新型座椅重力助力式齿传动自行车的制作方法

本实用新型属无轨陆用自行车技术领域，具体涉及一种新型座椅重力助力式齿传动自行车。

背景技术：

目前，链传动自行车的链条因磨损节距变大后，极易导致脱节掉链或断链现象，因此对自行车的安装和维护提了出较高要求。为此，一些在户外被频繁使用的公共自行车大多采用齿传动设计来提高自行车的传动稳定性，实现结构更为紧凑的设计，并适当减少自行车的车身体积，以综合性延长公共自行车的骑行寿命，适当减轻自行车的车身重量。然而，齿传动式自行车虽然具有上述结构紧凑、传动稳定、较链传动相对免维护的优势。但是，齿传动式自行车存在的最大缺点却在于，骑行时阻力过大，无法满足轻巧骑行的体验需求，因此现提出如下改进技术方案。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题：提供一种新型座椅重力助力式齿传动自行车，通过人坐在座椅上依靠重力直接下压座椅，使座椅支撑轴在车架立管的管腔内下移，并通过座椅支撑轴下部的线性伸缩末端通过曲轴将线性力矩转换为转矩输出，以为自行车的主动齿轮盘轴的转动助力，以加速带动主动齿轮盘旋转实现省力骑行的目的；并结合座椅支撑轴下部的线性伸缩末端与主动齿轮盘的盘体之间设有的曲柄摇杆机构具有的急回特性为座椅支撑轴和座椅的复位回升提供助力；并结合座椅支撑轴下部车架立管管腔内安装的自动回升机构实现并解决座椅支撑轴的复位回升问题；实现齿传动自行车的省力骑行目的；本实用新型整体结构简单紧凑，传动稳定高效，使用寿命更长，更适合户外公共自行车改装使用。

本实用新型采用的技术方案：新型座椅重力助力式齿传动自行车，具有车把、车架、座椅、车轮、车轮辐条、手刹和盘刹，所述座椅底部安装座椅支撑轴，所述座椅支撑轴下部密封套装于车架车架立管内并与车架立管管腔滑动适配；所述车架立管管腔内随座椅受人体重力沿车架立管管腔轴向下移的座椅支撑轴的活塞主轴装有自动回升机构，且座椅支撑轴下部的线性伸缩末端通过曲轴将线性力矩转换为转矩后联接自行车的主动齿轮盘轴，以为自行车主动齿轮盘轴安装的主动齿轮盘提供助力动能；所述主动齿轮盘的盘体与座椅支撑轴下部的线性伸缩末端之间通过可构成曲柄摇杆机构的曲柄联接，并通过曲柄摇杆机构的急回特性为座椅支撑轴的线性伸缩末端的复位回升助力；所述主动齿轮盘的主动齿轮盘轴上装有带脚蹬的自行车制动曲柄；由曲柄制动并提供转动动力的主动齿轮盘的盘端面垂直传动啮合主动锥齿轮；并通过主动锥齿轮带动齿传动自行车的传动主轴一端转动，所述齿传动自行车的传动主轴另一端安装自行车后轮的被动锥齿轮并带动其转动，所述被动锥齿轮垂直传动并啮合自行车后轮的被动齿轮盘并带动其转动，所述被动齿轮盘带动被动齿轮盘轴转动以为自行车后轮的转动提供制动动力。

上述技术方案中，作为优选技术方案，所述自动回升机构为活塞弹簧式自动回升机构，并具有两端用缸筒端盖密封的封闭式活塞缸筒；与活塞缸筒的筒腔壁滑动配合并间隔一定距离设有位于上方的第一活塞和位于下方的第二活塞；所述第一活塞上端通过第一活塞杆固连座椅支撑轴；所述第一活塞杆连同座椅支撑轴和第一活塞同轴线性升降位移；所述第二活塞下端通过第二活塞杆固连座椅支撑轴下部的线性伸缩末端；所述第二活塞杆连同线性伸缩末端和第二活塞同轴线性升降位移；所述第一活塞下端面与第二活塞上端面之间通过第一压力弹簧连接，且第一压力弹簧被挤压收缩后为下移的第一活塞、第一活塞杆以及座椅支撑轴的复位回升提供轴向线性弹性势能；所述第二活塞下端面与活塞缸筒底部的缸筒端盖内侧面之间通过第二压力弹簧连接，且第二压力弹簧被挤压收缩后为下移的第二活塞、第二活塞杆的复位回升提供轴向线性弹性势能。

作为本实用新型的一个实施例，所述车架由车架立管、头管、上管、下管、后叉斜支撑和水平支撑管组成；所述车架立管为密封式的活塞缸筒结构，并支持座椅支撑轴沿活塞缸筒的轴向线性升降运动；且密封式的活塞缸筒上下轴端分别安装支持活塞主轴密封式升降的缸筒端盖；所述立管与头管之间通过横置的上管固连为一体；所述头管内装有减震器；与头管一端固连为一体的下管的下端固定支撑主动齿轮盘轴以及主动齿轮盘的安装；与立管外后侧固连的后叉斜支撑的末端与后轮的被动齿轮盘轴的轴套筒固连为一体；且后叉斜支撑的下端与水平支撑管固连为一体，以支撑水平支撑管的安装；所述水平支撑管内安装自行车齿轮传动用的所述传动主轴。

上述技术方案中，优选地，所述传动主轴水平设置，并沿车架下部具有的水平支撑管内沿轴向水平安装；所述水平支撑管固定设于自行车主动齿轮盘和被动齿轮盘之间；且所述水平支撑管内通过左右对称的滚动轴承支承传动主轴的安装。

上述技术方案中，进一步地，所述主动齿轮盘、主动锥齿轮、传动主轴、被动锥齿轮、被动齿轮盘组成的自行车齿轮传动机构外部装有防尘保护壳体。

上述技术方案中，进一步地，所述自行车的车轮安装盘刹，所述盘刹通过车线连接车把上的手刹。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、本实用新型通过人坐在座椅上依靠重力直接下压座椅，使座椅支撑轴在车架立管的管腔内下移，并通过座椅支撑轴下部的线性伸缩末端通过曲轴9 连接自行车车轮制动用的主动齿轮盘轴，并为主动齿轮盘轴的转动加速助力，通过人身体的下压重力加速带动主动齿轮盘的旋转，实现齿传动自行车省力骑行的目的；

2、本实用新型重力助力机构直接利用车架的立管实现安装，且重力助力机构整体结构简单、结构紧凑，较链传动式重力助力体积小巧、传动高效，维护方便；

3、本实用新型制动用主动齿轮盘曲柄摇杆机构的设置，利用曲柄摇杆机构具有的急回特性可为自动回升机构的复位回升提供助力，更有利于座椅支撑轴7被下压移动后的复位回升；

4、本实用新型自动回升机构利用气缸套筒、双活塞、双压力弹簧实现座椅支撑轴、以及座椅支撑轴下部线性伸缩末端的复位回升，结构简单，重力做功更为高效；

5、本实用新型有效解决了齿传动自行车骑行费力的技术问题，整体结构较链传动自行车，结构简单、传动稳定高效，易维护，可实现较大的传动比，且结构更为紧凑，使用寿命更长，更适合公共自行车改装使用。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的结构主视示意图；

图2为本实用新型自动回升机构的结构示意图；

图3为图1中重力助力机构曲柄摇杆机构的俯视连接结构示意图；

图4为本实用新型车架实施例的结构示意图；

图5为本实用新型图1中齿传动制动车轮转动的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-5描述本实用新型的一种实施例。

以下的实施例便于更好地理解本实用新型，但并不限定本实用新型。下述实施例中所用的部件，如无特殊说明，均为市售。下述实施例中各机构的各组成部件，如无特殊说明，均由现有技术下常规机构的常规部件组成。在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，“上、下、左、右、内、外”等包含在术语中的方位词仅为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可依具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

提供一种新型座椅重力助力式齿传动自行车，通过人坐在座椅上依靠重力直接下压座椅3，使座椅支撑轴7在车架2立管201的管腔内下移，并通过座椅支撑轴7下部线性伸缩末端702通过曲轴9将线性力矩转换为转矩后为自行车的主动齿轮盘轴10助力，以加速带动主动齿轮盘11旋转实现省力骑行的目的；并结合座椅支撑轴7下部的线性伸缩末端702与主动齿轮盘11的盘体之间设有的曲柄摇杆机构具有的急回特性为座椅支撑轴7的复位回升助力，并结合座椅支撑轴7下部车架2立管201管腔内安装的自动回升机构8 实现座椅支撑轴7的复位回升；解决齿传动自行车骑行费力的技术问题，结构简单且紧凑，传动稳定高效，更适合户外公共自行车改装使用。

新型座椅重力助力式齿传动自行车，(如图1所示)具有车把1、车架2、座椅3、车轮4、车轮辐条401、手刹5和盘刹6，其特征在于：所述座椅3 底部安装座椅支撑轴7，所述座椅支撑轴7下部密封套装于车架2车架立管 201内并与车架立管201管腔滑动适配；所述车架立管201管腔内随座椅3受人体重力沿车架立管201管腔轴向下移的座椅支撑轴7的活塞主轴701装有自动回升机构8，且座椅支撑轴7下部的线性伸缩末端702通过曲轴9将线性力矩转换为转矩后联接自行车的主动齿轮盘轴10，以为自行车主动齿轮盘轴 10安装的主动齿轮盘11提供助力动能；所述主动齿轮盘11的盘体与座椅支撑轴7下部的线性伸缩末端702之间通过可构成曲柄摇杆机构的曲柄12联接，并通过曲柄摇杆机构的急回特性为座椅支撑轴7的线性伸缩末端702的复位回升助力；所述主动齿轮盘11的主动齿轮盘轴10上装有带脚蹬13的自行车制动曲柄12；由曲柄12制动并提供转动动力的主动齿轮盘11的盘端面垂直传动啮合主动锥齿轮14；并通过主动锥齿轮14带动齿传动自行车的传动主轴 15一端转动，所述齿传动自行车的传动主轴15另一端安装自行车后轮19的被动锥齿轮16并带动其转动，所述被动锥齿轮16垂直传动并啮合自行车后轮19的被动齿轮盘17并带动其转动，所述被动齿轮盘17带动被动齿轮盘轴 18转动以为自行车后轮19的转动提供制动动力。

其中，由于垂直传动的主动齿轮盘11和主动锥齿轮14；以及垂直传动的被动锥齿轮16和被动齿轮盘17之间通过传动主轴15传动关联，由于属于齿轮传动，因此为了实现主动齿轮盘11与被动齿轮盘17的同向转动，以实现正蹬脚蹬时，自行车后轮的前进，所述被动锥齿轮16由一对相互啮合的两个锥齿轮组成，以实现齿传动转向的换向调节(参见图5)。

上述技术方案中，为通过简单、高效、稳定的传动实现座椅支撑轴7自动回升机构8的自动回升，作为优选技术方案，(如图2所示)所述自动回升机构8为活塞弹簧式自动回升机构，并具有两端用缸筒端盖801密封的封闭式活塞缸筒802；与活塞缸筒802的筒腔壁滑动配合并间隔一定距离设有位于上方的第一活塞803和位于下方的第二活塞804；所述第一活塞803上端通过第一活塞杆805固连座椅支撑轴7；所述第一活塞杆805连同座椅支撑轴7 和第一活塞803同轴线性升降位移；所述第二活塞804下端通过第二活塞杆 806固连座椅支撑轴7下部的线性伸缩末端702；所述第二活塞杆806连同线性伸缩末端702和第二活塞804同轴线性升降位移；所述第一活塞803下端面与第二活塞804上端面之间通过第一压力弹簧807连接，且第一压力弹簧 807被挤压收缩后为下移的第一活塞803、第一活塞杆805以及座椅支撑轴7 的复位回升提供轴向线性弹性势能；所述第二活塞804下端面与活塞缸筒802 底部的缸筒端盖801内侧面之间通过第二压力弹簧808连接，且第二压力弹簧808被挤压收缩后为下移的第二活塞804、第二活塞杆806的复位回升提供轴向线性弹性势能。

作为本实用新型的一个实施例，为实现各机构的稳定支撑安装，优选地， (如图4所示)所述车架2由车架立管201、头管202、上管203、下管204、后叉斜支撑205和水平支撑管206组成；所述车架立管201为密封式的活塞缸筒802结构，并支持座椅支撑轴7沿活塞缸筒802的轴向线性升降运动；且密封式的活塞缸筒802上下轴端分别安装支持活塞主轴701密封式升降的缸筒端盖801；所述立管201与头管202之间通过横置的上管203固连为一体；所述头管202内装有减震器；与头管202一端固连为一体的下管204的下端固定支撑主动齿轮盘轴10以及主动齿轮盘11的安装；与立管201外后侧固连的后叉斜支撑205的末端与后轮的被动齿轮盘轴18的轴套筒固连为一体；且后叉斜支撑205的下端与水平支撑管206固连为一体，以支撑水平支撑管 206的安装；所述水平支撑管206内安装自行车齿轮传动用的传动主轴15。

上述技术方案中，为减少自行车齿传动传动主轴15的转动摩擦阻力，作为本实用新型的一个优选实施例，所述传动主轴15水平设置，并沿车架2下部具有的水平支撑管206内沿轴向水平安装；所述水平支撑管206固定设于自行车主动齿轮盘11和被动齿轮盘17之间；且所述水平支撑管206内通过左右对称的滚动轴承20支承传动主轴15的安装。

上述技术方案中，为进一步地提高齿传动自行车的使用寿命，所述主动齿轮盘11、主动锥齿轮14、传动主轴15、被动锥齿轮16、被动齿轮盘17组成的自行车齿轮传动机构外部装有防尘保护壳体。

上述技术方案中，进一步地，所述自行车的车轮4安装盘刹6，所述盘刹 6通过车线连接车把1上的手刹5。

可见，本实用新型通过人坐在座椅上依靠重力直接下压座椅3，使座椅支撑轴7在车架2立管201的管腔内下移，并通过座椅支撑轴7下部的线性伸缩末端702通过曲轴9连接自行车车轮制动用的主动齿轮盘轴10，通过重力为主动齿轮盘轴10的转动加速助力，即通过人身体的下压重力加速带动主动齿轮盘11的旋转，实现齿传动自行车省力骑行的目的；为精简结构，重力助力机构直接利用车架2的立管201实现安装。可见，本实用新型重力助力机构整体结构简单、结构紧凑，较链传动式重力助力体积小巧、传动高效，维护方便；制动用主动齿轮盘11曲柄摇杆机构的设置，利用曲柄摇杆机构具有的急回特性可为自动回升机构8的复位回升提供助力，更有利于座椅支撑轴7 被下压移动后的复位回升；自动回升机构8利用密封式的气缸套筒、双活塞、压力弹簧实现座椅支撑轴7、以及座椅支撑轴7下部的线性伸缩末端702的复位回升，结构简单，重力做功更为高效。

上述结构基础上，具体实施后，为进一步实现辅助助力：所述自行车的车轮4轴侧面还可加装离合21和助力发条机构22，所述离合21和助力发条机构22的发条通过自行车车轮4刹车时蓄能，并通过拉线连接拨动车把1上安装的开关释放助力发条机构22旋紧蓄能后的发条释放弹性势能并为车轮4 的前进转动助力；具体地，所述助力发条机构22由发条带、发条盘、发条盘轴、棘轮、棘爪组成；具体发条助力结构可参见公开号为CN206243368U，以及公开号为CN2787562Y的发条式助力的实用新型专利的结构设计。发条助力属于现有技术，在此不作赘述。具体实施时，前轮助力发条机构22以及后轮助力发条机构22可分别在自行车前、后轮安装设置，并交替释放能量为自行车车轮助力，以为自行车提供相对稳定的动能。

工作原理：本实用新型主动齿轮盘轴10以及其上固定安装的主动齿轮盘 11的重力助力工作原理为：人坐在座椅3上，身体重力下压影响使座椅支撑轴7沿车架2的车架立管201向下线性位移，并通过座椅支撑轴7下部的线性伸缩末端702将线性力矩通过曲轴9转换为主动齿轮盘轴10的转矩，以为主动齿轮盘轴10的转动提供加速度，并为主动齿轮盘轴10上安装的主动齿轮盘11的转动提供加速助力动能；当一次助力做功完成后，人的重心上移，座椅3在车架立管201内自动回升机构8弹性势能释放的作用下回升至起始位置；准备二次做功助力。

工作原理：本实用新型车架2车架立管201内的自动回升机构8的工作原理为：座椅3连同座椅支撑轴7下移，带动第一活塞杆805连同第一活塞 803挤压松弛状态的第一压力弹簧807，第一压力弹簧807受压压缩至极限后，顶动第二活塞804、第二活塞杆806连同线性伸缩末端702均沿轴向继续向下位移，以为主动齿轮盘11的转动提供加速助力动能，于此同时，待第二活塞 804下端第二活塞杆806上套装的第二压力弹簧808因下端缸筒端盖801内侧面的阻挡，第二压力弹簧808同样开始受压并被压缩至极限，此时完成一次主动齿轮盘11的助力做功；当人重心上移时，原先受挤压且均压缩至极限的第一压力弹簧807以及第二压力弹簧808同时迅速释放弹性势能，实现第二活塞杆806、第一活塞803连同座椅支撑轴7和座椅3的回升复位。

综上所述，本实用新型有效解决了齿传动自行车骑行费力的技术问题，整体结构较链传动自行车，结构简单、传动稳定高效，易维护，可实现较大的传动比，且结构更为紧凑，使用寿命更长，更适合公共自行车改装使用。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。