[实用新型]坐立两便往复摆动式登脚自行车

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种往复摆动式登脚自行车。它既能像现有“回转式踏脚”自行车那样坐着骑行，又特别适合于平稳、轻松地，能很好利用身体自重来驱动的直立式骑行，故名为“坐立两便往复摆动式登脚”自行车，简称“复摆车”。

背景技术

众所周知，自行车相传源远流长。在漫长的岁月中，经过不断的改进和创新，自行车日趋完善，并形成品种繁多的车种。但综观古今中外千姿百态的各式自行车，它们有一个百年不变的共同特点——即其“踏脚”的运动形式是回转式的。我们可以统称所有现行的各式自行车为“回转式踏脚自行车”。

分析现行自行车人驱动原理可知，虽然两踏脚杆绕同轴作回转运动，但人的双脚仍然是往复摆动。这有点像曲柄连杆机构，所不同的是人脚与踏脚板不是铰接，而是作单行程单方向的登踩作用，因此就单脚而言，每次登踏驱动施力的范围不大于180度。这每次登踏驱动施力范围，称为驱动角。现在要问这驱动角多大是适宜的。这关系到现行“回转式踏脚”自行车的合理性。为此有必要作如下理论的论证。

如图一所示，取人脚登力方向为X轴方向。(虽然实际登力的大小和方向均有所改变，但不大，为简明问题我们设它为常量，这不影响论证的正确性。)以踏脚杆回转轴心为原点“O”的苗氏座标系。

设：

1、P为人脚登踏驱动力(它与X轴平行)

2、R为登力作用点回转半径(也即踏脚杆长)

3、θ⁰每次登踏施加登力时的起始角。

4、θ^t每次登踏施力终止时的周角。

5、θ＝θ^t-θ⁰每次登踏施力作用范围。(即前面所提到的驱动角)

6、S＝Rθ是驱动角θ所对应的登力作用点的圆周上所转过的弧长。

7、F(θ)是周角为θ^X时登力P在圆周上的切向分力。

8、M(θ)＝RF(θ)是周角为θ^X时作用于踏脚杆的转矩。

9、A是每次登踏人力所做的有效功。

则下面等式成立。

A = ∫ M ( θ ) dθ = ∫ RF ( θ ) dθ = ∫ θ 0 θ t PRSinθdθ ]]>

定积分(推导略)得：