[其他]自行车摇杆式自适应变速机构

说明书

一种自行车摇杆式自适应变速机构，其摇杆中的变速机构有自适应功能，在上坡时能随蹬踏力的变大而实现自适应降速。通过人体力学试验作出的机器尺寸优化设计，使骑行者感到轻快、省力、平稳舒适。

自行车摇杆式自适应变速机构，属自行车传动及变速机构领域。

自行车自1818年发明以来，到1879年已经基本定型。近百年来，其传动原理没有发生变化，因为传统的链传动比较简单合理，因此长期沿用这种传动。

八十年代初，美国推出一种新型的自行车传动原理，即摇杆式传动原理。其所申请的美国专利号为（4，574，649）（见图2）。该原理能消除普通自行车曲柄在上、下死点位置附近的低效行程，使自行车有更高的出力，据称，其效果能省力一半。此外，由于采用了摇杆式传动，只要在摇杆上改变链条的联接位置就能实现变速，结构简单，变速范围也较广。但是，在变速方式上，现有摇杆式车型的变速过程仍如同目前普通各种变速车一样，在变速过程中将停止驱动，这对于在上坡行程中进行变速是极为不利的。

本发明的目的是用一种新的变速机构代替传统的变速机构。本发明在摇杆传动方案的基础上，针对现有各种变速机构的缺点，提出了“自适应变速”的方案，使得变速过程具有一定的自适应能力，即在上坡时，随坡度的大小能实现相应的降速，而且在适应性变速的过程中不必中止驱动。另外要使人感到省力有两个途径，一是提高运动部件的传动效率，二是用人体力学的研究成果来对机构的总体布局和尺寸进行优化设计，使骑行者在骑行时感到舒适、轻松，易于发力，产生“省力”的感觉。本发明经人体力学和试验研究作出了机构总体尺寸的优化计算结果。

本发明的具体内容如下：

根据实现“自适应”变速的方案，本发明在摇杆上设计了变速控制机构和自适应控制机构，传动机构中的曲柄〔1〕和摇杆〔2〕安装在自行车中轴位置，摇杆〔2〕本身的一变速控制机构由上滑齿板〔3〕和下滑齿板〔4〕，弹簧片8，一个平凸轮〔5〕和滑块〔6〕组成，滑块〔6〕和链条相联，平凸轮〔5〕经由钢丝和操纵手柄相联，用来控制滑块向上〔左〕、向下〔右〕或锁紧，以实现变速，自适应控制机构由滑块〔6〕，两根压力弹簧〔8〕，一根滑杆〔7〕和一个定位套〔9〕组成，依靠弹簧压力对滑块的作用，控制滑块的下滑（向右滑）程度，实现自适应功能。曲柄、摇杆和飞轮在自行车中轴及后轴上安装，它们的相对位置和结构尺寸是按人体力学的试验研究结果确定的优化数值。

附图说明

图1，自行车摇杆式传动装置外形

图2，美国专利4，574，649的传动装置外形图

图3，摇杆式传动装置的曲柄、摇杆及其相对于后轴O₁的相对位置。O₂为曲柄的转动中心。图3a为摇杆对心安装式，图3b为摇杆偏心安装式。

图4，摇杆内部的变速机构，包括变速控制机构和自适应控制机构，右边和平凸轮〔5〕相联的钢丝通至安装在车把上的操纵手柄上。滑块〔6〕上联接链条，由链条驱动后轮上的飞轮。

下面结合附图对本发明作详细说明。

本发明的摇杆传动装置，其曲柄〔1〕的端部装有脚蹬，摇杆〔2〕上联接链条，链条在摇杆上的联接点可沿滑槽移动，以实现变速（见图1）。摇杆本身即为一变速装置，内有变速控制机构和自适应控制机构（图4）。变速控制机构由下滑齿板〔3〕、上滑齿板〔4〕、滑块〔6〕及平凸轮〔5〕组成，滑块〔6〕和链条相联。齿板上有锯齿形齿，使滑块只能沿齿形的斜面方向滑动，用以控制滑动方向（降速或升速），平凸轮上的梯形槽即为凸轮工作面，平凸轮由装在车把上的操纵手柄操纵使其左右移动，进而推动固结在齿板上的销子使两齿板各自向滑块方向推出或收进;当上滑齿板推出、下滑齿板收进时，滑块可沿滑槽上滑（图中向左），相当于升速。如下滑齿板推出、上滑齿板收进时，则实现降速。上、下滑齿板靠弹簧片8′向上推，使齿板紧靠平凸轮。滑块滑动的动力则是由联接在滑块上的链条的拉力提供的。