本發(fā)明涉及自行車傳動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自行車無死點驅(qū)動中軸，用于解決現(xiàn)有的自行車傳動裝置存在發(fā)力死點的缺點。

背景技術(shù)：

自行車是人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾拇浇煌üぞ?，人們在上下班和郊游時都經(jīng)常使用自行車。作為自行車的驅(qū)動部件，自行車傳動裝置是自行車的必不可少的重要部件，現(xiàn)有的自行車驅(qū)動裝置，踏板呈圓周運(yùn)動。由于人體的自身局限，只能自上而下的發(fā)力蹬踩踏板，當(dāng)兩踏板一個運(yùn)行在最上方一個運(yùn)行在最下方時，兩踏板同時處于發(fā)力死點出，只能通過踏板的慣性越過發(fā)力死點附近區(qū)域，因而無法緊密地連續(xù)踩踏，降低了騎行效率。雖然市場上的橢圓形牙盤自行車比常規(guī)的自行車較快越過發(fā)力死點附近區(qū)域，但是會產(chǎn)生因鏈條抖動而容易導(dǎo)致鏈條掉落的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種自行車無死點驅(qū)動中軸，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的自行車驅(qū)動裝置存在發(fā)力死點的缺點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種自行車無死點驅(qū)動中軸，所述自行車無死點驅(qū)動中軸包括：驅(qū)動裝置和從動裝置，所述驅(qū)動裝置包括：第一曲柄、轉(zhuǎn)動安裝在所述第一曲柄轉(zhuǎn)動端的第一踏板、第二曲柄以及轉(zhuǎn)動安裝在所述第二曲柄轉(zhuǎn)動端的第二踏板，其特征在于，所述驅(qū)動裝置還包括：固定連接在所述第一曲柄固定端的第一中軸、固定連接在所述第二曲柄固定端的第二中軸、固定連接在所述第一中軸遠(yuǎn)離所述第一曲柄一端的第一齒輪、固定連接在所述第二中軸遠(yuǎn)離所述第二曲柄一端的第二齒輪、中間軸、固定在所述中間軸的一端并與所述第一齒輪相互嚙合的第一從動齒輪、固定在所述中間軸的另一端并與所述第二齒輪相互嚙合的第二從動齒輪；所述從動裝置包括固定安裝在所述第一中軸上或第二中軸上的牙盤；或者，所述從動裝置包括固定安裝在中間軸一端的錐齒；所述第一曲柄和所述第二曲柄的夾角是變化的，且所述第一曲柄和所述第二曲柄任意一個曲柄轉(zhuǎn)動到與地面垂直時，另一個曲柄不垂直于地面。

優(yōu)選的，所述第一齒輪、所述第二齒輪、所述第一從動齒輪以及所述第二從動齒輪均為由兩條阿基米德螺旋線對稱連接圍成的非圓齒輪；所述第一中軸固定連接在所述第一齒輪的極點上，所述第二中軸固定連接在所述第二齒輪的極點上，所述中間軸的兩端分別固定連接在所述第一從動齒輪和所述第二從動齒輪的極點上；所述第一齒輪的最大半徑與所述第一從動齒輪的最小半徑嚙合時所述第二齒輪的最小半徑與所述第二從動齒輪的最大半徑嚙合。

優(yōu)選的，所述第一齒輪、所述第二齒輪、所述第一從動齒輪以及所述第二從動齒輪尺寸均相同。

優(yōu)選的，所述第一中軸和所述第二中軸的軸線在同一條直線上。

優(yōu)選的，所述第一中軸、所述第二中軸以及中間軸可轉(zhuǎn)動地安裝在車架上。

優(yōu)選的，所述第一齒輪和第一從動齒輪在同一平面內(nèi)，第二齒輪和第二從動齒輪在同一平面內(nèi)。

優(yōu)選的，所述第一齒輪、所述第二齒輪、所述第一從動齒輪以及所述第二從動齒輪均為金屬齒輪。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：本發(fā)明利用第一踏板和第二踏板分別通過第一曲柄和第二曲柄帶動第一中軸和第二中軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的第一中軸和第二中軸分別通過第一齒輪和第二齒輪分別帶動了第一從動齒輪和第二從動齒輪的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動了牙盤或者錐齒的轉(zhuǎn)動，同時利用第一齒輪和第二齒輪的半徑和轉(zhuǎn)動角速度的不相同，使得第一曲柄和第二曲柄在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的夾角是變化的，不會同時出現(xiàn)在發(fā)力死點位置。本發(fā)明具有無發(fā)力死點，傳動平穩(wěn)的特點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明自行車無死點驅(qū)動中軸的俯視圖。

圖2為本發(fā)明自行車無死點驅(qū)動中軸的側(cè)視圖。

圖3為本發(fā)明自行車無死點驅(qū)動中軸的側(cè)視圖。

圖4為本發(fā)明的驅(qū)動裝置俯視圖。

圖5為本發(fā)明第一齒輪的結(jié)構(gòu)圖。

圖6為本發(fā)明實施例2自行車無死點驅(qū)動中軸的結(jié)構(gòu)圖。

圖7為本發(fā)明實施例2自行車無死點驅(qū)動中軸的俯視圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實施例1

如圖1、2、3、4所示，該自行車無死點驅(qū)動中軸包括：驅(qū)動裝置100和從動裝置200，驅(qū)動裝置100包括：第一踏板1、第二踏板2、第一曲柄3、第二曲柄4、第一中軸5、第二中軸6、第一齒輪7、第二齒輪8、第一從動齒輪9、第二從動齒輪10以及中間軸11，從動裝置200包括牙盤21。本發(fā)明利用第一踏板1和第二踏板2分別通過第一曲柄3和第二曲柄4帶動第一中軸5和第二中軸6轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的第一中軸5和第二中軸6分別通過第一齒輪7和第二齒輪8分別帶動了第一從動齒輪9和第二從動齒輪10的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動了牙盤21的轉(zhuǎn)動，同時利用第一齒輪7和第二齒輪8的半徑和轉(zhuǎn)動角速度的不相同，使得第一曲柄3和第二曲柄4在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的夾角是變化的，不會同時出現(xiàn)在發(fā)力死點位置。本發(fā)明具有無發(fā)力死點，傳動平穩(wěn)的特點。

該驅(qū)動裝置100為自行車的動力轉(zhuǎn)換裝置，用于將人體蹬踩力轉(zhuǎn)化為自身轉(zhuǎn)動的力。驅(qū)動裝置100包括：第一踏板1、第二踏板2、第一曲柄3、第二曲柄4、第一中軸5、第二中軸6、第一齒輪7、第二齒輪8、第一從動齒輪9、第二從動齒輪10以及中間軸11。

第一踏板1和第二踏板2均為常規(guī)的自行車踏板，分別轉(zhuǎn)動安裝在第一曲柄3和第二曲柄4的轉(zhuǎn)動端，用戶通過用腳蹬踩第一踏板1和第二踏板2驅(qū)動轉(zhuǎn)動，第一踏板1和第二踏板2自身轉(zhuǎn)動的同時帶動第一曲柄3和第二曲柄4以各自的固定端為圓心做圓周運(yùn)動。

第一曲柄3和第二曲柄4均為常規(guī)的自行車曲柄，分別用于帶動第一中軸5和第二中軸6的轉(zhuǎn)動，在本實施例中，規(guī)定第一曲柄3和第二曲柄4安裝踏板的一端為轉(zhuǎn)動端，第一曲柄3和第二曲柄4分別固定連接第一中軸5和第二中軸6的一端為固定端。第一曲柄3和第二曲柄4的固定端可以通過螺紋固定或者擋圈固定的方式分別固定在第一中軸5和第二中軸6的一端，還可以采用其他方式進(jìn)行固定。

為了能使得第一踏板1和第二踏板2不同時處于最高點或者對地點發(fā)力死點位置，在設(shè)置第一曲柄3和第二曲柄4夾角時，首先使得第一曲柄3和第二曲柄4都平行于水平面時，即第一曲柄3和第二曲柄4之間的夾角為α＝180°，使得第一齒輪7的最大半徑與第一從動齒輪9的最小半徑嚙合，同時使得第二齒輪8的最小半徑與第二從動齒輪10的最大半徑嚙合。當(dāng)?shù)谝磺?和第二曲柄4轉(zhuǎn)動過程中，第一齒輪7和第二齒輪8轉(zhuǎn)動的線速度相同，但第一齒輪7與第一從動齒輪9嚙合的直徑大于第二齒輪8與第二從動齒輪10嚙合的直徑，所以開始轉(zhuǎn)動時第一齒輪7的角速度小于第二齒輪8轉(zhuǎn)動的角速度，因此第一曲柄3和第二曲柄4之間的夾角從180度逐漸變小。之后第一齒輪7和第二齒輪8繼續(xù)轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)動到第一齒輪7與第一從動齒輪9嚙合的直徑小于第二齒輪8與第二從動齒輪10嚙合的直徑時，此時第一齒輪7的角速度大于第二齒輪8轉(zhuǎn)動的角速度，因此第一曲柄3和第二曲柄4之間的夾角有逐漸變大并逐漸趨近180度，最終當(dāng)?shù)谝磺?和第二曲柄4又同時平行于水平面，第一曲柄3和第二曲柄4夾角又變?yōu)?80度，第一曲柄3和第二曲柄4又同時平行于水平面。之后第一齒輪7和第二齒輪8繼續(xù)轉(zhuǎn)動，由于第一齒輪7與第一從動齒輪9嚙合的直徑小于第二齒輪8與第二從動齒輪10嚙合的直徑，所以第一齒輪7的角速度大于第二齒輪8轉(zhuǎn)動的角速度，因此第一曲柄3和第二曲柄4之間的夾角從180度逐漸變大，之后第一齒輪7和第二齒輪8繼續(xù)轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)動到第一齒輪7與第一從動齒輪9嚙合的直徑大于第二齒輪8與第二從動齒輪10嚙合的直徑時，第一齒輪7的角速度小于第二齒輪8轉(zhuǎn)動的角速度，第一曲柄3和第二曲柄4之間的夾角有逐漸變小漸漸趨近180度，最終當(dāng)?shù)谝磺?和第二曲柄4又同時平行于水平面，第一曲柄3和第二曲柄4夾角又變?yōu)?80度，這樣的設(shè)計始終保證了第一曲柄3和第二曲柄4任意一個曲柄垂直于水平面時，另外一個曲柄與垂直于水平面的曲柄夾角不為180度，從而避免了兩第一曲柄3和第二曲柄任4同時垂直于地面，同時處于發(fā)力死點上。

第一中軸5和第二中軸6均為圓柱形金屬棒，第一中軸5和第二中軸6的兩端分別固定連接第一曲柄3與第一齒輪7和第二曲柄4和第二齒輪8。第一中軸5和第二中軸6轉(zhuǎn)動安裝在車架上，可以自由轉(zhuǎn)動，第一中軸5和第二中軸6的軸線在同一條直線上。

如圖5所示，第一齒輪7和第二齒輪8均為兩條阿基米德螺旋線對稱連接圍成的非圓齒輪，第一齒輪7和第二齒輪8均由齒盤和若干個設(shè)置在齒盤邊緣的輪齒組成，該齒盤為兩條阿基米德螺旋線對稱連接圍成的非圓形盤，第一齒輪7固定連接在第一中軸5遠(yuǎn)離第一曲柄3的一端，第二齒輪8固定連接在第二中軸6遠(yuǎn)離第二曲柄4的一端，第一齒輪7與第二齒輪8的尺寸相同且第一齒輪7與第二齒輪8的輪齒和齒槽均相同。第一中軸5固定連接在第一齒輪7的極點上，第二中軸6固定連接在第二齒輪8的極點上，因此第一齒輪7和第二齒輪8都具有一個最大半徑和最小半徑。在本實施例中，第一齒輪7和第二齒輪8均為金屬齒輪。

該中間軸11轉(zhuǎn)動安裝在自行車車架上，中間軸11與第一從動齒輪9和第二從動齒輪10一同轉(zhuǎn)動，中間軸11的軸線平行于第一中軸5和第二中軸6的軸線。中間軸11可以通過螺紋、焊接或者擋圈固定在第一從動齒輪9和第二從動齒輪10的極點上。

第一從動齒輪9和第二從動齒輪10固定在中間軸11的兩端分別與第一齒輪7和第二齒輪8嚙合。同樣，第一從動齒輪9和第二從動齒輪10均為兩條阿基米德螺旋線對稱連接圍成的非圓齒輪，第一從動齒輪9、第二從動齒輪10、第一齒輪7以及第二齒輪8尺寸均相同且第一從動齒輪9、第二從動齒輪10、第一齒輪7以及第二齒輪8的輪齒和齒槽均相同。在本實施例中，第一從動齒輪9和第二從動齒輪10均為金屬齒輪。中間軸11的兩端分別固定在第一從動齒輪9和第二從動齒輪10的極點上，因此第一從動齒輪9和第二從動齒輪10也同樣都具有一個最大半徑和最小半徑。在轉(zhuǎn)動時，第一從動齒輪9和第二從動齒輪10均是以各自的極點為圓心做偏心轉(zhuǎn)動。為了保證在轉(zhuǎn)動時，中間軸11兩端受力均衡，本實施例中，安裝時必須保證第一齒輪7的最大半徑與第一從動齒輪9的最小半徑嚙合時，第二齒輪8的最小半徑與第二從動齒輪10的最大半徑嚙合。由阿基米德螺旋線極坐標(biāo)公式我們可以知道，阿基米德螺旋線的極坐標(biāo)方程為：r＝aθ，這種螺線的每條臂的距離永遠(yuǎn)相等于2πa。而阿基米德螺旋線非圓齒輪的節(jié)曲線是通過原點截取的。根據(jù)阿基米德螺旋線的特性，第一齒輪7和第一從動齒輪9嚙合轉(zhuǎn)動時，第一齒輪7和第一從動齒輪9的半徑一個在均勻增大的同時另一個在均勻的減小。這樣使第一齒輪7和第一從動齒輪9的極點距離始終不變，另一方面使它們的轉(zhuǎn)動角速度相對均勻改變。同理，第二齒輪8和第二從動齒輪10的極點距離始終不變，第二齒輪8和第二從動齒輪10的轉(zhuǎn)動角速度相對均勻改變，這樣的設(shè)置就保證了中間軸11兩端受力均衡。

該從動裝置200為牙盤21，牙盤21固定安裝在第一中軸5或者第二中軸6上，在本實施例中，牙盤21固定在第一中軸5上位于第一曲柄3和第一齒輪7之間。當(dāng)驅(qū)動裝置100開始運(yùn)轉(zhuǎn)時，牙盤21與第一齒輪7一同轉(zhuǎn)動。牙盤21通過鏈條驅(qū)動自行車后輪轉(zhuǎn)動。牙盤21通過可以通過焊接、花鍵連接或者螺母固定等方式固定在第一中軸5上。

實施例2

圖6除了本發(fā)明實施例2的自行車無死點驅(qū)動中軸的結(jié)構(gòu)示意圖，為了方便說明，僅示出與本實施例相關(guān)的部分，詳述如下：

如圖6和7所示，與實施例1不同在于，本實施例中的從動裝置200為錐齒22，該錐齒22固定安裝在中間軸11的一端。在本實施例中，錐齒22固定安裝在中間軸11安裝第一從動齒輪9那一端，錐齒22位于第一從動齒輪9背向第二從動齒輪10那一面，當(dāng)中間軸11轉(zhuǎn)動時，錐齒22與第一從動齒輪9和第二從動齒輪10一同轉(zhuǎn)動，錐齒22通過與傳動軸12嚙合驅(qū)動自行車后輪轉(zhuǎn)動。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。