CN2207333Y - 任意踏摆杆驱动三轮自行车传动机构 - Google Patents

Abstract

一种任意踏摆杆驱动三轮自行车传动机构，它由 任意踏的摆杆驱动装置、五挡变速装置所组成。

这种车靠踏两摆杆前后摆动，通过连接在摆杆上 的链条牵动中间传动轴上的两端链轮，由传动轴内的 同方向双超越离合，将踏力再经另一根链条传递给后 车轮轴，使之旋转，驱动车前进。该车结构简单，制造 方便，大多数为自行车标准件。特别是可任意蹬踏， 使车时速可高达40～50公里。由于有大比例的变 速装置，使该车具有适应各种道路通行，也适合各种 体力者使用的特点。

Description

本实用新型涉及一种自行车的传动机构，特别是任意踏的摆杆驱动、变速的三轮自行车的任意踏机构和传动轴机构。它由任意踏装置、摆杆前后摆动驱动装置和变速装置组成。这种机构较复杂，特别是它的任意踏和双超越的传动轴的制造较复杂，需有较高的技术和相应的费用才能实现。采用该种传动结构的自行车具有运行平稳、速度高、安全及舒适的特点。

目前，传统自行车的传动机构是由曲拐大齿轮装在中轴上，和后轴的飞轮及链条组成力的传递机构。它是靠脚踏曲拐作旋转运动，使车前进。虽然结构较简单，但它具有以下敝病：

（1）传统自行车的传动机构不能充分发挥体力作用，它是以曲拐大齿轮旋转驱车前进。不适应腿的踏动力。因为传统车需要旋转踏力，腿虽然能踏曲拐旋转，但不能作用半周之多的旋转踏力。

（2）传统自行车曲拐是固定的，工作和空行程（间歇）时间与车速是一致的，空行程不可能压缩。

（3）传统自行车变速，主要是换用链轮，将链条从一只链轮移到另一链轮上。在换档过程中，必须蹬踏令大齿轮旋转，才可换档。踏的速度还要适当，换档需要车轮旋转半周以上的时间，方可换完档，另外，由于车轮上的小齿轮都在3～5以上，导致了大小齿轮不平行，增加了链条与链轮之间的摩擦系数，增大了行车阻力。主要是换档时间过长，不方便，不如新型车换档方便。

（4）传统自行车乘骑姿势很不自然，且车座面积很小（座子大了会干扰踏车动作），如需要暂停，至少也需要一脚踏地，启动时再车。两轮自行车过慢行车，不但勉强，而且上下车又极为不便。同时，由于两轮车有随时注意平衡的精神负担，增加了行车的不安全因素。

本实用新型的目的是：为改变传统自行车的驱动方式，设计了一种任意踏摆杆摆动驱动装置、五档变速装置及同方向、双超越离合结构的中间传动轴结构，它不仅克服了上面所述的传统自行车的敝病，而且还带来很多优点。

本实用新型的目的是这样实现的：

任意踏摆杆摆动驱动机构：是在车架中部固定一横轴，横轴两端各装一根300mm长的摆杆，摆杆端头向下，每根摆杆下端各装一只脚踏板，每根摆杆上还各装一只变速用的滑套。滑套各连接一条链条，每根链条分别绕在中间传动轴两端的链轮上，链条的另一端分别连接在拉簧上以拉紧链条，拉簧是装在固定在车架上的滑轮上。踏动摆杆，牵动链条即可推动链轮往复旋转。由于通过同方向、双超越离合的中间传动轴，就可将两链轮的旋转力矩以一致的旋转方向传递给本轴中间的链轮，（此链轮为单方向旋转），再通过链条将旋转力传递给车轴上的固定链轮，使轴推动车轮旋转，车子前进。

任意踏：是两脚踏动左右两摆杆上的脚踏板，作前后摆动，将踏力传递给车轮，使之前进。（非摆动驱动机构任意踏是不可能的）。脚踏板的运行路线为一弧线，摆动的摆角、摆距是任意的（摆角约在50°～75°，摆距约为300～400mm）。两摆杆之间，除共用摆动不互相干涉的横轴以外，没有任何联动结构，故而可以任意踏动；可以两脚交替踏，也可以一脚踏一脚停，也可以两脚同时踏；踩踏的速度与车速是一致的，返回时是没有限制完全任意的。为了提高车速，减少空行程时间，应急速退回。理论上讲，两脚共同踏，踏力应增加一倍，但付出体力也将增加一倍。以此方式踩踏，经过不长的时间，车速即可达到40～50公里／小时。

任意踏的另一个优点是其灵活性。多种方式交替踩踏可节省体力，同时很容易提高车速，还可以缓解疲劳。其原因是用力的节率不断变更。

变速机构：这种传动机构的变速方法是显而易见的，但为过去任何自行车所没有采用过的。其变更速度的原理就是通过搬动手柄，用拉线使滑套在摆杆上滑动，从而变更杠杆比来实现变速。其比例是：高速与低速之比为9.6。当两脚各踏一次时（相当于传统自行车大齿轮转一周，即两脚各踏一次），一档，车行3米；二档，车行4.2米；三档，车行5.4米；四档，车行6.6米；五档，车行7.8米。所以，这种车最高时速达40～50公里以上是完全可能的。最低档可爬12°的陡坡。这种变速机构，操纵极为方便、可靠，只要两脚稍停（不踏），就可任意换档。

同方向、双超越离合机构的传动轴：采用这种机构是首创，超越离合机构，在现有自行车技术中，很早就有应用。但同方向、双超越离合机构过去是没有采用过的。其主要优点就是寿命长、可靠。

由于采用上述方案，使得这种新型自行车具有以下优点：

（1）轻快：新型车是踏动摆杆摆动驱动，踏力始终是一致的。主要是摆动角始终在70°左右，基本近似为直线，而传统车却是180°（半周）；就是说，新型车基本适应腿的直伸踏力，所以新型车是能充分发挥体力的，较传统车要快也是自然的。特别是，摆动转动奠定了任意踏的基础。这种充分发挥体力和尽可能少的间歇及必要时两脚共同踏的方式使新型车速度高于传统车是必然的。当然，两脚踏在理论上踏力增加一倍，但体力也自然多付出一倍。可是，传统自行车要想加倍努力地踏车却是不可能的，因它没有可能双脚踏的结构。传统自行车较新型自行车，在相同的条件下，较易疲劳，新型车要轻松许多。主要是由于新型车的任意踏方式。

（2）压缩空行程：无论哪种自行车必然都有空行程（间歇）。摆杆传动踏车时间与车速是一致的；退回（间歇）时间没有限制，可迅速退回，甚至只有踏车的几十分之一。所以，新型车可任意压缩空行程的时间，对提高车速也很重要。

（3）新型车的五档变速机构：即不增加行车阻力，操纵又非常轻便、迅速，可以一档一次调到五档，或从五档一次调到一档（可称得上为无级变速）。最主要是在换档时，只要稍停踏动，同时操纵变速手柄即可调到任何档位。

（4）乘骑的舒适性：新型车乘骑的姿势非常自然，没有任何束缚，两臂只是扶把转向，人坐在车中间稍后倾，两腿伸向前下方踏在两只脚踏板上，腿可伸直，这是踏车最有力的姿势。有靠背，踏车得力，座椅面积足够大，但并不干扰两脚踏车的动作。所以，就是长时间骑车，也不会感到疲劳。

（5）新型车还有一个最大的优点，即它解除了两轮车随时注意平衡的精神负担。

（6）新型车的另一个优点，就是乘骑车带孩子最安全。将孩子放在座后的衣箱里，无论车子停或动，都不会出现危险。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是根据实用新型提出的新型三轮自行车的结构示意图。

图2是本实用新型提出的传动系统示意图。

图中1.横轴，2（2′）.摆杆，3（3′）.脚踏板，4（4′）.滑套，5（5′）.链条，6.中间传动轴，7（7′）.链轮，8.拉簧，9.车架，10.滑轮，11.中间链轮，12.链条，13.后车轮轴，14.固定链轮，15.后车轮，16.操纵杆手柄，17.变速槽轮，18（18′）.拉线，19.车轮。

在图1所示的实施例中，在车架（9）中间固定一横轴（1），横轴（1）两端各装有一根摆杆（2）（2′），摆杆（2）（2′）自由端向下，摆杆（2）（2′）上各装有一只脚踏板（3）（3′），每根摆杆（2）（2′）上各装有一只滑套（4）（4′），每个滑套（4）（4′）都装有一根链条（5）（5′），链条（5）（5′）绕过中间传动轴（6）的两端链轮（7）（7′）后，由拉簧（8）将两根链条拉紧，拉簧是由装在固定在车架（9）上的滑轮（10）涨紧的。当踏两摆杆摆动，牵动链条时，链条牵动两链轮往复旋转。通过中间轴里的同方向、双超越离合结构，将旋转力以一致的方向传递给中间传动轴上的中间链轮（11），中间链轮（11）再通过链条（12）将旋转力矩传递给后车轮轴（13）上的固定链轮（14），使车轴带动车轮（15）旋转，车子前进。

任意踏的原理是：两根摆杆（2）（2′）在横轴上前后摆动，并无结构牵联，均可任意摆动。根摆杆（2）（2′）牵拉连接在滑套上的链条（5）（5′），链条（5）（5′）牵拉中间传动轴（6）上两端的链轮（7）（7′）旋转。当脚向前踏时，摆杆通过链条拉动链轮向前旋转，链条端头当然被拉向链轮（7）（7′），同时拉簧也将自然会被拉长一拉紧。在拉到一定位置时（腿伸直已踏到终点），脚自然要退回，踏板由于拉簧的作用，将随脚退回。总之，两脚踏动互不干扰，踏动的幅度（距离）也是任意的。

变速传动原理：这种传动机构的特点是，两根摆杆摆动，每根摆杆通过摆杆上的滑套连接的链条牵动链轮旋转，驱动车子前进。变速只是将滑套在摆杆上的不同位置移动，通过变更杠杆比来实现的。

变速的操纵：是靠操纵杆手柄（16）的推拉来实现的。手柄装在变速槽轮（17）上，而槽轮安装在车架（9）上部。通过操纵手柄使槽轮旋转一个角度，再通过槽轮上的拉线（18）（18′）牵动杠杆上的滑套，使其在杠杆上滑动。当滑套滑至近摆杆轴心时，杠杆比增大（一档），反之，杠杆比缩小（2档～5档），由此实现了变速。

在图2所示的实施例中，摆杆摆动牵动链条（5）（5′），链条（5）（5′）牵动链轮（7）（7′）往复旋转。其旋转力矩通过中间传动轴（6）里的同方向、双超越离合，变为一致的旋转方向，传递给传动轴中间的链轮（11），中间链轮再通过链条（12）将旋转力矩传递给后车轮轴（13）上的固定链轮（14），牵动后车轴，带动后车轮（15）旋转，车子前进，车轮（19）被动旋转。

Claims (3)

1、一种任意踏摆杆驱动三轮自行车传动机构，它包括：装在车架(9)横轴(1)上的摆杆(2)(2′)驱动部分；位于车架(9)中间的传动轴(6)部分；装在车架(9)上的变速槽轮(17)部分，其特征是：(A)摆杆(2)(2′)装有连接链条(5)(5′)的滑套(4)(4′)；(B)摆杆(2)(2′)下端分别装有脚踏板(3)(3′)。

2、按权利要求1所述的装置，其特征是：位于车架（9）中间的传动轴（6）由两端链轮（7）（7′）中间链轮和装在传动轴（6）内的同方向、双超越离合器所组成。

3、按权利要求1所述的装置，其特征是：（A）变速槽轮（17）装在车架（9）上部；（B）槽轮装有拉线（18）（18′）；（C）拉线（18）（18′）与摆杆（2）（2′）上的滑套（4）（4′）连接。

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