CN208181335U - 一种自行车用伸缩式助力曲柄机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自行车用伸缩式助力曲柄机构，包括伸缩曲柄、轨迹机构和大齿盘，所述伸缩曲柄、所述轨迹机构和所述大齿盘通过主轴连接；所述大齿盘在所述伸缩曲柄和所述轨迹机构之间；所述轨迹机构表面向内设置有轨迹槽；所述伸缩曲柄包括固定曲柄和活动曲柄；所述固定曲柄内部设置有滑动槽；所述滑动槽一端开口，一端封闭；所述活动曲柄在所述滑动槽内滑动；所述活动曲柄一端设置有轨迹轴，一端设置有脚踏；所述轨迹轴在所述轨迹槽内滑动。本实用新型通过设置伸缩曲柄以及轨迹机构，使活动曲柄沿着轨迹槽滑动，改变伸缩曲柄的长度来改变骑行者踩踏的作用力，以达到快速骑行和省力的目的。

Description

一种自行车用伸缩式助力曲柄机构

技术领域

本实用新型属于自行车技术领域，具体涉及一种自行车用伸缩式助力曲柄机构。

背景技术

目前市场上销售的各种自行车，尽管型号繁多，但基本上都是传统自行车的传动模式。传统的传动模式包括：曲柄脚踏、飞轮、链条、链轮及安装链轮的中轴。由左右两个脚踏板带动中轴转动从而带动链轮转动，通过链轮与飞轮之间的链条驱动自行车前进或后退。传统传动模式的两个脚踏板至链轮的中轴的距离是固定的，也就是说曲柄的长度是固定的，转动力矩等于转动距离与转动作用力的乘积。因此，曲柄距离固定，需要获得更大的转动力矩时，骑车人必须加大踩踏力，如此，势必会耗费很大的体力，而且对于人体工学来说，链轮的中轴位于自行车的下部，限制了曲柄的长度，当曲柄长度过长时，其转动轨迹会接触地面，所以，传统自行车的曲柄都比较短，相对来说骑行比较费力，尤其是上坡或长距离骑行时，会造成很大的体力消耗。当骑车人加速骑行时，其保持高速骑行同样消耗掉很大的体力，给身体带来疲累感。

为了骑行更省力，目前市场上还出现了变速自行车，通过转变传动链轮、链轮的直径大小，通过不同的传递比达到速度的变化。虽然速度会依据齿轮比的变化而变化，但是其最根本的自行车传动的曲柄距离却未得到加长，因此，从根本上所需的踩踏力未变，变速自行车也未达到骑行省力的目的。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种自行车用伸缩式助力曲柄机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自行车用伸缩式助力曲柄机构，包括伸缩曲柄、轨迹机构和大齿盘，

所述伸缩曲柄、所述轨迹机构和所述大齿盘通过主轴连接；

所述大齿盘在所述伸缩曲柄和所述轨迹机构之间；

所述轨迹机构表面向内设置有轨迹槽；

所述伸缩曲柄包括固定曲柄和活动曲柄；

所述固定曲柄内部设置有滑动槽；

所述固定曲柄内侧设置有限位滑槽；

所述滑动槽一端开口，一端封闭；

所述活动曲柄在所述滑动槽内滑动；

所述固定曲柄封闭一端固定在所述主轴上，开口一端设置有限位块；

所述活动曲柄一端设置有轨迹轴，一端设置有脚踏；

所述轨迹轴在所述轨迹槽内滑动。

优选的是，所述滑动槽边缘与所述活动曲柄接触处设置有多个滚珠。

在上述任一方案中优选的是，所述轨迹轴在所述轨迹槽内一端头部设置有辅助滑动轮。

在上述任一方案中优选的是，所述轨迹槽为凸轮轨迹槽。

在上述任一方案中优选的是，所述轨迹轴穿过所述大齿盘的一个孔到所述轨迹槽内滑动。

在上述任一方案中优选的是，所述大齿盘固定在所述固定曲柄的封闭端，随所述固定曲柄的转动而转动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提出了一种自行车用伸缩式助力曲柄机构，通过设置伸缩曲柄以及轨迹机构，可以使伸缩曲柄中的活动曲柄沿轨迹槽活动，在伸缩曲柄不用力的6-12点轨迹上，活动曲柄自动回缩，不会使骑行者的膝关节抬得过高，在伸缩曲柄需要发力的12-6点轨迹上，活动曲柄逐渐伸长，由于转动力矩不变，骑行者无需使出过多的踩踏力量即可骑出较远的距离，达到了省力目的。

附图说明

图1为本实用新型一种自行车用伸缩式助力曲柄机构的结构示意图。

图2为本实用新型一种自行车用伸缩式助力曲柄机构的侧视图。

图3为本实用新型一种自行车用伸缩式助力曲柄机构的伸缩曲柄结构示意图。

图4为本实用新型一种自行车用伸缩式助力曲柄机构的伸缩曲柄轨迹示意图。

图中：1-伸缩曲柄；2-轨迹机构；3-大齿盘；4-主轴；

11-固定曲柄；12-活动曲柄；13-滑动槽；14-限位滑槽；15-轨迹轴；16-脚踏；17-滚珠；18-辅助滑动轮；19-限位块；

21-轨迹槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本实用新型提出了一种自行车用伸缩式助力曲柄机构，包括伸缩曲柄1、轨迹机构2、大齿盘3、主轴4。

实施例一：

如图1至图4示出了本实用新型一种自行车用伸缩式助力曲柄机构的结构示意图、侧视图、伸缩曲柄结构图、伸缩曲柄轨迹图。

本自行车用伸缩式助力曲柄机构包括伸缩曲柄1、轨迹机构2和大齿盘3，伸缩曲柄1、轨迹机构2和大齿盘3通过主轴4连接，主轴4固定在轨迹机构2上，轨迹机构2固定在自行车上，伸缩曲柄1和大齿盘3可以沿着主轴4转动，大齿盘3在伸缩曲柄1和轨迹机构2之间，大齿盘3固定在伸缩曲柄1上，大齿盘3随着伸缩曲柄1的转动而转动，大齿盘3上可以悬挂链条，伸缩曲柄1转动从而带动大齿盘3转动，使链条转动，链条又连接有车轮，从而使自行车向前行驶。

轨迹机构2表面向内设置有轨迹槽21，轨迹槽21为凸轮状轨迹槽，轨迹机构2为竖直固定在自行车上，轨迹槽21的凸轮直径大的半圆在右侧，凸轮小的半圆在左侧，可以定义为大的半圆最高点为6点位置，小的半圆最高点为12点位置，主轴4安装在小的半圆圆心处，伸缩曲柄1可以沿着该轨迹槽21做往复运动。

伸缩曲柄1包括固定曲柄11和活动曲柄12，顾名思义，固定曲柄11为固定不动的曲柄，活动曲柄12为可以来回伸缩的曲柄，固定曲柄11与大齿盘3固定在一起，且固定曲柄11固定在主轴4上，固定曲柄11仅可以沿主轴4为中心点做圆周运动，活动曲柄12不仅可以沿主轴4做圆周运动，还可以在固定曲柄11内部做伸缩运动，固定曲柄11内部设置有滑动槽13，活动曲柄12可以在滑动槽13伸缩运动。固定曲柄11为中空扁平管，一端开口，一端封闭，所述滑动槽13在固定曲柄11的内部，滑动槽13也为一端开口，一端封闭，这样活动曲柄12在滑动槽13内做往复伸缩运动，固定曲柄11一侧设置有限位滑槽14，一侧封闭，限位滑槽14开口，活动曲柄12一端设置有轨迹轴15，一端设置有脚踏16，活动曲柄12上的轨迹轴15沿着限位滑槽14做上下运动。

固定曲柄11封闭一端通过拧紧装置固定在所述主轴4上，开口一端内侧设置有限位块19，限位块19的目的是为了防止固定曲柄11内部的滚珠17滚出，限位块19内置于滑动槽13的开口端，在本案例中，滑动槽13边缘与活动曲柄12接触处各设置有一排滚珠17，滚珠17内嵌于固定曲柄11的边缘，通过固定曲柄11的边缘折边使滚珠17固定在滑动槽13内，滚珠17表面涂抹有润滑油，滑动槽13边缘与活动曲柄12外壁上均涂抹有润滑油，这样可以加速滚珠17在滑动槽13内的转动，固定曲柄11的开口端内壁上设置了限位块19，防止滚珠17在高速运转时脱离滑动槽13轨迹，滚珠17可以在滑动槽13内顺畅滑动，滚珠17的作用是使活动曲柄12在滑动槽13内顺畅滑动，减小摩擦，减轻骑行者的蹬踏力。

在本案例中，所述轨迹轴15在所述轨迹槽21内滑动，所述轨迹轴15在所述轨迹槽21内一端头部设置有辅助滑动轮18，辅助滑动轮18可以沿轨迹槽21内壁顺畅的滑动，辅助滑动轮18及轨迹槽21内壁上涂抹有润滑油，可以减小接触摩擦，在伸缩曲柄1不用力的6-12点轨迹上，活动曲柄12自动回缩，不会使骑行者的膝关节抬得过高，且使伸缩曲柄1与地面保持有效的安全距离，在伸缩曲柄1需要发力的12-6点轨迹上，活动曲柄12逐渐伸长，在6点轨迹处，伸缩曲柄1伸长至最大值，由于转动力矩不变，转动力矩等于转动距离与转动作用力的乘积，这样骑行者无需使出过多的蹬车力量即可骑出较远的距离，达到了省力目的。

在本案例中，轨迹轴15穿过大齿盘3的一个孔到轨迹槽21内滑动，大齿盘3固定在固定曲柄11的封闭端，随固定曲柄11的转动而转动，也就是说，蹬踏伸缩曲柄1使其转动，从而带动大齿盘3转动，大齿盘3上安装有链条，链条又连接有从动齿盘，从动齿盘固定在车轮上，从而使自行车向前行驶。

实施例二：

如图1至图4示出了本实用新型一种自行车用伸缩式助力曲柄机构的结构示意图、侧视图、伸缩曲柄结构图、伸缩曲柄轨迹图。

本自行车用伸缩式助力曲柄机构包括伸缩曲柄1、轨迹机构2和大齿盘3，伸缩曲柄1、轨迹机构2和大齿盘3通过主轴4连接，主轴4固定在轨迹机构2上，轨迹机构2又固定在自行车上，伸缩曲柄1和大齿盘3可以沿着主轴4转动，大齿盘3在伸缩曲柄1和轨迹机构2之间，大齿盘3固定在伸缩曲柄1上，大齿盘3随着伸缩曲柄1的转动而转动，大齿盘3上可以悬挂链条，伸缩曲柄1转动带动大齿盘3转动，从而带动链条转动，链条又连接有车轮，从而使自行车向前行驶。

轨迹机构2表面向内设置有轨迹槽21，轨迹槽21为凸轮状轨迹槽，轨迹机构2为竖直固定在自行车上，轨迹槽21的凸轮直径大的半圆在左侧，凸轮小的半圆在右侧，可以定义为大的半圆最高点为6点位置，小的半圆最高点为12点位置，主轴4安装在大的半圆圆心处，伸缩曲柄1可以沿着轨迹槽21做往复运动。

伸缩曲柄1包括固定曲柄11和活动曲柄12，顾名思义，固定曲柄11为固定不动的曲柄，活动曲柄12为可以来回伸缩的曲柄，固定曲柄11与大齿盘3固定在一起，且固定曲柄11固定在主轴4上，固定曲柄11仅可以沿主轴4为中心点做圆周运动，活动曲柄12不仅可以沿主轴4做圆周运动，还可以在固定曲柄11内部做伸缩运动，固定曲柄11内部设置有滑动槽13，活动曲柄12可在滑动槽13伸缩运动。固定曲柄11为中空扁平管，一端开口，一端封闭，所述滑动槽13在固定曲柄11的内部，滑动槽13也为一端开口，一端封闭，活动曲柄12在滑动槽13内做伸缩往复运动，固定曲柄11一侧设置有限位滑槽14，一侧封闭，限位滑槽14开口，活动曲柄12一端设置有轨迹轴15，一端设置有脚踏16，活动曲柄12上的轨迹轴15沿着限位滑槽14做上下往复运动。

固定曲柄11封闭一端通过拧紧装置固定在所述主轴4上，开口一端内侧设置有限位块19，限位块19的目的是为了防止固定曲柄11内部的滚珠17滚出，限位块19内置于滑动槽13的开口端内侧，在本案例中，滑动槽13边缘与活动曲柄12接触处各设置有五个滚珠17，滚珠17内嵌于固定曲柄11的边缘，通过固定曲柄11的边缘折边使滚珠17固定在滑动槽13内，滚珠17表面涂抹有润滑油，滑动槽13边缘与活动曲柄12外壁上均涂抹有润滑油，这样可以加速滚珠17在滑动槽13内的转动，固定曲柄11的开口端内壁上设置了限位块19，防止滚珠17在高速运转时脱离滑动槽13轨迹，滚珠17的作用是使活动曲柄12在滑动槽13内顺畅滑动，减小摩擦，减轻骑行者的蹬踏力。

本案例中，活动曲柄12采用液压伸缩装置，并配合滑动槽13内的滚珠17，可以使骑行者不使用过多的蹬踏作用力，即可完成骑行较远的距离。但相比较轨道式机械伸缩，液压伸缩装置结构复杂，成本较高，且需按照液压伸缩率进行蹬踏，不能掌控速度的变化。

在本案例中，轨迹轴15在轨迹槽21内滑动，轨迹轴15在轨迹槽21内一端头部设置有辅助滑动轮18，所述轨迹槽21为凸轮轨迹槽，辅助滑动轮18可以沿轨迹槽21内壁顺畅的滑动，辅助滑动轮18上及轨迹槽21内壁上涂抹有润滑油，这样可以减小摩擦，轨迹槽21为凸轮式轨迹槽，在伸缩曲柄1不用力的12-6点轨迹上，活动曲柄12自动回缩，不会使骑行者的膝关节抬得过高，且使伸缩曲柄1与地面保持合适的安全距离，在伸缩曲柄1需要发力的6-12点轨迹上，活动曲柄12逐渐伸长，在12点轨迹处，伸缩曲柄1伸长至最大值，由于转动力矩不变，转动力矩等于转动距离与转动作用力的乘积，这样骑行者无需使出过多的蹬车力量即可骑出较远的距离，达到了省力目的。

在本案例中，轨迹轴15穿过大齿盘3的一个孔到轨迹槽21内滑动，所述大齿盘3固定在所述固定曲柄11的封闭端，大齿盘3随固定曲柄11的转动而转动，也就是说，蹬踏伸缩曲柄1使其转动，从而带动大齿盘3转动，大齿盘3上安装有链条，链条又连接有从动齿盘，从动齿盘固定在车轮上，从而使自行车向前行驶。

本实施例的自行车用伸缩式助力曲柄机构，结构简单，使用方便，通过改变伸缩曲柄1的长度，来改变骑行者输出的作用力，由于转动力矩不变，转动力矩等于转动距离与转动作用力的乘积，这样骑行者无需使出过多的蹬车力量即可骑出较远的距离，达到了省力目的。

本实施例的自行车用伸缩式助力曲柄机构还可以作为中老年健身器材，适宜将该机构摆放于小区中，使用者无需使用较大力气，且凸轮结构的设置，可有效拉伸使用者四肢。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种自行车用伸缩式助力曲柄机构，包括伸缩曲柄(1)、轨迹机构(2)和大齿盘(3)，其特征在于，

所述伸缩曲柄(1)、所述轨迹机构(2)和所述大齿盘(3)通过主轴(4)连接；

所述大齿盘(3)在所述伸缩曲柄(1)和所述轨迹机构(2)之间；

所述轨迹机构(2)表面向内设置有轨迹槽(21)；

所述伸缩曲柄(1)包括固定曲柄(11)和活动曲柄(12)；

所述固定曲柄(11)内部设置有滑动槽(13)；

所述固定曲柄(11)内侧设置有限位滑槽(14)；

所述滑动槽(13)一端开口，一端封闭；

所述活动曲柄(12)在所述滑动槽(13)内滑动；

所述固定曲柄(11)封闭一端固定在所述主轴(4)上，开口一端设置有限位块(19)；

所述活动曲柄(12)一端设置有轨迹轴(15)，一端设置有脚踏(16)；

所述轨迹轴(15)在所述轨迹槽(21)内滑动。

2.根据权利要求1所述的一种自行车用伸缩式助力曲柄机构，其特征在于，所述滑动槽(13)边缘与所述活动曲柄(12)接触处设置有多个滚珠(17)。

3.根据权利要求1所述的一种自行车用伸缩式助力曲柄机构，其特征在于，所述轨迹轴(15)在所述轨迹槽(21)内一端头部设置有辅助滑动轮(18)。

4.根据权利要求1所述的一种自行车用伸缩式助力曲柄机构，其特征在于，所述轨迹槽(21)为凸轮轨迹槽。

5.根据权利要求1所述的一种自行车用伸缩式助力曲柄机构，其特征在于，所述轨迹轴(15)穿过所述大齿盘(3)的一个孔到所述轨迹槽(21)内滑动。

6.根据权利要求1所述的一种自行车用伸缩式助力曲柄机构，其特征在于，所述大齿盘(3)固定在所述固定曲柄(11)的封闭端，随所述固定曲柄(11)的转动而转动。