专利名称：自行车的可变的踏板驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明与一种自行车有关，更具体地说，与一种自行车的可变的踏板驱动装置有关，即在运转时与可在曲柄轴和踏板之间延伸一段距离，由曲柄轴把踏板的转动力传到后轮，从而花最小的体能就能达到最大的驱动功率。
一般，现有的自行车都设计成具有一个曲柄轴和踏板之间固定的间距，因此，自行车的运转力只取决于与曲柄轴装在一起的踏板的驱动力。在这种自行车的驱动结构中，由于踏板的回转力是在一定回转半径内作用，所以自行车在爬坡时需要耗费巨大的驱动能。为了克服此难题以及取得一有效的驱动能，众所周知，新安装的变速齿轮就可使自行车的运转力达到最佳。
然而，虽然已安上了变速齿轮，作为自行车运转力的动力源的踏板却保持一个不变的回转半径，从而提供不变的驱动能量，因此大家认为装上变速齿轮并未提供一个所需的驱动力。由于上述的弊端，这就需要改变踏板受限制的回转半径从而使自行车只需耗费最小的驱动能而达到最佳的运转力。
本发明的目的是提供一种自行车的可变的踏板驱动装置，这种新型驱动装置改进了踏板装在其上的曲柄轴的结构特点，从而扩大了踏板的回转半径，所以当自行车运动时只耗费最少的体能就达到最佳的驱动能，这样人们在爬坡和长距离骑行时，不会觉得骑车的疲乏和劳累。
为了达到此发明目的和其它发明目的，一种自行车可变的踏板驱动装置包括装在自行车架轴孔内轴管上的主轴两侧的第一动力传送单元和第二动力传送单元；与可转动地装在轴管两端的第一和第二回转杆的第一和第二固定轴相连的第一和第二滑管；装在第一和第二滑管前端的第一和第二踏板；装在动力传送单元的第一和第二转轴上并可滑动地与第一和第二滑管中第一和第二滑孔相连的第一和第二曲柄轴，曲柄轴的第一和第二转轴与主轴相互连接，并且第二动力传送单元的第二转轴与链轮相连接，该链轮借助一链条与后轮相连。
图1是说明本发明第一个实施例的一可变的踏板驱动装置的侧视图；图2是表示图1中主要部件的透视图；图3是图1的剖视图；图4是图1的分解透视图；图5A～图5C是表示图1运转状态下的侧视图；图6是说明本发明第二个实施例的一可变的踏板驱动装置的分解透视图；图7是表示图6装配状态下的剖视图；图8A～图8C是表示图6的运转状态下的侧视图；图9A和图9B是表示图6主要部件的剖视图。
图1表示本发明第一个实施例的一可变的踏板驱动装置的侧视图；图2表示图1中主要部件的透视图；图3为图1的剖视图；图4为图1的分解透视图，图5A～5C表示图1在运转状态下的侧视图。
本发明的特征在于曲柄轴5和5’与踏板7和7’之间的距离在运转时适于改变并可伸缩，而曲柄轴5和5’与踏板7和7’各自装在自行车架1的轴孔2内相互呈相对的180°角。
下文将详细说明本发明第一个实施例的可变的踏板驱动装置的结构情况。
一轴管3安装在自行车架1的轴孔2内，而回转杆4和4’的连接孔41和41’则可转动地装在轴管3的两侧。同时，一主轴10装在轴管3的内侧，而且动力传送单元6和6’与曲柄轴5和5’分别装在主轴10的两侧。
在轴管3两侧的回转杆4和4’与曲柄杆5和5’相互相对地安装，而在回转杆4和4’与曲柄杆5和5’之间的动力传送单元6和6’也具有相同的结构，也呈相对地安装。
在装于轴管3内侧的主轴10两端，通过连接孔41和41’装上动力传送单元6和6’的差动齿轮63和63’。因为各个动力传送单元6和6’都采用可分离的形状，所以借助装配螺栓66和66’，传送单元的壳体65和65’也设计成相互分开。这样差动齿轮63和63’装在主轴10上、而主动驱动齿轮62和62’则安装在动力传送单元6和6’之内，在此情况下，差动齿轮63和63’和驱动齿轮62和62’借助链条67和67’分别相互连接。
主动驱动齿轮62和62’各自装在壳体65和65’的转轴61和61’上，而曲柄轴5和5’借助固定螺母52和52’分别固定地装在转轴61和61’的一端。装有踏板7和7’的滑管8和8’则分别安在回转杆4和4’前侧的固定轴42和42’上，另外，曲柄轴5和5’插入滑管8和8’的滑孔81和81’内。
同时，在轴管3的一侧形成一个连接管91和链轮9，借助一链条16与一后轮15相连的链轮9呈一整体地且可转动地安装在连接管91上。一回转齿轮12固定地装在链轮9上，它借助一链条13与具有一侧壳体65’内差动齿轮63’的转轴61’的被动驱动齿轮11相连。
上述动力传送单元6和6’可以焊接形式装在车架1的轴孔2内的轴管3上，但是为了装拆方便，把它们做成阳螺纹管64和64’形式，从壳体65和65’的内部伸出，这样阳螺纹管64和64’通过穿过回转杆4和4’的连接孔41和41’和链轮9的连接管91则与轴管3的阴螺纹31和31’呈螺纹连接。
在动力传送单元6和6’中，曲柄轴5和5’，装在其上的转轴61和61’就安置在后轮15上，这样当装在滑管8和8’上的踏板7和7’沿前进方向被驱动时，插入滑管8和8’的滑孔81和81’内的曲柄轴5和5’就滑动。结果，转轴61和61’与踏板7和7’之间的距离伸长到其最大值。另一方面，当踏板7和7’向后轮16方向驱动时则曲柄轴5和5’的长度缩小到其原来的长度。
图6是本发明第二个实施例所构成的可变的踏板驱动装置之分解透视图，图7是图6处于装配状态下的剖视图以及图8A～图8C是图6处于运转状态下的侧视图。
动力传送单元60和60’和曲柄轴50和50’都分别装在位于车架1轴孔2内轴管3a内侧的主轴10a的两侧。
在动力传送单元60和60’中，位于轴管3a外侧主轴10a上的圆盘601和601’呈偏心地装在后轮15上，并在圆盘601和601’上开有导向凹孔603和603’，而装在导向凹孔内的具有球轴承605和605’的导向件604和604’则呈滑动装配。前侧装有踏板70和70’的滑管80则装于导向件604和604’的铰链轴606和606’上。
固定地安装在主轴10a两端的曲柄轴50和50’可滑动地插入滑管80和80’的滑孔801和801’内，而曲柄轴50和50’的轴孔501和501’插在主轴10a的两端，这样，借助固定螺母502和502’，曲柄轴50和50’固定地装在主轴10a上。
在圆盘601和601’上形成凹入部分602和602’，而一主动驱动齿轮607装在凹入部分602和602’的主轴10a上，并与其一侧的差动齿轮608相啮合。一位于圆盘601’内与差动齿轮608同轴线上的被动驱动齿轮609与差动齿轮608相连，该被动驱动齿轮609还与装在轴管3a上链轮90的回转齿轮901和901’啮合。
与圆盘601和601’的主动驱动齿轮607啮合的差动齿轮608则装在前轴14a上，其中圆盘601和601’偏心地安装在主轴10a上，这样，当踏板70和70’被向前驱动时，呈滑动地装在滑管80和80’上的曲柄轴50和50’与踏板7和7’之间的距离伸长到其最大值。另一方面，当踏板70和70’被驱动向后轮15时，曲柄轴50和50’的长度缩小到原来长度。
最好，在圆盘601和601’的凹入部分602和602’上装有一盖子C，从而起到保护主轴10a，主动驱动轮607和差动齿轮608的作用。
如图9A和图9B所示，装在导向件604和604’内的球轴承605和605’拥有各种装配方式。首先，如图9A所示，多个球轴承605和605’装在导向件604和604’上，所以球轴承以循环方式，滑动地装在导向凹孔603和603’上。另一方面，如图9B所示，在导向件604和604’上形成有与其成一体的滑动突脊605a和605a’，所以上述滑动突脊605a和605a’与导向凹孔603和603’呈可滑动装配。
在本发明的第一和第二个实施例中，标号92和902各自代表用于呈可转动地安装轴管3和3a上链轮9和90的轴承。
在上述结构情况下，如果驱动踏板7和7’，那么踏板7和7’与曲柄轴5和5’之间的距离就伸长，从而达到自行车的最佳运转能。下文将对本发明第一实施例的可变的踏板驱动装置的运作情况进行详细讨论。
在运转时，如果驱动踏板7和7’，踏板7和7’的回转力就转动曲柄轴5和5’，同时，安装有踏板7和7’的滑管8和8’沿曲柄轴5和5’滑动，结果曲柄轴5和5’装在其上的主轴10与踏板7和7’之间的回转半径就改变，当踏板7和7’沿前进方向转动时，回转半径伸到其最大值。
换句话说，回转杆4和4’也装在轴管3上，而且绕着主轴10以同一回转半径转动。装在回转杆4和4’前侧的滑管8和8’上的踏板7和7’就绕装有曲柄轴5和5’的转轴61和61’转动，结果，当踏板7和7’沿前进方向转动时，回转轴61和61’与踏板7和7’之间的间距伸长到其最大值，从而达到最佳的运转能。
更详细地说，如果踏板7和7’沿前进方向转动时，装有踏板7和7’的滑管8和8’导向装于滑孔81和81’内的曲柄轴5和5’，然后驱向前进方向。同时，因为转轴61和61’固定地安装在后轮15上，所以回转杆4和4’引导滑管8和8’并在主轴10的通过点处，滑管8和8’伸长到其最大值。
由踏板7和7’驱动力所转动的曲柄轴5和5’上的转轴61和61’使位于壳体65和65’内的主动驱动齿轮62和62’转动，这样也就转动了借助链条67和67’与主动驱动齿轮62和62’相连的差动齿轮63和63’。
差动齿轮63和63’装在主轴10的两端，从而把踏板7和7’的驱动力传到后轮15，并且与差动齿轮63’装在同一轴线上的被动驱动齿轮11，通过链条16相连使链轮9上的回转齿轮12转动，这样链轮9就转动从而借助与链轮9相连的链条16，驱动后轮15。
曲柄轴5和5’和踏板7和7’之间的回转半径在踏板7和7’在前进方向时伸长，从而达到最佳的运转能量。
现在，下文将对本发明第二个实施例的可变的踏板驱动装置的运作情况进行详细讨论。
在运转时，如果驱动踏板70和70’，那么绕着踏板70和70’滑动地装在其上的曲柄轴50和50’上的主轴回转半径就改变，从而达到最佳的运转能量。
换句话说，如果驱动踏板70和70’，装有踏板70和70’的滑管80和80’借助铰链轴66和66’与圆盘601相连，这样滑管就被导向偏心安置在主轴10a上的圆盘601和601’。结果，当踏板被向前驱动时，它们的回转半径就伸长到其最大值。
更具体地说，如果踏板70和70’沿前进方向转动，踏板70和70’装在其上的滑管80和80’使位于铰链轴606和606’上的导向件604和604’沿偏心地装在主轴上的圆盘601和601’上的导向凹孔603和603’转动。当导向件604和604’由踏板70和70’的驱动力绕主轴10a沿前进方向驱动时，踏板70和70’与主轴10a之间的距离伸长到其最大值。
因此，当滑动地装在圆盘601和601’上的导向件604和604’之踏板70和70’就从最高的上死点位置驱动到最低的下死点位置时，滑动地装有踏板70和70’的曲柄轴50和50’与主轴10a之间的距离就伸长到其最大值，从而达到最佳的驱动能。
踏板70和70’的驱动力转动曲柄轴50和50’，从而转动主轴10a上的主动驱动齿轮607。于是，该主动驱动齿轮607的转动力被传到差动齿轮608和与差动齿轮608共轴的被动驱动齿轮609，最后，齿轮608和609的转动力传到回转齿轮901，结果就转动链轮90，并且借助链条16与链轮90相连的后轮15也就被驱动。
从上文明显地看出，本发明的可变的踏板驱动装置好处在于，当踏板沿前进方向被驱动时，踏板与作为转矩主驱动轴的转轴之间的回转半径伸长到其最大值，而且圆盘的主轴再把伸长的最大回转半径传到后轮，从而消耗最小的体力达到最佳的驱动能。
权利要求
1．一种自行车的可变的踏板驱动装置，包括第一和第二动力传送单元安装在安装于自行车架轴孔的轴管内的主轴的两侧；第一和第二滑管安装在可转动地安装于上述轴管两端的第一和第二回转杆的第一和第二固定轴上；和第一和第二踏板安装于所述第一和第二滑管的前端；第一和第二曲柄轴装在上述动力传送单元的第一和第二转轴上，并且可滑动地安装于上述第一和第二滑管的第一和第二滑孔内，上述曲柄轴的上述第一和第二转轴与上述主轴相互啮合连接，并且上述第二动力传送单元的上述第二转轴与链轮啮合连接，链轮借助第一链条与后轮相连。
2．根据权利要求1所述的可变踏板驱动装置，其特征在于，上述动力传送单元包括装在上述轴管上的第一和第二壳体，装在上述主轴上的第一和第二主动驱动齿轮位于上述壳体内，以及上述转轴上的第一和第二差动齿轮，借助第二和第三链条与上述主动驱动齿轮相连，其中一被动驱动齿轮借助上述第一链条与上述链轮上的回转齿轮相连，而上述被动驱动齿轮则装在上述第二差动齿轮的上述第二转轴上，从而把装在上述转轴上的上述曲柄轴的转动力传到上述链轮，而上述转轴则呈偏心地装在上述后轮上，这样当上述踏板被沿前进方向驱动时，上述踏板与上述转轴之间的距离就伸长到其最大值。
3．一种自行车可变踏板的驱动装置，包括第一和第二动力传送单元，安装在安于自行车车架轴孔的轴管内的主轴的两侧；第一和第二滑管，安装在可转动地安装于上述轴管两端的第一和第二回转杆的第一和第二固定轴上；第一和第二踏板装在上述第一和第二滑管的前端；和第一和第二曲柄轴安装在上述动力传送单元的第一和第二转轴上，并且可滑动地安装于上述第一和第二滑管的滑孔内，上述第二动力传送单元与链轮啮合连接，链轮借助第一链条与后轮相连。
4．根据权利要求3所述的可变踏板的驱动装置，其特征在于，上述动力传送单元包括偏心地装在上述主轴两侧的第一和第二圆盘，其中，可滑动地安装在上述圆盘的第一和第二导向凹孔内的第一和第二导向件与上述滑管的第一和第二铰链轴相连，一个上述主轴的主动驱动齿轮，一个与上述主动驱动齿轮啮合的差动齿轮，一个与上述差动齿轮同轴安装且与上述链轮的一回转齿轮相啮合的被动驱动齿轮，因此，装在上述主轴上的上述曲柄轴的转动力被传到上述链轮，而上述圆盘则呈偏心地安装于上述后轮，这样当踏板沿前进方向被驱动时，上述踏板和上述主轴之间的距离伸长到其最大值。
全文摘要
一种自行车可变踏板的驱动装置,在运转时能在曲柄轴与踏板之间延伸一段距离,从而消耗最小体能达到最大驱动功率,其中曲柄轴将踏板的转动力传递到后轮。该可变踏板的驱动装置包括:第一和第二动力传送单元(6和6’)装在安于自行车架(1)轴孔(2)的轴管(3)内主轴(10)两侧;第一和第二滑管(8和8’)装在转动地安装于轴管(3)两端的第一和第二回转杆(4和4’)的第一和第二固定轴(42和42’);第一和第二踏板(7和7’)装在第一和第二滑管(8和8’)前端,曲柄轴(5和5’)装在动力传送单元(6和6’)的转轴(61和61’)上且滑动地装在滑管(8和8’)的滑孔(81和81’)内,曲柄轴(5和5’)的第一和第二转轴(61和61’)以及主轴(10)彼此连接,第二动力传送单元(6’)的第二转轴(61’)与链轮(9)连接,链轮(9)通过链条(16)与后轮(15)连接。
文档编号B62M3/04GK1212662SQ97192767
公开日1999年3月31日 申请日期1997年12月31日 优先权日1997年1月4日
发明者姜丙男, 金贞淑, 朴惠正 申请人:姜丙男, 金贞淑, 朴惠正