CN216401667U - 一种踩踏省力的自行车驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种踩踏省力的自行车驱动装置，包括齿轮一、齿轮二、齿轮三、轴一、轴二、轴三、右曲柄、右脚踏板、左曲柄、左脚踏板、牙盘；本实用新型的踩踏省力的自行车驱动装置，是对现有自行车的驱动装置进行改进，依然使用圆形牙盘驱动链条，只是在驱动装置中安装一套椭圆形齿轮进行传动；脚踏板处在12～1点位和5～6点位最难发力的区间时，骑行者可以使用与其他区段相同的脚踏力，就可以保证脚踏板匀速转动；提高了踏频、进而提高驱动效率，爬坡易、车速快，且极大地缓解了骑行者大腿肌肉酸痛的现象。

Description

一种踩踏省力的自行车驱动装置

技术领域

本实用新型涉及自行车技术领域，特别是一种踩踏省力的自行车驱动装置。

背景技术

自行车左、右脚踏板转动的轨迹均为圆形轨迹，为方便描述，将圆形轨迹按照时钟整数时间点的位置分为12个节点，按照时钟指针顺时针旋转的方向将每个节点依次定义为1点位-12点位；现有自行车左右曲柄在同一平面内，当一侧的脚踏板转动至6点位时，另一侧脚踏板则处在12点位；根据力的合成与分解原理，脚踏力分解为两个力，一是沿圆周方向的切线力，此力驱动牙盘转动，从而驱动自行车行驶，是有用力；另一个分力是沿曲柄方向，通过曲柄挤压中轴，此力不驱动自行车行驶，是无用力，当脚在12～3点位区间踩踏时，无用力从最大逐渐降低为0，有用力从0逐渐增大至最大；在3～6点位，无用力逐渐从0增大至最大，有用力从最大逐渐下降为0；在12～1点位、5～6点位区域，无用力较大，有用力较小，这导致自行车需要骑行者在上述2个区间内提供较大的脚踏力，才能具备与其他区间相同的爬坡、提速等能力；另一方面，无用力的存在，造成在12～1点位、5～6点位区间大腿发力难，踏频低，车速慢，爬坡难，且大腿肌肉酸痛。因此业界亟需一种在12～1点位、5～6点位通过降低无用力、提高踏频，最终实现踩踏省力的自行车驱动装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种踩踏省力的自行车驱动装置，可以在脚踏板处于12-6点位时，脚踏板旋转的角速度恒定的情况下，使得骑行者的脚踏力近乎定值，提高踏频，同时在12～1、5～6点位踩踏时，骑行者感觉骑行轻松，达到车速高、爬坡易、大腿肌肉不再酸疼的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种踩踏省力的自行车驱动装置，包括齿轮一、齿轮二、齿轮三、轴一、轴二、轴三、右曲柄、右脚踏板、左曲柄、左脚踏板、牙盘；所述轴一、轴二和轴三均安装在自行车车架上；轴一的两端分别安装右曲柄、左曲柄，在右曲柄的上顶端安装右脚踏板，在左曲柄的下顶端安装左脚踏板；所述齿轮一安装在轴一上；所述齿轮二安装在轴二上；所述齿轮三安装在轴三上；所述轴一、轴二和轴三相互平行；所述牙盘安装在轴三上；所述齿轮一短轴处的齿与齿轮二长轴处的齿相啮合；所述齿轮二短轴处的齿与齿轮三长轴处的齿相啮合。

上述的踩踏省力的自行车驱动装置，所述齿轮一、齿轮二、齿轮三的外廓形状均为椭圆形，外廓尺寸相同。

上述的踩踏省力的自行车驱动装置，所述轴一安装在齿轮一的中心点上；所述轴二安装在齿轮二的中心点上；所述轴三安装在齿轮三的中心点上。

上述的踩踏省力的自行车驱动装置，所述轴一、轴二、轴三呈等腰直角三角形分布；轴二的中心点位于等腰直角三角形的直角顶点上，轴一和轴三分别位于等腰直角三角形的两个锐角的顶点上。

有益效果

本实用新型具有如下优点：

本实用新型的踩踏省力的自行车驱动装置，是对现有自行车的驱动装置进行改进，依然使用圆形牙盘驱动链条，只是在驱动装置中安装一套椭圆形齿轮进行传动；在骑行安装了本实用新型驱动装置的自行车时，当脚踏板处于12点位-1点位和5点位-6点位最难发力的区间时，骑行者可以使用与其他区段相同的脚踏力，就可以保证脚踏板匀速转动，这可以提高踏频、进而提高驱动效率，爬坡易、车速快，极大地缓解了骑行者大腿肌肉酸痛的现象。

附图说明

图1是本实用新型的俯视图示意图；

图2是本实用新型的右视图示意图；

图中各标号分别表示为：1、齿轮一，2、齿轮二，3、齿轮三，4、轴一，5、轴二，6、轴三，7、右曲柄，8、右脚踏板，9、左曲柄，10、左脚踏板，11、牙盘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型的踩踏省力的自行车驱动装置安装在自行车的车架上。

本实用新型的踩踏省力的自行车驱动装置，所述脚踏装置如图1所示，包括齿轮一1、齿轮二2、齿轮三3、轴一4、轴二5、轴三6、右曲柄7、右脚踏板8、左曲柄9、左脚踏板10、牙盘11；所述轴一、轴二和轴三均安装在自行车车架上；轴一的两端分别安装右曲柄、左曲柄，在右曲柄的上顶端安装右脚踏板，在左曲柄的下顶端安装左脚踏板；所述齿轮一安装在轴一上；所述齿轮二安装在轴二上；所述齿轮三安装在轴三上；所述轴一、轴二和轴三相互平行；所述牙盘安装在轴三上；所述齿轮一短轴处的齿与齿轮三长轴处的齿相啮合；所述齿轮三短轴处的齿与齿轮二长轴处的齿相啮合。

本实用新型的踩踏省力的自行车驱动装置的转动原理如下：如图2所示，图中的X坐标轴代表自行车前进的方向，Y轴代表自行车的高度方向；图中右侧脚踏板8在12点位时开始顺时针转动，此时齿轮一用短轴带动齿轮二的长轴旋转，二者转动的线速度相同，齿轮二转动的角速度小于齿轮一；同时，齿轮二用其短轴带动齿轮三的长轴旋转，二者转动的线速度相同，齿轮三转动的角速度小于齿轮二；即右侧脚踏板从12点位开始驱动时，在12点位附近，齿轮三转动的角速度小于齿轮二，更小于齿轮一；又由于牙盘与齿轮三安装在同一个轴上，曲柄与齿轮一安装在同一个轴上，所以在12点位，牙盘转动的角速度小于曲柄转动的角速度。依此类推进行分析，可得出，在3点位，牙盘转动的角速度大于曲柄转动的角速度。以脚踏板转动的角速度恒定进行分析：当脚踏板转动的速度恒定时，脚踏板在12点位，牙盘转动的角速度低，脚踏板在3点位，牙盘转动的角速度高，自以上分析中可以看出，本实用新型的驱动装置充分利用了椭圆形齿轮的结构特性，在骑行自行车时，随着脚踏板的转动，驱动装置可以连续变换传动比，确保在12～3～6点位的整个踩踏区间内的脚踏力趋于恒定，解决了12～1点位、5～6点位自行车需要骑行者提供较大脚踏力的问题。

本实用新型的踩踏省力的自行车驱动装置，所述的三个椭圆形齿轮可以安装在自行车的右侧，也可以安装在自行车的左侧，效果相同。

本实用新型的踩踏省力的自行车驱动装置，在保持3个轴位于等腰直角三角形顶角位置不变的情况下，所述等腰直角三角形在垂直于地面的平面上自由旋转的任何安装位置均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种踩踏省力的自行车驱动装置，其特征在于：所述踩踏省力的自行车驱动装置包括齿轮一(1)、齿轮二(2)、齿轮三(3)、轴一(4)、轴二(5)、轴三(6)、右曲柄(7)、右脚踏板(8)、左曲柄(9)、左脚踏板(10)、牙盘(11)；所述轴一、轴二和轴三均安装在自行车车架上；轴一的两端分别安装右曲柄、左曲柄，在右曲柄的上顶端安装右脚踏板，在左曲柄的下顶端安装左脚踏板；所述齿轮一安装在轴一上；所述齿轮二安装在轴二上；所述齿轮三安装在轴三上；所述轴一、轴二和轴三相互平行；所述牙盘安装在轴三上；所述齿轮一短轴处的齿与齿轮二长轴处的齿相啮合；所述齿轮二短轴处的齿与齿轮三长轴处的齿相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种踩踏省力的自行车驱动装置，其特征在于：所述齿轮一(1)、齿轮二(2)、齿轮三(3)的外廓形状均为椭圆形，外廓尺寸相同。

3.根据权利要求2所述的一种踩踏省力的自行车驱动装置，其特征在于：所述轴一(4)安装在齿轮一(1)的中心点上；所述轴二(5)安装在齿轮二(2)的中心点上；所述轴三(6)安装在齿轮三(3)的中心点上。

4.根据权利要求3所述的一种踩踏省力的自行车驱动装置，其特征在于：所述轴一(4)、轴二(5)、轴三(6)呈等腰直角三角形分布；轴二的中心点位于等腰直角三角形的直角顶点上，轴一和轴三分别位于等腰直角三角形的两个锐角的顶点上。

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