一种速度可调的省力自行车的制作方法

本实用新型涉及自行车技术领域，具体涉及一种速度可调的省力自行车。

背景技术：

传统自行车的驱动几乎都是由人踏脚蹬作旋转运动完成的。众所周知，人力踏动脚蹬作圆周运动，不但有一个致命的死点造成“有力无功”的现象，而且即使在死点附近的驱动效率也极其低下，这就造成了有限人力的很大浪费。随着社会的多元性发展，自行车不但是一种代步工具，而且还是一种健身工具和体育比赛器械，或者是一种游乐玩具等等。针对传统自行车骑行费力、久坐影响身体健康的缺点，目前，有一些能够省力并能达到锻炼身体的自行车，但是这些自行车的都没有对应的调速机构，骑行时难以调速，增加了因为速度不可调给骑行带来的风险，当骑行速度过快时，容易对骑乘者的身心健康造成威胁。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述技术问题提供一种速度可调的省力自行车，能够简单快速的调节速度，保护骑乘者的身心健康。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种速度可调的省力自行车，包括前轮总成、后轮总成和车架，所述前轮总成和所述后轮总成分别安装在所述车架的前后两端，还包括用于将骑乘者自重转化为摆动力的四连杆机构、链轮、链条A和传动机构，所述四连杆机构安装在所述车架上，所述链轮可转动的安装在所述车架上且与所述链条A的中部啮合，所述链轮通过所述传动装置与所述后轮总成传动连接，所述链条A的一端滑动连接在所述四连杆机构的输出连架杆上，所述输出连架杆与所述车架的连接端延伸有弯折部，所述链条A的另一端与所述弯折部连接，所述弯折部和所述输出连接杆之间设有用于将所述链条A张紧的张紧器。

本实用新型的有益效果是：通过重力对四连杆机构的输入进行驱动，四连杆机构的输出连架杆获得摆动力，通过链条A获得输出连架杆的输出摆动力，并传递给传动机构完成对自行车的驱动，其中通过调节链条A相对输出连架杆的位置即可简单调节力臂，从而改变链轮输出的力矩大小，完成调速，调速简单快捷。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述四连杆机构包括脚踏板、连杆和所述输出连架杆，所述脚踏板的中部可转动安装在所述车架中部的下端，所述连杆的下端和所述脚踏板的后端铰接，所述连杆的上端和所述输出连架杆远离所述弯折部的一端铰接，所述输出连架杆远离所述连杆的一端与所述车架铰接。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，将脚踏板作为四连杆机构的输入连架杆，将骑乘者的重力转化为四连杆机构的驱动力，结构简单，使用方便。

进一步，所述脚踏板为折弯板，所述折弯板的两个支撑臂呈夹角α布置，其中179°≤α＜180°。

采用上述进一步方案的有益效果是防止出现死点，便于骑行。

进一步，所述输出连架杆上设有滑块，所述滑块与所述链条A的一端相连，所述输出连架杆上安装有用于驱动所述滑块沿所述输出连架杆滑动的螺旋传动机构。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，方便调节，使用稳定，并且通过滑块能够方便控制链条A相对输出连架杆的位移，达到无级调速的效果。

进一步，所述车架前端的顶部固定有把手，所述连杆和所述输出连架杆的铰接端固定有座椅。

采用上述进一步方案的有益效果是同时通过座椅和脚踏板承受的骑乘者的重力完成对四连杆机构的驱动，更加省力，无需长时间脚动、需要全身动作完成骑行能达到良好的锻炼效果。

进一步，所述链轮上固定设有齿扇，所述车架上安装有与所述齿扇啮合的飞轮A，所述飞轮A通过所述传动机构与所述后轮总成传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是采用机械传动，结构简单，可靠。

进一步，所述传动机构包括飞轮B、链条B和飞轮C，所述飞轮B的直径大于所述飞轮C的直径，所述飞轮B的直径大于所述飞轮A的直径，所述飞轮B与所述飞轮A同轴固定连接，所述飞轮C通过所述链条B与所述飞轮B传动连接，所述飞轮C的中心轴与所述后轮总成相连接。

采用上述进一步方案的有益效果是飞轮B的直径大于飞轮A的直径，提高传动比，更加省力。

进一步，所述车架下部设有用于限制输出连架杆下行位移的支座，所述支座的底部固定在所述车架下部，所述支座的顶部安装有缓冲垫，所述缓冲垫位于所述输出连架杆中部的正下方，所述支座、连杆和所述输出连架杆均为伸缩杆。

采用上述进一步方案的有益效果是通过支座增加稳定性；使输出连架杆的摆动幅度，座椅高度均可调，不同体型的人都能使用。

进一步，所述传动机构还包括中间飞轮，所述脚踏板与所述车架的转动连接处垂直延伸有转动轴，所述中间飞轮固定套设在所述转动轴上，所述飞轮B、所述中间飞轮和所述飞轮C通过所述链条B传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是增加链条A的支撑点，结构更加可靠，防止脱链；同时在飞轮A反转时，可通过中间飞轮带动链条A，完成传动。

进一步，所述传动机构包括链条C、链条D、飞轮E、飞轮D、过渡飞轮和中间链盘，所述脚踏板与所述车架的转动连接处垂直延伸有转动轴，所述过渡飞轮套设在所述转动轴上，所述中间链盘与所述过渡飞轮同轴布置且固定连接在所述过渡飞轮的外盘体上，所述飞轮E与所述飞轮A同轴固定连接，所述飞轮E的直径大于所述飞轮A的直径，所述飞轮E与所述过渡飞轮通过所述链条C传动连接，所述中间链盘与所述飞轮D通过所述链条D传动连接，所述飞轮D与所述后轮总成连接，所述飞轮E的直径大于所述中间链盘的直径，所述中间链盘的直径大于所述飞轮D的直径，所述飞轮D的直径大于所述过渡飞轮的直径。

采用上述进一步方案的有益效果是通过布置过渡飞轮和中间链盘，将传动机构分成两个链条传动，结构更加可靠；进一步提高传动比，骑行更加省力。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的结构示意图；

图3为本实用新型实施例3的结构示意图；

图4为脚踏板的结构示意图；

图5为本实用新型实施例4的结构示意图；

图6为本实用新型实施例5的结构示意图；

图7为本实用新型实施例6的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、前轮总成，2、后轮总成，3、车架，4、链轮，5、链条A，6、输出连架杆，7、弯折部，8、张紧器，9、脚踏板，10、连杆，11、滑块，12、座椅，13、飞轮A，14、齿扇，15、飞轮B，16、链条B，17、飞轮C，18、中间飞轮，19、过渡飞轮，20、飞轮E，21、中间链盘，22、飞轮D，23、链条C，24、链条D，25、支座，26、把手，27、螺旋传动机构。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

如图1所示，一种速度可调的省力自行车，包括前轮总成1、后轮总成2和车架3，前轮总成1和后轮总成2分别安装在车架3的前后两端。

具体的，前轮总成1和后轮总成2为常规的自行车车轮结构，均包括轮轴、辐条、轮辋和轮胎，轮胎固定在轮辋上，轮辋通过辐条固定在轮轴上。车架3为三脚架。三角形的稳定保证自行车整体结构牢固可靠。车架3前端的顶部固定有把手26。

还包括用于将骑乘者自重转化为摆动力的四连杆机构、链轮4、链条A5和传动机构，四连杆机构安装在车架3上，链轮4可转动的安装在车架3上且与链条A5的中部啮合，链轮4通过传动装置与后轮总成2传动连接，链条A5的一端滑动连接在四连杆机构的输出连架杆6上，输出连架杆6与车架3的连接端延伸有弯折部7，链条A5的另一端与弯折部7连接，弯折部7和输出连接杆之间设有张紧器8并通过张紧器8将链条A5张紧。连杆10和输出连架杆6的铰接端固定有座椅12。

具体的，在输出连架杆6上滑动链条A5，使链条A5的长度变化，改变四连杆机构的输出力臂，从而改变传动机构的输入，进行调速。

优选的，张紧器8为张紧弹簧，张紧弹簧的两端分别连接弯折部7和输出连架杆6，通过张紧弹簧保证链条A5始终处于张紧状态，结构简单，易于采购，降低生产成本。

四连杆机构包括脚踏板9、连杆10和输出连架杆6，脚踏板9的中部可转动安装在车架3中部的下端，连杆10的下端和脚踏板9的后端铰接，连杆10的上端和输出连架杆6远离弯折部7的一端铰接，输出连架杆6远离连杆10的一端与车架3铰接。链轮4上固定设有齿扇14，车架3上安装有与齿扇14啮合的飞轮A13，飞轮A13通过传动机构与后轮总成2传动连接。

如图4所示，脚踏板9为折弯板，折弯板的两个支撑臂呈夹角α布置，其中179°≤α＜180°。

输出连架杆6上套设有滑块11，滑块11与链条A5的一端相连，滑块11与输出连架杆6螺纹连接，通过滑块11和输出连架杆6的螺旋传动，将滑块11的转动转换成链条A5一端的滑动，转动滑块11就能使链条A5的一端与输出连架杆6发生相对位移。

具体的，滑块11和输出连架杆6螺纹连接，滑块11上开设有环形凹槽，环形凹槽内设置可在环形凹槽内转动的环形连接件，同时链条A5的端部和环形连接件相连接，带动链条A5的端部位移只在输出连架杆6的长度方向移动，防止偏移。

车架3下部设有用于限制输出连架杆6下行位移的支座25，支座25的底部固定在车架3下部，支座25的顶部安装有缓冲垫，缓冲垫位于输出连架杆6中部的正下方，支座25、连杆10和输出连架杆6均为伸缩杆。

具体的，支座25、连杆10和输出连架杆6均包括内杆和外筒，内杆的一端滑动连接在外筒内并通过螺钉锁紧。

进一步的，滑块11套设在输出连架杆6的内杆上并沿其内杆滑动，并且输出连架杆6的内杆上远离外筒的一端固定设有限位块，通过限位块和外筒限制滑块11在输出连架杆6的内杆上的滑动行程。

链轮4上固定设有齿扇14，车架3上安装有与齿扇14啮合的飞轮A13，飞轮A13通过传动机构与后轮总成2传动连接。

传动机构包括飞轮B15、链条B16和飞轮C17，飞轮B15的直径大于飞轮C17的直径，飞轮B15的直径大于飞轮A13的直径，飞轮B15与飞轮A13同轴固定连接，飞轮C17通过链条B16与飞轮B15传动连接，飞轮C17的中心轴与后轮总成2相连接。

骑行时，人臀部坐在座椅12上，脚放于脚踏板9上但不施加力，座椅12通过臀部支撑整个人体的重量，自然向下，同时带动输出连架杆6下摆，脚踏板9倾斜向上，齿扇14顺时针转动，飞轮A13逆时针转动，带动飞轮B15转动，链条B16转动，飞轮C17带动后轮总成2逆时针转动，车辆向前行驶；与此同时，连接轴与中间飞轮18停止传动，中间飞轮18仅与链条B16之间传动。再经由脚发力向下踩动脚踏板9，臀部向上，由人体自重给脚踏板9施加向下的力，带动连杆10向上、输出连架杆6向上，另外，由于脚踏板9、连杆10和座椅12之间的杠杆作用，向脚踏板9施加的向下的力能够在座椅12处变成数倍的力，带动输出连架杆6摆动的时候更省力，输出连架杆6带动其上连接的链条A5的一端摆动，链轮4转动，带动齿扇14转动和飞轮A13啮合，飞轮A13反转，与飞轮B15之间停止传动的同时，由转动轴直接带动中间飞轮18逆时针转动，通过中间飞轮18带动链条A5，从而带动飞轮C17和后轮总成2逆时针转动，继续向前行驶。重复上述过程，完成自行车的骑行。

具体的，骑行时，直接通过调节滑块11相对输出连架杆6的位置就可以调节输出力矩的大小，从而完成速度的调节，滑块11在输出连架杆6上任意滑动，保证速度调节可无级调速，更加适应骑乘者的需求。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例1的区别在于，传动机构还包括中间飞轮18，脚踏板9与车架3的转动连接处垂直延伸有转动轴，中间飞轮18固定套设在转动轴上，飞轮B15、中间飞轮18和飞轮C17通过链条B16传动连接。

具体的，骑行时，直接通过调节滑块11相对输出连架杆6的位置就可以调节输出力矩的大小，从而完成速度的调节，滑块11在输出连架杆6上任意滑动，保证速度调节可无级调速，更加适应骑乘者的需求。

实施例3

如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，传动机构包括链条C23、链条D24、飞轮E20、飞轮D22、过渡飞轮19和中间链盘21，脚踏板9与车架3的转动连接处垂直延伸有转动轴，过渡飞轮19套设在转动轴上，中间链盘21与过渡飞轮19同轴布置且固定连接在过渡飞轮19的外盘体上，飞轮E20与飞轮A13同轴固定连接，飞轮E20的直径大于飞轮A13的直径，飞轮E20与过渡飞轮19通过链条C23传动连接，中间链盘21与飞轮D22通过链条D24传动连接，飞轮D22与后轮总成2连接，飞轮E20的直径大于中间链盘21的直径，中间链盘21的直径大于飞轮D22的直径，飞轮D22的直径大于过渡飞轮19的直径。

具体的，过渡飞轮19包括棘轮盘和连接有棘爪的外盘，外盘和棘轮盘通过棘爪完成传动或者停止传动，中间链盘21和过渡飞轮19同轴布置并且与过渡飞轮19的外盘相连接。保证当脚踏板9顺时针转动，飞轮E20逆时针转动时，转动轴带动棘轮盘顺时针转动，棘轮盘和外盘之间无传动关系，同时外盘受链条C23带动逆时针转动从而带动中间链盘21逆时针转动，保证后轮总成2能够向前行驶。

骑行时，人臀部坐在座椅12上，脚放于脚踏板9上但不施加力，座椅12通过臀部支撑整个人体的重量，自然向下，同时带动输出连架杆6下摆，脚踏板9倾斜向上，链条A5随输出连架杆6移动，带动链轮4顺时针转动，齿扇14顺时针转动，飞轮A13逆时针转动，带动飞轮E20转动，链条C23转动，带动过渡飞轮19转动，过渡飞轮19带动中间链盘21转动，链条D24转动，从而带动后轮总成2逆时针转动，车辆向前行驶；与此同时，连接轴与中间飞轮18停止传动，中间飞轮18仅与链条C23之间传动。再经由脚发力向下踩动脚踏板9，臀部向上，由人体自重给脚踏板9施加向下的力，带动连杆10向上、输出连架杆6向上，另外，由于脚踏板9、连杆10和座椅12之间的杠杆作用，向脚踏板9施加的向下的力能够在座椅12处变成数倍的力，带动输出连架杆6摆动的时候更省力，飞轮A13反转，与飞轮E20之间停止传动的同时，由转动轴直接带动过渡飞轮19逆时针转动，通过过渡飞轮19带动中间链盘21转动，从而经链条D24带动飞轮D22和后轮总成2逆时针转动，继续向前行驶。重复上述过程，完成自行车的骑行。

具体的，在实施例1-3中，骑行时，直接通过转动滑块11，滑块11和内杆形成滑动螺旋传动，带动链条A5一端随之滑移，即调节滑块11相对输出连架杆6的位置就可以调节输出力矩的大小，从而完成速度的调节，滑块11在输出连架杆6上任意滑动，保证速度调节可无级调速，更加适应骑乘者的需求。

实施例4

如图5所示，本实施例与实施例1的区别在于，输出连架杆6上套设有滑块11，滑块11与链条A5的一端相连，输出连架杆6上安装有用于驱动滑块11沿输出连架杆6滑动的传动机构。

具体的，传动机构包括丝杆螺母副和限位架，螺杆与螺母螺纹连接且螺杆的两端分别伸出限位架的两侧，限位架固定在输出连架杆6上，螺母位于限位架内，通过限位架限制螺母的位置，使螺母仅能转动。通过转动螺母带动螺杆移动，螺杆的一端和滑块固定连接，带动滑块沿输出连架杆6滑动。

进一步，限位架包括两个平行布置的限位挡板，限位挡板上开设有容螺杆穿过的通孔，两个限位挡板的一端均固定在输出连架杆6的外筒上，螺母位于两个限位挡板之间。

实施例5

如图6所示，本实施例与实施例2的区别在于，输出连架杆6上套设有滑块11，滑块11与链条A5的一端相连，输出连架杆6上安装有用于驱动滑块11沿输出连架杆6滑动的传动机构。

具体的，传动机构包括丝杆螺母副和限位架，螺杆与螺母螺纹连接且螺杆的两端分别伸出限位架的两侧，限位架固定在输出连架杆6上，螺母位于限位架内，通过限位架限制螺母的位置，使螺母仅能转动。通过转动螺母带动螺杆移动，螺杆的一端和滑块11固定连接，带动滑块11沿输出连架杆6滑动。

进一步，限位架包括两个平行布置的限位挡板，限位挡板上开设有容螺杆穿过的通孔，两个限位挡板的一端均固定在输出连架杆6的外筒上，螺母位于两个限位挡板之间。

实施例6

如图7所示，本实施例与实施例3的区别在于，输出连架杆6上套设有滑块11，滑块11与链条A5的一端相连，输出连架杆6上安装有用于驱动滑块11沿输出连架杆6滑动的传动机构。

具体的，传动机构包括丝杆螺母副和限位架，螺杆与螺母螺纹连接且螺杆的两端分别伸出限位架的两侧，限位架固定在输出连架杆6上，螺母位于限位架内，通过限位架限制螺母的位置，使螺母仅能转动。通过转动螺母带动螺杆移动，螺杆的一端和滑块11固定连接，带动滑块11沿输出连架杆6滑动。

进一步，限位架包括两个平行布置的限位挡板，限位挡板上开设有容螺杆穿过的通孔，两个限位挡板的一端均固定在输出连架杆6的外筒上，螺母位于两个限位挡板之间。

具体的，在实施例4-6中，骑行时，直接通过调节丝杆螺母副中的螺母转动，螺杆将螺母的转动转化为直线移动，同时以带动滑块11沿输出连架杆6滑动。链条A5在张紧器作用下张紧，长度发生改变。从而调节输出力臂的大小，改变传动比，完成速度的调节，滑块11在输出连架杆6上任意滑动，保证速度调节可无级调速，更加适应骑乘者的需求。

以上所有实施例中，本实用新型中的飞轮均可采用申请号为CN201620691351.6，名称为一种脚蹬正转反转均能前行的健身自行车中记载的飞轮C。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。