專利名稱：一種自行車曲柄省力機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及自行車，具體說是在曲柄上加裝省力機構。
眾所周知，目前自行車和三輪車的曲柄長短是固定不變的，也就是說，就曲柄機構本身來說，所用蹬力是一樣的，不能省力。
本實用新型征對上述的問題提供一種使曲柄長短變化的機構，其目的是省力。
本實用新型的目的是這樣實現的，人騎自行車都是腳蹬到達最高點時用力向下向前蹬，此時最使得上勁，當腳蹬快到水平位置這瞬時最輕最快，從力學角度來說，是由于壓力角的逐漸減少，直到壓力角最小，最省力。腳蹬轉過正前方以后，由于慣性作用，蹬力逐漸減少，直到腳蹬到達最低點用不上蹬力，此時另一只腳剛好接上用力蹬，將這只曲柄和腳蹬帶動向后回轉向上到最高點，如此周而復始。根據人蹬自行車這一特點，在自行車車架裝中軸的中接頭上左右兩邊平行固定兩個相同盤狀凹槽凸輪，使以上兩凸輪的最大向心半徑向前。將左右固定曲柄做成相同軌道，軌道上各安裝相同活動曲柄，活動曲柄的內端頭彎向內側伸向盤狀凹槽凸輪的凹槽內，其端頭裝有滾子或防塵軸承，右邊的大鏈輪上對應曲柄位置制有一長口，以使右活動曲柄內端頭穿過大鏈輪，能在固定曲柄上沿凸輪凹槽自由滑動，左右活動曲柄的外端頭上安裝左右腳蹬。
使用時，當用力把腳蹬從最高點向下向前蹬動時，活動曲柄內端頭滾子會沿著凸輪凹槽向下向前傾斜弧形軌道滑去，凸輪向心半徑會逐漸向外伸長，使曲柄臂增長人蹬車感到很輕，當蹬到正前方凸輪最大向心半徑時，此時力臂變得最長，最省力。繼續(xù)蹬動，活動曲柄的滾子會繼續(xù)沿著凸輪軌道凹槽向下滑動，由于自行車本身行駛的慣性作用，蹬力已在逐漸減少，同時凸輪向心半徑也在減小，迫使活動曲柄向回收縮，逐漸變短，直到腳蹬到達最低點不用力蹬另一只腳蹬同時到達最高點用力蹬動時，此時曲柄由另一只曲柄帶動向上轉，凸輪向心半徑會變得最短，活動曲柄快速回收回轉向上直到腳蹬到達最高點，完成一個循環(huán)。這樣向前蹬曲柄變長，向后回轉不用力曲柄變短，不僅能省力，而且也適應人蹬動用力的自然規(guī)律，使力少白浪費。
安裝了本實用新型的自行車與現有自行車相比不僅能省力，使騎自行車變得輕松，特別是遠途、上坡或頂風騎行不用費那樣大的勁，而且可以提高車速，提高效率，尤其是三輪車其省力和效率更加明顯。
以下結合附圖和實施例對本實用新型的具體結構作詳細說明。


圖1圖2是本實用新型的正視和側視示意圖。如圖，在自行車車架裝中軸的中接頭6左右兩邊端頭平行固定兩個相同盤裝凸輪4、15，盤裝凸輪4、15上有槽口向外相同凸輪凹槽軌道14，凸輪軌道14可選用自潤滑耐磨材料制成嵌入或選用增強的復合材料塑料。盤狀凹槽凸輪最大向心半徑不能超過大鏈輪12半徑，使活動曲柄內端頭13不碰上鏈條11。其凹槽凸輪的形狀和凸輪最大向心半徑16向正前方或上前方其角度大小要根據車輪大小、車座高低、車座位置的前后和設計的曲柄長度(包括活動曲柄)來決定。總之，要放到腳蹬用力的最佳位置，如
圖1、2所示凹槽凸輪15最大向心半徑向正前方，可用在20″、22″、24″車高車座或26″高車座車上供腿較長的人騎，或裝在28″車和三輪車上；又如凹槽凸輪最大向心半徑16呈半圓形向上前方的凸輪可裝在座位較低，腳向前下方蹬的三輪車上(腿彎曲最大和蹬直正好在半圓最大直徑上，腿不用力正是短半徑時，離地面也較高)；可裝在28″車和三輪車上等。只要活動曲柄加固定曲柄的長度大于原曲柄長度就能省力，其省力大小與凹槽凸輪最大向心半徑和活動曲柄及固定曲柄的長度有關。把本實用新型安裝在在先發(fā)明的“直接蹬輪軸轉動自行車”上，更具有蹬動很自然省力的優(yōu)越性。
在中軸5左右兩端安裝的左右固定曲柄3、9上有裝左右活動曲柄1、7的滑動軌道，活動曲柄1、7的內端頭2、8分別有滾子13，并伸向左右盤狀凸輪凹槽軌道14內，外端頭分別安裝腳蹬10，右活動曲柄端頭8還要穿過大鏈輪12的開口槽再到凸輪凹槽內(開口槽的長度和寬度要不影響活動曲柄在固定曲柄上滑動)，左右軌道凹槽14最好做成半圓形不存污物，滾子13能隨腳蹬10活動曲柄1、7轉動沿凹槽凸輪軌道14滾動，同時使活動曲柄1、7在固定曲柄3、9的滑動軌道上伸縮，并使固定曲柄3、9隨活動曲柄1、7一起轉動，帶動大鏈12轉動，傳動自行車前進。
制造時要注意幾點第一是自行車曲柄長短因車而異，斷面可以做成各種形狀，如矩形、工字形、仿錘形等，考慮到離地要有一定的高度，所以一般26車曲柄長165mm，28車曲柄長180mm。本實用新型在保證腳蹬離地間隙的情況下雖然可以加長曲柄，但是人的腿彎曲和伸直是有一定范圍的。只有這個范圍內人蹬動腳蹬才自然，不別扭，得上勁，如身高1.65～1.75類的人蹬動最大范圍在360～560mm，也就是說，固定曲柄加活動曲柄的有效臂長不能超過180～280mm。
第二，大鏈輪(可緊貼曲柄內側)直徑大，凸輪凹槽向心半徑就可以增大，但最大向心半徑也不能超過130mm，因為若以曲柄有效長度280mm計算，固定曲柄可取160mm，活動曲柄取150mm長，減去至少30mm的軌重合才能保證使兩曲柄一起轉動的剛度，160-30＝130mm。
第三，凸輪凹槽的最大向心半徑向上方可以是直徑向前下方傾斜30度角的半圓180度圓弧度(座位降低與前面中軸成30度夾角的三輪車裝用)，也可以是圓滑過渡的1度以上弧形；最大向心半徑中點的方向，根據各種不同車可在前上方0～60度之間。
第四，凹槽凸輪可以做成各種形狀，但凸輪凹槽能從起蹬點向心半徑到最大向心半徑再到終點向心半徑，腳蹬力的方向與凸輪凹槽必須有一定向下傾斜角度，并且凹槽要光滑拐彎流暢，否則容易造成自鎖。
權利要求1.一種自行車曲柄省力機構，它包括中軸、車架中接頭、曲柄、大鏈輪，其特征在于曲柄的導軌上裝有活動曲柄，活動曲柄的內端頭向里彎伸在平行固定于中接頭兩邊的凸輪凹槽內。
2.根據權利要求1所述自行車曲柄省力機構，其特征在于凸輪凹槽最大向心半徑可以從1度到180度的任何弧度。
3.根據權利要求1或2所述自行車曲柄省力機構，其特征在于凸輪凹槽最大向心半徑在上前方。
4.根據權利要求3所述自行車曲柄省力機構，其特征在于最大向心半徑弧度中點在1度～60度角上。
5.根據權利要求1所述自行車曲柄省力機構，其特征在于凸輪凹槽最大向心半徑在正前方0度角。
6.根據權利要求1所述自行車曲柄省力機構，其特征在于曲柄斷面呈矩形，軌道在矩形中間，活動曲柄在中間軌道上滑動。
7.根據權利要求1所述自行車曲柄省力機構，其特征在于曲柄斷面呈工字形，軌道在活動曲柄上，在曲柄中間滑動。
8.根據權利要求1所述自行車曲柄省力機構，其特征在于曲柄斷面呈仿錘形，軌道在活動曲柄中間兩邊，在曲柄兩邊滑動。
專利摘要一種自行車曲柄省力機構,它是由凹槽凸輪和可伸縮的活動曲柄及固定曲柄構成。安裝了本實用新型的自行車與現有自行車相比,不僅能省力,而且可以提高車速,節(jié)約騎行時間,特別是遠途、上坡或頂風騎行更加明顯,不用費那樣大的勁,就能騎得較快,尤其是三輪車其省力和效率優(yōu)越顯著。
文檔編號B62M3/00GK2406912SQ0020488
公開日2000年11月22日 申請日期2000年2月4日 優(yōu)先權日2000年2月4日
發(fā)明者黃昌友 申請人:黃昌友