CN111717321A - 一种自行车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交通工具领域，具体涉及一种自行车，包括车架、前轮、后轮和承载座，还包括：传动机构、脚踏组件和复位机构，传动机构设置在车架上，位于前轮和后轮之间，传动机构包括与前轮和/或后轮传动连接的单向传动组件；脚踏组件与单向传动组件连接，使脚踏组件能够以单向传动组件为轴心，朝向前轮做扇形往复运动，以带动前轮和/或后轮转动；复位机构与脚踏组件连接，复位机构用于驱使脚踏组件复位。通过设置该作扇形往复运动的传动机构，不会存在像传统自行车骑行时脚踏力臂为零或接近于零，导致动力损失较大的问题，又因传动机构的受力方式，配合承载座和握把的支撑作用，使骑行的动力得到增加，有效的提高了现有的自行车效率和动力。

Description

一种自行车

技术领域

本发明涉及交通工具领域，特别是一种自行车。

背景技术

为响应国家号召的节能减排，越来越多的人出行时选择自行车作为出行的交通工具。

现有的自行车，一般是通过曲柄(脚踏)做圆周运动作为驱动力，以驱动自行车的前轮或后轮前进，但是在曲柄做圆周运动的时候，只有半周是有效的施力，即只有曲柄在圆周的最高点旋转至最低点的位置时所做的功才为有效功，而从最低点旋转至最高点为蓄力阶段，所做的功为无用功，因此，这会存在像传统自行车骑行时脚踏力臂为零或接近于零，导致动力损失较大的问题，并且，骑行者能提供最大的动力为骑行者的体重加上双腿向下的伸张力，这使得人能提供的动力有限，所以，在骑行者爬坡或顶风前行时非常费力。因此，亟需设计一种效率高并且动力足的自行车。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种自行车，旨在解决现有自行车效率低且动力不足的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种自行车，包括车架、与所述车架连接的前、后轮，以及设于所述车架上的承载座，还包括：传动机构、脚踏组件和复位机构，所述传动机构设置在所述车架上，位于所述前轮和所述后轮之间，所述传动机构包括单向传动组件，所述单向传动组件与所述前轮和/或所述后轮传动连接；所述脚踏组件与所述单向传动组件连接，所述脚踏组件能够以所述单向传动组件为轴心，朝向所述前轮做扇形往复运动，以带动所述前轮和/或所述后轮转动；所述复位机构与所述脚踏组件连接，所述复位机构用于驱使所述脚踏组件复位。

进一步的，所述传动机构还包括：第一主轴和第一齿轮，第一主轴设于所述车架上，所述第一主轴上穿设所述单向传动组件，且所述单向传动组件与所述第一主轴连接，以使所述第一主轴单向转动；第一齿轮穿设在所述第一主轴上，与所述第一主轴连接，且与所述前轮和\或后轮传动连接。

进一步的，所述单向传动组件为单向轴承，其包括内圈和外圈，其中，所述外圈与所述脚踏组件连接，所述内圈穿设在所述第一主轴，且与所述第一主轴连接；或者，所述单向传动组件为棘轮组件，其包括棘轮、棘爪盘、棘爪，所述棘爪设置在所述棘爪盘上，所述棘爪与所述棘轮内啮合，其中，所述棘轮与所述第一主轴连接，所述棘爪盘与所述脚踏组件连接。

进一步的，所述传动机构还包括变速组件，其输入端与所述脚踏组件连接，输出端与所述第一齿轮连接，以改变所述脚踏组件传递至所述前轮和\或所述后轮的转速。

进一步的，所述变速组件包括：第一轴套、第二主轴、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮和第五齿轮，所述第一轴套套设在所述第一主轴上，与所述单向传动组件连接；第二主轴设于所述车架上；所述第二齿轮穿设所述第一主轴上，且与所述轴套固定连接；所述第三齿轮穿设且固定在所述第二主轴上，所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合；所述第四齿轮穿设且固定在所述第二主轴上；其中，所述第四齿轮与所述第三齿轮固定连接或一体成型；所述第五齿轮穿设在所述第一主轴上且与所述第一齿轮固定连接，所述第五齿轮与所述第四齿轮啮合。

进一步的，所述变速组件为行星齿轮组件，其设置在所述车架上，所述行星齿轮组件输入端与两所述脚踏组件连接，输出端与所述第一齿轮连接，以改变所述脚踏组件传递至所述前轮和\或所述后轮的转速。

进一步的，所述行星齿轮组件包括：第二轴套、第一行星架、第一行星轮组、齿圈和第一太阳轮，所述第二轴套套设在所述第一主轴上，与所述单向传动组件连接；所述第一行星架与所述第二轴套固定连接或一体成型；所述第一行星轮组设置在所述第一行星架上；所述齿圈与一安装座连接，所述安装座固定在所述车架上，所述第一主轴设置在所述安装座上，且所述齿圈与所述第一行星轮组内啮合；所述第一太阳轮穿设在所述第一主轴上与所述第一行星轮组传动连接，且所述第一太阳轮与所述第一齿轮固定连接或一体成型。

进一步的，所述复位机构包括：脚套，其设置在所述脚踏组件上；或，所述复位机构包括：弹性组件，其一端分别与所述车架或支架连接，另一端分别与两所述脚踏组件连接；或，所述复位机构包括：第一锥形齿轮，其套设且固定在一所述脚踏组件上；第二锥形齿轮，其套设且固定在另一所述脚踏组件上；第三主轴，其设置在所述安装座或车架上；第三锥形齿轮，其穿设在所述第三转轴上，同时与所述第一锥形齿轮和第二锥形齿轮啮合；其中，所述第三锥形齿轮使两所述脚踏组件的转动方向相反。

进一步的，还包括：限位件，其设置在所述车架上，所述限位件用于与所述脚踏组件抵靠以对所述脚踏组件进行限位。

进一步的，还包括：顶靠件，其设置在所述承载座上。

本发明的有益效果在于，通过设置该传动机构，并将驱动该传动机构的脚踏组件的驱动方式设置为以传动机构为轴心朝向前轮作扇形往复运动，且设有复位机构，所以该传动机构的驱动方式为从上往下转动，再通过复位机构进行复位，因此不会存在像传统自行车骑行时脚踏力臂为零或接近于零，导致动力损失较大的问题，又通过传动机构的受力方式，以及配合承载座和握把的支撑作用，可让骑行者在骑行的时候从承载座和握把中获得顶靠力，使得骑行的动力得到增加，有效的解决了现有的自行车效率低且动力不足的问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，附图中：

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图；

图3是图2中Ⅰ的放大结构示意图；

图4是单向轴承的正视结构示意图；

图5是单向轴承的俯视结构示意图；

图6是棘轮组件的总体结构示意图；

图7是增加变速组件后的传动机构的结构示意图；

图8是变速组件为另一实施例的传动结构的结构示意图；

图9是图8中传动机构的爆炸结构示意图；

图10是安装座与齿圈的结构示意图；

图11是本发明复位机构的另一实施方式的结构示意图；

图12是图11中Ⅱ的放大结构示意图；

图13是本发明复位机构的另一实施方式的机构示意图；

图14是图13中Ⅲ的放大结构示意图。

图中：1、车架；11、限位件；2、承载座；3、传动机构；31、脚踏组件；32、安装座；33、第一主轴；34、单向传动组件；341、单向轴承；342、棘轮组件；3421、棘轮；3422、棘爪盘；3423、棘爪；35、第一齿轮；36、变速组件；361、第一轴套；362、第二主轴；363、第二齿轮；364、第三齿轮；365、第四齿轮；366、第五齿轮；37、链条；38、第二轴套；39、行星齿轮组件；391、第一行星架；392、第一行星轮组；393、齿圈；394、第一太阳轮；395、第二行星架；396、第二行星轮组；397、第二太阳轮；4、复位机构；41、脚套；42、弹性组件；421、调节部；43、齿轮联动复位机构；431、第一锥形齿轮；432、第二锥形齿轮；433、第三主轴；434、第三锥形齿轮；5、顶靠件。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

本发明提出了一种自行车，如图1-2所示，包括车架1、与车架1连接的前、后轮，以及设于车架1上的承载座2，其还包括：传动机构3、脚踏组件31和复位机构4，传动机构3设置在车架1上，位于前轮和后轮之间，传动机构4包括单向传动组件34，单向传动组件34与前轮和/或后轮传动连接；脚踏组件31与单向传动组件34连接，使脚踏组件31能够以单向传动组件34为轴心，朝向前轮做扇形往复运动，以带动前轮和/或后轮转动；复位机构4与脚踏组件31连接，复位机构4用于驱使脚踏组件31复位。

通过设置该传动机构3，并将驱动该传动机构3的脚踏组件31的驱动方式设置为以传动机构3为轴心朝向前轮作扇形往复运动，且设有复位机构4，所以该传动机构3的驱动方式为从上往下转动，再通过复位机构4进行复位，因此不会存在像传统自行车骑行时脚踏组件31力臂为零或接近于零，导致动力损失较大的问题，又通过传动机构3的受力方式，以及配合承载座2和握把的支撑作用，可让骑行者在骑行的时候从承载座2和握把中获得顶靠力，使得骑行的动力得到增加，有效的解决了现有的自行车效率低且动力不足的问题。

在其中一个实施例中，参见图3，传动机构3还包括：第一主轴33和第一齿轮35，第一主轴33设于车架1上第一主轴33上穿设单向传动组件34，且单向传动组件34与第一主轴33连接，以使第一主轴33单向转动；第一齿轮35穿设在第一主轴33上，与第一主轴33传动连接，且与前轮和\或后轮传动连接。通过设置的第一主轴33和第一齿轮35，以使传动结构简单且制造成本低。在本实施例中，第一齿轮35通过链条37与前轮和或后轮连接，此方式简单可靠，当然可以理解的是，通过皮带或齿轮传动的方式进行与前轮和或后轮传动也是本发明可选的实施方式。

在其中一个实施例中，参见图4-5，单向传动组件34为单向轴承341，单向轴承341包括内圈和外圈，其中，外圈与脚踏组件31连接，内圈穿设在第一主轴33，且与第一主轴33连接；或者，参见图6，单向传动组件34为棘轮组件342，棘轮组件342包括棘轮3421、棘爪盘3422、棘爪3423，棘爪3423设置在棘爪盘3422上，棘爪3423与棘轮3421内啮合，其中，棘轮3421与第一主轴33连接，棘爪盘3422与脚踏组件31连接。在本实施例中，单向传动组件34为单向轴承341或棘轮组件342则易于采购组装，因为两者都为标准件，可降低开发的成本。

在其中一个实施例中，参见图3和图7，传动机构3还包括变速组件36，变速组件36输入端与脚踏组件31连接，输出端与第一齿轮35连接，以改变脚踏组件31传递至前轮和\或后轮的转速。通过设置变速组件36，可有效提高传动机构3传递至车轮的转速或扭矩，以使自行车的时速或动力提高，可根据实际设计需求设置。

在其中一个实施例中，继续参见图7，变速组件36包括：第一轴套361、第二主轴362、第二齿轮363、第三齿轮364、第四齿轮365和第五齿轮366，第一轴套361套设在第一主轴33上，与单向传动组件34连接；第二主轴362设置在车架1上，与第一主轴33平行设置；第二齿轮363穿设第一主轴33上，且与轴套固定连接；第三齿轮364穿设且固定在第二主轴362上，第三齿轮364与第二齿轮363啮合；第四齿轮365穿设且固定在第二主轴362上；其中，第四齿轮365与第三齿轮364固定连接或一体成型；第五齿轮366穿设在第一主轴33上且与第一齿轮35固定连接，第五齿轮366与第四齿轮365啮合。在本实施例中，该变速组件36为齿轮的组合组件，使该传动机构3的传动效率得到保证。进一步的，该变速组件36为加速组件，因此设置为第二齿轮363直径大于第三齿轮364，第三齿轮364直径大于第四齿轮365，通过这样的设计使传动机构3的传动至车轮的速率大大提高。优选的，第四齿轮365和第三齿轮364一体成型可节约一定的开发和制造成本，当然可以理解的是，如果两个齿轮均为采购件则将两者固定连接即可。

在其中一个实施例中，参见图8和图9，变速组件36为行星齿轮组件39，行星齿轮组件39设置在车架1上，行星齿轮组件39输入端与两脚踏组件31连接，输出端与第一齿轮35连接，以改变脚踏组件31传递至前轮和\或后轮的转速。行星齿轮组件39具有结构紧凑、体积小、重量轻和传动效率高的优点，因此在本实施例中选用行星齿轮组件39为变速组件36，使用行星齿轮传动可有效的减小传动机构3的体积，便于传动机构3的安装布置，且行星齿轮组件39使该传动机构3的传动效率变高。

在其中一个实施例中，参见图9和图10，行星齿轮组件39包括：第二轴套38、第一行星架391、第一行星轮组392、齿圈393和第一太阳轮394，第二轴套套设在第一主轴33上，与单向传动组件34连接；第一行星架391与第二轴套38固定连接或一体成型；第一行星轮组392设置在第一行星架391上；齿圈393与一安装座32连接，安装座32固定在车架1上，第一主轴33设置在安装座32上，且齿圈393与第一行星轮组392内啮合；第一太阳轮394穿设在第一主轴33上与第一行星轮组392传动连接，且第一太阳轮394与第一齿轮35固定连接或一体成型。在本实施例中，该行星齿轮组件39设有一组件行星齿轮，此时，行星齿轮组件39不仅体积较小，而且传动效率得到了提高。进一步的，为使自行车的车速增加，满足骑行要求，可通过增设第二组行星齿轮达到目的，继续参见图9，为展示设有两组行星齿轮的结构示意图，其包括第二太阳轮397，第二行星架395，第二行星轮组396，第二行星轮组396与第一行星轮组392共用一个齿圈393，此时，第二行星轮组396设置在齿圈393内与齿圈393啮合，第二太阳轮397与第一行星轮组392啮合且与第二行星架395固定连接，以此实现从第一行星架391传递至第一太阳轮394的转速得到增加，最终传递到车轮的转速提升，当然可以理解的是，为达到更大的增速效果，可以叠加更多组的行星齿轮组件。优选的，第一行星架391与第二轴套38一体成型可节约一定的开发和制造成本，当然可以理解的是，如果两者均为采购件则将两者固定连接即可。优选的，第一太阳轮394与第一齿轮35一体成型可节约一定的开发和制造成本，当然可以理解的是，如果两个齿轮均为采购件则将两者固定连接即可。

在其中一个实施例中，参见图1，复位机构4包括：脚套41，脚套41分别设置在脚踏组件31上，脚套41分别能够使脚踏组件31完成循环往复转动。在本实施例中，该脚套41直接设置在脚踏组件31上，通过骑行者的脚即可使脚踏组件31完成复位，此实施方式简单，性价比高。

在其中一个实施例中，参见图11和图12，复位机构4包括：弹性组件42，弹性组件42一端分别与车架1连接，另一端分别与脚踏组件31连接，能够使脚踏组件31完成循环往复转动。通过弹性组件42的的拉伸与复位也可简单的实现脚踏组件31的循环驱动复位。进一步的，弹性组件42设有调节部421，调节部421设置在弹性组件42上，与弹性件相连，通过调节调节部421的位置可以改变弹性组件42的弹力，在使用较长的时间后，弹性组件42的弹性件弹性会有所减弱，因此需要设置该调节部421以调节弹性件的弹力，以使弹性组件42的弹力能完成脚踏组件31的复位。

在其中一个实施例中，参见图13和图14，复位机构4包括：第一锥形齿轮431、第二锥形齿轮432、第三主轴433、第三锥形齿轮434，第一锥形齿轮431套设且固定在一脚踏组件31上；第二锥形齿轮432套设且固定另一脚踏组件31上；第三主轴433设置在车架1上；第三锥形齿轮434穿设在第三转轴上，同时与第一锥形齿轮431和第二锥形齿轮432啮合；其中，第三锥形齿轮434使两脚踏组件31的转动方向相反。在本实施例中，该复位机构4为齿轮联动复位机构43，在使用该复位机构4时，两脚踏组件31的初始位置相反设置，即一脚踏组件31位于转动行程的出发端，另一脚踏组件31位于转动行程的结束端，因此在骑行时，一脚踏组件31正向旋转，另一脚踏组件31则反向旋转，就可以使两脚踏组件31循环转动。

在其中一个实施例中，参见图1，还包括：限位件11，限位件11设置在车架1上，该限位件11用于与脚踏组件31抵靠以对脚踏组件31进行限位。通过在车架1上设置限位件11，可使两脚踏组件31在运动到极限位置后不会继续移动，避免对传动机构3的结构造成损伤。在本实施例中，限位件11为设在车架1上沿两边伸出的柱体，当然可以理解的是，该限位件11也可设置在其他地方，或设置不同的结构，只要能达到限位的目的即可。

在其中一个实施例中，参见图1，还包括：顶靠件5，顶靠件5设置在承载座2上，用于骑行时给予支撑力。在本实施例中，设置一个顶靠件5可为骑行者背部提供支撑力，以此可更进一步的增强动力。当然可以理解的是该顶靠件5可拆卸的设置在承载座2上，以方便在损坏时更换，优选的，该顶靠件5的高度也设为可调节的，以适应不同骑行者的使用需求。

具体的，本发明的自行车可为单人骑自行车，双人骑自行车或类自行车的交通工具。

本发明的自行车的驱动过程为：踩动脚踏组件31做扇形回转运动，通过脚踏组件31的转动驱动传动机构3传动，传动机构3内设置的变速组件36带动第一齿轮35旋转以达到增速的目的，第一齿轮35可与前轮通过链条37传动连接，或与后轮通过链条37传动连接，或与前轮和后轮一起通过链条37传动连接，以使前轮和\或后轮旋转，实现自行车的前进，再通过设置的复位机构4，使该驱动过程重复循环。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种自行车，包括车架、与所述车架连接的前、后轮，以及设于所述车架上的承载座，其特征在于，还包括：

传动机构，其设置在所述车架上，位于所述前轮和所述后轮之间，所述传动机构包括单向传动组件，所述单向传动组件与所述前轮和/或所述后轮传动连接；

脚踏组件，其与所述单向传动组件连接，所述脚踏组件能够以所述单向传动组件为轴心，朝向所述前轮做扇形往复运动，以带动所述前轮和/或所述后轮转动；

复位机构，其与所述脚踏组件连接，所述复位机构用于驱使所述脚踏组件复位。

2.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述传动机构还包括：

第一主轴，其设于所述车架上，所述第一主轴上穿设所述单向传动组件，且所述单向传动组件与所述第一主轴连接，以使所述第一主轴单向转动；

第一齿轮，其穿设在所述第一主轴上，与所述第一主轴连接，且与所述前轮和\或后轮传动连接。

3.根据权利要求2所述的自行车，其特征在于：所述单向传动组件为单向轴承，其包括内圈和外圈，其中，所述外圈与所述脚踏组件连接，所述内圈穿设在所述第一主轴，且与所述第一主轴连接；或者，

所述单向传动组件为棘轮组件，其包括棘轮、棘爪盘、棘爪，所述棘爪设置在所述棘爪盘上，所述棘爪与所述棘轮内啮合，其中，所述棘轮与所述第一主轴连接，所述棘爪盘与所述脚踏组件连接。

4.根据权利要求3所述的自行车，其特征在于：所述传动机构还包括变速组件，其输入端与所述脚踏组件连接，输出端与所述第一齿轮连接，以改变所述脚踏组件传递至所述前轮和\或所述后轮的转速。

5.根据权利要求4所述的自行车，其特征在于，所述变速组件包括：

第一轴套，其套设在所述第一主轴上，与所述单向传动组件连接；

第二主轴，其设于所述车架上；

第二齿轮，其穿设所述第一主轴上，且与所述轴套固定连接；

第三齿轮，其穿设且固定在所述第二主轴上，所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合；

第四齿轮，其穿设且固定在所述第二主轴上；其中，所述第四齿轮与所述第三齿轮固定连接或一体成型；

第五齿轮，其穿设在所述第一主轴上且与所述第一齿轮固定连接，所述第五齿轮与所述第四齿轮啮合。

6.根据权利要求4所述的自行车，其特征在于：所述变速组件为行星齿轮组件，其设置在所述车架上，所述行星齿轮组件输入端与两所述脚踏组件连接，输出端与所述第一齿轮连接，以改变所述脚踏组件传递至所述前轮和\或所述后轮的转速。

7.根据权利要求6所述的自行车，其特征在于，所述行星齿轮组件包括：

第二轴套，其套设在所述第一主轴上，与所述单向传动组件连接；

第一行星架，其与所述第二轴套固定连接或一体成型；

第一行星轮组，其设置在所述第一行星架上；

齿圈，其与一安装座连接，所述安装座固定在所述车架上，所述第一主轴设置在所述安装座上，且所述齿圈与所述第一行星轮组内啮合；

第一太阳轮，其穿设在所述第一主轴上与所述第一行星轮组传动连接，且所述第一太阳轮与所述第一齿轮固定连接或一体成型。

8.根据权利要求1-7任一项所述的自行车，其特征在于，

所述复位机构包括：

脚套，其设置在所述脚踏组件上；或，

所述复位机构包括：

弹性组件，其一端分别与所述车架或支架连接，另一端分别与两所述脚踏组件连接；或，

所述复位机构包括：

第一锥形齿轮，其套设且固定在一所述脚踏组件上；

第二锥形齿轮，其套设且固定在另一所述脚踏组件上；

第三主轴，其设置在所述安装座或车架上；

第三锥形齿轮，其穿设在所述第三转轴上，同时与所述第一锥形齿轮和第二锥形齿轮啮合；

其中，所述第三锥形齿轮使两所述脚踏组件的转动方向相反。

9.根据权利要求8所述的自行车，其特征在于，还包括：

限位件，其设置在所述车架上，所述限位件用于与所述脚踏组件抵靠以对所述脚踏组件进行限位。

10.根据权利要求8所述的自行车，其特征在于，还包括：

顶靠件，其设置在所述承载座上。

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