CN2533055Y - 一种可转位曲柄 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及有脚踏功能的自行车，尤其涉及有脚踏功能的电动自行车或燃油助力车的曲柄，主要是左、右曲柄中有一个可转位曲柄，其特征在于主要由可转机构、锁定与解锁机构、复位机构等三个机构组成，使该曲柄成为能自动复位锁定的可转位曲柄，从而能与配对的曲柄在中轴视向的夹角方便地变为零，又能自动复位到约180°并锁定，给骑车者带来舒适。

Description

一种可转位曲柄

技术领域

本实用新型涉及有脚踏功能自行车的曲柄，尤其涉及有脚踏功能电动自行车和有脚踏功能燃油助力车的曲柄。

背景技术

由检索知，目前各种有脚踏功能的自行车，包括有脚踏功能的电动自行车和有脚踏功能的燃油助力车，它们的左曲柄或右曲柄都是在一个零件上制出安装脚蹬轴的螺孔和与中轴相配合的内孔的，左、右曲柄杆之间的中轴视向夹角都固定约180°。在骑行纯脚踏驱动的自行车时，大部分时间左、右脚在交替使劲往下蹬，因此这时人体重量的一大部分被脚所分担，较大地减轻了体重给臀部的负担，并且由于左右脚在交替使劲而不断变换位置，双腿也较为自然、舒适；在电动骑行大多数有脚踏功能的电动自行车时，大部分时间左、右脚不是交替往下使劲蹬，而是一前一后地分别轻踏在左、右脚蹬上，这时人体的重量主要由臀部所负担，由于为了方便有时候的脚踏骑行，有脚踏功能电动自行车的鞍座，其外形、尺寸应该与纯脚踏驱动自行车的鞍座相同，支撑臀部的表面积要比摩托车的鞍座小得多，所以当电动骑行有脚踏功能的电动自行车时间较长时，因臀部与鞍座相接触部分的单位面积受到的压力必然较大，臀部的肌肉容易产生疲劳、酸痛，另外，左、右脚长时间一前一后地分别踏在左、右脚蹬上不变换位置，双腿也不太自然和舒适；在燃油驱动骑行有脚踏功能的燃油助力车时，情况应与电动骑行有脚踏功能的电动自行车相同。目前少数有脚踏功能的电动自行车和多数有脚踏功能的燃油助力车，其鞍座的外形、尺寸与小型摩托车的鞍座相近，都比较大，这种形式鞍座的优点是解决了臀部与鞍座相接触部分单位面积受到的压力较大的问题，但是坐在这种形式的鞍座上脚踏骑行电动自行车或燃油助力车，是不利于双腿使劲的；目前相当一部分有脚踏功能的电动自行车和大多数有脚踏功能的燃油助力车，在其鞍座前下方、中轴前上方处设置了一块供双脚并行踏放的平面，这种形式的电动自行车或燃油助力车的优点是，在电动骑行或燃油驱动骑行时，左、右脚可以并行轻踏在鞍座前下方、中轴前上方的这一平面上，解决了左、右脚长时间一前一后地踏在左、右脚蹬上不变换位置而双腿不太自然和舒适的问题，但是这种形式的电动自行车或燃油助力车，在电动骑行或燃油驱动骑行时，因左、右脚偏离人体重心较前，所以双脚上只能承担部分腿的重量，而体重的大部分仍由臀部负担，如果是与纯脚踏功能自行车的鞍座一样，骑行时间稍长，臀部的肌肉也容易产生疲劳、酸痛，另外，一辆自行车上既有骑车者骑行用的脚蹬，又有供骑车者双脚踏放的平面，在充分和合理利用部件功能方面也是欠妥的。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是给骑车者提供一种能使骑车者在电动骑行电动自行车或燃油驱动骑行燃油助力车时臀部不易疲劳、酸痛，双腿也自然、舒适的新颖可转位曲柄，该可转位曲柄还具有纯脚踏驱动自行车之曲柄的功能。

解决上述技术问题的本实用新型包括有与中轴相配的柄部中央孔、与脚蹬轴相配的曲柄远端螺孔及该中央孔和远端螺孔赖于存在的能起力臂作用的实体，如果是链轮侧的可转位曲柄，在柄部还可固定连接有链轮，其特点在于所述的实体主要由可转机构、锁定与解锁机构和复位机构等三个机构组成，可转机构主要又由可转曲柄杆、柄块和封板等组成，锁定与解锁机构主要是在可转曲柄杆、柄块等的合适位置处制出一些孔或槽外，还增添了弹销、弹簧、压钮等，复位机构主要是在可转位曲柄的合适位置上装置复位弹簧，按下锁定与解锁机构中的压钮并对可转机构中的可转曲柄杆旋向施一合适外力，所述的远端螺孔能围绕所述的柄部中央孔转动到需要的位置，电动骑行电动自行车或燃油驱动骑行燃油助力车时臀部不易疲劳、酸痛，双腿也自然、舒适，撤消对可转机构中的可转曲柄杆及锁定与解锁机构中的压钮所施的外力，该远端螺孔又能相对该柄部中央孔自动复位锁定，脚踏骑行时传递扭矩。所述的可转机构、锁定与解锁机构和复位机构又分别具体是：(1)可转机构。可转机构能够实现曲柄远端用于装配脚蹬轴的螺孔可围绕与中轴相配的柄部中央孔转动，具体是：可转曲柄杆是由起力臂作用的曲柄杆部和起轴套作用的套圈部构成，在曲柄杆部远端有一用于装配脚蹬轴的螺孔，另一端与套圈部外圆相接成一体，套圈部中制有的轴套孔内段与柄块转轴部外圆转动配合；柄块是可转位曲柄中直接与中轴相装配接触的零件，又是可转位曲柄中的转轴，所以柄块主要由柄部和转轴部构成，在柄部侧有一与中轴头部相装配的中央孔，中央孔的大小、长短及形状等随中轴头部与之相配处的大小、长短及形状等而定，转轴部有一与可转曲柄杆套圈部轴套孔的内段成转动配合的外圆；封板分前、后封板，均为圆形薄片件，是用来把柄块转轴部外圆限位在可转曲柄杆套圈部轴套孔的内段中只作相对转动，其固定连接方式可以有二种，第一种是与可转曲柄杆套圈部前侧或后侧固定连接，可转曲柄杆和封板的组装体可以相对柄块旋转，在这种情况下，前封板或后封板中的一块可以与可转曲柄杆制成一体，成为可转曲柄杆套圈部轴套孔一边沿上的凸边，第二种是与柄块转轴部前侧或后侧固定连接，可转曲柄杆可以绕柄块和封板的组装体旋转，在这种情况下，前封板或后封板中的一块可以与柄块制成一体，成为柄块转轴部外圆一边沿上的凸边。(2)锁定与解锁机构。锁定与解锁机构能够使可转曲柄杆和柄块在左、右曲柄杆中轴视向夹角互成约180°(即初始位置)时相互锁定而传递扭矩或解除锁定而转位，具体是：首先，在柄块转轴部制有一个小横孔或槽，弹销与之滑动配合，弹销弹簧一端顶拨该弹销，另一端支撑在弹销所在的该小横孔或槽的底端部，在可转曲柄杆套圈部圈壁上也制有一个可供弹销顶端部嵌入的小横孔或槽，在左、右曲柄杆中轴视向夹角互成约180°时，柄块转轴部上的小横孔或槽正好对准可转曲柄杆套圈部圈壁上的那个小横孔或槽，这时如已撤消了对压钮的压力，弹销在弹销弹簧的顶拨下，其顶端部可嵌入可转曲柄杆套圈部圈壁上的那个小横孔或槽中，从而锁定可转曲柄杆不能绕柄块转动，即锁定与脚蹬轴相配的曲柄远端螺孔相对柄部中央孔为初始位置，脚踏骑行时能传递扭矩；其次，压钮主要由导向部、径部及压钮限位件等构成，导向部一般位于可转曲柄杆套圈部圈壁上的那个可供弹销端部嵌入的小横孔或槽中成滑动配合，也可以位于也在该可转曲柄杆套圈部圈壁上的其它小横孔或槽中成滑动配合，但该压钮下端必须能伸入可转曲柄杆套圈部圈壁上的那个可供弹销顶端部嵌入的小横孔或槽中，压钮径部主要是实现压钮的有效行程，压钮限位件主要是确定压钮的有效行程，同时也可兼有阻止压钮转动或其它如衬垫等功能，如给压扭施加一定压力，压钮的下端面能把嵌入可转曲柄杆套圈部圈壁上那个小横孔或槽中的弹销部分顶回去，解除对可转曲柄杆相对柄块不能转动的锁定，即使可转位曲柄上与脚蹬轴相配的远端螺孔在外力的作用下能绕柄部中央孔转动，实现左、右曲柄杆中轴视向夹角互成约0°的状态；还有，在可转曲柄杆套圈部，压钮相对与脚蹬轴相配的远端螺孔的中心线和套圈部内孔的中心线构成的平面有一相位角，相位角的大小与方向随可转曲柄杆的长短及可转位曲柄的左右之分而不同，主要是根据能使多数骑车人操作方便而定。(3)复位机构。复位机构能在与脚蹬轴相配的曲柄远端螺孔相对柄部中央孔任意可能的相位角下，作用在可转曲柄杆上的外力被撤消或适当减轻时，克服各种相关重力和摩擦阻力而使可转曲柄杆自动复位到相对柄块为锁定位置，也就是使与脚蹬轴相配的曲柄远端螺孔能自动绕柄部中央孔转动到初始位置，其主要是在上述的可转曲柄杆、柄块和封板等合适位置上装置复位弹簧，一般可以有二种：第一种是用拉伸变形类弹簧，它的一端系扣在固定于后封板上(后封板与柄块转轴部后侧固定连接时)或柄块上的内复位弹簧柄上，(就是弹簧一端的力作用在柄块上)，另一端系扣在固定于可转曲柄杆远端处或脚蹬轴上的外复位弹簧柄上，(就是弹簧另一端的力作用在可转曲柄杆上)，拉伸变形类弹簧的拉伸变形是随可转曲柄杆相对柄块旋转的角度增大而增大的，该拉伸变形类弹簧始终是要把可转曲柄杆拉回以恢复到初始状态，所以能起复位作用；第二种是用扭转变形类弹簧，它的一个扭臂或内端通过柄块上的内复位弹簧柄或紧固件或槽孔等与柄块相连，(就是弹簧一端的力作用在柄块上)，另一个扭臂或外端通过后封板上(后封板与可转曲柄杆套圈部后侧固定连接时)或可转曲柄杆上的外复位弹簧柄或紧固件或槽孔等与可转曲柄杆相连，(就是弹簧另一端的力作用在可转曲柄杆上)，当该扭转变形类弹簧的扭臂或外端被施力而相对初始状态扭转一个角度时，它始终是要通过相对拨转可转曲柄杆以恢复到初始状态，所以也能起复位作用，扭转变形类弹簧中的蜗卷类弹簧也可置于封板的内侧。

本实用新型的一个较佳方案是在上述的方案中：1.在不影响结构强度的情况下，在柄块、可转曲柄杆等零部件的适当位置处设置一些孔或凹坑，可转曲柄杆套圈部设计成不等宽厚，这样能较多地减轻可转曲柄的重量；2.在柄块、可转曲柄杆、封板等零件上需要减摩、耐磨、耐压或防锈的表面嵌套或镀复性能较为合适的材料，这样可以减少这些零件的热处理成本或这些零件可以选用轻质材料或普通材料；3.柄块转轴部制有的一个小横孔或槽垂直于该部外圆并穿透到柄块中央内孔大段，该小横孔的孔底或槽端被配合在柄块中央内孔大段中的一个成薄壁圆柱状的弹销弹簧挡圈封住，这种结构工艺性较好；4.在压钮径部装置弹性压钮屏，它一方面圆周向屏蔽压钮凸出可转曲柄杆套圈部外圆面的大部分或全部，以免压钮凸出部分绊裤脚，另一方面，如已撤消了对压钮柄的压力，能帮助被压下的压钮复位，可适当减小弹销弹簧的弹力，压钮屏一般为狭长形弹性件；5.对于复位机构，增设限位装置，如在可转位曲柄的复位过程中，当可转曲柄杆绕柄块转动到锁定位置时，可转位曲柄上有一对圆周向限位块相互接触，可转曲柄杆不再继续绕柄块转动，这样能帮助弹销顶端顺利嵌入可转曲柄杆套圈部圈壁上的那个可供弹销顶端部嵌入的小横孔或槽中以实现锁定，如在可转位曲柄的转位过程中，当可转曲柄杆相对锁定位置绕柄块转动180°时(即左、右曲柄杆中轴视向夹角互成约0°时)，可转位曲柄上又有一对圆周向限位块相互接触，可转曲柄杆不再继续绕柄块转动，这样能保护复位弹簧免遭过负荷损伤。

本实用新型与背景技术相比所具有的有益的效果是：若在有脚踏功能电动自行车或有脚踏功能燃油助力车的左、右曲柄中有一个采用了可转位曲柄，首先，当骑车者在电动骑行电动自行车或燃油驱动骑行燃油助力车期间，左、右脚分别一前一后轻踏在左、右脚蹬上时间较长而觉得臀部稍有疲劳、酸痛或双腿欠自然、舒适时，只要用可转位曲柄侧的脚跟把压钮柄轻轻压下并保持，压钮的下端便把嵌入该下端能伸入的小横孔或槽中的弹销部分顶回去，解除了可转曲柄杆相对柄块不能转动的锁定，也就是解除了对左、右曲柄杆之间中轴视向约180°夹角初始态的锁定，此刻又用可转位曲柄侧的脚底前部给脚蹬轻施一个力，便使左、右曲柄杆之间的中轴视向夹角近似为零，左、右脚便可同时处于离人体重心垂线较近的中轴正下方，双腿就能同时使劲，并可根据臀部的疲劳、酸痛程度随意调整使劲的大小，适度减轻臀部对体重的负担，从而使骑车者在电动骑行电动自行车或燃油驱动骑行燃油助力车期间，即使没有大鞍座也始终处于自然、舒适之中；其次，当骑车者需要脚踏骑行电动自行车或燃油助力车时，只要把可转位曲柄侧的脚抬高，复位机构就把可转位曲柄复位到可转曲柄杆相对柄块为初始态，即把左、右曲柄杆又复位到中轴视向约180°的夹角，弹销弹簧及弹销自动锁住初始态，左、右脚又分别楚开地踏在左、右脚蹬上，开始脚踏骑行，骑行感觉与骑行纯脚踏驱动的自行车别无二样；还有，整车设计采用了本可转位曲柄后，能使整车结构简洁，有利于其它部件的安排。

附图说明

附图为本实用新型的一个实施例结构图，该实施例是一种左可转位曲柄。图1是带局部剖视的主视图；图2是图1的带局部剖视的俯视图；图3是图1的局部后视图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本实用新型作进一步描述。请参阅附图，由图见，本实施例中：可转曲柄杆9由曲柄杆部和套圈部构成，曲柄杆部远端有一装配脚蹬轴的螺孔，套圈部内孔分为三段，中段内孔与柄块13转轴部外圆转动配合，前侧段内孔与前封板12外圆转动配合，后侧段内孔与后封板14外圆转动配合，前封板12用螺钉固定靠在柄块13转轴部的前侧面，后封板14用螺钉固定靠在柄块13转轴部的后侧面，柄块13转轴部厚度略大于可转曲柄杆9套圈部中段内孔厚度，所以这种情况下可转曲柄杆9能围绕柄块13转轴部转动，但不能轴向脱离柄块13转轴部，柄块13中央有一个与转轴部外圆同轴的二段阶梯孔，靠在柄部侧的内孔段是带锥的方形孔，用来与中轴相装配，靠在转轴部侧的内孔段中装配了弹销弹簧挡圈11，弹销弹簧挡圈11内孔是为安装可转位曲柄到中轴上或从中轴上拆卸时供扳手等伸入或旋入而设置的，平常孔口有一个盖子封住，弹销弹簧挡圈11外圆承托着弹销弹簧6，弹销弹簧6另一端顶在弹销2的内孔底部，弹销2在柄块13转轴部上且垂直于该部外圆的一个小横孔内滑动配合，当柄块13中央方孔的某一特定对角分型面与可转曲柄杆9上的曲柄杆部远端螺孔中心线和套圈部内孔中心线所在的平面相重合时(就是左、右曲柄杆之间中轴视向夹角约180°时，即初始态)，柄块13转轴部上且垂直于该部外圆的那个小横孔及其孔内的弹销2正好对准可转曲柄杆9套圈部圈壁上一个垂直于套圈部内孔的小横孔，如已撤消了对压钮柄3的压力，弹销2顶端部在弹销弹簧6的顶推下就嵌入该小横孔中，锁住了初始态，这时可转曲柄杆9通过弹销2能把扭矩传递给柄块13，驱动中轴转动；可转曲柄杆9套圈壁上那个垂直于套圈部内孔的小横孔与压钮4大径部滑动配合，该小横孔孔口焊接了压钮挡圈5，压钮挡圈5内孔与压钮4小径部滑动配合，压钮4小径部横截面与压钮挡圈5内孔都是一样的多边形，所以压钮4不能转动，压钮4小径端螺纹连接着压钮柄3，压下压钮柄3，压钮4大径端面能把弹销2嵌入自己所在小横孔内的部分顶回去，从而解除对初始态的锁定，这时只要给可转曲柄杆9在非限位方向绕柄块13轻施一定力矩，便能使可转曲柄杆9绕柄块13转动；装在可转曲柄杆9套圈部上的压钮4的轴心线左侧到套圈部内孔中心线和曲柄杆部远端螺孔中心线的所在平面有73°的夹角，这一夹角比较适合于多数人骑行时的解锁操作；在压钮4小径部紧靠压钮柄3处套着片簧1，片簧1中心的孔与压钮挡圈5内孔是相同大小的多边形，所以片簧1也不会转动，且其二端始终支撑在可转曲柄杆9套圈部外圆面上作圆周向滑移，它一方面能使按下的压钮4复位，另一方面圆周向屏蔽着凸出可转曲柄杆9套圈部外圆面的压钮4的小径部分，能避免绊裤脚；后封板14的合理位置处固定连接着内复位弹簧柄10，可转曲柄杆9曲柄杆部远端的螺孔后面固定连接着外复位弹簧柄7，复位弹簧8二端分别扣在内、外复位弹簧柄10、7上，内、外复位弹簧柄10、7之间的距离是随可转曲柄杆9相对柄块13的旋转而变化的，初始态时，内、外复位弹簧柄10、7之间的距离比最近值大一些，复位弹簧8的拉力为一个不为零的设计初值，能确保在可转曲柄杆9相对柄块13任意可能的相位下撤消对可转曲柄杆9上的施力时，复位弹簧8都能克服各种相关重力和摩擦阻力使可转位曲柄向初始态复位；后封板14上固连着一块限位凸柄15，可转曲柄杆9套圈部后侧面上固定连接着一块限位块16，在初始态时，限位凸柄15的凸头一侧面与限位块16的一侧面正好接触，这样可避免在复位过程中因可转曲柄杆9绕柄块13转动的惯性不能使弹销2顺利嵌入可转曲柄杆9套圈壁上那个垂直于套圈部内孔的小横孔中去以锁定初始态。

Claims (6)

1.一种可转位曲柄，包括有与中轴相配的柄部中央孔、与脚蹬轴相配的远端螺孔及柄部中央孔和远端螺孔赖于存在的能起力臂作用的实体，如果是链轮侧的可转位曲柄，在柄部还可固定连接有链轮，其特征在于所述的实体主要由可转机构、锁定与解锁机构和复位机构等组成，可转机构主要又由可转曲柄杆、柄块和封板等组成，锁定与解锁机构主要是在可转曲柄杆、柄块等的合适位置处制出一些孔或槽外，还增添了弹销、弹簧、压钮等，复位机构主要是在可转位曲柄的合适位置上装置复位弹簧，按下锁定与解锁机构中的压钮并对可转机构中的可转曲柄杆旋向施一合适外力，所述的远端螺孔能围绕所述的柄部中央孔转动到需要的位置，撤消对可转机构中的可转曲柄杆及锁定与解锁机构中的压钮所施的外力，该远端螺孔又能相对该柄部中央孔自动复位锁定。

2.根据权利要求1所述的一种可转位曲柄，其特征是所述的可转机构中：可转曲柄杆是由曲柄杆部和套圈部构成，在曲柄杆部远端有一与脚蹬轴相装配的螺孔，另一端与套圈部外圆相接成一体，套圈部中制有的轴套孔内段与柄块转轴部外圆转动配合；柄块主要由柄部和转轴部构成，在柄部侧有一与中轴头部相装配的中央孔，转轴部有一与可转曲柄杆套圈部轴套孔内段成转动配合的外圆；封板分前、后封板，均为圆形薄片件，其固定连接方式可以有二种，第一种是与可转曲柄杆套圈部前侧或后侧固定连接，可转曲柄杆和封板的组装体可以相对柄块旋转，在这种情况下，前封板或后封板中的一块可以与可转曲柄杆制成一体，成为可转曲柄杆套圈部轴套孔一边沿上的凸边，第二种是与柄块转轴部前侧或后侧固定连接，可转曲柄杆可以绕柄块和封板的组装体旋转，在这种情况下，前封板或后封板中的一块可以与柄块制成一体，成为柄块转轴部外圆一边沿上的凸边。

3.根据权利要求1或2所述的一种可转位曲柄，其特征是所述的锁定与解锁机构具体为：首先，在柄块转轴部制有一个小横孔或槽，弹销与之滑动配合，弹销弹簧一端顶拨该弹销，另一端支撑在弹销所在的该小横孔或槽的底端部，在可转曲柄杆套圈部圈壁上也制有一个可供弹销顶端部嵌入的小横孔或槽，在初始位置时，柄块转轴部上的小横孔或槽正好对准可转曲柄杆套圈部圈壁上的那个小横孔或槽，这时如已撤消了对压钮的压力，弹销在弹销弹簧的顶拨下，其顶端部可嵌入可转曲柄杆套圈部圈壁上的那个小横孔或槽中；其次，压钮的导向部位于可转曲柄杆套圈部圈壁上某一小横孔或槽中成滑动配合，压钮的下端能伸入可转曲柄杆套圈部圈壁上的那个可供弹销顶端部嵌入的小横孔或槽中，如给压扭施加一定压力，压钮的下端面就把嵌入可转曲柄杆套圈部圈壁上那个小横孔或槽中的弹销部分顶回去。

4.根据权利要求1或2所述的一种可转位曲柄，其特征是所述的复位机构中的复位弹簧可以是拉伸变形类弹簧或扭转变形类弹簧，其一端的力作用于柄块，另一端的力作用于可转曲柄杆。

5.根据权利要求1或2所述的一种可转位曲柄，其特征是还可在柄块、可转曲柄杆等零部件的适当位置处设置一些孔或凹坑，可转曲柄杆套圈部设计成不等宽厚等。

6.根据权利要求1或2所述的一种可转位曲柄，其特征是还可在柄块、可转曲柄杆、封板等零件的表面嵌套或镀复性能较为合适的材料。

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