CN211943639U - 一种左、右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种左、右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车，包括车架、前后轮及中轴、大飞轮，在中轴两端分别安装有一套形状相同、结构相对称的定向转动装置，该定向转动装置包括有上壳体、下壳体及中轴套，它还包括两组棘轮及一套行星轮系，第一组棘轮为内棘齿棘轮，第二组棘轮为外棘齿棘轮，第一组棘轮的内棘齿齿圈与行星轮系的内齿圈及上壳体和安装在其上的脚踏拐为一体构成主动部件，中间棘爪座与行星轮系的中心太阳轮及中轴套为一体并随同自行车大飞轮一道安装在自行车脚踏中轴上作为被动部件。本实用新型具有一种全新的蹬踏方式和更好的加速功能，能够增添骑行的乐趣，是一种适于骑行的能让消费者乐于接受的新型自行车。

Description

一种左、右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车

技术领域

本实用新型属于自行车技术领域，具体涉及一种左、右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车。

背景技术

一、自行车是人们日常生活中常用的低碳环保交通工具，骑行自行车不仅能解决交通拥堵的问题还能锻炼人的身体素质，近年来越来越多的人参与到骑自行车的绿色出行当中，自行车显得越来越受欢迎。但是现有自行车骑车人必须向前蹬踏自行车才能向前行驶。向后蹬时是空转或倒退，不能前行。

二、申请人于2019年10月18日向国家知识产权局申报了一项相关发明专利文件，发明创造名称《一种向后蹬就能使自行车加速向前行驶的加速器》，申请号(201910991338.0)。该发明技术尚存在如下不足之处：1)第二组棘轮是设为内棘齿棘轮，运用中要把外棘齿棘轮圈固定在自行车车架上使其不能转动，这就形成了该棘轮顺时针转动时是其中间的棘爪座带着两个棘爪在内棘轮齿圈齿顶上打滑转动，棘爪座上的棘爪和弹簧都是活动件，骑车过程中长时间快速打滑转动可能会发生松脱，从而造成骑行故障。2)由于该技术仅限于代替自行车后轮小飞使用，在普通自行车上运用效果尚可，但却不适用于变速车上，原因是变速车改变不同的速比需要的链条长度不同，最终靠下方一收紧机构来自动调节链条松紧度，使用该技术时骑车人在后蹬的情况下小飞反转遇到较大阻力链条就会完全松弛，使变速车无法后蹬踏实现向前行驶，由此可见该技术仅局限于单速自行车上才能使用，而变速自行车在现有自行车的产量中占有较大的比例，该技术却是无法运用于上。

三、现有自行车的左右脚踏拐都是各自安装在同一根中轴的左右两端，左右脚踏拐是直接联动的，并且固定在互为180度方向设置，显得过于单调和呆板，不能满足骑车人的特殊技能要求和发挥自行车的更大优势。

发明内容

本实用新型主要针对上述二、三、存在的问题提出了一种新的技术方案，其目的在于1)首先提供一种更为合理的外棘齿内棘轮技术，代替原设计中第二棘轮的内棘齿内棘轮技术，从而降低其加工难度及有效消除其使用中故障的发生。2)构成一种自行车大飞轮和小飞永远都只会顺时针向前转动的效果，从而消除原技术不能运用于变速自行车的最大弊端。

改变原有自行车的脚踏中轴相关结构，把自行车左右脚踏拐与脚踏中轴的连接断开，并在中轴左右两端各自加装了一套其主动端无论顺时针还是逆时针转动其被动端永远都是顺时针转动的定向转动装置，使得包括变速自行车在内的自行车都可以制造为“一种左右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车，用于充实对存在不足之处的现有技术自行车的完善。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的。

一种左、右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车主要是通过改变原有自行车的脚踏中轴相关结构来实现的，现有自行车的左右脚踏拐都是安装在中轴上直接联动的，脚踏拐、中轴和大飞轮是连为一体的，骑车人向前蹬踏时大飞轮向前转动，再由链条带动小飞轮及后轮，自行车向前行驶。骑车人向后蹬踏时大飞轮向后转动，自行车小飞中的内棘轮打滑空转，自行车不能前行，且左、右脚踏拐是互为180度方向联动的，不能满足骑车人的特殊技能要求。本实用新型针对上述存在问题，其目的在于提供一种不仅骑车人向前蹬踏时自行车大飞轮向前转动，并且向后蹬踏同样能使自行车大飞轮向前转动，实现左右脚踏拐不再联动的一种左、右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车。

本实用新型由于直接把自行车左、右脚踏拐与脚踏中轴的连接断开，并在中轴左右两端各自加装了一套其主动端无论顺时针还是逆时针转动其被动端永远都是顺时针转动的二号定向转动装置DR(右边大飞轮一端)和一号定向转动装置DL(左边一端)，并将左右脚踏拐各自牢固地安装在两边的二号定向转动装置DR外圆上、一号定向转动装置DL外圆上使用，使得与其各自中心孔(被动端)相配合的原脚踏中轴连同自行车大飞轮能一直保持顺时针向前转动，并通过链条带动小飞及后轮顺时针向前转动，构成一种左右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车。该一号定向转动装置DL和二号定向转动装置DR 主要技术结构包括：上壳体、下壳体、中轴套、两组棘轮及中间设有一组行星轮系；其中，两组棘轮与行星轮系之间通过滚珠滑动配合，第一组棘轮为内棘齿棘轮，由内棘轮齿圈A和设置在其外围与之相配合的两个棘爪A和棘爪座A构成，棘爪A背面设置有弹簧。第二组棘轮为外棘齿棘轮，由外棘轮齿圈B和设置在其外围与之相配合的两个棘爪B和棘爪座B构成，棘爪B背面设置有弹簧。第二组棘轮的棘爪座B固定在壳体上，外棘轮齿圈B上设有多根心轴，心轴上分别装有行星轮，心轴和外棘轮齿圈B连为一体构成行星架；行星轮与内棘轮齿圈A上的内齿圈及棘爪座A上的中心太阳轮相齿合构成行星轮系；脚踏拐与第一组棘轮的内棘轮齿圈A的外圆及行星轮系的内齿圈连为一体，构成定向转动装置的一重要部件即主动端；第一组棘轮的棘爪座A与行星轮系的中心太阳轮和中轴套连为一体构成定向转动装置的主体部件即被动端；

大飞轮通过其中间的左旋螺纹安装在车架中心孔的右端中轴上，右边的二号定向转动装置DR通过其中轴套在大飞轮外侧与中轴右端相连接，左边的一号定向转动装置DL通过其中轴套中的花键段与中轴左端相连接，

中轴套一端为与自行车中轴相配合的花键孔，另一端内孔设有一段台阶使用与中轴相配合的螺母将其固定在中轴上，上壳体的外圆端设有一段花键，与脚踏拐连接。

中轴套一端为能与自行车中轴紧配合连结的内孔，在中轴套另一端的外圆上设有一段螺纹，用一个带有内螺纹的后压盖安装在上面，最后再用一个空心内螺毋来锁紧，从而完成整个加速器的最后装配。

较佳地，所述行星轮系的行星轮设有3-4个。

较佳地，行星轮系中的各齿轮齿数可根据实际运用所需求的转动比来设计。

有益效果：本实用新型由于直接把自行车左右脚踏拐与脚踏中轴的连接断开，并在中轴左右两端各自加装了一套其主动端无论顺时针还是逆时针转动其被动端永远都是顺时针转动的定向一号定向转动装置DL(左边一端)和二号定向转动装置DR(右边大飞轮一端)，并将左右脚踏拐各自牢固地安装在两边的定向一号定向转动装置DL外圆、二号定向转动装置DR外圆上使用，使得与其各自中轴套(被动端)相配合的原脚踏中轴连同自行车大飞轮能一直保持顺时针向前转动，从而构成一种左右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车。

附图说明

图1a是本实用新型主要结构的主视剖视图；

图1b是左定向转动装置DL放大结构示意图；

图1c是右定向转动装置DR放大结构示意图；

图2是本实用新型图1c的A-A向剖视图；

图3是本实用新型图1c的B-B向剖视图；

图4是本实用新型图1c的C-C向剖视图；

图5是本实用新型图1b的D-D向剖视图；

图6是本实用新型图1b的E-E向剖视图；

图7是本实用新型图1b的F-F向剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作详细描述：见图1a、图1b、图 1c以及图2-图7，首先描述右边大飞轮一端的二号定向转动装置DR (左边定向转动装置DL结构与其相同，故省略描述)，本实用新型装置包括上壳体1、下壳体2、中轴套3，它还包括两组棘轮及中间设有一组行星轮系，两组棘轮与行星轮系之间通过滚珠15滑动配合，第一组棘轮(内棘轮齿圈A4、棘爪AK1和棘爪座A5)为内棘齿棘轮，由内棘轮齿圈A6和设置在其外围与之相配合的两个棘爪AK1和棘爪座A5 构成，棘爪AK1背面设置有弹簧18。第二组棘轮(外棘轮齿圈B6、棘爪BK2、棘爪座B7)为外棘齿棘轮，由外棘轮齿圈B6和设置在其外围与之相配合的两个棘爪BK2和棘爪座B7构成，棘爪BK2背面设置有弹簧19。行星轮系(内齿圈11、行星轮10和中心太阳轮12)由壳体1 上的内齿圈11、行星架8上的行星轮10和中轴套3上的中心太阳轮 12构成。第二组棘轮的棘爪座B7与下壳体2为一整体，外棘轮齿圈 B6与行星架8为一整体，行星架8上设有多根心轴9，心轴9上分别装有行星轮10，中轴套3的内壁加工有一段花键孔13，便于与自行车脚踏中轴20配合安装，第一棘轮的内棘轮齿圈A4及行星轮系中的内齿圈11与上壳体1为一体，构成定向转动装置的主动部件(输入端)，第一棘轮的棘爪座A5及中心太阳轮12与中轴套3为一体，构成定向转动装置的被动部件(输出端)，在其内棘轮齿圈A4部位的壳体1外圆上设置有一花键段14，便于安装自行车右脚踏拐22。上壳体1与轴套3之间由第一圈滚珠15实现定位及滑动配合；行星架8与上壳体1 之间由第二圈滚珠15实现定位及滑动配合，下壳体2与行星架8之间由第三圈滚珠15实现定位及滑动配合，后压盖16与下壳体2之间由第四圈滚珠15实现定位及滑动配合，后压盖16同时靠内孔螺纹与中轴套3未端连结，用于整体调节各圈滚珠与其轨道的滚动配合间隙，锁紧螺母17的外螺纹与后压盖16的内螺纹配合，使其内端面与中轴套3的端面顶紧，保证后压盖16不易松动。

一、DR实施例：将该二号定向转动装置DR中的第一组棘轮(内棘轮齿圈A4、棘爪AK1和棘爪座A5)的内棘轮齿圈A4的转动方向设定为顺时针转动时被棘爪AK1顶住的形式(如图2)，第二组棘轮(外棘轮齿圈B6、棘爪BK2和棘爪座B7)的外棘轮齿圈B6的转动方向设定为逆时针转动时被棘爪BK2顶住的形式(如图4)，随之将该定向转动装置安装在自行车特制的右脚踏中轴20大飞轮21外侧，依靠其中心的内花链孔13(或是内螺纹)与中轴20一端相配合并用螺母23紧固之，再将下壳体2固定在车架上，使之不能转动。随之把自行车右脚踏拐22安装在该定向转动装置的外花键轴14上，并将其固定牢。此时当骑车人向前蹬踏右边脚踏22时(顺时针蹬踏)第一组棘轮(内棘轮齿圈A4、棘爪AK1和棘爪座A5)的内棘轮齿圈A4也随之顺时针转动，并通过两个棘爪AK1直接带动棘爪座A5顺时针转动，因为棘爪座A5和中轴套3是一整体，中轴套3是与中轴20相连的，并且大飞轮21也是安装在中轴上的，所以此时自行车的大飞轮21就向前顺时针转动并经链条带动小飞促使后轮推动前轮一同转动，使自行车向前行驶。在上述传动过程中，行星轮系(内齿圈11、行星轮10和中心太阳轮12)在作整体顺时针传动，所有齿轮之同都没有任何相互运动。第二组棘轮(外棘轮齿圈B6、棘爪BK2、棘爪座B7)的外棘轮齿圈B6 在其外围棘爪座B7的两个棘爪BK2顶端打滑作顺时针转动。

当骑车人向后蹬踏右边脚踏时(逆时针蹬踏)也就等于带动了第一组棘轮(内棘轮齿圈A4、棘爪AK1和棘爪座A5)的内棘轮齿圈A4 和行星轮系(内齿圈11、行星轮10和中心太阳轮12)的内齿圈11 在作逆时针转动，内棘轮齿圈A4此时是在其两个棘爪AK1上打滑转动，其作用力就通过行星轮系(内齿圈11、行星轮10和中心太阳轮12) 的内齿圈12的逆时针转动，带动行星轮10(3一4个)在其各自心轴 9上作逆时针自转(因为行星架8受到固定在自行车车架上棘爪座B7 上棘爪BK2的单向限制，是不能逆时针转动的)。行星轮10(3-4个) 的逆时针自转就带动了中心太阳轮12作顺时针转动，由于中心太阳轮 12与中轴套3是连为一体的，自然就带动了自行车中轴20及安装在其上面的自行车大飞轮21顺时针转动，并通过链条及小飞促使后轮推动前轮顺时针转动，使自行车向前行驶。

二、DL实施例：(首先需要说明的是左边装置的D、E、F向视是与右边装置的A、B、C向视相反的，即左边视向的逆时针反转自行车是向前行驶)，将该定向转动装置DL中的第一组棘轮(内棘轮齿圈A4、棘爪AK1和棘爪座A5)的内棘轮齿圈A4的转动方向设定为逆时针转动时被棘爪AK1顶住的形式(如图5)，第二组棘轮(外棘轮齿圈B6、棘爪BK2和棘爪座B7)的外棘齿圈B6的转动方向设定为顺时针转动时被棘爪BK2顶住的形式(如图7)，随之将该装置安装在自行车特制的左脚踏中轴上，依靠其中心的内花链孔13(或是内螺纹)与中轴相配合并用螺母25紧固之，再将下壳体2固定在车架上，使之不能转动。随之把自行车左脚踏拐24安装在该装置的外花键轴14上，并将其固定牢。此时当骑车人向前蹬踏左边脚踏时(逆时针蹬踏)第一组棘轮 (内棘轮齿圈A4、棘爪AK1和棘爪座A5)的内棘轮齿圈A4也随之逆时针转动，并通过两个棘爪AK1直接带动棘爪座A5逆时针转动，因为棘爪座A5和中轴套3是一整体，中轴套3是与中轴相连的，并且大飞轮21也是安装在中轴20上的，所以此时自行车右边的大飞轮21就向前顺时针转动并经链条带动小飞促使后轮推动前轮一同转动，使自行车向前行驶。在上述传动过程中，行星轮系(内齿圈11、行星轮10 和中心太阳轮12)在作整体逆时针传动，所有齿轮之同都没有任何相互运动。第二组棘轮(外棘轮齿圈B6、棘爪BK2、棘爪座B7)的外棘轮齿圈B6在其外围棘爪座B7的两个棘爪BK2顶端打滑作逆时针转动。

当骑车人向后蹬踏右边脚踏时(顺时针蹬踏)也就等于带动了第一组棘轮(内棘轮齿圈A4、棘爪AK1和棘爪座A5)的内棘轮齿圈A4 和行星轮系(内齿圈11、行星轮10和中心齿轮12)的内齿圈11在作顺时针转动，内棘轮齿圈A4此时是在其两个棘爪AK1上顺时针打滑转动，其作用力就通过行星轮系(内齿圈11、行星轮10和中心太阳轮 12)的内齿圈12的顺时针转动，带动行星轮10(3一4个)在其各自心轴9上作顺时针自转(因为行星架8受到固定在自行车车架上棘爪座B7上棘爪BK2的单向限制，是不能顺时针转动的)。行星轮10(3-4 个)的顺时针自转就带动了中心太阳轮12作逆时针转动，由于中心太阳轮12与中轴套3是连为一体的，自然就带动了自行车中轴20及安装在其上面的自行车大飞轮21逆时针转动，并通过链条及小飞促使后轮推动前轮逆时针转动(由左边视之为逆时针转动)，使自行车向前行驶。

在自行车脚踏中轴上安装了二号定向转动装置DR(右边大飞轮一端)和定向转动装置DL(左边一端)后，就构成了一种左右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车。骑车人可以用骑行以往自行的方式来骑行，也可以两只脚都采用向后蹬踏的方法来骑行，甚至于还可以采用一只脚向前蹬踏、另一只脚向后蹬踏或是更奇葩两只脚并列一同向前蹬踏，或是两只脚并列一同向后踏蹬的方式来骑行，无论你采用何种不同的蹬踏方式，自行车都始终保持向前行驶。

因为左、右的一号定向转动装置DL和二号定向转动装置DR中的行星轮系内齿圈11的齿数与中心太阳轮12的齿数比值永远都是大于 1的(如图3或图6)，因此只要有向后蹬踏的动作发生自行车就必然产生一个加速运动，其速比＝内齿圈11的齿数÷中心太阳轮12的齿数，所以骑车人向后蹬不仅自行车仍然向前行驶而且还得到了一个加速的效果；行星轮系中的内齿圈11与中心太阳轮12的齿数比值可根据加速比的需求来设计。

骑车人向前蹬时使用的是一组肌肉，而向后蹬时使用的则是另一组肌肉，这样在必要时交替使用两组不同的肌肉来作功，自行车仍然不断的向前行驶，充分发挥和利用了人体的内在潜能。

本实用新型设计科学，结构极为新颖，是一种适于适用的、能让消费者接受的新型自行车。

Claims (8)

1.一种左、右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车，包括车架、龙头、前叉、前轮、后轮、中轴上的脚踏、大飞、链条及后轮上的小飞；其特征在于：在中轴(20)左右两端各自加装一套一号定向转动装置(DL)和二号定向转动装置(DR)；一号定向转动装置(DL)和二号定向转动装置(DR)形状相同、结构对称，分别对称位于中轴(20)左边一端，和右边大飞轮(21)外侧中轴(20)一端，并将左脚踏拐(24)和右脚踏拐(22)各自牢固地安装在两边的一号定向转动装置(DL)和二号定向转动装置(DR)的外圆(14)上；该定向转动装置包括中轴套(3)、上壳体(1)、行星架(8)下壳体(2)、后压盖(16)及与之相配合的锁紧螺母(17)；中间转动部位设有两组棘轮及一组行星轮系；上壳体(1)与中轴套(3)之间由第一圈滚珠实现定位及滑动配合；行星架(8)与上壳体(1)之间由第二圈滚珠实现定位及滑动配合；下壳体(2)与行星架(8)之间由第三圈滚珠实现定位及滑动配合；后压盖(16)与下壳体(2)之间由第四圈滚珠实现定位及滑动配合；后压盖(16)同时靠内孔螺纹与中轴套(3)未端连结，用于整体调节各圈滚珠与其轨道的滚动配合间隙，锁紧螺母(17)的外螺纹与后压盖(16)的内螺纹配合，令其内端面与中轴套(3)的端面顶紧，保证后压盖(16)不松动；

第二组棘轮设置为外棘齿棘轮，其外棘齿齿圈(B6)与行星轮系中的行星架(8)连为一体，其外围的棘爪座(B7)与下壳体(2)连为一体，下壳体(2)固定在自行车车架上；

大飞轮(21)通过其中间的左旋螺纹安装在车架中心孔(26)的右端中轴(20)上，右边的二号定向转动装置(DR)通过其中轴套(3) 在大飞轮(21)外侧与中轴(20)右端相连接，左边的一号定向转动装置(DL)通过其中轴套(3)中的花键(13)与中轴(20)左端相连接，

中轴套(3)一端为与自行车中轴(20)相配合的花键(13)，另一端内孔设有一段台阶(27)使用与中轴(20)相配合的螺母(23)将其固定在中轴(20)上，上壳体(1)的外圆端设有一段花键(13)，与脚踏拐连接。

2.根据权利要求1所述的一种左、右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车，其特征在于：大飞轮(21)设置为齿轮。

3.根据权利要求1所述的一种左、右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车，其特征在于：大飞轮(21)设置单个或一个以上的大飞组。

4.根据权利要求1所述的一种左、右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车，其特征在于：中轴套(3)与中轴(20)采用花键(13)连接。

5.根据权利要求1所述的一种左、右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车，其特征在于：中轴套(3)与中轴(20)采用螺纹连接或内外齿轮连接。

6.根据权利要求1所述的一种左、右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车，其特征在于：上壳体(1)的外圆(14)与脚踏拐采用螺纹连接戓焊连接。

7.根据权利要求1所述的一种左、右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车，其特征在于：上壳体外圆上设置为齿轮。

8.根据权利要求1或7所述的一种左、右脚踏各自向前或向后蹬都能向前行驶的自行车，其特征在于：脚踏拐设为上下运动的脚踏齿条，与上壳体外圆上的齿轮相啮合。

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