空气动能自行车的制作方法

本发明涉及的是一种能将脚蹬产生的力转换成压缩空气储存起来，通过压缩空气的动能压力驱动自行车，它是由自行车、储存空气的气罐和气动引擎结合而成，通过脚蹬带动凸轮压缩空气驱动引擎转动，驱使自行车行驶，气罐除驱使气动引擎外，还可以将凸轮压缩产生的多余压缩空气储存起来，用于上坡或顶风行驶中；尤其是在下坡的坡道上，它可以直接通过储存系统将车辆下坡的冲力转换成动力并储存起来，并使自行车下坡的速度有所控制；在平时也可以通过此自行车锻炼身体，将锻炼产生的动力储存，使用在上坡或难行的路段，解决自行车上坡费力、下坡速度太快而会产生危险的状况，是一种新型交通设备。

背景技术：

目前，作为老式交通工具的自行车，随着汽车和电动车的发展与普及，逐步淡出人们的视野，但由于大中城市的汽车数量剧增，导致停泊难，道路堵，有时几百米的距离，竟需要一个多小时，而且严重污染城市的空气；作为最为环保又可以锻炼的交通工具之一的自行车，在国外又重新得到重视，很多国家还专门建设自行车专用道，生产高质量的自行车，满足不同人群的需要；中国曾经有自行车王国美称，可 是我们的自行车发展了几十年，动力原理基本没有改变，几乎都是沿用国外原有的格局，仅是以代步为主导的设计理念，功能改变的较少；现在多变速代步锻炼型自行车，越来越受到欢迎，有些高档的多速锻炼自行车，其价格甚比普通轿车的价格；但不论什么形式的自行车，都改变不了一个事实，就是连续上坡的时候，非常的费力，而下坡时，车速又太快，特别是较长的上下坡山路，上坡时体力和精神都会很疲劳，在长距离又有很多弯道的下坡途中，车速会因为惯性而出现险情，即使是训练有素的专业运动员，也会在弯道出现事故；所以开发上坡不费力，下坡不用车闸可以控制速度，平时锻炼也可以使用的自行车设备，就成为自行车发展新的理念和必然的方向；我们在通过对多种自行车研究和计算后，结果为，一个60公斤的人，即使全身踩压在脚蹬上，在1∶3的自行车动力结构中，给后轮的作用力，最大也不会超过20公斤；若使用引擎作为动力，50毫米直径的微型气缸，其活塞的表面积达到19.4平方厘米，只要每平方厘米1公斤压力推动车轮，就可以达到最佳动力配比，结合老式的蒸汽火车引擎的动力原理，将使用蒸汽驱动改成使用压缩空气驱动，此引擎可以对向同时产生推和拉两个作用力，每平方厘米只需要0.5公斤，就能达到或超过人全身压在脚蹬上产生的对车轮的作用力，我们的这款自行车就是综合了上诉的论点设计而成；由于压缩空气是引擎主要动力源，又是最环保的动力，它可 以通过多种方法获得，而我们设计的储能自行车，压缩空气来源的获得方法，是通过正常行车中的踩脚蹬板获得，也可以通过下坡的反作用力获得；我们还设计有附带的便携式的小型气瓶，而为便携式小型气瓶充气，是通过普通的自行车打气筒完成的；平时在骑车行驶中，除保持正常需要的动力，也将多余的动力逐步储存在作为储存罐的自行车密封梁中，上坡时，只需将平时储存的动力释放出来作为辅助动力，就可以非常省力的爬坡；下坡有活塞的低压阻力，做到上坡不费力、下坡不超速，避免危险，这样，不论是代步、锻炼、长距离的旅游，都是很好的选择，它体积小，灵活，安全，环保，无需能源，这不仅解决汽车停车难、堵车、污染空气等问题，也摆脱电动车车身重，受充电限制而不适应远行的弊病，为提高人类体质提供一种有效的锻炼器械和交通工具。

技术实现要素：

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：通过脚蹬带动压缩活塞对空气进行压缩并储存在空气储气罐中，储气罐中的压缩气体，通过管道与微型的蒸汽火车的动力活塞气缸连接，(所不同的是，蒸汽火车是燃烧水产生压力，我们是通过脚蹬带动气压千斤活塞压缩产生压力，后面简称压缩空气引擎)；具体的做法是：利用现有的自行车设备，将各个车梁密封并连接，使整个车梁变成储气罐，还在其中的一条斜梁上，加设一个外接气罐接口，方便小型便携式气罐的外接使 用，同时，它也是连接自行车打气筒的接口；气罐连接压缩空气引擎，压缩空气引擎直接驱动传动轴，传动轴通过伞齿轮将动力传动到车轮上，使车轮转动；脚蹬与飞轮设备同样保留，正常行驶时，它不与车轮衔接，而是与鱼鳍型加压凸轮和微型千斤顶的设备组连接；将后轴处的微型千斤顶设备组，固定在车架上，脚蹬板通过链条带动飞轮，飞轮连接鱼鳍型加压凸轮，当踩动脚蹬，链条带动凸轮运转，凸轮在转动中，凸轮的凸起部分，连续不断的压缩千斤，也就不停的利用千斤顶为气罐供给加压空气，保持气罐中的压力，为自行车提供动力源，由于正常行车不需要使太大的劲，特别是顺风和略有缓下坡时，脚蹬产生的压缩空气远远大于驱动车辆的力度，气罐中就会不断地储存下大量的压缩空气，只要在上坡和顶风行驶时，通过手柄将供给压缩空气引擎的气量加大一点，就可以轻松行驶；在特定的山区道路，连续的爬坡，车梁中的压缩空气出现压力不足，难以保持车速时，就可以使用便携式微型气罐增压，使骑车旅行保持轻松愉快状态；同样，在连续的下坡时，通过手柄的控制，将本不相连的凸轮与车轮连接，利用下坡自行车的冲力，以车轮带动鱼鳍型凸轮给气罐增加压缩空气；便携式微型气罐的压缩空气源，可以通过普通的自行车打气筒加压，为特定环境区域旅行或游玩时携带。

本发明的附图图面说明如下：

图1、本发明空气动能自行车上视图。

图2、本发明空气动能自行车左侧视图。

图3、本发明空气动能自行车右侧视图。

图4、本发明空气动能自行车的大梁密封示意图。

图5、本发明空气动能自行车鱼鳍凸轮与千斤组合示意图。

图6、本发明空气动能自行车车轮与飞轮结合杆示意图。

图7、本发明空气动能自行车车轮与飞轮结合卡槽示意图。

图中序号表示：1、车轮 2、前轴 3、车把 4、中轴 5、储气密封梁 6、车座 7、空气发动机气缸 8、动力驱动轴 9、伞齿轮 10、后轴 11、前叉 12、前叉支撑 13、大飞轮 14、脚蹬 15、链接链条 16、压缩空气千斤 17、小飞轮 18、鱼鳍型加压器 19、加压组件定位 20、轮圈 21、后座 22、便携气瓶安装卡 23、后座支撑 24、做功气缸支撑 25、储气梁外接气源接口 26、车座支撑 27、做功气缸定位架 28、外接气罐底座挡板 29气压千斤定位盘、30、千斤组合定位盘 31、车轮与飞轮结合杆 32、控制车轮与飞轮连接的钢丝绳 33、连接杆卡头 34、与伞齿轮咬合的六棱离合 35、车轮与飞轮结合卡槽

具体实施方式

以下为本发明结合附图作进一步的详细说明：

如图所示，利用现有的自行车设备，将各个车梁密封(图 4)并连接，使整个车梁变成储气罐，还在其中的一条斜梁上，加设一个外接气罐接口(25)和支架(22)，方便小型便携式气罐的外接使用；先通过打气筒(或气泵)给储气梁(5)加入约每平方厘米3至5公斤的动能作为初始动力源；在行驶中，通过脚蹬(14)带动小飞轮(17)，连动鱼鳍型凸轮(18)压缩千斤活塞(16)对空气进行压缩并储存在空气储气梁(5)中，储气罐中的压缩气体，通过与老式蒸汽火车动力活塞气缸相识的微型压缩空气引擎(7)连接；压缩空气梁连接压缩空气引擎(7)，压缩空气引擎直接驱动传动轴(8)，传动轴通过伞齿轮(9)组合，将动力1∶1的比例传动到车轮上(1)，使车轮转动；脚蹬与飞轮设备的变速功能同样保留，它不与车轮连接；在后轴处，由小飞轮(17)，鱼鳍型加压凸轮(18)，压缩千斤(16)共同构成微型千斤顶设备组(图5)，它们固定在车架上，通过脚蹬板连接链条(15)带动，当踩动脚蹬，链条带动小飞轮，小飞轮联动凸轮运转，凸轮凸起的部分，连续不断的压缩千斤组，也就不停的利用千斤顶为气罐供给加压空气，为自行车提供动力，按1∶3的自行车正常动力输出比例，每蹬一圈脚蹬，会压缩空气千斤百余次(以视图为例，每个鱼鳍式凸轮转一圈压迫6个压缩空气千斤，六个凸轮压缩36次，1∶3：的传动系数，为108次)；由于在正常行车时，不需要使太大的动力，特别是顺风和略有缓下坡时，脚蹬产生的压缩空气远远大于驱动车辆的力度，气罐中就会 不断地储存下大量的压缩空气，只是在上坡和顶风行驶时，通过手柄将供给压缩空气引擎的气量加大一点，就可以轻松行驶；在特定的山区连续爬坡道路，使用便携式微型气罐增压，使骑车旅行保持轻松状态；在连续的下坡时，通过手柄的控制，拉紧钢丝绳(32)，车轮与飞轮结合杆(33)在小飞轮一端卡进定位槽(35)，另一端六棱体同时卡进伞齿轮的内六孔，固定在车轮上的伞齿轮(9)就可以带动小飞轮，将本不相连的凸轮千斤组合(图5)与车轮通过车轮与飞轮结合杆(33)连接，利用下坡自行车的冲力，用车轮带动鱼鳍型凸轮给气罐增加压缩空气。

本实用新型汽空气动能自行车有益效果是，使自行车做到上坡不费力、下坡不超速，避免危险，这样，更适合代步、锻炼、长距离的旅游，它体积小，灵活，安全，环保，节能，这不仅解决汽车停车难、堵车、污染空气等问题，也摆脱电动车车身重，受充电限制而不适应远行的弊病，是提高人类体质有效的一种锻炼器械兼交通工具。