专利名称：一种自行车传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车传动装置，具体是一种以脚踏杆往复摆动方式代替传统自 行车脚踏杆转动工作的新型自行车传动装置。
背景技术：
自行车自1791年发明以来经历了很多变化，其目的是使它更符合人体工程学的 需要和使用的便利。到1892年法国曾为自行车发出过1000个专利证书，英国为2400个； 美国为4000个。目前自行车的传动装置主要有三种1、链条传动，2、轴传动，3、皮带传动。其中，链条传动是最常见，应用最为广泛的，链条传动主要由脚蹬、中轴、链轮、曲 柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。脚蹬装配在中轴的左右曲柄(脚踏杆)上，是一个 将平动力转化为转动力的装置，自行车骑行时，脚踏力首先传递给脚蹬部件，然后由脚蹬轴 转动曲柄，中轴，链条飞轮，使后轮转动，从而使自行车前进。轴传动和皮带传动和链条传动 相比，只是力的传输部件存在差异，原理上是相类似的。但是无论是哪种传动装置，都要求骑行者的脚部在垂直平面内完成旋转运动，即 必须蹬踩左右曲柄完成圆周运动才能实现动力传递，但是，在骑车人的脚部蹬踩左右曲柄 完成圆周运动时，骑车人在做功过程中出现了能量损失，这种损失是由于骑车人腿部力量 是垂直向下的，而这个力量所作用的脚踏板却需要完成旋转运动，结果在曲柄运动到某一 角度时存在着被称为“停滞区”位置，此时在脚踏板临近“停滞区”位置时，骑车人部分脚力 未参与对自行车主导轮做功的传送。测量结果显示在骑车人单脚作业循环时，也就是在曲 柄转动到180度左右时，他的作业只有64%被传到自行车的链轮，而其余部分不可挽回的 损失掉了。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种做功效率更高的自行车传动装置，其以脚 踏杆往复摆动方式代替传统自行车脚踏杆转动工作，以实现将骑车人蹬踏力量更高效传递 给主链轮的目的。本发明所述的自行车传动装置，其包括安装在自行车架上的变换器，所述变换器 传动轴由两端伸出，分别设有左脚蹬杆和右脚蹬杆，变换器传动轴的伸出端还安装有主动 齿轮，主动齿轮与安装在主动链轮轴轴端的从动齿轮啮合。所述变换器主要包括壳体、传动轴、左轴套、右轴套、两个单向传动离合器、两个 主动锥齿轮、一个从动锥齿轮，左轴套和右轴套分别通过第一轴承和第二轴承支承在传动 轴的两侧，左轴套上固定左脚踏杆，右轴套上固定右脚踏杆，且左、右脚踏杆错开一定角度； 左、右轴套外缘分别通过第三轴承和第四轴承支承在壳体中；左、右轴套相对的一侧分别安 装单向传动离合器，各单向传动离合器的原动件分别连接一个主动锥齿轮，该两个主动锥 齿轮共同与一个从动锥齿轮啮合。左、右脚踏杆最好错开120度角。
本发明通过将脚踏杆的旋转变为摆动的方式，使它们不再临近“停滞区”位置。这 样就提高了做功效率，计算显示，在脚踏杆摆动到120度角时(相对于水平状态双向对称60 度)骑车人的做功损失减少了 30%。本发明同样也可以作为练习器使用，用于膝关节或脚关节手术的病人的康复治 疗，或者用于有脚关节问题的人进行康复性训练。
图1本发明在自行车架上的安装位置。图2本发明中的变换器纵向剖视图，即图1中的1-1向剖视图。
具体实施例方式如图1所示，本发明包括安装在自行车架21上的变换器22，该变换器传动轴由两 端伸出，分别通过轴套设置左脚蹬杆9和右脚蹬杆10，左、右脚踏杆根据需要错开一定角 度，本实施例为错开120度角。变换器1传动轴的伸出端还安装有主动齿轮13，主动齿轮 13与安装在主动链轮轴23轴端的从动齿轮24啮合，驱动自行车主动轮的链条传动。(在 图1上没有表示)。变换器如图2所示，主要包括壳体1、传动轴2、左轴套3、右轴套4、两个单向传动 离合器8、两个主动锥齿轮7、一个从动锥齿轮14。其中左轴套3和右轴套4分别通过第 一轴承6和第二轴承6’支承在传动轴2的两侧，左轴套3上固定左脚踏杆9，右轴套4上固 定右脚踏杆10，且左、右脚踏杆9、10错开一定角度；左、右轴套3、4外缘分别通过第三轴承 5和第四轴承5’支承在壳体1中；左、右轴套3、4相对的一侧分别安装单向传动离合器8， 各单向传动离合器8的原动件分别连接一个主动锥齿轮7，该两个主动锥齿轮7共同与一个 从动锥齿轮14啮合。图3是变换器中单向传动离合器的剖视图，其工作原理类似于普通自 行车中的飞轮。装置按照以下方式工作在骑车人脚力作用下脚蹬杆作周期性摆动。本实例中脚蹬杆作幅度为120°的摆 动，从水平线起，两侧每侧各60° (见图1)。假定在给定时段内骑车人脚力作用到左脚蹬杆 9上，在力的作用下左脚蹬杆9逆时针方向旋转，即左脚蹬杆9向下运动。此时与左脚蹬杆 9一起在同样的方向上旋转的还有左轴套3和与之一起的单向传动离合器8的原动件及左 侧的主动锥齿轮7。接着，从动锥齿轮14把这个动作传给右侧的主动锥齿轮7，但是由于齿 轮啮合变向，右侧的主动锥齿轮7以顺时针方向旋转，因此，带动右侧单向传动离合器8的 原动件、右轴套4和右脚蹬杆10顺时针方向运动作空转，换句话说，右脚蹬杆10向上运动。 当右脚蹬杆10回到指定角度，会支撑在限制器上(在图1和图2上没有表示)，并就此结束 左脚蹬杆9的工作行程。此时的右脚蹬杆10占据最上面的位置，骑车人的脚开始向下踩踏 右脚蹬杆10，开始它的工作行程。这个运动与以上所述类似，使得左脚蹬杆9反向运动，亦 即左脚蹬杆9作空转并向上运动，这样，脚蹬杆运动循环重复。假定左右单向传动离合器8只按顺时针方向传动，这时左脚蹬杆9在完成工作行 程时被右单向传动离合器卡住并使得传动轴2、主动齿轮13和链条传动轮在需要的方向旋 转。在右脚蹬杆10完成工作行程时相似地被左挚轮停止器卡住，且链条传动轮在同样的方向获得下一个旋转脉冲。在应用本装置时，骑车人不能在所有的极限幅度内作脚蹬杆的摆动。他只能以其 健康状况允许的幅度摆动。本发明的这种性能可以用于在脚关节做过手术的病人的康复训 练，用于测力和脚关节有问题的人作保健练习。本发明提供了一种自行车传动装置的思路及实施方法，具体应用途径很多，以上 所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
权利要求
一种自行车传动装置，其特征在于包括安装在自行车架(21)上的变换器(22)，所述变换器传动轴由两端伸出，分别设有左脚蹬杆(9)和右脚蹬杆(10)，变换器(22)传动轴的伸出端还安装有主动齿轮(13)，主动齿轮(13)与安装在主动链轮轴(23)轴端的从动齿轮(24)啮合。
2.根据权利要求1所述的自行车传动装置，其特征在于所述变换器包括壳体(1)、传动 轴(2)、左轴套(3)、右轴套(4)、两个单向传动离合器(8)、两个主动锥齿轮(7)、一个从动 锥齿轮(14)，左轴套(3)和右轴套(4)分别通过第一轴承(6)和第二轴承(6’ )支承在传 动轴(2)的两侧，左轴套(3)上固定左脚踏杆(9)，右轴套(4)上固定右脚踏杆(10)，且左、 右脚踏杆(9、10)错开一定角度；左、右轴套(3、4)外缘分别通过第三轴承(5)和第四轴承 (5，)支承在壳体(1)中；左、右轴套(3、4)相对的一侧分别安装单向传动离合器(8)，各单 向传动离合器(8)的原动件分别连接一个主动锥齿轮(7)，该两个主动锥齿轮(7)共同与一 个从动锥齿轮(14)啮合。
3.根据根据权利要求1或2所述的自行车传动装置，其特征在于所述左、右脚踏杆(9、 10)错开120度角。
全文摘要
本发明公开了一种高效的自行车传动装置，其包括安装在自行车架上的变换器，所述变换器传动轴由两端伸出，分别设有左脚蹬杆和右脚蹬杆，变换器传动轴的伸出端还安装有主动齿轮，主动齿轮与安装在主动链轮轴轴端的从动齿轮啮合。变换器中，左轴套和右轴套分别通过第一轴承和第二轴承支承在传动轴的两侧，左轴套上固定左脚踏杆，右轴套上固定右脚踏杆，且左、右脚踏杆错开一定角度；左、右轴套外缘分别通过第三轴承和第四轴承支承在壳体中；左、右轴套相对的一侧分别安装单向传动离合器，各单向传动离合器的原动件分别连接一个主动锥齿轮，该两个主动锥齿轮共同与一个从动锥齿轮啮合。
文档编号B62M1/24GK101797948SQ20101013951
公开日2010年8月11日 申请日期2010年4月6日 优先权日2010年4月6日
发明者克诺普·阿普那姆·叶夫诺依莫维奇 申请人:甘东