专利名称：驱动机构改进的自行车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自行车，特别涉及自行车的驱动机构。
目前，公用的自行车的曲柄长度受其圆周运动的限制，其与驱动链轮的半径比较小，并没有充分利用杠杆原理减轻骑行者的骑行强度；另有一种踏板自行车，如申请号为96115576.0的中国专利申请所公开的一种自行车，这种自行车尽管增加了曲柄的长度，但由于曲柄的支点在自行车的后轮轴上，因此在作功行程上曲柄的踏幅主要反映在垂直方向上，即主要依靠人体下肢在垂直方向上运动的距离来作为作功行程，而人体下肢自最底端运动至最上端，其所作的功属无用功，因此利用这种结构，骑行时作功的效率相对不高。
本实用新型的目的在于提供一种能够降低骑行强度、同时又兼顾作功效率的自行车。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案其驱动机构包括与传动装置对应的驱动齿轮或驱动链轮及其中轴，以及与中轴对应的左右曲柄，中轴设于车架上，所述的左右曲柄与中轴单向啮合连接，左右曲柄往复连动；中轴的位置处于经过前后轮轴连线上距前轮最后端30厘米点、且与该点和后轮轴的连线的夹角为35度及70度的两条直线之间，并在垂直方向上中轴处于鞍座高度以下前后轮轴连线以上，上述单向啮合连接所指的是当处于作功状态时，左右曲柄与中轴齿合连接，当处于非作功状态时，左右曲柄与中轴脱离动力连接状态。
本实用新型可采用以下进一步的技术方案所述的中轴位置的较佳范围是处于经过前后轮轴连线上距前轮最后端30厘米点、并与该点和后轮轴的连线的夹角为40度及60度的两条直线之间，且在垂直方向上中轴处于鞍座高度以下前后轮轴连线以上。
本实用新型可采用以下更进一步的技术方案其特征在于所述的中轴位置的最佳范围是中轴的位置是处于经过前后轮轴连线上距前轮最后端30厘米点、并与该点和后轮轴的连线的夹角为45度及55度的两条直线之间，且在垂直方向上中轴处于鞍座高度以下前后轮轴连线以上。
由于采用了上述技术方案，中轴处于经过前后轮轴连线上距前轮最后端30厘米点、且与该点和后轮轴的连线的夹角为35度及70度的两条直线之间，在垂直方向上，中轴处于鞍座高度以下前后轮轴连线以上，左右曲柄与中轴单向啮合连接，左右曲柄往复连动，骑行时，左右曲柄作圆弧运动而不是公知自行车所作的圆周运动，因此可利用自行车自身的高度及车长增加曲柄至中轴直线长度，从而有效地利用杠杆原理减轻骑行者的骑行强度，也就是说在相同骑行强度下，可以得到比公知自行车更快的速度，特别是对于载重车和三轮自行车，可以充分发挥其优点，而当中轴的位置处于经过前后轮轴连线上距前轮最后端30厘米点、并与该点和后轮轴的连线的夹角为40度及60度的两条直线之间，尤其在处于经过前后轮轴连线上距前轮最后端30厘米点、且与该点和后轮轴的连线的夹角为45度及55度的两条直线之间，中轴处于最佳位置，此时自行车的结构更加紧凑，可充分利用自行车自身的高度及车长增加曲柄至中轴直线长度，骑行时，更符合人体下肢的生理结构更易用力；同时，中轴所处的位置，使作功行程上曲柄的踏幅，主要反映在水平方向上，因而骑行时人体下肢上下运动所作的无用功要大大低于申请号为96115576.0的中国专利申请所公开的这类踏板自行车，大体相当于公知的自行车；同时，在骑行时人体下肢所作的是类似行走的圆弧运动，更符合人体的生理结构和习惯；且由于抬高了中轴的位置使得骑行时前轮所带起的泥浆不易粘到驱动装置，克服了公知自行车链罩靠近前轮的下方容易被前轮所带起的泥浆污损的缺点；同时，由于中轴可以设置的位置有了较大的选择范围，因此为设计者又提供了一种外形、功能设计的新途径。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本实用新型的示意图。
图2为本实用新型的俯视图。
图3为本实用新型的左右曲柄采用齿轮连动时的俯视图。
图4为本实用新型中轴与左右曲柄的连接示意图。
图5为本实用新型实施例2的驱动装置的剖面示意图。
图6为本实用新型驱动装置设置变速齿轮时，驱动装置的剖面示意图。
图7为本实用新型应用于三轮车的示意图。
实施例1参照附
图1、2、3、4。本实用新型的驱动机构包括与传动链条44连接的链轮1及其中轴2，以及与中轴2对应的左右曲柄3、4，左右曲柄3、4与中轴2单向啮合连接，左右曲柄往复连动；车架上管5、立管11、立叉7的交接处设有轴套6，中轴2设于轴套6中，其中立叉7与上管5或立管11活性连接，调整车架上管5、立管11、立叉7的倾斜度和长度可使中轴2处在鞍座43高度以下前后轮轴8、9连线以上的不同高度并处于经过前后轮轴8、9连线上距前轮10最后端30厘米点、并与该点和后轮轴9的连线的夹角为35度及70度的两条直线之间，尤其在呈40度及60度的两条直线之间，最佳在呈45度及55度的两条直线范围内，比如中轴2处于和前后轮轴8、9连线上距前轮10最后端30厘米点的连线与该点和后轮轴9的连线的夹角为42度或47度或49度或50度或51度或53度或57度，此时自行车的结构更加紧凑，可充分利用自行车自身的高度及车长增加曲柄至中轴直线长度，骑行时，更符合人体下肢的生理结构更易用力；轴套6也可设在下管12、立管11、平叉37的交接处，中轴2设于轴套6中，这种设置方式较适合于中轴2位置较低的情况。
左右曲柄3、4的一端设有轴套13、14并套在中轴2左右两端的外侧，中轴2在左右两端套接处分别设有一组沿其周边排列的棘爪15，每组棘爪15至少设置五个，棘爪15一端卡在中轴2表面的凹孔16中，另一端与中轴2表面弹性连接，这种弹性连接可通过一定曲率或折角的钢丝17实现，钢丝17一部分处于棘爪15与中轴2表面之间，另一部分卡在中轴2侧面的槽中，轴套13、14沿其内壁周边等弧度设置与棘爪15对应的内齿18，相邻棘爪15之间在圆周上的距离不等并使得骑行中同时只有一个棘爪与内齿结合，上述距离可以逐渐扩大的方式设置，比如第一和第二棘爪的距离为1L，第二和第三棘爪的距离1.1L，第三和第四棘爪的距离1.2L，以此类推，L为单位弧线长度。
为使起踏时棘爪15与内齿18之间不至于存在过大的间隙，每组棘爪的数量最佳范围在五至十五个，其数量由中轴2左右两端的周长决定，轴套13、14等弧度设置与棘爪15对应的内齿18，棘爪15的排列方式同上。
或者在中轴2左右两端各设置两组相互平行的上述棘爪15，两组棘爪15在其轴向投影上重合，轴套13、14设置两组与棘爪15对应的内齿18，每组内齿18等弧度设置，两组内齿18在其轴向投影上不重合，棘爪15的排列方式同上。
在轴套13、14侧面设置环形槽45，槽45中设置钢珠19，在轴套13、14及中轴2侧面设置挡板20，挡板20与中轴2侧面固定连接。
在车架下管12上设置转向轴承21，左右曲柄3、4之间连有钢丝绳22，钢丝绳22跨过轴承21从而实现左右曲柄3、4的往复联动。
左右曲柄3、4的往复连动还可通过以下方式实现，轴套13、14的外侧均设有齿轮23、24，轴套13、14设有与之对应的外齿，上述齿轮23、24的轴25、26通过一组中间齿轮27连接，这样也实现了左右曲柄3、4往复联动。
实施例2；参照附图5。本实施例的结构基本与实施例1相同，所不同的是与驱动机构的中轴2对应的是驱动齿轮28，该齿轮28通过过桥齿轮29、被动齿轮30，将动力传递给与被动齿轮30同轴的链轮31，链轮31与传动链条对应，上述驱动齿轮28、过桥齿轮29、被动齿轮30设置在驱动箱32内，中轴2穿过驱动箱32与左右曲柄连接，驱动箱32设置在车架上管5、立管11、立叉7的的交接处，或设置在下管12、立管11、平叉37的交接处。
实施例3；参照附图6。本实用新型的驱动机构包括一个变速齿轮组，变速齿轮组由主动齿轮33及其中轴2、与主动齿轮33对应的过桥齿轮34组成，主动齿轮33上设有拨叉座35，拨叉座35中设有相应的拨叉36，主动齿轮33通过过桥齿轮34，将动力传递给和链轮38同轴的被动齿轮39，链轮38与传动链条对应，主动齿轮33、过桥齿轮34、被动齿轮39设于变速箱40之中，中轴2穿过变速箱40与左右曲柄连接，变速箱40设置在车架上管5、立管11、立叉7的的交接处，或设置在下管12、立管11、平叉37的交接处，其他与实施例1相同。
实施例4参照附图7。本实施例是将本实用新型应用于三轮自行车。中轴设在支架48、49的交接处，在车架底部的两侧分别设有同轴的传动链轮41和被动链轮42，其中被动链轮42与驱动装置通过链条46连接，传动链轮41通过链条47与后轴飞轮连接，其他结构同实施例1。
权利要求1.一种驱动机构改进的自行车，其驱动机构包括与传动装置对应的驱动齿轮或驱动链轮及其中轴，以及与中轴对应的左右曲柄，中轴设于车架上，其特征在于所述的左右曲柄与中轴单向啮合连接，左右曲柄往复连动；中轴的位置处于经过前后轮轴连线上距前轮最后端30厘米点、且与该点和后轮轴的连线的夹角为35度及70度的两条直线之间，并在垂直方向上中轴处于鞍座高度以下前后轮轴连线以上。
2.如权利要求1所述的一种驱动机构改进的自行车，其特征在于所述的左右曲柄的一端设有轴套并套在中轴左右两端的外侧，中轴在左右两端套接处分别设有沿其周边排列的至少五个棘爪，棘爪一端卡在中轴表面的凹孔中，另一端与中轴表面弹性连接，上述轴套设有沿其内壁周边均匀分布并与棘爪对应的内齿，相邻棘爪之间在圆周上的距离不等并使得骑行中同时只有一个棘爪与内齿结合。
3.如权利要求2所述的一种驱动机构改进的自行车，其特征在于所述中轴在左右两端套接处分别设有相互平行的两组上述沿周边排列的棘爪，每端棘爪在其轴向投影上重合，上述轴套设有与之对应的两组内齿，每组内齿沿轴套内壁周边均匀分布，每端内齿在其轴向投影上不重合。
4.如权利要求2或3所述的一种驱动机构改进的自行车，其特征在于中轴左右两端的棘爪，每组设置5至15个棘爪，所述轴套设有与之对应的内齿。
5.如权利要求2或3所述的一种驱动机构改进的自行车，其特征在于所述的左右曲柄通过线连接，在自行车的车架上设有该线的转向轴承。
6.如权利要求2或3所述的一种驱动机构改进的自行车，其特征在于所述左右曲柄的轴套的外侧均设有曲柄联动齿轮，轴套设有与之对应的外齿，上述齿轮的轴通过一组中间齿轮相互连接。
7.如权利要求1所述的一种驱动机构改进的自行车，其特征在于所述的驱动齿轮是指变速齿轮组的主动齿轮，主动齿轮通过变速齿轮组的过桥齿轮与和链轮同轴的被动齿轮连接，该链轮与传动链条对应。
8.如权利要求1或7所述的一种驱动机构改进的自行车，其特征在于所述的中轴位置的较佳范围是处于经过前后轮轴连线上距前轮最后端30厘米点、并与该点和后轮轴的连线的夹角为40度及60度的两条直线之间，且在垂直方向上中轴处于鞍座高度以下前后轮轴连线以上。
9.如权利要求1或7所述的一种驱动机构改进的自行车，其特征在于所述的中轴位置的最佳范围是处于经过前后轮轴连线上距前轮最后端30厘米点、并与该点和后轮轴的连线的夹角为45度及55度的两条直线之间，且在垂直方向上中轴处于鞍座高度以下前后轮轴连线以上。
专利摘要一种驱动机构改进的自行车,其驱动机构的曲柄与中轴单向啮合连接,左右曲柄往复连动;中轴的位置处于经过前后轮轴连线上距前轮最后端30厘米点、并与该点和后轮轴的连线的夹角为35度及70度的两条直线之间,在垂直方向上处于鞍座以下前后轮轴连线以上,利用自行车自身的高度及车长增加曲柄至中轴直线长度,骑行省力,特别对载重车和三轮车,能充分发挥优点,也可设置变速装置提高骑行速度。
文档编号B62M1/24GK2357992SQ98225000
公开日2000年1月12日 申请日期1998年9月1日 优先权日1998年9月1日
发明者叶永余 申请人:叶永余