本发明谈的是杠杆推进自行车的推进机构。
本发明特别适合应用于由于推进杠杆的上下运动将传动力经链和链轮传给后轮而被推进的自行车，在该自行车中，杠杆臂或速比的变化是通过改变链在杠杆上的连接位置而达到的。应当了解，这里的术语-自行车，包括以相似的方式推进并可能有诸如三轮车那样的不同数量的轮子的自行车。
本发明是根据我的欧洲专利申请（该申请已经公开，公开号是0088448，公开日是1983年9月14日）及其对应的美国专利申请（申请序号463，085，申请日1983年2月2日）所述自行车的改进。本发明改进了经一柔性封闭迴路系统连接踏板杠杆的连接情况，该系统可以减少冲击振动及反冲。本发明还提供了改进的单向离合器，该离合器可使自行车倒转，而不会打滑或产生干涉，并将每一单向离合器中的两个棘爪机构结合起来。在后传动毂的每一侧最好安装一个单独的离合器。由于提供了改进的变速器，本发明也改进了杠杆臂长度或说速比的变化方法，其中，由于传动链与沿变速器壳体表面移动的连接件的连接处经选择后的摇爪的作用而被置于若干不同位置，从而改变杠杆臂的长度，最终得到各种速比。该变速器的特点是其结构制造成本低，尺寸小，从而使其能够置于主轴同侧的踏板的杠杆上，因此，可使这种杠杆推进的自行车尺寸小，例如那种可称为BMX类的儿童用的自行车。
结合附图，阅读下列说明后，便可更加明了本发明的上述介绍、其它特点、目的及其优点。其中：
图1是BMX自行车的主视图，其装备有表示本发明实施例的推进机构。
图2是用于图1所示自行车上的变速机构的详细斜视图。
图3是包括一个单向离合器的后轴总成分解图;
图4是依据本发明的实施例提供的单向离合器的双棘轮机构的侧面剖视图，其中（A）、（B）两图分别表示向前及向后的状态。
图5是后轴总成的主视图，局部剖开后显示其部分另件的剖面。
图6是变速器简图，其一侧剖开，以（A）、（B）、（C）分别表示该机构在第一挡、第二挡及第三挡各位置的工作情况。
现参见图1及图2，其中所示自行车有车架11、含主轴45的轴套及容纳传动毂总成14的后部分。推进系统利用的是枢轴式安装的杠杆踏板系统，其包括踏板1、踏板杠杆2及变速器3，它们可转动地安装在与轴同侧的主轴45上。变速器3装在踏板杠杆2上，因此，能使该机构布置在小空间范围内，从而适于用在图1所示的BMX自行车上。该推进杠杆机构是一个整体的推进杠杆及变速器总成，该总成中零件的数目比惯用自行车的少，并且其结构简单，制造成本低，其优于惯用自行车的另一优点是，换挡时传动链9的长度不变。变速器3设计得能使传动链9的长度在所有速比时都保持不变。不必安装脱轨系统，也无传动链的侧向止推装置。
也可以叫做杠杆臂长度变换器或速比变换器的变速器3有一壳体，其内有一可纵向移动的连接件41，借助摇爪15及15′（见图6）可改变该连接件41的位置，而摇爪15及15′的摇动位置随垂有弹簧夹37的变速杆36的位置而定。因弹簧35的作用，变速杆36靠向壳体的一端，借助连接于块形件4并通过加长缆绳34连接至变速控制杆6（装于车架11上，见图1）的缆绳5来驱动变速杆36，则可选择不同的位置，从而获得不同的（三种）速比。
传动毂总成14包括毂28，在其相对两侧有链轮10，借助辐条（未示出），用一般方法，将后轮连接在该毂28上，在该毂28每端的鼓筒中有一单向离合器，这些离合器可使推进力传到后轮，从而驱动自行车前进。该离合器还允许自行车倒行而不会发生干涉或后轮锁住。
借助包括柔性传动链9、三个惰轮7、12和12a（见图2）的一个柔性连接链及轮系统组成的迥路，将后轮总成与踏板杠杆2连接。该迥路从连接件13（其与变速器中的活动连接件41连接）开始，经传动链9（其绕过一个惰轮12），然后再延伸绕过一个链轮10，该传动链9部分的端部与连接件11连接，连接件11又与缆绳8连接，而缆绳8绕过惰轮7。你会注意到，因链中装有链滚，所以惰轮12和12a（其也可以是链轮）的轴线基本与主轴45的轴线平行，惰轮7的轴线有基本与后轮轴线27（即毂28的轴线）垂直。从该缆绳8的另一端开始，另一段柔性传动链9绕过另一个链轮10，再绕过另一惰轮12a，向下返回到另一个连接件13，最后连到另一变速器3的活动连接件41上。
传动链9是由弹性（橡胶）带组成的柔性带，其可用细钢丝加强，另外它有滚子（与弹性带整体模压），该滚子最好由模压在带中的诸如尼龙或聚乙酯类硬塑料制成。该传动链9也可以叫作摇控带，其提供精确的调节控制，而且其柔性足以吸收推进系统中的任何冲击与振动。
因此可见，当骑车者做类似行走运动时，向下的力就作用在踏板1上，并通过杠杆2传到变速器3上，若调节变速控制杆6，则可驱动摇爪15及15′，从而使连接件13及活动连接件41就位于选定的三挡位置中的任一位置。变速控制杆6仅为一个杆，用一个手操纵即可。作用力经连接件13和传动链9传至链轮10，并从链轮10传至传动毂总成14，自行车便被推向前进。当每一踏板交替地上下运动时，链9就在其绕过惰轮7时改变方向。
由图6可对变速器有更好的了解。每一变速器的壳体是一个矩形盒子，其有一由内表面42确定的槽，连接件41沿此槽（也可见图2）纵向移动。摇爪15、15′的枢轴在其两端中间且靠近它们的中心处，每一摇爪的相对两端呈阶梯形。在第一挡位置时，连接件41如图6A所示位于左端，这是因为变速杆36和随动弹簧夹37和37′使两摇爪以相同方向向左摇动，因为弹簧夹37和37′均位于枢轴44和44′的左边（枢轴44和44′将两摇爪连接在变速器3的壳体上）。在第二挡位置时（见图6B），缆绳5可允许弹簧35（其使变速杆36靠向右边）移动变速杆36至中间位置，此时，弹簧夹37稍过至摇爪15的枢轴的右边，而弹簧夹37′移至摇爪15′的枢轴的左边，因而两摇爪便确定了卡住连接件41的中间位置。踏板杠杆的杠杆臂（从连接件41至主轴45）在第二挡位置时比在第一挡位置时长，其使三个速比中第二个最大的机械效益可以利用。第三挡位置时，两个摇爪均移至它们的枢轴的右侧，因而连接件41一直移至壳体右侧。你会注意到，摇爪的上表面是倾斜的，可令摇爪靠着弹簧夹37及37′的歪弧而摇动，从而允许连接件41移至各挡位置，而此种移动至连接件41卡在摇爪端部的台阶处为止，此种情况从图6A，6B和6C可明显看出。
挡位选定后，作用力从变速器3经连接件13传过去，该连接件13向上延伸并连接至传动链9，传动链9移过惰轮12（其连在车架上），然后向后延伸，绕过一个后链轮10。传动链9从后链轮10出来后向前延伸，在该处与缆绳8连接，该缆绳8再绕过惰轮7，该惰轮7提供了一个缆绳8的换向装置。该缆绳8从惰轮7的另一侧出来后，其向后延伸，连至另一段传动链9，该传动链9绕过传动毂总成14另一侧的链轮10，然后延伸至一惰轮12a，并与另一连接件13连接，直至另一踏板杠杆2上的变速器3。因此可见，在踏板杠杆间由柔性链和惰轮系提供一连续的迥路。
传动链系统可消除惯性冲击，其情况就像人们走路时腿与地的关系一样。当踏板停于上下冲程极限位置时，传动链9起冲击吸收器的作用，因此根本不允许过分的冲击传至变速器3及传动毂总成14。其结果是推进系统故障率减少，可靠性增加。踏板杠杆的所有摇动、上下运动全用于推进自行车，腿部的运动没有浪费现象。本发明所提供的自行车令人感到比惯用自行车更加舒适，容易乘骑，使用时间长。
你还会注意到，改变变速器壳体的走向，则可改变冲程的角度。乘骑者也可在整个操纵弧范围内调整冲程的长度，这就能使踏板杠杆的所有上下运动传给后轮，而效率损失最小，乘骑者不需专门技术就可学会，因为踏板杠杆的上下运动就和走路一样。如以前所指出的，当踏板杠杆停于它们的上下冲程极限位置时所产生的系统的惯性冲击，可由柔性的传动链及骑者腿部的自然运动所吸收，结果传至推进机构的过分冲击可减至最少。
可以在杠杆静止时选挡，也可以在踏进时选挡，但在每一情况下要遵守一定的条件。在第一种情况下是杠杆静止时换挡。当杠杆2的位置如图1所示低于水平位置并要换挡时，换挡可由于活动连接件41及连接件13的重力而产生，此一挡位的变化取决于各零件的相互位置、摩擦力及作用力。位移可从任一挡位移至另一挡位，例如：一挡至二挡;二挡至三挡;或一挡至三挡。当杠杆2的位置低于水平位置，另一相对杠杆的位置则高于水平位置，在杠杆的位置高于水平位置时，不会产生重力换挡，当操纵杠杆时，活动连接件41则会正确地就位于所选的挡位。
第二种情况是踏中换挡。当操纵踏板及杠杆并要选用另一挡时，活动连接件41沿壳体槽的表面42滑动，并被卡在所选挡位，而只有当连接件13与变速器3之间的角度允许这种滑动运动时，才产生上述挡位的变化，需要踏满一循环，左、右活动连接件才重新就位于所选的挡位。选挡可按照顺序，也可不按照顺序，例如：1-2-3，3-2-1，或1-3，3-1，等等。
各挡的选择如下来完成：
a.第一挡（见图6A）：其可提供杠杆系统的最大机械效益。调整速比选择器6′的位置，使最大量的缆绳34绕在其外径的周围，缆绳34在缆套5中滑动，并通过变速器3一端的缆套孔，然后经过回位弹簧35，最后固定在变速杆36上。因为最大量的缆绳从变速器3的壳体中拉出，弹簧35则处在最大的压缩状态，该弹簧与缆绳34的联合作用，确定无误地将变速杆36置于所选的速比位置（在本情况下为第一挡），用单手操纵速比选择器6′的变速控制杆6，或者按顺序，或者不按顺序，即可完成速比的变化。在运动时或在静止时，施加在踏板上的稍许一点力便可完成换挡操作。与变速杆36连接的随动弹簧夹37和37′，迫使在枢轴44上的第一挡零件-摇爪15处于可将活动连接件41卡在本身与变速器3之间的位置处。此时弹簧夹37′使第二挡零件-摇爪15′定位，从而活动连接件41提供在第二挡时的阻止位置。在操纵踏板及杠杆时，也可以沿变速器3的反向重复此过程。
b.第二挡〔（见图6（B）〕：此时，在三个速比中，其可利用的机械效益处于第二位。调整速比选择器6′，使比第一挡时较少量的缆绳34绕于其外径，张簧35迫使变速杆36离开第一挡位，进入第二挡位。此时，随动弹簧夹37移到新的位置，使摇爪15转动，从而其可提供一挡壁。随动弹簧夹37′从摇爪15′上的第一挡位置移向枢销44′，但此时摇角15′还不会转动，仍保持在第一挡位置状态，此时便为活动连接件41处于第二挡位置提供了可靠的挡位，当操纵踏板及杠杆，使其角度可令活动连接件41沿表面42滑动时，连接件41便移向第二挡位，摇爪15的第二挡位处于活动连接件41的路径中，当活动连接件41移过摇爪15时，摇爪15便绕枢销44转动，让连接件41自由通过，当连接件41通过摇爪15并停于第二挡位置时，弹簧夹37便使摇爪15转回至卡住活动连接件41的位置，弹簧夹37和37′使摇爪15和15′保持在不允活动连接件41再沿槽表面42滑动的位置。当操纵踏板及杠杆时，此过程也可沿变速器3的反向重复。
c.第三挡〔见图6（c）〕：在三挡中其可利用的机械效益最小，但踏板2的每一冲程的移动距离最大。控制速比选择器6′的位置，使最少量的缆绳34绕于其外径，张簧35则迫使变速杆36离开第二挡位置。此时随动弹簧夹37则就位于一个新的位置，但仍使摇爪15保持在第二挡位置时的状态，摇爪15的此一位置也可防止活动连接件41返回至第一挡位置。而随动弹簧夹37′则越过枢销44′，并迫使摇爪15′转至第三挡位置，从而提供一挡壁，当活动连接件41位于第三挡位置时，壳体槽的外缘提供了卡住连接件41的第二壁。当摇爪15′从其第二挡位置转动的时候，它就离开活动连接件的路径，因此，此时只有壳体槽端部的挡壁。当操纵踏板及杠杆时，可由摇爪15防止活动连接件41移入第一挡位置，因此活动连接件41沿表面42滑向第三挡位置。在连接件41移动过程中，其遇到摇爪15′的斜面，于是它推此斜面，迫使摇爪15′离开连接件41。当活动连接件41停靠在变速器3的壳体的端壁上时，弹簧37′迫使摇爪15′返回至为活动连接件41提供第二挡壁的位置，此时，连接件41便被卡在第三挡位置。在操纵踏板及杠杆时，此过程也可沿变速器3的反向重复。
前边举例说明了1-2-3挡的换挡顺序，相反顺序3-2-1或无顺序1-3，3-1也都是可行的。要实现上述顺序的换挡，相应零件相互作用才能使活动连接件41适当地位所选的挡位。
下面要考虑的是后轴总成，其详细情况特别如图3-5所示。该总成的特征是双棘爪机构，该机构有下列功能：（1）下压左踏板杠杆时，使自行车向前运动;（2）下压右踏板杠杆时，使自行车向前运动;（3）松开左、右传动装置，使自行车倒退。
第一棘爪机构有可绕后轮轴27自由旋转的棘轮25和与链轮10一起旋转的驱动盘20（链轮10与驱动盘20可螺纹连接或键连接）上的棘爪21。第二棘爪机构有与后毂总成28一起旋转的离合器盘23及借助枢销43可转动地安装在棘轮25法兰上的离合器爪26。该第二棘爪机构还包括也可与后毂总成28一起旋转的棘轮22及可迥转地安装在离合器爪26上的反爪24。你会注意到，离合器爪26和反爪24的形状像希腊字母入。
球轴承18、锥形件17及螺母16用来将离合器机构保持在后毂总成28的鼓筒中。
运转期间压下一个踏板时，上传动链9被向前拉过链轮10，旋转的链轮10则转动链轮毂19及与其整体旋转的驱动盘20。驱动盘20允许一个棘爪21（全部棘爪21借助弹簧29而趋向圆周）与棘轮25的一个齿啮合（这些齿位于棘轮25的内圆周上），你会看到，为提高棘爪的啮合能力，这些齿的方向与第二棘爪机构中棘轮22的齿的方向是相反的。作用在棘轮25上的力通过与该法兰连接并在其上可转动地安装着离合器爪26的枢销43来传送。离合器爪26由借助销31安装在棘轮25之法兰的丝簧30来支撑着，因此其嵌入离合器23的一个凹槽中。离合器23是与后毂总成28连接在一起的（例如利用键），因此，后毂总成将转动，轮辐条则将力传给轮缘、轮胎和路面，向前推进自行车。
在下压一个踏板时，另一踏板向上移，封闭迴路的传动链及轮系统将使非驱动侧的链轮10沿反向自由转动。下传动链9被拉向前，在非驱动侧的链轮10与驱动侧的链轮反向转动。非驱动链轮毂19和驱动盘20与棘轮25的转动方向相反，于是爪21与非驱动侧单向离合器机构的棘轮齿脱开，因此，在非驱动条件下，非驱动侧离合器机构的驱动盘、毂及链轮可自由旋转。当上下操纵踏板时，在后毂总成两侧的每一离合器的爪21交替地啮合及脱开。
在一般正常使用中，第二离合器机构可使自行车倒转。杠杆推进的自行车有此例转的能力，而不会对自行车造成损坏，这是由第二棘爪机构提供的，第二棘爪机构可使后轮与链轮10和链脱开，此脱开机构能使自行车倒转，不会与传动系的其它零件产生干涉或引至它们的破坏。
在后毂轴固定在自行车车架上并且后毂总成28沿向前驱动的方向旋转的情况下，如图4（A）所示，倒转机构起作用。靠弹簧32推着并绕枢销33迥转的反爪24与反棘轮22脱开，松脱着滑过其圆周，此反爪与反棘轮之脱开则可使离合器爪26绕销43旋转，并与离合器23啮合，这样，驱动机构完全啮合，毂壳向前转动。
倒转时，如图4（B）所示，后毂轴锁于自行车车架上，毂壳向后旋转，反爪24与反棘轮22啮合，这将驱动离合器爪26并使其与离合器23脱开，因为该离合器直接与后毂总成相连，所以毂28便与向前驱动机构脱开，并可自由地向后转动，不会对与踏板杠杆相连的传动系统及机构造成破坏。
显然，棘轮25上的棘齿的方向完全与棘轮22上的棘齿的方向相反，这样，当反爪24啮合时，在驱动盘上的爪21便脱开，反之也然。
从上述明显可见，为杠杆推进的自行车提供了改进的推进及变速机构。你会发现，按照本发明所提供的变速机构及单向离合器机构，在杠杆推进的自行车会有独立的用途，毫无疑问，本专业的内行人会在本发明范围内对所述机构作出各种变型及改进，因此，应将上述内容视为说明，并不应有限制意义。