自行車超省力驅動機構的製作方法
2023-11-30 21:58:01 1
專利名稱：自行車超省力驅動機構的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種自行車的驅動機構，特別是一種超省力的驅動機構。
現行的自行車的驅動機構，是人腳往復踏動自行車的腳蹬，腳蹬帶動曲柄，曲柄與輪盤剛性連接，曲柄帶動輪盤轉，輪盤帶動鏈條，鏈條帶動飛輪，飛輪帶動自行車後輪，完成驅動任務，這種自行車驅動機構如達到省力目的只能加長曲柄，由於曲柄長度受人腳踏幅度的限制，無法再加長，另一方面，自行車單個曲柄做正功的轉角只能是半圓，驅動效率不高。
本實用新型提供一種新的驅動機構，在不改變原腳踏幅度，甚至比原腳踏幅度減小的情況下即可解決自行車的省力問題。
本實用新型的目的可通過如下措施來達到採用曲柄滑杆機構，它包括腳蹬滑杆、滾子、小軸、平叉、曲柄、輪盤，腳蹬與滑杆採用轉動副連接，腳蹬帶動滑杆擺動，滑杆將以滑杆槽中的滾子軸為中心帶動曲柄轉動，滑杆與曲柄也是採用轉動副連接，曲柄與輪盤採用剛性連接，曲柄帶輪盤轉動，完成驅動任務。在腳踏力做正功的多半周，驅動力臂(腳踏點到輪盤轉動中心的距離)逐漸加長，當滑杆趨於水平時，驅動力臂最長、其長為曲柄長與腳踏點到曲柄滑杆軸間距離之和。使驅動力減小，起到省力的作用，在腳踏力做負功的少半周，腳踏點到輪盤轉動中心的距離逐漸減小，當滑杆再趨於水平時，其距離最小，其長為腳踏點到曲柄滑杆軸間距離與曲柄長之差，同時由於腳的上抬，使腳踏點的力減小，驅動阻力減小，在腳踏一周的過程中，腳踏幅度比原來減小，但驅動力臂卻明顯加長，達到省力的目的。
本實用新型的優點是1、腳踏力的出力角度增加，單個曲柄做正功的轉角為201.1°，比現有自行車的轉角增加了21.1°，使得該傳動機構的驅動效率比現有自行車大大提高。
2、省力是本驅動機構的另一個優點，根據驅動力矩相等的原理，僅就力臂增加所獲得的省力效果，則有如下計算(略去摩擦力的影響)PL1＝QL2P－現自行車腳踏力Q＝ (∠1)/(∠2) P＝ 170/240 P＝0.729P Q－本驅動機構腳踏力(1－0.729)×100％＝27％ L1－現自行車曲柄長L2－本驅動機構的驅動力臂長在力矩相等的情況下，可省力達27％。
附
圖1是本省力驅動機構的結構圖。
1、輪盤2、曲柄3、腳蹬4、滑杆5、轉動副6、滾子7、小軸8、墊圈9、螺母10、平叉附圖2是滑杆的結構圖附圖3是滾子軸的剖面圖附圖4是本省力驅動機構用於自行車上的整體示意圖。
下面結合實施例作進一步詳述如附
圖1，腳蹬3由轉動副5與滑杆4連接，滑杆4與曲柄2也採用轉動副5連接，曲柄2與輪盤1採用剛性連接，腳踏腳蹬3，腳蹬3即帶動滑杆4擺動，滑杆4將以滑杆槽中的裝在小軸7上的滾子6為中心帶動曲柄2轉動，曲柄2帶動輪盤1轉動，完成驅動任務。
曲柄2的尺寸加長可提高驅動效率，但也使滑杆4前後擺動行程加大，權衡考慮，曲柄2定為90毫米較為合適，滑杆4的尺寸直接影響驅動力臂大小，驅動力臂越長，腳踏越省力，但受到腳踏幅度的限制，綜合考慮，滑杆4總長定為510毫米。
滑杆4的結構如附圖2所示，滑桿頭部採用現在自行車曲柄的形成，中部採用φ20×2.5鋼管壓成橢圓，尾部壓扁切槽，切槽部位進行滲碳淬火。為減少摩擦和易損件的更換，C－C剖面轉動副5可裝滑動軸承。滾子6及小軸7的結構如附圖3所示，將小軸7焊在平叉管10上裝上墊圈8，滾子6，外側再裝一個墊圈8，擰上螺母9即可。也可將小軸7固定在一個夾子上，將夾子固定在平叉管10上，這樣可任意調整如附圖4所示的機架MO的距離。機架MO尺寸減小，可增大有效驅動行程，有利於提高驅動效率，但也導致腳踏上下幅度的增大，根據車體結構綜合考慮，MO尺寸定為250毫米。由於該驅動機構使腳踏點前移，所以應使自行車中軸位置後移，才能保證腳踏點的位置相對於人體位置基本不變，為此，應使立角β加大，據腳踏點的前移量，β加大到73.8°，同時自行車的立管、下管長度也做相應調整，具體尺寸在附圖4中標出。
權利要求1.一種自行車超省力機構，它包括腳蹬3，曲柄2，輪盤1，其特徵在於腳蹬3與滑杆4，滑杆4與曲柄2均由轉動副5連接，滑杆4與螺母9裝在焊於平叉10上的小軸7上，曲柄2與輪盤1剛性連接。
2.根據權利要求1所述的自行車超省力機構，其特徵在於滑杆4擺動中心小軸7上加裝滾子6。
3.根據權利要求1或2所述的自行車超省力機構，其特徵在於轉動副5內裝滑動軸承。
專利摘要一種自行車超省力驅動機構，採用曲柄滑杆機構，滑杆與腳蹬、滑杆與曲柄均由轉動副連接，曲柄與輪盤剛性連接，腳蹬帶動滑杆擺動，滑杆以滾子、小軸為中心帶動曲柄轉動，曲柄帶動輪盤轉動，完成驅動任務。本曲柄滑杆機構驅動效率高，省力，比現有自行車可省力27％，本驅動機構也可安裝在載重自行車和三輪車上。
文檔編號B62M1/24GK2060430SQ8921817
公開日1990年8月15日 申請日期1989年10月16日 優先權日1989年10月16日
發明者匡扶 申請人:匡扶