本實(shí)用新型涉及自行車騎行的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種自行車的曲柄上下往復(fù)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

自行車是人們喜愛的代步工具之一，也是人們休閑娛樂和鍛煉身體的一種方式。近些年來，人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的悠閑與健康的生活體驗(yàn)的需求促使自行車在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮人體的因素，同時(shí)要充分考慮不同人群和場(chǎng)合的使用特點(diǎn)，使得自行車的設(shè)計(jì)朝著“占用空間少、靈活便捷，舒適耐用”等特點(diǎn)不斷發(fā)展。

現(xiàn)在自行車采用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是通過中軸連接兩個(gè)腳踏和曲柄。人在施力的過程中，人的腳掌通過作用在腳踏上的力來驅(qū)動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)，而腳掌作用在腳踏上的力隨著曲柄位置的不同，其作用力的大小和方向也不同，該作用力或?yàn)檠厍鷱较蜃饔?，或?yàn)檠厍邢蜃饔谩Ｓ绕洚?dāng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)到與大腿、小腿和髖關(guān)節(jié)共線的位置時(shí)，出現(xiàn)兩次“死點(diǎn)”現(xiàn)象，即人體施加在腳踏上的力均為徑向力。此時(shí)只能通過人體自行改變騎車姿勢(shì)來改變死點(diǎn)位置以使得自行車?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)。而此時(shí)由于自行車鞍座位置相對(duì)于曲柄的位置是不變的，要施加一個(gè)驅(qū)動(dòng)自行車前行的切向分力比較困難。為此，騎行者或者躬身屈腿，或者把身體向后移動(dòng)一點(diǎn)距離，從而使腳掌對(duì)腳踏偏離一定角度以產(chǎn)生水平方向的分力，同時(shí)由于一些鞍座位置的布置也不符合人體結(jié)構(gòu)功能的需要，騎行者很容易產(chǎn)生疲勞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)靈活的自行車的曲柄上下往復(fù)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)裝置符合人體正常行走姿勢(shì)，使驅(qū)動(dòng)力得到最大利用。

本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種自行車的曲柄上下往復(fù)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，包括：?jiǎn)蜗蛲屏η蜉S承1、深溝球軸承2、前錐齒輪3、右滾動(dòng)軸承4、右錐齒輪5、中軸6、右深溝球軸承7、右單向離合器8、右軸承座9、前雙排鏈輪10、鏈條11、后軸12、后雙排鏈輪13、左軸承座15、左滾動(dòng)軸承16、左單向離合器17、左深溝球軸承18、左錐齒輪19、左曲柄20、左腳踏板21、箱體22、右曲柄23、右腳踏板24；

前錐齒輪3放置在深溝球軸承2和單向推力球軸承1上，并通過軸承座與箱體22固定；

前雙排鏈輪10固定在中軸6上，左單向離合器17和右單向離合器8通過鍵與中軸6的兩端連接；

左錐齒輪19和右錐齒輪5的一端通過鍵分別與左單向離合器17和右單向離合器8連接，并分別放置在左滾動(dòng)軸承16和右滾動(dòng)軸承4上，再通過左軸承座15和右軸承座9固定在箱體上；左錐齒輪19和右錐齒輪5分別與前錐齒輪3進(jìn)行嚙合；

中軸6的兩端通過左深溝球軸承18、右深溝球軸承7放置在左錐齒輪19和右錐齒輪5的軸孔內(nèi)；

后雙排鏈輪13裝在后軸12上，前雙排鏈輪10通過鏈條11與后雙排鏈輪13連接，用于動(dòng)力的傳送。

左錐齒輪19和右錐齒輪5的另一端分別與左曲柄20和右曲柄23的一端螺紋連接。

左曲柄20、右曲柄23的另一端與左腳踏板21和右腳踏板24連接。

后軸12的右端安裝有鏈輪14。

自行車運(yùn)動(dòng)時(shí)，人體下肢施加的力或由人體重力通過左右腳掌所形成的蹬踏力分別作用在自行車的左腳踏板21和右腳踏板24上；具體包括如下兩種運(yùn)動(dòng)模式：

模式一：

先設(shè)定人體施加的蹬踏力作用在左腳踏板21上，與左腳踏板21固定連接的左曲柄20和左錐齒輪19共同向下轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過左單向離合器17帶動(dòng)中軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，則中軸6上的前雙排齒輪10通過鏈條11帶動(dòng)后雙排齒輪13轉(zhuǎn)動(dòng)，自行車前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)通過齒輪間的嚙合作用，前錐齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)右錐齒輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，與之連接的右曲柄23轉(zhuǎn)動(dòng)，則右腳踏板24上升，從而實(shí)現(xiàn)自行車左曲柄20和右曲柄23換向；

模式二：

再設(shè)人體蹬踏力作用在右腳踏板24上，與右腳踏板24固定連接的右曲柄23和右錐齒輪5共同向下轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過右單向離合器8帶動(dòng)中軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，則中軸6上的前雙排鏈輪10通過鏈條帶動(dòng)后雙排鏈輪13轉(zhuǎn)動(dòng)，自行車前進(jìn)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)通過齒輪間的嚙合作用，前錐齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)左錐齒輪19轉(zhuǎn)動(dòng)，與之連接的左曲柄20轉(zhuǎn)動(dòng)，則左腳踏板21上升，從而實(shí)現(xiàn)自行車左曲柄20和右曲柄23換向。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

本實(shí)用新型通過換向機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的串聯(lián)，巧妙地把原來曲柄周轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方式改為曲柄上下往復(fù)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，并能利用人體重力驅(qū)動(dòng)自行車前行。當(dāng)左邊的曲柄向下擺動(dòng)帶動(dòng)左錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過嚙合，前錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)右錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而右邊的曲柄上升，來實(shí)現(xiàn)左右曲柄的上下往復(fù)換向動(dòng)作。

本實(shí)用新型單向離合器安裝在中軸兩端，并通過鍵與左/右錐齒輪相連，左/右錐齒輪一端連接在左/右曲柄上，雙排鏈輪安裝在中軸上。當(dāng)左曲柄向下擺動(dòng)，帶動(dòng)左錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過單向離合器帶動(dòng)中軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自行車運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，右曲柄上升，右邊單向離合器起隔離動(dòng)力作用。

綜上所述，本實(shí)用新型在自行車騎行時(shí)模擬人體正常行走的姿態(tài)，符合人體生理習(xí)慣，避開了傳統(tǒng)自行車騎行過程出現(xiàn)的“死點(diǎn)”現(xiàn)象。改變傳統(tǒng)自行車依靠蹬踏力以驅(qū)動(dòng)自行車前行的方式，能利用人體重力驅(qū)動(dòng)自行車前行，驅(qū)動(dòng)力大且省力。采用空間機(jī)構(gòu)組合驅(qū)動(dòng)鏈輪，結(jié)構(gòu)更加的緊湊，技術(shù)手段簡(jiǎn)便易行，占用空間少。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型自行車的曲柄上下往復(fù)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置主視示意圖。

圖2為圖1中B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。

實(shí)施例

如圖1至2所示。本實(shí)用新型公開了一種自行車的曲柄上下往復(fù)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，包括：?jiǎn)蜗蛲屏η蜉S承1、深溝球軸承2、前錐齒輪3、右滾動(dòng)軸承4、右錐齒輪5、中軸6、右深溝球軸承7、右單向離合器8、右軸承座9、前雙排鏈輪10、鏈條11、后軸12、后雙排鏈輪13、左軸承座15、左滾動(dòng)軸承16、左單向離合器17、左深溝球軸承18、左錐齒輪19、左曲柄20、左腳踏板21、箱體22、右曲柄23、右腳踏板24；

前錐齒輪3放置在深溝球軸承2和單向推力球軸承1上，并通過軸承座與箱體22固定；

前雙排鏈輪10固定在中軸6上，左單向離合器17和右單向離合器8通過鍵與中軸6的兩端連接；

左錐齒輪19和右錐齒輪5的一端通過鍵分別與左單向離合器17和右單向離合器8連接，并分別放置在左滾動(dòng)軸承16和右滾動(dòng)軸承4上，再通過左軸承座15和右軸承座9固定在箱體上；左錐齒輪19和右錐齒輪5分別與前錐齒輪3進(jìn)行嚙合；

中軸6的兩端通過左深溝球軸承18、右深溝球軸承7放置在左錐齒輪19和右錐齒輪5的軸孔內(nèi)；

后雙排鏈輪13裝在后軸12上，前雙排鏈輪10通過鏈條11與后雙排鏈輪13連接，用于動(dòng)力的傳送。

左錐齒輪19和右錐齒輪5的另一端分別與左曲柄20和右曲柄23的一端螺紋連接。

左曲柄20、右曲柄23的另一端與左腳踏板21和右腳踏板24連接。

后軸12的右端安裝有鏈輪14。

自行車運(yùn)動(dòng)時(shí)，人體下肢施加的力或由人體重力通過左右腳掌所形成的蹬踏力分別作用在自行車的左右腳踏板上。先設(shè)定人體施加的蹬踏力作用在左腳踏板21上，與左腳踏板21固定連接的左曲柄20和左錐齒輪19共同向下轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過左單向離合器17帶動(dòng)中軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，則中軸6上的前雙排齒輪10通過鏈條11帶動(dòng)后雙排齒輪13轉(zhuǎn)動(dòng)，自行車前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)通過齒輪間的嚙合作用，前錐齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)右錐齒輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，與之連接的右曲柄23轉(zhuǎn)動(dòng)，則右腳踏板24上升，由于右單向離合器8隔離動(dòng)力，此時(shí)右邊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)也不會(huì)影響自行車運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自行車左右曲柄換向的目的。

再設(shè)人體蹬踏力作用在右腳踏板24上，與右腳踏板24固定連接的右曲柄23和右錐齒輪5共同向下轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過右單向離合器8帶動(dòng)中軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，則中軸6上的前雙排鏈輪10通過鏈條帶動(dòng)后雙排鏈輪13轉(zhuǎn)動(dòng)，自行車前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)通過齒輪間的嚙合作用，前錐齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)左錐齒輪19轉(zhuǎn)動(dòng)，與之連接的左曲柄20轉(zhuǎn)動(dòng)，則左腳踏板21上升，由于左單向離合器17隔離動(dòng)力，此時(shí)左邊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)也不會(huì)影響自行車運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自行車左右曲柄換向的目的。

本實(shí)用新型同樣適用于三輪車，只是后車輪為兩個(gè)，并帶有車廂，騎行者騎行方法也相同。同時(shí)本實(shí)用新型適用于各類人力下肢驅(qū)動(dòng)的交通工具或傳動(dòng)設(shè)備中。

如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。