专利名称：等效于发动机的足桨联动式提速超翻两番的自行车及三轮车的制作方法
技术领域：
本发明属交通工具领域及运载工具，特别是一种提速、省力的交通工具(包括竞技用工具)及运载工具——等效于发动机的足桨联动式提速超翻两番的自行车及三轮车。
背景技术：
目前现有的最常用的自行车的动力传导结构均属费力杠杆——其作为动力力臂的曲杆长度约为后轮半径(阻力力臂)的1/2，大大地限制了车速的提高和动力的持久性——在上坡时表现更为显著。另一种无链条的省力杠杆式自行车——其省力却以车速进一步显著受限为代价。体育比赛所用自行车由于同属费力杠杆，使比赛成绩的记录难以有质的突破。同理，人力三轮车因费力而行业形容为“骆驼祥子”式的运载工具。原尾轴大齿盘双桨式提速、省力型自行车(申请号03236883.6)，具有省力及提速的殊效，且单下肢伤残者也可作为交通工具；但由于下蹬频率受其弹簧局限，使体能好的骑行者的能动性不能最大限度的发挥，难以使车速进一步有大的突破。
发明内容
根据机械力学基本原理，本发明(如图1)将现有自行车设在车身中部的动力轴之轴承移设在车尾部——成为尾轴承(如图2)，连接左右对称的尾轴大齿盘系统(如图3)，加大了自行车链条所连齿盘的直径——大大降低齿盘角速度与飞轮角速度的比例，从而使自行车具备了提速的结构和性能；同时由于尾轴远离车体中部，使骑车者的动力力臂之长度得以大大增加——构成长的足桨(借用“船桨”的名称)，使该自行车具备了极显著的省力性能；本发明采用带齿滑轮系统作为左右足桨反相运动的传导结构，且为等力臂杠杆(非费力杠杆)，从而使下蹬频率不受结构局限——体能好的骑行者的能动性不能最大限度的发挥满足赛车换代的客观要求(仅须采用轻质材料即制成的竞技所用的新型赛车)。本发明的结构，将与其承拉的后轴承结构连在车身之底架的下部；针对足桨蹬上、下运动的适宜幅度设置了限置之不理结构——足桨框。此的发明技术同样用于人力三轮车。
有益效果上述新型传导结构采用后有如下的奇特效果如以齿盘与后车轮外径相等、足桨拐长度为后车轮半径的2.5倍、飞轮外径为后轮外径的1/8计算可得如下结果足桨蹬每向下运动一次(——与现有自行车齿盘之直径的长度相当)，后车轮可转动一圈(360度)——与现有自行车的脚蹬从最上端运动到最下端使后轮产生的位移相当，而力量却仅需现有自行车所需动力的约1/5(即≥1/5而明显＜1/4)！换言之，本发明可将桨蹬下移的加速度、速度的平均值、特别是后轮转速(即车速！)的平均值均可较现有自行车速度提高4倍～5倍！！——即提速翻两番以上，极度地提高了车速；可用作全新类型的比赛所用自行车，使自行车重新成为绿色交通工具中最普及的类型。人力三轮车也由此实现向“龙狮祥子”式运载工具跨越。
图1为本发明中的自行车的整体示意2为尾轴承、左侧尾轴大齿盘系统侧视3为尾轴承的剖面图和底架侧视4为后轮系统、一侧后轴承侧视5为带齿滑轮的剖面6为带齿滑轮的链索的正视7为滑轮竖架图8为滑轮横架图9为带齿滑轮系统示意中1、尾轴，2、大齿盘，3、桨拐横杆，4、桨拐纵杆，5、桨蹬，6、桨蹬轴，7、后车轮，8、链鞭的附着点，9、尾轴承中的端轴承，10、尾轴承中部的中轴承，11、尾轴承外体，12、钉孔，13、横梁，14、纵梁，15、斜梁，16、前梁，17、底架，18、后挚，19、尾挚，20、尾屏，21、车把，22、后轮轴承体，23、钉孔，24、后轴，25、飞轮，26、钉销，27、踏板，28、车梯，29、桨框，30、弧铲，31、桨蹬柄，32、车座，33、带齿滑轮系统，34、滑轮轴承，34′、滑轮轴承的固接位，35、滑轮齿，36、链索，37、链条，38、链鞭，39、滑轮竖架，40、架轴承，40′架轴承的承接位，41、滑轮横架。
结构暨实施方案本发明的自行车，如图1，系由一个车架、两个车轮和动力传导结构以及附属装置连接而成。其中包括互相独立的两个尾轴大齿盘系统(图2)、一个尾轴承(图3)、一个后轮系统(图4)、后轴之两个轴承(图4)、两个飞轮(图4)和一个带齿滑轮系统(图9)等。
尾轴大齿盘系统设置完全对称的两个，分别位于车体两侧。如图2，每个系统均包括尾轴1、大齿盘2、桨拐横杆3、桨拐纵杆4和桨蹬5。桨拐横杆3、桨拐纵杆4和桨蹬5组成长的足桨。大齿盘2与桨拐横杆3为固定一体结构，它们与尾轴1可牢靠地连接——具体方式参照现有自行车的中轴连接方式即可。桨拐纵杆4与桨蹬5由轴关节结构连接(参照现有自行车的脚蹬子)，以使桨蹬5在下踩运动中保持大致水平——便于施力。桨蹬5之桨蹬轴6、桨拐横杆3、桨拐纵杆4互相垂直，且横杆3的长度约为桨蹬5前后径的一半(以上)，以免桨蹬5运动至下部时，桨拐对骑车者下肢构成妨碍。桨蹬5上设有桨蹬柄31——作为桨拐上提的凭借；桨蹬柄31开放于外侧，使双足进出方便。大齿盘2的外径与后车轮7的外径大致相当。大齿盘2的盘面上设有旋转对称的内空结构，以减轻齿盘重量，参照现有自行车齿盘即可实现。足桨横杆3上设有链鞭38的附着点8。
如图2，尾轴承的内腔为圆筒状结构，两端均设有端轴承9，腔内中部设有两个中轴承——该两个轴承分离约1cm左右，以防在安装了尾轴大齿盘系统后两个尾轴之间互相牵制，尾轴承中部的两个中轴承10增加了大齿盘在竖直平面上转动时的稳定性。尾轴承外体(如图3)11的两端的前下部和后上部设有钉孔12，以备通过螺栓-螺母将尾轴承与自行车底架固定；尾轴承与尾轴1之间的承接方式参照已有自行车中轴部分即可。
自行车车架(如图1)由一个横梁13、一个纵梁14、一个斜梁15、一个前梁16、一个底架17和后挚18、尾挚19、滑轮横架41、踏板系统等组成。
如图3，底架17分尾部与体部。尾部设有垂直底架向上的尾屏20，尾屏20两端设有与尾轴承的钉孔12相对应的钉孔，底架的尾部也设有钉孔，以螺丝相固定后，可防止足桨运动时尾轴承位置的移动。底架17与纵梁14之间设有后挚18和尾挚19，在后挚18、尾挚19。
底架体部的中部设有与自行车后轮轴承固定的钉孔；为保证底架的载重、承力强度，其与后轮轴承的固定方式也可采用通过底架表面进行固定。
后轮轴承体22通过钉孔23固定于底架体部的中部的下方，从而借助车身的重量使底架与后轮轴承紧贴以增加牢靠性。
后轮系统包括一只后车轮7、一条后轴24和分别位于后轴两端的两个飞轮25。飞轮25的内围部与后轴24的外围部固定衔接，后车轮7也与后轴24固定衔接，其衔接方式可采用在后轴轴线上设有凹槽，后车轮内围部、飞轮内围部设有凸脊的方式或其它现有技术实现固定。衔接固定后的飞轮内围部、后车轮与后轴之间无旋转位移。侧向位移可通过穿过后轴的钉销26等技术即可实现。后轴24与后轴承23连接后，后轴可灵活转动，飞轮与同侧的大齿盘和附于其上的链条位于一个平面，链条的松紧度可以另设滑轮装置调节。
如图9所示，带齿滑轮系统是用于两个足桨之间反相运动的传动结构，其由带齿轮轴承34、链索36(由链条37和链鞭38连接而成)、滑轮坚架39、与纵梁14固定相连的滑轮横架41、和滑轮竖架39上设有的架轴承40(与横架承接)组成，这样的结构可使带齿滑轮34所在平面可向车体前后灵活摆动。带齿滑轮34外径的长度与左右足桨横杆3之间的距离相当。链索36的中段(即上部)由链条37组成，两端段(即下部)由链鞭38组成，链鞭38采用可旋转的节状结构。当足桨运动离开水平位置后，其附着点8与尾轴间的水平距离必然减小——链鞭38的可旋转性和带齿滑轮的可前后摆动性使此带齿滑轮系统33在足桨运动中具有很大的柔性和顺应性，从而灵活地传动左右足桨的反相移位。
踏板系统固定于车身底架17的前下部，包括与底架相固定连接的四个板杆、与板杆固定连接的踏板27和踏板下面设有“单脚”式车梯28——供停放该车时使用；后两个板杆分别设有限制桨拐横杆3上下动度的桨框29，以防桨拐在弹簧弹力的回缩作用下过度上移——以利反复下踩。
前车轮及其附属结构与已有自行车差异不大，前车轮半径可小于后轮，以避免整个自行车之重心过于偏后；横梁13、斜梁15的长度短于现有的自行车；前、后泥板的尾端均设有向前下方倾斜的弧形薄铲结构——弧铲30，其与轮胎距离约为1cm左右，以便行驶于泥路时，及时铲掉泥泞。
车座、车把21、车闸、车铃及车灯等其它附属结构均可采用现有技术。后衣架可据载重与否而设或不设；分别采用粗细不同的材料制成，两个大齿盘和/(或)链索的外侧可附设护架(网)；根据是否赛用，采用不同的金属或合金材料制成。
本发明中的三轮车由一个车架、三个车轮和动力传导结构、附属装置连接而成。其中也包括了互相独立的两个尾轴大齿盘系统(图2)、一个尾轴承(图3)、后轴之两个轴承(图4)、两个飞轮(图4)和一个带齿滑轮系统(图9)等；其与自行车所不同的是后轮系统(图4)有二个；二个足桨的桨拐横杆弯向车身中部，便于下蹬即可；其动力传导结构与其它结构间连接的实现，不须创造性劳动即可实现。
权利要求
1.等效于发动机的足桨联动式提速超翻两番的自行车及三轮车，由车轮、动力传导结构及附属装置组成，其特征在于其两个足桨之间的动力传导结构为带齿滑轮轴承通过链索传导的结构。
2.根据权利要求1所述的自行车及三轮车，其特征在于其动力传导结构采用了大齿盘和长的足桨固定连接的结构。
3.根据权利要求1所述的自行车及三轮车，其特征在于其车身两侧均设有所述的大齿盘和长的足桨固定连接的结构。
4.根据权利要求1所述的自行车及三轮车，其特征在于所述的大齿盘和长的足桨的固定连接结构设于车身尾部。
5.根据权利要求1所述的自行车及三轮车，其特征在于所述的大齿盘之外径与后轮外径约为1∶1。
6.根据权利要求5所述的自行车及三轮车，其特征在于所述的后轮与后轴之间采用固定连接。
7.根据权利要求6所述的自行车及三轮车，其特征在于所述的后轴所连的两个轴承连接在底架之下方。
8.根据权利要求1所述的自行车及三轮车，其特征在于所述的长的足桨的桨蹬的一面设有桨蹬柄。
9.根据权利要求1所述的自行车及三轮车，其特征在于其前或后拖泥板的尾端设有向车轮内部倾斜的弧铲。
10.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于踏板下面设有车梯。
全文摘要
等效于发动机的足桨联动式提速超翻两番的自行车及三轮车，属交通工具领域及运载工具。其两侧的动力传导结构采用带齿滑轮轴承通过链索传导的结构；而动力传导结构采用了设在车身尾部两侧的大齿盘和长的足浆等装置，大大增加了飞轮旋转速度；由于增加了动力力臂之长度，下肢可产生很大的力距，经计算，每下蹬一次本发明，其产生的位移与现有自行车及三轮车所产生的位移相当，而下肢动力却仅需现有自行车所需动力的1/5～1/4 ！即同等动力则将现有自行车速度提高4～5倍——翻两番以上！！两个足桨之间的联动式传导结构属非费力性杠杆结构，使下蹬频率可随着骑车者的能动性得以最大程度发挥。本发明完全具备了使自行车重新成为绿色交通工具最普及型的技术特点，同时满足了赛车换代的技术要求。本发明也实现了“骆驼祥子”式人力三轮车向“龙狮祥子”式运载工具的技术跨越。
文档编号B62M1/24GK1647989SQ20041009759
公开日2005年8月3日 申请日期2004年12月9日 优先权日2004年12月9日
发明者张海鹏, 张力, 栗志萍, 李松滨, 幺德蕴, 李玉清, 杨秀清, 王金龙, 曾伏虎, 王瑞福 申请人:张海鹏