自行車和三輪車的踏動裝置的製作方法

2023-11-01 17:11:47 4

專利名稱：自行車和三輪車的踏動裝置的製作方法
技術領域：
本發明是關於自行車和三輪車的踏動裝置，屬於腳踏驅動裝置領域。
普通車子是採用腳蹬軸直接固定在曲柄上，腳蹬、曲柄和鏈輪一同作同軸旋轉的踏動裝置，通過鏈條和飛輪的傳動驅使車子前進。其優點是踏動裝置結構簡單、鏈輪傳動比較合理，但也存在一些缺點和不足。例如兩腳蹬最大高差大使車子重心高穩定性差不安全，同時大腿擺輻高易疲勞;驅動力矩小每蹬一次鏈輪轉過中心角不足130度，且在上下死點位置附近出現低效行程使做功不連續騎行較費力。
八十年代以來，人們在保留車子鏈輪傳動的優點條件下，對於車子的踏動裝置做了有益的工作，相繼提出一些新方案例如《科學畫報》83年6月號的科技新聞欄刊登的《槓桿連動式自行車》是「利用槓桿原理在有效範圍內增加原來曲柄的長度，使蹬利作用於起動位置時提高出力效率。」但同時增加了兩腳蹬的最大高度差，因此不便應用。又如CN87100267A公開的《腳踏車的動力裝置》採用了飛輪滑塊及帶有腳踏板的導杆相互聯動的機構，有明顯省力效果，但是該裝置當一隻腳踏到近最低點時另一隻腳蹬也跟著一起向下運動。而且腳蹬向上運動的線速度大大快於向下運動的線速度，不利於騎行。再如CN1057431A公開的《曲柄連杆傳動高速運動車》是「將兩個分別位於車架左右兩側的槓桿軸棍的一端動配合安裝在車架上設置的管子之中，將一對腳蹬槓桿的一端安裝腳蹬，另一端安裝在槓桿軸棍上，使槓桿軸棍能隨著腳蹬槓桿的轉動而轉動，然後以連杆動配合連接於兩側曲柄與腳蹬槓桿之間。該方案每蹬動腳蹬槓桿一次曲柄轉角可達180度，踏動頻率可比一般自行車高，能達快速之目的。」但同時帶來了兩腳蹬最大高度差擴大的問題。
本發明的目的是在揚棄上述各項裝置的基礎上，推出一種同時具有兩腳蹬最大高差小、能克服低效行程、能增大動力臂長度等優點的新型踏動裝置。
本發明新型自行車和三輪車的踏動裝置，它是由鏈輪、與鏈輪共軸固定的左右曲柄、腳蹬部件、相對機架作往復運動的和相對機架作複雜平面運動的構件所構成;其特徵在於，所述的裝置具有一對當曲柄主動時無死點位置，且曲柄對應往復運動構件正反行程所轉過兩個中心角不等的平面四桿機構，而這一對機構是將兩曲柄互成180度角固定於同一個轉軸上，以共用機架形式組合在一起的，所述的共用機架是車架的一部分或是由與車架固定聯接件和車架相關部位共同構成，兩隻腳蹬軸分別固定在所述的一對機構相對於車架作複雜平面運動的構件上。
本發明自行車和三輪車的踏動裝置，以其比較簡單合理的結構達到了車子的穩定安全、輕快省力、騎行舒適和不易疲勞的目的。


附圖1 踏動裝置(組合擺動導杆型)示意圖附圖2 踏動裝置(組合擺動滑杆型)示意圖附圖3 踏動裝置(組合曲柄搖杆型)示意圖附圖4 踏動裝置(組合偏心式曲柄連杆型)示意圖本發明自行車和三輪車的踏動裝置的實施例實施例一見圖1軸4與車架作轉動副聯接，左右曲柄5和3互成180度角分別在車架左右側固定於軸4上，鏈輪10在車架和右曲柄3之間與軸4同轉動軸軸線相固定，左滑塊6和左曲柄5轉動副聯接而與左導杆的滑槽作移動副聯接;右滑塊2和右曲柄3轉動副聯接，與右導杆的滑槽作移動副聯接，左右導杆1和9擺動轉軸同軸線在車架左右側分別與車架作轉動副聯接，形成一對具有擺動導杆的曲柄導杆機構以車架為共用機架組合一起的形式。
左右腳蹬7和8分別安裝在相對車架作複雜平面運動的左右滑塊構件6和2上。
在鏈輪10右端面對應右曲柄3和右滑塊2鉸接軸線位置上固定一平行於軸4的鉸銷並使之與滑塊2鉸接，則鏈輪10可兼作曲柄3使用。
左右腳蹬7和8的腳蹬軸與左右滑塊構件6和2的固定聯接，可以是允許腳蹬軸在滑塊構件平面內能夠改變聯接位置的可調節式。
實施例二見圖2實施例二與實施例一基本相同，區別僅在於用左右滑杆9和1代替了實施例一中的左右導杆9和1，用左右滑塊6和2沿左右滑杆9和1移動代替了實施例一中的左右滑塊6和2沿左右導杆9和1的滑槽移動。從而形成了用一對具有擺動滑杆的曲柄滑杆機構以車架為共用機架組合一起的形式。
實施例三見圖3實施例三與實施例一在左右曲柄5和3、鏈輪10、軸4及其車架相互聯接關係相同。左右搖杆9和1擺動轉軸同軸線在車架左右側分別與車架作轉動副聯接，左連杆6兩端作轉動副分別與左搖杆9和左曲柄5聯接;右連杆2兩端作轉動副分別與右搖杆1和右曲柄3聯接形成一對具有單邊搖杆的曲柄搖杆機構以車架為共用機架組合一起的形式。
左右腳蹬7和8分別安裝在相對車架作複雜平面運動的左右連杆構件6和2上。
與實施例一相似，鏈輪10通過安裝鉸銷方式兼有右曲柄3的功用。腳蹬軸與連杆構件間的固定聯接可以是可調節式。
實施例四見圖4實施例四與實施例一在左右曲柄5和3、鏈輪10、軸4及其車架相互聯接關係上相同。左右滑道1和9分別對應固定在車架左右側左右滑塊分別與左右滑道移動副聯接，左連杆6的兩端做轉動副分別與左滑塊和左曲柄5聯接，右連杆2的兩端做轉動副分別與右滑塊和右曲柄3聯接，形成一對偏心式曲柄連杆機構以固定於車架上的滑道和車架相關部位-軸4的轉動副為共用機架組合在一起的形式，機構中左右滑塊可以用左右滾子來代替，左右滾子與左右連杆分別做轉動副聯接，且能在左右滑道中滾動。左右腳蹬7和8安裝在相對車架作複雜平面運動的左右連杆構件6和2上。
與實施例一相似，鏈輪10通過安裝鉸銷方式兼有右曲柄3的功用。腳蹬軸與連杆構件平面上的固定位置可做變動調節。
當然在實施例一至四中，把腳蹬部件安裝在相對車架作往復運動的構件上，例如實施例一中作往復擺動的導杆。實施例二中作往復擺動的滑杆，實施例三中作往復擺動的搖杆，實施例四中作直線往復運動的滑塊構件上而得的裝置也是可以使用的。
本發明的踏動裝置能兼容現有撓性構件傳動技術，例如使用本發明在中速條件下進行設計，把車子重心的高度合理地降低到安全程度，利用多速飛輪的變速器通過變速以滿足更大車速或者爬坡能力的需求。為了擴大變速範圍，所述的踏動裝置中的鏈輪10可以是雙速或多速鏈輪。又如當所述的鏈輪10採用代有特殊齒形的輪盤代替時，本發明的踏動裝置同樣能兼容帶齒皮帶或鋼帶的傳動技術。
權利要求
1.一種自行車和三輪車的踏動裝置，它是由鏈輪、與鏈輪共軸固定的一對曲柄、腳蹬部件和可固定腳蹬軸的構件所構成；其特徵在於，所述的裝置具有一對當曲柄主動時無死點位置，且曲柄對應往復運動構件正、反行程所轉過兩個中心角不等的平面四桿機構，而這一對機構是將兩曲柄互成180度角固定於同一個轉軸上以共用機架形式組合在一起的，所述的共用機架是車架的一部分或是由與車架固定聯接件和車架相關部位共同構成，兩隻腳蹬軸分別固定在所述的一對機構相對於車架作複雜平面運動的構件上。
2.如權利要求1所述的自行車和三輪車的踏動裝置，其特徵在於，所說的鏈輪可在其端面固定一平行於曲柄軸的鉸銷使鏈輪兼做曲柄使用。
3.如權利要求1所述的自行車和三輪車的踏動裝置，其特徵在於，所說的兩隻腳蹬軸也可以分別固定在所述的一對機構相對於車架作往復運動的構件上。
4.如權利要求1和3所述的自行車和三輪車的踏動裝置，其特徵在於，所說的腳蹬軸在構件上的固定聯接也可以是允許腳蹬軸在所述的構件平面內能夠改變聯接位置的可調節式。
5.如權利要求1所述的自行車和三輪車的踏動裝置，其特徵在於，所說的鏈輪可以是雙速或多速鏈輪。
6.如權利要求1所述的自行車和三輪車的踏動裝置，其特徵在於，所說的鏈輪可以用帶特殊齒形的輪盤來代替。
全文摘要
一種自行車和三輪車的踏動裝置，屬於腳踏驅動裝置。通過符合條件的一對平面四桿機構的組合和腳蹬位置相配合，使所述的踏動裝置同時具有兩腳蹬最大高差小、能克服低效行程、能增大動力臂長度等優點。本發明自行車和三輪車的踏動裝置以其比較簡單合理的結構。達到了車子的穩定安全、輕快省力、騎行舒適和不易疲勞的目的。
文檔編號B62M23/00GK1098374SQ9310913
公開日1995年2月8日 申請日期1993年8月2日 優先權日1993年8月2日
發明者陳增波 申請人:陳增波