向套套设在所述导向杆外侧且能相对于导向杆上下移动，所述驱动杆的一端铰接在曲轴盘侧部的偏心位置，另一端铰接在所述导向套的外侧，所述传动杆的一端与导向套外侧铰接，另一端套设在传动轴一外侧并能带动所述传动轴一周向转动，所述传动杆与传动轴一之间或所述传动轴一与驱动轮之间连接有单向传动机构且所述单向传动机构能使所述传动杆带动所述驱动轮单向转动。

本省力自行车使用时，用户可通过踩踏踏板带动曲轴盘周向转动，因驱动杆的一端铰接在曲轴盘侧部的偏心位置，曲轴盘可通过驱动杆带动导向套沿着导向杆上下移动，进而带动传动杆绕传动轴一的轴线往复摆动，通过单向传动机构的作用，将传动杆往复摆动的动力传递至驱动轮处并带动驱动轮单向转动。

在此驱动过程中，用于传递动力的传动杆的两端分别与导向套以及传动轴一连接，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。

在上述的一种省力自行车中，省力自行车还包括均可转动地连接在所述车架上的传动轴二和传动轴三，所述传动杆另一端套设在传动轴一的外侧并与传动轴一周向固定，所述传动轴一、传动轴二和传动轴三均平行设置，所述传动轴一和传动轴二之间通过齿轮副一传动连接，所述传动轴二和传动轴三之间通过齿轮副二传动连接，所述传动轴一和传动轴三之间还通过齿轮副三传动连接，所述传动轴一上的两个齿轮分别通过传动方向相反的单向传动机构连接在传动轴一上，所述传动轴三通过链轮和链条与所述驱动轮传动连接。

在传动杆往复摆动带动传动轴一正反向转动的过程中，因齿轮副一和齿轮副三上与传动轴一连接的齿轮分别通过传动方向相反的单向传动机构与传动轴一连接，则齿轮副一和齿轮副三不会同时进行传动，在传动轴一正向或者反向转动时，仅齿轮副一或者齿轮副三将传动轴一的转动动力传递到传动轴三。将踩下踏板，并通过曲轴盘带动传动杆下摆设定为正向转动，则传动杆能带动传动轴一正向转动。此时，齿轮副一处的单向传动机构结合，通过齿轮副一上相互啮合的齿轮，将传动轴一的正向转动传递至传动轴二处，带动传动轴二反向转动，齿轮副三处的单向传动机构分离，齿轮副三处的齿轮空转，不进行动力传递。反向转动的传动轴二再次通过齿轮副二将动力传动至传动轴三处并带动传动轴三正向转动，最后，通过链轮和链条的结构，由传动轴三带动驱动轮正向转动，实现自行车的前进。

反之，传动杆上摆，带动传动轴一反向转动，齿轮副一处的单向传动机构脱开，齿轮副三处的单向传动机构结合，通过齿轮副三的传动，将传动轴一的动力传递至传动轴三处并带动传动轴三正向转动，同样通过链轮和链条的结构，由传动轴三带动驱动轮正向转动，实现自行车的前进。

在本省力自行车行进过程中，可将踏板踩下和提起的过程分别通过齿轮副一、齿轮副二和齿轮副三的传动传递至驱动轮处并带动驱动轮正向前进，即仅通过一根传动杆即可将踏板踩下和提起的动力均传递到驱动轮处进行前行驱动，传动效率高，减少了传动杆的设置，避免了结构的干涉，提高了自行车传动结构的稳定性。

作为另一种情况，在上述的一种省力自行车中，所述驱动杆、导向套、导向杆、传动杆以及传动轴一的数量均为至少两个且分别对应设置在所述车架的两侧，所述车架两侧的驱动杆与曲轴盘的连接位置绕曲轴盘的中心对称分布，所述车架两侧的传动杆和传动轴一之间分别通过传动方向相同的单向传动机构连接，所述车架两侧的传动轴一均通过齿轮组和/或链轮链条与所述驱动轮传动连接。根据需要，也可在车架两侧分别设置一组传动结构，因驱动杆与曲轴盘的连接位置中心对称，则车架两侧的传动结构在曲轴盘的转动过程中会交替工作，即车架两侧的传动杆，一者上摆时，另一者下摆，则通过车架两侧的单向传动机构能分别将两个传动杆的正向摆动的动力交替地传递至驱动轮处以驱动驱动轮转动，并传递传动杆的反向摆动动力。两组传动结构互不干涉，即便一者故障，也能保证另一侧传动结构的正常工作，提高传动结构传动的稳定性。

在上述的一种省力自行车中，所述传动杆包括杆一和杆二，所述杆一的一端与导向套铰接，杆一的另一端套设在所述杆二一端的外侧，所述杆二的另一端套设在所述传动轴一的外侧。

作为另一种情况，在上述的一种省力自行车中，所述传动杆包括杆一、杆二以及弹性件，所述杆一的一端与导向套铰接，所述杆二的一端套设在所述传动轴一的外侧，所述弹性件设置于杆一和杆二之间且弹性件的两端分别与杆一和杆二的另一端固连。弹性件具体可采用弹簧或者其它采用弹性材料制成的块状弹性件结构。

在上述的省力自行车中，所述单向传动机构包括单向啮合的棘轮和棘爪。

在上述的省力自行车中，所述单向传动机构包括单向离合器。

与现有技术相比，本省力自行车具有以下优点：

1、传递动力的传动杆的两端分别与导向套以及传动轴一连接，避免了传动杆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。

2、用户施加的瞬间作用力中的径向作用力可通过曲轴盘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。

附图说明

图1是本省力自行车的结构示意图。

图2是本省力自行车中传动轴一、传动轴二和传动轴三处的结构示意图。

图中，1、车架；2、驱动轮；3、曲轴盘；4、踏板；5、导向杆；6、导向套；7、驱动杆；8、传动杆；9、传动轴一；10、传动轴二；11、传动轴三；12、齿轮副一；13、齿轮副二；14、齿轮副三；15、链条。

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和图2所示，本省力自行车包括车架1和驱动轮2，车架1侧部连接有竖直设置的曲轴盘3，曲轴盘3侧部连接有能带动曲轴盘3周向转动的踏板4。省力自行车还包括导向杆5、导向套6、驱动杆7、轴向可伸缩的传动杆8以及可转动地固定在驱动轮2上方的车架1上的传动轴一9，导向杆5竖直固定在曲轴盘3上方的车架1上，导向套6套设在导向杆5外侧且能相对于导向杆5上下移动。驱动杆7的一端铰接在曲轴盘3侧部的偏心位置，另一端铰接在导向套6的外侧。传动杆8的一端与导向套6外侧铰接，另一端套设在传动轴一9外侧并能带动传动轴一9周向转动。在本实施例中，曲轴盘3的数量为两个，且分别设置在车架1的两侧，两个曲轴盘3上均连接有踏板4且两个曲轴盘3能同步转动。在本实施例中，踏板4通过连杆连接在曲轴盘3的偏心位置，驱动杆7与曲轴盘3的铰接点与踏板4和曲轴盘3的连接位置相同。

具体地说，省力自行车还包括均可转动地连接在车架1上的传动轴二10和传动轴三11，传动杆8另一端套设在传动轴一9的外侧并与传动轴一9周向固定，传动轴一9、传动轴二10和传动轴三11均水平设置且相互之间平行设置，传动轴一9和传动轴二10之间通过齿轮副一12传动连接，传动轴二10和传动轴三11之间通过齿轮副二13传动连接，传动轴一9和传动轴三11之间还通过齿轮副三14传动连接，传动轴一9上的两个齿轮分别通过传动方向相反的单向传动机构连接在传动轴一9上，传动轴三11通过链轮和链条15与所述驱动轮2传动连接。在本实施例中，单向传动机构可包括常用的单向啮合的棘轮和棘爪，或者现有的单向离合器。

传动杆8包括杆一和杆二，杆一的一端与导向套6铰接，杆一的另一端套设在杆二一端的外侧，杆二的另一端套设在传动轴一9的外侧。

为了保证导向套6相对于导向杆5移动的稳定性，可在车架1一侧设置两个竖直的导向杆5，在导向套6上沿竖直方向开设两个导向孔，并使两个导向杆5一一对应地穿过两个导向孔，为避免导向套6脱落，还可在导向杆5的底端和顶端横向固定限位杆以起到阻挡导向套6的作用。

本省力自行车使用时，用户可通过踩踏踏板4带动曲轴盘3周向转动，因驱动杆7的一端铰接在曲轴盘3侧部的偏心位置，曲轴盘3可通过驱动杆7带动导向套6沿着导向杆5上下移动，即由驱动杆7、导向杆5和导向套6的结构配合将曲轴盘3的周向运动转换为导向套6的直线运动，进而带动传动杆8绕传动轴一9的轴线往复摆动。

在传动杆8往复摆动带动传动轴一9正反向转动的过程中，因齿轮副一12和齿轮副三14上与传动轴一9连接的齿轮分别通过传动方向相反的单向传动机构与传动轴一9连接，则齿轮副一12和齿轮副三14不会同时进行传动，在传动轴一9正向或者反向转动时，仅齿轮副一12或者齿轮副三14将传动轴一9的转动动力传递到传动轴三11。

将踩下踏板4，并通过曲轴盘3带动传动杆8下摆设定为正向转动，则传动杆8能带动传动轴一9正向转动。此时，齿轮副一12处的单向传动机构结合，通过齿轮副一12上相互啮合的齿轮，将传动轴一9的正向转动传递至传动轴二10处，带动传动轴二10反向转动，齿轮副三14处的单向传动机构分离，齿轮副三14处的齿轮空转，不进行动力传递。反向转动的传动轴二10再次通过齿轮副二13将动力传动至传动轴三11处并带动传动轴三11正向转动，最后，通过链轮和链条15的结构，由传动轴三11带动驱动轮2正向转动，实现自行车的前进。

反之，传动杆8上摆，带动传动轴一9反向转动，齿轮副一12处的单向传动机构脱开，齿轮副三14处的单向传动机构结合，通过齿轮副三14的传动，将传动轴一9的动力传递至传动轴三11处并带动传动轴三11正向转动，同样通过链轮和链条15的结构，由传动轴三11带动驱动轮2正向转动，实现自行车的前进。

除以上技术方案以外，也可不设置传动轴二10和传动轴三11，使驱动杆7、导向套6、导向杆5、传动杆8以及传动轴一9的数量均为至少两个且分别对应设置在车架1的两侧，形成左右两套的传动结构。将车架1两侧的驱动杆7与曲轴盘3的连接位置绕曲轴盘3的中心对称分布，车架1两侧的传动杆8和传动轴一9之间分别通过传动方向相同的单向传动机构连接，车架1两侧的传动轴一9均通过齿轮组和/或链轮链条15与驱动轮2传动连接。可轴向伸缩的传动杆8也可包括杆一、杆二以及弹性件，杆一的一端与导向套6铰接，杆二的一端套设在传动轴一9的外侧，弹性件设置于杆一和杆二之间且弹性件的两端分别与杆一和杆二的另一端固连。这里，弹性件具体可采用弹簧或者其它采用弹性材料制成的块状弹性件结构。

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 (7)

1.一种省力自行车，包括车架(1)和驱动轮(2)，所述车架(1)侧部连接有竖直设置的曲轴盘(3)，所述曲轴盘(3)侧部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，省力自行车还包括导向杆(5)、导向套(6)、驱动杆(7)、轴向可伸缩的传动杆(8)以及可转动地固定在所述驱动轮(2)上方的车架(1)上的传动轴一(9)，所述导向杆(5)竖直固定在所述曲轴盘(3)上方的车架(1)上，所述导向套(6)套设在所述导向杆(5)外侧且能相对于导向杆(5)上下移动，所述驱动杆(7)的一端铰接在曲轴盘(3)侧部的偏心位置，另一端铰接在所述导向套(6)的外侧，所述传动杆(8)的一端与导向套(6)外侧铰接，另一端套设在传动轴一(9)外侧并能带动所述传动轴一(9)周向转动，所述传动杆(8)与传动轴一(9)之间或所述传动轴一(9)与驱动轮(2)之间连接有单向传动机构且所述单向传动机构能使所述传动杆(8)带动所述驱动轮(2)单向转动。

2.根据权利要求1所述的省力自行车，其特征在于，省力自行车还包括均可转动地连接在所述车架(1)上的传动轴二(10)和传动轴三(11)，所述传动杆(8)另一端套设在传动轴一(9)的外侧并与传动轴一(9)周向固定，所述传动轴一(9)、传动轴二(10)和传动轴三(11)均平行设置，所述传动轴一(9)和传动轴二(10)之间通过齿轮副一(12)传动连接，所述传动轴二(10)和传动轴三(11)之间通过齿轮副二(13)传动连接，所述传动轴一(9)和传动轴三(11)之间还通过齿轮副三(14)传动连接，所述传动轴一(9)上的两个齿轮分别通过传动方向相反的单向传动机构连接在传动轴一(9)上，所述传动轴三(11)通过链轮和链条(15)与所述驱动轮(2)传动连接。

3.根据权利要求1所述的省力自行车，其特征在于，所述驱动杆(7)、导向套(6)、导向杆(5)、传动杆(8)以及传动轴一(9)的数量均为至少两个且分别对应设置在所述车架(1)的两侧，所述车架(1)两侧的驱动杆(7)与曲轴盘(3)的连接位置绕曲轴盘(3)的中心对称分布，所述车架(1)两侧的传动杆(8)和传动轴一(9)之间分别通过传动方向相同的单向传动机构连接，所述车架(1)两侧的传动轴一(9)均通过齿轮组和/或链轮链条(15)与所述驱动轮(2)传动连接。

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，所述传动杆(8)包括杆一和杆二，所述杆一的一端与导向套(6)铰接，杆一的另一端套设在所述杆二一端的外侧，所述杆二的另一端套设在所述传动轴一(9)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，所述传动杆(8)包括杆一、杆二以及弹性件，所述杆一的一端与导向套(6)铰接，所述杆二的一端套设在所述传动轴一(9)的外侧，所述弹性件设置于杆一和杆二之间且弹性件的两端分别与杆一和杆二的另一端固连。

6.根据权利要求1或2或3所述的省力自行车，其特征在于，所述单向传动机构包括单向啮合的棘轮和棘爪。

7.根据权利要求1或2或3所述的省力自行车，其特征在于，所述单向传动机构包括单向离合器。

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