CN117341887A - 高效无级变速自行车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高效无级变速自行车，它包括车架，车架上设有前轴、后轴、中轴、车座、车把，前轴上设有前轮，后轴上设有后轮和双飞轮，中轴上设有曲柄脚蹬和变速杠杆。变速杠杆里设有变速螺杆，变速螺杆顶端设有手动变速摇柄，变速螺杆上设有变速螺丝滑块调节力矩，变速螺丝滑块带动推拉杆上连接的传动链条，传动链条拉挂到后轴的双飞轮上再折返并接到收链绳上，收链绳拉紧传动链条。限位销固定在车架上以限定变速杠杆的最大旋转角度。本发明高效省力可无级变速、结构简单、加工技术要求和成本低。充分利用现有设备和资源，可快速量产，适用共享单车升级。

Description

高效无级变速自行车

技术领域

本发明涉及自行车领域，特别是公开一种高效无级变速自行车。

背景技术

众而周知，目前的自行车主要包含车架，前后轮，座垫、脚蹬、车把等，工作原理是，由人坐座垫上脚踩踏车架中轴的脚蹬提供驱动力，转动牙盘并通过链条带动车架后轴上的飞轮，从而带动后轮，驱动自行车前进，安装在车架前面的前轴和前轮由车把扭转以控制方向。

自行车经百年多的发展基本成熟，简单可靠，使用方便。不过，仅有一种速度，在上坡时很费力而不讨好，而开阔平地需要快速行进时只能加快脚踩速度而受限，就是说不能变速以匹配不同的环境需求。为此，现市面上也出现了变速自行车，也有的叫山地车，大多数是通过变换多径飞轮和牙盘来实现变速的，总结起来就是改动较多结构复杂，技术要求高，成本高。所以山地车卖得比普通自行车贵多了。此外，这些自行车的脚踩动作是圆周运动，脚在最顶点和最低点附近都是不能作功的，所以效率较低。

发明人之前曾申请过高效省力无级变速自行车的实用新型，其下端的变速杠杆离地较近，影响通过性，本发明解决此不足。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足而提供一种高效、可无级变速、结构简单、加工技术要求和成本低的高效无级变速自行车。本发明因为结构改动较小，可以在普通自行车上进行改造，充分利用现有的资源，避免浪费且可快速实现量产。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种高效无级变速自行车，它包括车架，车架上设有前轴、后轴、中轴、车座、车把，前轴上设有前轮，后轴上设有后轮和双飞轮，中轴上设有曲柄脚蹬和变速杠杆。所述的变速杠杆里设有变速螺杆，变速螺杆顶端设有手动变速摇柄，变速螺杆上端设有变速螺丝滑块，变速螺丝滑块带动推拉杆，推拉杆上的两根传动链条分别拉挂到后轴的双飞轮上再折返并通过收链绳连接收紧。所述的限位销固定在车架上，以限定变速杠杆的最大旋转角度。

本发明的有益效果是：本发明提供的高效无级变速自行车具有以下优点：省力、高效、可无级变速、结构简单、加工技术要求和成本低。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是本发明的正面结构示意图。

图2是普通自行车正面结构对比示意图。

图3是本发明的变速传动部分细节示意图。

图中，1-后轮，2-后轴，3-车座，4-车架，5-中轴，6-车把，7-前轮，8-前轴，9-曲柄脚蹬，10-变速螺丝滑块，11-变速杠杆，12-限位销，13-推拉杆，14-传动链条，15-收链绳，16-双飞轮，17-牙盘，18-变速螺杆，19-手动变速摇柄。

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。

如图1和图3所示，本发明提供的高效无级变速自行车主要包括车架4，车架4上设有前轴8、后轴2、中轴5、车座3、车把6，前轴8上设有前轮7，后轴2上设有后轮1和双飞轮16(注：图2普通自行车仅单飞轮)，中轴5上设有曲柄脚蹬9和变速杠杆11。所述的变速杠杆11里设有变速螺杆18，变速螺杆18顶端设有手动变速摇柄19，变速螺杆18上部分设有变速螺丝滑块10，变速螺丝滑块10带动推拉杆13，推拉杆13上设置两根传动链条14，两根传动链条14一端固定在推拉杆13上，另一端按相反方向分别拉挂到后轴2的双飞轮16上再折返并接到收链绳15上以收紧。所述的限位销12固定在车架4上，以限定变速杠杆11的最大旋转角度。

使用时，使用者坐在车座3上，把右脚放在右边的曲柄脚蹬9上，向下进行踩踏，在限位销12的限定范围内右边的曲柄脚蹬9从最高点向最低点移动，同时带动变速杠杆11顺时针转动一个角度，变速杠杆11带动上端的变速螺丝滑块10向前运动，带动推拉杆13向前拉动，通过传动链条14带动双飞轮16中的一个向前转动，从而带动后轴2上的后轮1转动使自行车开始了向前移动工作。同时地，也拉动收链绳15拉紧另一根传动链条14使得双飞轮16中的另一个反转复位。此时左边的曲柄脚蹬9恢复到最高点等待左脚踩踏。

类似地，左脚向下踩踏，在限定范围内左边的曲柄脚蹬9从最高点向最低点移动，同时带动变速杠杆11逆时针转动一个角度，变速杠杆11带动上端的变速螺丝滑块10向后运动，带动推拉杆13向后推动，通过传动链条14带动双飞轮16中的另一个向前转动，从而带动后轴2上的后轮1转动使自行车继续移动工作。同时地，也拉动收链绳15拉紧另一根传动链条14使得双飞轮16中的另一个反转复位，且右边的曲柄脚蹬9恢复到最高点等待右脚再次踩踏。如此重复，后轮1不断转动，与车把6控制的前轮7一起使自行车移动到目的地。

期间，根据需要可打开手动变速摇柄19进行旋转，带动变速螺杆18转动，从而可调节变速螺丝滑块10向中轴5靠近或者远离。靠近或者远离对应了驱动杠杆的短长，靠近属于省力适用上坡情况，远离属于高速适用平地快速行进情况。根据实际情况，螺丝连续调节，实现无级变速。

本发明的工作原理如下：

请参看附图2，对于普通自行车，使用时，使用者坐在车座3上，把右脚放在右边的曲柄脚蹬9上，向下进行踩踏，右边的曲柄脚蹬9从最高点向最低点作圆周运动，同时带动牙盘17顺时针转动，通过传动链条14带动飞轮16向前转动，从而带动后轴2上的后轮1转动使自行车开始了向前移动工作。此时左边的曲柄脚蹬9处于最高点等待左脚踩踏，左右交替作圆周运动使自行车继续向前移动。不论左脚还是右脚，在过圆周最高点和最低点时要靠惯性通过基本不作功的。换句话说，两脚的圆周运动中有一部分是不作功的，效率较低。

对比参看附图1可见，本发明相对于普通自行车改动很小，把飞轮换成双飞轮16，牙盘17和链条14换成变速杠杆11和推拉杆13，就实现了普通自行车到无级变速自行车的改变。至于额外增加的限位销12作为限位装置，让曲柄脚蹬的转动限定在某角度内，截取最有效的圆周作功部分，大致等效于左右脚上下运动，提高效率。而收链绳15是辅助拉紧传动链条14，传动链条14可沿用普通自行车的链条一分为二。对于双飞轮16，除了新设计，还可用两个普通的飞轮把轴心焊一起就可实现；或者是装飞轮的花鼓螺纹部分加工时加长一些，可以直接拧上两个飞轮即可，这都是充分利用原有设备。发明人亲手在普通自行车上直接更改可实现本发明。当然，量产应该还是要稍调整一下，毕竟双飞轮比单飞轮要厚一些，本发明向下兼容普通自行车就完全没问题了。值得说明的是，加工时，变速杠杆11、推拉杆13和限位销12的强度一定要够，因为要承受人体重量踩踏力量。而收链绳15只是拉紧链条受力很小，可不作考虑。

此外，前述本发明的变速过程，手动变速摇柄19进行旋转，带动变速螺杆18转动，以调节变速螺丝滑块10向中轴5靠近或者远离来实现的力矩调整。其实，也可以同时实现更加方便的电控制变速，在图3中没有标志出来。方法是在变速杠杆11上增加一个小电机和小电池，通过导线引到车把6上设置开关，以控制小电机正转和反转，以带动变速螺杆18转动，从而调节变速螺丝滑块10向中轴5靠近或者远离来实现力矩调整而变速。因为控制开关在车把6上，故变速方便且快捷，比市面上的山地车换档后还要踩一圈才实现快多了。

至于曲柄脚蹬9，本发明描述中沿用普通自行车时的样式，右脚蹬在前左脚蹬在后，跷跷板式地相互上下踩动。当然，也可以是左脚蹬在前右脚蹬在后的设置方式。乃至两脚蹬都设置在前而增加互反动机构。其它普通自行车均带有的诸如刹车、挡泥板、铃铛等等非关键区别就不再赘述了。

本发明把普通自行车飞轮换成双飞轮，牙盘和链条换成变速杠杆和推拉杆，就实现了高效无级变速自行车。且可充分利用现有设备和资源，结构简单，加工技术要求和成本低，容易实现量产，比如适用于共享单车升级且快速量产。

Claims (5)

1.一种高效无级变速自行车，其特征是：它包括车架，车架上设有前轴、后轴、中轴、车座、车把，前轴上设有前轮，后轴上设有后轮和双飞轮，中轴上设有曲柄脚蹬和变速杠杆。所述的变速杠杆里设有变速螺杆，变速螺杆上设有变速螺丝滑块，变速螺丝滑块带动推拉杆，推拉杆上设有两根传动链条，两根传动链条分别拉挂到后轴的双飞轮上再折返并接到收链绳上，收链绳拉紧传动链条。

2.根据权利要求1所述的无级变速自行车，其特征是：所述的变速杠杆里的变速螺杆顶端设有手动变速摇柄，变速螺杆旋转时，带动变速螺丝滑块靠近或远离中轴，调节杠杆力矩实现变速。

3.根据权利要求1所述的无级变速自行车，其特征是：所述的变速杠杆里的变速螺杆旋转，是电动控制的。

4.根据权利要求1所述的无级变速自行车，其特征是：所述的双飞轮是两个普通自行车飞轮固定一起或者并列安装。

5.根据权利要求1所述的无级变速自行车，其特征是：所述的限位销固定在车架上，结合变速杠杆以限定变速杠杆的最大旋转角度，实现普通自行车脚蹬的圆周运动变成高效的上下运动。