CN2440742Y - 一种全新概念自行车 - Google Patents

Abstract

一种全新概念自行车,它是根据杠杆原理制造的省力杠杆传动机构代替现行自行车链轮链条装置。在左右曲柄上装上杠杆力点,将中轴和后轮轴支撑架向后延长安装杠杆支点,杠杆重点压其后轮轴臂转动,后轮轴上加变速器提高车轮转速。本实用新型比相同型号一样传动比的链轮传动自行车省力一倍以上,用相同的力可以提高传动比使车速更快,上坡顶风骑行不用那样费力,特别是与现有三轮车相比更是轻松省劲多了。

Description

一种全新概念自行车

本实用新型涉及自行车，具体说是一种省力杠杆传动的自行车。

目前，公知的自行车都是由车架、车把、前叉、前后车轮、链传动机构等构成。由于链传动机构是由大链轮通过链条传动小链轮，有增速作用，速比小比较省力，但骑起来速度慢，速比大骑起来快但又费力，特别是顶风或上坡使人感到很累，不适应人们轻松快节奏生活的需要。

本实用新型就是运用杠杆原理提供一种可变动重臂的省力杠杆传动机构，来代替现行自行车的链轮链条传动装置，其目的是使骑自行车变得轻快、省力。

本实用新型的目的是这样实现的，所述全新概念自行车是根据杠杆原理：重量×重臂=力×臂。把现行自行车的链轮链条传动装置去掉，将连接中轴(中轴升高到与后轮轴同高)与后轮轴的左右支撑架向后直线延长做成平直光滑的“支点”支承梁(支点支承梁与中轴的直线也可偏离后轮轴)，在其上各装一个既能滑动又能转动的“支点”，使杠杆的后端在支点上既可前后滑动又能上下摆动。把中轴上的左右曲柄转至垂直位置，使左右杠杆的前端“力点”套装在左右上下两根曲柄的脚蹬轴上(也可把“力点”的曲拐加长，还可把曲柄换成28”车曲柄)，杠杆的“重点”压在后轮轴左右两端平行于中轴曲柄的左右轴臂的向左右两边伸出的上下两根伸臂上(两边伸臂从上向下转时就起作用，从下向上转时就不起作用)，后轮轴上有行星齿轮变速器，变速器壳上安装车轮辐条，后轮轴慢速转动通过其上行星齿轮变速后使后车轮快速转动。若设杠杆此时(力点处于上死点，支点在支点支承梁的中段位置)重臂与力臂的比为1∶3，变速器的传动比为0.333，正好与现行26”链轮链条传动自行车的固定传动比0.333相同，如果曲柄臀一样长，蹬力就相同。

当用力蹬动左脚蹬使力点以中轴为圆心，曲柄为半径，从上死点向前向下转动到下死点时，后轮轴左臂上的左伸臂起作用，杠杆压动后轮轴左臂带动后轮轴向前转动，由于杠杆、曲柄和后轮轴臂的长度都是不变的，中轴和后轮轴只能在固定的位置上转动，因此“支点”也只能在支点支承粱的前段上由杠杆的上下摆动带其转动和前后滚动或滑动。在力点从上死点转到下死点这段距离，其重臂总是比支点处于上死点位置时短，也就是可变重臂与力臂的可变比值总是小于现行链轮自行车小链轮的半径与曲柄的不变比值，因而达到省力的目的。当两根曲柄转到水平时，支点距重点最近，重臂最短，重臂与力臂之比最大，此时最省力。

当左杠杆力点到达下死点时，左脚开始不用力，后轮轴臂左伸臂不起作用，与此同时右杠杆力点已转到上死点位置，右脚开始用力，后轮轴臂右伸臂起作用，杠杆压动后轮轴右臂带动后轮轴转动。当右杠杆力点在脚蹬力作用下从上死点向下死点转动时，同时左杠杆随左脚蹬也从下死点向后转到水平后越过后轮轴臂左伸臂向上死点转动，没有重力作用，左“支点”在左“支点”支承粱后段前后滚动或滑动。左右两根杠杆就如此交替按固定轨道周而复始运动，压动自行车后轮轴转动带动后车轮，使自行车向前行驶。

所述全新概念自行车是用杠杆传动省力，链轮增速的三轮自行车，即在上述杠杆传动机构方案的基础上将后轮轴上变速器和幅条都去掉，中间换装一个大链轮，大链轮轴两端有与后轮轴一样长的大链轮臂和伸臂，用链条传动与现行三轮车相同的小链轮后轴和左右两轮转动，并缩短大小链轮的距离，减少力的损失。也可不采用链轮链条换成一种定轴变速器使其能有几个速比来适应路况和载重量变化的不同车速。

所述全新概念自行车是双人蹬动的三轮自行车，即在上述杠杆链轮传动三轮车方案基础上，将中轴和曲柄换成有两对曲拐的曲轴，在左右两个前后对称曲拐上套装左右杠杆的前端(力点)，四个曲拐上各套脚蹬，左右各安装一个车座，前叉套筒或车架上左右两边一边装扶手，一边装转向车把，车把与前叉上部同一位置向前伸相同长度装转动拉杆，由一人操纵转向。

所述全新概念自行车是二级杠杆传动省力自行车，在上述杠杆传动三轮车基础上，从装大链轮处把大链轮和轴向后移作为第二级杠杆传动机构，在原装大链轮和轴的位置(也可以前后移动)增加一根曲轴，曲轴上有一对与曲柄一样长且平行的曲拐，曲轴两端有两根对称与曲拐一致、长度和作用与大链轮臂和伸臂相同的压动臂和伸臂，在左右对称的曲拐上各套装第二级左右杠杆前端(力点)，重点压在大链轮轴臂上，按上述方法制成的二级杠杆传动机构，能比一级杠杆传动更省力。

用上述方案可制成多级杠杆传动省力机构，还可以把链条链轮增速传动换成变速器变速，使速度范围更广更省力。

还可以把三轮改装成四轮，在两前轮轴上加装转向节和横直拉杆使其两前轮同时转向，把车把改成方向盘，就成为四轮自行车。

所述全新概念自行车在其上装有罩或车蓬，用来遮阳蔽雨挡风御寒。

采用上述方案制造的自行车，同现有的相同型号链轮链条传动自行车相比，其优点是省力。即在相同传动比同样速度情况下骑行可以少用力，在相同蹬力的情况下可使速度更快，特别是上坡或顶风时更加明显，从而为减小传动比提高车速或制造各种变形自行车创造了条件。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1、图2是本实用新型的一种26”二轮自行车示意图的正视图和俯视图。

图中1、左脚蹬轴2、左曲柄3、中轴4、右曲柄5、右脚蹬轴6、左杠杆7、右杠杆8、左右支撑架9、左后轮轴臂伸臂10、左后轮轴臂11、车架后支架12、后轮轴13、变速器14、右后轮轴臂15、右后轮轴臂伸臂16、右杠杆后端17、左右杠杆支点支承梁18、左杆杠后端。

该实施例采用26”自行车的前后车轮、车把、前叉、车座、曲柄和制动装置等零部件。将中轴(3)位置升高到与后轮轴等高，在后车轮轴上增加固定行星架和活动行星齿轮，与共同以后轮轴为轴心的固定内齿和连接变速器壳的小齿轮啮合，组成行星齿轮变速器(13)，将辐条安装在变速器壳上，由左右杠杆(6)(7)压动左右后轮轴臂使后轮轴转动，通过行星齿轮变速后传动变速器壳快速转动，带动车轮使自行车向前行驶。

车架的后支承架(11)和中轴(3)与后轮轴(12)的左右支撑架(8)的交接处制成向下开口便于车轮和后轮轴的装配与拆卸并可以把后轮轴上左右两边的轴承外圈卡牢固定，把左右脚蹬轴(1)(5)从脚蹬里侧到螺丝间加长做个颈，穿过左右杠杆(6)(7)前端的轴承内圈孔套在颈上(杠杆力点)，拧入左右曲柄(2)(4)的脚蹬轴孔内，把连接中轴(3)与后轮轴(12)的左右支撑架(8)制成扁形，从后轮轴(12)向后延长至后轮胎后(其长短根据杠杆和两曲柄的总长决定)作为左右杠杆支点支承梁(17)，在其上按上宽(受力)下窄开一条直口作左右杠杆后端(支点)(16)(18)的轨道。也可以在两杠杆的外侧各再加一根相同的支点支承梁，使左右杠杆后端(16)(18)各支承在左右杠杆支点支承梁(17)光滑的开口轨道上，将左右杠杆(6)(7)各夹在中间(杠杆断面可作成纺锤形、“I”字形、角形或圆形，使力点、重点和支点在一条直线上)，“支点”用轴承支承以减少摩擦力。左右后轮轴臂(10)(14)和左右杠杆(6)(7)的长度在中轴(3)和后轮轴(12)位置一定的情况下可根据要达到省力的多少来决定(将曲柄(2)(4)和后轮轴臂(10)(14)转至垂直平行位置，使杠杆(6)(7)压在左右伸臂(9)(15)上)。但要注意，不能为省力使左右后轮轴臂过短而造成不能压动。

为让左右伸臂(9)(15)与左右杠杆(6)(7)之间减少摩擦力，在伸臂(9)(15)上各套装轴承，使左右杠杆各自压在左右伸臂轴承的外圈上。为了使左右伸臂(9)(15)在转至上死点时起作用，转至下死点时不起作用的有效可靠，可将左右后轮轴臂(10)(14)顶端的左右外测朝从左右方向各开个比伸臂轴直径略宽的槽，在槽的下边背面再开过相同的槽，将伸臂轴横着水平穿过左右槽孔，然后用轴从槽的前后两边将伸臂定位在槽的中间，由于后转轴臂里侧向外、外侧向内部被槽边挡住，伸臂只能在槽中上下限位转动，即向后轮轴方向转动只能到水平位置，向相反的方向转动只能转成与后轮轴臂成一条直线。在左右后轮轴臂的里侧的车架左右固定后支承架(11)上接近垂直于后轮轴对着伸臂端头上方有一斜度靠杆，当后轮轴臂转到接近上死点时，靠杆能把后轮轴臂端头的伸直的伸臂靠动从上向外向水平方向转动(如果脚蹬转动慢，它也会头重脚轻在重力下自动转平)伸出臂来，同时在靠杆的作用下将后轮轴臂上能转动卡臂转到伸臂轴后端头将其卡住，使伸臂保持水平直到下死点被靠卡靠转脱掉，此时伸臂会在惯性和重力及杠杆的作用下伸直与后轮轴臂成一条直线，让杠杆越过它继续沿固定轨道运动，直到左右曲柄(2)(4)和左右杠杆(6)(7)及左右后轮轴臂(10)(14)左右伸臂(9)(15)都处于水平线后，转至后面曲柄的杠杆才超越后伸臂(伸臂继续保持在同后轮轴臂一条直线上)到伸臂的上方，为下一次压动伸臂使后轮轴及后轮转动做好准备。如此周而复始运动，压动自行车向前行驶。

也可用简便的制造方法达到杠杆越过后轮轴臂(重量转轴臂)伸臂的目的，即把中轴略高于后轮轴，使后轮轴偏离中轴和支点的直支承梁，在制作扁杠杆时从杠杆力点转前重臂最短开始(也可从最短到支点任何一点开始)到压到下死点为止，在杠杆面向后轮轴臂一侧增加一条光滑水平的凸出压条，使之与后轮轴臂的固定伸臂配合，杠杆重点到上死点时开始压到伸臂，直压到下死点时凸条结束，伸臂开始越过杠杆向上转动，当杠杆转到水平时，杠杆开始越过伸臂转到其上方，当伸臂转到上死点时，杠杆压动凸条已向前转到上死点位置上方，压着伸臂转动；还可把杠杆重点到达下死点和转到水平时做两个凹进去的口，后轮轴臂的固定伸臂转到相应位置可从杠杆凹口中越过。

根据杠杆和伸臂的机械动作规律，还有很多种制造方法使杠杆与伸臂起作用和不起作用。这里就不一一举例了。

在中轴(3)左右脚蹬和曲柄的里侧各增加一曲柄，把左右杠杆的前端(力点)各套装在曲拐上，可以在左右杠杆传动机构外加装盒罩，防止尘污物侵害，保持杠杆传动机构清洁。

Claims (4)

1、一种全新概念自行车，它包括前后车轮、车架、转向装置、车座、中轴、曲柄和脚蹬，其特征在于：所述传动机构是由两根杠杆前端活套在左右曲柄脚蹬轴上，从动轴左右两端有对应平行于曲柄的轴臂，左右轴臂外侧对应平行脚蹬轴的相同位置有伸臂与左右杠杆下面接触，左右杠杆后端支承在从动轴左右支撑架向后伸的支承梁上能移动。

2、根据权利要求1所述的一种全新概念自行车，其特征在于：左右从动轴臂之间的从轮轴上有行星齿轮变速器，变速器壳上装车轮辐条。

3、根据权利要求1所述的一种全新概念自行车，其特征在于：从动轴是二个速比以上定轴变速器输入轴，输出轴两边各有一个后车轮。

4、根据权利要求3所述的一种全新概念自行车，其特征在于：在曲柄轴的左右两边增加一对以上曲拐和脚蹬。