專利名稱：把叉錐輪擺桿自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型把叉錐輪擺桿自行車涉及的是一種人力驅(qū)動自行車裝置，特別是二
輪、三輪、四輪人力驅(qū)動自行車裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的人力驅(qū)動自行車有二輪、三輪、四輪自行車，皆依靠雙腳向下作圓周運動使之前進，稱為普通自行車。腳蹬沿腳拐回轉(zhuǎn)一周所走過的距離為s = 2 為腳蹬回轉(zhuǎn)半徑)，而所作的功則為w = Fr (F為腳所施的力在沿腳蹬圓切線方向上的分力)?？梢?，人在普通自行車驅(qū)車過程中，大部分力都沒有被利用，而只有少部分力(約1/3)作有用功。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述不足之處，提供一種把叉錐輪擺桿自行車，是一種把叉錐輪傳動與雙擺桿繩鏈傳動低座平蹬人力驅(qū)動自行車，該車能增加有用功、減少無用功，充分利用人體各方面能量，實現(xiàn)高效高速的目的。本實用新型與普通自行車裝置相比速度相同時省力；施力相同時增速。 把叉錐輪擺桿自行車是采取以下方案實現(xiàn)的把叉錐輪擺桿自行車由車架部分、車座部分、操縱部分和驅(qū)動部分組成。 車架部分包括擺軸前撐、擺軸后撐、上斜梁、下斜梁、前叉套、車把套、左簧套、右簧套、后軸架、中軸套和車座套；上斜梁與下斜梁前端裝有前叉套，上斜梁上部固接有擺軸前撐和擺軸后撐，擺軸前撐和擺軸后撐上端通過短撐和彎撐與車把套相固連，車架中部裝有中軸套，中軸套上部裝有車座套，中撐前端與上斜梁、下斜梁相固接，中撐后端與平撐、中軸斜撐相連接。中撐上端通過中軸斜撐與車座套相固接。車座套通過后斜撐與后軸架相連，后軸架前端與中軸套相連，后軸架后端固結(jié)有后軸叉。左簧套與右簧套分別通過簧前撐和簧短撐固定在車架的下斜梁左、右兩側(cè)。 車座部分由座椅墊、靠背、車座插桿組成。車座插桿裝在車座套內(nèi)，通過螺栓調(diào)整上、下高度。 操縱部分包括車把、前剎、后剎、前叉和前輪；前叉裝在車架前部前叉套內(nèi)，前叉下
部裝有前輪軸，前輪軸上裝有前輪，前叉與前輪軸上裝有前輪護瓦，車把裝在車架的車把套
內(nèi)，車把下端裝有上錐齒輪(簡稱上錐輪)，前叉上端裝有下錐輪，上錐輪與下錐輪分別通
過其端部螺栓調(diào)整，實現(xiàn)嚙合；即轉(zhuǎn)動車把，通過上下錐輪帶動前叉擺動，使得前輪轉(zhuǎn)動而
改變自行車的行駛方向，上錐輪與下錐輪外裝有錐輪罩，以防灰塵進入，減少磨損。 前剎裝在前叉前端，用于剎前輪，后剎裝在后輪軸上，用于剎后輪，剎車把裝在車
把左右兩側(cè)。 驅(qū)動部分包括左擺桿、右擺桿、左腳蹬、右腳蹬、左繩鏈、右繩鏈、左飛輪、右飛輪、左彈簧、右彈簧、鏈輪、鏈條和后飛輪。擺桿軸裝在擺桿軸套內(nèi)，左擺桿裝在擺桿軸左側(cè)，右擺桿裝在擺桿軸右側(cè)，左擺桿與右擺桿下部分別裝有左腳蹬、右腳蹬，左腳蹬軸、右腳蹬軸上分別固接有左繩鏈、右繩鏈，左繩鏈、右繩鏈分別通過左飛輪、右飛輪與左彈簧、右彈簧相連接，左彈簧、右彈簧分別裝在左彈簧套、右彈簧套內(nèi)，可通過螺母實現(xiàn)調(diào)整彈簧松緊程度。中軸裝在中軸套內(nèi)，中軸左側(cè)裝有左飛輪，中軸右側(cè)裝有右飛輪，左飛輪、右飛輪與左繩鏈、右繩鏈和左彈簧、右彈簧分別實現(xiàn)共面，即在同一平面內(nèi)。 后輪軸裝在后軸架后端固結(jié)的后軸叉上，后輪裝在后輪軸上，后輪上部裝有后輪護瓦，后輪軸左側(cè)裝有后剎，后輪軸右側(cè)裝有后飛輪，鏈輪通過鏈條帶動后飛輪，驅(qū)動后輪運動，帶動整車前進。 所述左繩鏈與右繩鏈是由鋼絲繩與滾子鏈條采用專用連箍相連接，繩鏈的鏈條部
分與左、右飛輪相嚙合，另一端與裝在彈簧套筒(簡稱簧套)里的彈簧相聯(lián)，分別構(gòu)成左右各一個封閉傳動鏈。左右飛輪裝置在中軸的車架中心線兩側(cè)，其內(nèi)分別裝有超越離合器，與普通自行車的飛輪相同，使其只能單向回轉(zhuǎn)。在鏈輪上方安裝有可前后上下調(diào)節(jié)、帶靠背的低位車座。鏈輪通過鏈條帶動后飛輪實現(xiàn)單向轉(zhuǎn)動，進而通過后輪軸驅(qū)動后輪及前輪前進。 工作原理當左(或右)腳向前施力蹬踩左腳蹬時，腳蹬通過左擺桿繩鏈驅(qū)動左飛輪正向旋轉(zhuǎn)，通過中軸使鏈輪帶動后飛輪、后輪正向旋轉(zhuǎn)，使自行車向前運動，當左腳蹬至最前點時，將左簧套中的彈簧拉至最大位置，左腳后退時，在彈簧力作用下左擺桿將自動復位；當右腳向前施力蹬踩右腳蹬時，情況類似。當雙腳輪番驅(qū)動時，變換左右腳，則可實現(xiàn)裝置的連續(xù)向前運動。 上述繩鏈驅(qū)動為第一級傳動，第二級鏈傳動則與普通自行車相同。兩級傳動的增
速傳動比i可基本相同，則總傳動比為2i ，即為普通自行車傳動比的兩倍，在相同的蹬踩頻
率下車速可提高一倍以上。 本實用新型的主要特點有 1、采用擺桿_繩鏈與鏈輪_后飛輪的二級鏈傳動 現(xiàn)有普通二輪自行車、三輪人力車的驅(qū)動是人的雙腳蹬踩腳蹬作回轉(zhuǎn)運動使車前進的，采用擺桿繩鏈的二級鏈裝置，其關(guān)鍵技術(shù)在于將腳蹬的圓周運動改變?yōu)榻谥本€的大弧線運動。擺桿繩鏈的第一級傳動左右互不干涉，即可同時驅(qū)動，又可單獨驅(qū)動或雙腳輪番驅(qū)動。 2、采用低位車座帶靠背結(jié)構(gòu) 現(xiàn)在的自行車、三輪車座位在腳蹬的上方，駕駛者向下踏動腳蹬時，所施加的力一般不會超過自身的重量，但當騎賽車時，需把腰彎下，用腳向下蹬踏，就能用上更大的力氣，根據(jù)這一原理，本實用新型裝置的車座裝在與腳蹬基本等高的斜平面上，讓人像半躺著一樣接近水平方向大小腿自然向前去蹬踩腳蹬，同時背靠弧形靠背能充分發(fā)揮人機工學的施力原理，依靠靠背的反作用力，在腳蹬上無需多用力，就能輕松驅(qū)車前進或把時速明顯提高，如圖l所示。 3、采用把叉錐輪傳動由于擺桿的擺幅較大、車座的低位影響，使得前輪前移和兩輪中心距增大，此時若將前叉與車把仍保持直連，勢必造成前叉軸線向后傾斜而大大增大轉(zhuǎn)彎半徑，且轉(zhuǎn)向極不靈活而影響駕駛安全。鑒于上述，前叉與車把采用錐輪傳動，既能保證前叉軸線裝配角度符合國家行業(yè)標準，又能使得車把轉(zhuǎn)向靈活、運行安全。錐輪傳動為軸交角大于9(T的非正交錐輪傳動，其傳動比為1.5 1 : l，可實現(xiàn)輕松轉(zhuǎn)向；齒形可為直、斜或雙曲線等。[0020] 4、采用變速結(jié)構(gòu)鏈輪_后飛輪采用內(nèi)變速或塔輪外變速結(jié)構(gòu)，分若干擋進行變速，實現(xiàn)開始驅(qū)動與爬坡時用低檔，非常省力；運動起來以后逐步換高檔，加上高速運動狀態(tài)下的慣性作用，使所需驅(qū)動力減小。即實現(xiàn)開始起動與爬坡時的低速-近似等比傳動；正常運動時的高速_大增速比傳動。 5、綜述本實用新型與現(xiàn)有普通二輪、三輪自行車相比，具有以下優(yōu)點 1)雙擺桿繩鏈傳動驅(qū)動裝置使得人力驅(qū)動裝置中的有害分力大幅降低，有用分
力大幅提高，又進一步提高駕駛者的耐力與作功效率，可提高系統(tǒng)的運動速度。
2)低位車座帶靠背結(jié)構(gòu)使得人力驅(qū)動裝置能最大限度的發(fā)揮人體結(jié)構(gòu)的用力
功能，降低人的疲勞強度，增強駕駛者的舒適性，提高駕駛者的耐力，使其能輕松的驅(qū)動系
統(tǒng)前進。 3)采用把叉錐輪傳動車把與前叉采用錐輪傳動，外加錐輪罩。既可保護錐輪傳動、減少磨損，又使得整車造型美觀，實現(xiàn)輕松轉(zhuǎn)向，安全駕駛。
4)采用變速結(jié)構(gòu)鏈輪-后飛輪采用變速結(jié)構(gòu)，分若干擋進行變速，可實現(xiàn)開始起
動與爬坡時的低速-近似等比傳動，使得啟動時所需驅(qū)動力明顯減小，易于啟動。
5)考慮到整體式車架，輕型塑材的選用，可靠的制動系統(tǒng)，起動停車的穩(wěn)定性等，
可使得采用本實用新型人力驅(qū)動裝置制作的二輪、三輪自行車(密閉型或敞開型)均可作
為人們的代步、運輸、交通工具，亦可作為體育、休閑健身用工具。

以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明 圖1是把叉錐輪擺桿自行車主視圖，主要表達車座、操縱和驅(qū)動部分的相互位置、連接關(guān)系，包括前輪1、前輪軸2、前叉3、前剎4、前輪護瓦5、錐輪罩6、車架7、右擺桿8、后剎9、擺桿軸10、車把11、后飛輪12、后軸13、支架14、后輪15、鏈條16、后輪護瓦17、鏈輪18、中軸19、右飛輪20、左飛輪21、右繩鏈22、車座23、右彈簧24、右腳蹬25。[0029] 圖2是把叉錐輪擺桿自行車俯視圖，主要表達左右擺桿繩鏈驅(qū)動部分各個零部件在俯視圖中的相互位置、連接關(guān)系，包括左擺桿26、左腳蹬27、左彈簧28、左繩鏈29。[0030] 圖3是把叉錐輪擺桿自行車的車架示意圖，主要表達車架部分各個零部件的相互位置、連接關(guān)系，包括前叉套7-l、彎撐7-2、車把套7-3、短撐7-4、擺軸套7_5、擺軸后撐7-6、上斜梁7-7、中撐7-8、車座套7-9、后斜撐7_10、后軸叉7_11、后軸架7_12、中軸套7-13、中軸斜撐7-14、平撐7-15、簧短撐7-16、左簧套7_17、右簧套7_18、簧前撐7_19、下斜梁7-20、擺軸前撐7-21。
具體實施方式參照附圖1 3，本實用新型把叉錐輪擺桿自行車的實施例為車把與前叉采用錐
輪傳動、車座采用低位帶靠背結(jié)構(gòu)、驅(qū)動采用擺桿鏈二級傳動制作的自行車。 本實用新型把叉錐輪擺桿自行車由車架7、車座23、操縱部分和驅(qū)動部分組成。 車架7部分包括擺軸前撐7-21、擺軸后撐7-6、上斜梁7_7、下斜梁7_20、前叉套
7-l、車把套7-3、左簧套7-17、右簧套7-18、后軸架7-12、中軸套7-13和車座套7-9 ;上斜梁
7-7與下斜梁7-20前端裝有前叉套7-1，上斜梁7-7上部固接有擺軸前撐7_21和擺軸后撐7-6，擺軸前撐7-21和擺軸后撐7-6上端通過短撐7-4和彎撐7_2與車把套7_3相固連，車 架中部裝有中軸套7-13，中軸套7-13上部裝有車座套7-9，中撐7-8前端與上斜梁7_7、下 斜梁7-20相固接，中撐7-8后端與平撐7-15、中軸斜撐7-14相連接。中撐7_8上端通過中 軸斜撐7-14與車座套7-9相固接。車座套7-9通過后斜撐7-10與后軸架7_12相連，后軸 架7-12前端與中軸套7-13相連，后軸架7-12后端設(shè)有后軸叉7-11。左簧套7_17與右簧 套7-18分別通過簧前撐組件7-19和簧短撐7-16固定在車架的下斜梁7-20左、右兩側(cè)。 車座23部分由座椅墊、靠背、車座插桿組成；車座插桿裝在車座套7-9內(nèi)，通過螺 栓調(diào)整上、下高度。所述車座采用低位車座，帶靠背。 操縱部分包括車把11、前剎4、后剎9、前叉3和前輪1 ;前叉3裝在車架7前部前 叉套7-1內(nèi)，前叉3下部裝有前輪軸2，前輪軸2上裝有前輪1，前輪1上裝有前輪護瓦5，車 把11裝在車架7前上部，便于操縱。車把11下端裝有上錐齒輪(簡稱錐輪)，前叉3上端 裝有下錐輪，上錐齒輪與下錐輪通過螺栓調(diào)整，實現(xiàn)嚙合，使得前輪轉(zhuǎn)動而改變自行車的行 駛方向，上錐齒輪與下錐輪外裝有錐輪罩6 。 前剎4裝在前叉3前端，用于剎前輪l，后剎9裝在后輪軸13上，用于剎后輪15， 剎車把裝在車把ll左右兩側(cè)。 驅(qū)動部分包括左擺桿26、右擺桿8、左腳蹬27、右腳蹬25、左繩鏈29、右繩鏈22、左 飛輪11、右飛輪21、鏈輪18、鏈條16和后飛輪12。擺桿軸10裝在擺軸套7-5內(nèi)，左擺桿26 裝在擺桿軸10左側(cè)，右擺桿8裝在擺桿軸10右側(cè)，左擺桿26與右擺桿下部分別裝有左腳 蹬27、右腳蹬25，左腳蹬軸27、右腳蹬軸25上分別固接有左繩鏈29、右繩鏈22，左繩鏈29、 右繩鏈22分別通過左飛輪21、右飛輪20與左彈簧、右彈簧相連接，左彈簧28、右彈簧24分 別裝在左彈簧套7-17、右彈簧套7-18內(nèi)，可通過螺母實現(xiàn)調(diào)整彈簧松緊程度。中軸19裝 在中軸套7-13內(nèi)，中軸19左側(cè)裝有左飛輪，中軸19右側(cè)裝有右飛輪20，左飛輪21、右飛輪 20與左繩鏈29、右繩鏈22和左彈簧28、右彈簧24分別實現(xiàn)共面，即在同一平面內(nèi)。 后輪軸13裝在后軸架7-12后端設(shè)有的后軸叉7-11上，后輪15裝在后輪軸13上， 后輪15上部裝有后輪護瓦17，后輪軸13左側(cè)裝有后剎9，后輪軸13右側(cè)裝有后飛輪12，鏈 輪19通過鏈條16帶動后飛輪12，驅(qū)動后輪15運動，帶動整車前進。 所述左繩鏈29與右繩鏈22是由鋼絲繩與滾子鏈條采用專用連箍相連接，繩鏈的 鏈條部分與左、右飛輪相嚙合，另一端與裝在彈簧套筒(簡稱簧套)里的彈簧相聯(lián)，分別構(gòu) 成左右各一個封閉傳動鏈。左右飛輪裝置在中軸的車架兩側(cè)，其內(nèi)分別裝有超越離合器，與 普通自行車的飛輪相同，使其只能單向廻轉(zhuǎn)。在鏈輪19上方安裝有可前后上下調(diào)節(jié)、帶靠 背的低位車座。鏈輪19通過鏈條16帶動后飛輪12實現(xiàn)單向轉(zhuǎn)動，進而通過后輪軸13驅(qū) 動后輪15及前輪1前進。
權(quán)利要求一種把叉錐輪擺桿自行車，其特征在于由車架部分、車座部分、操縱部分和驅(qū)動部分組成；車架部分包括擺軸前撐、擺軸后撐、上斜梁、下斜梁、前叉套、車把套、左簧套、右簧套、后軸架、中軸套和車座套；上斜梁與下斜梁前端裝有前叉套，上斜梁上部固接有擺軸前撐和擺軸后撐，擺軸前撐和擺軸后撐上端通過短撐和彎撐與車把套相固連，車架中部裝有中軸套，中軸套上部裝有車座套，中撐前端與上斜梁、下斜梁相固接，中撐后端與平撐、中軸斜撐相連接，中撐上端通過中軸斜撐與車座套相固接；車座套通過后斜撐與后軸架相連，后軸架前端與中軸套相連，后軸架后端固結(jié)有后軸叉；左簧套與右簧套分別通過簧前撐和簧短撐固定在車架的下斜梁左、右兩側(cè)；車座部分由座椅墊、靠背、車座插桿組成；車座插桿裝在車座套內(nèi)，通過螺栓調(diào)整上、下高度；操縱部分包括車把、前剎、后剎、前叉和前輪；前叉裝在車架前部前叉套內(nèi)，前叉下部裝有前輪軸，前輪軸上裝有前輪，前叉與前輪軸上裝有前輪護瓦，車把裝在車架的車把套內(nèi)，車把下端裝有上錐齒輪，前叉上端裝有下錐輪，上錐輪與下錐輪分別通過其端部螺栓調(diào)整，實現(xiàn)嚙合；即轉(zhuǎn)動車把，通過上下錐輪帶動前叉擺動，使得前輪轉(zhuǎn)動而改變自行車的行駛方向，上錐輪與下錐輪外裝有錐輪罩；驅(qū)動部分包括左擺桿、右擺桿、左腳蹬、右腳蹬、左繩鏈、右繩鏈、左飛輪、右飛輪、左彈簧中軸、右彈簧中軸、鏈輪、鏈條和后飛輪；擺桿軸裝在擺桿軸套內(nèi)，左擺桿裝在擺桿軸左側(cè)，右擺桿裝在擺桿軸右側(cè)，左擺桿與右擺桿下部分別裝有左腳蹬、右腳蹬，左腳蹬軸、右腳蹬軸上分別固接有左繩鏈、右繩鏈，左繩鏈、右繩鏈分別通過左飛輪、右飛輪與左彈簧、右彈簧相連接，左彈簧、右彈簧分別裝在左彈簧套、右彈簧套內(nèi)，通過螺母實現(xiàn)調(diào)整彈簧松緊程度；中軸裝在中軸套內(nèi)，中軸左側(cè)裝有左飛輪，中軸右側(cè)裝有右飛輪；后輪軸裝在后軸架后端固結(jié)的后軸叉上，后輪裝在后輪軸上，后輪上部裝有后輪護瓦，后輪軸左側(cè)裝有后剎，后輪軸右側(cè)裝有后飛輪，鏈輪通過鏈條帶動后飛輪，驅(qū)動后輪運動，帶動整車前進。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的把叉錐輪擺桿自行車，其特征在于所述前剎裝在前叉前端， 用于剎前輪，后剎裝在后輪軸上，用于剎后輪，剎車把裝在車把左右兩側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的把叉錐輪擺桿自行車，其特征在于左飛輪、右飛輪與左繩鏈、 右繩鏈和左彈簧、右彈簧分別實現(xiàn)共面，即在同一平面內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的把叉錐輪擺桿自行車，其特征在于所述左繩鏈與右繩鏈是由 鋼絲繩與滾子鏈條采用專用連箍相連接，繩鏈的鏈條部分與左、右飛輪相嚙合，另一端與裝 在彈簧套筒里的彈簧相聯(lián)，分別構(gòu)成左右各一個封閉傳動鏈。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的把叉錐輪擺桿自行車，其特征在于所述左右飛輪裝在中軸的 車架兩側(cè)，其內(nèi)分別裝有超越離合器，使其只能單向廻轉(zhuǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的把叉錐輪擺桿自行車，其特征在于所述車座采用低位車座， 帶靠背。
專利摘要本實用新型把叉錐輪擺桿自行車涉及的是一種人力驅(qū)動自行車裝置，特別是二輪、三輪、四輪人力驅(qū)動自行車裝置。由車架部分、車座部分、操縱部分和驅(qū)動部分組成；車架部分包括擺軸前撐、擺軸后撐、上斜梁、下斜梁、前叉套、車把套、左簧套、右簧套、后軸架、中軸套和車座套；車座部分由座椅墊、靠背、車座插桿組成；操縱部分包括車把、前剎、后剎、前叉和前輪；驅(qū)動部分包括左擺桿、右擺桿、左腳蹬、右腳蹬、左繩鏈、右繩鏈、左飛輪、右飛輪、左彈簧中軸、右彈簧中軸、鏈輪、鏈條和后飛輪；后輪軸裝在后軸架后端固結(jié)的后軸叉上，后輪裝在后輪軸上，后輪軸左側(cè)裝有后剎，后輪軸右側(cè)裝有后飛輪，鏈輪通過鏈條帶動后飛輪，驅(qū)動后輪運動，帶動整車前進。
文檔編號B62K19/00GK201447024SQ20092004720
公開日2010年5月5日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者劉極峰, 楊小蘭 申請人:南京工程學院