CN113002686A - 杠杆链自行车 - Google Patents
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Abstract
一种杠杆链自行车,由车架、前轮、后轮、转向把等组成,其驱动系统为杠杆链。其优点是:1、本发明结构原理有利于人体在坐姿下的腿部发力,踏步或摇摆驱动,符合人体运动规律,减轻人体疲劳,在车座上设置靠背,能使腿部产生大于本身重力的驱动力;2、能适用于单手驱动控制、双手驱动控制,单脚驱动手控制,双脚驱动手控制方式,适合使用的人群广泛;3、重心低,可原地起步,适合老人、儿童使用;4、可坐姿骑行,也可站姿骑行,调整踏步位置即可变速,驱动行程随意,增加骑行乐趣,踏板面积大可与脚底全接触,脚底分散用力可减少人体疲劳;5、整体车架,起到缓冲、减震作用,即简化了结构、节约了材料,又使骑行变得更加舒适。
Description
技术领域
本发明涉及一种陆上运输车辆和健身工具技术领域,具体涉及一种自行车。
背景技术
传统自行车一般由车架、前轮、后轮、转向把、驱动系统等组成,因结构简单使用方便,成为人们日常生活中常用的代步工具而广为拥有。但其有以下缺点:1、重心高,因曲柄回转占用空间大,造成自行车中心偏高,不方便老人、儿童、特别是残疾人使用,应用于电动自行车作为备用驱动方式,使用非常不便;2、因曲柄回转驱动,驱动力矩波动大,也不符合人体运动规律,致使人体能量利用效率低,容易疲劳;3、回转驱动方式必须双脚或双手配合连续旋转,如不完全行程操作比较困难,且只能利用一只脚或手的动力,驱动效率更低;4、现有自行车车架为刚性,需外加缓冲机构,未充分利用材料特性。为此有很多改进的技术方案,取得了一定的有益效果,但造成了结构复杂,不方便推广使用,没有克服传统自行车存在的缺点。
发明内容
本发明的目的是针对现有自行车缺点,提供一种杠杆链自行车。
本发明是通过以下技术方案来实现上述目的的:
本发明的技术方案一:杠杆链自行车,包括车架、前轮、后轮、前叉、转向把、制动系统,后轮安装在车架后部,车架前端安装前叉,前叉上端固定转向把,下端安装前轮,车架中部下面铰接一杠杆,杠杆后端利用啮合传动部件与设在后轮轴上的飞轮啮合,飞轮具有单向传动性,对杠杆施加向前的力矩时,杠杆带动飞轮旋转,飞轮带动后轮转动,后轮带动自行车向前运动,飞轮反向转动时,不阻止自行车向前运动。
技术方案一的优选方案,啮合传动部件有两套,设置在车架两侧,飞轮有两个,分别在后轮轴的两侧或前轮轴的两侧。
技术方案一的优选方案,杠杆前端设有踏板或摇把。
技术方案一的优选方案,啮合传动部件有两种结构,其结构一:杠杆后端连接链条一端,链条与飞轮啮合,链条另一端可以是自由端,也可以连接弹簧一端,弹簧另一端与车架固定。其结构二:飞轮的上方设置一链轮,链轮铰接在杠杆后端,链条与飞轮啮合,链条一端绕过链轮固定在车架上,另一端连接弹簧一端,弹簧另一端与车架固定。
本发明的技术方案二:杠杆链自行车,包括车架、前轮、后轮、前叉、制动系统,后轮安装在车架后部,车架前端安装前叉,下端安装前轮,前叉上铰接一杠杆,杠杆上端设置转向把,杠杆下端利用啮合传动部件与设在前轮轴的飞轮啮合,飞轮具有单向传动性,对杠杆施加向前的力矩时,杠杆带动飞轮旋转,飞轮带动车轮转动,车轮带动自行车向前运动,飞轮反向转动时,不阻止自行车向前运动。
技术方案二的优选方案,啮合传动部件有两种结构,其结构一:杠杆后端连接链条一端,链条与飞轮啮合,链条另一端是自由端。其结构二:杠杆后端连接链条一端,链条与飞轮啮合,链条一端绕过链轮固定在车架上,另一端连接弹簧一端,弹簧另一端与车架固定。
本发明两种技术方案的优选方案,车架为整体车架。
本发明与现有技术相比的有益效果在于:
1、能适用于单手驱动控制、双手驱动控制,单脚驱动手控制,双脚驱动手控制方式,适合使用的人群广泛;
2、可双驱也可单驱使用,驱动行程可随意,有利于人体运动中的休息恢复,能最大限度发挥人体能量;
3、重心低,可原地起步,适合老人、儿童使用;
4、踏步或摇摆驱动,符合人体运动规律,减轻人体疲劳,驱动力矩大且全程稳定,驱动效率高;
5、踏板占用空间小,且踏板近水平状态,通过能力强;
6、双驱动互为备用,且结构简单,易损件飞轮和链均在车轴附近,工作条件好,不容易出故障,可靠性高,使用安全卫生;
7、可坐姿骑行,也可站姿骑行,且可单手或单脚驱动,驱动行程随意,增加骑行乐趣,踏板面积大可与脚底全接触,脚底分散用力可减少人体疲劳;
8、调整踏步位置即可变速,变速快且简单可靠;
9、在车座上设置靠背,能使腿部产生大于本身重力的驱动力,具有更强的越障能力,道路适应能力强;
10、车架为整体车架,充分利用了材料的弹性形变来吸收骑行时的冲击,起到了缓冲、减震作用,即简化了结构、节约了材料,又使骑行变得更加舒适。
附图说明
图1是杠杆链自行车2轮柔链后驱式侧视图
图2是图1的A-A剖视图
图3是杠杆链自行车3轮柔链后驱式侧视图
图4是图3的B-B剖视图
图5是杠杆链自行车3轮弧链前驱式侧视图
图6是图5的C-C剖视图
图7是杠杆链自行车2轮增速柔链后驱式侧视图
图8是杠杆链自行车2轮弧链后驱式侧视图
图9是杠杆链自行车2轮柔链后驱式靠背座侧视图
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述:图中未全部示出与本发明无关的自行车常用零部件,但并不限制这些零部件在本发明中的应用。其中:1-整体车架,2-杠杆,2.1-踏板,2.2-摇臂,2.3-铰轴,2.4-轴座,2.5-摇把,2.6-弧链,2.7-连接臂,3-柔链,4-飞轮,4.1-改向链轮,5-弹簧,6-前轮,7-后轮,8-车座,8.1-靠背,9-前叉,10-头管,11-转向把,12-车斗,13-脚踏。
本发明杠杆链自行车涉及到以下概念定义的术语:
杠杆链:杠杆一端固定一段不封闭的链条。
柔链:链条自由状态呈柔性,每节可自由旋转。
弧链:链条自由状态呈刚性,整体呈圆弧形,每节链条均固定到一刚性体上。
整体车架:车架由一根完整的型材弯制而成的车架。
实施例1
图1和图2是杠杆链自行车2轮柔链后驱式的结构示意图:在整体车架1的前部设有头管10,头管10上安装前叉9,前叉9上安装转向把11和前轮6;在整体车架1后部安装后轮7、车座8,在整体车架1中部固定轴座2.4,通过铰轴2.3安装杠杆2,杠杆2由踏板2.1和摇臂2.2组成,摇臂2.2后端悬挂柔链3,柔链3绕过飞轮4与弹簧5一端连接,弹簧5另一端与整体车架1连接,杠杆链驱动系统包含踏板2.1、摇臂2.2、铰轴2.3、轴座2.4、柔链3、飞轮4、弹簧5,杠杆链驱动系统左右布置。
其工作原理是:通过脚直接踩踏踏板2.1,将动力传递与杠杆2,杠杆2将动力传递与柔链3,柔链3将动力传递与飞轮4,飞轮4将动力传递与后轮7,后轮7驱动自行车前行;杠杆链驱动系统靠弹簧5复位,往复运行;骑行时通过调整脚在踏板2.1上的位置,可达到变速效果,脚的位置离铰轴2.3越近行程越小,骑行速度越快,反之越慢;骑行时可一只脚驱动,也可两只脚驱动,脚踩踏板2.1的行程也可随意,均可达到好的使用效果;骑行时可站立骑行也可坐姿骑行;整体车架1充分利用材料的弹性形变来吸收骑行时的冲击,起到了缓冲、减震作用,即简化了结构、节约了材料,又使骑行变得更加舒适。
实施例2
图3和图4为杠杆链自行车3轮柔链后驱式的结构示意图:在整体车架1的前部设有头管10,头管10上安装前叉9,前叉9上安装转向把11和前轮6;在整体车架1上安装后轮7、车座8、车斗12、脚踏13,在整体车架1中部固定轴座2.4,通过铰轴2.3安装杠杆2,杠杆2由踏板2.1和摇臂2.2组成,摇臂2.2后端悬挂柔链3,柔链3绕过飞轮4与弹簧5一端连接,弹簧5另一端与整体车架1连接,杠杆链驱动系统包含踏板2.1、摇臂2.2、铰轴2.3、轴座2.4、柔链3、飞轮4、弹簧5,杠杆链驱动系统左右布置。
车座8便于坐姿骑行,脚踏13利于脚的摆放和休息,车斗12用于装载货物。其工作原理与实施例1同。
实施例3
图5和图6为杠杆链自行车3轮弧链前驱式的结构示意图:在整体车架1的前部设有头管10,头管10上安装前叉9,前叉9上安装前轮6;在整体车架1上安装后轮7、车座8、车斗12、脚踏13,在前叉9上固定轴座2.4,通过铰轴2.3安装杠杆2,杠杆2由摇臂2.2和连接臂2.7组成,连接臂2.7上端安装摇把2.5,摇把2.5兼做转向把11,摇臂2.2下端固定弧链2.6,弧链2.6与飞轮4啮合绕铰轴2.3旋转,杠杆链驱动系统包含摇臂2.2、铰轴2.3、轴座2.4、摇把2.5、弧链2.6、连接臂2.7、飞轮4,杠杆链驱动系统左右布置。
其工作原理是:通过摇动摇把2.5将动力传递与杠杆2,杠杆2将动力传递与弧链2.6,弧链2.6将动力传递与飞轮4,飞轮4将动力传递与前轮6,前轮6驱动自行车前行;杠杆链驱动系统靠自重或手摇复位,往复运行;骑行时可一只手驱动,也可两只手驱动,摇动行程也可随意,均可达到好的使用效果,同时摇把2.5还控制自行车的行进方向;骑行时可站立骑行也可坐姿骑行;其它与实施例2同。
实施例4
图7为杠杆链自行车2轮增速柔链后驱式的结构示意图:在整体车架1的前部设有头管10,头管10上安装前叉9,前叉9上安装转向把11和前轮6;在整体车架1后部安装后轮7、车座8,在整体车架1中部固定轴座2.4,通过铰轴2.3安装杠杆2,杠杆2由踏板2.1和摇臂2.2组成,摇臂2.2后端安装改向链轮4.1,柔链3与整体车架1连接后绕过改向链轮4.1再绕过飞轮4与弹簧5一端连接,弹簧5另一端与整体车架1连接,杠杆链驱动系统包含踏板2.1、摇臂2.2、铰轴2.3、轴座2.4、柔链3、飞轮4、改向链轮4.1、弹簧5,杠杆链驱动系统左右布置。
其工作原理是:通过脚直接踩踏踏板2.1将动力传递与杠杆2,杠杆2将动力传递与改向链轮4.1,改向链轮4.1将动力传递与柔链3,柔链3将动力传递与飞轮4,飞轮4将动力传递与后轮7,后轮7驱动自行车前行;改向链轮4.1将传动比增大一倍,与脚踩踏板2.1位置配合能提供更高的骑行速度。其它与实施例1同。
实施例5
图8为杠杆链自行车2轮弧链后驱式的结构示意图:在整体车架1的前部设有头管10,头管10上安装前叉9,前叉9上安装转向把11和前轮6;在整体车架1后部安装后轮7、车座8,在整体车架1中部固定轴座2.4,通过铰轴2.3安装杠杆2,杠杆2由踏板2.1和摇臂2.2组成,摇臂2.2后端固定弧链2.6,弧链2.6与飞轮4啮合并绕铰轴2.3旋转,杠杆链驱动系统包含踏板2.1、摇臂2.2、铰轴2.3、轴座2.4、弧链2.6、飞轮4,杠杆链驱动系统左右布置。
其工作原理是:通过脚直接踩踏踏板2.1将动力传递与杠杆2,杠杆2将动力传递与弧链2.6,弧链2.6将动力传递与飞轮4,飞轮4将动力传递与后轮7,后轮7驱动自行车前行;杠杆链驱动系统靠重力复位,往复运行;其它与实施例1同。
实施例6
图9为杠杆链自行车2轮柔链后驱式靠背座的结构示意图:其工作原理与实施例1同,其结构上与实施例1的区别是车座8上设有靠背8.1,在坐姿骑行时,人体臀部可向后靠紧车座8上的靠背8.1以利于腿部发力,能产生比人体自重更大的驱动力施加在踏板2.1上。
本发明不限于以上实施例的组合,根据结构原理有更多的组合方式。
Claims (5)
1.一种杠杆链自行车,由前轮、后轮、转向把等组成,其特征是,驱动系统为杠杆链。
2.根据权利要求1所述的杠杆链自行车,其特征是,链条为柔链。
3.根据权利要求1所述的杠杆链自行车,其特征是,链条为弧链。
4.根据权利要求1或2或3所述的杠杆链自行车,其特征是,车座上设有靠背。
5.根据权利要求1或2或3所述的杠杆链自行车,其特征是,车架为整体车架。
Applications Claiming Priority (2)
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CN2020105849636 | 2020-06-16 | ||
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20230159128A1 (en) * | 2021-11-22 | 2023-05-25 | Jonathan D. Roberts | Electric tricycle |
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2021
- 2021-03-29 CN CN202110369866.XA patent/CN113002686A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20230159128A1 (en) * | 2021-11-22 | 2023-05-25 | Jonathan D. Roberts | Electric tricycle |
US11945541B2 (en) * | 2021-11-22 | 2024-04-02 | Jonathan D. Roberts | Electric tricycle |
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