一种人体重力驱动自行车

[

申请号：CN201520935067.4 (进入下载页) 申请日：2015-11-20

申请/专利权人：陈全钦 公开/公告号：CN205186449U

发明/设计人：陈全钦 公开/公告日：2016-04-27

主分类号：B62M1/20

分类号：B62M1/20;B62M1/24;B62M1/10

搜索关键词：一种人体重力驱动自行车

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于陈全钦，未经陈全钦许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【】

【说明书】：

[技术领域]

本实用新型涉及一种自行车，采用新型人体重力驱动使骑行轻快，更有速度感和 舒适感，适用较长距离骑行，如旅游、野营等，是健身的好器材。

[背景技术]

传统自行车是以人的腿部力量为动力，骑行姿势比较单一，路程稍长便有吃力的 感觉，对一般人来说只能近距离骑行。分析其主要原因，传统的链轮传动，在人踩踏产生的 机械能传给自行车其效力不高。所以一般体质的人骑得稍快边感到吃力。

传统自行车发展至今有很大的改进和提高，然而自行车的传动系统变化不大，人 们通过踩踏自行车脚踏板，带动曲柄使大链轮作圆周运动。通过链条带动后轮“小飞轮”使 自行车前行。传统自行车的大链轮旋转一周，存在上下两个死点，骑行者脚作用力的方向与 上下二个死点成一条直线的瞬间，这时即使作用力再大，也是不做功的。反之骑行者脚的作 用力方向与曲柄成90度时的瞬间，做功的效率达到最大值，这时作用力越大骑行者做的功 也越大。但是对传统自行车来讲，骑行者做功的平均效率是低的。

[发明内容]

为了克服传统自行车在较长距离骑行易产生疲劳的问题，本实用新型在不改变传 统自行车基本结构，在安全性、自行车的稳定性、牢固性得到保障的情况下设计发明了这款 新型自行车。

为实现上述目的，设计一种人体重力驱动自行车，包括自行车架、活动座椅、前后 车轮、左右踏板、链轮以及链条，其特征在于，所述活动座椅，由自行车鞍座、自行车鞍座下 部连接杆、中管组成，所述中管内设有空腔，连接杆置于所述空腔内，并由空腔内底部的弹 簧弹性支承，所述空腔内部侧壁设有一齿轮，连接杆侧部相应设有齿条，齿条与齿轮啮合， 齿条上下往复运动带动齿轮转动，齿轮与齿轮轴一体，所述齿轮齿轮轴连接带棘轮的小飞 轮，带棘轮的小飞轮通过链条连接惰轮，惰轮通过链条连接后轮花鼓上左端的小飞轮，继而 与后轮联动。

后轮轮轴采用双驱动结构，轮轴一侧依次通过后轮花鼓上左端的小飞轮、链条、惰 轮、带棘轮的小飞轮、齿轮、连接杆与活动座椅刚性连接，轮轴另一侧与踏板控制连接。

轮轴另一侧驱动结构由脚踩踏板、曲柄、中轴箱、大链轮、链条、后轮花鼓上的小飞 轮，曲柄与中轴箱的中轴刚性连接带动中轴箱的中轴左旋，中轴箱的动力输出轴与大链轮 刚性连接，大链轮反时针方向旋转，链条连接大链轮和后轮花鼓上右边的小飞轮带动后轮 前行。

所述齿条采用方形结构，实现齿条上下垂直定位受力。

所述左右踏板分别通过一根复位弹簧与自行车架固定连接，使得踏板上下踩踏角 度为±45°。

所述带棘轮的中轴箱内部，由两个相对的棘轮输出轴，每个棘轮的端面开有夹角 90°的缺口二个，装配时可互成90°安装，左右棘轮输出轴的大端相对而装，端面上的缺口与 对面的输出轴的大端的端面上的突出部分的尺寸是互相配合的，因此正好相互嵌入，起到 一个连轴器的作用，实现单向转动。

本实用新型的人体重力驱动自行车，它的驱动力由上述两部组成，它们可以单独 采用也可以交替采用，克服了传统自行车在较长距离骑行易产生疲劳的问题，保证了自行 车骑行过程中的安全性、稳定性和牢固性。

[附图说明]

图1为本实用新型人体重力驱动自行车总装配图

图2a为中轴箱结构图

图2b为中轴箱结构图

图3为齿条、齿轮传动部件结构示意图

图4为图3齿条齿轮传动部件A-A剖视图

图5为自行车后视图

图6为惰轮部件结构示意图

图7为弹簧固定箍结构示意图

图8为自行车左右两边的曲柄装配图

图9为自行车后轮花鼓小飞轮装配图

图10为自行车车架中管上端用于紧固齿轮齿条部件的结构图

图11为图12中的B向视图

图12为自行车车架

图13为齿条齿轮传动装配图

图14为齿轮齿条传动对比图

图15为曲柄与中轴箱的中轴刚性连接结构示意图

图中标注说明

1鞍座，2齿条齿轮传动部件，3中管，4中轴箱，5a,5b曲柄，6a，6b小飞轮，7a，7b复位 弹簧，8大链轮，9链条，10a,10b曲柄上下运动的限位板，11小飞轮，12链条，13惰轮，14惰轮， 15链条，16弹簧固定箍，用于固定复位弹簧，17a，17b脚踏板，18自行车车架上管，19链条，20 自行车车架，21圆弧固定箍；

2-1a中轴，2-1b中轴，2-2a动力输出轴，2-2b动力输出轴，2-4撑板，2-5弹簧，

3-1弹簧，3-4齿条，3-5带圆柱体的套筒,3-6齿轮,3-7紧固箍，

4-7挡圈，5-4自行车底板安装中轴箱的外壳，5-7圆弧形紧固箍，6-12支架，9-1自 行车后轮上的花鼓，10-1自行车的后支架，10-2用于固定自行车后支架的调整挡圈，

13-8圆锥销，13-9带隔板的滚珠

14-1齿条，14-2齿轮，14-3轴承，14-4壳体

自行车上有左右对称的零件分别用ab表示，a表示自行车左边，b表示自行车右边， 图1中右边的零件图形就省略了。

[具体实施方式]

现结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步阐述，相信对本领域技术 人员来说是清楚的。

如图1所示，本实用新型对传统的自行车链轮传统系统做了改革，后轮轮轴采用双 驱动结构，包括重力驱动以及脚踏板驱动，轮轴一侧依次通过后轮花鼓上左端的小飞轮、链 条、惰轮、带棘轮的小飞轮、齿轮、齿条与活动座椅刚性连接，轮轴另一侧与踏板控制连接。

A人体重力驱动系统

人体重力驱动系统，充分利用人体质量在自行车上作上下运动。人体在高位向下 运动将势能转变为动能，通过传动装置转化成自行车前行所需的机械能，其结构包括自行 车架、活动座椅、前后车轮、左右踏板、链轮、链条、齿轮齿条传动组件等组成，所述活动座椅 可以作上下直线运动，它由自行车鞍座、自行车鞍座下部连接杆、中管组成，所述中管内设 有空腔，连接杆置于所述空腔内，并由空腔内底部的弹簧弹性支承，所述空腔内部侧壁设有 一齿轮，连接杆侧部相应设有齿条，齿条与齿轮刚性啮合，齿条上下往复运动带动齿轮转 动，齿轮与齿轮轴一体，所述齿轮的齿轮轴连接带棘轮的小飞轮，带棘轮的小飞轮通过链条 连接惰轮，惰轮通过链条连接后轮花鼓上左端的小飞轮，继而与后轮联动。所述齿条采用方 形结构，实现连接杆上下垂直定位受力。

如图1所示，是该自行车总装配图，图中除了传统自行车中的标准件，比如说龙头 的把手、轮子、脚踏板等，主要表达1)图1中齿条齿轮传动部件2的位置是安装在自行车车架 20中的中管3上方，该部的侧面安装有小飞轮11，车架底板上装有惰轮部件以及车架的后支 架、安装在花鼓上的小飞轮6ab，他们之间通过链条12、链条15形成一个传动链，由人体重力 产生的而动力通过这个传动链带动后轮前行。

2)图1装配图中，安装在自行车20底部的中轴箱4与之动力输入轴刚性连接的曲柄 5a、5b，见图15,；与之动力输出轴刚性连接的大链轮8，见图2,。通过链条9与后支架安装的 小飞轮6b俩接，就形成了一个由人体的脚踩踏脚踏板形成的动力传动链。

3)限制曲柄5a、5b转动角度的限位板10a和10b的安装位置，见图8

4)使曲柄5ab复位用弹簧7ab安装方式和位置，上部通过弹簧固定箍16固定在自行 车的上管，下部固定在曲柄5ab上的突出部的小孔内

5)圆弧固定箍21焊装位置于中管3的上方位置，用于固定车架后支架和上管18的 焊装。

如图3所示，自行车的齿条、齿轮传动部件2，部件2的下端与自行车中管3的上端配 合安装，中管的上端焊装有圆弧形紧固箍7，在紧固箍紧固的情况下使齿轮、齿条部件2与中 管3成一体，中管底部装有弹簧1，弹簧1呈现被压缩状态，部件2的顶部圆柱体5可安装自行 车鞍座。

齿条齿轮组件下端设有凸出的圆柱体，与自行车中观的上端有一圆柱形的孔，成 配合关系。自行车中管上端的圆柱体圆管周围焊装一圆弧形紧固箍。齿条齿轮组件装进自 行车中冠上端开有缝的管口，当圆弧形紧固箍呈锁紧状态时，齿条齿轮组件与自行车中管 成为刚性的一体。