CN87212043U - 齿条踏板式前驱动自行车 - Google Patents

Abstract

一种齿条踏板式前驱动自行车，属于人力自行车领域。特征是：采用齿条踏板传动装置直接驱动前车轮。主要解决降低车座高度和使踏板直线往复运动的问题。优点是：踏板直线往复运动，无死点，操作省力，传动效率高；椅式车座，操作舒适，车身低矮，行车安全；无链轮、链条和链罩，梁式车架，结构简洁；适用范围宽，男女老幼皆宜；适宜装配车棚。

Description

本发明属于自行车领域，特别涉及一种采用齿条踏板传动装置直接驱动前车轮的自行车。

已有的摇杆踏板式自行车和曲柄脚镫式链传动的普通自行车，尚存在以下缺点：

（1）、鞍座的位置较高，由此带来许多缺点。

人的乘车姿势是骑而不是坐——不舒适；

人骑在较高的车座上，双脚很难同时触及地面，当骑行中需要暂停时，不能用双脚触地的办法继续骑在车上，遇此暂停车情况时，大多数人都从车上下来——不方便；

人骑在较高的车座上，重心高，稳定性差，遇到紧急情况时，不能用双脚触地的办法来增加车的稳定，而往往慌忙下车，有时导致人车一起摔倒——不安全。

（2）、传动装置的结构不紧凑。

踏板式自行车的踏板或普通自行车的脚镫不是直接驱动车轮，而是要经链轮、链条、杠杆等中间构件间接地驱动后车轮，这些中间构件占据的位置比较分散，使车的传动机构不紧凑。

本发明的目的是提出一种能克服上述缺点的新型自行车。

欲达此目的，须解决下述问题；

（1）降低座位高度，使人坐在车上双脚能很容易地同时触及地面；

（2）座位降低后，如果人腿仍向下踏动踏板或脚镫，会感到双腿屈伸困难，因此低座位的自行车，其驱动装置势必要放在车的前方，且最好能直接驱动前车轮。为此须设计一种能驱动前车轮的传动装置；

（3）前车轮做为驱动车轮后，须设计相应的转向装置。

本发明提出如下方案解决上述问题：

（1）、采用直径较小的后车轮以降低座位的高度，使本自行车成为坐式自行车。

（2）、采用直线往复运动的齿条踏板式传动装置，并将其直接装配在前车轮的轴心线上，使前车轮成为驱动车轮。

（3）、采用前车轮转向或后车轮转向或前、后车轮共同转向的转向装置。

本发明的结构原理见附图1。由图所示，本齿条踏板式前驱动自行车主要由前车轮1、车架2、后车轮3、齿条踏板传动装置4、转向车把5、车座6和转向车叉7等组成，其特征在于前车轮的轴心线上具有齿条踏板传动装置。

图中的前车轮1为普通车轮。

图中的车架2为单梁或双梁结构的梁形车架。

图中的后车轮3为直径较小的车轮。

图中的转向车把5，可以是普通的车把，也可以是转向操纵杆。

图中的车座6为椅式车座。

图中的转向车叉7为普通车叉。

图中的齿条踏板传动装置4，其结构原理见附图2。图2是图1中沿A－A的剖视图，由图所示，它主要由左驱动齿条8、左复位齿条9、左飞轮10、左复位齿轮11、左踏板12、驱动轮13、辐条盘14、复位轴15、右齿条16、右飞轮17、右复位齿轮18、右踏板19、轴承座20、轴承21、轴承22、导向轮23和右条形铁24等组成，其特征在于具有使左、右齿条交替工作的左复位齿轮和右复位齿轮，并且左、右复位齿轮分别在前车轮的左侧和右侧。

图2中各构件的构造及相互间的装配关系如下所述：

左驱动齿条8与左飞轮10相互啮合。

左复位齿条9与左复位齿轮11相互啮合。

左驱动齿条与左复位齿条是一体的，也可以分别制造后再连为一体。连在一体的二根齿条互相平行，齿顶面的方向相对，外形成方框形。

左踏板12用螺拴固定在上述方框形齿条的端面或端部的侧面。

右齿条16具有驱动和复位两种功能，它同时与右飞轮17及右复位齿轮18相啮合。

右齿条16与右条形铁24连为一体，外型成方框形。没有右条形铁也可以。

右踏板19用螺栓固定在方框形的右齿条16的端面或端部的侧面。

左飞轮10和右飞轮17均为超越离合器，它们分别装配在驱动轮毂13的左端和右端。

辐条盘14固定在驱动轮毂上。

驱动轮毂13为管状，复位轴15穿过驱动轮毂的内孔。

左复位齿轮11和右复位齿轮18分别固定在复位轴15的左端和右端。

上述各齿条的齿形，可以是渐开线齿，也可以是圆柱状的套筒滚子齿。上述各飞轮及各复位齿轮的齿形，可以是渐开线齿，也可以是链轮齿。

齿条踏板传动装置的工作原理是：踏动左踏板12，与左踏板连为一体的左驱动齿条8及左复位齿条9随其一起运动，左驱动齿条8驱动左飞轮10，带动驱动轮毂13，经辐条盘14而驱动前车轮1，使自行车前进。与此同时，左复轮位齿条9，驱动左复位齿轮11，经复位轴15带动右复位齿轮18，使右齿条16向着与左齿条相反的方向运动，最终使与右齿条连在一起的右踏板复位到起始位置。同理，踏动右踏板19，右齿条16驱动右飞轮17，带动驱动轮毂而驱动自行车前进。在左、右踏板交替工作即左齿条与右齿条交替工作过程中，左、右飞轮交替工作。当踏下左踏板时，左飞轮工作，右飞轮超越，右踏板复位；当踏下右踏板时，右飞轮工作，左飞轮超越左踏板复位。如此不断踏动左、右踏板，自行车不断前进。

本齿条踏板式前驱动自行车的转向装置，有如下三种方案：

第一方案见附图1，图中的转向装置包括转向车把5和转向车叉7。这种转向方案同目前的普通自行车完全相同。由于前车轮既是驱动车轮又是转向车轮，在车轮转弯时，双脚踏动已随前车轮转弯的左、右踏板，会使人感到操作不便，为减轻这种操作不便，可将前车叉与地面的夹角设计得小一些，使双腿的屈伸用力方向与车叉的方向尽量一致，这样，在转弯中踏动左、右踏板就不会感到操作有很大的困难了。

第二方案见附图3。图中的转向装置由转向操纵杆5、转向连杆6和转向车叉7所组成。转向操纵杆是一杠杆，中部的支点与车架为铰链连接，转向连杆与转向操纵杆及转向车叉分别为铰链连接。由图3所示，转向车叉是在后车轮上，因此这种转向方案，使本自行车成为前车轮固定、后车轮转向的前驱动后转向自行车。转向时，拉或推转向操纵杆5，带动转向连杆6，驱动转向车叉7使后车轮3转向。

第三向案见附图4，此方案使本自行车成为前轮驱动、前后轮共同转向的自行车。转向装置由转向车把5、前后两个转向车叉7、前后两个转向连杆6和杠杆25所组成。转向时，操纵转向车把5，带动前转向车叉7，经前转向连杆6、杠杆25和后转向连杆6、带动后转向车叉7，使前后车叉同时向一个方向转向。由于前后车叉共同转向，前后车叉各自转动的角度都较小，使转向中踏动踏板的操作变得比较方便。

比较上述三个转向方案，第一方案结构简单并且符合人们用车把转向的习惯，但转弯中踏动踏板的舒适性较差；第二方案前车轮固定，在转弯中踏动踏板不受影响，但后转向不如前转向灵敏；第三方案转向最灵敏，并且转弯中踏动踏板的舒适性也较好。一般地说，自行车运动中转弯都是短时间的，即使停止踏动踏板，转弯中的路程靠车的惯性也能走完，因而上述三个转向方案都是可行的，其中第三方案为最佳方案。

本齿条踏板式前驱动自行车具有很多优点：

（1）、是坐式自行车，操作舒适。

（2）、车的座位较低，人坐在车上双脚随时都可同时落地，人的双脚及前后车轮构成四点落地的稳定状态，增加了安全性，即使在骑行中遇到紧急情况，在刹车的同时双脚落地，一般是不会摔倒的。

（3）、车暂停时，双脚落地，可继续坐在车上而不必下车；上车时可先坐稳后驱动。这些都增加了操作的方便性。

（3）、没有链条和链罩，采用梁形车架，使车的结构紧凑、简洁。

（4）齿条踏板传动装置，踏板直线往复运动，没有死点，操作省力，传动效率高。

（5）、车身低矮，有很宽的适用范围，男、女、老、少咸宜。

（6）、由于车身较低，增加了自行车装配车棚的可行性和实用性。本发明装配车棚后将成为全天候自行车。附图5给出了装配车棚后的示意图。由图所示，车棚是折叠式的，使用时车棚展开，车棚的前端固定在车的前端，不使用车棚时，将车棚折叠后置于车尾，非常方便适用。

图1、图2、图3、图4也是本发明的实施例。在上述实施例中，前车轮直径660毫米，后车轮直径510毫米，前后轮中心距1050毫米。座位高550毫米。齿条踏板传动装置的左、右飞轮采用普通自行车的通用飞轮，各齿条的齿形均采用普通自行车链条的圆柱套筒滚子齿，即用套筒滚子经夹板固定成为齿条。

实施本发明，如果不采用普通自行车的通用飞轮，而是设计外形较小的飞轮，可使齿条踏板传动装置的外形减小。

本发明的齿条踏板传动装置，也可做为人力三轮车或人力四轮车的传动装置。

Claims (3)

1、一种齿条踏板式前驱动自行车，由前车轮[1]、车架[2]、后车轮[3]、齿条踏板传动装置[4]、转向车把[5]、车座[6]和转向车叉[7]组成，本发明的特征是：

①齿条踏板传动装置[4]安装在前车轮[1]的轴心线上。

②齿条踏板传动装置[4]主要由左驱动齿条[8]、左复位齿条[9]、左飞轮[10]、左复位齿轮[11]、左踏板[12]、驱动轮毂[13]、辐条盘[14]、复位轴[15]、右齿条[16]、右飞轮[17]、右复位齿轮[18]、右踏板[19]、轴承座[20]、轴承[21]和轴承[22]等组成。

左驱动齿条与左飞轮相互啮合，左飞轮和右飞轮分别固定在驱动轮毂的左端和右端，驱动轮毂上还固定有辐条盘，右齿条与右飞轮相互啮合，由左踏板、左驱动齿条、左飞轮、驱动轮毂、辐条盘、右飞轮、右齿条和右踏板来完成驱动功能。

驱动轮毂为管状，复位轴穿过驱动轮毂的内孔伸出两端，左复位齿轮和右复位齿轮分别固定在复位轴的左端和右端，左复位齿条与左复位齿轮相互啮合，右齿条与右复位齿轮相互啮合，由左复位齿条、左复位齿轮、复位轴、右复位齿轮和右齿条来完成使左驱动齿条与右齿条交替恢复起始位置的复位功能。

左驱动齿条与左复位齿条是连为一体的，二根齿条互相平行，齿顶面方向相对，外形呈方框形，左踏板固定在方框的端面或侧面。

右踏板固定在右齿条的端面或侧面。

2、根据权利要求1所述的齿条踏板式前驱动自行车，其特征在于所述的左驱动齿条、左复位齿条和右齿条的齿形是渐开线齿，也可以是圆柱状的套筒滚子齿，所述的左飞轮、左复位齿轮、右飞轮和右复位齿轮的齿形是渐开线齿，也可以是链轮齿。

3、根据权利要求1、2所述的齿条踏板传动装置，也可做为人力三轮车或人力四轮车的传动装置。

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