专利名称：高速、省力自行车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变档自行车，具体的说，本发明涉及的是一种速度高、蹬踏省力的自动变档自行车。
背景技术：
目前，公知的变档自行车均是以改变链盘的传动比来实现不同速度的目的，但车速始终不够高，且蹬踏用力不均匀，档位处于低速档时，蹬踏感过轻，犹如蹬空车，档位处于高速档时，蹬踏感觉又过重。虽然有一种利用离心力减轻蹬踏力的省力自行车，但它的缺陷在于起步时较难，且只有在车速较高时，才有省力的感觉。
发明内容
本发明是克服现有技术中的不足，提供一种速度高、蹬踏省力且着力感均匀的自动变档自行车。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的
1、在后车轮轴上设置行星齿轮组，以减小实际传动比来达到提高车速的目的；2、在脚踏板中轴上和后车轮轴上分别各设置一个单作用于式叶片泵，两叶片泵用两根导管相连接，共同构成一密封的液压系统，以液压循环来达到蹬踏省力的目的；3、在液压导管和车架的相应位置设置梯形滑块和变向件，液压导管内设置滑筒，以液压系统中液体的油速快慢来达到自动变速的目的。
本发明同现有的技术相比，有以下优点1、车速可提高若干倍(视行星齿轮组的传动比而定)。
2、蹬踏省力，着力感均匀，车速越高，蹬踏越省力；3、蹬车起步容易；4、自动与手动变档可相互转换；5、成本较低。
图1为本发明立体图；图2为本发明行星齿轮组提速原理图；
图3为本发明液压系统工作原理图；图4为图2的A-A剖视图；图5为图3的B-B剖视图；图6为本发明变档拉线位置图。
图中速度表1、速度传感器2、车架3、自动变档拉线4、手动变档拉线5、脚踏板链盘6、链条7、固定板8、内齿圈9、棘轮内齿圈10、泵外壳11、溢流阀12、脚踏板13、泵外壳14、导管15、导管16、滑筒17、基座18、弹簧19、梯形滑块20、变向件21、脚踏板中轴22、转子23、转子24、后车轮轴25、叶片26、叶片27、导管28、导管29、弹簧30、阀芯31、圆销32、圆柱33、螺钉34、密封圈35、密封圈36、密封圈37、变档链盘38、轴承39、轴承40、键41、键42、键43、键44、键45、齿轮架46、小齿轮47、太阳齿轮48、棘轮外齿圈49、棘爪50、销钉51、螺钉52、螺钉53、螺钉54、钢丝55、车后轮56、车把57、前轮叉58、变档器59。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明主要分三部分行星齿轮提速部分、液压循环省力部分，液压自动变档部分。
1、行星齿轮提速结构及原理。
图1、图2、图4中，内齿圈9、齿轮架46、小齿轮47、太阳齿轮48共同构成行星齿轮组。太阳齿轮48、棘轮内齿圈49均套装于后车轮轴25上，并可相对后车轮轴25转动，所述后车轮轴25固定于车架3上；变档链盘38用键45固定于齿轮架46上；轴承39、40分别通过键41、42和键43、44固定于齿轮架46和太阳齿轮48上；小齿轮47套装于齿轮架46上，与内齿圈9和太阳齿轮48相啮合；内齿圈9通过销钉51、螺钉52固定于固定板8上，固定板8同车架3相固定；太阳齿轮48的另一端外齿同棘轮外齿圈49的内齿相啮合；车后轮56通过钢丝55同棘轮内齿圈10相联。
所述结构中，变档链盘38转动时，通过键45带动齿轮架46同速同向转动，由于内齿圈9固定，因此齿轮架46便带动小齿轮47沿内齿圈9转动，同时，小齿轮47带动太阳齿轮48同向但不同速转动；太阳齿轮48转动，便通过棘轮外齿圈49和棘爪50带动棘轮内齿圈10同向同速转动，即车后轮56同太阳齿轮48同向同速转动。
在所述的行星齿轮组中，齿轮架46为主动件，太阳齿轮48为从动件，它们的传动比为
又因为齿轮架46并非齿轮，没有齿，在计算传动比时，给它设定一个想象的齿数，而齿轮架46的齿数可用下列公式获得Zc＝ZR+Zs式中，Zc为齿轮架46齿数，ZR为内齿圈9齿数，Zs为太阳齿轮48齿数。这是因为小齿轮47始终是作为中间齿轮，故它的齿数与传动比无关。
据以上所述，行星齿轮组的传动比为 从式中明显可看出传动比小于1，故太阳齿轮48的转速高于齿轮架46的转速。也就是说，车后轮56的转速明显高于变档链盘38的转速。这样，便很容易理解本发明在变档链盘38同车后轮56中间环节部分设置行星齿轮组会提高原有的车速的原理了。
据以上所述，本发明提高车速的目的便已实现。
2、液压系统省力结构及原理图1、图2、图3中，泵外壳11、14，叶片26、27，转子23、24，分别构成两个容积大小相同的单作用式叶片泵。所述两个泵的泵外壳11、14由螺钉53、54固定，且泵外壳14固定于车架3上；转子23固定于脚踏板中轴22上，此泵称前泵，转子24套装于后车轮轴25上，可绕后车轮轴25转动，伸出泵外壳11的外齿圈部分同棘轮内齿圈10的端面内齿部分相啮合，此泵称为后泵；在所述两泵的上下部连接导管15、16，这样，前泵、后泵、导管15、16便共同组成一液压系统，所述液压系统由密封圈35、36、37密封，内装油液。溢流阀12由导管28、29连接于导管15、16之上。
所述结构中，前泵的转子23同脚踏板中轴22的转速相同，后泵的转子24同车后轮56转速相同，两转子的转向相同。
自行车起步时，脚踏板13通过脚踏板中轴22带动前泵的转子23转动，同时，脚踏板链盘6通过链条7带动变档链盘38转动，后泵的转子24也同车后轮56同速转劝，此时，液压系统开始工作。由于转子23和转子24的转速不同，所以前泵与后泵的供油过程与吸油过程存在差异，又由于转子24的转速明显高于转子23，所以后泵便成为主动泵，主动供油和吸油。这种主动供油和吸油的过程，油液便会促使转子23也加快转动。据此，蹬踏脚踏板13的感觉就会觉得轻松，而且，车速越快，油液施加于转子23的作用力便越大，蹬车的感觉就会越轻松。
在自行车行驶过程中，常会出现不蹬脚踏板13的情况，这时，溢流阀12便发挥溢流作用。停止蹬踏脚踏板13，转子23便停止转动，来自后泵供出的油液便无法通过前泵而进入导管15，形成循环油路，而只能汇积于导管16中，而随着后泵供油量的不断增加，导管16中的油压也越来越高，导管29中的油压也同时升高，在油压升至一定值后，油液在阀芯31下端所产生的作用力便会超过弹簧30的弹簧力，阀芯31上升，阀口被打开，油液通过导管28流入导管15中。此时，后泵、导管16、导管29、溢流阀12、导管28、导管15便重新构成一循环油路。该循环油路的工作不影响自行车的正常行驶。当重新蹬踏脚踏板13时，转子23重新转动，油液再次进入前泵并通过，回流至导管15中，由于导管16、29中的油压降低，弹簧30便推动阀芯31封住阀口。此时，液压系统的工作便又重回到原来的循环油路。
据以上所述，本发明利用液压系统中油液循环来达到省力的目的的便已实现。
3、液压自动变档结构及原理图3、图6中，液压自动变档结构主要由滑筒17基座18、弹簧19、梯形滑块20、变向件21、变档器59自动变档拉线4等组成。所述滑筒17置于导管16中，并可沿导管16来回运动；所述基座18固定于导管16上部，梯形滑块20设置于基座18上，其尾部有弹簧19同基座18相联，滑筒17的两上支部分插入梯形滑块20的下部，并可带动梯形滑块20顺基座18的上平面直线来回滑行；所述自动变档拉线4一端固定于变档器59上，另一端绕固定于车架3上的圆柱33一周后，通过螺钉34固定于变向件21的尾部；所述变向件21套在固定于车架3上的圆销32上，其头部同梯形滑块20的最低平面相接触。
所述的结构中，滑筒17会受到导管16中油液的推动，也会随着通过导管16中的油液速度的加快而逐渐克服弹簧30的弹簧力，带动梯形滑块20向前移动。当自行车加速运动时，导管16中的油液流速不断加快，从而油液对滑筒17的推力也越大，梯形滑块20在滑筒17的带动下向前滑行，达到一个位置时，变向件21的头部受梯形滑块20的冲击，便会沿其斜面逐渐上抬，直至接触到下一平面为止，而变向件21头部上抬，其尾部则下压，下压过程中通过自动变档拉线4带动变档器59换档。变向件21头部从梯形滑块20的本接触平面转换到另一平面的过程，便是自行车的换档过程，每间隔一个平面的变换，便是换一个档位。
当自行车作为匀速运动时，滑筒17不再前移，梯形滑块20也不移动，此时，自行车不会变换档位。
当自行车作减速运动时，滑筒17会随着梯形滑块20在弹簧19的作用力下逐渐后退，变向件21由于受变档器59的弹簧力作用，头部也会从本接触平面逐渐从梯形滑块20的斜面下滑，每下滑一个平面，变档器59便会变换一个档位，变档器59的变档过程，是在滑筒17停止后退的情况下而停止的。
当需要手动变档时，只需手调手动变档拉线5便可，自行车在行驶过程中，自动变档与手动变档不发生冲突。但在停车前，手动变档需调回到初始位置，这样，便保证在下一次起步时，档位处于原始位置，即低速档。
综上所述，本发明所要达到的目的已全部实现，为便于清楚了解车速情况，在车把57和前轮叉58上分别设置速度表1和速度传感器2。
本发明在行驶前起步时，均从低速档起步，这样，就避免了因传动比降低、蹬踏较重的缺点，可轻松起步。
权利要求
1.一种高速、省力自行车包括车把、车架、脚踏板、链盘、链条、车轮等，其特征在于，所述后车轮轴上设置有行星齿轮组；所述脚踏板中轴同后车轮轴上，分别各设置1个单作用式叶片泵，两叶片泵同两根导管相连，构成一个密封的液压系统；所述车把上设置速度表，前轮叉上的设置速度传感器。
2.根据权利要求1所述的高速、省力自行车，其特征在于，所述的液压导管上连接有溢流阀。
3.根据权利要求1所述的高速、省力自行车，其特征在于，所述的液压导管内部设置有滑筒。
4.根据权利要求1所述的高速、省力自行车，其特征在于，所述的液压导管上设置有基座和梯形滑块。
全文摘要
本发明公开了一种既可提高车速，又可省力和自动变档的高速、省力自行车。它包括车把、车架、脚踏板、链盘、链条、车轮等，所述后车轮轴上设置有行星齿轮组，脚踏板中轴同后车轮轴上分别各设置1个单作用式叶片泵，两叶片泵同两根导管连接，构成一个密封的液压系统，车把上设置有速度表，前轮叉上设置有速度传感器。本发明可使现有的变档自行车速度提高若干倍，且车速越高，蹬踏越省力。
文档编号B62M11/14GK1730347SQ200510085668
公开日2006年2月8日 申请日期2005年7月25日 优先权日2005年7月25日
发明者莫昌清 申请人:莫昌清