专利名称：自行车带式直线往复式脚踏系统的制作方法
技术领域：
自行车带式直线往复式脚踏系统技术领域[0001]本实用新型涉及自行车技术领域，特别涉及一种自行车带式直线往复式脚踏系统。
背景技术：
[0002]一百多年以来，自行车都是采用圆周回转脚踏方式来驱动后轮前进的。这种方式虽然简单，但是非常耗费骑车人的体力，效率比较低，同时也使人容易感到疲劳。尤其是逆风行驶以及上坡时尤其让人感觉劳累。[0003]当某只脚踏板达到最高点，即上止点时，脚若竖直向下用力，则力的作用线恰好经过轴心，即支点。这时动力臂为零，动力矩也为零。当脚踏板转过一个角度Φ时，只有脚竖直向下作用在脚踏板上的力垂直于力臂的分力才能产生动力矩，另外一个方向的分力只会让人产生疲劳感；在从上止点到下止点所转过的180度的过程中，只有当曲柄处于同一水平位置的瞬间，脚用的力才全部用来产生动力矩。其它位置时脚所用的力都是有一个分力产生动力矩，另一个分力只会让人觉得疲惫。实用新型内容[0004](一 )要解决的技术问题[0005]本实用新型要解决的一个技术问题是如何在节省力气的前提下提高车速，提高骑车效率，且简化结构，提高传动效率；本实用新型要解决的另一个技术问题是如何实现无级变速。[0006]( 二 )技术方案[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种自行车带式直线往复式脚踏系统，包括[0008]上皮带轮和下皮带轮，通过皮带或钢带连接，所述上皮带轮设置于传统自行车的上管和立管的衔接处的前方，所述下皮带轮设置于传统自行车的下管和立管的衔接处的前方；[0009]主动轴，与所述下皮带轮连接，且与主动伞齿轮连接；[0010]正向棘轮伞齿轮和反向棘轮伞齿轮，分别啮合在所述主动伞齿轮的两侧；[0011]从动轴，位于传统自行车的后下叉和下管的连接处，其上安装有所述正向棘轮伞齿轮、反向棘轮伞齿轮和前变速器飞轮；[0012]后变速器飞轮，通过链条与所述前变速器飞轮连接；[0013]两个脚踏板，分别安装在所述皮带或钢带两侧。[0014]其中，所述上皮带轮位于传统自行车的上管和立管的衔接处向前IOcm的位置；所述下皮带轮位于传统自行车的下管和立管的衔接处向前IOcm的位置。[0015]所述左脚踏板和右脚踏板的板柄分别通过销钉与皮带或钢带连接。[0016]为了解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种自行车带式直线往复式脚踏系统，包括[0017]上皮带轮和下皮带轮，通过皮带或钢带连接，所述上皮带轮设置于传统自行车的上管和立管的衔接处的前方，所述下皮带轮设置于传统自行车的下管和立管的衔接处的前方；[0018]主动轴，与所述上皮带轮连接；[0019]反向主动棘轮伞齿轮和正向主动棘轮伞齿轮，分别啮合在从动伞齿轮的两侧，且均与所述主动轴连接；[0020]从动轴，与所述从动伞齿轮连接，所述从动伞齿轮和从动轴都安装在传统自行车的上管上；[0021]前变速器飞轮，通过所述从动轴与从动伞齿轮连接，所述前变速器飞轮通过链条与传统自行车的后变速器飞轮连接；[0022]两个脚踏板，分别安装在所述皮带或钢带两侧。[0023]其中，所述上皮带轮位于传统自行车的上管和立管的衔接处向前IOcm的位置；所述下皮带轮位于传统自行车的下管和立管的衔接处向前IOcm的位置。[0024]进一步地，所述左脚踏板和右脚踏板的板柄分别通过销钉与皮带或钢带连接。[0025]为了解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种自行车带式直线往复式脚踏系统，包括[0026]上主动轮和下皮带轮，通过皮带或钢带连接，所述上主动轮为锥形轮，其侧棱与传统自行车的上管平行；[0027]主动轴，与所述上主动轮连接；[0028]反向主动棘轮伞齿轮和正向主动棘轮伞齿轮，均与所述主动轴连接，且所述反向主动棘轮伞齿轮和正向主动棘轮伞齿轮之间啮合有从动伞齿轮；[0029]从动轴，与所述从动伞齿轮连接；[0030]前飞轮，与所述从动轴连接，还通过链条与传统自行车的后飞轮连接；[0031]滑块，沿传统自行车的上管方向设置，其上固定设置所述主动轮、从动伞齿轮、正向主动棘轮伞齿轮以及反向主动棘轮伞齿轮；[0032]第一组液压泵，与所述滑块连接，用于控制所述滑块沿上管方向水平移动；[0033]两个弹性部件，分别位于所述下皮带轮两侧的轴承和传统自行车的立管之间；[0034]两个脚踏板，分别位于所述皮带或钢带的两侧。[0035]其中，两个所述脚踏板分别通过销钉连接在皮带或钢带的两侧。[0036]进一步地，还包括张紧轮，通过链条与所述前飞轮和后飞轮连接。[0037]还包括阻挡块，设置在传统自行车的立管上。[0038](三)有益效果[0039]上述技术方案具有如下有益效果通过采用伞齿轮、正、反向棘轮伞齿轮以及主、 从动轴和变速器飞轮等组成的动力转换系统，实现了无论脚踏板在任何位置，脚向下作用的力全都会用来产生动力矩；能够减轻骑车人的疲劳、提高骑车效率和行车速度。同时通过将钢带(皮带)和皮带轮代替普通的链条和飞轮，简化了结构，提高了传动效率。进一步地，本实施例还将上皮带轮更换为锥形轮，从而实现无级变速。本实施例提供的自行车带式直线往复式脚踏系统，也适用于山地自行车、竞速自行车和人力三轮车等。
[0040]图1是本实用新型实施例一的自行车带式直线往复式脚踏系统结构示意图；[0041]图2是将图1中的脚踏系统运用到自行车上的示意图；[0042]图3是图2的B-B向剖视图；[0043]图4是本实用新型实施例二的自行车带式直线往复式脚踏系统应用于自行车的结构示意图；[0044]图5是图4的C-C向剖视图；[0045]图6是图4的A-A向剖视图；[0046]图7是本实用新型实施例三的自行车带式直线往复式脚踏系统结构示意图；[0047]图8是将图7中的脚踏系统运用到自行车上的示意图；[0048]图9是图7的滑块的俯视图。[0049]其中，11 皮带或钢带；12 链条；21 上皮带轮；22 下皮带轮；23 上主动轮；31 左脚踏板；32 右脚踏板；41 主动轴；42 从动轴；51 主动伞齿轮；52 正向棘轮伞齿轮； 53 反向棘轮伞齿轮；54 反向主动棘轮伞齿轮；55 正向主动棘轮伞齿轮；56 从动伞齿轮；61 前变速器飞轮；62 后变速器飞轮；63 张紧轮；64 前飞轮；65 后飞轮；71 滑块； 72 第一组液压泵；73 第二组液压泵；74 阻挡块；81 后下叉；82 后上叉；91 上管；92 下管；93:立管；101:弹簧。
具体实施方式
[0050]
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。[0051]实施例一[0052]如图1所示，为本发明实施例一的自行车带式直线往复式脚踏系统结构示意图， 本系统包括皮带或钢带11连接的上皮带轮21和下皮带轮22，其中上皮带轮21位于传统自行车的上管91和立管的衔接处向前大约5-15cm的位置，本实施例中优选为IOcm ；且上皮带轮21垂直于上管91 ；下皮带轮22位于传统自行车的下管92和立管的衔接处向前大约5-15cm的位置，本实施例中优选为IOcm ；上皮带轮21与下皮带轮22位于同一平面内。 在皮带或钢带11的左侧安装有左脚踏板31，皮带或钢带11右侧安装有右脚踏板32 ；下皮带轮22与主动轴41连接，主动轴41与主动伞齿轮51连接，主动伞齿轮51的左右两侧分别安装有正向棘轮伞齿轮52、反向棘轮伞齿轮53和前变速器飞轮61，且主动伞齿轮51分别与正向棘轮伞齿轮52和反向棘轮伞齿轮53啮合连接；从动轴42的左端安装正向棘轮伞齿轮52，从动轴42的右端安装反向棘轮伞齿轮53，从动轴42位于传统自行车的后下叉81 和下管92的衔接处；反向棘轮伞齿轮53的外侧安装有前变速器飞轮61，前变速器飞轮61 通过链条12与传统自行车的后变速器飞轮62连接。[0053]再如图2所示，为本实用新型的脚踏系统用于自行车的结构示意图，并结合图3所示，对于传统自行车，本实施例通过以下方式将自行车带式直线往复式脚踏系统安装在传统自行车上[0054]1、拆卸掉传统自行车的大齿盘、曲柄以及立管；[0055]2、在上管91距座管束大约IOcm的位置处断开，在断口两端焊接轴承座；断口的上端用弧形弯管连接，弧形弯管应该与上皮带轮21保持至少2cm的距离；[0056]3、将上皮带轮21固定在上皮带轮轴上，在上皮带轮轴的两端安装轴承，将轴承安装到上一步骤焊接的轴承座中；[0057]4、将下管92和后下叉81连接处断开，在后下叉81的前端纵向的安装上两个轴承座；[0058]5、将下皮带轮22、主动轴41、轴承和主动伞齿轮51依次安装在后下叉81的前端；[0059]6、在后下叉81的中间位置横向安装两个轴承座；[0060]7、将正向棘轮伞齿轮52和反向棘轮伞齿轮53分别安装在从动轴42上，并在其两边装上轴承，靠近反向棘轮伞齿轮53的一侧装上前变速器飞轮62 ；[0061]8、把从动轴42安装在后下叉81中间，后下叉81的前端和下管92焊接；[0062]9、用皮带或钢带11把上皮带轮21和下皮带轮22连接，用链条12把前变速器飞轮61和后变速器飞轮62连接；[0063]10、在皮带或钢带11的两侧分别用销钉101把两个脚踏板的板柄和皮带或钢带11连接。[0064]本实施例的自行车带式直线往复式脚踏系统的工作原理是[0065]当左脚踏板31踏下，右脚踏板32上升，带动左侧的皮带或钢带11向下运动，下皮带轮22逆时针转动同时带动主动轴41逆时针转动，主动轴41带动主动伞齿轮51逆时针转动，这时正向棘轮伞齿轮52工作，反向棘轮伞齿轮53不工作，正向棘轮伞齿轮52带动从动轴42和前变速器飞轮61顺时针旋转，前变速器飞轮61带动自行车的后变速器飞轮62 旋转，从而使得自行车向前行驶。[0066]当右脚踏板32踏下，左脚踏板31上升，带动右侧的皮带或钢带11向下运动，下皮带轮22顺时针转动同时带动主动轴41顺时针转动，主动轴41带动主动伞齿轮51顺时针转动；这时反向棘轮伞齿轮53工作，正向棘轮伞齿轮52不工作，反向棘轮伞齿轮53带动从动轴42和前变速器飞轮61顺时针旋转，前变速器飞轮61带动自行车的后变速器飞轮62 旋转，从而使得自行车向前行驶。[0067]实施例二[0068]如图4所示，为本实用新型实施例二的自行车带式直线往复式脚踏系统应用于自行车的结构示意图；并结合图5、图6所示，本实施例与实施例一的不同在于主动轴41安装在上皮带轮21上，这时反向主动棘轮伞齿轮M(即实施例一中的反向棘轮伞齿轮53)与主动轴41连接，正向主动棘轮伞齿轮55 (即实施例一中的正向棘轮伞齿轮52)也与主动轴 41连接，从动伞齿轮56位于正向主动棘轮伞齿轮55和反向主动棘轮伞齿轮56之间且分别与正向主动棘轮伞齿轮阳和反向主动棘轮伞齿轮56啮合连接，从动伞齿轮56与从动轴 42连接，从动轴42与主动轴41垂直，从动轴42的末端连接前变速器飞轮61，主动轴41和从动伞齿轮56都安装在传统自行车的上管91上。[0069]本实施例的自行车带式直线往复式脚踏系统的工作原理是[0070]当左脚踏板31踏下，右脚踏板32上升，带动左侧的皮带或钢带11向下运动，上皮带轮21逆时针转动同时带动主动轴41逆时针转动，主动轴41带动正向主动棘轮伞齿轮55 逆时针转动，这时正向主动棘轮伞齿轮阳工作，反向主动棘轮伞齿轮讨不工作，正向主动棘轮伞齿轮55带动从动伞齿轮56顺时针旋转，从动伞齿轮56带动从动轴42和前变速器飞轮61顺时针旋转，前变速器飞轮61带动自行车的后变速器飞轮62旋转，从而驱动自行车向前行驶。[0071]当右脚踏板32踏下，左脚踏板31上升，带动右侧的皮带或钢带11向下运动，上皮带轮21顺时针转动同时带动主动轴41顺时针转动，主动轴41带动反向主动棘轮伞齿轮M 顺时针转动，这时反向主动棘轮伞齿轮M工作，正向主动棘轮伞齿轮55不工作，反向主动棘轮伞齿轮M带动从动伞齿轮56顺时针旋转，从动伞齿轮56带动从动轴42和前变速器飞轮61顺时针旋转，前变速器飞轮61带动自行车的后变速器飞轮62旋转，从而驱动自行车向前行驶。[0072]由以上实施例可以看出，本实用新型实施例通过采用伞齿轮、正、反向棘轮伞齿轮以及主、从动轴和变速器飞轮等组成的动力转换系统，实现了无论脚踏板在任何位置，脚向下作用的力全都会用来产生动力矩；能够减轻骑车人的疲劳、提高骑车效率和行车速度。同时通过将钢带(皮带)和皮带轮代替了普通自行车的链条和飞轮，简化了结构，提高了传动效率。本实施例提供的自行车带式直线往复式脚踏系统，也适用于山地自行车、竞速自行车和人力三轮车等。[0073]实施例三[0074]如图7、图8和图9所示，为本发明实施例三的自行车带式直线往复式脚踏系统结构示意图，本系统包括通过皮带或钢带11连接的上主动轮23和下皮带轮22。其中上主动轮21为锥形轮，且倾斜设置，使得上主动轮23的侧棱与传统自行车的上管91平行；下皮带轮22为平轮。上主动轮23与主动轴41连接，主动轴41与反向主动棘轮伞齿轮M以及正向主动棘轮伞齿轮55连接，从动伞齿轮56啮合在反向主动棘轮伞齿轮M和正向主动棘轮伞齿轮55之间，从动伞齿轮56与从动轴42连接，从动轴42与主动轴41方向垂直，从动轴42的末端连接前飞轮64。上主动轮23、从动伞齿轮56、正向主动棘轮伞齿轮55以及反向主动棘轮伞齿轮M均固定设置在滑块71上，滑块71设置在上管91上，也可以位于上管 91的下侧，上管91上开设有供滑块71滑动的滑轨，上管91上设置有第一组液压泵72，第一组液压泵72与滑块71连接，用于控制滑块71沿上管91方向水平往复移动。前飞轮64 通过链条12与位于自行车后轮的后飞轮65连接，前飞轮64和后飞轮65之间还通过链条设置有张紧轮63。在皮带或钢带11的左侧通过销钉安装有左脚踏板31，皮带或钢带11右侧通过销钉安装有右脚踏板32。本实施例的自行车保留了立管93，立管93上还设置有阻挡块74，用于对皮带或钢带11沿主动轮21的移动距离进行限制。[0075]下皮带轮22位于下管92和立管93的衔接处附近。下皮带轮22两侧的轴承上分别设有一个弹性部件，本实施例中其具体为弹簧101，每个弹簧101的下端均紧压在下皮带轮22的轴承上，弹簧101的上端固定在立管93上。后下叉81上设置有第二组液压泵73， 第二组液压泵73与弹簧101连接，第二组液压泵73用于控制弹簧101的压紧或松开。第一组液压泵72与第二组液压泵73通过油管连接，以保证第一组液压泵72和第二组液压泵 73同步工作。[0076]本实用新型的自行车带式直线往复式脚踏系统的工作原理是[0077]对于正常行驶不需要变速的情况，第二组液压泵73和第一组液压泵72均不工作， 滑块71不滑动，弹簧101处于压紧状态，使得皮带或钢带11被张紧；当左脚踏板31踏下，右脚踏板32上升，带动左侧的皮带或钢带11向下运动，上主动轮23逆时针转动同时带动主动轴41逆时针转动，主动轴41带动正向主动棘轮伞齿轮55逆时针转动，这时正向主动棘轮伞齿轮55工作，反向主动棘轮伞齿轮M不工作，正向主动棘轮伞齿轮55带动从动伞齿轮56顺时针旋转，从动伞齿轮56带动从动轴42和前飞轮64顺时针旋转，前飞轮65带动自行车的后飞轮65旋转，从而驱动自行车向前行驶。[0078]当右脚踏板32踏下，左脚踏板31上升，带动右侧的皮带或钢带11向下运动，上主动轮23顺时针转动同时带动主动轴41顺时针转动，主动轴41带动反向主动棘轮伞齿轮M 顺时针转动，这时反向主动棘轮伞齿轮M工作，正向主动棘轮伞齿轮55不工作，反向主动棘轮伞齿轮M带动从动伞齿轮56顺时针旋转，从动伞齿轮56带动从动轴42和前飞轮64 顺时针旋转，前飞轮64带动自行车的后飞轮65旋转，从而驱动自行车向前行驶。[0079]对于需要变速的情况，第一组液压泵72和第二组液压泵73同时工作，第二组液压泵73控制弹簧101往上压缩，使得皮带或钢带11和上主动轮23、下皮带轮22之间的连接不那么紧密，同时第一组液压泵72控制滑块71滑动。滑块71移动使得皮带或钢带11与上主动轮23连接的半径改变，皮带或钢带11与上主动轮23连接的半径变小时，上主动轮 23的转速提高，自行车加速；当皮带或钢带11与上主动轮23连接的半径变大时，上主动轮 23的转速减小，自行车减速。[0080]由以上实施例可以看出，本实用新型实施例通过将上述实施例中的上皮带轮换成锥形轮，通过钢带(皮带)与锥形轮连接的半径的不同实现转速的不同，从而实现了自行车的无级变速，提高了传动效率。本实施例提供的自行车带式直线往复式脚踏系统，也适用于山地自行车、竞速自行车和人力三轮车等。[0081]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种自行车带式直线往复式脚踏系统，其特征在于，包括上皮带轮和下皮带轮，通过皮带或钢带连接，所述上皮带轮设置于传统自行车的上管和立管的衔接处的前方，所述下皮带轮设置于传统自行车的下管和立管的衔接处的前方； 主动轴，与所述下皮带轮连接，且与主动伞齿轮连接； 正向棘轮伞齿轮和反向棘轮伞齿轮，分别啮合在所述主动伞齿轮的两侧； 从动轴，位于传统自行车的后下叉和下管的连接处，其上安装有所述正向棘轮伞齿轮、 反向棘轮伞齿轮和前变速器飞轮；后变速器飞轮，通过链条与所述前变速器飞轮连接； 两个脚踏板，分别安装在所述皮带或钢带两侧。
2.如权利要求1所述的自行车带式直线往复式脚踏系统，其特征在于，所述上皮带轮位于传统自行车的上管和立管的衔接处向前IOcm的位置；所述下皮带轮位于传统自行车的下管和立管的衔接处向前IOcm的位置。
3.如权利要求1所述的自行车带式直线往复式脚踏系统，其特征在于，所述左脚踏板和右脚踏板的板柄分别通过销钉与皮带或钢带连接。
4.一种自行车带式直线往复式脚踏系统，其特征在于，包括上皮带轮和下皮带轮，通过皮带或钢带连接，所述上皮带轮设置于传统自行车的上管和立管的衔接处的前方，所述下皮带轮设置于传统自行车的下管和立管的衔接处的前方； 主动轴，与所述上皮带轮连接；反向主动棘轮伞齿轮和正向主动棘轮伞齿轮，分别啮合在从动伞齿轮的两侧，且均与所述主动轴连接；从动轴，与所述从动伞齿轮连接，所述从动伞齿轮和从动轴都安装在传统自行车的上管上；前变速器飞轮，通过所述从动轴与从动伞齿轮连接，所述前变速器飞轮通过链条与传统自行车的后变速器飞轮连接；两个脚踏板，分别安装在所述皮带或钢带两侧。
5.如权利要求4所述的自行车带式直线往复式脚踏系统，其特征在于，所述上皮带轮位于传统自行车的上管和立管的衔接处向前IOcm的位置；所述下皮带轮位于传统自行车的下管和立管的衔接处向前IOcm的位置。
6.如权利要求4所述的自行车带式直线往复式脚踏系统，其特征在于，所述左脚踏板和右脚踏板的板柄分别通过销钉与皮带或钢带连接。
7.一种自行车带式直线往复式脚踏系统，其特征在于，包括上主动轮和下皮带轮，通过皮带或钢带连接，所述上主动轮为锥形轮，其侧棱与传统自行车的上管平行；主动轴，与所述上主动轮连接；反向主动棘轮伞齿轮和正向主动棘轮伞齿轮，均与所述主动轴连接，且所述反向主动棘轮伞齿轮和正向主动棘轮伞齿轮之间啮合有从动伞齿轮； 从动轴，与所述从动伞齿轮连接；前飞轮，与所述从动轴连接，还通过链条与传统自行车的后飞轮连接； 滑块，沿传统自行车的上管方向设置，其上固定设置所述主动轮、从动伞齿轮、正向主动棘轮伞齿轮以及反向主动棘轮伞齿轮；第一组液压泵，与所述滑块连接，用于控制所述滑块沿上管方向水平移动； 两个弹性部件，分别位于所述下皮带轮两侧的轴承和传统自行车的立管之间； 两个脚踏板，分别位于所述皮带或钢带的两侧。
8.如权利要求7所述的自行车带式直线往复式脚踏系统，其特征在于，两个所述脚踏板分别通过销钉连接在皮带或钢带的两侧。
9.如权利要求7所述的自行车带式直线往复式脚踏系统，其特征在于，还包括张紧轮，通过链条与所述前飞轮和后飞轮连接。
10.如权利要求7所述的自行车带式直线往复式脚踏系统，其特征在于，还包括阻挡块，设置在传统自行车的立管上。
专利摘要本实用新型涉及车辆领域，具体公开一种自行车带式直线往复式脚踏系统，包括上皮带轮和下皮带轮，通过皮带或钢带连接，上皮带轮设置于传统自行车的上管和立管的衔接处的前方，下皮带轮设置于传统自行车的下管和立管的衔接处的前方；主动轴与下皮带轮连接，且与主动伞齿轮连接；正向棘轮伞齿轮和反向棘轮伞齿轮，分别啮合在主动伞齿轮的两侧；从动轴，位于传统自行车的后下叉和下管的连接处，其上安装有正向棘轮伞齿轮、反向棘轮伞齿轮和前变速器飞轮；后变速器飞轮，通过链条与所述前变速器飞轮连接；两个脚踏板，分别安装在皮带或钢带两侧。本实用新型能够减轻骑车人的疲劳，提高车速和行车效率，尤其可实现无级变速。
文档编号B62M1/24GK202243911SQ201120265980
公开日2012年5月30日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者雷迅之 申请人:雷迅之