专利名称：一种变速驱动装置和驱动方法以及采用该驱动装置的自行车的制作方法
技术领域：
本发明涉及自行车，特别涉及一种具有高速比的变速驱动装置以及自行车，尤其是小轮的迷你自行车。
背景技术：
通常，自行车的前后轮直径分为24英寸、26英寸、28英寸等，体积较大，但是传统自行车通过变速机构可以获得约3倍的速比，由此可以获得比较满意的骑乘速度。
迷你自行车，前后轮直径由4英寸到16英寸不等，有漂亮美观的造型，而且通常有独特的折叠方式，操作简单方便，折叠后体积小便于携带，一般的小汽车尾箱可以放十辆以上，展开后的车美观大方，骑架舒适。但是，由于迷你自行车前后轮尺寸较小，使用传统的变速机构，难以获得理想的骑乘速度。
因此，有必要提供一种具有更高变速比的变速机构，提高自行车速度，特别是提高迷你小轮车的速度，使其与大轮车速度相同，甚至高过大轮车的速度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有高速比的变速驱动装置和方法以及采用该驱动装置的自行车。
为了解决上述问题，本发明的变速驱动装置，包括第一驱动系，包含第一驱动轮，具有多个牙在其圆周上均布设置；两个踏板，通过一转轴机构分别驱动该第一驱动盘；一耦合机构，设置在该第一驱动轮上；以及第二驱动系，包含一过渡轮，利用在其圆周上均布的牙以内齿啮合的方式与该耦合机构配合；第二驱动轮，与该过渡轮同轴固定。
根据本发明的变速驱动装置，该耦合机构可以包括第一排链，利用依次连接的多个链节与该第一驱动轮上的牙啮合；和第二排链，与该第一排链并行设置，利用依次连接的多个链节与该过渡轮圆周上的牙配合。该耦合机构还可以包括多个圆柱体，以预定间隔沿该第一驱动轮一个侧面上的圆周均布。
根据本发明的驱动装货子，还包括一连接装置，用于连接该第一驱动系的转轴与该第二驱动系的同心轴。
一种自行车，包括一车架；通过该车架固定的前轮；和通过该车架固定的后轮，具有同轴设置的飞轮，其特征在于，该车架上还设置有一变速驱动装置，包括第一驱动系，包含第一驱动轮，具有多个牙在其圆周上均布设置；两个踏板，位于该车架两侧，通过一转轴机构分别驱动该第一驱动盘；一耦合机构，设置在该第一驱动轮上；以及第二驱动系，包含一过渡轮，利用在其圆周上均布的牙以内齿啮合的方式与该耦合机构配合；第二驱动轮，与该过渡轮同轴固定；和传动链，分别与该第二驱动轮和与该后轮同轴设置的飞轮传动连接。
根据本发明的自行车，该耦合机构可以包括第一排链，设置在该第一驱动轮的圆周上，利用依次连接的多个链节与该第一驱动轮上的牙啮合；和第二排链，与该第一排链并行设置，利用依次连接的多个链节与该过渡轮圆周上的牙配合。该耦合机构还可以包括多个圆柱体，以预定间隔沿该第一驱动轮一个侧面上的圆周均布。
根据本发明的实施例，该第一驱动系和第二驱动系分布在该车架的两侧。
根据本发明的实施例，该第一驱动轮与该过渡轮的牙数比约为2.5~8。
根据本发明的实施例，该第二驱动轮与该后轮上设置的飞轮的牙数比约为1~3。
根据本发明的实施例，该第二驱动系的同心轴通过连接装置与该第一驱动系的转轴机构固定。
根据本发明的实施例，该第二驱动系的同心轴通过连接装置与该车架固定。一种用于自行车的变速方法，该自行车包括与车架固定的前轮和后轮，该后轮上同轴设置有飞轮，其特征在于，该方法包括下列步骤利用第一驱动轮和通过转轴固定到该第一驱动轮的两个踏板形成第一驱动系，以从脚的蹬踏获得驱动力，其中该第一驱动轮的圆周上均布有多个牙；在该第一驱动系上设置一个耦合机构；分别利用一过渡轮，以及第二驱动轮形成第二驱动系，用于驱动该自行车的后轮上设置的飞轮，其中该第二驱动系利用过渡轮与该耦合机构以内齿啮合的方式配合。
根据本发明的实施例，在该第一驱动系上设置一个耦合机构的步骤还包括设置第一排链，利用依次连接的多个链节与该第一驱动轮上的牙啮合；和设置第二排链，与该第一排链并行设置，利用依次连接的多个链节与该过渡轮圆周上的牙配合。
根据本发明的实施例，在该第一驱动系上设置一个耦合机构的步骤还包括多个圆柱体，以预定间隔沿该第一驱动轮一个侧面上的圆周均布，用于推动该过渡轮上设置的牙。
根据本发明的实施例，还包括利用传动链分别连接该第二驱动轮和后轮上设置的飞轮的步骤。
本发明的变速驱动装置具有较高的速比，能使小轮车获得与大车相同的车速，甚至超过大车速度。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
所附附图用于进一步理解本发明并且作为说明书的一部分，表示了本发明的实施例，连同说明书一起解释本发明的原理，其中图1是本发明的自行车的示意图；图2为图1所示自行车的俯视图；图3显示了本发明的变速驱动装置的第一驱动系和第二驱动系相互啮合的示意图；图4显示了用于本发明第一驱动系的双排链的示意图；图5显示了本发明的变速驱动装置又一实施例，其中内齿啮合的部位为第一驱动轮的上部；图6显示了本发明的变速驱动装置又一实施例，其中内齿啮合的部位为第一驱动轮的下部。
具体实施例方式
下面参照附图详细描述本发明的实施例。
图1显示的是本发明的迷你自行车100，它具有车架10；与该车架10固定的变速驱动装置20；与该车架固定的前轮11和后轮12，其中该后轮与驱动装置20传动连接；以及座椅13和把手14等。
图2是移开座椅部分的迷你自行车的俯视图，其显示了本发明的驱动装置20首先包括第一驱动系22；以及与后轮12的飞轮15传动连接的第二驱动系23，进一步固定到车架10，同时还与该第一驱动系22同轴连接，如同心轴24。特别的是，该第一驱动系22和该第二驱动系23采用的是内齿啮合的方式，并较好地，跨接在该车架10的两侧。并且，为简化结构，该同心轴24可以利用连接装置固定到车架10。可以理解，该第一驱动系22和第二驱动系23可以需要也可以设置在车架10的同一侧。
为进一步描述本发明的采用内齿啮合方式的变速驱动装置20，请参阅图2和图3。首先，本发明的变速驱动装置20包括第一驱动系22；第二驱动系23；以及提供有多个内齿271的耦合机构27。第一驱动系22包括两个踏板221；与该踏板221通过转轴223连接的第一驱动轮222，在其圆周上均布有多个牙224。其次，耦合机构27设置在第一驱动轮222的圆周上。第二驱动系23包括一过渡轮231，其圆周上有均布的多个牙232；和第二驱动轮233，其圆周上也具有均布的多个牙234，通过同心轴24与该过渡轮24固定。具体地，根据本发明的一个较佳实施例，该耦合机构27为一双排链，如图4所示，即并排安装的第一排链270和第二排链270’。该第一排链270是通过多个链节依次连接而成的，其中每一链节均具有一内齿271和一节272。较佳的，第一排链270的节数可以与第二排链270’的相同。当然，容易理解第一排链270的节数也可以与第二排链的不同。
返回图3，应当理解由于显示的平面不同，该第一排链270和第二排链270’是重叠的。该第一排链270的内齿271与第一驱动轮222的牙224啮合，而第二排链270’的内齿271’与过渡轮231的牙232啮合，由此而形成了内齿啮合的一个实施例。
由此，本发明的迷你自行车100由第一驱动系22输入动力，经过该驱动变速装置20的两次变速传动，由第二驱动系23输出动力。当第一驱动轮222被踏板221驱动时，它会带动耦合机构27转动，其第一排链270带动过渡牙盘231转动，其速比等于第一驱动轮222的牙数224与过渡轮231的牙数232之比。例如，如果考虑成本的因素，根据本发明的实施例，可以采用现有各种自行车的相应配件，第一驱动轮222可以具有40到48个牙224，过渡盘231具有10到12个牙232，此时获得的第一次变速比为约3到5倍。因为第二驱动轮26与过渡轮21同轴，因而，第二驱动轮233与过渡轮231同速。但是第二驱动轮233可以设置为牙数大于过渡轮231的牙数，因此存在潜在的一次变速，使得第二驱动轮233输出的变速比大于过渡轮231直接输出带来的变速比。作为替代，根据本发明的其他实施例，该变速驱动装置还可以采用电力、马达等其他方式驱动。
第二驱动轮233通过传动链235作为整个装置的输出，可以输出至自行车100，此时传动链235与自行车后轮的驱动飞轮15连接，产生的速比等于第二驱动轮233的牙数234与飞轮15的牙数(未示出)比。同样地，根据本发明的实施例，举例来说，应用各种现有自行车的相应配件，第二驱动轮233可以具有26到36个牙，飞轮15具有10到12个牙，此时获得的第二次变速比为约2到约3倍。
因此，通过两次变速传动，本发明上述实施例的变速驱动装置可以最终使得自行车获得3到10倍或者更高的的速比，也就是获得3到10倍或者更高的增速，使得自行车，特别是小轮车的速度与大轮车相同，甚至高过大轮车的速度。
根据本发明实施例的变速驱动装置可以单独组建，然后应用于各种需要驱动或者传动装置的工具上。该变速驱动装置可以通过连接件或者焊接等方式与自行车车身连接。装上此件之后，形成具有脚踏驱动变速装置的自行车。特别是，本发明的变速驱动装置可以应用于小轮的迷你自行车，能使小轮车获得与大车相同的车速，甚至超过大车速度。
根据本发明，为了获得理想的骑乘速度，需要将第一驱动轮221的半径也大于过渡轮231的半径；以及第二驱动轮233的半径大于过渡轮231的半径。根据本发明，第一驱动轮221和飞轮15均可以采用标准自行车的上的配件，那么第一驱动轮221与过渡轮231的牙数比可以在2.5～8范围内；而第二驱动轮233与飞轮15的牙数比可以在1～3范围内。
图5显示了本发明采用内齿啮合方式的变速机构的另一实施例，该耦合机构28为多个圆柱体281(如图2所示)均布在固定在该第一驱动轮盘222上，其中该间隔282相当于用于啮合的内齿，即与过渡轮231的多个牙232配合，推动该过渡轮231。显然，本发明的过渡轮231可以啮合在该第一驱动轮221的任何部分，如图5中所示的上部。图6显示的是本发明的过渡轮231啮合在该第一驱动轮221的下部。
当然，应当理解，本发明还包括上述多种替代方式的排列组合，以及各种改进和变型，例如也可以采用标准的内齿啮合的方式等。
本领域的技术人员应了解，在不脱离本发明的精神或范围的前提下，本发明还有各种改进和变化。因此，本发明的各种改进和变化包括在由所附权利要求书及其等同物限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种变速驱动装置，其特征在于，它包括第一驱动系，包含；第一驱动轮，具有多个牙在其圆周上均布设置；两个踏板，通过一转轴机构分别驱动该第一驱动盘；一耦合机构，设置在该第一驱动轮上；以及第二驱动系，包含；一过渡轮，利用在其圆周上均布的牙以内齿啮合的方式与该耦合机构配合；第二驱动轮，与该过渡轮同轴固定。
2.根据权利要求1所述的变速驱动装置，其特征在于，该耦合机构包括第一排链，利用依次连接的多个链节与该第一驱动轮上的牙啮合；和第二排链，与该第一排链并行设置，利用依次连接的多个链节与该过渡轮圆周上的牙配合。
3.根据权利要求1所述的变速驱动装置，其特征在于，该耦合机构包括多个圆柱体，以预定间隔沿该第一驱动轮一个侧面上的圆周均布。
4.根据权利要求1所述的变速驱动装置，其特征在于，还包括一连接装置，用于连接该第一驱动系的转轴与该第二驱动系的同心轴。
5.一种自行车，包括一车架；通过该车架固定的前轮；和通过该车架固定的后轮，具有同轴设置的飞轮，其特征在于，该车架上还设置有一变速驱动装置，包括第一驱动系，包含第一驱动轮，具有多个牙在其圆周上均布设置；两个踏板，位于该车架两侧，通过一转轴机构分别驱动该第一驱动盘；一耦合机构，设置在该第一驱动轮上；以及第二驱动系，包含；一过渡轮，利用在其圆周上均布的牙以内齿啮合的方式与该耦合合；第二驱动轮，与该过渡轮同轴固定；和传动链，分别与该第二驱动轮和与该后轮同轴设置的飞轮传动连接。
6.根据权利要求5所述的自行车，其特征在于，该耦合机构包括第一排链，设置在该第一驱动轮的圆周上，利用依次连接的多个链节与该第一驱动轮上的牙啮合；和第二排链，与该第一排链并行设置，利用依次连接的多个链节与该过渡轮圆周上的牙配合。
7.根据权利要求5所述的自行车，其特征在于，该耦合机构包括多个圆柱体，以预定间隔沿该第一驱动轮一个侧面上的圆周均布。
8.根据权利要求5所述的自行车，其特征在于，该第一驱动系和第二驱动系分布在该车架的两侧。
9.根据权利要求5所述的自行车，其特征在于，该第一驱动轮与该过渡轮的牙数比约为2.5～8。
10.根据权利要求9所述的自行车，其特征在于，该第二驱动轮与该后轮上设置的飞轮的牙数比约为1～3。
11.根据权利要求5所述的自行车，其特征在于，该第二驱动系的同心轴通过连接装置与该第一驱动系的转轴机构固定。
12.根据权利要求5所述的自行车，其特征在于，该第二驱动系的同心轴通过连接装置与该车架固定。
13.一种用于自行车的变速驱动方法，该自行车包括与车架固定的前轮和后轮，该后轮上同轴设置有飞轮，其特征在于，该方法包括下列步骤利用第一驱动轮和通过转轴固定到该第一驱动轮的两个踏板形成第一驱动系，以从脚的蹬踏获得驱动力，其中该第一驱动轮的圆周上均布有多个牙；在该第一驱动系上设置一个耦合机构；分别利用一过渡轮，以及第二驱动轮形成第二驱动系，用于驱动该自行车的后轮上设置的飞轮，其中该第二驱动系利用过渡轮与该耦合机构以内齿啮合的方式配合。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在该第一驱动系上设置一个耦合机构的步骤还包括设置第一排链，利用依次连接的多个链节与该第一驱动轮上的牙啮合；和设置第二排链，与该第一排链并行设置，利用依次连接的多个链节与该过渡轮圆周上的牙配合。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在该第一驱动系上设置一个耦合机构的步骤还包括多个圆柱体，以预定间隔沿该第一驱动轮一个侧面上的圆周均布，用于推动该过渡轮上设置的牙。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括利用传动链分别连接该第二驱动轮和后轮上设置的飞轮的步骤。
全文摘要
本发明提供了一种变速驱动装置及使用该装置的自行车。该变速驱动装置包括第一驱动轮；耦合机构，固定在第一驱动轮的外围圆周上；过渡轮，与耦合机构内齿啮合；和第二驱动轮，与过渡轮同轴连接。该变速驱动装置具有较高的速比，能使小轮车获得与大车相同的车速，甚至超过大车速度。
文档编号B62K3/00GK101081636SQ20061001206
公开日2007年12月5日 申请日期2006年5月31日 优先权日2006年5月31日
发明者周远大 申请人:周远大