CN2470231Y - 脚踏车的上下交互踩踏省力型传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种脚踏车的上下交互踩踏省力型传动装置,特别是指一种节省使用者的脚踏力量及可提高脚踏车效率的传动装置,包括左右曲柄臂各具独立曲柄轴,该二曲柄轴上各套有一个正齿轮、自转轮,及一小链条套接二自转轮,利用组合后的巧妙传动动作,以上、下踩踏方式,将左右脚的踏力以高效率输出,提升脚踏车的传动性能及节省骑乘者体力,使骑乘者双腿踩踏幅(角)度减小,节省骑乘者之体力消耗,来增加使用需求。

Description

脚踏车的上下交互踩踏省力型传动装置

本实用新型是关于一种脚踏车的上下交互踩踏省力型传动装置，特别是一种可提高脚踏车传动效率的传动装置，并可使骑乘者双腿踩踏幅(角)减小，节省骑乘者的体力消耗，来增加使用须求。

众所周知，社会进步带来了现代化和机械化的文明生活，虽然使得人们的生活舒适与便捷许多，但相对的人们活动、运动的机会也减少许多，尤其是一般的上班族，除了假日偶而外出活动外，大部份时间均坐于办公室内，再加上缺乏运动的情形下，因此对于短途径的活动，脚踏车即是现代人非常适用且具休闲运动的代步工具，但因脚踏车必须施力踩踏，尤其遇上坡路段更有踩踏不易等缺点。

所以，由上可知，上述公知的脚踏车的踩踏传动装置，在实际安装或使用上，显然具有缺失存在，因而有待加以改善。

因此，本实用新型设计人有感于上述缺失，特潜心研究并配合实际的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺失的本实用新型。

本实用新型的主要目的，是提供一种脚踏车的上下交互踩踏省力型传动装置，是利用较大力距的踩踏幅(角)度为踩踏范围，提升脚踏车的传动性能，使骑乘者双腿踩踏幅(角)度减小，节省骑乘者的体力消耗。

本实用新型的次要目的，是提供一种脚踏车的上下交互踩踏省力型传动装置，通过提升脚踏车的传动性能及节省骑乘者体力来增加使用需求，进而达到节省能源，减少空气污染及健身的目的。

为达到上述目的，本实用新型提供一种脚踏车的上下交互踩踏省力型传动装置，它包括左右曲柄臂各具独立曲柄轴，该二曲柄轴上各套有一个正齿轮、自转轮，及一小链条套接二自转轮，利用组合后的巧妙传动装置，以上、下踩踏方式，将左右脚的踏力以高效率输出，提升脚踏车的传动性能及节省骑乘者体力来增加使用需求，使骑乘者双腿踩踏幅(角)度减小，节省骑乘者的体力消耗。

为了更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

为让本实用新型的上述目的、特征和特点能更明显易懂，下文特举一较佳的实施例，并配合附图，作详细说明如下：

图面说明：图1是公知脚踏车曲柄臂半周期之示意图；图2是公知脚踏车曲柄臂角度力距曲线示意图；图3是公知脚踏车曲柄臂平均力距曲线示意图；图4是本实用新型的曲柄臂踩踏动作图；图5是本实用新型的曲柄臂平均力距曲线示意图；图6是本实用新型的相关位置图；图7是本实用新型的组合平面图；图8是本实用新型的各组件平面图(一)；图9是本实用新型的各组件平面图(二)；图10是本实用新型的各组件平面图(三)；图11是本实用新型的各组件立体图(一)；图12是本实用新型的各组件立体图(二)；图13是本实用新型的各组件立体图(三)；图14是本实用新型的传动方向图(一)；图15是本实用新型的传动方向图(二)。附图标记说明：1     齿轮箱(gear box)2、3  正齿轮(spur gear)4、5  曲柄轴(crank axle)6、7  自转轮(free wheel)8     链轮(chain wheel)10    右曲柄臂(crank arm)11    左曲柄臂(crank arm)12    轴承(bearing)13    楔子(wedge)14    链条(chain)

请参阅图4至图15所示，本实用新型是一种脚踏车之上下交互踩踏省力型传动装置，尤其指一种节省使用者的脚踏力量及可提高脚踏车效率的传动装置，包括一齿轮箱(gear box)1(如图6、图7)，该齿轮箱1内部设有二个啮合的正齿轮(spur Sear)2、3，该正齿轮2、3套接于二曲柄轴(crank axle)4、5之上，该二曲柄轴4、5与该齿轮箱1各以一轴承(bearing)12接合，该二曲柄轴4、5与该二正齿轮2、3各以一楔子(wedge)13固定接合(如图9)。

另设有二自转轮(free wheel)6、7，该二自转轮6、7各以一楔子13固定套接于该二曲柄轴4、5，再以一链条(chain)14套接于该二自转轮6、7的外缘齿上(如图10)，然后再以一链轮(chain wheel)8及一轴承12套接于该曲柄轴4上，自转轮6的外缘齿轮侧边与链轮8的相邻侧边固定接合(图7)，再将该二曲柄轴4、5与一右曲柄臂(crank arm)10及一左曲柄臂(crank arm)11固定接合(如图6、图7)。

请参阅图14所示，当踩踏右脚曲柄臂10时，曲柄轴4连动自转轮6的内外侧及链条14同时逆时针转动，因自转轮6的外侧齿轮侧边与链轮8的相邻侧边固定接合，因此连动链轮8逆时针转动，链轮8以与后轮的自转轮(可为多段变速)套接的链条，将右脚的踏力传至后轮，使车前进；在右脚向下踩踏的同时，因相互啮合的正齿轮2、3固定套接于曲柄轴4、5上(如图9)，而使曲柄轴5与曲柄轴4反向转动，即曲柄轴5为顺时针转动，自转轮7之内侧也随同顺时针转动，但其外侧的齿轮跟随链条逆时针转动，自转轮7的内外侧相互反向空转，当右脚踩下适当幅度后，则可更换左脚向下踩踏自动升起的左踏板。

请参阅图15所示，当踩踏该左脚曲柄臂11时，曲柄轴5连动自转轮7的内外侧及链条14同时逆时针转动，链条14连动自转轮6的外侧齿轮逆时针转动，因自转轮6的外侧齿轮侧边与链轮8的相邻侧边固定接合，因此连动链轮8逆时针转动，链轮8以与后轮的自转轮套接的链条，将左脚的踏力传至后轮，使车前进；在左脚向下踩踏的同时，因相互啮合之正齿轮2、3固定套接于曲柄轴4、5上(如图9)，而使曲柄轴4与曲柄轴5反向转动，即曲柄轴4为顺时针转动，自转轮6之内侧也随同顺时针转动，但其外侧之齿轮跟随链条逆时针转动，自转轮6的内外侧相互反向空转，当左脚踩下适当幅度后，则可更换右脚向下踩踏自动升起的右踏板。

本实用新型与公知脚踏车之踩踏物理特性分析(以相同的曲柄臂长R、踏力F、踏速ω予以比较)：(1)请参阅图1、图2及图3所示，对于公知左、右脚踩踏一圈360°的平均力距τav1为：

$\mathrm{\τav}1=1/2\mathrm{\π}\[{\∫}_0^{\mathrm{\π}}\mathrm{FR}\sin \mathrm{\θd\θ}+{\∫}_{\mathrm{\π}}^{2\mathrm{\π}}\mathrm{FR}\sin \mathrm{\θd\θ}\]$

                    ＝0.637FR

                    ＝0.637τmax(τmax＝FR当θ＝π/2之力距)(2)请参阅图4及图5所示，当以左、右脚踩踏幅度在曲柄角为±45°为例时，其踩踏360°的平均力距τav2为：

$\mathrm{\τav}2=1/2\mathrm{\π}\[{\∫}_{1/4\mathrm{\π}}^{3/4\mathrm{\π}}\mathrm{FR}\sin \mathrm{\θd\θ}\]\×4$

                    ＝0.9FR

                    ＝0.9τmax(τmax＝FR当α＝0时之力距)(3)第(1)、(2)项的平均力距比为：

τav2/τav1＝0.9/0.637＝1.413(增加41.3％)(4)当本实用新型与公知脚踏车的踩踏速度均为ω时，第(1)、(2)项的平均输出功率比为：

P₂/P₁＝τav2ω/τav1ω＝τav2/τav1

        ＝0.9/0.637＝1.413(増加41.3％)(5)当本实用新型与公知脚踏车以相同的踏速ω踩踏，第(1)、(2)项的行车速度比为：

    P₂/P₁＝(V₂/V₁)²＝1.413

V₂/V₁＝1.189(不考虑空气阻力，增加18.9％)

综上所述，可以知道本实用新型的脚踏车的上下交互踩踏省力型传动装置已具实用性、新颖性与创造性，又本实用新型的创新构造也不曾见于同类产品公开使用，申请前更未见于诸类刊物上有报道，完全符合实用新型专利申请要件，故依专利法提出申请，恳请早日给予审查并授予专利。

以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，故凡是运用本实用新型说明书及附图内容所为的等效结构变化，或直接或间接运用于其它相关的技术领域均同理皆包含于本实用新型的保护范围内。

Claims (1)

1.一种脚踏车的上下交互踩踏省力型传动装置，其特征在于：它包括二支曲柄轴，该二支曲柄轴是以轴承固定接合于一齿轮箱上，该齿轮箱内部啮合二正齿轮，外部有二自转轮，该二正齿轮与二自转轮，套接于该二曲柄轴之上，该二自转轮是以一链条套接，一链轮及一轴承套接于该曲柄轴之上。

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