專利名稱：一種步行式自行車(chē)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種步行式自行車(chē)，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種往復(fù)式腳踏步自行車(chē)。
背景技術(shù)：
自行車(chē)因其經(jīng)濟(jì)、方便、靈活、無(wú)污染、?？孔杂?，而被中國(guó)的家庭和個(gè)人所廣泛采用。盡管隨著人們生活的改善，主流代步工具和代步機(jī)械不斷地升級(jí)換代從自行車(chē)向公交車(chē)、從公交車(chē)向摩托車(chē)、再?gòu)哪ν熊?chē)向私家轎車(chē)…這種發(fā)展趨勢(shì)正方興未艾，但伴隨之而來(lái)的能源短缺、環(huán)境污染、交通擁堵等社會(huì)、自然、經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題卻也正在成為制約這種發(fā)展趨勢(shì)的強(qiáng)大阻力?？梢灶A(yù)測(cè)，在未來(lái)的幾十年里，無(wú)論在中國(guó)的城市或農(nóng)村，絕大部分人口還將把自行車(chē)當(dāng)作最基本的代步工具。
即使在整個(gè)世界范圍內(nèi)，自行車(chē)也因其上述的優(yōu)點(diǎn)無(wú)處不在在發(fā)達(dá)國(guó)家，日益增加的人口采用自行車(chē)進(jìn)行短距離的旅行、鍛煉身體，在發(fā)展中國(guó)家如東南亞或欠發(fā)達(dá)國(guó)家如非洲，自行車(chē)仍然具有加速發(fā)展的市場(chǎng)和流行。
自行車(chē)屬于一種簡(jiǎn)單代步機(jī)械，經(jīng)過(guò)數(shù)百年的發(fā)展，盡管技術(shù)上已非常成熟穩(wěn)定，很難出現(xiàn)技術(shù)上的重大突破，但是，目前市售的自行車(chē)具有如下缺點(diǎn)1)多采用腳踏圓周驅(qū)動(dòng)方式，相當(dāng)于人作大跨度跑步，運(yùn)動(dòng)劇烈，肌肉高度收縮運(yùn)動(dòng)，能耗極大，人極易疲勞。2)腳踏柄短，有效力臂短。由于腳踏作圓周運(yùn)動(dòng)，支點(diǎn)(軸心)位置及力臂(腳踏柄/曲柄)是不能有較大改變的，否則不能乘騎。3)由于腳踏作圓周運(yùn)動(dòng)，所以有效力臂從零---最大---零---(從腳踏成垂直狀態(tài)起計(jì))作循環(huán)變化，會(huì)有″死點(diǎn)″、″盲點(diǎn)″出現(xiàn)，持續(xù)施力性差，有用功效小。當(dāng)出現(xiàn)死點(diǎn)、盲點(diǎn)時(shí)，無(wú)論用多大的力都是無(wú)用的，因?yàn)橛行ЯΡ蹫榱慊蚪咏恪?)安全性、穩(wěn)定性差。由于車(chē)架等各部分都是固牢的，重心較高難于控制。5)有損人體的身體鍵康。由于施力時(shí)，前腳伸得較前，所以，身體要斜靠向前才能有效施力。但是，這樣會(huì)使人的腰、盤(pán)骨、外生殖器等受過(guò)度擠壓，尤其是青少年受影較大。6)視角小危險(xiǎn)性較高。在踏行中，人的上身是向前傾斜的，影響視線及判斷。7)在行駛中，輪胎被刺爆或漏氣時(shí)危險(xiǎn)性極高。因此，實(shí)際中針對(duì)其的技術(shù)創(chuàng)新仍然層出不窮。
針對(duì)自行車(chē)的人力驅(qū)動(dòng)方式的改進(jìn)就有很多，其中很多是針對(duì)傳統(tǒng)的腳踏圓周驅(qū)動(dòng)方式中，腳踏板牙盤(pán)鏈輪在圓周轉(zhuǎn)動(dòng)中的相當(dāng)部分弧度上是在作無(wú)用功，因而降低了做功和傳動(dòng)效率的缺點(diǎn)而進(jìn)行的；這種改進(jìn)主要著眼于將作無(wú)用功部分的弧度省去，代之以往復(fù)式腳踏做功，腳在回縮的過(guò)程中可得到輪換休息。
其中一類是僅僅將腳踏圓周驅(qū)動(dòng)方式改進(jìn)為往復(fù)式腳踏驅(qū)動(dòng)方式，但仍然保留傳統(tǒng)的牙盤(pán)鏈輪和鏈條傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)后輪。此類改進(jìn)的文件如申請(qǐng)?zhí)枮?3106155.5的中國(guó)專利文件公開(kāi)了一種人力自行車(chē)往復(fù)合力驅(qū)動(dòng)裝置，該結(jié)構(gòu)仍然保持了牙盤(pán)鏈輪和鏈條傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)后輪的方式，而且其中采用了行星齒輪機(jī)構(gòu)或錐齒輪機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)施復(fù)雜，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)重量增加大，傳動(dòng)效率受到影響。
此類的改進(jìn)文件還有專利號(hào)為87211284.U的中國(guó)專利文件公開(kāi)了一種具有新穎結(jié)構(gòu)的往復(fù)式無(wú)級(jí)變速裝置，但是其無(wú)級(jí)變速裝置中仍然需要采用鏈輪和鏈條并結(jié)合四連桿結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)，內(nèi)部鏈輪條傳動(dòng)復(fù)雜、低效，輸出輪與驅(qū)動(dòng)軸之間還需要鏈輪傳動(dòng)出去，因此傳動(dòng)效率難以提高，自重太大，裝配困難。
此外還有專利號(hào)為87213215.U的中國(guó)專利文件公開(kāi)了一種椅式自行車(chē)，該裝置仍然保留了鏈輪鏈條傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)后輪，效率提高有限，而且曲柄連桿容易出現(xiàn)死角，影響改進(jìn)效果。
專利號(hào)為93221185.2的中國(guó)專利文件公開(kāi)了一種自行車(chē)往復(fù)式腳踏省力機(jī)構(gòu)，該車(chē)腳踏曲柄上的滑槽與鏈輪曲柄間的鉸鏈滑動(dòng)配合明顯存在著滑動(dòng)摩擦損耗過(guò)大的問(wèn)題，而保留下來(lái)的鏈輪鏈條傳動(dòng)的低效率問(wèn)題仍存在。
專利號(hào)為94217138.1的中國(guó)專利文件公開(kāi)了一種省力平座式自行車(chē)，但其增力傳動(dòng)裝置需要增加至少兩套鏈輪機(jī)構(gòu)和相應(yīng)長(zhǎng)度多次彎折的鏈條，機(jī)構(gòu)笨重繁復(fù)，得不償失。而且仍然保留原來(lái)的鏈輪鏈條傳動(dòng)，低效率問(wèn)題仍存在。
專利號(hào)為96211258.5的中國(guó)專利文件公開(kāi)了一種弧往復(fù)式省力增變速自行車(chē)，該裝置除了仍然保留原來(lái)的一套鏈輪鏈條傳動(dòng)，又增加了一套大牙盤(pán)鏈輪和一套鏈條、飛輪，低效率問(wèn)題更加突出。
專利號(hào)為95241926.2的中國(guó)專利文件公開(kāi)了一種曲柄往復(fù)式自行車(chē)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；專利號(hào)為99203032.3的中國(guó)專利文件公開(kāi)了一種往復(fù)式驅(qū)動(dòng)的腳踏車(chē)；專利號(hào)為98245691.3的中國(guó)專利文件公開(kāi)了一種往復(fù)式驅(qū)動(dòng)的腳踏車(chē)；專利號(hào)為02285256.5的中國(guó)專利文件公開(kāi)了一種腳踏節(jié)能驅(qū)動(dòng)裝置；上述這些改進(jìn)均具有將往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)，這些轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)不同方式和程度地具有機(jī)構(gòu)笨重、效率不高問(wèn)題，而且均保留了原有的鏈輪牙盤(pán)和鏈條飛輪機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)效率提高有限或低下。
往復(fù)式踏板驅(qū)動(dòng)改進(jìn)中，除了上述一類改進(jìn)外，還存在一類將原有的鏈輪牙盤(pán)和鏈條飛輪機(jī)構(gòu)統(tǒng)統(tǒng)取消了的改進(jìn)裝置，如申請(qǐng)?zhí)枮?0122105.1的中國(guó)專利文件公開(kāi)了一種自行車(chē)往復(fù)踏板無(wú)級(jí)變速驅(qū)動(dòng)裝置。該驅(qū)動(dòng)裝置由小齒輪、扇形的主動(dòng)嚙合輪、搖臂、內(nèi)支架、組合銷(xiāo)、調(diào)節(jié)螺桿、摩擦輪、彈簧頂塊、復(fù)位機(jī)構(gòu)、腳踏板組成的自行車(chē)往復(fù)踏板無(wú)級(jí)變速驅(qū)動(dòng)裝置，其搖臂在腳踏板作用下擺動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)組合銷(xiāo)和與之相聯(lián)結(jié)的扇形的主動(dòng)嚙合輪擺動(dòng)，使得與其嚙合的小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，可連續(xù)調(diào)節(jié)組合銷(xiāo)的位置，平滑改變扇形的主動(dòng)嚙合輪的擺幅和小齒輪的轉(zhuǎn)角，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。據(jù)稱該裝置受力位置好，輕快省力，沒(méi)有死點(diǎn)，占用空間小，無(wú)級(jí)變速簡(jiǎn)易可靠，可設(shè)置于自行車(chē)后輪由單人驅(qū)動(dòng)；也可采用復(fù)合方式設(shè)置由二人或多人驅(qū)動(dòng)；還可設(shè)置于前輪驅(qū)動(dòng)以及前后輪分別驅(qū)動(dòng)。該裝置較之前述的一類許多實(shí)例而言，完全取消了將傳統(tǒng)自行車(chē)的鏈輪牙盤(pán)、鏈條和飛輪機(jī)構(gòu)，從此方面來(lái)說(shuō)，機(jī)構(gòu)得到了相當(dāng)程度簡(jiǎn)化。但是該裝置由與其搖臂特殊的支承位置和結(jié)構(gòu)等原因，必須采用復(fù)位機(jī)構(gòu)來(lái)幫助左右兩塊扇形的主動(dòng)嚙合輪及搖臂實(shí)現(xiàn)上下位置的交替，而該復(fù)位機(jī)構(gòu)是一條鋼絲套管(鋼絲拉繩)，顯然，這樣的鋼絲在騎行過(guò)程中頻繁用力的拉動(dòng)下將很容易被其外的套管磨損，復(fù)位傳動(dòng)的效率及實(shí)用性都很低。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明所要達(dá)到的技術(shù)目的之一是要提供一種簡(jiǎn)單實(shí)用、機(jī)構(gòu)輕巧、傳動(dòng)高效省力、騎行舒適的往復(fù)踏步式自行車(chē)。
本發(fā)明所要達(dá)到的另一技術(shù)目的是要提供一種帶助力電動(dòng)機(jī)、而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、離合輕捷、傳動(dòng)高效、實(shí)用輕巧的往復(fù)踏步式助力自行車(chē)。
本發(fā)明所要達(dá)到的又一技術(shù)目的是要提供一種車(chē)架在行駛中易于控制、安全平穩(wěn)、防震性能好、輪胎防爆性能好的往復(fù)踏步式自行車(chē)。
為此，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種往復(fù)踏步式自行車(chē)，該往復(fù)踏步式助力自行車(chē)包括車(chē)架、座椅、轉(zhuǎn)向把手、剎車(chē)機(jī)構(gòu)、可轉(zhuǎn)向前輪、驅(qū)動(dòng)用后輪及后輪軸、輪胎，車(chē)架的左右兩側(cè)均設(shè)有一根踏柄及其腳踏板和扇形主動(dòng)嚙合輪，所述后輪軸左右兩邊上的單向飛輪的外圈嚙合齒分別和同側(cè)的扇形主動(dòng)嚙合輪相嚙合，而腳踏板固定在所述踏柄的前端，所述扇形主動(dòng)嚙合輪固定在踏柄的后端，在所述踏柄的兩端之間的柄體上開(kāi)有銷(xiāo)孔，在車(chē)架上連接有柄銷(xiāo)，所述踏柄通過(guò)該銷(xiāo)孔和柄銷(xiāo)而鉸接在車(chē)架上；主動(dòng)嚙合輪為內(nèi)齒圈結(jié)構(gòu)或內(nèi)弧鏈條段結(jié)構(gòu)，所述單向飛輪外圈為齒輪或鏈輪，踏柄連接在該扇形主動(dòng)嚙合輪的端面或外圈面上；腳踏板一邊上設(shè)有邊鉤。本發(fā)明的往復(fù)蹬踏驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，內(nèi)齒圈以其內(nèi)圈而非外圈與外齒輪相嚙合，這樣能夠使踏柄的安裝尺寸、長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)和力學(xué)結(jié)構(gòu)更為合理，并為下述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化奠定基礎(chǔ)。與內(nèi)齒圈以其內(nèi)圈而非外圈與外齒輪相嚙合完全類似，內(nèi)弧鏈條段結(jié)構(gòu)，是一段傳統(tǒng)的鏈條弧段焊接在扇形的框架結(jié)構(gòu)上，并以鏈條弧段的內(nèi)圈而非外圈與鏈輪相嚙合。如前述大多數(shù)的改進(jìn)那樣，大多數(shù)人們只把傳統(tǒng)的圓周踏蹬驅(qū)動(dòng)方式改進(jìn)為往復(fù)式踏蹬驅(qū)動(dòng)就認(rèn)為大功告成了，但這樣的改進(jìn)始終需要往復(fù)式直線位移轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，這種運(yùn)動(dòng)方式的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)總是很復(fù)雜、笨重，而且一般能量轉(zhuǎn)換效率并不高。再加上原來(lái)效率低下的牙盤(pán)鏈輪、鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，改進(jìn)裝置的總體效率并不高甚至還會(huì)下降，因此，此類改進(jìn)方案至今不能被商業(yè)化。而鮮有的將牙盤(pán)鏈輪、鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完全取消、令腳蹬上的齒輪直接驅(qū)動(dòng)后輪飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的一例實(shí)施例，雖然較為創(chuàng)新，但又沒(méi)能妥善解決左右腳蹬依次上下復(fù)位的問(wèn)題，因此，也不具有實(shí)用性。
而本發(fā)明的改進(jìn)既完全取消了牙盤(pán)鏈輪、鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)，把腳踏柄大幅加長(zhǎng)，將支承踏柄的銷(xiāo)孔和柄銷(xiāo)開(kāi)設(shè)在腳踏板、扇形的主動(dòng)嚙合輪之間，利用腳踏板和與單向飛輪嚙合的扇形的主動(dòng)嚙合輪的重量相互平衡(弧形齒這一端略重)，只需借助腳踏板一邊的邊鉤，就能用腳面輕易快速地將已踩下的腳踏板重新抬上來(lái)以備下次蹬踏。因此，本發(fā)明的裝置省略了原有的往復(fù)復(fù)位機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)具有更加簡(jiǎn)單實(shí)用、輕巧省力、傳動(dòng)高效的優(yōu)點(diǎn)，而且，本發(fā)明可讓座椅適當(dāng)向車(chē)前部調(diào)整，使落腳舒適，騎行輕松。
為進(jìn)一步強(qiáng)化本發(fā)明的上述基本優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明采取如下較具體改進(jìn)措施銷(xiāo)孔及柄銷(xiāo)的位置處在所述踏柄、腳踏板和扇形的主動(dòng)嚙合輪形成的剛性體的重心或稍前部位；所述柄銷(xiāo)的位置處在所述車(chē)架的后下部較靠近后輪軸心。這樣腳踏柄就可以做得特別長(zhǎng)，騎行特別省力，更有利于腳踏板輕巧地往復(fù)上下、更有利于座椅在車(chē)架上的調(diào)整。
為了使本發(fā)明的自行車(chē)能夠在推行過(guò)程中進(jìn)退自如，本發(fā)明采用兩級(jí)串聯(lián)的單向結(jié)構(gòu)把單向飛輪整合成全自動(dòng)飛輪離合器即在傳統(tǒng)的單向飛輪這一單向驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)之外再加一個(gè)單向驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)，即所述后輪是與位于其中央的驅(qū)動(dòng)輥直接固接的，該驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?、右兩端上固連有直徑較小的輪軸套，所述輪軸套與所述后輪軸之間設(shè)有滾動(dòng)軸承，所述驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)蟆⒂覂啥说亩嗣嫔匣蜉嗇S套上分別設(shè)有單向棘齒輪；兩個(gè)所述單向飛輪的內(nèi)圈分別活動(dòng)配合在同側(cè)的輪軸套上，兩側(cè)單向飛輪上均設(shè)有與該側(cè)的單向棘齒輪相嚙合的單向棘爪。具體結(jié)構(gòu)即所述單向棘齒輪設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)輥的的端面上，所述單向棘爪依序包括設(shè)置在單向飛輪內(nèi)圈端面上的棘齒盤(pán)和軸向頂推該單向飛輪的彈簧圈，所述彈簧圈與所述單向飛輪共軸且被限定在與所述后輪軸緊固連接的止推盤(pán)內(nèi)側(cè)。這樣，由原來(lái)的一級(jí)單向飛輪再加上一級(jí)單向棘齒輪與單向棘爪的單向驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，不但能驅(qū)動(dòng)自行車(chē)飛快前行，還能讓腳踏板輕松回到上位、讓后輪能輕松地倒轉(zhuǎn)而不致讓后輪帶動(dòng)單向飛輪以至驅(qū)動(dòng)踏柄倒轉(zhuǎn)使腳踏板向上轉(zhuǎn)動(dòng)卡死。因?yàn)椋粋€(gè)單向棘輪爪機(jī)構(gòu)總是存在兩個(gè)主被動(dòng)驅(qū)動(dòng)關(guān)系和方式，通過(guò)兩級(jí)串聯(lián)的蹬踏單向驅(qū)動(dòng)器，就能消除另一不需要的向后轉(zhuǎn)動(dòng)的主被動(dòng)驅(qū)動(dòng)關(guān)系和方式，而僅剩下唯一所需的向前轉(zhuǎn)動(dòng)的主被動(dòng)驅(qū)動(dòng)關(guān)系和方式，使車(chē)子操作更方便。而且在傳統(tǒng)的兩個(gè)單向飛輪的外側(cè)軸上，各固有一單轉(zhuǎn)向止推盤(pán)，在該單轉(zhuǎn)向止推盤(pán)與所述單向飛輪之間裝有推力彈簧圈，該推力彈簧圈使所述單向飛輪內(nèi)圈端面棘齒盤(pán)與所述驅(qū)動(dòng)輥外端面棘輪可靠地嚙合。同時(shí)，在需要倒車(chē)時(shí)，后車(chē)輪帶動(dòng)單向飛輪向后轉(zhuǎn)動(dòng)，而在最外面的單轉(zhuǎn)向的止推盤(pán)是不能倒轉(zhuǎn)的，單轉(zhuǎn)向止推盤(pán)通過(guò)螺紋導(dǎo)向槽把單向飛輪往回拉，壓縮彈簧并使單向飛輪內(nèi)端面棘輪(爪)與所述驅(qū)動(dòng)輥外端面棘輪(爪)拉開(kāi)，從而使后輪倒轉(zhuǎn)(倒車(chē)時(shí))不帶動(dòng)所述單向飛輪，這樣，后輪雖然能帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輥端面向后轉(zhuǎn)動(dòng)，但是由于驅(qū)動(dòng)輥的端面上的棘齒輪與單向棘爪間克服彈力而打滑，因此無(wú)法帶動(dòng)單向飛輪以及踏柄轉(zhuǎn)動(dòng)。
為強(qiáng)化本發(fā)明的上述基本優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明進(jìn)一步采取如下較具體改進(jìn)措施所述的止推盤(pán)與所述后輪軸之間也設(shè)有單向棘輪機(jī)構(gòu)；所述的驅(qū)動(dòng)輥一側(cè)還固接有剎車(chē)碟。止推盤(pán)與后輪軸之間的單向棘輪機(jī)構(gòu)能使單向飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向進(jìn)退更加自如。在此基礎(chǔ)上還可以在止推盤(pán)與單向飛輪之間設(shè)置促進(jìn)單向飛輪作軸向進(jìn)退的配合螺紋。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一技術(shù)目的，本發(fā)明在所述后輪的輪輻上設(shè)有與該后輪圈同心的驅(qū)動(dòng)齒圈，所述踏步式助力自行車(chē)上還設(shè)有蓄電池和電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)通過(guò)鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)末端鏈輪再經(jīng)單向驅(qū)動(dòng)的小飛輪帶動(dòng)外齒輪與所述驅(qū)動(dòng)齒圈相嚙合，末端鏈輪、小飛輪、外齒輪均動(dòng)配合在同一短軸上，所述末端鏈輪或外齒輪與小飛輪之間同心地固連成為一體。本發(fā)明采取電動(dòng)驅(qū)動(dòng)與腳踏驅(qū)動(dòng)分開(kāi)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在后輪上再設(shè)置一驅(qū)動(dòng)齒圈，利用集成在一短軸上的末端鏈輪、小飛輪、外齒輪單向地驅(qū)動(dòng)齒圈和后輪轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)轵?qū)動(dòng)齒圈可以作到較大直徑，這樣有利于簡(jiǎn)化人、機(jī)驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，把電動(dòng)驅(qū)動(dòng)力臂大幅增加，起動(dòng)牽引力特別大，正常行駛后就可達(dá)超低量能耗，還便于將電動(dòng)機(jī)以及蓄電池從傳統(tǒng)的車(chē)架最低位置裝設(shè)到車(chē)架的最高位置上，增加電動(dòng)機(jī)構(gòu)的防水、越野能力和安全性能、使用壽命。
齒圈的具體結(jié)構(gòu)即所述驅(qū)動(dòng)齒圈為設(shè)在所述后輪圈的內(nèi)環(huán)面上的內(nèi)齒圈，或者所述驅(qū)動(dòng)齒圈為固定在所述后輪的輪輻條上的外齒圈。
為了便于電動(dòng)機(jī)構(gòu)靈活及時(shí)地與后輪圈間切換離合以及剎車(chē)，還為了利用后輪慣性轉(zhuǎn)動(dòng)的能量進(jìn)行發(fā)電，增加一級(jí)單向機(jī)構(gòu)，本發(fā)明采用末端鏈輪或所述外齒輪軸向固定在所述短軸上，而其中另一則可相對(duì)彈性滑動(dòng)地裝配在所述短軸上，在所述末端鏈輪與所述外齒輪之間還設(shè)有一套彈性可離合單向棘輪機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明實(shí)施例中，該套彈性可離合單向棘輪機(jī)構(gòu)與原常嚙合單向棘輪機(jī)構(gòu)具體結(jié)構(gòu)如下末端鏈輪與小飛輪之間同心地固連成為一體，外齒輪軸向固定在所述短軸上，而末端鏈輪則可軸向滑動(dòng)地裝配在所述短軸上；所述的小飛輪包括兩套單向棘輪機(jī)構(gòu)，其中一套常嚙合單向棘輪機(jī)構(gòu)是設(shè)在小飛輪輪圈的內(nèi)環(huán)面與所述外齒輪的軸套外環(huán)面之間；另一套可離合單向棘輪機(jī)構(gòu)是設(shè)在所述小飛輪輪圈內(nèi)的末端鏈輪的端面與所述外齒輪的軸套的對(duì)應(yīng)端面之間，且所述小飛輪輪圈內(nèi)的末端鏈輪的端面與所述外齒輪的軸套的對(duì)應(yīng)端面之間設(shè)有推簧及相應(yīng)的反推機(jī)構(gòu)，該反推機(jī)構(gòu)與剎車(chē)機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)，這樣就整合成小飛輪離合器了。需要時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)就能通過(guò)鏈條帶動(dòng)小飛輪驅(qū)動(dòng)自行車(chē)；所述電動(dòng)機(jī)為可發(fā)電式電動(dòng)機(jī)；所述短軸裝配在所述車(chē)架上。這樣，當(dāng)后輪需要?jiǎng)x車(chē)或需要利用慣性轉(zhuǎn)動(dòng)的后輪發(fā)電時(shí)，只要帶動(dòng)反推機(jī)構(gòu)將外齒輪與小飛輪輪圈推合攏來(lái)，慣性旋轉(zhuǎn)的后輪通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒圈就能帶動(dòng)外齒輪與小飛輪輪圈轉(zhuǎn)動(dòng)而通過(guò)鏈條將能量傳遞給可發(fā)電電動(dòng)機(jī)，將電能直接利用或存儲(chǔ)到蓄電池中。蓄電池中的電能又能在需要時(shí)帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)自行車(chē)。
因此本發(fā)明提供了一種電動(dòng)機(jī)助力、而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、離合輕捷、大力矩驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)高效、實(shí)用輕巧并且能發(fā)電的的往復(fù)踏步式助力自行車(chē)。
為提供一種車(chē)架防震性能好在行使中安全平穩(wěn)、操控性強(qiáng)、輪胎防爆性能好的往復(fù)踏步式助力自行車(chē)，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的又一技術(shù)目的，本發(fā)明的車(chē)架包括前三角架和后三角架，所述的前三角架包括前管、上管、下管、后立管，所述的后三角架包括立叉、平叉，所述前三角架的后立管的下端和/或下管的后端和后三角架的平叉的前端之間通過(guò)連接銷(xiāo)鉸接連接；在所述的上管后端與后立管之間為彈性連接，所述的立叉頂部與后立管上端之間也為彈性連接。這樣，剎車(chē)情況下，前輪因?yàn)閼T性仍然前沖而能與后輪拉開(kāi)距離，使重心降低，更易操控，形成一種更加安全、彈性強(qiáng)勁的應(yīng)急狀態(tài)，從而提高了操作簡(jiǎn)易性，增強(qiáng)了越野性、防震性。此外，本發(fā)明輪胎的截面自內(nèi)向外依次包括輪圈、PU發(fā)泡胎和充氣膨脹外胎。這樣一旦爆胎，不致造成過(guò)大的失控，極大增加了安全性能。本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)向把手(龍頭)與前輪架間連接做成槽形(規(guī)則或異型)使轉(zhuǎn)向把手可前后上下調(diào)整，視野開(kāi)闊、騎乘舒適；本發(fā)明的裝置把腳踏柄(曲柄)大幅加長(zhǎng)達(dá)0.48米或更長(zhǎng)(如0.6米、0.7米等)；把支點(diǎn)(軸心)靠近后輪軸心，并使腳踏柄小角度轉(zhuǎn)動(dòng)；踏柄另一端焊接驅(qū)動(dòng)齒條；飛輪外齒做成數(shù)齒如六齒或五齒等；在后輪兩則各有一套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；腳踏驅(qū)動(dòng)飛輪整合成全自動(dòng)飛輪離合器；坐椅大幅向前移，使腳踏接近或直接在人體重心之下；后輪車(chē)架、坐椅支撐架、前輪架之間裝有避震器且可轉(zhuǎn)動(dòng)；車(chē)頭(龍頭)與前輪架間連接做成槽形(規(guī)則或異型)使其可前后上下能調(diào)整；若加裝車(chē)尾，車(chē)尾與后輪架間也用避震器連接。
電動(dòng)助力機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)齒圈直接做在車(chē)輪圈上，把電動(dòng)機(jī)固定于后車(chē)架上，把傳動(dòng)外齒輪整合成飛輪離合器，有需要時(shí)才通過(guò)鏈條帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而電動(dòng)機(jī)在任何時(shí)侯都能帶動(dòng)飛輪，同時(shí)把電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒與傳動(dòng)齒做成鏈盤(pán)組，以方便進(jìn)行外部調(diào)速及調(diào)整驅(qū)動(dòng)力矩，剎車(chē)時(shí)能利用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電，給電池充電，也可當(dāng)發(fā)電機(jī)作應(yīng)急發(fā)電使用。
本發(fā)明在傳統(tǒng)車(chē)輪真空胎內(nèi)加裝PU發(fā)泡輪以增加防震、防爆效果。
本發(fā)明自行車(chē)的分部分的優(yōu)點(diǎn)敘述如下A-蹬踏驅(qū)動(dòng)部分一)與傳統(tǒng)自行車(chē)相比1)變速省力。大力矩驅(qū)動(dòng)，充分利用杠桿原理，大幅加長(zhǎng)力臂(踏柄)長(zhǎng)達(dá)0.48米或更長(zhǎng)(此處為方便計(jì)算比較，實(shí)際可取0.5米、0.6米、甚至0.7米等等)，有效力臂≥0.48-0.13＝0.35米，其中，0.13米為驅(qū)動(dòng)齒條轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，現(xiàn)有車(chē)力臂長(zhǎng)為0.16米，有效力臂為0.16-0.075＝0.085米，其中0.075米為腳踏鏈盤(pán)半徑。所以，有效力臂之比為0.35÷0.085＝4.118倍。
2)符合人體工學(xué)。腳踏踏步式小角度轉(zhuǎn)動(dòng)，與人體的活動(dòng)習(xí)慣相適應(yīng)。上下轉(zhuǎn)動(dòng)總夾角≤60度，使踏力始終接近垂直或垂直力臂(踏柄)，有效功率最大化，運(yùn)動(dòng)量達(dá)最小，節(jié)省體力。
3)適用面廣、效率及頻率高。左右獨(dú)立雙驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，大幅增加效率及頻率，可同時(shí)施力，也方便人們的左右腳用力不同的習(xí)慣(甚至其中一腳有殘疾的人也能乘騎)，踏動(dòng)頻率可不同，以提高人們乘騎的樂(lè)趣。即使一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，另一個(gè)亦能正常使用。
4)速度快、阻力小。采用齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)，飛輪齒數(shù)可少至五齒。大大優(yōu)化齒數(shù)比，傳動(dòng)速度更快。無(wú)需鏈條傳動(dòng)，大幅減少中間阻力及故障率。
5)機(jī)械性能優(yōu)。驅(qū)動(dòng)齒與飛輪可輕易達(dá)到最優(yōu)齒數(shù)比及合理模數(shù)。
6)能“借力”驅(qū)動(dòng)。由于坐椅大幅向前移動(dòng)，使腳踏接近或直接在人體重心之下，充分利用人體的自身重力來(lái)作驅(qū)動(dòng)。
7)進(jìn)退自如。創(chuàng)造整合了自動(dòng)飛輪離合器，進(jìn)退自動(dòng)轉(zhuǎn)換，特別是倒車(chē)時(shí)，腳踏可不轉(zhuǎn)動(dòng)。
8)有用功效高，結(jié)構(gòu)科學(xué)，更易驅(qū)動(dòng)。由于采用長(zhǎng)杠桿驅(qū)動(dòng)齒輪結(jié)構(gòu)，并且人的重心前移，后輪的承載重量減少，相應(yīng)地各種阻力也減少，更有利后輪驅(qū)動(dòng)。
9)利用人體自身重量來(lái)驅(qū)動(dòng)作功?，F(xiàn)有自行車(chē)腳踏至前水平時(shí)，腳要前伸320MM，即人體重心至前腳踏有320MM距離(人體重心至腳踏軸心有160MM，加上腳踏運(yùn)動(dòng)半徑160MM)．由于前后腳跨度大，要向前腳踏施力，就要彎腰，身體斜靠向前，須出″非常大″的力才行。以至于現(xiàn)行的爬山車(chē)、公路車(chē)的車(chē)頭做得很低，騎車(chē)人要把身體斜靠向前，使人的重心向前盡量接近腳踏板，才覺(jué)得有力可用；這樣，騎車(chē)人極易疲勞，且易使人的腰、盆骨、外生殖器等受過(guò)度擠壓，對(duì)人體的生長(zhǎng)發(fā)育有較大的損害，尤其是外生殖器官及骨骼機(jī)構(gòu)。根本談不上騎車(chē)樂(lè)趣。
研究與實(shí)踐表明，人們做的所有較為劇烈的運(yùn)動(dòng)中，原地踏步是最省力最持久的運(yùn)動(dòng)，最符含人體工學(xué)。比較現(xiàn)有自行車(chē)，本發(fā)明自行車(chē)的坐椅可以大幅向前移，使得人體重心處于腳踏的正上方，騎車(chē)人可完全避免上述問(wèn)題。在驅(qū)動(dòng)自行車(chē)時(shí)，就象人坐在椅子上要站起身的過(guò)程一樣，顯得非常自在省力，甚至覺(jué)得不用″出力″，完全靠人體自身重量來(lái)驅(qū)動(dòng)就已足夠。由此可見(jiàn)本發(fā)明的踏步式驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，才真正適應(yīng)人們的生活習(xí)慣及人體工學(xué)的原理，實(shí)現(xiàn)了騎車(chē)人的樂(lè)趣。與現(xiàn)有技術(shù)的自行車(chē)相比，此結(jié)構(gòu)省力也能達(dá)兩倍。而連續(xù)騎行的持久性則達(dá)數(shù)倍之久。
B-電動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分1)本發(fā)明采取電動(dòng)驅(qū)動(dòng)與腳踏驅(qū)動(dòng)分開(kāi)為兩個(gè)互相獨(dú)立的傳動(dòng)系統(tǒng)，而電機(jī)在任何時(shí)侯都能帶動(dòng)飛輪驅(qū)動(dòng)后輪。
2)特大力矩驅(qū)動(dòng)。由于把動(dòng)齒直接做在輪圈上(內(nèi)、外側(cè))，也即把力臂大幅增加，力臂比現(xiàn)有車(chē)長(zhǎng)達(dá)2～10倍(與輪圈大小有關(guān))。相應(yīng)地，電機(jī)功率不變，牽引力將增加2～10倍。通過(guò)本發(fā)明裝置輸出的牽引力比現(xiàn)有車(chē)大若干倍，有望將現(xiàn)有電動(dòng)車(chē)動(dòng)力性能的提升達(dá)到或超過(guò)摩托車(chē)。
3)超低量能耗。由于驅(qū)動(dòng)力矩大，動(dòng)齒半徑大，而驅(qū)動(dòng)齒徑小，各種阻力極小，正常行駛后就可達(dá)超低量能耗(能達(dá)能量損耗的最小極限)。
4)高通過(guò)能力、電機(jī)安全性高。由于把電機(jī)前置于后支架上，將電動(dòng)機(jī)以從傳統(tǒng)的車(chē)架最低位置裝設(shè)到車(chē)架的最高位置上，增加電動(dòng)機(jī)構(gòu)的防水、越野能力和安全性能、使用壽命。
5)省力，人力驅(qū)動(dòng)易。比驅(qū)動(dòng)現(xiàn)有自行車(chē)更省力。由于長(zhǎng)力臂大力矩驅(qū)動(dòng)并且把傳動(dòng)齒整合成全自動(dòng)飛輪離合器，有需要的時(shí)候才聯(lián)動(dòng)電機(jī)，以達(dá)到減少或增加阻力的效果。因此，在很多情況下都不需要帶動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。例如①電池?zé)o電時(shí)；②人力驅(qū)動(dòng)時(shí)；③下小斜坡時(shí)；④為節(jié)約電能另做它用時(shí)等。特別是人力驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，完全消除為驅(qū)動(dòng)電機(jī)所用之力以及電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)力。所以，僅此項(xiàng)就可大幅降低各種能量損耗。
6)速度快慢可調(diào)。除可控電機(jī)調(diào)速外，也可在外部調(diào)控速度及驅(qū)動(dòng)力矩?？芍苯釉隍?qū)動(dòng)齒組(在馬達(dá)軸上)通過(guò)鏈條與傳動(dòng)齒組進(jìn)行外部調(diào)速及調(diào)整驅(qū)動(dòng)力矩(與現(xiàn)行變速自行車(chē)原理同樣，但更簡(jiǎn)單方便易用)。
7)剎車(chē)儲(chǔ)能，物盡其用。剎車(chē)時(shí)，首先進(jìn)行斷電，然后使飛輪離合器嚙合帶動(dòng)電機(jī)使電機(jī)變成發(fā)電機(jī)，經(jīng)恒流源電路給電池充電，使動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電能，實(shí)現(xiàn)能量合理循環(huán)利用，延長(zhǎng)電池的續(xù)航能力，實(shí)現(xiàn)物盡其用，一機(jī)〔電機(jī)〕多用。
8)高安全性、低使用成本。剎車(chē)時(shí)，首先斷電，然后使飛輪離合器嚙合(帶動(dòng)電機(jī))發(fā)電儲(chǔ)能，增大阻力，使車(chē)輛有效減速，減少剎車(chē)片的損耗，降低使用成本，同時(shí)提高制動(dòng)效果，安全性當(dāng)然也大幅提高。
9)當(dāng)發(fā)電機(jī)使用---發(fā)電用來(lái)照明，作應(yīng)急通訊電源，等等。并且腳踏長(zhǎng)力臂大力矩驅(qū)動(dòng)，非常省力且高效。
C-安全防震車(chē)架部分1)全能防震。前輪架、坐椅支撐聯(lián)接架、后輪架之間都可轉(zhuǎn)動(dòng)且它們之間有避震器聯(lián)接，所以，有極佳的防震吸能作用。
2)高操控性能。剎車(chē)或下坡時(shí)，〔兩輪〕軸距加大。剎車(chē)越急，軸距越大。極大地提高操控能力和行車(chē)安全穩(wěn)定性。
3)高安全穩(wěn)定性。剎車(chē)或下坡時(shí)，重心降低。剎車(chē)越急，重心越低。進(jìn)一步大幅提升行車(chē)安全穩(wěn)定性和操控性能。
4)高舒適度。車(chē)頭(龍頭)前、后、高、低可調(diào)，以適應(yīng)不同的使用環(huán)境，調(diào)整人體的最佳運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以及調(diào)節(jié)人們的舒適度。所以，乘坐舒適樂(lè)趣多，激發(fā)人們的環(huán)保意識(shí)，更有效地達(dá)到代步、健身、休閑、保護(hù)環(huán)境等效果。
5)視野開(kāi)闊。騎行中，人象坐在舒適的坐椅上一樣，判斷靈活準(zhǔn)確，行駛安全。
D-防爆輪部分本發(fā)明在真空胎內(nèi)加裝PU發(fā)泡輪，從而有效地避免在行車(chē)中爆胎或漏氣時(shí)所遇的危險(xiǎn)。
總之，本發(fā)明的的結(jié)構(gòu)改進(jìn)具有實(shí)施簡(jiǎn)便、有效、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于兩輪三輪或多輪的自行車(chē)\電動(dòng)助力自行車(chē)(電動(dòng)車(chē))，或需人力驅(qū)動(dòng)的其它工具等等。
以下，結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)解決方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明的往復(fù)蹬踏驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為往復(fù)蹬踏驅(qū)動(dòng)裝置中齒輪式蹬踏單向驅(qū)動(dòng)器的剖視示意圖。
圖3為圖2中齒輪式蹬踏單向驅(qū)動(dòng)器的立體爆炸圖。
圖4為往復(fù)蹬踏驅(qū)動(dòng)裝置中鏈輪式蹬踏單向驅(qū)動(dòng)器的剖視示意圖。
圖5為本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)助力驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為電動(dòng)機(jī)助力驅(qū)動(dòng)裝置中電動(dòng)單向驅(qū)動(dòng)器的剖視示意圖。
圖7為圖6中電動(dòng)單向驅(qū)動(dòng)器的立體爆炸圖。
圖8為本發(fā)明防爆輪胎實(shí)施例結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。
圖9為本發(fā)明車(chē)架實(shí)施例的立體示意圖。
圖10為本發(fā)明整車(chē)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示為一種往復(fù)踏步式自行車(chē)的往復(fù)蹬踏驅(qū)動(dòng)裝置500，其包括驅(qū)動(dòng)用后輪510及后輪軸520、驅(qū)動(dòng)用后輪510上具有與前輪相同的輪圈430和輪胎400，車(chē)架100的左右兩側(cè)分別設(shè)有一根踏柄540(僅示出其中之一)、固定在踏柄540上的腳踏板541和內(nèi)齒圈結(jié)構(gòu)的扇形主動(dòng)嚙合輪542、與所述扇形主動(dòng)嚙合輪542相嚙合的帶嚙合齒的單向飛輪543，而腳踏板541固定在踏柄540的前端，扇形主動(dòng)嚙合輪542固定在踏柄的540后端，在踏柄540的兩端之間的柄體上開(kāi)有銷(xiāo)孔，在車(chē)架100上連接有柄銷(xiāo)544，踏柄540通過(guò)該銷(xiāo)孔和柄銷(xiāo)544而鉸接在車(chē)架100一側(cè)上；踏柄540通過(guò)三個(gè)螺桿547連接在扇形的主動(dòng)嚙合輪542的端面上；所述腳踏板540一邊上設(shè)有邊鉤545，在車(chē)架100上還固定有一限定踏柄540上位極限的限位彈簧546和一限定踏柄540下位極限的限位擋548。
銷(xiāo)孔及柄銷(xiāo)544的位置處在踏柄540、腳踏板541和扇形的主動(dòng)嚙合輪542形成的剛性體的重心部位；柄銷(xiāo)544的位置處在車(chē)架100的后下部。
實(shí)施例2如圖2、3，所示為往復(fù)蹬踏驅(qū)動(dòng)裝置500的兩級(jí)串聯(lián)的齒輪式蹬踏單向驅(qū)動(dòng)器，其包括后輪510中央直接固接的單向驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輥521，該驅(qū)動(dòng)輥521左、右兩端上固接有輪軸套5210，輪軸套5210與后輪軸520之間設(shè)有滾動(dòng)軸承522，驅(qū)動(dòng)輥521一側(cè)固接有剎車(chē)碟524；驅(qū)動(dòng)輥521左、右兩端的端面上分別設(shè)有單向棘齒輪5211；左、右兩個(gè)單向飛輪543包括外圈齒輪5435和傳統(tǒng)的單向棘齒機(jī)構(gòu)-包括設(shè)在單向飛輪543外環(huán)面上的棘齒環(huán)5432和設(shè)在單向飛輪543的內(nèi)圈5430上的彈性棘爪5431，分別活動(dòng)配合在同側(cè)的輪軸套5210上的內(nèi)圈5430，此外，兩側(cè)單向飛輪543上均設(shè)有與該側(cè)的單向棘齒輪5211相嚙合的單向棘爪，該單向棘爪依序包括設(shè)置在單向飛輪543內(nèi)圈5430端面上的棘齒盤(pán)5434和軸向頂推該單向飛輪543的彈簧圈5433，彈簧圈5433與單向飛輪543共軸且被限定在與后輪軸520緊固連接的止推盤(pán)523內(nèi)側(cè)。
止推盤(pán)523與后輪軸520之間也設(shè)有單向棘輪機(jī)構(gòu)及其棘爪5230和滾動(dòng)軸承5231；止推盤(pán)523與單向飛輪543之間通過(guò)螺紋導(dǎo)向槽5231相互活動(dòng)配合。
其中，圖3中未能清楚表現(xiàn)出來(lái)的傳統(tǒng)設(shè)在單向飛輪543內(nèi)環(huán)上的單向棘齒機(jī)構(gòu)的棘齒環(huán)5432以及彈性棘爪5431與以下圖6中所示的棘齒圈671與彈性棘齒681結(jié)構(gòu)一致，可參見(jiàn)圖6。
實(shí)施例3如圖4，所示為往復(fù)蹬踏驅(qū)動(dòng)裝置500的兩級(jí)串聯(lián)的鏈輪式蹬踏單向驅(qū)動(dòng)器，由于扇形主動(dòng)嚙合輪542還可以是內(nèi)弧鏈條段結(jié)構(gòu)(不詳示)，因此，與內(nèi)弧鏈條段嚙合輪542相嚙合的為鏈輪外圈式的單向飛輪543和蹬踏單向驅(qū)動(dòng)器，其包括后輪510中央直接固接的單向驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輥521，該驅(qū)動(dòng)輥521左、右兩端上固接有輪軸套5210，輪軸套5210與后輪軸520之間設(shè)有滾動(dòng)軸承522，驅(qū)動(dòng)輥521一側(cè)固接有剎車(chē)碟524；驅(qū)動(dòng)輥521左、右兩端的端面上分別設(shè)有單向棘齒輪5211；左、右兩個(gè)單向飛輪543包括外圈鏈輪5435’和傳統(tǒng)的單向棘齒機(jī)構(gòu)-包括設(shè)在單向飛輪543外環(huán)面上的棘齒環(huán)5432和設(shè)在單向飛輪543的內(nèi)圈5430上的彈性棘爪5431，分別活動(dòng)配合在同側(cè)的輪軸套5210上的內(nèi)圈5430，此外，兩側(cè)單向飛輪543上均設(shè)有與該側(cè)的單向棘齒輪5211相嚙合的單向棘爪，該單向棘爪依序包括設(shè)置在單向飛輪543內(nèi)圈5430端面上的棘齒盤(pán)5434和軸向頂推該單向飛輪543的彈簧圈5433，彈簧圈5433與單向飛輪543共軸且被限定在與后輪軸520緊固連接的止推盤(pán)523內(nèi)側(cè)。
止推盤(pán)523與后輪軸520之間也設(shè)有單向棘輪機(jī)構(gòu)及其棘爪5230和滾動(dòng)軸承5231；止推盤(pán)523與單向飛輪543之間通過(guò)螺紋導(dǎo)向槽5231相互活動(dòng)配合。
其中，圖3中未能清楚表現(xiàn)出來(lái)的傳統(tǒng)設(shè)在單向飛輪543內(nèi)環(huán)上的單向棘齒機(jī)構(gòu)的棘齒環(huán)5432以及彈性棘爪5431與以下圖6中所示的棘齒圈671與彈性棘齒681結(jié)構(gòu)一致，可參見(jiàn)圖6。
實(shí)施例4如圖5所示為電動(dòng)機(jī)助力驅(qū)動(dòng)裝置600，該裝置600包括后輪510的輪輻上設(shè)的與該后輪圈430同心的驅(qū)動(dòng)齒圈610，驅(qū)動(dòng)齒圈610為設(shè)在后輪圈430的內(nèi)環(huán)面上的內(nèi)齒圈；該踏步式助力自行車(chē)上還設(shè)有蓄電池620和可發(fā)電式電動(dòng)機(jī)630，在電動(dòng)機(jī)630與蓄電池620之間還連接有向蓄電池620充電的充電器(不詳示)；該電動(dòng)機(jī)630被裝配在車(chē)架100的電動(dòng)機(jī)安裝架631上并通過(guò)鏈條640、中間鏈輪650帶動(dòng)末端鏈輪660相嚙合；末端鏈輪660與小飛輪670之間同心地固連成為一體并和外齒輪680均活動(dòng)配合在同一短軸690上(參見(jiàn)圖5)，短軸690固定在車(chē)架后部上，末端鏈輪660經(jīng)單向驅(qū)動(dòng)的小飛輪670帶動(dòng)外齒輪680與驅(qū)動(dòng)齒圈610相嚙合；末端鏈輪660為幾個(gè)具有不同直徑和齒數(shù)但平形并列地固接在同一軸套上的變速鏈輪組。
實(shí)施例5如圖6、7所示為電動(dòng)機(jī)助力驅(qū)動(dòng)裝置600中兩級(jí)串聯(lián)電動(dòng)單向驅(qū)動(dòng)器，相互同軸固連成為一體的末端鏈輪660與小飛輪670和外齒輪680分別通過(guò)滾動(dòng)軸承675和滾動(dòng)軸承676活動(dòng)配合在同一短軸690上，其中外齒輪680與短軸690間為軸向緊固連接，外齒輪680一端上固接有軸套683；末端鏈輪660及小飛輪670與短軸690間為軸向滑動(dòng)連接；小飛輪670相關(guān)的結(jié)構(gòu)包括兩套單向棘輪機(jī)構(gòu)，其中一套常嚙合單向棘輪機(jī)構(gòu)是由小飛輪670內(nèi)環(huán)面上的棘齒圈671與外齒輪680的軸套683環(huán)面上的彈性棘齒681裝配而成；另一套可離合單向棘輪機(jī)構(gòu)672是由設(shè)在小飛輪670輪圈內(nèi)的末端鏈輪660端面上的棘齒環(huán)672與外齒輪680的軸套683的對(duì)應(yīng)端面上的棘齒環(huán)682之間裝配而成，且輪圈670內(nèi)的末端鏈輪660的端面與外齒輪680的軸套683的對(duì)應(yīng)端面之間設(shè)有推簧673及相應(yīng)的反推機(jī)構(gòu)674，該反推機(jī)構(gòu)674為與剎車(chē)機(jī)構(gòu)(不詳示)聯(lián)動(dòng)的軸套結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例6如圖8所示為防爆輪胎400橫截面的結(jié)構(gòu)，輪胎400的截面圖自外向內(nèi)依次包括充氣膨脹外胎410、PU發(fā)泡胎420和輪圈430，該輪圈430是位于后輪510和前輪的最外圍的剛性圈體。
實(shí)施例7如圖9所示為本發(fā)明一種往復(fù)踏步式助力自行車(chē)的車(chē)架100實(shí)施例，該車(chē)架100包括前三角架110和后三角架120，前三角架110包括前管111、上管112、下管113、后立管114，后三角架120包括立叉121、平叉122，前三角架110的后立管114的下端及下管113的后端和后三角架120的平叉122的前端之間通過(guò)連接銷(xiāo)130鉸接連接；在上管112后端與后立管114之間為彈性鉸鏈131連接，立叉121頂部與后立管114上端之間也為彈性鉸鏈131連接。
車(chē)架100的左右兩側(cè)分別設(shè)有往復(fù)蹬踏驅(qū)動(dòng)裝置500(僅示其一)，在踏柄540的兩端之間的柄體上開(kāi)有銷(xiāo)孔，在車(chē)架平叉122后部上設(shè)有柄銷(xiāo)544，踏柄540通過(guò)該銷(xiāo)孔和柄銷(xiāo)544而鉸接在車(chē)架100上；電動(dòng)機(jī)630被裝配在車(chē)架100的電動(dòng)機(jī)安裝架631上，蓄電池(此圖不詳示)也被裝配在車(chē)架100上部；末端鏈輪660、小飛輪670和外齒輪680共同裝配于其上的短軸690被裝配在后三角架120的后部的側(cè)片691上。
驅(qū)動(dòng)用后輪510及輪胎400通過(guò)后輪軸520裝配在后三角架120的后端即立叉121后端與平叉122后端的交匯部。
座椅200(不詳示)被安裝在后立管114的上端，轉(zhuǎn)向把手300(不詳示)被安裝在前管111的上端；車(chē)架100還包括擱架140。
實(shí)施例8如圖10所示為本發(fā)明一種往復(fù)踏步式助力自行車(chē)整車(chē)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
該往復(fù)踏步式助力自行車(chē)包括安裝在車(chē)架上的座椅200、轉(zhuǎn)向把手300、剎車(chē)機(jī)構(gòu)(不詳示)、可轉(zhuǎn)向前輪等；該往復(fù)踏步式助力自行車(chē)的車(chē)架100包括由前管111、上管112、下管113、后立管114、立叉121、平叉122、擱架140等組成，其中往復(fù)蹬踏驅(qū)動(dòng)裝置500包括驅(qū)動(dòng)用后輪510、后輪胎400，車(chē)架的左右兩側(cè)分別設(shè)有一根踏柄540以及固定在踏柄540上的腳踏板541和扇形的主動(dòng)嚙合輪542等；在踏柄的兩端之間的柄體上開(kāi)有銷(xiāo)孔，在車(chē)架上連接有柄銷(xiāo)544，踏柄540通過(guò)該銷(xiāo)孔和柄銷(xiāo)544而鉸接在車(chē)架上；踏柄540通過(guò)與剎車(chē)碟524固連的驅(qū)動(dòng)輥驅(qū)動(dòng)后輪510；電動(dòng)機(jī)助力驅(qū)動(dòng)裝置600包括后輪510的輪輻上設(shè)的與該后輪圈同心的驅(qū)動(dòng)齒圈610，蓄電池(不詳示)和電動(dòng)機(jī)630，電動(dòng)機(jī)630通過(guò)中間鏈輪650、末端鏈輪660等驅(qū)動(dòng)齒圈610。
權(quán)利要求
1.一種往復(fù)踏步式自行車(chē)，該往復(fù)踏步式自行車(chē)包括車(chē)架(100)、座椅(200)、轉(zhuǎn)向把手(300)、剎車(chē)機(jī)構(gòu)、可轉(zhuǎn)向前輪、驅(qū)動(dòng)用后輪(510)及后輪軸(520)、輪胎(400)，所述車(chē)架(100)的左右兩側(cè)均設(shè)有一根踏柄(540)及其腳踏板(541)和扇形主動(dòng)嚙合輪(542)，所述后輪軸(520)左右兩邊上的單向飛輪(543)的外圈嚙合齒(5435)分別和同側(cè)的扇形主動(dòng)嚙合輪(542)相嚙合，其特征在于所述腳踏板(541)固定在所述踏柄(540)的前端，所述扇形主動(dòng)嚙合輪(542)固定在所述踏柄(540)的后端，在所述踏柄(540)的兩端之間的柄體上開(kāi)有銷(xiāo)孔，在所述車(chē)架(100)上連接有柄銷(xiāo)(544)，所述踏柄(540)通過(guò)該銷(xiāo)孔和柄銷(xiāo)(544)而鉸接在所述車(chē)架上(100)；所述的主動(dòng)嚙合輪(542)為內(nèi)齒圈結(jié)構(gòu)或內(nèi)弧鏈條段結(jié)構(gòu)，所述單向飛輪(543)外圈為齒輪或鏈輪，所述踏柄(540)連接在該扇形主動(dòng)嚙合輪(542)的端面或外圈面上；所述腳踏板(541)一邊上設(shè)有邊鉤(545)。
2.如權(quán)利要求1所述的往復(fù)踏步式自行車(chē)，其特征在于所述銷(xiāo)孔及柄銷(xiāo)(544)的位置處在所述踏柄(540)、腳踏板(541)和扇形主動(dòng)嚙合輪(542)形成的剛性體的重心部位；所述柄銷(xiāo)(544)的位置處在所述車(chē)架(100)的后下部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的往復(fù)踏步式自行車(chē)，其特征在于所述后輪(510)是與位于其中央的驅(qū)動(dòng)輥(521)直接固接的，該驅(qū)動(dòng)輥(521)左、右兩端上固連有直徑較小的輪軸套(5210)，所述輪軸套(5210)與所述后輪軸(520)之間設(shè)有滾動(dòng)軸承(522)，所述驅(qū)動(dòng)輥(521)左、右兩端的端面上或輪軸套(5210)上分別設(shè)有單向棘齒輪(5211)；兩個(gè)所述單向飛輪(543)的內(nèi)圈(5430)分別活動(dòng)配合在同側(cè)的輪軸套(5210)上，兩側(cè)單向飛輪(543)上均設(shè)有與該側(cè)的單向棘齒輪(5211)相嚙合的單向棘爪。
4.如權(quán)利要求3所述的往復(fù)踏步式自行車(chē)，其特征在于所述單向棘齒輪(5211)設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)輥(521)的的端面上，所述單向棘爪依序包括設(shè)置在單向飛輪(543)內(nèi)圈(5430)端面上的棘齒盤(pán)(5434)和軸向頂推該單向飛輪(543)的彈簧圈(5433)，所述彈簧圈(5433)與所述單向飛輪(543)共軸且被限定在與所述后輪軸(520)緊固連接的止推盤(pán)(523)內(nèi)側(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述的往復(fù)踏步式自行車(chē)，其特征在于所述的止推盤(pán)(523)與所述后輪軸(520)之間也設(shè)有單向棘輪機(jī)構(gòu)；所述的驅(qū)動(dòng)輥(521)一側(cè)還固接有剎車(chē)碟(524)。
6.如權(quán)利要求3所述的往復(fù)踏步式自行車(chē)，其特征在于所述后輪(510)的輪輻上設(shè)有與該后輪圈(430)同心的驅(qū)動(dòng)齒圈(610)，所述踏步式自行車(chē)上還設(shè)有蓄電池(620)和電動(dòng)機(jī)(630)，所述電動(dòng)機(jī)(630)通過(guò)鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(640)(650)帶動(dòng)末端鏈輪(660)再經(jīng)單向驅(qū)動(dòng)的小飛輪(670)帶動(dòng)外齒輪(680)與所述驅(qū)動(dòng)齒圈(610)相嚙合，所述末端鏈輪(660)、小飛輪(670)、外齒輪(680)均動(dòng)配合在同一短軸(690)上，所述末端鏈輪(660)或外齒輪(680)與小飛輪(670)之間同心地固連成為一體。
7.如權(quán)利要求6所述的往復(fù)踏步式自行車(chē)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)齒圈(610)為設(shè)在所述后輪圈(430)的內(nèi)環(huán)面上的內(nèi)齒圈，或者所述驅(qū)動(dòng)齒圈(610)為固定在所述后輪(510)的輪輻條上的外齒圈；所述末端鏈輪(660)或所述外齒輪(680)軸向固定在所述短軸(690)上，而其中另一則可相對(duì)彈性滑動(dòng)地裝配在所述短軸(690)上，在所述末端鏈輪(660)與所述外齒輪(680)之間還設(shè)有一套彈性可離合單向棘輪機(jī)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的往復(fù)踏步式自行車(chē)，其特征在于所述末端鏈輪(660)與小飛輪(670)之間同心地固連成為一體，所述外齒輪(680)軸向固定在所述短軸(690)上，而所述末端鏈輪(660)則可軸向滑動(dòng)地裝配在所述短軸(690)上；所述的小飛輪(670)包括兩套單向棘輪機(jī)構(gòu)，其中一套常嚙合單向棘輪機(jī)構(gòu)是設(shè)在所述小飛輪(670)輪圈的內(nèi)環(huán)面與所述外齒輪(680)的軸套(683)外環(huán)面之間；另一套可離合單向棘輪機(jī)構(gòu)是設(shè)在所述小飛輪(670)輪圈內(nèi)的末端鏈輪(660)的端面與所述外齒輪(680)的軸套(683)的對(duì)應(yīng)端面之間，且所述小飛輪(670)輪圈內(nèi)的末端鏈輪(660)的端面與所述外齒輪(680)的軸套(683)的對(duì)應(yīng)端面之間設(shè)有推簧(673)及相應(yīng)的反推機(jī)構(gòu)(674)，該反推機(jī)構(gòu)(674)與剎車(chē)機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)；所述電動(dòng)機(jī)(630)為可發(fā)電式電動(dòng)機(jī)；所述短軸(690)裝配在所述車(chē)架(100)上。
9.如權(quán)利要求3所述的往復(fù)踏步式自行車(chē)，其特征在于所述的車(chē)架(100)包括前三角架(110)和后三角架(120)，所述的前三角架(110)包括前管(111)、上管(112)、下管(113)、后立管(114)，所述的后三角架(120)包括立叉(121)、平叉(122)，所述后立管(114)的下端和/或下管(113)的后端和平叉(122)的前端之間通過(guò)連接銷(xiāo)(130)鉸接連接；在所述的上管(112)后端與后立管(114)之間為彈性連接，所述的立叉(121)頂部與后立管(114)上端之間也為彈性連接。
10.如權(quán)利要求3所述的往復(fù)踏步式自行車(chē)，其特征在于所述輪胎(400)的截面自內(nèi)向外依次包括輪圈(430)、發(fā)泡胎(420)和充氣膨脹外胎(410)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種步行式自行車(chē)，其包括車(chē)架、剎車(chē)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)用后輪及后輪軸、輪胎、固定在踏柄上的腳踏板和扇形的主動(dòng)嚙合輪、與扇形主動(dòng)嚙合輪相嚙合的帶嚙合齒的單向飛輪，車(chē)架的左右兩側(cè)均設(shè)有一根踏柄及其腳踏板、扇形主動(dòng)嚙合輪和單向飛輪，而腳踏板固定在踏柄的前端，扇形主動(dòng)嚙合輪固定在踏柄的后端，在踏柄的兩端之間的柄體上開(kāi)有銷(xiāo)孔，在車(chē)架上連接有柄銷(xiāo)，踏柄通過(guò)該銷(xiāo)孔和柄銷(xiāo)而鉸接在車(chē)架上；扇形主動(dòng)嚙合輪為內(nèi)齒圈結(jié)構(gòu)或內(nèi)弧鏈條段結(jié)構(gòu)，單向飛輪外圈為齒輪或鏈輪，踏柄連接在該扇形的主動(dòng)嚙合輪的端面或外圈面上；腳踏板一邊上設(shè)有邊鉤。本發(fā)明簡(jiǎn)單實(shí)用、機(jī)構(gòu)輕巧、傳動(dòng)高效、騎行舒適、防震、防爆胎。
文檔編號(hào)B62M1/24GK1709763SQ20051007576
公開(kāi)日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2005年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者譚乾棠 申請(qǐng)人:譚乾棠