专利名称：自行车双向驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及双向自行车，这种自行车在受到一个脚踏板上的正向旋转力和反向旋转力的作用时均能在地面上前进，具体地讲，涉及这种自行车的双向驱动装置。
背景技术：
对于本领域中的技术人员来说，众所周知，用于休闲运动、短距离行进等的普通自行车上装有一个管式车架，车架上带有一个车座和一个车把。在这种自行车上，前后车轮分别通过轴和轴承而装在车架前后两端的叉架上并可旋转。车架上还装有一个单向驱动装置，该驱动装置包含两个链轮一个大直径的驱动链轮和一个小直径的棘爪链轮。驱动链轮上有一个轴，在该轴的两端装有两个踏板，该轴安装在车架上的一个固定衬套内并可旋转。棘爪链轮由车架支撑着位于后轮中心并通过一条环形链条而连接着驱动链轮。棘爪链轮上装有一个棘轮机构即一个单向离合器，以将驱动链轮的正向旋转力传递到后轮轴上。也就是说，使用者可以坐在车座上并用双手握住车把，再踩动踏板以正向旋转驱动链轮，通过链条可将驱动链轮上的正向旋转力传递到棘爪链轮上，并因此传递到后轮上，从而转动后轮并使自行车在地面上前进。然而，当驱动链轮反向旋转时，棘爪链轮的单向离合器不会将驱动链轮上的反向旋转力传递到后轮上，但棘爪链轮可以空转。这种情况下，自行车会在惯性力的作用下继续前进一段时间。
然而，这种自行车单向驱动装置存在一定的问题，即为了保持白行车前进，需要使驱动链轮连续正向旋转。因此，使用者在骑自行车时需要向前连续踩动踏板。这样，在长距离骑自行车行驶时，使用者的双腿会一直绷紧，从而引起使用者在骑车时腿部僵硬，还会使得腿部肌肉不能均匀发展并减少了肌肉运动的效果。此外，当使用者长时间骑行后、从自行车上下来并在地面上行走时，腿部肌肉会由于单向踩动踏板时过于绷紧而对直接走路感觉不适，从而使得使用者在地面上步履蹒跚。为此，使用者有时会停止向前驱动自行车或是反向踩动踏板。然而，由于单向离合器的缘故，驱动链轮的这种反向旋转力不会传递到后轮上，从而浪费了使用者的登踩力。
为了克服上述因自行车的单向驱动装置而带来的问题，韩国专利申请公开文本No.95-13589中提出了一种自行车双向驱动装置，该驱动装置使得自行车在正向旋转力和反向旋转力的作用下均能在地面上前行。上述韩国专利申请中的双向驱动装置对于踏板轴的任何旋转方向，均能有效地将踏板轴上的旋转力传递到后轮上，这样，不论使用者沿哪个方向踩动踏板，白行车均能前行。上述双向驱动装置包含一个基架，基架上装有二个安装架用于将一个驱动链轮保持在基架上。该驱动装置中还有一个驱动力传输装置、一个驱动力换向装置和一个操作杆装置。驱动力传输装置用于将踏板轴的旋转力传输到驱动链轮上。驱动力换向装置可以与驱动力传输装置咬合或分开，从而将踏板轴的反向旋转力先换向为正向旋转力，再将这个旋转力传输到驱动链轮上。操作杆装置可以由使用者选择操纵以确定双向驱动装置的两种工作模式一种正向驱动模式和一种反向驱动模式。在正向驱动模式下，驱动力传输装置与驱动力换向装置脱离，这样，驱动力传输装置可将踏板轴的旋转力传输到驱动链轮上。在反向驱动模式下，驱动力传输装置与驱动力换向装置咬合，这样，可先将踏板轴的反向旋转力换向为正向旋转力，再将这个旋转力传输到驱动链轮上。
也就是说，如果使用者通过操作杆装置将驱动模式变换为反向驱动模式，则驱动力换向装置与驱动力传输装置咬合，这样踏板轴的反向旋转力可以换向为正向旋转力，从而使驱动力传输装置沿正向旋转。因此。上述双向驱动装置使得自行车在踏板轴的任何旋转方向下均能前行。
然而，上述自行车双向驱动装置存在一定的问题，即在骑车时如果希望在两种驱动模式下进行转换，那么他必须操纵操作杆装置。因此这种双向驱动装置不便使用。
在反向驱动模式下通过驱动力换向装置将踏板轴的旋转力传输到驱动力传输装置上时，这种双向驱动装置的结构还会降低传动速比。因此，同正向驱动模式相比，在反向驱动模式下，会降低自行车的速度。出现的另外一个问题是驱动力换向装置与驱动力传输装置的结构均很复杂并包含很多部件，因而使自行车的制造过程较复杂。因此上述双向驱动装置降低了生产率并增加了自行车成本。
发明概述因此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明的一个目的就是提供一种自行车双向驱动装置，而使用者不需操纵任何操作杆装置，从而使使用者在骑车时更为方便。
本发明的另一个目的就是提供一种自行车双向驱动装置，该装置结构简单、部件数量较少，因而制造过程简单、能提高生产率并降低费用。
本发明的另一个目的就是提供一种自行车双向驱动装置，该装置使得后轮能够沿反向旋转，从而可以将自行车顺利倒行。
本发明的另一个目的就是提供一种自行车双向驱动装置，该装置组装为一个单一的总成结构，它既可以装在后轮轴毂上，也可以装在踏板轴上，因此，使用者可以容易地维修或更换该驱动装置，而自行车生产厂家也能容易地制造自行车部件，从而提高制造这种装置时的工作效率。
本发明的另一个目的就是提供一种自行车双向驱动装置，该装置上带有一种能够有效地防止后轮叉架上的轴固定叉被意外打开的装置，从而提高了自行车的耐用性。
为了实现上述目的，本发明的第一个最佳实施例中的双向驱动装置包含一个从动链轮，其以可拆卸和可旋转的方式安装在自行车后轮的一侧并与后轮间隔开，该从动链轮通过一个链条连接着驱动链轮并可利用踏板的旋转力带动后轮旋转，该从动链轮是一个带有内齿和外齿的齿圈；一个后轮轴毂固定在后轮的中心，同时又安装在一个固定轴上并可旋转，从而将后轮可旋转地支撑在固定轴上；一个后轮齿轮，其固定在后轮轴毂上并可拆卸，从而可与后轮轴毂一起绕着固定轴旋转，该后轮齿轮偏心安装在从动链轮的一个同心空腔内，从而在后轮齿轮与从动链轮之间形成一个偏心空隙，这样，后轮齿轮可将从动链轮的旋转力传递到后轮上；一个固定的中介齿轮，其带着一个固定轴安装在偏心空隙中并总与后轮齿轮的外齿啮合着；一个可移动的中介齿轮，其带着一个可移动轴安装在偏心空隙中，从而使得中介齿轮总与从动链轮的内齿啮合着并可以在两个位置之间移动在第一位置上，可移动的中介齿轮同时与从动链轮和固定的中介齿轮啮合，以使后轮齿轮沿正向旋转，在第二位置上，可移动中介齿轮同时与从动链轮和后轮齿轮啮合，以使后轮齿轮沿正向旋转，当从动链轮受到踏板的正向旋转力的作用而正向转动时，可移动中介齿轮位于第一位置，而当从动链轮受到踏板的反向旋转力的作用而反向转动时，可移动中介齿轮位于第二位置；以及一个固定架，在其内表面上带有一个弧形导槽，该固定架固定安装在固定轴上并支撑着后轮齿轮、从动链轮和两个中介齿轮，导槽暴露在偏心空隙中，其弯曲半径与从动链轮的内齿表面的弯曲半径相等，该导槽支撑着可移动中介齿轮的可移动轴并使该可移动轴能够移动，以使可移动轴根据从动链轮的旋转方向而在第一和第二位置之间移动。
从动链轮优选制成一个链轮组的形式，该链轮组中包含一组不同直径的链轮，从而在将踏板的旋转力向从动链轮传递时，踏板的旋转速度可以变化。
在另一个最佳实施例中，双向驱动装置包含一个驱动链轮，其以可拆卸和可旋转的方式安装在自行车踏板轴的一侧并与踏板轴间隔开，该驱动链轮通过一个链条连接着后轮的从动链轮并可利用踏板的旋转力带动后轮旋转，该驱动链轮是一个带有内齿和外齿的齿圈；一个踏板齿轮，其固定在踏板轴上并可拆卸，从而可与踏板轴一起旋转，踏板齿轮偏心安装在驱动链轮的一个同心空腔内，从而在踏板齿轮与驱动链轮之间形成一个偏心空隙，这样，踏板齿轮可将踏板轴的旋转力传递到驱动链轮上；一个固定的中介齿轮，其带着一个固定轴安装在偏心空隙中并总与驱动链轮的内齿啮合着；一个可移动中介齿轮，其带着一个可移动轴安装在偏心空隙中，从而使得中介齿轮总与踏板齿轮的外齿啮合着并可以在两个位置之间移动在第一位置上，可移动中介齿轮同时与踏板齿轮和固定的中介齿轮啮合，以使驱动链轮沿正向旋转，在第二位置上，可移动中介齿轮同时与踏板齿轮和驱动链轮的内齿啮合，以使驱动链轮沿正向旋转，当踏板齿轮受到踏板的正向旋转力的作用而正向转动时，可移动中介齿轮位于第一位置，而当踏板齿轮受到踏板的反向旋转力的作用而反向转动时，可移动中介齿轮位于第二位置；以及一个固定架，在其内表面上带有一个弧形导槽，该固定架固定安装在踏板轴上并支撑着踏板齿轮、驱动链轮和两个中介齿轮，导槽暴露在偏心空隙中，其弯曲半径与踏板齿轮的外齿表面的弯曲半径相等，该导槽支撑着可移动中介齿轮的可移动轴并使该可移动轴能够移动，以使可移动轴根据踏板齿轮的旋转方向而在第一和第二位置之间移动。
在另一个最佳实施例中，可移动中介齿轮由两个不同直径的齿轮构成，两个齿轮以相同的方式固定在可移动轴上。
在另一个最佳实施例中，双向驱动装置还包含一个第一附加中介齿轮，其具有一个固定轴并安装在偏心空隙中，其位置与固定的中介齿轮相反并总与驱动链轮的内齿啮合着；一个第二附加中介齿轮，其具有一个固定轴并安装在偏心空隙中，它总与第一附加中介齿轮啮合着但不与踏板齿轮或驱动链轮啮合，当踏板齿轮沿反向旋转时，上述第二附加中介齿轮可以与可移动中介齿轮啮合上。
在另一个最佳实施例中，固定架上的弧形导槽完全穿通，从而形成一个弧形导孔，一个杆沿横向安装在轴的外端以使可移动中介齿轮的可移动轴加长并插入弧形导孔中，从而支撑着轴并使之可旋转，在杆的下端部固定安装着一个磁铁，该磁铁还与踏板轴相接触，因而可以沿着与踏板齿轮相同的旋转方向转动，以使可移动中介齿轮的轴能更加有效地移动。
附图简要说明下面将通过参考附图而对本发明进行详细解释，以使本发明的上述和其它目的、特征以及其它优点更加清楚地显示出来，附图包括
图1是根据本发明的自行车双向驱动装置的第一个最佳实施例的局部剖开的截面图，该驱动装置安装在自行车后轮轴毂上；图2是上面的双向驱动装置沿图1中的Ⅱ-Ⅱ线剖开的截面图；图3是用于防止后轮叉架上的轴固定叉被意外打开的装置的侧视图；图4是根据本发明的自行车双向驱动装置的第二个最佳实施例的局部剖开的截面图，该驱动装置安装在自行车踏板轴上；图5是上面的双向驱动装置沿图4中的Ⅴ-Ⅴ线剖开的截面图；图6是根据本发明的自行车双向驱动装置的第三个最佳实施例的局部剖开的截面图，该驱动装置中装有一个可移动中介齿轮，该中介齿轮是一个复式齿轮；图7是上面的双向驱动装置沿图6中的Ⅶ-Ⅶ线剖开的截面图；图8是根据本发明的自行车双向驱动装置的第四个最佳实施例的局部剖开的截面图，该驱动装置中装有两个附加的固定的中介齿轮；图9是根据本发明的自行车双向驱动装置的第五个最佳实施例的局部剖开的截面图，该驱动装置中装有一个可移动中介齿轮，该中介齿轮的轴上连接着一个磁铁。
本发明的最佳实施例图1是根据本发明的自行车双向驱动装置的第一个最佳实施例的局部剖开的截面图，该驱动装置安装在自行车后轮轴毂上。图2是上面的双向驱动装置沿图1中的Ⅱ-Ⅱ线剖开的截面图。图3是用于防止后轮叉架上的轴固定叉被意外打开的结构的侧视图。
本发明的双向驱动装置既可以装在自行车的踏板轴上，也可以装在后轮轴毂上，不论装在哪个位置，均不会影响本发明的功能。
在图1至3显示的第一个最佳实施例中，驱动装置安装在自行车后轮轴毂11上。如图1至3所示，本发明的第一个最佳实施例中的驱动装置用于将一个踏板2的旋转力传递到后轮10上，该驱动装置中包含一个从动链轮14、后轮轴毂11、一个后轮齿轮12、一个固定架13、一个带有一个固定轴16c的固定的中介齿轮16、一个带有一个可移动轴15c的可移动中介齿轮15。在上述驱动装置的工作过程中，踏板2的旋转力可通过一个驱动链轮、一个链条、从动链轮14、两个中介齿轮15和16中的至少一个、后轮齿轮12和后轮轴毂11传递到后轮10上。
从动链轮14以可拆卸和可旋转的方式安装在后轮10的一侧的中心上并与后轮10间隔开。从动链轮14还通过一个链条连接着驱动链轮，不论踏板2的转动方向如何，从动链轮14均能利用踏板2的旋转力而使后轮10沿正向旋转。上述从动链轮14是一个带有内齿和外齿的齿圈。
后轮轴毂11固定在后轮10的中心，同时又可旋转地安装在后轮10的一个固定轴17即中心轴上，从而将后轮10可旋转地支撑在固定轴17上。
后轮齿轮12可拆卸地固定在后轮轴毂11上，从而可与后轮轴毂11一起绕着固定轴17旋转。上述后轮齿轮12偏心安装在从动链轮14的一个同心空腔内，从而在后轮齿轮12与从动链轮14之间形成一个偏心空隙，这样，后轮齿轮12相对于从动链轮14的中心轴线来说是偏心的。上述后轮齿轮12用于将从动链轮14的旋转力传递到后轮10上。
带有固定轴16c的固定的中介齿轮16安装在后轮齿轮12和从动链轮14之间的偏心空隙中，中介齿轮16总与后轮齿轮12的外齿啮合着。
同时，带有可移动轴15c的可移动中介齿轮15安装在偏心空隙的上部，从而使得中介齿轮15总与从动链轮14的内齿啮合着并可以在两个位置之间移动一个第一位置和一个第二位置，这是由于轴15c可以沿着与从动链轮14相同的方向在一定距离内移动而形成的。当从动链轮14受到踏板2的正向旋转力的作用而正向转动时，可移动中介齿轮15位于第一位置。也就是说，当踏板2沿正向旋转以正向转动从动链轮14时，可移动中介齿轮15位于第一位置，此时，齿轮15同时与从动链轮14和固定的中介齿轮16啮合，这样可使后轮齿轮12和后轮10沿正向旋转。而当从动链轮14受到踏板2的反向旋转力的作用而反向转动时，可移动中介齿轮15位于第二位置。也就是说，当踏板2沿反向旋转以反向转动从动链轮14时，可移动中介齿轮15移至第二位置，此时，齿轮15同时与从动链轮14和后轮齿轮12啮合，这样可使后轮齿轮12和后轮10沿着与踏板2的旋转方向相反的正向旋转。
固定架13在其内表面上有一个弧形导槽15h。该导槽15h暴露在后轮齿轮12和从动链轮14之间的偏心空隙中，其弯曲半径与从动链轮14的内齿表面的弯曲半径相等。上述导槽15h用于接受和支撑着可移动中介齿轮15的可移动轴15c并使可移动轴15c可以移动，由于可移动中介齿轮15总与从动链轮14的内齿啮合着，因此可移动轴15c可以根据从动链轮14的旋转方向而在第一和第二位置之间移动。固定架13固定安装在固定轴17上并支撑着后轮齿轮12、从动链轮14和两个中介齿轮15和16。
在本发明中，优选将从动链轮14制成一个链轮组的形式，该链轮组中包含一组不同直径的链轮，从而在将踏板2的旋转力向从动链轮14传递时，踏板2的旋转速度可以变化。在图1至3中显示的最佳实施例中，从动链轮14是一个链轮组，该链轮组中包含，例如，六个不同直径的链轮。
链条(未画出)环绕着驱动链轮和从动链轮，从而将踏板2的旋转力通过驱动链轮和从动链轮而传递到后轮10上。在后轮齿轮12、固定架13和从动链轮14的结合处装有一组轴承19，从而有效地减少了结合处的摩擦接触造成的能量损耗。
后轮齿轮12优选沿着与后轮齿轮12的旋转方向相同的方向通过螺纹拧在后轮轴毂11上。为了防止后轮叉架1上的轴固定叉被意外打开，固定轴17的每个端部在中心处有部分凹陷，从而分别形成一个叉架座，每个叉架座上有两个沿径向相互对立的月牙形止动块18，如图3所示。固定轴17位于叉架的腹部，而叉架则牢固地安置在轴17上的叉架座中并在两侧被二月牙形止动块卡住。当固定轴17按上述方式安置好后，可用两个螺母从固定轴17的两端向后轮叉架1拧紧，从而将固定轴17固定在后轮叉架1上。
根据第一个最佳实施例的安装在后轮轴毂11上的上述双向驱动装置，其工作过程如下所述。
当骑在自行车上的使用者沿正向踩动踏板2时，踏板2的正向旋转力通过链条传递到从动链轮14上，从而带动从动链轮14沿着相同的方向，即图2中箭头“a”所示的方向正向旋转。这种情况下，带有可移动轴15c并与从动链轮14的内齿啮合着的可移动中介齿轮15在固定架13的弧形导槽15h的引导下从第二位置移动到第一位置，从而与固定的中介齿轮16啮合上。在第一位置上，从动链轮14上的正向旋转力通过两个中介齿轮15和16传递到后轮齿轮12上。也就是说，在第一位置上，可移动中介齿轮15是沿正向旋转的，而固定的中介齿轮16是沿反向旋转的，如图2中的箭头所示。由于固定的中介齿轮16的反向旋转的作用，与固定的中介齿轮16的外齿啮合着的后轮齿轮12会沿正向旋转。简而言之，如果从动链轮14是沿着图2中的箭头“a”所示的方向正向旋转，后轮齿轮12和后轮轴毂11会沿正向旋转。
而当骑在自行车上的使用者沿反向踩动踏板2时，踏板2的反向旋转力通过链条传递到从动链轮14上，从而带动从动链轮14沿着相同的方向，即图2中箭头“b”所示的方向反向旋转。这种情况下，可移动中介齿轮15在固定架13的弧形导槽15h的引导下从第一位置移动到第二位置，从而与后轮齿轮12啮合上并与固定的中介齿轮16分开。在第二位置上，反向旋转的可移动中介齿轮15使得后轮齿轮12沿图2中箭头所示的正向旋转。简而言之，如果链轮14是沿着图2中的箭头“b”所示的方向反向旋转，后轮齿轮12和后轮轴毂11会沿正向旋转。
上述双向驱动装置不会影响后轮10的反向旋转动作，因此使用者可以将自行车顺利倒行。即在使用者将自行车倒行时，后轮齿轮12和后轮轴毂11会沿着图2中的箭头“c”所示的方向反向旋转。这种情况下，容纳于弧形导槽15h中的可移动轴15c不会与后轮齿轮12和后轮轴毂11一起作反向旋转动作，这样后轮齿轮12和后轮轴毂11可以自由地反向旋转，从而将自行车顺利倒行。
因此，在需要将自行车倒行时，根据本发明的第一个最佳实施例的双向驱动装置使得使用者不必操纵任何操作杆。
图4是根据本发明的自行车双向驱动装置的第二个最佳实施例的局部剖开的截面图。图5是上面的双向驱动装置沿图4中的Ⅴ-Ⅴ线剖开的截面图。本实施例的驱动装置安装在自行车踏板轴21上而不是后轮轴毂11上，这与第一个最佳实施例不同。
如图4和5所示，本发明的第二个最佳实施例的驱动装置用于将一个踏板2的旋转力传递到后轮上，该驱动装置包含一个驱动链轮24、一个踏板齿轮22、一个固定架23、一个带有一个固定轴26cd固定的中介齿轮26、一个带有一个可移动轴25cd可移动中介齿轮25。在上述驱动装置的工作过程中，踏板2的旋转力可通过踏板齿轮22、两个中介齿轮25和26中的至少一个、驱动链轮24、一个链条、一个从动链轮和一个后轮轴毂传递到后轮上。
驱动链轮24以可拆卸和可旋转的方式安装在踏板轴21的一侧并与踏板轴21间隔开。驱动链轮24还通过一个链条连接着从动链轮，不论踏板2的转动方向如何，驱动链轮24均能利用踏板2的旋转力而使后轮10沿正向旋转。上述驱动链轮24是一个带有内齿和外齿的齿圈。
踏板齿轮22固定在踏板轴21上并可拆卸，从而可与踏板轴21一起旋转。上述踏板齿轮22偏心安装在驱动链轮24的一个同心空腔内，从而在踏板齿轮22与驱动链轮24之间形成一个偏心空隙，这样，踏板齿轮22相对于驱动链轮24的中心轴线来说是偏心的。上述踏板齿轮22用于将踏板2的旋转力传递到驱动链轮24上。
带有固定轴26c的固定的中介齿轮26安装在踏板齿轮22和驱动链轮24之间的偏心空隙中，中介齿轮26总与驱动链轮24的内齿啮合着。
同时，带有可移动轴25c的可移动中介齿轮25安装在偏心空隙的上部，从而使得中介齿轮25总与踏板齿轮22的外齿啮合着并可以在两个位置之间移动一个第一位置和一个第二位置，这是由于轴25c可以沿着与踏板齿轮22相同的方向在一定距离内移动而形成的。当踏板齿轮22受到踏板2的正向旋转力的作用而正向转动时，可移动中介齿轮25位于第一位置。也就是说，当踏板2沿正向旋转以正向转动踏板齿轮22时，可移动中介齿轮25位于第一位置，此时齿轮25同时与踏板齿轮22和固定的中介齿轮26啮合，这样可使驱动链轮24沿正向旋转。而当踏板齿轮22受到踏板2的反向旋转力的作用而反向转动时，可移动中介齿轮25位于第二位置。也就是说，当踏板2沿反向旋转以反向转动踏板齿轮22时，可移动中介齿轮25移至第二位置，此时齿轮25同时与踏板齿轮22和驱动链轮24啮合，这样可使驱动链轮24沿着与踏板2的旋转方向相反的正向旋转。
固定架23在其内表面上有一个弧形导槽25h。该导槽25h暴露在踏板齿轮22和驱动链轮24之间的偏心空隙中，其弯曲半径与踏板齿轮22的外齿表面的弯曲半径相等。上述导槽25h用于接受和支撑着可移动中介齿轮25的可移动轴25c并使可移动轴25c可以移动，由于可移动中介齿轮25总与踏板齿轮22的外齿啮合着，因此可移动轴25c可以根据踏板齿轮22的旋转方向而在第一和第二位置之间移动。固定架23固定安装在踏板轴21上并支撑着踏板齿轮22、驱动链轮24和两个中介齿轮25和26。
在本发明中，优选将驱动链轮24制成一个链轮组的形式，该链轮组包含一组不同直径的链轮，从而在将踏板2的旋转力通过驱动链轮24向从动链轮传递时，踏板2的旋转速度可以变化。在图4和5中显示的最佳实施例中，驱动链轮24是一个链轮组，该链轮组中包含，例如，三个不同直径的链轮。
链条(未画出)环绕着驱动链轮和从动链轮，从而将踏板2的旋转力通过驱动链轮和从动链轮而传递到后轮上。在踏板齿轮22、固定架23和驱动链轮24的结合处装有一组轴承29，从而有效地减少了结合处的摩擦接触造成的能量损耗。
根据第二个最佳实施例的安装在踏板轴21上的上述双向驱动装置，其工作过程如下所述。
当骑在自行车上的使用者沿正向踩动踏板2时，踏板2的正向旋转力通过踏板轴21传递到踏板齿轮22上，从而带动踏板齿轮22沿着相同的方向，即图5中箭头“d”所示的方向正向旋转。这种情况下，带有可移动轴25c并与踏板齿轮22的外齿啮合着的可移动中介齿轮25在固定架23的弧形导槽25h的引导下从第二位置移动到第一位置，从而与固定的中介齿轮26啮合上。在第一位置上，踏板齿轮22上的正向旋转力通过两个中介齿轮25和26传递到驱动链轮24上。也就是说，在第一位置上，可移动中介齿轮25是沿反向旋转的，而固定的中介齿轮26是沿正向旋转的，如图5中的箭头所示。由于固定的中介齿轮26的正向旋转的作用，与固定的中介齿轮26的外齿啮合着的驱动链轮24会沿正向旋转。简而言之，如果踏板齿轮22是沿着图5中的箭头“d”所示的方向正向旋转，驱动链轮24会沿正向旋转。
而当骑在自行车上的使用者沿反向踩动踏板2时，踏板2的反向旋转力通过踏板轴21传递到踏板齿轮22上，从而带动踏板齿轮22沿着相同的方向，即图5中箭头“e”所示的方向反向旋转。这种情况下，可移动中介齿轮25在固定架23的弧形导槽25h的引导下从第一位置移动到第二位置，从而与驱动链轮24啮合上并与固定的中介齿轮26分开。在第二位置上，反向旋转的可移动中介齿轮25使得驱动链轮24沿图5中的箭头所示的正向旋转。简而言之，如果踏板齿轮22是沿着图5中的箭头“e”所示的方向反向旋转，驱动链轮24会沿正向旋转。
上述双向驱动装置不会影响后轮10的反向旋转动作，因此使用者可以将自行车顺利倒行。即在使用者将自行车倒行时，后轮轴毂会沿反向旋转，这样，通过链条连接着从动链轮的驱动链轮24会沿着图5中的箭头“f”所示的方向反向旋转。这种情况下，容纳于弧形导槽25h中的可移动轴25c不会与驱动链轮24一起作反向旋转动作，这样后轮轴毂可以自由地反向旋转，从而将自行车顺利倒行。
因此，在需要将自行车倒行时，根据本发明的第二个最佳实施例的双向驱动装置使得使用者不必操纵任何操作杆。
图6是根据本发明的自行车双向驱动装置的第三个最佳实施例的局部剖开的截面图。图7是上面的双向驱动装置沿图6中的Ⅶ-Ⅶ线剖开的截面图。在该第三个最佳实施例中，带有一个可移动轴30c的可移动中介齿轮30是一个复式齿轮。也就是说，可移动中介齿轮30包含两个不同直径的齿轮，二齿轮以相同的方式固定在轴30c上。这种可移动中介齿轮30可以控制踏板齿轮22与驱动链轮24之间的传动比，从而方便地控制驱动链轮24相对于踏板齿轮22的转动圈数。
图8是根据本发明的自行车双向驱动装置的第四个最佳实施例的局部剖开的截面图。在该第四个最佳实施例中，驱动装置中装有第一和第二附加中介齿轮31和32，二者分别具有固定轴。第一附加中介齿轮31安装在踏板齿轮22和驱动链轮24之间的偏心空隙中，其位置与固定的中介齿轮26相反并总与驱动链轮24的内齿啮合着。第二附加中介齿轮32安装在上述偏心空隙中并总与第一附加中介齿轮31啮合着但不与踏板齿轮22或驱动链轮24啮合。当踏板齿轮22沿反向旋转时，上述第二附加中介齿轮32可以与可移动中介齿轮30啮合上。
由于两个附加中介齿轮31和32的作用，可以减少可移动中介齿轮30的移动距离，这样当可移动中介齿轮30在两个位置之间移动时，可以有效地减少其移动时间。
图9是根据本发明的自行车双向驱动装置的第五个最佳实施例的局部剖开的截面图。在该第五个最佳实施例中，固定架23上的弧形导槽完全穿通，从而形成一个弧形导孔30h。一个杆33沿横向安装在轴30c的外端以使可移动中介齿轮的轴30c加长并插入弧形导孔30h中，从而支撑着轴30c并使之可旋转。在杆33的下端部固定安装着一个磁铁34。该磁铁34还与踏板轴21相接触，因而可以沿着与踏板齿轮22相同的旋转方向转动，以使可移动中介齿轮30的轴30c能更加有效地移动。
在上述本发明的双向驱动装置中，齿轮可以选用各种形状的齿。特别是，齿轮的齿优选为圆拱形，这种形状可以使齿能快速咬合且力传输效率较高。
工业应用性如上所述，本发明提供了一种自行车双向驱动装置，该驱动装置使得自行车在正向旋转力和反向旋转力的作用下均能前行，而使用者不需操纵任何操作杆装置，从而使使用者骑车时更为方便。该驱动装置结构简单、部件数量较少，因而制造过程简单、能提高生产率并降低费用。该驱动装置还使得后轮能够沿反向旋转，从而可以将自行车顺利倒行。该驱动装置组装为一个单一的总成结构，它既可以装在后轮轴毂上，也可以装在踏板轴上，因此，使用者可以容易地维修或更换该驱动装置，而自行车生产厂家也能容易地制造自行车部件，从而提高制造这种装置时的工作效率。该驱动装置上还带有一种结构，其能够有效地防止后轮叉架上的轴固定叉被意外打开，从而提高了自行车的耐用性。
虽然上面是通过最佳实施例对本发明作了解释，但对于本领域的技术人员来说，可以理解，在不脱离附属的权利要求书中所确定的本发明的范围和精神的前提下，可以作出各种修改、增加和替换。
权利要求
1．一种自行车双向驱动装置，包含一个从动链轮，其以可拆卸和可旋转的方式安装在自行车后轮的一侧并与后轮间隔开，该从动链轮通过一个链条连接着驱动链轮并可利用踏板的旋转力带动后轮旋转，该从动链轮是一个带有内齿和外齿的齿圈；一个轴毂，其固定在后轮的中心，同时又可旋转地安装在一个固定轴上，从而将后轮可旋转地支撑在固定轴上；一个后轮齿轮，其可拆卸地固定在上述轴毂上，从而可与轴毂一起绕着固定轴旋转，该后轮齿轮偏心安装在从动链轮的一个同心空腔内，从而在后轮齿轮与从动链轮之间形成一个偏心空隙，这样，后轮齿轮可将从动链轮的旋转力传递到后轮上；一个固定的中介齿轮，其带有一个固定轴并且安装在上述偏心空隙中，并总与后轮齿轮的外齿啮合着；一个可移动中介齿轮，其带有一个可移动轴并且安装在上述偏心空隙中，从而使得中介齿轮总与从动链轮的内齿啮合着并可以在两个位置之间移动在第一位置上，可移动中介齿轮同时与从动链轮和固定的中介齿轮啮合，以使后轮齿轮沿正向旋转，在第二位置上，可移动中介齿轮同时与从动链轮和后轮齿轮啮合，以使后轮齿轮沿正向旋转，当从动链轮受到踏板的正向旋转力的作用而正向转动时，可移动中介齿轮位于第一位置，而当从动链轮受到踏板的反向旋转力的作用而反向转动时，可移动中介齿轮位于第二位置；以及一个固定架，在其内表面上带有一个弧形导槽，该固定架固定安装在上述固定轴上并支撑着后轮齿轮、从动链轮和两个中介齿轮，该导槽暴露在上述偏心空隙中，其弯曲半径与从动链轮的内齿表面的弯曲半径相等，该导槽支撑着可移动中介齿轮的可移动轴并使该可移动轴能够移动，以使可移动轴根据从动链轮的旋转方向而在第一和第二位置之间移动。
2．根据权利要求1的双向驱动装置，其中从动链轮制成一个链轮组的形式，该链轮组中包含一组不同直径的链轮，从而在将上述踏板的旋转力向从动链轮传递时，踏板的旋转速度可以变化。
3．根据权利要求1的双向驱动装置，其中上述固定轴的每个端部在中心处均有部分凹陷，从而分别形成一个叉架座，每个叉架座上有两个沿径向相互对立的月牙形止动块，该月牙形止动块可以防止后轮叉架上的轴固定叉被意外打开。
4．一种自行车双向驱动装置，包含一个驱动链轮，其以可拆卸和可旋转的方式安装在自行车踏板轴的一侧并与踏板轴间隔开，该驱动链轮通过一个链条连接着后轮的从动链轮并可利用踏板的旋转力带动后轮旋转，该驱动链轮是一个带有内齿和外齿的齿圈；一个踏板齿轮，其可拆卸地固定在踏板轴上，从而可与踏板轴一起旋转，该踏板齿轮偏心安装在驱动链轮的一个同心空腔内，从而在踏板齿轮与驱动链轮之间形成一个偏心空隙，这样，该踏板齿轮可将踏板轴的旋转力传递到驱动链轮上；一个固定的中介齿轮，其带有一个固定轴并且安装在上述偏心空隙中，并总与驱动链轮的内齿啮合着；一个可移动中介齿轮，其带有一个可移动轴并且安装在上述偏心空隙中，从而使得中介齿轮总与踏板齿轮的外齿啮合着并可以在两个位置之间移动在第一位置上，可移动中介齿轮同时与踏板齿轮和固定的中介齿轮啮合，以使驱动链轮沿正向旋转，在第二位置上，可移动中介齿轮同时与踏板齿轮和驱动链轮的内齿啮合，以使驱动链轮沿正向旋转，当踏板齿轮受到踏板的正向旋转力的作用而正向转动时，可移动中介齿轮位于第一位置，而当踏板齿轮受到踏板的反向旋转力的作用而反向转动时，可移动中介齿轮位于第二位置；以及一个固定架，在其内表面上带有一个弧形导槽，该固定架固定安装在踏板轴上并支撑着踏板齿轮、驱动链轮和两个中介齿轮，导槽暴露在上述偏心空隙中，其弯曲半径与踏板齿轮的外齿表面的弯曲半径相等，该导槽支撑着可移动中介齿轮的可移动轴并使该可移动轴能够移动，以使可移动轴根据踏板齿轮的旋转方向而在第一和第二位置之间移动。
5．根据权利要求4的双向驱动装置，其中驱动链轮制成一个链轮组的形式，该链轮组中包含一组不同直径的链轮，从而在将上述踏板的旋转力通过驱动链轮向从动链轮传递时，踏板的旋转速度可以变化。
6．根据权利要求4的双向驱动装置，其中上述可移动中介齿轮由两个不同直径的齿轮构成，两个齿轮以相同的方式固定在可移动轴上。
7．根据权利要求4的双向驱动装置，还包含一个第一附加中介齿轮，其具有一个固定轴并安装在上述偏心空隙中，其位置与固定的中介齿轮相反并总与驱动链轮的内齿啮合着；以及一个第二附加中介齿轮，其具有一个固定轴并安装在上述偏心空隙中，它总与第一附加中介齿轮啮合着但不与踏板齿轮或驱动链轮啮合，当踏板齿轮沿反向旋转时，该第二附加中介齿轮可以与可移动中介齿轮啮合上。
8．根据权利要求4的双向驱动装置，其中所述固定架上的弧形导槽完全穿通，从而形成一个弧形导孔；一个杆沿横向安装在上述可移动中介齿轮的可移动轴的一个外端，以使该可移动轴加长并插入弧形导孔中，从而可旋转地支撑着该可移动轴；在该杆的下端部固定安装着一个磁铁，该磁铁还与踏板轴相接触，因而可以沿着与踏板齿轮相同的旋转方向转动，以使可移动中介齿轮的可移动轴能更加有效地移动。
全文摘要
本发明提出了一种自行车双向驱动装置,该驱动装置使得自行车在踏板正向旋转力和反向旋转力的作用下均能前行,而使用者不需操纵任何操作杆装置。该驱动装置结构简单、部件数量较少,并使得后轮10能够沿反向旋转,从而可以将自行车倒行。该驱动装置组装为一个单一的总成结构,它既可以装在后轮轴毂11上,也可以装在踏板轴21上,因此使用者可以容易地维修或更换该驱动装置,并可提高制造这种装置时的工作效率。在固定轴17的每个端部处分别成形有两个月牙形止动块18,从而有效地防止后轮叉架1上的轴固定叉被意外打开。
文档编号F16H3/14GK1230931SQ98800916
公开日1999年10月6日 申请日期1998年5月14日 优先权日1997年5月15日
发明者郑在连, 朴春吉 申请人:郑在连