專利名稱：不等輪徑擺動簧式自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型不等輪徑擺動簧式自行車涉及的是一種人力驅(qū)動自行車裝置， 特別是二輪、三輪人力驅(qū)動自行車裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的人力驅(qū)動自行車有二輪、三輪自行車，皆依靠雙腳向下作圓周運動
使之前進，稱為普通自行車。腳蹬沿腳拐回轉(zhuǎn)一周所走過的距離為s=2"r (r 為腳蹬回轉(zhuǎn)半徑)，而所作的功則為w=Fr (F為腳所施的力在沿腳蹬圓切線方 向上的分力)?？梢?，人在普通自行車驅(qū)車過程中，大部分力都沒有被利用，而 只有少部分力(約1/3)作有用功。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對上述不足之處，提供不等輪徑擺動簧式自行車， 是-種雙擺桿擺動簧式繩鏈傳動低座平蹬人力驅(qū)動自行車，該車能能增加有用 功、減少無用功，充分利用人體各方面能量，實現(xiàn)高效高速的目的。本實用新
型與普通自行車裝置相比速度相同時省力，施力相同時增速。
不等輪徑擺動簧式自行車是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)不等輪徑擺動簧式自
行車由車架部分、車座部分、操縱部分和驅(qū)動部分組成。
車架部分包括擺軸前撐、擺軸后撐、上斜梁、下斜梁、前叉套、左簧套、
右簧套、后軸架、中軸套和車座套等；上斜梁與下斜梁前端裝有前叉套，上斜
梁上部固接有擺軸前撐和擺軸后撐，擺軸前撐和擺軸后撐上端與車把套相固連，
5車架中部裝有中軸套，中軸套上部裝有車座套，中撐前端與上斜梁、下斜梁相 固接，中撐后端與平撐、中軸斜撐相連接，中撐上端中軸斜撐與車座套相固接；
車座套通過后斜撐與后軸架相連，后軸架前端與中軸套相連，后軸架后端設(shè)有 后軸叉。左簧套與右簧套分別通過簧前撐和簧短撐固定在車架的下斜梁左、右兩側(cè)。
車座部分包括車座與減震器等，車座通過其下端的車座插桿與車架相連， 可通過調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整車座上下高度，車座由座椅墊、靠背、車座插桿組成。座 椅墊下部裝有減震器，減震器下端裝有車座插桿。減震器由兩個具有凹腔形狀 板的板簧通過螺栓連接組成。
操縱部分包括車把、前剎、后剎、前叉和前輪等；前叉裝在車架前部前叉套 內(nèi)，前叉下部裝有前輪，前輪上裝有前擋泥板，車把裝在車架前上部前叉套內(nèi)， 前叉通過前叉螺母與車把相連接，車把轉(zhuǎn)動通過前叉，使得前輪轉(zhuǎn)動，而改變自 行車的行駛方向。
前剎裝在前叉前端，用于剎前輪，后剎裝在后軸上，用于剎后輪，剎車把 裝在車把左右兩側(cè)。
驅(qū)動部分包括左擺桿、右擺桿、左腳蹬、右腳蹬、左繩鏈、右繩鏈、左飛 輪、右飛輪、左彈簧、右彈簧、鏈輪、鏈條和飛輪。擺桿軸裝在擺桿軸套內(nèi)， 左擺桿裝在擺桿軸左側(cè)，右擺桿裝在擺桿軸右側(cè)，左擺桿與右擺桿下部分別裝 有左腳蹬、右腳蹬，左腳蹬軸、右腳蹬軸上分別固接有左繩鏈、右繩鏈，左繩 鏈、右繩鏈分別通過左飛輪、右飛輪與左彈簧、右彈簧相連接，左彈簧、右彈 簧分別裝在左彈簧套、右彈簧套內(nèi)，可通過調(diào)節(jié)螺母調(diào)整彈簧松緊程度。中軸 裝在中軸套內(nèi)，中軸左側(cè)裝有左飛輪，中軸右側(cè)裝有右飛輪，左飛輪、右飛輪與左繩鏈、右繩鏈和左彈簧、右彈簧分別實現(xiàn)共面，即在同一平面內(nèi)。
后軸裝在后軸架后端設(shè)有的后軸叉上，后輪裝在后軸上，后輪上部裝有后
擋泥板，后軸左側(cè)裝有后剎車，后軸右側(cè)裝有飛輪，鏈輪通過鏈條帶動飛輪，
驅(qū)動后輪運動，帶動整車前進。
所述后軸與后軸叉上裝有支架，用于支撐整車。
所述左繩鏈和右繩鏈是由鋼絲繩與滾子鏈條采用專用連箍相連接，左繩鏈 和右繩鏈的鏈條部分與左、右飛輪相嚙合，另一端與裝在彈簧套里的彈簧相聯(lián)， 分別構(gòu)成左右各一個封閉傳動鏈。左飛輪、右飛輪分別裝在中軸的車架兩側(cè)， 其內(nèi)分別裝有超越離合器，與普通自行車的飛輪相同，使其只能單向回轉(zhuǎn)。在 鏈輪上方安裝有可前后上下調(diào)節(jié)、帶靠背的低位車座。鏈輪通過鏈條帶動飛輪 實現(xiàn)單向轉(zhuǎn)動，進而通過后輪軸驅(qū)動后輪及前輪前進。
所述前輪與后輪采用不等輪徑設(shè)計，前輪直徑小于后輪直徑。
工作原理當左(或右)腳向前施力蹬踩左腳蹬時，腳蹬通過左擺桿繩鏈 驅(qū)動左飛輪正向旋轉(zhuǎn)，通過中軸使鏈輪帶動后飛輪、后輪正向旋轉(zhuǎn)，使自行車 向前運動，當左腳蹬至最前點時，將左簧套中的彈簧拉至最大位置，左腳后退 時，在彈簧力作用下左擺桿將自動復(fù)位；當右腳向前施力蹬踩右腳蹬時，情況 類似。當雙腳輪番驅(qū)動時，變換左右腳，則可實現(xiàn)裝置的連續(xù)向前運動。
上述繩鏈驅(qū)動為第一級傳動，第二級鏈傳動則與普通自行車相同。兩級傳 動的增速傳動比i可基本相同，則總傳動比為2i，即為普通自行車傳動比的兩 倍，在相同的蹬踩頻率下車速可提高一倍以上。
本實用新型的主要特點有-
1、采用雙擺桿-繩鏈與鏈輪-后飛輪的二級鏈傳動現(xiàn)有普通二輪自行車、三輪人力車的驅(qū)動是人的雙腳蹬踩腳蹬作回轉(zhuǎn)運動 使車前進的，采用雙擺桿繩鏈的二級鏈驅(qū)動裝置，其關(guān)鍵技術(shù)在于將腳蹬的圓 周運動改變?yōu)榻谥本€的弧線運動。雙擺桿繩鏈的第一級傳動左右互不干涉， 即可同時驅(qū)動，又可單獨驅(qū)動或雙腳交替驅(qū)動。
2、 前、后輪采用不等輪徑設(shè)計，前輪小于后輪，主要考慮如下問題(1) 擺桿軸擺動幅度較大，當向前擺動到極限位置時，腳踏不能與前輪及前輪護罩 相碰撞，(2)同時保證前叉軸線裝配角度符合國家行業(yè)標準，使得車把轉(zhuǎn)向靈 活、安全。
3、 采用低位車座帶靠背結(jié)構(gòu)
現(xiàn)在的二輪、三輪自行車座位在腳蹬的上方，駕駛者向下踏動腳蹬時，所 施加的力一般不會超過自身的重量，但當騎賽車時，需把腰彎下，用腳向下蹬 踏，就能用上更大的力氣，根據(jù)這一原理，本實用新型裝置的車座裝在與腳蹬 基本等高的斜平面上，讓人像半躺著一樣接近水平方向向前去蹬踩腳蹬，同時 背靠弧形靠背能充分發(fā)揮人機工學(xué)的施力原理，這樣在腳蹬上無需多用力，就 能把時速提高1倍以上，如圖1所示。
4、 采用變速結(jié)構(gòu)鏈輪-后飛輪采用變速結(jié)構(gòu)，分若干擋進行變速，實現(xiàn) 開始驅(qū)動與爬坡時用低檔，非常省力；運動起來以后逐步換高檔，加上高速運 動狀態(tài)下的慣性作用，使所需驅(qū)動力減小。即實現(xiàn)開始起動與爬坡時的低速-近 似等比傳動；正常運動時的高速-大增速比傳動。
5、 綜述本實用新型與現(xiàn)有普通二輪、三輪自行車相比，具有以下優(yōu)點 1)雙擺桿繩鏈傳動驅(qū)動裝置使得人力驅(qū)動裝置中的有害分力大幅降低，
有用分力大幅提高，又進一步提高駕駛者的耐力與作功效率，提高了系統(tǒng)的運動速度。
2)低位車座帶靠背結(jié)構(gòu)使得人力驅(qū)動裝置能最大限度的發(fā)揮人體結(jié)構(gòu) 的用力功能，降低人的疲勞強度，增強駕駛者的舒適性，提高駕駛者的耐力， 使其能輕松的驅(qū)動系統(tǒng)前進。
3) 采用變速結(jié)構(gòu)鏈輪-后飛輪采用塔輪外變速或后軸內(nèi)變速結(jié)構(gòu)，分若 干擋進行變速，可實現(xiàn)開始起動與爬坡時的低速-近似等比傳動，使得啟動時所 需驅(qū)動力明顯減小，易于啟動。
4) 考慮到整體式車架，輕型塑材的選用，可靠的制動系統(tǒng)，起動停車的穩(wěn) 定性等，可使得采用本實用新型人力驅(qū)動裝置制作的二輪、三輪自行車(密閉 型或敞開型)均可作為人們的代步、運輸、交通工具，亦可作為體育、休閑健 身用工具。


以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明
圖1是不等輪徑擺動簧式自行車主視圖。主要表達車座、操縱部分和驅(qū)動 部分的位置、連接關(guān)系，包括前輪l、前軸2、前擋泥板3、前叉4、車把5、擺 桿軸6、車架7、右繩鏈8、車座9、減震器IO、中軸ll、后輪12、后軸13、 飛輪14、后擋泥板15、支架16、右飛輪17、左飛輪18。
圖2是不等輪徑擺動簧式自行車俯視圖。主要表達驅(qū)動部分左右傳動機構(gòu) 的位置、連接關(guān)系，包括左擺桿19、左腳蹬20、左彈簧21、左繩鏈22、右彈 簧23、左腳蹬24、右擺桿25、鏈輪26、鏈條27。
圖3是不等輪徑擺動簧式自行車的車架示意圖。主要表達車架部分各個零部 件的位置、連接關(guān)系，包括前叉套7-1、擺軸套7-2、擺軸后撐7-3、上斜梁7-4、中撐7-5、車座套7-6、后斜撐7-7、后軸叉7-8、后軸架7-9、中軸套7-10、 中軸斜撐7-11、平撐7-12、簧短撐7-13、左簧套7-14、右簧套7-15、簧前撐 7-16、下斜梁7-17、擺軸前撐7-18。
具體實施方式

參照附圖1 3，本實用新型不等輪徑擺動簧式自行車的實施例為驅(qū)動采用 雙擺桿擺動彈簧復(fù)位式繩鏈二級傳動、前車輪小后車輪大的不等輪徑、車座采 用低位帶靠背結(jié)構(gòu)制作的自行車。
不等輪徑擺動簧式自行車由車架7、車座9、操縱部分和驅(qū)動部分組成。
車架7包括擺軸前撐7-18、擺軸后撐7-3、上斜梁7-4、下斜梁7-17、前 叉套7-l、左簧套7-14、右簧套7-15、后軸架7-9、中軸套7-10和車座套7-6; 上斜梁7-4與下斜梁7-17前端裝有前叉套7-1，上斜梁7-4上部固接有擺軸前 撐7-18和擺軸后撐7-3，擺軸前撐7-18和擺軸后撐7-3上端與車把套7_2相固 連，車架7中部裝有中軸套7-10，中軸套7-10上部裝有車座套7-6，中撐7-5 前端與上斜梁7-4、下斜梁7-17相固接，中撐7-5后端與平撐7-12、中軸斜撐 7-11相連接，中撐7-5上端中軸斜撐7-11與車座套7-6相固接。
車座套7-6通過后斜撐7-7與后軸架7-9相連，后軸架7-9前端與中軸套 7-10相連，后軸架7-9后端設(shè)有后軸叉7-8。左簧套7-14與右簧套7-15分別 通過簧前撐7-16和簧短撐7-13固定在車架7的下斜梁7-17左、右兩側(cè)。
操縱部分包括車把5、前剎、后剎、前叉4和前輪1;前叉4裝在車 架7前部前叉套7-l內(nèi)，前叉4下部裝有前輪1，前輪l上裝有前擋泥板 3，車把5裝在車架7前上部前叉套7-1內(nèi)，前叉4通過吊緊螺栓與車把5 相連接，車把5轉(zhuǎn)動通過前叉4，使得前輪轉(zhuǎn)動，而改變自行車的行駛方向。
前剎裝在前叉4前端，用于剎前輪1，后剎裝在后軸13上，用于剎后輪12，剎車把裝在車把5左右兩側(cè)。
驅(qū)動部分包括左擺桿19、右擺桿25、左腳蹬20、右腳蹬24、左繩鏈22、右繩鏈8、左飛輪18、右飛輪17、鏈輪、鏈條和飛輪14。擺桿軸6裝在擺桿軸套7-2內(nèi)，左擺桿15裝在擺桿軸6左側(cè)，右擺桿25裝在擺桿軸6右側(cè)，左擺桿15與右擺桿25下部分別裝有左腳蹬20、右腳蹬24，左腳蹬軸、右腳蹬軸上分別固接有左繩鏈22、右繩鏈8，左繩鏈22、右繩鏈8分別通過左飛輪18、右飛輪17與左彈簧21、右彈簧23相連接，左彈簧21、右彈簧23分別裝在左彈簧套7-14、右彈簧套7-15內(nèi)，可通過螺母實現(xiàn)調(diào)整彈簧松緊程度。中軸ll裝在中軸套7-10內(nèi)，中軸11左側(cè)裝有左飛輪7-18，中軸11右側(cè)裝有右飛輪7-17，左飛輪7-18、右飛輪7-17與左繩鏈22、右繩鏈8和左彈簧21、右彈簧23分別實現(xiàn)共面，即在同一平面內(nèi)。
后軸13裝在后軸架7-9后端設(shè)有的后軸叉7-8上，后輪12裝在后軸13上，后輪12上部裝有后擋泥板15，后軸13左側(cè)裝有后剎車，后軸13右側(cè)裝有飛輪14，鏈輪26裝在中軸11上，通過鏈條27帶動飛輪14，驅(qū)動后輪12運動，帶動整車前進。
所述后軸13與后軸叉7-8上裝有支架16，用于支撐整車。車座部分包括車座9與減震器10，車座插桿裝在車座套7-6內(nèi)，通過螺栓調(diào)整上下高度，車座9由座椅墊、靠背、車座插桿組成。車座插桿裝在車座套7-6內(nèi)，通過螺栓調(diào)整上、下高度。座椅墊下部裝有減震器10，減震器10下端裝有車座插桿。減震器10由兩個具有凹腔形狀板的彈簧通過螺栓連接組成。所述車座9采用低位車座，帶靠背。
所述左繩鏈22和右繩鏈8是由鋼絲繩與滾子鏈條采用專用連箍相連接，左繩鏈22和右繩鏈8的鏈條部分分別與左右飛輪相嚙合，另一端與裝在彈簧套里的彈簧相聯(lián)，分別構(gòu)成左右各一個封閉傳動鏈。左飛輪7-18、右飛輪7-17分別裝在中軸ll的車架7兩側(cè)，其內(nèi)分別裝有超越離合器，與普通自行車的飛輪相同，使其只能單向廻轉(zhuǎn)。在鏈輪26上方安裝有可前后上下調(diào)節(jié)、帶靠背的低位車座。鏈輪26通過鏈條27帶動飛輪14實現(xiàn)單向轉(zhuǎn)動，進而通過后軸13驅(qū)動后輪12及前輪前進。
所述前輪1與后輪12采用不等輪徑設(shè)計，前輪1直徑小于后輪12直徑。參照附圖1 3，當左腳向前施力蹬踩左腳蹬20時，左腳蹬20通過左擺桿19帶動左繩鏈22驅(qū)動左飛輪18正向施力，其上離合器閉合且使鏈輪帶動飛輪丄4正向旋轉(zhuǎn)，使裝置向前運動；與此同時，右腳蹬24則相應(yīng)向后運動；當左腳蹬20前移至最前點時，右腳蹬20則運動到最后點，變換腳踩方向，即右腳向前蹬踩，右飛輪17正轉(zhuǎn)，帶動整個裝置向前運動，而此時左飛輪18與鏈輪分離，左腳蹬20相應(yīng)向后運動，直至終點完成一個工作循環(huán)，如此反復(fù)實現(xiàn)裝置的連續(xù)向前運動。此為左右腳交替向前運動的情況，當然，由于第一級繩鏈傳動左右彈簧封閉，故也可使左右腳同時向前向后運動或左右腳各自單獨運動，這就為不同人群包括殘疾人的使用提供了方便。
權(quán)利要求1、一種不等輪徑擺動簧式自行車，其特征在于由車架部分、車座部分、操縱部分和驅(qū)動部分組成；車架部分包括擺軸前撐、擺軸后撐、上斜梁、下斜梁、前叉套、左簧套、右簧套、后軸架、中軸套和車座套；上斜梁與下斜梁前端裝有前叉套，上斜梁上部固接有擺軸前撐和擺軸后撐，擺軸前撐和擺軸后撐上端與車把套相固連，車架中部裝有中軸套，中軸套上部裝有車座套，中撐前端與上斜梁、下斜梁相固接，中撐后端與平撐、中軸斜撐相連接，中撐上端中軸斜撐與車座套相固接；車座套通過后斜撐與后軸架相連，后軸架前端與中軸套相連，后軸架后端設(shè)有后軸叉；左簧套與右簧套分別通過簧前撐和簧短撐固定在車架的下斜梁左、右兩側(cè)；車座部分包括車座與減震器，車座通過其下端的車座插桿與車架相連，通過調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整車座上下高度，車座由座椅墊、靠背、車座插桿組成，座椅墊下部裝有減震器，減震器下端裝有車座插桿；操縱部分包括車把、前剎、后剎、前叉和前輪；前叉裝在車架前部前叉套內(nèi)，前叉下部裝有前輪，前輪上裝有前擋泥板，車把裝在車架前上部前叉套內(nèi)，前叉通過前叉螺母與車把相連接，車把轉(zhuǎn)動通過前叉，使得前輪轉(zhuǎn)動，而改變自行車的行駛方向；驅(qū)動部分包括左擺桿、右擺桿、左腳蹬、右腳蹬、左繩鏈、右繩鏈、左飛輪、右飛輪、左彈簧、右彈簧、鏈輪、鏈條和飛輪；擺桿軸裝在擺桿軸套內(nèi)，左擺桿裝在擺桿軸左側(cè)，右擺桿裝在擺桿軸右側(cè)，左擺桿與右擺桿下部分別裝有左腳蹬、右腳蹬，左腳蹬軸、右腳蹬軸上分別固接有左繩鏈、右繩鏈，左繩鏈、右繩鏈分別通過左飛輪、右飛輪與左彈簧、右彈簧相連接，左彈簧、右彈簧分別裝在左彈簧套、右彈簧套內(nèi)，通過調(diào)節(jié)螺母調(diào)整彈簧松緊程度；中軸裝在中軸套內(nèi)，中軸左側(cè)裝有左飛輪，中軸右側(cè)裝有右飛輪；后軸裝在后軸架后端設(shè)有的后軸叉上，后輪裝在后軸上，后輪上部裝有后擋泥板，后軸左側(cè)裝有后剎車，后軸右側(cè)裝有飛輪，鏈輪通過鏈條帶動飛輪，驅(qū)動后輪運動，帶動整車前進。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的不等輪徑擺動簧式自行車，其特征在于所述前剎 裝在前叉前端，用于剎前輪，后剎裝在后軸上，用于剎后輪，剎車把裝在車把左右兩側(cè)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的不等輪徑擺動簧式自行車，其特征在于所述左飛 輪、右飛輪與左繩鏈、右繩鏈和左彈簧、右彈簧分別實現(xiàn)共面，即在同一平面內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的不等輪徑擺動簧式自行車，其特征在于所述后軸 與后軸叉上裝有支架，用于支撐整車。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的不等輪徑擺動簧式自行車，其特征在于所述減震 器由兩個具有凹腔形狀板的板簧通過螺栓連接組成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的不等輪徑擺動簧式自行車，其特征在于所述左繩 鏈和右繩鏈是由鋼絲繩與滾子鏈條采用專用連箍相連接，左繩鏈和右繩鏈的鏈 條部分與左、右飛輪相嚙合，另一端與裝在彈簧套里的彈簧相聯(lián)，分別構(gòu)成左 右各一個封閉傳動鏈。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的不等輪徑擺動簧式自行車，其特征在于所述左飛輪、右飛輪分別裝在中軸的車架兩側(cè)，其內(nèi)分別裝有超越離合器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的不等輪徑擺動簧式自行車，其特征在于所述前輪 與后輪采用不等輪徑設(shè)計，前輪直徑小于后輪直徑。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的不等輪徑擺動簧式自行車，其特征在于所述車座 采用低位車座，帶靠背。
專利摘要本實用新型不等輪徑擺動簧式自行車涉及的是一種人力驅(qū)動自行車裝置，特別是二輪、三輪人力驅(qū)動自行車裝置。由車架部分、車座部分、操縱部分和驅(qū)動部分組成；車架部分包括擺軸前撐、擺軸后撐、上斜梁、下斜梁、前叉套、左簧套、右簧套、后軸架、中軸套和車座套；車座部分包括車座與減震器；操縱部分包括車把、前剎、后剎、前叉和前輪；驅(qū)動部分包括左擺桿、右擺桿、左腳蹬、右腳蹬、左繩鏈、右繩鏈、左飛輪、右飛輪、左彈簧、右彈簧、鏈輪、鏈條和飛輪；后軸裝在后軸架后端設(shè)有的后軸叉上，后輪裝在后軸上，后輪上部裝有后擋泥板，后軸左側(cè)裝有后剎車，后軸右側(cè)裝有飛輪，鏈輪通過鏈條帶動飛輪，驅(qū)動后輪運動，帶動整車前進。
文檔編號B62L1/00GK201427633SQ200920047209
公開日2010年3月24日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者劉極峰, 楊小蘭 申請人:南京工程學(xué)院