CN105836029B - 一种省力自行车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自行车，尤其是一种省力自行车。现有的自行车都是有车架、前轮、后轮、车把、车座，前轮和后轮之间在车架上装有链轮，通过链条和后轮轴上的棘轮机构相传动，链轮通过两侧的曲柄和脚踏板供人力踩踏。这种结构的力学特性受到限制，省力效果不佳，此外，传动链条易损坏，维护不便。本发明包括车架、前轮、后轮、车把、车座，其特征在于：所述后轮两侧各装有一支向前方延伸的压杆，两支压杆通过联动机构相连，压杆的后端通过传动部件与后轮相传动。本发明采用摆杆驱动车轮，力臂长，扭矩大，省力增效，且具有结构简单，造价低廉，坚固耐用等特点，可望成为现有自行车的换代产品。

Description

一种省力自行车

技术领域

本发明涉及一种自行车，尤其是一种省力自行车。

背景技术

现有的自行车都是有车架、前轮、后轮、车把、车座，前轮和后轮之间在车架上装有链轮，通过链条和后轮轴上的棘轮机构相传动，链轮通过两侧的曲柄和脚踏板供人力踩踏。显然，曲柄越长对链轮的轴心形成的转矩越大。可是，曲柄太长不适于人的踩踏动作，因而，这种结构的力学特性受到限制，省力效果不佳，此外，传动链条易损坏，维护不便。

发明内容

本发明的目的是改变现有自行车的链条传动方式，提供一种省力、高效、结实耐用的自行车。

解决上述问题所采用的技术方案是：研制一种省力自行车，包括车架、前轮、后轮、车把、车座，其特征在于：所述后轮两侧各装有一支向前方延伸的压杆，两支压杆通过联动机构相连，压杆的后端通过传动部件与后轮相传动。

所述联动机构是一条柔索，柔索的两端分别连接两支压杆的前端，柔索的中部吊挂在车架的滑轮上。

所述后轮的轮心设有管状轴套，后轮的轮轴由一条轴杆和一段套管插装而成，即一部分轴杆插在套管内，轴套的两端分别与轴杆、套管转动配合，轴套中部设有单向传动的内齿，套管的内端与轴套中部相对，轴杆和套管各设有一个单向传动的棘爪，两个棘爪分别与内齿相配合，轴杆和套管分别与车架转动配合，轴杆和套管的外端各与一支压杆相固连。

所述压杆的后端安装主动齿轮，主动齿轮在相对后轮轮轴之前，通过导向轮和棘轮机构与后轮相传动。

所述压杆的后端安装主动齿轮，主动齿轮在相对后轮轮轴之后，通过导向轮和棘轮机构与后轮相传动。

所述前轮两侧各装有一支扳杆，扳杆通过棘轮机构与前轮相传动，扳杆的后端与压杆前端相传动。

所述扳杆向后延伸，每支扳杆均有两段杆件，两段杆件的连接部设有长槽，长槽内通过穿杆连接形成可水平弯折的弯折节，扳杆的后端与压杆前端相铰连。

所述扳杆向上延伸，扳杆前方设有拉簧或柔索与车架相拉，扳杆与压杆通过柔索相拉。

所述联动机构是在车轮的轴套内装有一套伞形齿轮组，伞形齿轮组有两个与车轮轮轴转动配合且轮齿相对的侧齿轮，两个侧齿轮之间与至少一个中间齿轮相啮合，中间齿轮轴与车轮轮轴垂直且相固连，两个侧齿轮向外延伸的轮盘通过棘轮与车轮轴套的内齿单向传动，且与车轮轴套转动配合，最外一段各与一支压杆或扳杆的一端相固连，车轮的轮轴两端过侧齿轮外端分别与车架相固连。

本发明的有益效果是：采用摆杆驱动车轮，力臂长，扭矩大，省力增效，且具有结构简单，造价低廉，坚固耐用等特点，特别是采用前后驱动以及专用的联动机构，结构更加优化，省力效果更为突出，可望成为现有自行车的换代产品。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是第一种实施例的结构示意图；

图2是第一种实施例的俯视结构示意图；

图3是第二种实施例的结构示意图；

图4是第三种实施例的结构示意图；

图5是第四种实施例的结构示意图；

图6是第四种实施例的俯视结构示意图；

图7是第五种实施例的结构示意图；

图8是第五种实施例的结构简图；

图9是第六种实施例的局部结构立体图；

图10是第六种实施例的局部结构剖视图；

图11是第六种实施例的传动结构示意图。

图中可见：1.车架，2.前轮，3.车把，4.车座，5.后轮，6.轮轴，7.压杆，8.柔索，9.滑轮，10.棘轮，11.轴杆，12.套管，13.主动齿轮，14.导向轮，15.扳杆，16.弯折节，17.拉簧，18.拉索，19.中间齿轮，20.传动子，21.侧齿轮，22.轴套。

具体实施方式

第一种实施例：如图1、图2所示，车架1主要由两三角形管架组成，车架1上装有车把3和车座4，车架前后两端分别装有前轮2和后轮5。所述后轮5两侧各装有一支向前方延伸的压杆7，两支压杆7通过联动机构相连接，联动机构的形式很多，本例推荐的是一条柔索8两端与两支压杆的外端相连接，柔索中部吊挂在车架1的滑轮9上。压杆7的后端通过传动部件与后轮5相传动。所述后轮5的轮心设有管状轴套，后轮5的轮轴6由一条轴杆11和一段套管12插装而成，即一部分轴杆11插在套管12内，轴套的两端分别与轴杆11、套管12转动配合，轴套中部设有单向传动的内齿，套管12的内端与轴套中部相对，轴杆11和套管12各设有一个单向传动的棘爪，两个棘爪分别与内齿即棘轮10相配合，轴杆11和套管12分别与车架1转动配合，轴杆11和套管12的外端各与一支压杆7相固连。

使用时，踩踏一侧压杆即可带动轴杆11或套管12转动，通过棘爪带动轴套和车轮转动。同时，另一侧压杆受柔索8拉扯而向上抬升，棘轮和棘爪脱离啮合而相互滑动。这一过程反复进行，两压杆7上下交替运动，即可不断的驱动自行车前行。

第二种实施例：如图3所示，在前述实施例基础上，压杆7与后轮轴之间增加了主动齿轮13。后轮5的轮轴6上设有棘轮10，主动齿轮13设在棘轮10前方，主动齿轮13和棘轮10通过导向轮14啮合传动。压杆7的后端固定在主动齿轮13上，前端通过柔索8相连，柔索8吊挂在车架1横梁处的滑轮9上。骑行时，踩踏压杆7使主动齿轮13转动，主动齿轮13带动导向轮14和棘轮10转动，棘轮10转为锁止状态驱动车轮也向前转动。同时，柔索8将对侧压杆7向上拉起，带动对侧主动齿轮13、导向轮14、棘轮10反向转动，对侧棘轮10转为自由状态，压杆7如此交替摆动，可使自行车持续前行。

第三种实施例：如图4所示，在前述实施例基础上，将主动齿轮13设在棘轮10的后方，主动齿轮13轮心后移，压杆7的前端位置不变，从而使压杆7长度增加，本实施例相比前述实施例力臂增长，增大了主动齿轮13的扭矩，骑行也更省力。

第四种实施例：如图5、图6所示，在前述实施例基础上，变后轮驱动为双轮驱动。除了后轮5两侧安装两支压杆7以外，前轮2两侧也安装了两支扳杆15。即在前轮2的轮轴6处设置棘轮传动机构，前轮2两侧各装一支扳杆15，扳杆15向后延伸，扳杆15通过棘轮机构与前轮2相传动，扳杆15的后端与压杆7前端相铰连。与后轮5不同，自行车前轮2兼具转向功能，会随车把3的转动发生偏转。即驱动后轮5的压杆7只需上下摆动，而驱动前轮2的扳杆15除上下摆动外，还需随前轮2左右摆动。为此，扳杆15的后端与压杆7前端需由活动部件连接，例如万向轴、球铰、柔索等连接方式均可。每支扳杆15均有两段杆件，两段杆件的连接部设有长槽，长槽内通过穿杆连接形成可水平弯折的弯折节16，解决了具有转向功能前轮的驱动装置与后轮的驱动装置的结合问题。由力学知识可知，这种双轮驱动并不是后轮驱动装置的简单移植，而是更好的利用了前后轮之间的空间，相当于进一步加长了力臂，增大了自行车的驱动力，使骑行更加省力。

第五种实施例：如图7、图8所示，为使扳杆15与压杆7间的连接结构进一步简化，在前述实施例基础上，本实施例将扳杆15改为向上延伸，扳杆15与压杆7通过柔索8相拉。为保证驱动方向的一致性，同侧的扳杆和压杆与一套柔索相连，对侧的扳杆和压杆与另一套柔索相连，这就使得压杆7在上下交替摆动时，可拉动扳杆15前后交替摆动。如第二种实施例所示，纵向柔索可使两压杆7在上下交替摆动，而两扳杆15如实现前后交替摆动，则需要将板杆15回位。如图8a所示，两扳杆15上部设置弹簧17相拉，如图8b所示，两扳杆15上部设置拉索18相拉，弹簧17或拉索18都可将扳杆15回位。本实施例将作用于压杆上的动力传动到后轮，同时通过柔索将动力传动至前轮，将前述实施例的单轮驱动改为两轮驱动，相当于进一步加长了力臂，增大了自行车的驱动力，使骑行更加省力，并简化了第四种实施例中压杆与扳杆之间的动力传动机构。本实施例并非简单地将后轮的驱动装置应用到前轮上，而是在优化动力传动的同时，更好的解决具有转向功能前轮的驱动装置与后轮的驱动装置相结合的问题。

第六种实施例：如图9、图10、图11所示，在前述实施例基础上，对自行车的传动机构，特别是两支压杆或两支扳杆之间的联动机构做了进一步的改进。所述联动机构是在前轮和/或后轮的轴套22内装有一套伞形齿轮组，伞形齿轮组有两个与车轮轮轴转动配合且轮齿相对的侧齿轮21，两个侧齿轮21之间与至少一个中间齿轮19相啮合，中间齿轮19轴与车轮轮轴6垂直且相固连，两个侧齿轮21向外延伸的轮盘分为三段，一段通过传动子20即棘爪与车轮轴套22的内齿单向传动，另一段与车轮轴套22最好通过轴承转动配合，最外一段各与一支压杆7或扳杆15的一端相固连，车轮的轮轴6两端过侧齿轮21外端分别与车架1相固连。这里的伞形齿轮可以是标准的伞形齿轮，也可以是两个内侧面外周均布轮齿的齿环，与侧齿轮相啮合的中间齿轮19可以是伞齿轮，也可以是正齿轮，其外侧面最好是一个球面或围绕轮轴6的圆弧面。中间齿轮19可围绕轮轴6设置多个，也可以是并排安装且相互啮合的奇数齿轮组。只要能够把一个侧齿轮21的转动反向传给对面的侧齿轮21的结构就都是等同的技术方案。

使用时，当一侧的压杆或扳杆向一个方向摆动时，另一支压杆或扳杆就会向相反方向摆动。特别是当一支压杆或扳杆的棘轮机构处于驱动行程时，另一支压杆或扳杆的棘轮机构处于滑动行程，回位非常容易。显然，这种结构既适于后轮，也适于前轮。用于前轮时既可以采用扳杆平置的机构，也适于扳杆竖立的结构。特别推荐后轮采用两支平置压杆，压杆前端通过吊索联动，前轮采用两支竖立扳杆，扳杆上端通过绳索与压杆前端相拉，扳杆的下端连接伞齿轮组联动机构，结构更加简化，工作性能更好。

Claims (1)

1.一种省力自行车，包括车架、前轮、后轮、车把、车座，其特征在于：所述后轮两侧各装有一支向前方延伸的压杆，两支压杆通过联动机构相连，压杆的后端通过传动部件与后轮相传动；

所述前轮两侧各装有一支扳杆，扳杆通过棘轮机构与前轮相传动，扳杆的后端与压杆前端相传动；

所述扳杆向上延伸，扳杆前方设有拉簧或柔索与车架相拉，扳杆与压杆通过柔索相拉；

所述后轮的轮心设有管状轴套，后轮的轮轴由一条轴杆和一段套管插装而成，即一部分轴杆插在套管内，轴套的两端分别与轴杆、套管转动配合，轴套中部设有单向传动的内齿，套管的内端与轴套中部相对，轴杆和套管各设有一个单向传动的棘爪，两个棘爪分别与内齿相配合，轴杆和套管分别与车架转动配合，轴杆和套管的外端各与一支压杆相固连。