齿轮传动无级变速自行车的制作方法

本发明涉及自行车技术领域，具体地说是一种齿轮传动无级变速自行车。

背景技术：

随着社会发展，私人汽车不断增加导致道路严重拥堵，更显自行车轻、灵、小、可穿越拥堵街巷的优点。该自行车采用齿轮传动无级变速，较传统的链条传动有级变速自行车相比，具有效率高、平稳、安静的特点。脚踏板以上、下往复运动取代圆周运动，更符合人体生理结构，适合站姿骑行，借助人体自身的重力发力提速，在绿色出行的过程中，达到运动健身的效果。

技术实现要素：

本发明的技术任务是提供一种齿轮传动无级变速自行车。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，该自行车包括车体、垂直脚踏机构和齿轮传动机构；

所述的车体包括车架、车座、车把、前轮和后轮，所述的车架主体为矩形，车架的前端下部安装有前轮，车架的前端上方安装有朝向车架前侧的车把调节臂，车把调节臂上安装有车把锁紧器，车把锁紧器上固定安装有车把，车把上安装有与车把锁紧器配合的车把锁紧器开关；车架的中部安装有车座架，车座架的上方安装有车座，所述的车座架为L形，其上部与车架上部滑动连接，其下部对称配置在车架下部的两侧并分别开有滑动槽；所述的滑动槽内安装有垂直脚踏机构；所述的垂直脚踏机构通过齿轮传动机构与安装在车架后端下部的后轮连接。

所述的垂直脚踏机构包括脚踏板、滑块、滑轮和钢丝绳；

所述的车座架下部的内侧安装有两个滑轮，一个滑轮安装在滑动槽的上侧，另一个滑轮安装在滑动槽的下侧，两个滑轮通过钢丝绳滚动连接；所述的滑轮两侧的钢丝绳上通过固定连接件分别连接一个滑块，每个滑块对应安装在同一侧的滑动槽内，两个滑动槽的外侧各对应安装有一个脚踏板。

所述的滑动槽内的顶部安装有减速储能弹簧。

所述的齿轮传动机构有两组，两组齿轮传动机构对称安装在车架下部的两侧；

所述的齿轮传动机构包括外齿扇形齿轮、加速传动齿轮组和单向驱动齿轮；所述的外齿扇形齿轮通过主轴安装在车架下部的两侧，外齿扇形齿轮的前侧与外滑套固定连接，外滑套的前端与滑动内杆滑动连接，滑动内杆通过连接轴与滑块连接；所述的外齿扇形齿轮的后侧与加速传动齿轮组啮合，加速传动齿轮组与其后侧的单向驱动齿轮啮合。

所述的安装在车架下部两侧的单向驱动齿轮和后轮同轴转动。

所述的加速传动齿轮组由大齿轮和小齿轮构成，小齿轮与所述的外齿扇形齿轮啮合，大齿轮与所述的单向驱动齿轮啮合。

所述的齿轮传动机构有两组，两组齿轮传动机构对称安装在车架下部的两侧；

所述的齿轮传动机构包括内齿扇形齿轮和单向驱动齿轮；所述的内齿扇形齿轮通过主轴安装在车架下部的两侧，内齿扇形齿轮的前侧与外滑套固定连接，外滑套的前端与滑动内杆滑动连接，滑动内杆通过连接轴与滑块连接；所述的内齿扇形齿轮的后侧与单向驱动齿轮啮合。

所述的安装在车架下部两侧的单向驱动齿轮和后轮同轴转动。

所述的车座架的上部配置有车座架锁紧器开关，车座架锁紧器开关与内置在车座架内部的车座架锁紧器配合。

本发明的齿轮传动无级变速自行车和现有技术相比，具有设计合理、结构简单、易于加工、使用方便等特点。该自行车采用齿轮传动无级变速，较传统的链条传动有级变速自行车相比，具有效率高、平稳、安静的特点。脚踏板以上、下往复运动取代圆周运动，更符合人体生理结构，适合站姿骑行，借助人体自身的重力发力提速，在绿色出行的过程中，达到运动健身的效果。

附图说明

附图1为齿轮传动无级变速自行车的实施例1结构示意图。

附图2为齿轮传动无级变速自行车的垂直脚踏机构的结构示意图。

附图3为实施例1的齿轮传动机构的结构示意图。

附图4为齿轮传动无级变速自行车的实施例2的结构示意图。

附图5为实施例2的齿轮传动机构的结构示意图。

图中：1、外齿扇形齿轮，2、加速传动齿轮组，3、单向驱动齿轮，4、车座架，5、脚踏板，6、车架，7、滑动内杆，8、外滑套，9、滑轮，10、钢丝绳，11、滑块，12、连接轴，13、固定连接件，14、滑动槽，15、车座，16、减速储能弹簧，17、主轴，18、车把调节臂，19、车把锁紧器，20、车把锁紧器开关，21、前轮，22、后轮，23、车座架锁紧器开关，24、车把，25、内齿扇形齿轮，26、车座架锁紧器。

具体实施方式

实施例1：

该齿轮传动无级变速自行车包括车体、垂直脚踏机构和齿轮传动机构；

所述的车体包括车架6、车座15、车把24、前轮21和后轮22，所述的车架6主体为矩形，车架6的前端下部安装有前轮21，车架6的前端上方安装有朝向车架6前侧的车把调节臂18，车把调节臂18上安装有车把锁紧器19，车把锁紧器19上固定安装有车把24，车把24上安装有与车把锁紧器19配合的车把锁紧器开关20；车架6的中部安装有车座架4，所述的车座架4的上部配置有车座架锁紧器开关23，车座架锁紧器开关23与内置在车座架4内部的车座架锁紧器26配合；车座架4的上方安装有车座15；所述的车座架4为L形，其上部与车架6上部滑动连接，其下部对称配置在车架6下部的两侧并分别开有滑动槽14；所述的滑动槽14内安装有垂直脚踏机构；所述的垂直脚踏机构通过齿轮传动机构与安装在车架6后端下部的后轮22连接。

所述的垂直脚踏机构包括脚踏板5、滑块11、滑轮9和钢丝绳10；所述的车座架4下部的内侧安装有两个滑轮9，一个滑轮9安装在滑动槽14的上侧，另一个滑轮9安装在滑动槽14的下侧，两个滑轮9通过钢丝绳10滚动连接；所述的滑轮9两侧的钢丝绳10上通过固定连接件13分别连接一个滑块11，每个滑块11对应安装在同一侧的滑动槽14内，两个滑动槽14的外侧各对应安装有一个脚踏板5；所述的滑动槽14内的顶部安装有减速储能弹簧16。

所述的齿轮传动机构有两组，两组齿轮传动机构对称安装在车架6下部的两侧；所述的齿轮传动机构包括外齿扇形齿轮1、加速传动齿轮组2和单向驱动齿轮3；所述的外齿扇形齿轮1通过主轴17安装在车架6下部的两侧，外齿扇形齿轮1的前侧与外滑套8固定连接，外滑套8的前端与滑动内杆7滑动连接，滑动内杆7通过连接轴12与滑块11连接；所述的外齿扇形齿轮1的后侧与加速传动齿轮组2啮合，所述的加速传动齿轮组2由大齿轮和小齿轮构成，小齿轮与所述的外齿扇形齿轮1啮合，大齿轮与所述的单向驱动齿轮3啮合，所述的安装在车架6下部两侧的单向驱动齿轮3和后轮22同轴转动。

工作原理：

骑行时，当左侧脚踏板5向下移动时，通过左侧脚踏板5带动左侧滑块11,左侧滑块11通过带动钢丝绳10的左侧向下移动，带动右侧脚踏板5向上同步移动，右侧滑块11移动过程中与右侧减速储能弹簧16相遇，压缩右侧减速储能弹簧16,左侧脚踏板5减速直至静止，右侧减速储能弹簧16储能。当左侧脚踏板5在最低点完全静止时，右侧脚踏板5在最高点完全静止，此时向下踩踏右侧脚踏板5，右侧减速储能弹簧16伸展释放压缩时储存的能量，助力右侧脚踏板5向下移动。

当左侧脚踏板5向下移动时，左侧脚踏板5带动左侧滑块11,左侧滑块11通过左侧连接轴12带动左侧滑动内杆7的前端向下移动，通过左侧主轴17带动左侧外齿扇形外齿轮1逆时针转动，左侧外齿扇形外齿轮1带动左侧加速传动齿轮组2顺时针旋转，从而带动左侧单向驱动齿轮3逆时针旋转，带动后轮22向前运动。

右侧齿轮传动机构与左侧完全相同，传动方式相同，传动过程与左侧交替进行。

当车座架4沿着车架6前后方向滑动时，带动滑动内杆7在外滑套8内前后滑动，实现无极变速。

1）低速：开启位于车座架4上的车座架锁紧器开关23，使车座架锁紧器26开启，使得车座架4处于可滑动状态，握紧车把24向前移动身体，利用臀部与车座15的摩擦力带动车座架4向前滑动，车座架4带动滑动内杆7在外滑套8内向前滑动，使得驱动力臂变长，扭矩增大，扇形齿轮1摆动角度变小，降低了单向驱动齿轮3的转速，从而降低了车速。变速完成，关闭车座架锁紧器开关23，使车座架锁紧器26恢复锁紧状态。

2）高速：开启位于车座架4上的车座架锁紧器开关23，使车座架锁紧器26开启，使得车座架4处于可滑动状态，握紧车把24向后移动身体，利用臀部与车座15的摩擦力带动车座架4向后滑动，车座架4带动滑动内杆7在外滑套8内向后滑动，使得驱动力臂变短，扭矩减小，扇形齿轮1摆动角度变大，提高了单向驱动齿轮3的转速，从而提高了车速。变速完成，关闭车座架锁紧器开关23，使车座架锁紧器26恢复锁紧状态。

当车把24沿着调节臂18前后方向滑动时，实现车把24的前后调节。操作如下：开启位于车把24上的车把锁紧器开关20，使车把锁紧器19开启，使得车把24处于可滑动状态，握紧车把24向前推或向后拉，实现车把24前后调节。调节完成，关闭车把锁紧器开关20，使车把锁紧器19恢复锁紧状态。

实施例2：

该齿轮传动无级变速自行车包括车体、垂直脚踏机构和齿轮传动机构；

所述的车体包括车架6、车座15、车把24、前轮21和后轮22，所述的车架6主体为矩形，车架6的前端下部安装有前轮21，车架6的前端上方安装有朝向车架6前侧的车把调节臂18，车把调节臂18上安装有车把锁紧器19，车把锁紧器19上固定安装有车把24，车把24上安装有与车把锁紧器19配合的车把锁紧器开关20；车架6的中部安装有车座架4，所述的车座架4的上部配置有车座架锁紧器开关23，车座架锁紧器开关23与内置在车座架4内部的车座架锁紧器26配合；车座架4的上方安装有车座15；所述的车座架4为L形，其上部与车架6上部滑动连接，其下部对称配置在车架6下部的两侧并分别开有滑动槽14；所述的滑动槽14内安装有垂直脚踏机构；所述的垂直脚踏机构通过齿轮传动机构与安装在车架6后端下部的后轮22连接。

所述的垂直脚踏机构包括脚踏板5、滑块11、滑轮9和钢丝绳10；所述的车座架4下部的内侧安装有两个滑轮9，一个滑轮9安装在滑动槽14的上侧，另一个滑轮9安装在滑动槽14的下侧，两个滑轮9通过钢丝绳10滚动连接；所述的滑轮9两侧的钢丝绳10上通过固定连接件13分别连接一个滑块11，每个滑块11对应安装在同一侧的滑动槽14内，两个滑动槽14的外侧各对应安装有一个脚踏板5；所述的滑动槽14内的顶部安装有减速储能弹簧16。

所述的齿轮传动机构有两组，两组齿轮传动机构对称安装在车架6下部的两侧；所述的齿轮传动机构包括内齿扇形齿轮25和单向驱动齿轮3；所述的内齿扇形齿轮25通过主轴17安装在车架6下部的两侧，内齿扇形齿轮25的前侧与外滑套8固定连接，外滑套8的前端与滑动内杆7滑动连接，滑动内杆7通过连接轴12与滑块11连接；所述的内齿扇形齿轮25的后侧与单向驱动齿轮3啮合；所述的安装在车架6下部两侧的单向驱动齿轮3和后轮22同轴转动。

工作原理：

骑行时，当左侧脚踏板5向下移动时，通过左侧脚踏板5带动左侧滑块11,左侧滑块11通过带动钢丝绳10的左侧向下移动，带动右侧脚踏板5向上同步移动，右侧滑块11移动过程中与右侧减速储能弹簧16相遇，压缩右侧减速储能弹簧16,左侧脚踏板5减速直至静止，右侧减速储能弹簧16储能。当左侧脚踏板5在最低点完全静止时，右侧脚踏板5在最高点完全静止，此时向下踩踏右侧脚踏板5，右侧减速储能弹簧16伸展释放压缩时储存的能量，助力右侧脚踏板5向下移动。

当左侧脚踏板5向下移动时，左侧脚踏板5带动左侧滑块11,左侧滑块11通过左侧连接轴12带动左侧滑动内杆7的前端向下移动，通过左侧主轴17带动左侧内齿扇形内齿轮25逆时针转动，从而带动左侧单向驱动齿轮3逆时针旋转，带动后轮22向前运动。

右侧齿轮传动机构与左侧完全相同，传动方式相同，传动过程与左侧交替进行。

无极变速过程与实施1的过程完全相同。

上述两个实施例中，自行车的常规部件，例如车闸，车筐等，为现有常规技术任意一种的配置。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的几种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。