CN2590844Y - 惯性加力自行车 - Google Patents

Abstract

实用新型惯性加力自行车由车轮、车架、及固联在后轮轴上的轮系组成。骑行时，脚踏曲柄踏板(1)、经链轮(2)、飞轮(7)、轮系驱动后轮，车前行，并使惯性轮(24)高速旋转，脚稍停，链轮(2)、飞轮(7)，轮系不传力给惯性轮(24)，惯性轮(24)瞬间逆向传动中心齿轮(10)，中间齿轮(11)、钢圈(4)，推动后轮旋转，自行车继续前行。急刹车停车，后轮不转，没有力传给惯性轮(24)，惯性轮(24)以惯性力自转，并瞬间逆向传动，推动中间齿轮(11)，在大齿轮(23)齿圈内沿内齿圈绕中心齿轮(10)公转。推车行走时，与骑行时运动关系相同。该车骑行舒适、轻快、稳定性好，成本低。

Description

惯性加力自行车

一、技术惯域

本实用新型属于人力自行车，是一种装有惯性加力装置的自行车。

二、技术背景

现有自行车通常不装有加力装置，这种自行车骑着很费力，骑行时需要不停的加力，稍微停止加力，滑行一段路后就会停车，所以人骑自行车会感到很累。近年来，出现了一种在自行车上安装电动机的所谓电动自行车，使自行车的结构复杂化，提高了生产成本和使用成本。并需经常充电，增加了不少麻烦，还有大量的蓄电池需要处理。因此，设计一种更简便、更舒适、更省力、更合乎环保要求的自行车是人们共同的愿望。

三、实用新型内容

针对上述自行车的不足和实际生活中人们对自行车的需要，为提高自行车骑行时的舒适性和轻快感，提高自行车这种环保交通工具的使用性能，研制装有惯性加力装置的惯性加力自行车是本实用新型的设计任务。

本实用新型的主要结构由车轮、车架、座位、前车把、左、右刹车手柄及固装在中档轴上的链轮和固联在后轮轴上的轮系组成。其特征在于后轮钢圈上固装有左、右辐盘，右辐盘外侧固装有飞轮，并套装在后轮轴上。在左右辐盘之间，内部惯性轮座套装在后轮轴上，其一端固装有惯性轮，另一端固装有中心齿轮。左辐盘内侧固装有大齿轮。另有盘座也套装在后轮轴上，其一端固装有中间轴，套装在中间轴上的中间齿轮，分别与大齿轮及中心齿轮啮合，构成周转轮系。盘座的另一端伸出左辐盘之外周装有刹车盘，左辐盘与盘座套装。由图1和图2显见，固装在车架上的刹车支座上固装有小轴，偏心轮套装在小轴上。偏心轮上焊有摆杆，在偏心轮圆周上开有V型槽，与刹车盘圆周上的倒Λ型凸缘嵌卡。在自行车前车把上装有左、右刹车手柄，右刹车手柄与车架上的前轮刹轮闸连接，控制前轮刹车。左刹车手柄上引出二根钢丝拉绳，一根与车架上的后轮刹轮闸连接，控制后轮刹车，另一根与偏心轮上的摆杆连接，控制摆杆的摆动。拉伸弹簧的一端与刹车支座铰连，另一端与摆杆铰连。

采用上述结构的惯性加力自行车，可从下述工作原理体现：(一)、在同一状态即左刹车手柄松开(右刹车手柄的操作程序与普通自行车相同，略)，后刹轮闸不刹后轮，后轮呈自由状态。受拉伸弹簧拉力的作用，偏心轮圆周上的V型槽嵌卡在刹车盘圆周上倒Λ型凸缘上，中间轴被锁定，该周转轮系成为定轴轮系的状态下，分四种情况详述：1、在公路上骑行时，脚踏曲柄踏板，依次带动链轮、链条、飞轮、右辐盘、钢圈旋转，自行车前行。同时，左辐盘随钢圈转动，带动定轴轮系的大齿轮、中间齿轮、中心齿轮、惯性轮转动。由于大齿轮是增速传动，所以惯性轮是高速旋转，并产生很大的惯性力。2、当脚稍微停止加力瞬间，曲柄踏板不受力，链轮、飞轮、右辐盘、钢圈、左辐盘、大齿轮、中间齿轮、大齿轮、中心齿轮均没有传动力，只有惯性轮以自身的惯性力继续高速旋转，惯性轮由被动轮变为主动轮，并逆向传动定轴轮系的中心齿轮、中间齿轮、大齿轮、左辐盘、钢圈、后轮转动。由于中心齿轮是减速传动，所以惯性轮有比较大的传动力带动后轮旋转，使自行车继续前行。此时钢圈带动右辐盘、飞轮外圈滑转(因飞轮内部是单向棘齿结构。不能逆向传动)。3、当遇到坡路行驶时，曲柄踏板需要加大踏力，若人的踏力增加不上或不愿加力时，曲柄踏板受力减小，自行车就会减速。此时曲柄踏板、链轮、飞轮、右辐盘、钢圈、左辐盘、大齿轮、中间齿轮、中心齿轮均没有推动力，只有惯性轮在惯性力作用下旋转，并逆向传动，带动中心齿轮、中间齿轮、左辐盘、钢圈转动，增加上坡驱动力。此时钢圈带动右辐盘、飞轮外圈滑转。4、推车行走时，曲柄踏板、链轮、飞轮均不动，右辐盘不受力。唯自行车后轮与地面的磨擦力，使后轮成为主动轮，依次带动钢圈、左辐盘、大齿轮、中间齿轮、中心齿轮、惯性轮高速(相对于后轮)旋转，由于人的行走是一步一步不均匀前行，有一个停歇间隙，其运动关系如同脚稍稍微停止加力时情况一样，惯性轮依自身惯性力旋转并逆向传动给后轮钢圈一个推动力促进后轮旋转，所以推车也轻快，此时钢圈依然带动右辐盘、飞轮外圈滑转，(二)、当需要急刹车停车时，迅速捏紧前车把上的左刹车手柄，左刹车手柄上的二根钢丝拉绳同时拉动，一根拉动后轮刹轮闸夹紧后轮钢圈，后轮不转。另一根拉动偏心轮上的摆杆，使偏心轮绕偏心轴旋转一定的角度，偏心轮圆周上的V型槽与嵌卡在刹车盘圆周上倒Λ型凸缘分开。此时中间轴不锁定，该周转轮系成为行星轮系。此时曲柄踏板不受力，链轮、飞轮、右辐盘、钢圈、左辐盘、大齿轮、均处于静止状态，对惯性轮突然停止加力，惯性轮只能在自身惯性力的推动下自转，并迅速逆向传动中心齿轮，推动中间齿轮在大齿轮内沿齿轮内圈，绕中心齿轮公转。当需要再前进时，左手松开左刹车手柄，则又恢复了在公路上骑行时状态。

四、附图说明

图1是本实用新型后轮轴上左右辐盘内安装的惯性加力装置全部示意图

图2是图1中A-A剖视示意图。

五、具体实施方案

由图1可见，本实用新型的惯性加力装置是装在有车轮、车架等自行车后轮轴左、右辐盘(15)、(5)内的周转轮系装置。在后轮钢圈(4)上固装有左、右辐盘(15)(5)，在右辐盘(5)外侧固装飞轮(7)，并套装在后轮轴(8)上，其一端固装有惯性轮(24)，另一端固装有中心齿轮(10)。左辐盘(15)内侧固装有大齿轮(23)。另有盘座(21)套装在后轮轴(8)上，其一端固装有中间轴(22)，套装在中间轴(22)上的中间齿轮(11)，分别与大齿轮(23)及中心齿轮(10)啮合，构成了周转轮系。盘座(21)′的另一端伸出左辐盘(15)之外固装有刹车盘(20)。左辐盘(15)与盘座(21)套装。由图1和图2显见，固装在车架(3)上的刹车支座(19)上固装有小轴(18)，偏心轮(16)套装在小轴(18)上，在拉伸弹簧(25)拉力作用下，偏心轮(16)圆周上V型槽与刹车盘(20)圆周上倒Λ型凸缘常闭合嵌卡。在自行车前车把上装有左、右刹车手柄，右刹车手柄与车架(3)上的前轮刹轮闸连接，控制前轮刹车。左刹车手柄引出二根钢丝拉绳(12)、(13)，钢丝拉绳(12)与车架(3)上的后轮刹轮闸(14)连接，控制后轮刹车。另一根钢丝拉绳(13)与偏心轮(16)上的摆杆连接，控制偏心轮(16)的摆动。拉伸弹簧(25)，其一端铰接在摆杆(17)上，另一端铰接在刹车支座(19)上。

采用上述结构的惯性加力自行车，可从下述工作原理体现：(一)、在同一状态即左刹车手柄松开，[刹轮闸(14)不刹后轮钢圈(4)，后轮为自由状态]，受拉伸弹簧(25)的拉力作用，偏心轮(16)四周上的V型槽与刹车盘(20)圆周上倒Λ型凸缘当闭合嵌卡，中间轴(22)被锁定，该轮系成为定轴轮系的状态下分四种情况详述。1、当在公路上骑行时，脚踏曲柄踏板(1)，依次带动链轮(2)、链条(6)、飞轮(7)、右辐盘(5)、钢圈(4)转动，自行车前行。同时左辐盘(15)随钢圈(4)转动，依次带动定轴轮系的大齿轮(23)、中间齿轮(11)、中心齿轮(10)和惯性轮(24)旋转，由于大齿轮(23)是增速传动，所以惯性轮(24)高速旋转，并产生很大的惯性力。2、当脚稍微停止加力瞬间，曲柄踏板(1)不受力，依次链轮(2)、飞轮(7)、右辐盘(5)、钢圈(4)、左辐盘(15)、大齿轮(23)、中间齿轮(11)、中心齿轮(10)均没有推动力。只有惯性轮(24)以自身的惯性力不停的高速旋转，并逆向转动，由被动轮变为主动轮，带动中心齿轮(10)、中间齿轮(11)、大齿轮(23)、左辐盘(15)、钢圈(4)、后轮转动。由于中心齿轮(10)是减速传动，所以惯性轮(24)有较大的传动力，带动后轮旋转，使自行车继续前行。此时钢圈(4)带动右辐盘(5)、飞轮(7)的外圈滑转(因飞轮内部是单向棘齿结构，不能逆向传动)。3、当遇到坡路行驶时，曲柄踏板(1)需要加大踏力，若人的踏力增加不上或不愿加大踏力时，自行车就会减速，此时曲柄踏板(1)没有踏力，依次链轮(2)、飞轮(7)、右辐盘(5)、钢圈(4)、左辐盘(15)、大齿轮(23)、中间齿轮(11)、中心齿轮(10)均没有推动力。唯惯性轮(24)在惯性力推动下高速自转，并及时逆向传动，依次带动中心齿轮(10)、中间齿轮(11)、大齿轮(23)、左辐盘(15)、钢圈(4)转动，增加上坡驱动力上坡。此时钢圈带动右辐盘(5)、飞轮(7)的外圈滑转。4、推车行走时，曲柄踏板(1)、链轮(2)、飞轮(7)均不转动，右辐盘(5)不受力。唯自行车后轮轮胎与地面的磨擦力，使后轮成为主动轮，依次带动钢圈(4)、左辐盘(15)、大齿轮(23)、中间齿轮(11)、中心齿轮(10)惯性轮(24)高速旋转(相对于后轮)。由于人的行走是一步一步不均匀前行，就有一个停歇间隙。其运动关系如同脚稍微停止加力时情况一样。惯性轮(24)依自身惯性力旋转并逆向传给后轮钢圈(4)一个推动力，促进后轮旋转，所以推车也轻快。此时，钢圈(4)带动右辐盘(5)、飞轮(7)外圈滑转。(二)、当需要急刹车时，迅速捏紧前车把上的左刹车手柄，则左刹车手柄上的二根钢丝拉绳(12)、(13)同时拉动。一根拉动后轮刹轮闸(14)，夹紧后轮钢圈(4)，后轮不转。另一根钢丝拉绳(13)拉动摆杆(17)，使偏心轮(16)绕偏心轴(18)旋转一定的角度，将偏心轮(16)圆周上V型槽，与刹车盘(20)圆周上倒Λ型凸缘分开，中间轴(11)不锁定，该周转轮系为行星轮系，曲柄踏板(1)不受力、链轮(2)、飞轮(7)、右辐盘(5)、钢圈(4)均不受力，处于静止状态。后轮钢圈(4)、左辐盘(15)、大齿轮(23)均为静止状态。此时的惯性轮(24)不受力。只靠自身惯性力自转，并及时逆向传动，带动中心齿轮(10)、中间齿轮(11)、在大齿轮(23)内沿内齿围绕中心轮(10)公转，当需要再前进时，左手松开左刹车手柄，则又恢复了在公路上骑行状态。

由于采用了惯性加力装置，根据角动量守恒定律，高速转动的转子[这里指惯性轮(24)]，将保持其对称轴在空间指向不变的原理。增加了自行车的稳定性。

综上述可知，装有惯性加力装置的自行车，可给自行车后轮一定的驱动力，增加了骑车的舒适性和轻快感，增加了自行车的稳定性。并且不需动力、不需燃料、不需电，是一种没有污染的绿色环保交通工具。

Claims (2)

1、惯性加力自行车主要由车架、车轮、座位、前车把以及固联在中档轴上的链轮、后轮轴上的轮系组成，其特征在于后轮钢圈(4)上固装有左、右辐盘(15)、(5)，右辐盘(5)外侧固装有飞轮(7)，并且套装在后轮轴(8)上，在左、右辐盘(15)、(5)之间内部，惯性轮座(9)套装在后轮轴(8)上，其一端固装有惯性轮(24)，另一端固装有中心齿轮(10)，左辐盘(15)内侧固装有大齿轮(23)，另有盘座(21)套装在后轮轴(8)上，其一端固装有中间轴(22)，套装在中间轴(22)上的中间齿轮(11)，分别与大齿轮(23)及中心齿轮(10)啮合构成周转轮系，盘座的另一端伸出左辐盘(15)之外固装有刹车盘(20)，并且左辐盘(15)与盘座(21)套装，另有固装在车架(3)上的刹车支座(19)上固装有小轴(18)，偏心轮(16)套装在小轴(18)上，偏心轮(16)上焊有摆杆(17)，在偏心轮(16)圆周开有V型槽，在刹车盘(20)圆周上车成倒Λ型凸缘。

2、根据权利要求1所述的惯性加力自行车，其特征在于刹车支座(19)固装在车架(3)上，小轴(18)固装在刹车支座(19)上，偏心轮(16)套装在小轴(18)上，偏心轮(16)上焊有摆杆(17)，在拉伸弹簧的拉力作用下，偏心轮(16)圆周上开有V型槽与刹车盘(20)圆周上的倒Λ型凸缘相嵌卡。