一種省力自行車的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種自行車，尤其是一種省力自行車。現有的自行車都是有車架、前輪、后輪、車把、車座，前輪和后輪之間在車架上裝有鏈輪，通過鏈條和后輪軸上的棘輪機構相傳動，鏈輪通過兩側的曲柄和腳踏板供人力踩踏。這種結構的力學特性受到限制，省力效果不佳，此外，傳動鏈條易損壞，維護不便。本發明包括車架、前輪、后輪、車把、車座，其特征在于：所述后輪兩側各裝有一支向前方延伸的壓桿，兩支壓桿通過聯動機構相連，壓桿的后端通過傳動部件與后輪相傳動。本發明采用擺桿驅動車輪，力臂長，扭矩大，省力增效，且具有結構簡單，造價低廉，堅固耐用等特點，可望成為現有自行車的換代產品。
【專利說明】
一種省力自行車
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種自行車，尤其是一種省力自行車。
【背景技術】
[0002]現有的自行車都是有車架、前輪、后輪、車把、車座，前輪和后輪之間在車架上裝有鏈輪，通過鏈條和后輪軸上的棘輪機構相傳動，鏈輪通過兩側的曲柄和腳踏板供人力踩踏。顯然，曲柄越長對鏈輪的軸心形成的轉矩越大。可是，曲柄太長不適于人的踩踏動作，因而，這種結構的力學特性受到限制，省力效果不佳，此外，傳動鏈條易損壞，維護不便。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是改變現有自行車的鏈條傳動方式，提供一種省力、高效、結實耐用的自行車。
[0004]解決上述問題所采用的技術方案是:研制一種省力自行車，包括車架、前輪、后輪、車把、車座，其特征在于:所述后輪兩側各裝有一支向前方延伸的壓桿，兩支壓桿通過聯動機構相連，壓桿的后端通過傳動部件與后輪相傳動。
[0005]所述聯動機構是一條柔索，柔索的兩端分別連接兩支壓桿的前端，柔索的中部吊掛在車架的滑輪上。
[0006]所述后輪的輪心設有管狀軸套，后輪的輪軸由一條軸桿和一段套管插裝而成，SP一部分軸桿插在套管內，軸套的兩端分別與軸桿、套管轉動配合，軸套中部設有單向傳動的內齒，套管的內端與軸套中部相對，軸桿和套管各設有一個單向傳動的棘爪，兩個棘爪分別與內齒相配合，軸桿和套管分別與車架轉動配合，軸桿和套管的外端各與一支壓桿相固連。
[0007]所述壓桿的后端安裝主動齒輪，主動齒輪在相對后輪輪軸之前，通過導向輪和棘輪機構與后輪相傳動。
[0008]所述壓桿的后端安裝主動齒輪，主動齒輪在相對后輪輪軸之后，通過導向輪和棘輪機構與后輪相傳動。
[0009]所述前輪兩側各裝有一支扳桿，扳桿通過棘輪機構與前輪相傳動，扳桿的后端與壓桿前端相傳動。
[0010]所述扳桿向后延伸，每支扳桿均有兩段桿件，兩段桿件的連接部設有長槽，長槽內通過穿桿連接形成可水平彎折的彎折節，扳桿的后端與壓桿前端相鉸連。
[0011]所述扳桿向上延伸，扳桿前方設有拉簧或柔索與車架相拉，扳桿與壓桿通過柔索相拉。
[0012]所述聯動機構是在車輪的軸套內裝有一套傘形齒輪組，傘形齒輪組有兩個與車輪輪軸轉動配合且輪齒相對的側齒輪，兩個側齒輪之間與至少一個中間齒輪相嚙合，中間齒輪軸與車輪輪軸垂直且相固連，兩個側齒輪向外延伸的輪盤通過棘輪與車輪軸套的內齒單向傳動，且與車輪軸套轉動配合，最外一段各與一支壓桿或扳桿的一端相固連，車輪的輪軸兩端過側齒輪外端分別與車架相固連。
[0013]本發明的有益效果是:采用擺桿驅動車輪，力臂長，扭矩大，省力增效，且具有結構簡單，造價低廉，堅固耐用等特點，特別是采用前后驅動以及專用的聯動機構，結構更加優化，省力效果更為突出，可望成為現有自行車的換代產品。
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0015]圖1是第一種實施例的結構示意圖；
圖2是第一種實施例的俯視結構不意圖；
圖3是第二種實施例的結構示意圖；
圖4是第三種實施例的結構示意圖；
圖5是第四種實施例的結構示意圖；
圖6是第四種實施例的俯視結構不意圖；
圖7是第五種實施例的結構示意圖；
圖8是第五種實施例的結構簡圖；
圖9是第六種實施例的局部結構立體圖；
圖10是第六種實施例的局部結構剖視圖；
圖11是第六種實施例的傳動結構示意圖。
[0016]圖中可見:1.車架，2.前輪，3.車把，4.車座，5.后輪，6.輪軸，7.壓桿，8.柔索，9.滑輪，10.棘輪，11.軸桿，12.套管，13.主動齒輪，14.導向輪，15.扳桿，16.彎折節，17.拉簧，18.拉索，19.中間齒輪，20.傳動子，21.側齒輪，22.軸套。
【具體實施方式】
[0017]第一種實施例:如圖1、圖2所示，車架I主要由兩三角形管架組成，車架I上裝有車把3和車座4，車架前后兩端分別裝有前輪2和后輪5。所述后輪5兩側各裝有一支向前方延伸的壓桿7，兩支壓桿7通過聯動機構相連接，聯動機構的形式很多，本例推薦的是一條柔索8兩端與兩支壓桿的外端相連接，柔索中部吊掛在車架I的滑輪9上。壓桿7的后端通過傳動部件與后輪5相傳動。所述后輪5的輪心設有管狀軸套，后輪5的輪軸6由一條軸桿11和一段套管12插裝而成，即一部分軸桿11插在套管12內，軸套的兩端分別與軸桿11、套管12轉動配合，軸套中部設有單向傳動的內齒，套管12的內端與軸套中部相對，軸桿11和套管12各設有一個單向傳動的棘爪，兩個棘爪分別與內齒即棘輪10相配合，軸桿11和套管12分別與車架I轉動配合，軸桿11和套管12的外端各與一支壓桿7相固連。
[0018]使用時，踩踏一側壓桿即可帶動軸桿11或套管12轉動，通過棘爪帶動軸套和車輪轉動。同時，另一側壓桿受柔索8拉扯而向上抬升，棘輪和棘爪脫離嚙合而相互滑動。這一過程反復進行，兩壓桿7上下交替運動，即可不斷的驅動自行車前行。
[0019]第二種實施例:如圖3所示，在前述實施例基礎上，壓桿7與后輪軸之間增加了主動齒輪13。后輪5的輪軸6上設有棘輪10，主動齒輪13設在棘輪10前方，主動齒輪13和棘輪10通過導向輪14嚙合傳動。壓桿7的后端固定在主動齒輪13上，前端通過柔索8相連，柔索8吊掛在車架I橫梁處的滑輪9上。騎行時，踩踏壓桿7使主動齒輪13轉動，主動齒輪13帶動導向輪14和棘輪10轉動，棘輪10轉為鎖止狀態驅動車輪也向前轉動。同時，柔索8將對側壓桿7向上拉起，帶動對側主動齒輪13、導向輪14、棘輪10反向轉動，對側棘輪10轉為自由狀態，壓桿7如此交替擺動，可使自行車持續前行。
[0020]第三種實施例:如圖4所示，在前述實施例基礎上，將主動齒輪13設在棘輪10的后方，主動齒輪13輪心后移，壓桿7的前端位置不變，從而使壓桿7長度增加，本實施例相比前述實施例力臂增長，增大了主動齒輪13的扭矩，騎行也更省力。
[0021]第四種實施例:如圖5、圖6所示，在前述實施例基礎上，變后輪驅動為雙輪驅動。除了后輪5兩側安裝兩支壓桿7以外，前輪2兩側也安裝了兩支扳桿15。即在前輪2的輪軸6處設置棘輪傳動機構，前輪2兩側各裝一支扳桿15，扳桿15向后延伸，扳桿15通過棘輪機構與前輪2相傳動，扳桿15的后端與壓桿7前端相鉸連。與后輪5不同，自行車前輪2兼具轉向功能，會隨車把3的轉動發生偏轉。即驅動后輪5的壓桿7只需上下擺動，而驅動前輪2的扳桿15除上下擺動外，還需隨前輪2左右擺動。為此，扳桿15的后端與壓桿7前端需由活動部件連接，例如萬向軸、球鉸、柔索等連接方式均可。每支扳桿15均有兩段桿件，兩段桿件的連接部設有長槽，長槽內通過穿桿連接形成可水平彎折的彎折節16，解決了具有轉向功能前輪的驅動裝置與后輪的驅動裝置的結合問題。由力學知識可知，這種雙輪驅動并不是后輪驅動裝置的簡單移植，而是更好的利用了前后輪之間的空間，相當于進一步加長了力臂，增大了自行車的驅動力，使騎行更加省力。
[0022]第五種實施例:如圖7、圖8所示，為使扳桿15與壓桿7間的連接結構進一步簡化，在前述實施例基礎上，本實施例將扳桿15改為向上延伸，扳桿15與壓桿7通過柔索8相拉。為保證驅動方向的一致性，同側的扳桿和壓桿與一套柔索相連，對側的扳桿和壓桿與另一套柔索相連，這就使得壓桿7在上下交替擺動時，可拉動扳桿15前后交替擺動。如第二種實施例所示，縱向柔索可使兩壓桿7在上下交替擺動，而兩扳桿15如實現前后交替擺動，則需要將板桿15回位。如圖8a所示，兩扳桿15上部設置彈簧17相拉，如圖Sb所示，兩扳桿15上部設置拉索18相拉，彈簧17或拉索18都可將扳桿15回位。本實施例將作用于壓桿上的動力傳動到后輪，同時通過柔索將動力傳動至前輪，將前述實施例的單輪驅動改為兩輪驅動，相當于進一步加長了力臂，增大了自行車的驅動力，使騎行更加省力，并簡化了第四種實施例中壓桿與扳桿之間的動力傳動機構。本實施例并非簡單地將后輪的驅動裝置應用到前輪上，而是在優化動力傳動的同時，更好的解決具有轉向功能前輪的驅動裝置與后輪的驅動裝置相結合的問題。
[0023]第六種實施例:如圖9、圖10、圖11所示，在前述實施例基礎上，對自行車的傳動機構，特別是兩支壓桿或兩支扳桿之間的聯動機構做了進一步的改進。所述聯動機構是在前輪和/或后輪的軸套22內裝有一套傘形齒輪組，傘形齒輪組有兩個與車輪輪軸轉動配合且輪齒相對的側齒輪21，兩個側齒輪21之間與至少一個中間齒輪19相嚙合，中間齒輪19軸與車輪輪軸6垂直且相固連，兩個側齒輪21向外延伸的輪盤分為三段，一段通過傳動子20即棘爪與車輪軸套22的內齒單向傳動，另一段與車輪軸套22最好通過軸承轉動配合，最外一段各與一支壓桿7或扳桿15的一端相固連，車輪的輪軸6兩端過側齒輪21外端分別與車架I相固連。這里的傘形齒輪可以是標準的傘形齒輪，也可以是兩個內側面外周均布輪齒的齒環，與側齒輪相嚙合的中間齒輪19可以是傘齒輪，也可以是正齒輪，其外側面最好是一個球面或圍繞輪軸6的圓弧面。中間齒輪19可圍繞輪軸6設置多個，也可以是并排安裝且相互嚙合的奇數齒輪組。只要能夠把一個側齒輪21的轉動反向傳給對面的側齒輪21的結構就都是等同的技術方案。
[0024]使用時，當一側的壓桿或扳桿向一個方向擺動時，另一支壓桿或扳桿就會向相反方向擺動。特別是當一支壓桿或扳桿的棘輪機構處于驅動行程時，另一支壓桿或扳桿的棘輪機構處于滑動行程，回位非常容易。顯然，這種結構既適于后輪，也適于前輪。用于前輪時既可以采用扳桿平置的機構，也適于扳桿豎立的結構。特別推薦后輪采用兩支平置壓桿，壓桿前端通過吊索聯動，前輪采用兩支豎立扳桿，扳桿上端通過繩索與壓桿前端相拉，扳桿的下端連接傘齒輪組聯動機構，結構更加簡化，工作性能更好。
【主權項】
1.一種省力自行車，包括車架、前輪、后輪、車把、車座，其特征在于:所述后輪兩側各裝有一支向前方延伸的壓桿，兩支壓桿通過聯動機構相連，壓桿的后端通過傳動部件與后輪相傳動。2.根據權利要求1所述的一種省力自行車，其特征在于:所述聯動機構是一條柔索，柔索的兩端分別連接兩支壓桿的前端，柔索的中部吊掛在車架的滑輪上。3.根據權利要求1所述的一種省力自行車，其特征在于:所述后輪的輪心設有管狀軸套，后輪的輪軸由一條軸桿和一段套管插裝而成，即一部分軸桿插在套管內，軸套的兩端分別與軸桿、套管轉動配合，軸套中部設有單向傳動的內齒，套管的內端與軸套中部相對，軸桿和套管各設有一個單向傳動的棘爪，兩個棘爪分別與內齒相配合，軸桿和套管分別與車架轉動配合，軸桿和套管的外端各與一支壓桿相固連。4.根據權利要求1所述的一種省力自行車，其特征在于:所述壓桿的后端安裝主動齒輪，主動齒輪在相對后輪輪軸之前，通過導向輪和棘輪機構與后輪相傳動。5.根據權利要求1所述的一種省力自行車，其特征在于:所述壓桿的后端安裝主動齒輪，主動齒輪在相對后輪輪軸之后，通過導向輪和棘輪機構與后輪相傳動。6.根據權利要求1所述的一種省力自行車，其特征在于:所述前輪兩側各裝有一支扳桿，扳桿通過棘輪機構與前輪相傳動，扳桿的后端與壓桿前端相傳動。7.根據權利要求6所述的一種省力自行車，其特征在于:所述扳桿向后延伸，每支扳桿均有兩段桿件，兩段桿件的連接部設有長槽，長槽內通過穿桿連接形成可水平彎折的彎折節，扳桿的后端與壓桿前端相鉸連。8.根據權利要求6所述的一種省力自行車，其特征在于:所述扳桿向上延伸，扳桿前方設有拉簧或柔索與車架相拉，扳桿與壓桿通過柔索相拉。9.根據權利要求1所述的一種省力自行車，其特征在于:所述聯動機構是在車輪的軸套內裝有一套傘形齒輪組，傘形齒輪組有兩個與車輪輪軸轉動配合且輪齒相對的側齒輪，兩個側齒輪之間與至少一個中間齒輪相嚙合，中間齒輪軸與車輪輪軸垂直且相固連，兩個側齒輪向外延伸的輪盤通過棘輪與車輪軸套的內齒單向傳動，并且與車輪軸套轉動配合，夕卜端各與一支壓桿或扳桿的一端相固連，車輪的輪軸兩端過側齒輪外端分別與車架相固連。
【文檔編號】B62M1/24GK105836029SQ201610331105
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】魏香云
【申請人】魏香云