专利名称：自行车和三轮车的踏动装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于自行车和三轮车的踏动装置，属于脚踏驱动装置领域。
普通车子是采用脚蹬轴直接固定在曲柄上，脚蹬、曲柄和链轮一同作同轴旋转的踏动装置，通过链条和飞轮的传动驱使车子前进。其优点是踏动装置结构简单、链轮传动比较合理，但也存在一些缺点和不足。例如两脚蹬最大高差大使车子重心高稳定性差不安全，同时大腿摆辐高易疲劳;驱动力矩小每蹬一次链轮转过中心角不足130度，且在上下死点位置附近出现低效行程使做功不连续骑行较费力。
八十年代以来，人们在保留车子链轮传动的优点条件下，对于车子的踏动装置做了有益的工作，相继提出一些新方案例如《科学画报》83年6月号的科技新闻栏刊登的《杠杆连动式自行车》是“利用杠杆原理在有效范围内增加原来曲柄的长度，使蹬利作用于起动位置时提高出力效率。”但同时增加了两脚蹬的最大高度差，因此不便应用。又如CN87100267A公开的《脚踏车的动力装置》采用了飞轮滑块及带有脚踏板的导杆相互联动的机构，有明显省力效果，但是该装置当一只脚踏到近最低点时另一只脚蹬也跟着一起向下运动。而且脚蹬向上运动的线速度大大快于向下运动的线速度，不利于骑行。再如CN1057431A公开的《曲柄连杆传动高速运动车》是“将两个分别位于车架左右两侧的杠杆轴棍的一端动配合安装在车架上设置的管子之中，将一对脚蹬杠杆的一端安装脚蹬，另一端安装在杠杆轴棍上，使杠杆轴棍能随着脚蹬杠杆的转动而转动，然后以连杆动配合连接于两侧曲柄与脚蹬杠杆之间。该方案每蹬动脚蹬杠杆一次曲柄转角可达180度，踏动频率可比一般自行车高，能达快速之目的。”但同时带来了两脚蹬最大高度差扩大的问题。
本发明的目的是在扬弃上述各项装置的基础上，推出一种同时具有两脚蹬最大高差小、能克服低效行程、能增大动力臂长度等优点的新型踏动装置。
本发明新型自行车和三轮车的踏动装置，它是由链轮、与链轮共轴固定的左右曲柄、脚蹬部件、相对机架作往复运动的和相对机架作复杂平面运动的构件所构成;其特征在于，所述的装置具有一对当曲柄主动时无死点位置，且曲柄对应往复运动构件正反行程所转过两个中心角不等的平面四杆机构，而这一对机构是将两曲柄互成180度角固定于同一个转轴上，以共用机架形式组合在一起的，所述的共用机架是车架的一部分或是由与车架固定联接件和车架相关部位共同构成，两只脚蹬轴分别固定在所述的一对机构相对于车架作复杂平面运动的构件上。
本发明自行车和三轮车的踏动装置，以其比较简单合理的结构达到了车子的稳定安全、轻快省力、骑行舒适和不易疲劳的目的。
附图1 踏动装置(组合摆动导杆型)示意图附图2 踏动装置(组合摆动滑杆型)示意图附图3 踏动装置(组合曲柄摇杆型)示意图附图4 踏动装置(组合偏心式曲柄连杆型)示意图本发明自行车和三轮车的踏动装置的实施例实施例一见图1轴4与车架作转动副联接，左右曲柄5和3互成180度角分别在车架左右侧固定于轴4上，链轮10在车架和右曲柄3之间与轴4同转动轴轴线相固定，左滑块6和左曲柄5转动副联接而与左导杆的滑槽作移动副联接;右滑块2和右曲柄3转动副联接，与右导杆的滑槽作移动副联接，左右导杆1和9摆动转轴同轴线在车架左右侧分别与车架作转动副联接，形成一对具有摆动导杆的曲柄导杆机构以车架为共用机架组合一起的形式。
左右脚蹬7和8分别安装在相对车架作复杂平面运动的左右滑块构件6和2上。
在链轮10右端面对应右曲柄3和右滑块2铰接轴线位置上固定一平行于轴4的铰销并使之与滑块2铰接，则链轮10可兼作曲柄3使用。
左右脚蹬7和8的脚蹬轴与左右滑块构件6和2的固定联接，可以是允许脚蹬轴在滑块构件平面内能够改变联接位置的可调节式。
实施例二见图2实施例二与实施例一基本相同，区别仅在于用左右滑杆9和1代替了实施例一中的左右导杆9和1，用左右滑块6和2沿左右滑杆9和1移动代替了实施例一中的左右滑块6和2沿左右导杆9和1的滑槽移动。从而形成了用一对具有摆动滑杆的曲柄滑杆机构以车架为共用机架组合一起的形式。
实施例三见图3实施例三与实施例一在左右曲柄5和3、链轮10、轴4及其车架相互联接关系相同。左右摇杆9和1摆动转轴同轴线在车架左右侧分别与车架作转动副联接，左连杆6两端作转动副分别与左摇杆9和左曲柄5联接;右连杆2两端作转动副分别与右摇杆1和右曲柄3联接形成一对具有单边摇杆的曲柄摇杆机构以车架为共用机架组合一起的形式。
左右脚蹬7和8分别安装在相对车架作复杂平面运动的左右连杆构件6和2上。
与实施例一相似，链轮10通过安装铰销方式兼有右曲柄3的功用。脚蹬轴与连杆构件间的固定联接可以是可调节式。
实施例四见图4实施例四与实施例一在左右曲柄5和3、链轮10、轴4及其车架相互联接关系上相同。左右滑道1和9分别对应固定在车架左右侧左右滑块分别与左右滑道移动副联接，左连杆6的两端做转动副分别与左滑块和左曲柄5联接，右连杆2的两端做转动副分别与右滑块和右曲柄3联接，形成一对偏心式曲柄连杆机构以固定于车架上的滑道和车架相关部位-轴4的转动副为共用机架组合在一起的形式，机构中左右滑块可以用左右滚子来代替，左右滚子与左右连杆分别做转动副联接，且能在左右滑道中滚动。左右脚蹬7和8安装在相对车架作复杂平面运动的左右连杆构件6和2上。
与实施例一相似，链轮10通过安装铰销方式兼有右曲柄3的功用。脚蹬轴与连杆构件平面上的固定位置可做变动调节。
当然在实施例一至四中，把脚蹬部件安装在相对车架作往复运动的构件上，例如实施例一中作往复摆动的导杆。实施例二中作往复摆动的滑杆，实施例三中作往复摆动的摇杆，实施例四中作直线往复运动的滑块构件上而得的装置也是可以使用的。
本发明的踏动装置能兼容现有挠性构件传动技术，例如使用本发明在中速条件下进行设计，把车子重心的高度合理地降低到安全程度，利用多速飞轮的变速器通过变速以满足更大车速或者爬坡能力的需求。为了扩大变速范围，所述的踏动装置中的链轮10可以是双速或多速链轮。又如当所述的链轮10采用代有特殊齿形的轮盘代替时，本发明的踏动装置同样能兼容带齿皮带或钢带的传动技术。
权利要求
1.一种自行车和三轮车的踏动装置，它是由链轮、与链轮共轴固定的一对曲柄、脚蹬部件和可固定脚蹬轴的构件所构成；其特征在于，所述的装置具有一对当曲柄主动时无死点位置，且曲柄对应往复运动构件正、反行程所转过两个中心角不等的平面四杆机构，而这一对机构是将两曲柄互成180度角固定于同一个转轴上以共用机架形式组合在一起的，所述的共用机架是车架的一部分或是由与车架固定联接件和车架相关部位共同构成，两只脚蹬轴分别固定在所述的一对机构相对于车架作复杂平面运动的构件上。
2.如权利要求1所述的自行车和三轮车的踏动装置，其特征在于，所说的链轮可在其端面固定一平行于曲柄轴的铰销使链轮兼做曲柄使用。
3.如权利要求1所述的自行车和三轮车的踏动装置，其特征在于，所说的两只脚蹬轴也可以分别固定在所述的一对机构相对于车架作往复运动的构件上。
4.如权利要求1和3所述的自行车和三轮车的踏动装置，其特征在于，所说的脚蹬轴在构件上的固定联接也可以是允许脚蹬轴在所述的构件平面内能够改变联接位置的可调节式。
5.如权利要求1所述的自行车和三轮车的踏动装置，其特征在于，所说的链轮可以是双速或多速链轮。
6.如权利要求1所述的自行车和三轮车的踏动装置，其特征在于，所说的链轮可以用带特殊齿形的轮盘来代替。
全文摘要
一种自行车和三轮车的踏动装置，属于脚踏驱动装置。通过符合条件的一对平面四杆机构的组合和脚蹬位置相配合，使所述的踏动装置同时具有两脚蹬最大高差小、能克服低效行程、能增大动力臂长度等优点。本发明自行车和三轮车的踏动装置以其比较简单合理的结构。达到了车子的稳定安全、轻快省力、骑行舒适和不易疲劳的目的。
文档编号B62M23/00GK1098374SQ9310913
公开日1995年2月8日 申请日期1993年8月2日 优先权日1993年8月2日
发明者陈增波 申请人:陈增波