专利名称：高效率自行车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高效率自行车，具体涉及一种以降低驱动装置惯量、减少人力作功时间、 更好发挥人体生物能来提高效率的自行车。
▲相关技术背景
自行车在行驶时是靠把人力所作的功储存在车体和人体重量所组成的惯量里而维持连续 运动的，通常自行车和人体的重量在60KG以上，而为了获得较高的速度通常要升速5倍多， 使原有的惯量得到相应放大，由此反映到人力作功时需克服的惯量要在300KG以上，为克服 这个惯量就延长了人力作功的时间。
人力作为一种由肌肉产生的生物能，所作功的大小除了与力和距离有关外还与时间有关， 其公式为
W=F (S + k T) ——式中k为调节不同个体的系数
以举重运动为例，当运动员把杠铃举过头顶至站稳这段时间内虽然杠铃垂直运动距离为 零，但实际上为维持杠铃高度肌肉是做了功的。
同样在自行车中为克服惯量而延长了人力作功的时间，使肌肉作了额外的生物功。
自行车也是十分普及的一种人力机械装置，因此提高自行车效率一直是人们研究的课题， 到目前为止行之有效的方法不外乎是从减少摩擦、降低阻力、减少震动、改善速比、减轻重 量、提高传动效率等方面着手，没有从降低驱动惯量、减少人力作功时间方面着手的。
▲
发明内容
本发明提出了一种降低驱动装置惯量、减少人力作功时间、更好发挥人体生物能的高效 率自行车。
本发明采用的技术方案是 一种高效率自行车，包括自行车车体和位于中轴位置的低惯 量储能装置，位于低惯量储能装置后下方的脚蹬联动装置，位于低惯量储能装置二側左右对 称布置的带有力矩调节的左、右脚蹬，位于低惯量储能装置后上方对称布置的左、右收纳器 和位于后轮轴的变速器。
所述低惯量储能装置的壳体与车体焊接在一起，壳体两侧面上安装有二个轴承来支撑中 轴，壳体的里边安装有发条盒，发条盒两侧面上安装有二个轴承将发条盒支撑在中轴上，发
条盒里边安装有发条，发条的内端由三个销钉固定在中轴上，发条的外端固定在活动轴上， 活动轴两端安装有二个微型轴承，在发条盒两内側面上对称设置有二个径向布置的小导轨， 活动轴两端的微型轴承在发条力的作用下就压在小导轨上作径向滚动，使发条在收紧放松过 程中保持均衡的力矩。发条盒右側面的外圆是大链轮，通过与后传动链条啮合将动力传至位
于后轮轴的变速器；^t器是自行车常用的5 1 o速外，器或内^ii器，用以匹配自行
车行驶时速度和阻力的参数。
所述低惯量储能装置的壳体与发条盒之间的空隙中安装有制动箍，制动箍下端与固定在 壳体上的销轴连接，上端伸出壳体被压紧弹簧压住使制动箍压在发条盒上阻止发条盒旋转。
压紧弹簧的压力由固定弹簧的嫁钉调节；在压紧弹簧相对方向上安装有操纵杠杆，操纵杠杆
一头顶着制动箍另一头被牵引钢索牵引，收紧牵引钢索操纵杠杆顶开制动箍，发条盒旋转输 出力矩带动自行车前进。
所述中轴的左右两端安装有二个过渡轴套，过渡轴套上安装有二个自行车标准飞轮，过
渡轴套与中轴之间采用平键联接并由螺钉压紧在中轴上；标准飞轮与左、右传动链条啮合， 左、右传动链条一头连接在左、右脚蹬的嫘母付突椽上，另一头由左、右收纳器收纳在其中； 左、右收纳器的外壳是一根中空的管子，里边安装有拉簧，将左、右传动链条拉紧在收纳器 中。
所述脚蹬联动装置的中心是十字轴，十字轴大轴的两端部加工有扁榫和螺栓，扁榫正好 镶嵌在车身支架的固定槽内并用嫘母拧住嫘栓紧固在支架上。十字轴的大轴上对称安装有二 个螺旋^S轮套轴，其齿部同时与安装在十字轴小轴上的二个小螺旋伞齿轮啮合达到lHl转联 动；嫘旋伞齿轮套轴和小蟝旋伞齿轮内都镶有减少摩擦力的聚四氟乙烯T形轴套、外端面上 都安装有止推垫片和挡圈，用以抵消螺旋伞齿轮传动时产生的轴向力；四个螺旋伞齿轮上罩 有防尘罩以保护传动性能。
所述带有力矩调节的左、右脚蹬对称布置在低惯量储能装置二侧，脚蹬臂的后端部加工 成抱箍结构用紧定嫘钉抱紧在脚蹬联动装置的二个嫁旋伞齿轮套轴上并用平键联接。在左、 右脚蹬的脚蹬臂内部加工有圆柱型开口滑槽，滑槽内装有丝杆嫘母付，螺母付外圆上有突椽 从滑槽开口处伸出与左、右传动链条连接，丝杆的一端加工有环形槽由二个圆柱销穿过环形 槽将丝杆固定在脚蹬臂内；调节丝杆螺母付的位置可改变脚蹬的力矩以适应不同蹬力的要求。
本发明的有益效果是消除了机械惯量对人力的影响，减少肌肉作功时间，更好的发挥 人体生物能，提髙了自行车的效率。
▲
附图l是本发明的整体正视图。 附图2是低惯量储能器A-B~€剖面图。 附图3是低惯量储能器D~D剖视图。 附图4是脚蹬联动装置E-F"G剖面图。 附图5是脚蹬联动装置H-H剖面图。
附图6是带有力矩调节fl^脚蹬I-I剖面图(右脚蹬结构相同)。 附圉7是右收纳器J-J剖面图(左收纳器结构相同)。
▲
具体实施例方式
参见附图，本发明的一种高效率自行车，包括自行车车体l和位于中轴位置的低惯量储 能装置2，位于低惯量储能装置后下方的脚蹬联动装置3，位于低惯量储能装置二侧左右对称 布置的带有力矩调节的左、右脚蹬4，位于低惯量储能装置后上方对称布置的左、右收纳器5 和位于后轮轴的变速器6。
所述低惯量储能装置的壳体7与车体1焊接在一起，壳体7两侧面上安装有二个轴承18 来支撑中轴16，壳体7的里边安装有发条盒24,发条盒24两侧面上安装有二个轴承19将发 条盒24支撑在中轴16上，发条盒24里边安装有发条26，发条26的内端由三个销钉27固 定在中轴16上，发条26的外端固定在活动轴25上，活动轴25两端安装有二个微型轴承23， 在发条盒24两内恻面上对称设置有二个径向布置的小导轨20，活动轴25两端的微型轴承23 在发条力的作用下就压在小导轨20上作径向滚动，使发条26在收紧放松过程中保持均衡的 输出力矩。发条盒24右侧面的外圆是大链轮22，通过与后传动链条21啮合将动力传至位于 后轮轴的变速器6;变速器6是自行车常用的5 1 O速外变速器或内变速器，用以匹配自 行车行驶时速度和阻力的参数。
所述低惯量储能装置的壳体7与发条盒24之间的空隙中安装有制动箍28，制动箍28下 端与固定在壳体7上的销轴29连接，上端伸出壳体7被压紧弹簧33压住使制动箍28压在发 条盒24上P且止发条盒旋转。压紧弹簧33的压力由固定螺钉31调节；在压紧弹簧33相对方 向上安装有操纵杠杆32，操纵杠杆32—头顶着制动箍28另一头被牵引钢索30牵引，收紧 牵引钢索30操纵杠杆32顶开制动箍，发条盒24旋转输出力矩带动自行车前进。
所述中轴16的左右两端安装有二个过渡轴套13,过渡轴套13上安装有二个自行车标准 飞轮12,过渡轴套13与中轴16之间采用平键17联接并由螺钉14、垫圈15压紧在中轴16 上；标准飞轮12与左、右传动链条ll啮合，左、右传动链条11—头连接在左、右脚蹬4的 螵母付突椽51上，另一头由左、右收纳器5收纳在其中；左、右收纳器5的外壳是一根中空 的管子55，里边安^f拉簧56，将左、右传动链条ll拉紧在收纳器中。
所述脚蹬联动装置3的中心是十字轴37，十字轴37的大轴两端部加工有扁榫36和嫘栓 35,扁榫36正好镶嵌在车身支架48的固定槽45内并用螺母34拧紧螺栓35紧固在支架48 上。十字轴37的大轴上对称安装有二个蠊旋伞齿轮套轴43，其齿部同时与安装在十字轴37
的小轴上的二个小蠊旋伞齿轮42啮合达到回转联动；螺旋伞齿轮套轴43和小蠊旋伞齿轮42 内都锒有减少摩擦力的聚四氟乙烯T形轴套44和41,外端面上都安装有止推垫片47、 39和 挡圈46、 40，用以抵消螵旋伞齿轮传动时产生的轴向力；四个螺旋伞齿轮上軍有防尘罩38 以保护传动性能。
所述带有力矩调节的左、右脚蹬4对称布置在低惯量储t^置2的二側，左、右脚蹬4 的脚蹬臂8后端部加工成抱箍结构53并用紧定螺钉54抱紧在脚蹬联动装置3的二个嫘旋伞 齿轮套轴43上并用平键52联接。在脚燈臂8的内部加工有圆柱型开口滑槽55,滑槽内装有 丝杆螺母付10和9，嫘母付9的外圆上有突椽51从滑槽开口处伸出与左、右传动链条ll连 接，丝杆10的一端加工有环形槽49由二个圆柱销50穿过环形槽49将丝杆10固定在脚蹬臂 内；调节丝杆螺母付10和9的位置可改变脚蹬的力矩以适应不同蹬力的要求。
本发明的髙效率自行车运转方法如下踩动左、右脚蹬牵引左、右传动链条，左、右传 动链条啮合左、右飞轮旋转，在左、右飞轮的单向作用下带动中轴收紧发条；由于发条内端 重量很小，从中轴方向看过去所要克服的惯量只有数公斤之多，因此就可以在最短的时间内 完成脚蹬的踩动从而节省人力。发条外端带动发条盒和大链轮旋转，通过后传动链条带动后 轮前进；操纵制动箍控制发条盒和大链轮的旋转，就可以实现向前、滑行和调节变速。
权利要求
1、一种降低驱动装置惯量、减少人力作功时间、更好发挥人体生物能的高效率自行车。其特征是所述高效率自行车由车体和位于中轴位置的低惯量储能装置，位于低惯量储能装置后下方的脚蹬联动装置，位于低惯量储能装置二侧左右对称布置的带有力矩调节的左、右脚蹬，位于低惯量储能装置后上方对称布置的左、右收纳器和位于后轮轴的变速器等组成。
2、 根据权利要求l的一种髙效率自行车，其特征是所述低惯量储能装置 的壳体与车体焊接在一起，壳体两側面上安装有二个轴承来支撑中轴，壳体的里边安装有发条盒，发条盒两侧面上安装有二个轴承将发条盒支撑在中轴上，发条 盒里边安装有发条，发条的内端由三个销钉固定在中轴上，发条的外端固定在活 动轴上，活动轴两端安装有二个微型轴承，在发条盒两内側面上对称设置有二个 径向布置的小导轨，活动轴两端的微型轴承在发条力的作用下就压在小导轨上作 径向滚动，使发条在收紧放松过程中保持均衡的力矩。
3、 根据权利要求2所述的一种高效率自行车，其特征是所述低惯量储能装置 的壳体与发条盒之间的空隙中安装有制动箍，制动箍下端与固定在壳体上的销轴 连接，上端伸出壳体被压紧弹簧压住使制动箍压在发条盒上阻止发条盒旋转。
4、根据权利要求3m的一种髙效率自行车，其特征是所述压紧弹簧的相对 方向上安装有操纵杠杆，操纵杠杆一头顶着制动箍另一头被牵引纲索牵引，收紧 牵引钢索操纵杠杆顶开制动箍，发条盒旋转输出力矩带动自行车前进。
5、 根据权利要求l所述的一种髙效率自行车，其特征是所述脚蹬联动装置的 中心是十字轴，十字轴大轴的两端部加工有扁榫和嫘栓，扁榫正好镶嵌在车身支 架的固定槽内并用嫘母紧固在支架上。
6、 根据权利要求5所述的一种髙效率自行车，其特征是所述十字轴的大轴上 对称安装有二个嫘旋伞齿轮套轴，其齿部同时与安装在十字轴小轴上的二个小嫘 旋伞齿轮啮合达到回转联动。
7、根据权力要求1所述的一种髙效率自行车，其特征是所述带有力矩调节的左、右脚蹬对称布置在低惯量储能装置二侧，在左、右脚蹬的脚蹬臂内部加工有 圆柱型开口滑槽，滑槽内装有丝杆螵母付，嫘母付外圆上有突椽从滑槽开口处伸 出与左、右传动链条连接。
全文摘要
一种降低驱动装置惯量、减少人力作功时间、更好发挥人体生物能的高效率自行车，包括自行车车体和位于中轴位置的低惯量储能装置，位于低惯量储能装置后下方的脚蹬联动装置，位于低惯量储能装置二侧左右对称布置的带有力矩调节的左、右脚蹬，位于低惯量储能装置后上方对称布置的左、右收纳器和位于后轮轴的变速器。
文档编号B62M1/10GK101342929SQ20081004194
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月21日 优先权日2008年8月21日
发明者徐秉绶 申请人:徐秉绶