专利名称：一种高效液动自行车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自行车，特别是一种以液压机构作为驱动装置的液压动力自行车。
现有的链条传动式自行车效率低、费力，虽然人们不断地对其进行改进，发展到多档变速自行车，但它只是根据路面坡度不同进行变速，目的是减力，但省力却不省功，且车体结构复杂，操作不便。目前，国内外许多人都在致力于研制传动效率较高的液压自行车，但到目前为止，尚未见到适于实际运用的液压自行车面市，检索中国专利中也有多篇液压自行车的专利申请，但大多数不能实施或因成本太高而缺乏实用性。
本实用新型的目的在于提供一种高效、省力、使用方便的新型液动自行车。
本实用新型以专门设计的往复式油泵、跟踪式双转子油马达、蓄能油箱组成的液压驱动系统作为自行车的驱动装置，以实现本实用新型的目的。具体如
图1～图5所示，本实用新型由车架(2)，前轮(1)、后轮(7)、车把(3)、车座(4)、液压驱动机构组成，其中液压驱动机构包括脚踏(10)、往复式油泵(11)、跟踪式双转子油马达(8)、蓄能油箱(5)，所述往复式油泵(11)由油泵体(14)、带内空腔活塞杆(17)、活塞(16)、回位弹簧(19)、滑块(20)组成，其中活塞杆(17)一端与活塞(16)连接，另一端与滑块(20)固连，油泵体(14)中段开有对称槽口，滑块(20)横贯并嵌置其中，回位弹簧(19)设置在活塞杆(17)内腔，且一端与活塞(16)连接，另一端与油泵体(14)上端盖相连；所述脚踏(10)设置在油泵体(14)两侧，其通过拉杆(13)与油泵(11)的滑块(20)固连；所述跟踪式双转子油马达(8)由端盖(27)、外壳(28)、内转子(25)、内轴(22)、单向限位机构组成，其中两端端盖(27)与外壳(28)连成一体成为油马达(8)的外转子，内轴(25)位于油马达(8)轴心，其内沿轴向分段设置有不连通的内腔，形成A油道(23)和B油道(35)，二油道分别开有通向外腔的A油孔(24)和B油孔(34)，内转子(25)设置于外转子和内轴(22)之间，其内表面与内轴(22)之间沿轴向分段设有二个不连通的环形腔室A油腔(26)和B油腔(33)，二油腔通过内轴(22)上的A油孔(24)和B油孔(34)分别与A油道(23)和B油道(35)相通，外转子与内转子(25)之间形成环形外油腔，该油腔内设有与外转子连为一体的外壳刮板(29)和与内转子(25)连为一体的内转子刮板(31)，且内转子(25)在内转子刮板(31)旁侧对着A油腔(26)位置开有通往外油腔的A油口(30)，在内转子刮板(31)另一侧对着B油腔(33)位置开有通往外油腔的B油口(32)；单向限位机构设置在内轴(22)及内转子(25)中间实体段上；所述跟踪式双转子油马达(8)设置在后轮(7)的轴心位置，后轮(7)的钢丝与油马达两端盖(27)固连成一体，从而使油马达外转子转动时可带动后轮一起转动；所述蓄能油箱(5)设置安装在较油马达(8)高的位置，油泵(11)、油马达(8)蓄能油箱(5)之间分别通过A油管(9)、B油管(6)连接为一整体，组成一完整的液压驱动系统。
本实用新型工作原理及工作过程如下见图2工作原理示意图，当脚踏(10)向下踩动时，活塞杆(17)带动活塞(16)下移，压迫油泵体(14)的液压油经A油管(9)向油马达(8)的A油道(23)流动，液压油经A油孔(24)进入A油腔(26)，再由A油口(30)进入外油腔即工作油腔内，液压油在工作油腔里对外壳刮板(29)和内转子刮板(31)产生推力，由于单向限位机构使内转子不能作顺时针转动，因此，液压油推动外壳刮板(29)(也即是外壳)作逆时针转动，从而带动后轮向前滚动。随着油泵油塞(16)下移，外壳及后轮作转动的同时，工作油腔内的液压油经B油口(32)、B油腔(33)、B油孔(34)及B油道(35)、B油管(6)被压入蓄能油箱(5)内。当油泵油塞(16)下移到最下点时，外壳刮板(29)即施转到图5中W点的位置，此时，工作油腔内的液压油大量压入蓄能油箱内，使箱内压力增加，储蓄了一定的压力能。此后放松脚踏(10)，在回位弹簧(19)的拉力作用下，脚踏、活塞杆及活塞向上复位，由于油塞(16)在外力作用下上移，油泵(11)产生一空的负压，将A油道(23)内的液压油反吸入油泵内，油马达(8)工作油腔内也成为负压，由于蓄能油箱储蓄有一定的压力能，内转子刮板(31)受到一定的反向压力，因此在工作油腔成为负压时，内转子刮板(31)在工作油腔负压和蓄能油箱(5)从B油口(32)传递来的压力共同作用下，作迅速的逆时针旋转，并跟踪追上外壳刮板(29)，直至油泵活塞(16)上行至上止点为止，此时完成一个工作循环。下一个工作循环又重复上述过程，如此反复，从而完成在人力驱动下，脚踏作上、下往复运动，带动后轮作旋转运动的过程，实现液压传动的目的。
上述单向限位机构可以为现有普通的飞轮，或是专门设计的结构。
为了避免脚用力蹬踩过程中，因用力不匀或其他因素造成拉杆(13)偏摆，拉杆(13)设置有导位块(12)，其固定安装在油泵(11)油缸体(14)的底板上。
为了能改变自行车行车速度，油泵(11)结构可作些改变，如图3所示，油泵(11)的活塞杆(17)不再与活塞(16)固连，而是通过封板(15)与活塞(16)相扣连，活塞杆(17)外还套设有一转筒(18)，转筒(18)套在油泵体(14)内活塞(16)上方，其开有两对称槽口，并在上部设有手柄(21)；当旋动手柄(21)使转筒(18)槽口与油泵体(14)槽口对合时，滑块(20)可同时沿转筒(18)槽口与油泵体(14)槽口滑下，此时活塞(16)不动，活塞杆(17)推动封板(15)向下移动压油，此时活赛杆(17)起封活塞柱的作用，压油量较小，从而可得到较低的车速；当调整手柄(21)使转筒(18)槽口与油泵体(14)槽口错开时，只能沿油泵体(14)槽口滑下，此时转筒(18)受滑块(20)压力，推动活塞(16)向下移动压油，此时的压油量较大，从而可达到较高的车速。以此原理类推活塞杆(17)可套有多层可转位套筒，以实现多种车速的目的。
液压驱动机构在运行一段时间后，难免会有少量油泄漏现象，为了避免出现压力不足或液压系统不平衡的现象，蓄能油箱(5)与油泵(11)之间设置有补油管(36)，其上设置有单向阀(37)，当油泵处于负压状态时，如其中油量不足，蓄能油箱(5)内的油将经补油管(36)进入油泵(11)进行补油。
本实用新型以特殊结构的油泵和油马达配合工作，实现自行车液压驱动，具有高效、省力、使用方便等优点，其结构巧妙、造价低，经济实用，具有较好的实用性及推广的价值。
图1为本实用新型整体示意图；图2为本实用新型工作原理示意图；图3为本实用新型油泵(11)结构示意图；图4为本实用新型油马达(8)A－A剖视图；图5为本实用新型油马达(8)B－B剖视图；图6为实施例油马达(8)示意图；图7为图6C－C剖视图；实施例本实例具体如
图1～图7所示，由车架(2)，前轮(1)、后轮(7)、车把(3)、车座(4)、液压驱动机构组成，其中液压驱动机构包括脚踏(10)、往复式油泵(11)、跟踪式双转子油马达(8)、蓄能油箱(5)，所述往复式油泵(11)由油泵体(14)、活塞(16)、带内空腔活塞杆(17)、转筒(18)、回位弹簧(19)、滑块(20)组成，其中活塞杆(17)一端通过封板(15)与活塞(16)相扣接，另一端与滑块(20)焊接固连，油泵体(14)中段开有对称槽口，以作为滑块(20)的滑动轨道，滑块(20)横贯并嵌置其中，转筒(18)套在油泵体(14)内、活塞(16)上方，其开有两对称槽口，并在上部设有手柄(21)；回位弹簧(19)设置在活塞杆(17)内腔，且一端与活塞(16)的封板连接，另一端与油泵体(14)上端盖相连；油泵体(14)上端的上盖板与支承单车车座(4)的横桥板通过螺栓连接，其上端颈部焊接有三通接头，以与自行车前横通连接，油泵(11)成为自行车的竖通，从而组成自行车的前三角支架。所述脚踏(10)设置在油泵体(14)两侧，其通过拉杆(13)与油泵(11)的滑块(20)固连；本例油泵(11)具有两种行驶速度，且因油泵(11)设置在车架(2)的竖管位置，骑车人可方便地重直向下踩脚踏(10)，达到省力目的；所述跟踪式双转子油马达(8)由端盖(27)、外壳(28)、内转子(25)、内轴(22)、单向限位机构组成，其中两端端盖(27)与外壳(28)通过螺铨紧固成一体成为油马达(8)的外转子，为了减少外转子转动摩擦力，端盖与内轴(22)之间设置有轴承；内轴(22)位于油马达(8)轴心，其内沿轴向分段设置有不连通的内腔，形成A油道(23)和B油道(35)，二油道分别开有通向外腔的A油孔(24)和B油孔(34)，内转子(25)嵌置在外转子端盖内阶梯肩轴与内轴(22)之间，其内表面与内轴(22)之间沿轴向分段设有二个不连通的环形腔室A油腔(26)和B油腔(33)，二油腔通过内轴(22)上的A油孔(24)和B油孔(34)分别与A油道(23)和B油道(35)相通，外转子与内转子(25)之间形成环形外油腔，该油腔内设有外壳刮板(29)和内转子刮板(31)，其中外壳刮板(29)通过螺栓与外转子固连，内转子刮板(31)通过螺栓与内转子固连，且外壳刮板(29)与有相对运动的内转子(25)之间设有密封条，内转子刮板(31)与有相对运动的外壳之间也设有密封条，密封条嵌置在外壳刮板(29)或内转子刮板(31)前端内槽内。内转子(25)在内转子刮板(31)旁侧对着A油腔(26)位置开有通往外油腔的A油口(30)，在内转子刮板(31)另一侧对着B油腔(33)位置开有通往外油腔的B油口(32)；这样油马达(8)内便形成从A油道(23)→A油孔(24)→A油腔(26)→A油口(30)→工作油腔→B油口(32)→B油腔(33)→B油口(34)→B油道(35)的液压油运行通道。本例单向限位机构包括内齿圈(38)、一对小齿块(39)、回位弹簧(40)，其中小齿块(39)设置在内轴(22)中间实体段上，该段开有一径向孔(42)，径向孔(42)开有与A油道(23)相通的小孔(43)，一对小齿块(39)对称设置在径向孔(41)两端，其间通过回位弹簧(40)连接，内齿圈(38)对应设置固定在内转子(25)中间实体段上。另外，小齿块(39)后端设置有起限定其复位位置及导向作用的定位螺钉(41)；所述跟踪式双转子油马达(8)设置在后轮(7)的轴心位置，后轮(7)的钢丝一端固定在与油马达两端盖(27)固连在一起的连接板(44)上，从而使油马达外转子转动时可带动后轮一起转动；所述蓄能油箱(5)设置安装在较油马达(8)高的单车后座位置，油泵(11)、油马达(8)、蓄能油箱(5)之间分别通过A油管(9)、B油管(6)连接为一整体，组成一完整的液压驱动系统。另外，车架(2)的后三角架的斜杆、支承油箱(5)的直杆及支承档雨板的支条都固定在支承端板(45)上，支承端板(45)固定在内轴(22)两端位置。
本例工作原理及过程大体如上第3页所述，需要说明的是本例油马达(8)的单向限位机构的工作原理如下当液压油经A油管向油马达(8)的A油道(23)流动时，有一小部分液压油从内轴(22)的小孔(43)进入径向孔(42)内，从而推动小齿块(39)向外伸出与内齿圈(38)啮合，起到限制内转子作顺时针转动的作用；在A油道(23)压力降至常压时，回位弹簧(40)将内齿块(39)拉回径向孔(42)内，与内齿圈脱离，以利人不骑车可反向倒车。
权利要求1.一种高效液动自行车，由车架(2)，前轮(1)、后轮(7)、车把(3)、车座(4)、液压驱动机构组成，其中液压驱动机构包括脚踏(10)、往复式油泵(11)、跟踪式双转子油马达(8)、蓄能油箱(5)，(1)、所述往复式油泵(11)由油泵体(14)、带内空腔活塞杆(17)、活塞(16)、回位弹簧(19)、滑块(20)组成，其中a、活塞杆(17)一端与活塞(16)连接，另一端与滑块(20)固连，油泵体(14)中段开有对称槽口，滑块(20)横贯并嵌置其中，b、回位弹簧(19)设置在活塞杆(17)内腔，且一端与活塞(16)连接，另一端与油泵体(14)上盖板相连，(2)、所述脚踏(10)设置在油泵体(14)两侧，其通过拉杆(13)与油泵(11)的滑块(20)固连；(3)、所述跟踪式双转子油马达(8)由端盖(27)、外壳(28)、内转子(25)、内轴(22)、单向限位机构组成，其中a、两端端盖(27)与外壳(28)连成一体成为油马达(8)的外转子，b、内轴(25)位于油马达(8)轴心，其内沿轴向分段设置有不连通的内腔，形成A油道(23)和B油道(35)，二油道分别开有通向外腔的A油孔(24)和B油孔(34)，c、内转子(25)设置于外转子和内轴(22)之间，其内表面与内轴(22)之间沿轴向分段设有二个不连通的环形腔室A油腔(26)和B油腔(33)，二油腔通过内轴(22)上的A油孔(24)和B油孔(34)分别与A油道(23)和B油道(35)相通。d、外转子与内转子(25)之间形成环形外油腔，该油腔内设有与外转子连为一体的外壳刮板(29)和与内转子(25)连为一体的内转子刮板(31)，且内转子(25)在内转子刮板(31)旁侧对着A油腔(26)位置开有通往外油腔的A油口(30)，在内转子刮板(31)另一侧对着B油腔(33)位置开有通往外油腔的B油口(32)。(4)、单向限位机构设置在内轴(22)及内转子(25)中间实体段上；(5)、所述跟踪式双转子油马达(8)设置在后轮(7)的轴心位置，后轮(7)的钢丝与油马达两端盖(27)固连成一体，所述蓄能油箱(5)设置安装在较油马达(8)高的位置，油泵(11)、油马达(8)蓄能油箱(5)之间分别通过A油管(9)、B油管(6)连接为一整体。
2.根据权利要求1所述的液动自行车，其特征在于所述往复式油泵(11)设置为车架(2)前三角架的竖管。
3.根据权利要求1或2所述的液动自行车，其特征在于所述拉杆(13)设置有导位块(12)，该导位块(12)固定安装在油泵体(14)的底板上。
4.根据权利要求1所述的液动自行车，其特征在于所述蓄能油箱(5)设置为单车后座。
5.根据权利要求1所述的液动自行车，其特征在于所述油泵(11)的活塞杆(17)外套设有一转筒(18)，活塞杆通过封板(15)与活塞(16)扣连，转筒(18)套在油泵体(14)内、活塞(16)上方，其开有两对称槽口，并在上部设有手柄(21)。
6.根据权利要求1所述的液压自行车，其特征在于所述蓄能油箱(5)与油泵之间设有补油管(36)，且该管道上设置有单向阀(37)。
7.根据权利要求1所述的液压自行车，其特征在于上述单向限位机构包括内齿圈(38)、一对小齿块(39)、回位弹簧(40)，其中小齿块(39)设置在内轴(22)中间实体段上，该段开有一径向孔(42)，径向孔(42)开有与A油道(23)相通的小孔(43)，一对小齿块(39)对称设置固定在径向孔(42)两端，其间通过回位弹簧(40)连接，内齿圈(38)对应设置固定在内转子(25)中间实体段上。
8.根据权利要求7所述的液动自行车，其特征在于上述限位机构设置有起到限定小齿块(39)复位位置及导向作用的定位螺钉(41)。
专利摘要一种高效液动自行车。以专门设计的往复式油泵、跟踪式双转子油马达，蓄能油箱组成的液压驱动系统作为自行车驱动装置，实现自行车液压驱动，具有高效、省力、使用方便等优点，其结构巧妙、造价低，经济实用，具有较好的实用性及推广价值。
文档编号B62M19/00GK2177659SQ93245638
公开日1994年9月21日 申请日期1993年11月18日 优先权日1993年11月18日
发明者王超桂 申请人:王超桂