專利名稱：微型節(jié)力無鏈變速自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種人力腳踏自行車，具體地說是一種微型節(jié)力無鏈變速自行車。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中自行車，其動力是靠使用者旋轉(zhuǎn)踏蹬自行車中軸處腳拐，促使大鏈輪旋動來提供的。這種方式存有以下缺陷(1)使用者不斷改變用力方向，難免產(chǎn)生人體和車座的磨擦力，導(dǎo)致騎行不適；(2)施力的方向不易與腳拐臂構(gòu)成最佳力角，難以得到最佳力矩，費力；(3)力臂(拐臂)長度受限，難以轉(zhuǎn)化為最大轉(zhuǎn)動力矩；(4)自行車長度、高度受限，難以實現(xiàn)微型化。
而現(xiàn)有技術(shù)自行車的變速是靠變換大輪與小輪的鏈條所處位置來完成的。這種變速方式存在著以下缺陷(1)調(diào)變速換檔時，齒鏈的咬合磨擦；(2)主動輪(大輪)和從動輪(小輪)調(diào)變后，通過鏈條傳動時，不能確保處于同一平面；(3)需靠輪盤的數(shù)量，來保證調(diào)節(jié)變速的量級，變速構(gòu)造繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，本實用新型的目的是提供一種騎行省力、結(jié)構(gòu)簡單輕便、變速靈活的微型節(jié)力無鏈變速自行車。
本實用新型的主要技術(shù)方案是該種微型節(jié)力無鏈變速自行車，包括車把、前叉、前輪、后輪、梁架、鞍座及腳踏動力機構(gòu)和變速機構(gòu)，其特征在于所述的梁架后部呈U型，后輪軸兩端通過單向軸承可轉(zhuǎn)動地固定在梁架后部并突出于梁架后部U型之外，在后輪軸突出部分對稱地設(shè)有一對拐臂，所述的拐臂與后輪軸通過單向軸承連接，拐臂的另一端連接踏板；后輪與二級從動輪固定在一體通過軸承安裝在后輪軸上；在二級從動輪與梁架之間設(shè)有與后輪軸固定連接的一級主動輪，在梁架U型內(nèi)還固定有傳動軸，該軸上固定有同步轉(zhuǎn)動的與一級主動輪配合的一級從動輪、與二級從動輪配合的二級主動輪；在拐臂上還設(shè)有與梁架連接的拐臂復(fù)位機構(gòu)。
進一步地，所述的拐臂復(fù)位機構(gòu)為在拐臂的前部內(nèi)側(cè)對稱地設(shè)有鎖柱，鋼索通過固定在梁架內(nèi)的可轉(zhuǎn)動滑輪后兩端固定在鎖柱上。
所述的拐臂復(fù)位機構(gòu)還可以是在拐臂的后端以后輪軸為支點均設(shè)有復(fù)位短臂，所述的復(fù)位短臂可轉(zhuǎn)動地固定在U型液壓缸的柱塞端，該U型液壓缸可動地固定在與梁架連接的后貨架的下側(cè)。
為實現(xiàn)調(diào)速，所述的拐臂的前端設(shè)有空腔，該空腔內(nèi)置有與拐臂配合的踏板臂，踏板可轉(zhuǎn)動地固定在踏板臂的外側(cè)；拐臂與踏板臂之間設(shè)有鎖緊機構(gòu)。
變速結(jié)構(gòu)中的一級主動輪與一級從動輪、以及二級從動輪與二級主動輪可以是相嚙合。也可以是通過鏈條相配合。
本實用新型的有益效果是始終使騎行者的足部垂直向下施力；并可控制拐臂的張附角，得到最佳力矩。此最佳力和力矩狀態(tài)，使得騎行者倍感省力舒適。因拐臂不用再做圓周運動。并省掉了現(xiàn)行技術(shù)的中軸部位，可使自行車在長度、高度等方面皆可收縮，從而使自行車更微型、輕便、美觀、實用。由于齒輪傳動比的設(shè)置可以輕易實現(xiàn)無級變速；同時調(diào)節(jié)踏板臂的長短還可以實現(xiàn)調(diào)速。與現(xiàn)有技術(shù)的自行車相比，可提高人力與機械的轉(zhuǎn)化效率15％以上。
以下結(jié)合附圖進行詳細說明。


圖1為本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例一的動力機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型實施例二的動力機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1-車把，2-梁架，3-前叉，4-前輪，5-鋼索，6-踏板，7-二級主動輪，8-拐臂，9-一級主動輪，10-后輪，11-鞍座，12-復(fù)位輪，13-后輪軸，14-二級從動輪，15-單向軸承，16-傳動軸，17-一級從動輪，18-踏板臂，19-鎖柱，20-復(fù)位短臂，21-U型液壓缸，22-后貨架。
具體實施方式
如
圖1、圖2、所示為本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
該種微型節(jié)力無鏈變速自行車，包括車把1、前叉3、前輪4、后輪10、梁架2、鞍座11及腳踏動力機構(gòu)和變速機構(gòu)等部分組成。其前輪部分構(gòu)成同現(xiàn)有技術(shù)。主要去掉現(xiàn)有自行車的中軸部分，將其旋動功能與自行車后軸歸并，并實現(xiàn)本實用新型的目的。
連接前輪部分和后輪部分的梁架2后部呈U型，后輪軸13兩端通過軸承可轉(zhuǎn)動地固定在梁架2后部并突出于梁架后部U型之外。在后輪軸13突出部分對稱地設(shè)有一對拐臂8，所述的拐臂8與后輪軸13通過單向軸承連接，拐臂8的另一端連接人施力部位的踏板6；單向軸承的外環(huán)與拐臂8固接，內(nèi)環(huán)與后輪軸13固接；單向軸承的功能是當拐臂8向上運動時后輪軸13不轉(zhuǎn)動，體現(xiàn)出軸承功能；而當向下運動時，其內(nèi)、外環(huán)無相對運動，從而帶動后輪軸13轉(zhuǎn)動。后輪10與二級從動輪14固定在一體通過軸承安裝在后輪軸13上；在二級從動輪14與梁架2之間設(shè)有與后輪軸13固定連接的一級主動輪9，在梁架U型內(nèi)還固定有傳動軸16，該軸上固定有同步轉(zhuǎn)動的與一級主動輪9配合的一級從動輪17、與二級從動輪14配合的二級主動輪7；二級主動輪7與一級從動輪17實際上就是大齒輪懷小齒輪結(jié)構(gòu)；二級從動輪14與自行車后輪10一體，功能同現(xiàn)有自行車的單向小飛輪，并同前述單向軸承功能相同；后輪10經(jīng)單向軸承與后輪軸13相連，并與二級從動齒輪14的內(nèi)環(huán)固為一體。一級主動輪9與一級從動輪17的配合、二級從動輪14與二級主動輪7的配合可以是相嚙合，也可以是通過鏈條相配合。通常主動輪均比從動輪大以實現(xiàn)增速。在拐臂8上還設(shè)有與梁架連接的拐臂復(fù)位機構(gòu)。所述的拐臂復(fù)位機構(gòu)為在拐臂8的前部內(nèi)側(cè)對稱地設(shè)有鎖柱19，鋼索5通過固定在梁架2內(nèi)的可轉(zhuǎn)動滑輪即復(fù)位輪12后兩端固定在鎖柱19上，復(fù)位輪12安裝在固定在梁架2上的復(fù)位輪軸上。
為實現(xiàn)調(diào)速，所述的拐臂8的前端設(shè)有空腔，該空腔內(nèi)置有與拐臂配合的踏板臂18，踏板6可轉(zhuǎn)動地固定在踏板臂18的外側(cè)；拐臂8與踏板臂18之間設(shè)有鎖緊機構(gòu)，如通過拐臂上設(shè)置的銷釘實現(xiàn)鎖緊或其他防滑脫設(shè)計。
當使用者右足踏蹬踏板6時，使處于水平狀態(tài)的拐臂8下行，此時單向軸承的內(nèi)外環(huán)處在不可旋狀態(tài)，促使內(nèi)圈帶動后輪軸13順時針方向旋轉(zhuǎn)，經(jīng)與后輪軸13固接的一級主動輪9、一級從動輪17、二級主動輪7、到二級從動輪14，促使后輪10與二級從動輪14一同沿順時針轉(zhuǎn)動，從而使自行車達到向前行進的目的。在右足踏板向下運動做功的同時，通過復(fù)位鋼索5和復(fù)位輪12的作用，使另一側(cè)的踏板上揚，起到了此起彼伏。實現(xiàn)了將相對獨立的不連貫的作用力(如使用者雙足踏力)，在最佳力矩區(qū)域內(nèi)，轉(zhuǎn)化為連續(xù)的轉(zhuǎn)動力矩。
調(diào)變速時，根據(jù)需要設(shè)定最大傳動比，并據(jù)此傳動比，確定各輪徑大小。拐臂長短伸縮的變化，相對使用者雙足施力的大小及頻率變化，與現(xiàn)行技術(shù)的自行車變速裝置有異曲同工的作用。如調(diào)增拐臂長度(因傳速比恒定)相當于現(xiàn)行變速技術(shù)縮小傳速比(因拐臂長度恒定)。
圖3、圖4所示另一實施例中的拐臂復(fù)位機構(gòu)。即在拐臂8的后端以后輪軸13為支點均設(shè)有復(fù)位短臂20，所述的復(fù)位短臂20可轉(zhuǎn)動地固定在U型液壓缸21的柱塞端，該U型液壓缸21可動地固定在與梁架2連接的后貨架22的下側(cè)。U型液壓缸21的作用與前述鋼索、復(fù)位輪的作用一致，主要實現(xiàn)一個拐臂下降而另一個拐臂抬起的效果。其他基本與前實施例相同。不再贅述。
此外，為了防止拐臂觸地，作為進一步的方案是在兩側(cè)梁架的底部外側(cè)設(shè)限位塊或限位銷。
權(quán)利要求1.微型節(jié)力無鏈變速自行車，包括車把、前叉、前輪、后輪、梁架、鞍座及腳踏動力機構(gòu)和變速機構(gòu)，其特征在于所述的梁架后部呈U型，后輪軸兩端通過軸承可轉(zhuǎn)動地固定在梁架后部并突出于梁架后部U型之外，在后輪軸突出部分對稱地設(shè)有一對拐臂，所述的拐臂與后輪軸通過單向軸承連接，拐臂的另一端連接踏板；后輪與二級從動輪固定在一體通過單向軸承安裝在后輪軸上；在二級從動輪與梁架之間設(shè)有與后輪軸固定連接的一級主動輪，在梁架U型內(nèi)還固定有傳動軸，該軸上固定有同步轉(zhuǎn)動的與一級主動輪配合的一級從動輪、與二級從動輪配合的二級主動輪；在拐臂上還設(shè)有與梁架連接的拐臂復(fù)位機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型節(jié)力無鏈變速自行車，其特征在于所述的拐臂復(fù)位機構(gòu)為在拐臂的前部內(nèi)側(cè)對稱地設(shè)有鎖柱，鋼索通過固定在梁架內(nèi)的可轉(zhuǎn)動滑輪后兩端固定在鎖柱上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型節(jié)力無鏈變速自行車，其特征在于所述的拐臂復(fù)位機構(gòu)為在拐臂的后端以后輪軸為支點均設(shè)有復(fù)位短臂，所述的復(fù)位短臂可轉(zhuǎn)動地固定在U型液壓缸的柱塞端，該U型液壓缸可動地固定在與梁架連接的后貨架的下側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3任何之一所述的微型節(jié)力無鏈變速自行車，其特征在于所述的拐臂的前端設(shè)有空腔，該空腔內(nèi)置有與拐臂配合的踏板臂，踏板可轉(zhuǎn)動地固定在踏板臂的外側(cè)；拐臂與踏板臂之間設(shè)有鎖緊機構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型節(jié)力無鏈變速自行車，其特征在于所述的一級主動輪與一級從動輪相嚙合、二級從動輪與二級主動輪相嚙合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型節(jié)力無鏈變速自行車，其特征在于所述的一級主動輪與一級從動輪、以及二級從動輪與二級主動輪均通過鏈條相配合。
專利摘要一種微型節(jié)力無鏈變速自行車，屬機械傳動的自行車技術(shù)領(lǐng)域，主要解決現(xiàn)有變速自行車結(jié)構(gòu)復(fù)雜、費力、結(jié)構(gòu)單一的問題。它包括車把、前叉、前輪、后輪、梁架、鞍座及腳踏動力機構(gòu)和變速機構(gòu)等部分，通過齒輪、軸承及單向軸承的應(yīng)用，取消了原自行車的中軸(縮短了自行車的長度)；變旋轉(zhuǎn)踏蹬為向下踏蹬(降低了自行車的高度)，使使用著始終處在最佳力矩區(qū)域，提高了人力、機械的轉(zhuǎn)換效率，達到了節(jié)力的目的；并通過可隨意調(diào)節(jié)長度的拐臂達到了無級調(diào)速的目的。使用本技術(shù)設(shè)計的新型自行車，可徹底改變現(xiàn)有自行車單一的構(gòu)造，設(shè)計制造出具有人性化的，更輕便、美觀、實用的變速自行車。
文檔編號B62M1/24GK2606047SQ0321593
公開日2004年3月10日 申請日期2003年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月24日
發(fā)明者黃鍵 申請人:黃鍵