专利名称:直规迹链条传动脚踏器的制作方法
本实用新型属于一种自行车传动装置。
自行车从诞生近200年以来，其传动部分一直沿用传统的链轮链条式结构。但该种结构在传递动力时不可能有效地将作用力全部转化为驱动力矩，无功消耗较大。对此，可通过附图(1)加以说明附图(1)是表示普通自行车传动装置的示意图，右边的园环表示自行车后轮，其中心部位是后飞轮，左边的园表示驱动链轮，左右园之间的虚线表示链条。O为驱动链轮的轴心，A、B、C分别表示脚踏在最高、最低、水平时的位置。P表示脚踏在某一时刻的位置。F表示施加到脚踏上的作用力，Ft及Fn分别表示F的切向分量和法向分量，(或称切向分力或法向分力)。OP为驱动半径，用R表示，由于A、B、C、P共弧，所以有OA＝OB＝OC＝OP＝R。θ为F与R之间的夹角，根据有关力学定义， Ft＝Fsinθ；Fn＝Fcosθ。如果驱动力矩用M表示，则M＝FtR＝FRsinθ，在θ接近于零或π的情况下，M也接近于零。而只有在θ＝π／2时 M＝FR，力矩在此刻呈现最大值。这造成了自行车不能连续不断地将人体施加的力全部转化为驱动力矩。
本实用新型的目的在于抛弃传统的链轮链条式结构，彻底消除法向分力Fn的产生，达到将作用力F全部转化为驱动力矩的目的。(在此忽略机械摩擦力的存在)下面参照附图对本实用新型的结构作详细说明附图(2)是本实用新型即直轨迹链条传动脚踏器的结构原理示意图。
附图(3)、附图(4)是齿条导轨组合1的结构示意图。
附图(5)为圆柱齿轮2的结构图。
附图(6)是装有本实用新型的自行车外形示意图。
在附图(2)中，左边的园表示圆柱齿轮2，1表示与2相啮合的齿条导轨组合，3表示与转轴固定为一体的链齿轮，该链齿轮与圆柱齿轮2共转轴，圆柱齿轮2具有内部单向啮合的性能，其内部结构与普通自行车后飞轮的内部结构完全相同而且啮合方向与后飞轮完全一致；可以视为将后飞轮“平移”到2的位置。这样，当齿条导轨组合1向下运行时，圆柱齿轮2便处于内啮合状态并驱动转轴沿逆时针方向旋转，如↑所示。反之，当齿条导轨组合1向上运行时，圆柱齿轮2沿顺时针方向旋转，其内部啮合脱离，圆柱齿轮2与转轴之间处于“滑动”状态，所以，当圆柱齿轮2作顺时针方向旋转时，对转轴不产生力矩作用；不影响转轴原有的转动状态。
须指明齿条导轨组合1及圆柱齿轮2是左右对称成偶配置，两齿条组合交替上下运行，与其相啮合的两个圆柱齿轮2也交替与共有的转轴啮合。所以，该转轴受到一个连续交替的逆时针力矩的作用，使固定在其上的链轮3同向旋转，从而使车轮27作同向旋转。
在齿轮2与其齿条啮合的部位是齿轮2的受力部位，在该部位齿轮2所受到的外力，永沿切线方向。
在附图(3)中，11为齿条架，10为自行车链条，9为调整卡，9与11下端的缺口供链条10嵌入并用两个螺钉8及其配套的平垫圈弹簧垫圈、螺母分别将链条10的两端穿连固定。螺钉6旋套螺母7后穿入齿条架11上端的通孔28内并旋入调整卡9上端的带内螺纹的孔29内，旋动螺钉6将链条10拉紧，然后以螺母7顺丝旋紧将9、10固定。
在附图(4)中13为横断面呈三角形的齿条导轨，17为导轨槽，17供13插入并与之滑动配合，18为脚踏，15是导轨槽架，15焊接在自行车前斜梁16的下部，19为插入穿孔30并旋入丝孔31的两个螺钉，用以将导轨槽17嵌入导轨槽架15后固定之用。齿条导轨13与齿条架11(在图3中)的6个孔分别对应重合，与此同时脚踏18的3个孔也与上述部件的下3个孔重合，然后用带螺母的螺钉——穿入旋套螺母从而将脚踏18、齿条导轨13、齿条架11紧固为整体结构的齿条导轨组合。齿条导轨13的下端插入固定在导轨槽架15上的导轨槽17的三角槽内，以能顺利的上下滑动即可，13与17之间的间隙应掌握在0.05mm以内为宜。
齿条导轨13上端的“底边”平面的凹陷部分25中嵌入卷簧12，将卷簧盖14盖妥并用螺钉20穿入14的孔后紧旋于丝孔32中。卷簧12可采用留声机发条以保足够的“回卷”弹力将齿条导轨组合自动提升回位。
在附图(5)中，33所表示的正是在图(2)中所指的内单向啮合圆柱齿轮2，在此采用通用的自行车后链轮。在组装时该链轮的外齿必须嵌入图(3)中的链条10中，该两链轮的内啮合方向是一致的，都需保持在链条10向下运动时进入内啮合，并与其转轴共转动的状态，反之啮合脱离，33的外齿与其转轴可以反向旋转互不相干。为确保在长期使用中链轮33不至于从转轴26上旋脱，故左链轮33与其转轴26的配合丝扣应为反丝扣，即左旋丝扣。右链轮33与其转轴26的配合丝扣应为正丝扣。3是链轮，由螺钉24将其固定于转轴26上，为了牢固，螺钉24可增到3个，分别以120°角相间排列固定，该螺钉的型号以M6×10为宜，16为自行车前斜梁。
在附图(6)中，4是固定在后转轴上的链轮，5代表传动链条，16是前斜梁，18是脚踏，33是图(5)中的左链轮33，与齿条组合的链条10啮合。卷簧12与齿条导轨13的上端固定相连，23是卷架，通过带螺母的螺钉22与卷簧总成21固定在自行车横梁的后部。
为了保证本实用新型与传统链轮链条式结构具有等同的转速比，链条10的运行部分应与普通自行车驱动齿轮的半周齿数相同，即24个链节，链轮33采用12型20齿的链轮(飞轮)，链轮(3)12个齿(图(5)所示)后链轮(4)19个齿，其齿距与链条节距均为12.7mm。
在不计其他阻力的情况下，本实用新型与传统的链轮链条式结构相比，具有省力、省功、宜加速等优点。
另外，在双脚的运动的方式上，本实用新型有所改进，使用传统的链轮链条式结构时，双脚运动的方向必须相反，或说双脚的运动周期位相差是个恒值“π”。但使用本实用新型时，双脚运动周期的位相差则可以是任何值，可以是“0”；也可以是“π”，根据需要随心所欲。当位相差是“0”时，双脚同时齐下，身体立起，可获得最大的加速力。
本实用新型的后链轮4及脚踏18均采用固定式结构，较传统自行车的相应部件成本降低。
本实用新型不仅适用于自行车，而且也适用于供游览用的脚踏船。为了美观和保护齿条导轨组合等部件，也可外加防尘罩。
权利要求
1.直轨迹链条传动脚踏器属于一种自行车传动装置，其特征在于，有两个内单向啮合的圆柱齿轮及两个与其相啮合的齿条导轨组合及与圆柱齿轮共轴的链轮、传动链条、后轴链轮组成。
2.如权利要求
1所述的直轨迹链条传动脚踏器，其特征在于，所述的内单向啮合齿轮用链轮代替，所述的齿条用链条代替。
3.如权利要求
1所述的直轨迹链条传动脚踏器，其特征在于，其中的齿条导轨组合包括链条、齿条架、齿条导轨、导轨槽、导轨槽架及脚踏。
专利摘要
直轨迹链条传动脚踏器属于一种自行车传动装置。该装置由两个对称的齿条导轨组合及两个与其啮合的并具有内单向啮合性能的圆柱齿轮、与两圆柱齿轮共轴的链轮、链条及后链轮等部件组成。齿条导轨组合中的齿条可由自行车链条拉紧固定代替，圆柱齿轮可由普通自行车的后飞轮代替。本装置在动力传递中无法向分力存在，力矩效果佳。踏动时双脚位相差可为任意值。本装置还适用于游览脚踏船。
文档编号B62M9/00GK86200825SQ86200825
公开日1987年3月18日 申请日期1986年2月5日
发明者张景明 申请人:张景明导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan