本發(fā)明涉及自行車技術領域，具體地說是一種齒輪傳動無級變速自行車。

背景技術：

隨著社會發(fā)展，私人汽車不斷增加導致道路嚴重擁堵，更顯自行車輕、靈、小、可穿越擁堵街巷的優(yōu)點。該自行車采用齒輪傳動無級變速，較傳統(tǒng)的鏈條傳動有級變速自行車相比，具有效率高、平穩(wěn)、安靜的特點。腳踏板以上、下往復運動取代圓周運動，更符合人體生理結構，適合站姿騎行，借助人體自身的重力發(fā)力提速，在綠色出行的過程中，達到運動健身的效果。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術任務是提供一種齒輪傳動無級變速自行車。

本發(fā)明的技術任務是按以下方式實現(xiàn)的，該自行車包括車體、垂直腳踏機構和齒輪傳動機構；

所述的車體包括車架、車座、車把、前輪和后輪，所述的車架主體為矩形，車架的前端下部安裝有前輪，車架的前端上方安裝有朝向車架前側(cè)的車把調(diào)節(jié)臂，車把調(diào)節(jié)臂上安裝有車把鎖緊器，車把鎖緊器上固定安裝有車把，車把上安裝有與車把鎖緊器配合的車把鎖緊器開關；車架的中部安裝有車座架，車座架的上方安裝有車座，所述的車座架為L形，其上部與車架上部滑動連接，其下部對稱配置在車架下部的兩側(cè)并分別開有滑動槽；所述的滑動槽內(nèi)安裝有垂直腳踏機構；所述的垂直腳踏機構通過齒輪傳動機構與安裝在車架后端下部的后輪連接。

所述的垂直腳踏機構包括腳踏板、滑塊、滑輪和鋼絲繩；

所述的車座架下部的內(nèi)側(cè)安裝有兩個滑輪，一個滑輪安裝在滑動槽的上側(cè)，另一個滑輪安裝在滑動槽的下側(cè)，兩個滑輪通過鋼絲繩滾動連接；所述的滑輪兩側(cè)的鋼絲繩上通過固定連接件分別連接一個滑塊，每個滑塊對應安裝在同一側(cè)的滑動槽內(nèi)，兩個滑動槽的外側(cè)各對應安裝有一個腳踏板。

所述的滑動槽內(nèi)的頂部安裝有減速儲能彈簧。

所述的齒輪傳動機構有兩組，兩組齒輪傳動機構對稱安裝在車架下部的兩側(cè)；

所述的齒輪傳動機構包括外齒扇形齒輪、加速傳動齒輪組和單向驅(qū)動齒輪；所述的外齒扇形齒輪通過主軸安裝在車架下部的兩側(cè)，外齒扇形齒輪的前側(cè)與外滑套固定連接，外滑套的前端與滑動內(nèi)桿滑動連接，滑動內(nèi)桿通過連接軸與滑塊連接；所述的外齒扇形齒輪的后側(cè)與加速傳動齒輪組嚙合，加速傳動齒輪組與其后側(cè)的單向驅(qū)動齒輪嚙合。

所述的安裝在車架下部兩側(cè)的單向驅(qū)動齒輪和后輪同軸轉(zhuǎn)動。

所述的加速傳動齒輪組由大齒輪和小齒輪構成，小齒輪與所述的外齒扇形齒輪嚙合，大齒輪與所述的單向驅(qū)動齒輪嚙合。

所述的齒輪傳動機構有兩組，兩組齒輪傳動機構對稱安裝在車架下部的兩側(cè)；

所述的齒輪傳動機構包括內(nèi)齒扇形齒輪和單向驅(qū)動齒輪；所述的內(nèi)齒扇形齒輪通過主軸安裝在車架下部的兩側(cè)，內(nèi)齒扇形齒輪的前側(cè)與外滑套固定連接，外滑套的前端與滑動內(nèi)桿滑動連接，滑動內(nèi)桿通過連接軸與滑塊連接；所述的內(nèi)齒扇形齒輪的后側(cè)與單向驅(qū)動齒輪嚙合。

所述的安裝在車架下部兩側(cè)的單向驅(qū)動齒輪和后輪同軸轉(zhuǎn)動。

所述的車座架的上部配置有車座架鎖緊器開關，車座架鎖緊器開關與內(nèi)置在車座架內(nèi)部的車座架鎖緊器配合。

本發(fā)明的齒輪傳動無級變速自行車和現(xiàn)有技術相比，具有設計合理、結構簡單、易于加工、使用方便等特點。該自行車采用齒輪傳動無級變速，較傳統(tǒng)的鏈條傳動有級變速自行車相比，具有效率高、平穩(wěn)、安靜的特點。腳踏板以上、下往復運動取代圓周運動，更符合人體生理結構，適合站姿騎行，借助人體自身的重力發(fā)力提速，在綠色出行的過程中，達到運動健身的效果。

附圖說明

附圖1為齒輪傳動無級變速自行車的實施例1結構示意圖。

附圖2為齒輪傳動無級變速自行車的垂直腳踏機構的結構示意圖。

附圖3為實施例1的齒輪傳動機構的結構示意圖。

附圖4為齒輪傳動無級變速自行車的實施例2的結構示意圖。

附圖5為實施例2的齒輪傳動機構的結構示意圖。

圖中：1、外齒扇形齒輪，2、加速傳動齒輪組，3、單向驅(qū)動齒輪，4、車座架，5、腳踏板，6、車架，7、滑動內(nèi)桿，8、外滑套，9、滑輪，10、鋼絲繩，11、滑塊，12、連接軸，13、固定連接件，14、滑動槽，15、車座，16、減速儲能彈簧，17、主軸，18、車把調(diào)節(jié)臂，19、車把鎖緊器，20、車把鎖緊器開關，21、前輪，22、后輪，23、車座架鎖緊器開關，24、車把，25、內(nèi)齒扇形齒輪，26、車座架鎖緊器。

具體實施方式

實施例1：

該齒輪傳動無級變速自行車包括車體、垂直腳踏機構和齒輪傳動機構；

所述的車體包括車架6、車座15、車把24、前輪21和后輪22，所述的車架6主體為矩形，車架6的前端下部安裝有前輪21，車架6的前端上方安裝有朝向車架6前側(cè)的車把調(diào)節(jié)臂18，車把調(diào)節(jié)臂18上安裝有車把鎖緊器19，車把鎖緊器19上固定安裝有車把24，車把24上安裝有與車把鎖緊器19配合的車把鎖緊器開關20；車架6的中部安裝有車座架4，所述的車座架4的上部配置有車座架鎖緊器開關23，車座架鎖緊器開關23與內(nèi)置在車座架4內(nèi)部的車座架鎖緊器26配合；車座架4的上方安裝有車座15；所述的車座架4為L形，其上部與車架6上部滑動連接，其下部對稱配置在車架6下部的兩側(cè)并分別開有滑動槽14；所述的滑動槽14內(nèi)安裝有垂直腳踏機構；所述的垂直腳踏機構通過齒輪傳動機構與安裝在車架6后端下部的后輪22連接。

所述的垂直腳踏機構包括腳踏板5、滑塊11、滑輪9和鋼絲繩10；所述的車座架4下部的內(nèi)側(cè)安裝有兩個滑輪9，一個滑輪9安裝在滑動槽14的上側(cè)，另一個滑輪9安裝在滑動槽14的下側(cè)，兩個滑輪9通過鋼絲繩10滾動連接；所述的滑輪9兩側(cè)的鋼絲繩10上通過固定連接件13分別連接一個滑塊11，每個滑塊11對應安裝在同一側(cè)的滑動槽14內(nèi)，兩個滑動槽14的外側(cè)各對應安裝有一個腳踏板5；所述的滑動槽14內(nèi)的頂部安裝有減速儲能彈簧16。

所述的齒輪傳動機構有兩組，兩組齒輪傳動機構對稱安裝在車架6下部的兩側(cè)；所述的齒輪傳動機構包括外齒扇形齒輪1、加速傳動齒輪組2和單向驅(qū)動齒輪3；所述的外齒扇形齒輪1通過主軸17安裝在車架6下部的兩側(cè)，外齒扇形齒輪1的前側(cè)與外滑套8固定連接，外滑套8的前端與滑動內(nèi)桿7滑動連接，滑動內(nèi)桿7通過連接軸12與滑塊11連接；所述的外齒扇形齒輪1的后側(cè)與加速傳動齒輪組2嚙合，所述的加速傳動齒輪組2由大齒輪和小齒輪構成，小齒輪與所述的外齒扇形齒輪1嚙合，大齒輪與所述的單向驅(qū)動齒輪3嚙合，所述的安裝在車架6下部兩側(cè)的單向驅(qū)動齒輪3和后輪22同軸轉(zhuǎn)動。

工作原理：

騎行時，當左側(cè)腳踏板5向下移動時，通過左側(cè)腳踏板5帶動左側(cè)滑塊11,左側(cè)滑塊11通過帶動鋼絲繩10的左側(cè)向下移動，帶動右側(cè)腳踏板5向上同步移動，右側(cè)滑塊11移動過程中與右側(cè)減速儲能彈簧16相遇，壓縮右側(cè)減速儲能彈簧16,左側(cè)腳踏板5減速直至靜止，右側(cè)減速儲能彈簧16儲能。當左側(cè)腳踏板5在最低點完全靜止時，右側(cè)腳踏板5在最高點完全靜止，此時向下踩踏右側(cè)腳踏板5，右側(cè)減速儲能彈簧16伸展釋放壓縮時儲存的能量，助力右側(cè)腳踏板5向下移動。

當左側(cè)腳踏板5向下移動時，左側(cè)腳踏板5帶動左側(cè)滑塊11,左側(cè)滑塊11通過左側(cè)連接軸12帶動左側(cè)滑動內(nèi)桿7的前端向下移動，通過左側(cè)主軸17帶動左側(cè)外齒扇形外齒輪1逆時針轉(zhuǎn)動，左側(cè)外齒扇形外齒輪1帶動左側(cè)加速傳動齒輪組2順時針旋轉(zhuǎn)，從而帶動左側(cè)單向驅(qū)動齒輪3逆時針旋轉(zhuǎn)，帶動后輪22向前運動。

右側(cè)齒輪傳動機構與左側(cè)完全相同，傳動方式相同，傳動過程與左側(cè)交替進行。

當車座架4沿著車架6前后方向滑動時，帶動滑動內(nèi)桿7在外滑套8內(nèi)前后滑動，實現(xiàn)無極變速。

1）低速：開啟位于車座架4上的車座架鎖緊器開關23，使車座架鎖緊器26開啟，使得車座架4處于可滑動狀態(tài)，握緊車把24向前移動身體，利用臀部與車座15的摩擦力帶動車座架4向前滑動，車座架4帶動滑動內(nèi)桿7在外滑套8內(nèi)向前滑動，使得驅(qū)動力臂變長，扭矩增大，扇形齒輪1擺動角度變小，降低了單向驅(qū)動齒輪3的轉(zhuǎn)速，從而降低了車速。變速完成，關閉車座架鎖緊器開關23，使車座架鎖緊器26恢復鎖緊狀態(tài)。

2）高速：開啟位于車座架4上的車座架鎖緊器開關23，使車座架鎖緊器26開啟，使得車座架4處于可滑動狀態(tài)，握緊車把24向后移動身體，利用臀部與車座15的摩擦力帶動車座架4向后滑動，車座架4帶動滑動內(nèi)桿7在外滑套8內(nèi)向后滑動，使得驅(qū)動力臂變短，扭矩減小，扇形齒輪1擺動角度變大，提高了單向驅(qū)動齒輪3的轉(zhuǎn)速，從而提高了車速。變速完成，關閉車座架鎖緊器開關23，使車座架鎖緊器26恢復鎖緊狀態(tài)。

當車把24沿著調(diào)節(jié)臂18前后方向滑動時，實現(xiàn)車把24的前后調(diào)節(jié)。操作如下：開啟位于車把24上的車把鎖緊器開關20，使車把鎖緊器19開啟，使得車把24處于可滑動狀態(tài)，握緊車把24向前推或向后拉，實現(xiàn)車把24前后調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)完成，關閉車把鎖緊器開關20，使車把鎖緊器19恢復鎖緊狀態(tài)。

實施例2：

該齒輪傳動無級變速自行車包括車體、垂直腳踏機構和齒輪傳動機構；

所述的車體包括車架6、車座15、車把24、前輪21和后輪22，所述的車架6主體為矩形，車架6的前端下部安裝有前輪21，車架6的前端上方安裝有朝向車架6前側(cè)的車把調(diào)節(jié)臂18，車把調(diào)節(jié)臂18上安裝有車把鎖緊器19，車把鎖緊器19上固定安裝有車把24，車把24上安裝有與車把鎖緊器19配合的車把鎖緊器開關20；車架6的中部安裝有車座架4，所述的車座架4的上部配置有車座架鎖緊器開關23，車座架鎖緊器開關23與內(nèi)置在車座架4內(nèi)部的車座架鎖緊器26配合；車座架4的上方安裝有車座15；所述的車座架4為L形，其上部與車架6上部滑動連接，其下部對稱配置在車架6下部的兩側(cè)并分別開有滑動槽14；所述的滑動槽14內(nèi)安裝有垂直腳踏機構；所述的垂直腳踏機構通過齒輪傳動機構與安裝在車架6后端下部的后輪22連接。

所述的垂直腳踏機構包括腳踏板5、滑塊11、滑輪9和鋼絲繩10；所述的車座架4下部的內(nèi)側(cè)安裝有兩個滑輪9，一個滑輪9安裝在滑動槽14的上側(cè)，另一個滑輪9安裝在滑動槽14的下側(cè)，兩個滑輪9通過鋼絲繩10滾動連接；所述的滑輪9兩側(cè)的鋼絲繩10上通過固定連接件13分別連接一個滑塊11，每個滑塊11對應安裝在同一側(cè)的滑動槽14內(nèi)，兩個滑動槽14的外側(cè)各對應安裝有一個腳踏板5；所述的滑動槽14內(nèi)的頂部安裝有減速儲能彈簧16。

所述的齒輪傳動機構有兩組，兩組齒輪傳動機構對稱安裝在車架6下部的兩側(cè)；所述的齒輪傳動機構包括內(nèi)齒扇形齒輪25和單向驅(qū)動齒輪3；所述的內(nèi)齒扇形齒輪25通過主軸17安裝在車架6下部的兩側(cè)，內(nèi)齒扇形齒輪25的前側(cè)與外滑套8固定連接，外滑套8的前端與滑動內(nèi)桿7滑動連接，滑動內(nèi)桿7通過連接軸12與滑塊11連接；所述的內(nèi)齒扇形齒輪25的后側(cè)與單向驅(qū)動齒輪3嚙合；所述的安裝在車架6下部兩側(cè)的單向驅(qū)動齒輪3和后輪22同軸轉(zhuǎn)動。

工作原理：

騎行時，當左側(cè)腳踏板5向下移動時，通過左側(cè)腳踏板5帶動左側(cè)滑塊11,左側(cè)滑塊11通過帶動鋼絲繩10的左側(cè)向下移動，帶動右側(cè)腳踏板5向上同步移動，右側(cè)滑塊11移動過程中與右側(cè)減速儲能彈簧16相遇，壓縮右側(cè)減速儲能彈簧16,左側(cè)腳踏板5減速直至靜止，右側(cè)減速儲能彈簧16儲能。當左側(cè)腳踏板5在最低點完全靜止時，右側(cè)腳踏板5在最高點完全靜止，此時向下踩踏右側(cè)腳踏板5，右側(cè)減速儲能彈簧16伸展釋放壓縮時儲存的能量，助力右側(cè)腳踏板5向下移動。

當左側(cè)腳踏板5向下移動時，左側(cè)腳踏板5帶動左側(cè)滑塊11,左側(cè)滑塊11通過左側(cè)連接軸12帶動左側(cè)滑動內(nèi)桿7的前端向下移動，通過左側(cè)主軸17帶動左側(cè)內(nèi)齒扇形內(nèi)齒輪25逆時針轉(zhuǎn)動，從而帶動左側(cè)單向驅(qū)動齒輪3逆時針旋轉(zhuǎn)，帶動后輪22向前運動。

右側(cè)齒輪傳動機構與左側(cè)完全相同，傳動方式相同，傳動過程與左側(cè)交替進行。

無極變速過程與實施1的過程完全相同。

上述兩個實施例中，自行車的常規(guī)部件，例如車閘，車筐等，為現(xiàn)有常規(guī)技術任意一種的配置。

通過上面具體實施方式，所述技術領域的技術人員可容易的實現(xiàn)本發(fā)明。但是應當理解，本發(fā)明并不限于上述的幾種具體實施方式。在公開的實施方式的基礎上，所述技術領域的技術人員可任意組合不同的技術特征，從而實現(xiàn)不同的技術方案。