CN216468293U - 一种上下往复式自行车、人力车传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种上下往复式自行车、人力车传动机构，包括：飞轮，所述飞轮设置为两组，飞轮内包含有棘轮机构，两飞轮分别安装在后车轮的两侧，且后车轮安装在后轮轴上，并且两组飞轮上分别安装有传动结构；车架，所述车架的中部安装有四组定滑轮，且车架竖向立柱正面安装的一组定滑轮上套接有联动绳索。该上下往复式自行车、人力车传动机构使用绳索传动或者标准自行车链条传动，在驱动过程中每个脚踏仅在一段圆弧上往复运动，而这个运动的范围恰好最适合人体发力，可利用骑行者的自身重力进行发力做功，它克服传统自行车在运转中，存在力臂为零有死点做过多无用功的缺点，使骑行更为省力。

Description

一种上下往复式自行车、人力车传动机构

技术领域

本实用新型涉及自行车、人力车领域，具体为一种上下往复式自行车、人力车传动机构。

背景技术

现有自行车、人力车的传动系统多使用周圈运转式链传动，链条在裤角附近，经常会沾的裤脚很多油污。

现有自行车在骑行中由脚发力，曲柄周圈运转，脚的发力基本是垂直向下，所以力矩从零到最大再到零周而复始不断往复，在这个过程中由于力臂不断变化，人体所施力做了很多无用功，骑行者骑行时会多消耗很多体力，导致一般人骑行普通的无变速自行车舒适范围仅能够在短途二三公里内，现有自行车曲柄周圈运转，膝关节活动范围大，体力略好的人用变速车在十公里左右也会感到膝关节酸胀不适，很难适合普通人长途骑行；现在的大多数自行车骑行在绝大多数时间内只能采用坐骑的方式，为了能使上力气身体还要前倾，长时间保持这种坐骑姿势，易造成骑行者臀部肌肉局部压痛难受，也影响骑行者的骑行意愿。

发明内容

本实用新型为了弥补市场空白，提供了一种上下往复式自行车、人力车传动机构。

本实用新型的目的在于提供一种上下往复式自行车、人力车传动机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种上下往复式自行车、人力车传动机构，包括：

飞轮，所述飞轮设置为两组，飞轮内包含有棘轮机构，两飞轮分别安装在后车轮的两侧，且后车轮安装在后轮轴上，并且两组飞轮上分别安装有传动结构；

车架，所述车架的中部安装有四组定滑轮，且车架竖向立柱正面安装的一组定滑轮上套接有联动绳索，同时另外三组定滑轮上套接有传动结构，联动绳索的两端分别连接在两组连杆的前端，传动结构的两端连接在连杆的调节块上，调节块可沿连杆长度方向移动；

连杆, 连杆的前端固定有脚踏，连杆与传动结构相连接。

进一步的，所述传动结构为传动绳索，传动绳索为三段式，传动绳索的中间段为弹性绳索，弹性绳索的两侧段为无弹性绳索，传动结构包括缠绕驱动部、滑轮传动部、连接部和弹性张紧端，且缠绕驱动部、滑轮传动部和连接部均设置为两组，两组缠绕驱动部分别安装在位于后车轮两侧的飞轮上，两组滑轮传动部分别安装在位于车架中部顶端两侧的定滑轮上，两组连接部下端分别安装在两组连杆的调节块表面，一组弹性张紧端安装在位于车架下侧的定滑轮上。

进一步的，所述缠绕驱动部的匝数为至少两组，且缠绕驱动部直接缠绕在飞轮上，同时在其静摩擦力传动不足的情况下位于缠绕驱动部中部的绳环一点固定安装在飞轮上。

进一步的，所述传动结构为三段式传动链条，传动链条的中部段为弹性绳索，同时传动链条的两侧为自行车链条，同时此传动链条是由弹性绳索和自行车链条组成的复合结构，位于传动链条两端的自行车链条，一端安装在链飞轮上，另一端通过定滑轮安装在调节装置上，三段式的传动链条在安装的过程中，相应的定滑轮为链轮。

进一步的，所述传动结构为五段式的传动链条为标准自行车链条后再加一段无弹性绳索，五段式的传动链条上的自行车链条长度小于三段式的传动链条上的自行车链条长度，五段式的传动链条在安装的过程中，与无弹性绳索相接触的定滑轮为槽轮。

进一步的，所述车架上安装有芯轴，且芯轴上安装有定滑轮，芯轴和滑轮座孔、连杆与后轮轴之间安装有带端盖的深沟球轴承。

进一步的，所述连杆包括调节块、连杆体、拉索和压缩弹簧，同时调节块与连杆体的尺寸相适配，调节块滑动安装在连杆体上，同时压缩弹簧和调节块抵触安装，拉索连接在调节块上。

进一步的，所述车架上安装有连杆挡块，并有软物件安装于车架上。

进一步的，所述车架的下方安装有滑块，并有弹性元件与其连接，与传动结构的弹性张紧端相接触的定滑轮安装在滑块上。

进一步的，所述定滑轮的外侧安装有防护罩，且防护罩为半圆形结构，同时防护罩通过螺丝安装在定滑轮的芯轴上，并且车架上的四组定滑轮外侧均安装有防护罩。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.传动结构使用绳索传动或者使用标准自行车链条，在驱动过程中每个脚踏仅在一段圆弧上往复运动，而这个运动的范围恰好是人体最适合发力，施力效果最好的范围；它与传统链传动结构相比，可利用骑行者的自身重力进行发力做功，它克服传统自行车在运转中，存在力臂为零有死点做过多无用功的缺点，使骑行更为省力；

2.相较传统自行车转轴点后移，脚踏的运动空间仅仅涉及到脚踏处垂直上下的部分，且连杆的转轴的可以和后轮轴共用，当然也可不使用后轮轴，在机架上单独安装轴；这样自行车架体和整体布局所受的限制较小，使自行车的整体结构更加简洁紧凑，车架用料更少；

3.脚踏的前后移动距离较小，这样使得骑行者可较轻松的采用站立和坐两种骑行姿势，两种骑行姿势各有所长，随时切换，在骑行中使更多的肌肉群得到放松和锻炼，减轻骑行者原来单一坐姿骑行的不适感；即使仅采用坐姿骑行，因为脚踏近乎在一条直线上进行上、下运动，所以坐姿也不必像传统骑行那样上身前倾，两膝关节运动范围也小了很多，由于坐姿挺拔直立，会阴部基本不再受压迫，这也增加了骑行舒适度，增大了骑行距离；

4.车架上安装有芯轴，且此芯轴上安装有定滑轮，芯轴和滑轮座孔、连杆与后轮轴之间安装有带端盖的深沟球轴承；生命周期内免润滑，比较环保，摩擦系数也小；在机架上安装有连杆挡块，起到站骑时承重，对连杆进行限位和安全保护的功能；

5.连杆上的调节块可在其上进行横向移动，通过传动结构的连接点在连杆上所处的位置不同，可实现变速功能，这不仅省掉现有自行车价格高昂、结构复杂的变速系统，而且变速档位更为连贯细腻，让每位骑行者找到自己更适合的状态，适应上坡下坡等不同路况。

附图说明

图1为本实用新型结构的正视示意图；

图2为本实用新型结构的传动结构为传动绳索时示意图；

图3为本实用新型结构的传动结构为五段式传动链条安装在车架上示意图；

图4为本实用新型结构的图3的侧视图；

图5为本实用新型结构的图4的三维图；

图6为本实用新型结构的图5的侧视图；

图7为本实用新型结构的连杆结构示意图；

图8为本实用新型结构的调节块示意图；

图9为本实用新型结构的定滑轮立体示意图；

图10为本实用新型结构的定滑轮组件剖面示意图。

图中：1、后车轮；2、飞轮；3、传动结构；31、缠绕驱动部；32、滑轮传动部；33、连接部；34、弹性张紧端；4、车架；5、定滑轮；6、连杆；61、调节块；62、连杆体；63、拉索；64、压缩弹簧；7、脚踏；8、联动绳索；9、后轮轴。

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。

具体实施方式一：请参阅图1-10，本实用新型提供一种技术方案：一种上下往复式自行车、人力车传动机构，包括：飞轮2、车架4和连杆6；

飞轮2设置为两组，飞轮2内包含有棘轮机构，且后车轮1安装在后轮轴9上，同时两组飞轮2分别安装在后车轮1的两侧，并且两组飞轮2上分别安装有传动结构3；

车架4的中部安装有四组定滑轮5，且车架竖向立柱正面安装的一组定滑轮5上套接有联动绳索8，同时另外三组定滑轮5上套接有传动结构3，联动绳索8的两端分别连接在两组连杆6的前端，调节块61套接在连杆6的外侧；

两组连杆6的端部安装在后轮轴9上两侧，且连杆6的另一端部外侧固定有脚踏7。

传动结构3使用绳索传动或者标准自行车链条传动，在驱动过程中每个脚踏7仅在一段圆弧上往复运动，而这个运动的范围恰好是人体最适合发力，施力效果最好的范围；它与传统链传动结构相比，可利用骑行者的自身重力进行发力做功，它克服传统自行车在运转中，存在力臂为零有死点做过多无用功的缺点，使骑行更为省力；克服骑行者膝关节活动范围过大易带来损伤的缺点；相较传统自行车转轴点后移，脚踏7的运动空间仅仅涉及到脚踏7处垂直上下的部分，且连杆6的转轴的可以和后轮轴9共用，当然也可不使用后轮轴9，在机架上单独安装轴；这样自行车架体和整体布局所受的限制较小，使自行车的整体结构更加简洁紧凑，车架4用料更少。

具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，传动结构3为传动绳索，传动绳索为三段式，传动绳索的中间段为弹性绳索，弹性绳索的两侧段为无弹性绳索，传动结构3包括缠绕驱动部31、滑轮传动部32、连接部33和弹性张紧端34，且缠绕驱动部31、滑轮传动部32和连接部33均设置为两组，两组缠绕驱动部31分别安装在位于后车轮1两侧的飞轮2上，两组滑轮传动部32分别安装在位于车架4中部顶端两侧的定滑轮5上，两组连接部33下端分别安装在两组连杆6的调节块61表面，一组弹性张紧端34安装在位于车架4下侧的定滑轮5上。

传动结构3的安装方式为：传动结构3其中一端安装在连杆6上的调节块61表面的连接点上，然后其另一端绕过安装在车架4同侧上的定滑轮5，又绕过同侧飞轮2后再绕过安装在车架4中间的定滑轮5到达车架4的另一侧，绕过异侧的飞轮2后再绕过安装在车架4异侧上的定滑轮5，最后与异侧的连杆6上的调节块61表面的连接点上进行连接，具有良好的实用效果并降低生产成本。

如图1所示：使用者在骑行时脚踏7仅在一段圆弧上往复运动，并因为圆弧半径较大，脚踏7的前后移动距离较小，这样使得骑行者可较轻松的采用站立和坐两种骑行姿势，两种骑行姿势各有所长，随时切换，在骑行中使更多的肌肉群得到放松和锻炼，减轻骑行者原来单一坐姿骑行的不适感；即使仅采用坐姿骑行，因为脚踏7近乎在一条直线上进行上、下运动，所以坐姿也不必像传统骑行那样上身前倾，两膝关节运动范围也小了很多，由于骑行坐姿挺拔，会阴部基本不再受压迫，这也增加了骑行舒适度，增大了骑行距离。

在车架4上安装有连杆挡块，起到站骑时承重，对连杆6进行限位和安全保护的功能；骑行时，当左侧脚踏7向下移动时，通过左侧脚踏7带动传动结构3驱动左侧飞轮2和后车轮1向前转动，此时左侧连杆6通过联动绳索8带动右侧脚踏7向上运动，与此同时在传动结构3牵引力的作用下，右侧飞轮2回转，右侧脚踏7到达高点位置；然后右脚用力，右侧脚踏7向下移动，通过右侧脚踏7带动传动结构3驱动右侧飞轮2和后车轮1向前转动，此时右侧连杆6通过联动绳索8带动左侧脚踏7向上运动，与此同时在传动结构3牵引力的作用下，左侧飞轮2回转，左侧脚踏7到达高点位置，完成一个运动循环。

具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式二的进一步限定，缠绕驱动部31的匝数为至少两组，且缠绕驱动部31直接缠绕在飞轮2上，同时位于缠绕驱动部31中部的绳环一点可固定在飞轮2上。

缠绕驱动部31上的缠绕圈的中间位置点固定在飞轮2上非必须条件，如无齿飞轮2与绳索间的静摩擦力大小足够传动也可不固定，然后再绕过安装在车架4中间的定滑轮5到达车架4另一侧，在异侧的无齿飞轮2缠绕数圈后再绕过装在车架4异侧上的定滑轮5，最后与异侧的连杆6上的调节块61连接；结合实际需要和降低成本考虑，可选用后轮轴9作为连杆6的安装旋转轴。

传动结构3全部使用绳索传动，第一省去了传统自行车链条的润滑，第二减少了实际的制造成本，链条虽然在中国强大生产力的推动下价格很低，但其生产工艺是不能减少的，而绳索的生产过程要简略很多。

具体实施方式四：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，传动结构3为三段式传动链条，传动链条的中部段为弹性绳索，同时传动链条的两侧为自行车链条，同时此传动链条是由弹性绳索和自行车链条组成的复合结构，位于传动链条两端的自行车链条，一端安装在链飞轮2上，另一端通过定滑轮5安装在连杆6上的调节块61上，三段式的传动链条在安装的过程中，相应的定滑轮5为链轮。

具体实施方式五：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，传动结构3为五段式的传动链条，为标准自行车链条后再加一段无弹性绳索，五段式的传动链条上的自行车链条长度小于三段式的传动链条上的自行车链条长度，五段式的传动链条在安装的过程中，与无弹性绳索相接触的定滑轮5为槽轮。

三段式在弹性绳索两侧为标准自行车滚子链，五段式为标准自行车滚子链后再加一段无弹性绳索；区别仅在于五段式的滚子链长度短，整体质量更轻，相应的定滑轮5由链轮变为槽轮，成本更低；传动链其中一端安装在连杆6上的调节块61上，然后绕过安装在车架4同侧上的定滑轮5，又绕过同侧链飞轮2，此时传动链的链条段与链飞轮2相啮合，后再绕过安装在车架4中间的定滑轮5到达车架4另一侧，绕过异侧的链飞轮2，此时传动链的第二链条段与链飞轮2相啮合，后再绕过装在车架4异侧上的定滑轮5，最后与异侧的连杆6上的调节块61上的连接点安装；

具体实施方式六：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，车架4上安装有芯轴，且芯轴上安装有定滑轮5，芯轴和滑轮座孔、连杆6与后轮轴9之间安装有带端盖的深沟球轴承， 生命周期内免润滑，比较环保，摩擦系数也小；在机架上安装有连杆挡块，起到站骑时承重，对连杆6进行限位和安全保护的功能。

连杆6前端安装有脚踏7，连杆6上的调节块61可在其上进行横向移动，通过传动结构3的传动点在连杆6上所处的位置不同，可实现变速功能，让每位骑行者找到自己适合的状态，适应上坡下坡等不同路况。

具体实施方式七：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，连杆6包括调节块61、连杆体62、拉索63和压缩弹簧64，同时调节块61与连杆体62的尺寸相适配，调节块61滑动安装在连杆体62上，同时压缩弹簧64套置在连杆体62的外侧，与调节块61抵触安装，拉索63连接在调节块61上。

调节块61滑动连接在连杆体62的外侧，通过改变传动结构3的连接部33在连杆6上的位置，来实现变速功能，调节块61可沿连杆体62滑动，压缩弹簧64后端固定在连杆体上，前端抵在调节块61上，拉索63一端连接在调节块上，另一端与旋转把手或指拨相接，当拉索63受把手控制缩短时，调节块61受拉索63的拉力向连杆后端旋转轴9方向移动，力臂变短，机构处于省力状态；当拉索63受把手控制伸长时，调节块61在压缩弹簧64的作用下向连杆前端脚踏7方向移动，力臂变长，机构处于高速状态；理论上在拉索63的拉力和压缩弹簧64的推力的共同作用下，调节块61可停留在设计滑动区域的任何一个位置从而实现无级变速，因为理论上连续可调，不再受现有变速自行车塔轮级数的限制，所以能让每位骑行者找到更适合的骑行状态，适应上坡下坡等不同路况；省掉现有自行车价格高昂、结构复杂的变速系统；因为两侧变速独立调节，故可实现左右脚不同骑行速度，不同施力大小的特殊体验，可实现特定腿的训练或强化；两个连杆6前端用联动绳索8绕过安装在机架上的定滑轮5连接在一起，使两脚踏7联动。

具体实施方式八：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，车架4的下方的与弹性张紧端34接触的滑轮安装在滑块上，滑块可沿车架方向滑动，有弹性元件如弹簧或橡胶皮筋与滑块连接，它的作用是使传动结构3保持张力，这样传动结构3的弹性绳索段可用无弹性绳索代替，传动结构3的结构简化了，但这个张紧滑轮结构复杂了，此结构可以看为是传动结构3的一种变形，可根据实际生产情况和具体工艺，生产厂选择适合自己的结构。

具体实施方式九：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，车架4上安装有连杆挡块，在连杆6运行到极限位置是与其相抵触，起到站骑时承重，对连杆6进行限位和安全保护的功能，连杆挡块上安装有橡胶或其它较软的零件，当连杆与其相接触时起缓冲作用，避免脚部冲击感，使骑行更舒适。

具体实施方式十：本实施方式为具体实施方式一至九任一项的进一步限定，定滑轮5的外侧安装有防护罩，且防护罩为半圆形结构，同时防护罩通过螺丝安装在定滑轮5的芯轴上，并且车架4上的四组定滑轮5外侧均安装有防护罩。

车架4上的四组定滑轮5外侧均安装有防护罩，防护罩的设置，可对定滑轮5进行覆盖，起运动防护作用，并使得定滑轮5上的绳索不会发生脱落，提高自行车在骑行时候的稳定性。

应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本构思的前提下，还可以做出若干变形和改进；例如可用连杆机构来代替联动绳索8滑轮机构实现左右脚踏7的联动，可将脚踏7安装在竖直方向的滑轨上来代替连杆6。

本装置的部件数量少，设计合理，整体结构简单，成本低廉，易加工维护，可靠性高，使用寿命长，效率高，易于大范围推广；脚踏7进行上、下往复运动取代圆周运动，更符合人体生理结构，能借助人体自身的重力做功。

本装置能将传统自行车、人力车的圆周运动模式改变成为上下往复运动模式，能明显改善传统自行车、人力车的动力性能，克服传统自行车、人力车传动过程中存在的缺陷和不足，使自行车、人力车的传动更符合人的生理肌能的需要，最大限度的发挥人体结构的用力功能，减少人体不必要的施力；往复式自行车、人力车传动机构具有站骑和坐骑两种长时间骑行姿态，随时切换，可使更多的肌肉群得到锻炼，仅坐骑时也减轻了臀部承受的压力，改善骑者舒适性，增加了用户的新体验，具有一定的市场前景。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种上下往复式自行车、人力车传动机构，其特征在于，包括：

飞轮(2)，所述飞轮(2)设置为两组，飞轮内含有棘轮机构，两飞轮分别安装在后车轮(1)的两侧，且后车轮(1)安装在后轮轴(9)上，并且两组飞轮(2)上分别安装有传动结构(3)；

车架(4)，所述车架(4)的中部安装有四组定滑轮(5)，且车架竖向立柱正面安装的一组定滑轮(5)上套接有联动绳索(8)，同时另外三组定滑轮(5)上套接有传动结构(3)，联动绳索(8)的两端分别连接在两组连杆(6)的前端；

连杆(6),连杆(6)的前端固定有脚踏(7)，连杆(6)与传动结构(3)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种上下往复式自行车、人力车传动机构，其特征在于：所述传动结构(3)为绳索传动，传动绳索为三段式，传动绳索的中间段为弹性绳索，弹性绳索的两侧段为无弹性绳索，传动结构(3)包括缠绕驱动部(31)、滑轮传动部(32)、连接部(33)和弹性张紧端(34)，且缠绕驱动部(31)、滑轮传动部(32)和连接部(33)均设置为两组，两组缠绕驱动部(31)分别安装在位于后车轮(1)两侧的飞轮(2)上，两组滑轮传动部(32)分别安装在位于车架(4)中部顶端两侧的定滑轮(5)上，两组连接部(33)下端分别安装在两个连杆(6)的调节块(61)上，一组弹性张紧端(34)安装在位于车架(4)下侧的定滑轮(5)上。

3.根据权利要求2所述的一种上下往复式自行车、人力车传动机构，其特征在于：所述缠绕驱动部(31)的匝数为至少两组，且缠绕驱动部(31)直接缠绕在飞轮(2)上，同时在其静摩擦力传动不足的情况下位于缠绕驱动部(31)中部的绳环一点固定安装在飞轮(2)上。

4.根据权利要求1所述的一种上下往复式自行车、人力车传动机构，其特征在于：所述传动结构(3)为链条传动，传动链条为三段式，中部段为弹性绳索，同时传动链条的两侧为自行车链条，同时此传动链条是由弹性绳索和自行车链条组成的复合结构，位于传动链条两端的自行车链条，一端安装在链飞轮(2)上，另一端通过定滑轮(5)安装在两个连杆(6)的调节块(61)上。

5.根据权利要求1所述的一种上下往复式自行车、人力车传动机构，其特征在于：所述传动结构(3)为链条传动，传动链条为五段式，中部段为弹性绳索，两侧为自行车链条，自行车链条后再加一段无弹性绳索，五段式的传动链条上的自行车链条长度小于三段式的传动链条上的自行车链条长度，五段式的传动链条在安装的过程中，与无弹性绳索相接触的定滑轮(5)为槽轮。

6.根据权利要求1所述的一种上下往复式自行车、人力车传动机构，其特征在于：所述车架(4)上安装有芯轴，且芯轴上安装有定滑轮(5)，连杆(6)的端部安装在后轮轴(9)两侧，芯轴和滑轮座孔、连杆(6)与后轮轴(9)之间安装有轴承。

7.根据权利要求1所述的一种上下往复式自行车、人力车传动机构，其特征在于：所述连杆(6)包括调节块(61)、连杆体(62)、拉索(63)和压缩弹簧(64)，且调节块(61)与连杆体(62)的尺寸相适配，调节块(61)滑动安装在连杆体(62)上，同时压缩弹簧(64)套置在连杆体(62)的外侧，与调节块(61)抵触安装，拉索(63)连接在调节块(61)上。

8.根据权利要求1所述的一种上下往复式自行车、人力车传动机构，其特征在于：所述车架(4)的下方安装有滑块，并有弹性元件与其连接，与传动结构(3)的弹性张紧端(34)相接触的定滑轮(5)安装在滑块上。

9.根据权利要求1所述的一种上下往复式自行车、人力车传动机构，其特征在于：所述车架(4)上安装有连杆挡块。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种上下往复式自行车、人力车传动机构，其特征在于：所述定滑轮(5)的外侧安装有防护罩，同时防护罩通过螺丝安装在定滑轮(5)的芯轴上，并且车架(4)上的四组定滑轮(5)外侧均安装有防护罩。

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