[其他]可变力臂式省力自行车脚蹬机构

说明书

本发明是一种关于自行车的脚蹬机构的省力型的结构的发明。

现代自行车正向着小型、轻便的方向发展，已具备了良好的使用性能。但是在某些情况下，例如逆风或上坡行驶，骑车人仍会感到吃力。这对于非机动车来说，还是一个有待解决的技术问题。

当前，大致已有三种解决方式，一是减小脚蹬机构的大齿轮盘的直径;二是增大后轮轴的传动齿轮的直径;三是使用后轮变速器的低挡位。这三种办法都是以减小自行车的两齿轮的转速比为前提，来增大脚蹬机构或后轮轴的转动力矩，而获得相对省力的效果。在无变速装置的自行车上，则无任何可借以“省力”的机构。

本发明的目的在于提供一种适合各型自行车使用的，不以改变自行车的传动齿轮的传动比为条件的具有省力功能的脚蹬机构。

自行车的脚蹬机构的工作规律，其前半周是承力并进行工作的过程，也是骑车人向下用力并伸腿的过程，为适应这一工作过程的需要，脚蹬机构的转动半径在一定限度内越大越好。其后半周是回程即空转的过程，也是骑车人作向上弯曲并收腿的过程，为适应这一空转过程的需要，脚蹬机构的转动半径在一定限度内越小越好。现有的脚蹬机构的转动半径是固定不变的，所以它只能按上述规律取一优选的折衷值。基于这一思路，本发明是以如下方式完成的：把自行车的脚蹬机构的转动半径制成可变的并能基本适应上述对脚蹬机构的转动半径的变化要求而在行驶过程中相应实现转动半径的变化，从而改善自行车的脚蹬机构的工作性能。下面将结合实施例及其附图，对本发明的具体结构和工作过程进行详细地描述。

图1是本发明实施例的结构示意图（左侧位）

图2是本发明实施例的结构分解示意图（左侧位）

图3是本发明实施例的工作过程示意图

参看图1，本发明由“Г”形外筒1、内杆2、带复位及缓冲弹簧室的活塞3、带内杆2导套的螺盖4、复位弹簧5及缓冲弹簧6等主要零件组成。“Г”形外筒1的上接点9与内杆2的下接点10，分别同脚蹬机构的转轴和脚蹬板小轴连接，以取代现有的脚蹬机构的连杆。“Г”形外筒1在外观上，相当于在现有的脚蹬机构的连杆的根部附近的适当位置，把连杆朝自行车行驶时的连杆转动的方向折一适当的角度。

参看图2，本发明的具体结构的装配关系是：先依次将螺盖4、复位簧5穿入内杆2，再将活塞3装入内杆2的活塞结合座内并以花螺帽7固定，为防松动，以开口销11进行锁定。将缓冲簧6放进“Г”形外筒1后，再将上述已装配好的带活塞的内杆2装进“Г”形外筒1，最后将螺盖4紧固在“Г”形外筒1的下端。防尘胶套8的上下两端分别固定在“Г”形外筒1与内杆2的下部。为防止内杆2同“Г”形外筒1之间发生扭转，内杆2同活塞3以及活塞3同“Г”形外筒1的内壁之间，应分别采取相应的定位措施。

参看图3，本发明的工作过程是：按自行车行驶方向，其前半周为工作区12，后半周为空转区13。在工作区12，由于外力（脚踏力）作用，脚蹬机构边旋转边增大其旋转半径，直至增至设定的最大值。当进入空转区13在收腿过程中由于脚未离脚踏板，脚蹬机构受部分重力作用的影响，边旋转边减小其旋转半径，直至减至最小。前一过程以角a₁表示，后一过程以角a₂表示。角a₁、a₂的大小，在自行车行驶过程中，分别取决于骑车人所施外力的大小和力的作用方向以及骑车人在收腿时作用在脚踏板（即内杆2）上的重力的大小。曲线14为脚踏板的轨迹。

为使本发明具有最佳使用效果，本发明的Y₁应大于而Y₂应小于（见图3）现有的脚蹬机构的旋转半径，即近似于将现有的自行车的脚蹬机构的旋转半径所构成的圆的圆心（其转轴的轴心），向斜后上方移动一定距离后而形成的一个偏心圆。（使用本发明，需对车架结构作相应改动。由于内杆2伸长，使脚踏板获一前置量，即当一侧脚踏板转至正下方，而另一侧脚踏板尚未达到正上方，所以在实际改动车架结构时脚蹬机构的转轴轴心不宜后移。）使用本发明，当脚踏板进入工作区12（见图3）的起始点时，脚应向前方施力，使内杆2伸出，以便在工作区12的前上方至前方的这一驱使自行车行驶的正常施力范围内，充分发挥本发明的作用。因而，从整体上讲，使用本发明不致明显地对人们长期以来所形成的骑车习惯（如动作、姿势等）产生影响。