一种新型省力无级变速自行车的制作方法

1.本实用新型涉及自行车技术领域，特别涉及一种新型省力无级变速自行车。


背景技术：

2.自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。越来越多的人将自行车作为健身器材用来骑行锻炼、自行车出游。按照自行车各部件的工作特点，大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统。
3.然而，现有道路上的自行车骑行人双脚踏在脚蹬上，分别以圆周动作做着往复运动；通过中牙盘在链条的传动下，使自行车前行。在骑行过程中存在着一个弊病：总有一只脚做着大半圈的无用功，并且其腿和脚的动作幅度极大；特别是遇到顶风、上坡及重载时更显骑行难度突出。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型实施例希望提供一种新型省力无级变速自行车，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。
5.本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：包括车架、固定于车架两端的前车架和后车架，车架靠近前车架一侧设置有两个握把，前车架和后车架的两端分别通过钢轴连接有前轮和后轮，两个握把一侧通过刹车绳连接有刹车，且两个刹车分别设置于前车架和后车架靠近前轮和后轮的一侧；所述后车架的两侧焊接有叉型结构的连接架，前车架和后车架相对一侧分别固定有导杆，且两个导杆的端部分别与连接架的顶端一侧相互焊接，其中一个导杆的顶端设置有坐垫，所述车架左右两侧均固定安装有小角度踩踏驱动组件，所述小角度踩踏驱动组件包括曲拐、牵引部和飞轮，曲拐通过牵引部与飞轮相连接，且车架两侧的两个小角度踩踏驱动组件通过连接部相连接，所述连接架的一侧通过转轴连接有辅助摆杆，辅助摆杆的一端通过牵引绳与导杆铰接。
6.在一些实施例中，所述曲拐包括呈九十度夹角分布的摆杆和曲柄，摆杆与曲柄连接点焊接固定，曲柄的一端插接有脚踏板，曲柄的另一端转动连接于中轴的端部，摆杆的一端通过动滑轮连接轴转动连接有动滑轮。
7.在一些实施例中，所述连接部包括固定于连接架一端的导盘固定座和固定在导盘固定座底端的导盘，导盘内转动连接有定滑轮；连接架外壁焊接有固定筒，固定筒的内壁转动连接有中轴。
8.在一些实施例中，所述牵引部包括两根长短不同的钢丝绳和链条，链条与飞轮相啮合；短的钢丝绳两端分别与辅助摆杆和链条固定连接，长的钢丝绳与车架左右两侧的两个链条相连接，短根的钢丝绳绕接于动滑轮外壁，长根的钢丝绳绕接于定滑轮外壁。
9.在一些实施例中，所述牵引部包括通过固定螺丝固定于飞轮一侧的排线滚筒和钢丝绳，钢丝绳的一端固定于车架左侧的辅助摆杆端部并依次绕接于车架左侧动滑轮、车架左侧排线滚筒、定滑轮、车架右侧排线滚筒、车架右侧动滑轮、车架右侧辅助摆杆。
10.在一些实施例中，将所述动滑轮连接轴替换为动滑轮调节件，动滑轮调节件包括旋转板和通过螺纹连接于旋转板侧壁的调节钮，旋转板通过调节钮固定于摆杆的顶部，动滑轮转动连接于旋转板的上部。
11.在一些实施例中，还包括固定在车架前端的调速部和固定在辅助摆杆一端的变速拨叉，调节部通过变速拉线与变速拨叉的一端相连接。
12.在一些实施例中，所述调节部包括固定于车架前端的安装座，且安装座的一侧外壁开有环形槽，且环形槽一侧开有旋转孔，旋转孔的内壁转动连接有旋转盘，旋转盘圆心处通过螺纹固定有导辊，且变速拉线固定于导辊的一端，安装座顶部一侧外壁焊接有等距离分别的卡齿，且旋转盘正面一侧外壁通过螺栓固定有变速手拨，且变速手拨的一侧滑动连接于环形槽内，变速手拨靠近卡齿一侧开有缺口，且缺口与卡齿相适配。
13.在一些实施例中，所述调节部包括取代握把的把手，且把手的一侧通过旋转轴转动连接有调节锥台，调节锥台的一侧外壁通过螺栓固定有指示盘，且指示盘的一侧转动连接有旋转手拨，变速拉线缠绕在旋转手拨内，旋转手拨的一端通过螺纹与调节锥台一端相连接。
14.本实用新型实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：
15.1.该一辆新型省力无级变速自行车，整体装置可使骑行人的双脚只做幅度和频率随心所欲的上下往复运动便可使自行车不断前行；而不用去做占有较大运动空间的圆周运动。
16.2.该一辆新型省力无级变速自行车，自行车的两个前置曲柄始终(暂以水平放置为基准讨论)摆动在向上70度和向下70度所形成的140度夹角内随心所欲的运动，其结果：是在人体重力的作用下可获得尽可能大的动力扭矩来驱动自行车更有力的不断前行，整体装置中的两曲柄回转速度和频率高，则两曲柄所构成的回转夹角在140度内可任由骑行人视需要而随心所欲的控制，特别是在突遇上坡或顶风、以及通过沟沟坎坎的路况时，骑行人便可以快速调整为双脚对两曲柄的小夹角的快速往复踩踏(曲柄运动形成夹角越小，所获得的力矩越大)，从而获得最佳的驱动力，这就远远优于原有的自行车骑行人用其双脚做大圆周、整循环的运动效果了。
17.3.该一辆新型省力无级变速自行车，当车速很慢时，骑行人可以及时的调整其左右脚的踩踏频率和力度来调整身体重心，以控制和防止自行车的左右倾斜，这大大增加了骑行的安全性和稳定性，整体装置在自行车上的应用，对同一辆自行车可适用不同身高的人群更广；特别是体重轻、身材矮小的人群，在其腿短的情况下，便可以在两曲柄可形成的140度运动夹角范围内，保持其双脚始终不离脚蹬的选择任意夹角进行上下往复踩踏骑行，这样就避免了因腿短够不到脚蹬而出现尴尬和失稳的不利现象。
18.4.该一辆新型省力无级变速自行车，通过单根钢丝绳缠绕在排线滚筒上，并带动其一侧的飞轮驱动，从而靠同一根钢丝绳做整车的动力传动，去掉了中牙盘和链条，有效降低了整体装置的成本，使得整体结构简单，且运行可靠。
19.5.该一辆新型省力无级变速自行车，通过旋转调节钮使得旋转板旋转度，从而有效改变了动滑轮与中轴之间的距离，由此实现了高低速两速段的功能，当动滑轮靠近中轴时为低速，反之为高速，由此，起到了对自行车行进速度的调节作用。
20.6.该一辆新型省力无级变速自行车，通过拨动变速手拨使得旋转盘转动，从而有
效拉动了钢丝绳的一端缠绕于旋转盘的导辊上，进而起到了将钢丝绳的另一端带动变速拨叉改变支撑板的倾斜角度，由此，通过变速手拨对同一根钢丝绳的两端头的同步位移便实现了自行车骑行中的无级变速。
21.7.该一辆新型省力无级变速自行车，通过旋转调节锥台使得导盘旋转，进而让导盘内辊将变速拉线缠绕，从而起到调节钢丝绳的作用，进而有效实现自行车骑行中的无级变速。
22.8.该一辆新型省力无级变速自行车，整体装置在运行中始终依靠同一根钢丝绳不断做往复运动来传递动力，故有：成本低，结构简单、运行可靠、骑行轻快省力、效率高噪音低、使用与维护极为方便。
23.上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本实用新型进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为实施例1提的主视结构示意图；
26.图2为实施例1中小角度踩踏驱动组件的结构示意图；
27.图3为实施例1中的小角度踩踏驱动组件的结构仰视图；
28.图4为图3中a部分的结构放大图；
29.图5为实施例2中排线滚筒的安装结构示意图；
30.图6为实施例3中旋转板的安装结构示意图；
31.图7为实施例4中无级变速的结构示意图；
32.图8为实施例5中无级变速的结构示意图。
33.附图标记：
34.1-前轮、2-前车架、3-握把、4-车架、5-坐垫、6-刹车、7-后轮、8-连接架、9-小角度踩踏驱动组件、10-脚踏板、11-导盘固定座、12-曲柄、13-摆杆、 14-链条、15-飞轮、16-钢丝绳、17-动滑轮、18-导盘、19-定滑轮、20-固定筒、 21-中轴、22-辅助摆杆、23-排线滚筒、24-固定螺丝、25-旋转板、26-调节钮、 27-安装座、28-旋转盘、29-环形槽、30-卡齿、31-变速手拨、32-圆形握盘、 33-变速拨叉、34-旋转手拨、35-指示盘、36-调节锥台、37-把手。
具体实施方式
35.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
41.一种新型省力无级变速自行车，包括车架4、固定于车架4两端的前车架2 和后车架，车架4靠近前车架2一侧设置有两个握把3，前车架2和后车架的两端分别通过钢轴连接有前轮1和后轮7，两个握把3一侧通过刹车绳连接有刹车 6，且两个刹车6分别设置于前车架2和后车架靠近前轮1和后轮7的一侧；所述后车架的两侧焊接有叉型结构的连接架8，前车架2和后车架相对一侧分别固定有导杆，且两个导杆的端部分别与连接架8的顶端一侧相互焊接，其中一个导杆的顶端设置有坐垫5。
42.实施例1：
43.如图1-4所示，一种新型省力无级变速自行车，为了解决总有一只脚做着大半圈的无用功，并且其腿和脚的动作幅度极大的问题，还包括设置于车架4 左右两侧的两个小角度踩踏驱动组件9，小角度踩踏驱动组件9可以灵活组装在任意一款自行车体上取代市面上现有的链条14驱动机构，所述小角度踩踏驱动组件9包括曲拐、牵引部和飞轮15，曲拐通过牵引部与飞轮15相连接，且车架 4两侧的两个小角度踩踏驱动组件9通过连接部相连接，实现持续驱动自行车前进，牵引部可以使用钢丝绳组合链条14的方式驱动、也可以采用单钢丝绳的方式驱动，本实施例中，优选的是：牵引部包括两根长短不同的钢丝绳16和链条 14，链条14与飞轮15相啮合，飞轮15的作用可以实现与后轮7驱动的单向啮合；
44.且为了使曲拐能够稳定在一定范围内转动，所述连接架8的一侧通过转轴连接有辅助摆杆22，辅助摆杆22的一端通过牵引绳与导杆铰接，通过牵引绳与辅助摆杆22配合有效限定曲拐的行程；短的钢丝绳16两端分别与辅助摆杆22 和链条14固定连接，长的钢丝绳16与车架4左右两侧的两个链条14相连接；
45.其中，所述曲拐包括呈九十度夹角分布的摆杆13和曲柄12，摆杆13与曲柄12连接点焊接固定，曲柄12的一端插接有脚踏板10，摆杆13的一端通过动滑轮连接轴转动连接有动滑轮17，短根的钢丝绳16绕接于动滑轮17外壁，曲柄12可以在其所形成140度的运动夹角内做任意角度的往复运动，便更有利于骑行人在最适当的(曲柄12在水平位置其力矩最长，所获得的扭力最大)角度区域内，以尽可能快的踩踏频率获得使自行车尽可能大的前进动力。
46.为了实现钢丝绳16的转向，将车子两侧的链条14连接在一起，在本实施例中，所述连接部包括固定于连接架8一端的导盘固定座11和固定在导盘固定座11底端的导盘18，导盘18内转动连接有定滑轮19，长根的钢丝绳16绕接于定滑轮19外壁，通过定滑轮19的转向作用，与动滑轮17的配合，将牵引部中的钢丝绳16和链条14连接于一体，从而通过飞轮15的单向啮合完成后轮7 的驱动效果。
47.在本实施例中，所述连接部还包括固定于连接架8外壁的固定筒20，固定筒20的内壁转动连接有中轴21，车架4两侧的曲柄12分别转动连接于中轴21 的两端，实现左右两侧脚踏板10上下交替工作。
48.本实施例在工作时：
49.s1：自行车骑行人双脚同时前置，分别踏于左右两脚蹬之上；当左脚下行时，便由曲拐的摆杆13上的动滑轮17带动牵动钢丝绳向前伸出的同时，拽着后轮7左侧的钢丝绳16一侧的飞轮15带动后轮7向前旋转；
50.s2：与此同时，同一根钢丝绳通过自行车的回转定滑轮19拽着后轮7右侧的钢丝绳16一侧的飞轮15做向后的自由旋转；进而通过此根钢丝绳16将右脚蹬向上拽，为下一步的右脚做功完成准备；
51.s3：自行车骑行人双脚前置的上下踩踏始终处于做功的前半圈，便尽可能的使自行车获得了最大的向前驱动力；
52.s4：由于整体结构的两个在前置的曲柄12可以在其所形成1400的运动夹角内做任意角度的往复运动，便更有利于骑行人在最适当的角度区域内，以尽可能快的踩踏频率获得使自行车尽可能大的前进动力。
53.本实施例使骑行人的双脚只做幅度和频率随心所欲的上下往复运动便可使自行车不断前行；而不用去做占有较大运动空间的圆周运动；
54.且其中，自行车的两个曲柄12始终(暂以水平放置为基准讨论)摆动在向上70度和向下70度所形成的140度夹角内随心所欲的运动，其结果：是在人体重力的作用下可获得尽可能大的动力扭矩来驱动自行车更有力的不断前行；本实施例中两曲柄12回转速度和频率高，则两曲柄12所构成的回转夹角在140 度内可任由骑行人视需要而随心所欲的控制。
55.特别是在突遇上坡或顶风、以及通过沟沟坎坎的路况时，骑行人便可以快速调整为双脚对两曲柄12的小夹角的快速往复踩踏(曲柄12运动形成夹角越小，所获得的力矩越大)，从而获得最佳的驱动力。这就远远优于原有的自行车骑行人用其双脚做大圆周、整循环的运动效果了。
56.还有值得一提的优点是：当车速很慢时，骑行人可以及时的调整其左右脚的踩踏频率和力度来调整身体重心，以控制和防止自行车的左右倾斜，这大大增加了骑行的安全性和稳定性。
57.对同一辆自行车可适用不同身高的人群更广；特别是体重轻、身材矮小的人群，在其腿短的情况下，便可以在两曲柄12可形成的140度运动夹角范围内，保持其双脚始终不离脚蹬的选择任意夹角进行上下往复踩踏骑行，这样就避免了因腿短够不到脚蹬而出现尴尬和失稳的不利现象。
58.实施例2：
59.一种新型省力无级变速自行车，本实施例在实施例1的基础上做出以下改进，如图1和图5所示，所述牵引部包括通过固定螺丝24固定于飞轮15一侧的排线滚筒23和钢丝绳16，钢丝绳16的一端固定于车架4左侧的辅助摆杆22 端部并依次绕接于车架4左侧动滑轮17、车架4左侧排线滚筒23、定滑轮19、车架4右侧排线滚筒23、车架4右侧动滑轮17、车架4右侧辅助摆杆22；用一根钢丝绳16去除原有自行车上的中牙盘和链条14，钢丝绳16排线滚筒23与飞轮15配合(处于单向啮合状态)带动后车轮向前旋转；
60.本实施例工作原理与实施例1工作原理相同，但本实施例在运行中始终依靠同一根牵引钢丝绳16不断做往复运动来传递动力，故有：成本低，结构简单、运行可靠、骑行轻快省力、效率高噪音低、使用与维护极为方便。
61.实施例3：
62.一种新型省力无级变速自行车，为了能够实现自行车的高低速变换，本实施例在实施例1和实施例2的基础上做出以下改进，如图6所示，将所述动滑轮连接轴替换为动滑轮调节件，动滑轮调节件包括旋转板25和通过螺纹连接于旋转板25侧壁的调节钮26，旋转板25通过调节钮26固定于摆杆13的顶部，动滑轮17转动连接于旋转板25的上部；能够通过松动调节钮26可松动旋转板 25，将旋转板25向前方(逆时针)旋转1800即可，动滑轮17的上下可使摆杆 13的旋转半径得到变化，从而实现自行车的高低速变换。
63.实施例4：
64.一种新型省力无级变速自行车，为了实现自行车的无级变速，本实施例在实施例1的基础上作出以下改进，如图7所示，还包括固定在车架4前端的调速部和固定在辅助摆杆22一端的变速拨叉33，调节部通过变速拉线与变速拨叉 33的一端相连接，所述调节部包括固定于车架4前端的安装座27，且安装座27 的一侧外壁开有环形槽29，且环形槽29一侧开有旋转孔，旋转孔的内壁转动连接有旋转盘28，旋转盘28圆心处通过螺纹固定有导辊，且变速拉线通过可松放的阻尼件固定于导辊的一端，安装座27顶部一侧外壁焊接有等距离分别的卡齿30，且旋转盘28正面一侧外壁通过螺栓固定有变速手拨31，且变速手拨31 的一侧滑动连接于环形槽29内，变速手拨31靠近卡齿30一侧开有缺口，且缺口与卡齿30相适配，变速手拨31的顶部外壁通过螺纹固定有圆形握盘32。
65.变速拨叉33以辅助摆杆22上的轴座为圆心，在变速手拨31的做用下，经变速拉线使得变速拨叉33做跟随性旋转；自行车传动用的钢丝绳16的两端头分别与变速拨叉33上辅助摆杆22的两个端点连接固定，即：两个钢丝绳16端头的固定点可随变速拨叉33的旋转而同步位移；当变速手拨31控制拉线使变速拨叉33上的绳头固定点在最前方时，此时车速最低；随着变速拨叉33的逆时针不断旋转而绳头固定点也随同向后移动，此过程是车速由低向高变化过程；当牵引绳端头固定点在其行程轨迹中的任意一点上做停留定位时，则此时的车速便是自行车的即时车速；因此，由无数个任意车速的获得，便成为了无级变速；随着传动牵引钢丝绳16的固定点不断的向后移动，则使钢丝绳16越接近对折；当固定点移动到
最后位置时，此时的车速达到最高，因为摆杆13上的牵引动滑轮17的行程距离是牵引钢丝绳16长度变化的2倍；该自行车可获得1:1
ꢀ‑
1:1.8倍数的速度变化区域；
66.实施例5：
67.一种新型省力无级变速自行车，本实施例在实施例4的基础上作出以下改进，如图8所示，所述调节部包括取代握把3的把手37，且把手37的一侧通过旋转轴转动连接有调节锥台36，调节锥台36的一侧外壁通过螺栓固定有指示盘35，且指示盘35的一侧转动连接有旋转手拨34，变速拉线通过可松放的阻尼件缠绕在旋转手拨34内，旋转手拨34的一端通过螺纹与调节锥台36一端相连接；其中，对于可松放的阻尼件阻尼运用方法可以多样，起到定位和缓冲作用即可，只需完成手拨的定位摩擦力大于变速拨叉(在骑行中)的自由活动能力；通过旋转调节锥台36使得旋转手拨34旋转，进而让导盘18内辊将变速拉线缠绕，从而起到调节钢丝绳16的作用，手拨或转拨均可通过可松放的阻尼件来固定在任意位置进而有效实现自行车骑行中的无级变速；本实施例实现了将牵引部适配到传统自行车，实现了装置安装的灵活性，增加了无级变速的适用范围。
68.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。