[发明专利]一种直接蹬轮轴转动自行车

说明书

本发明涉及自行车和齿轮传动。

自行车最早是木制两轮脚蹬地行走的。1860年法国机械师拉尔门在前人改进的基础上，制成了前轮大后轮小，座位在前轮上面，直接蹬动前轮向前行驶，并以“自行车”的名字申请了专利。由于当时还没有发明增速机构，为了提高车速，就把驱动轮作得很大。20年后，发明了底部链轮传动装置，1884年就有了前后轮一样大的后轮链传动自行车，这一传动结构方式一直沿用至今。

众所周知，链轮链条传动机构是为了使后轮转动驱动自行车向前行驶并增速。但是，由于这种传递方式和结构本身就损失了力，加之骑车人大腿是从前面平着向下压，从力学观点分析，这种座姿向前提腿再横着向下压是用不上力的，特别是上坡或顶风更加明显，费劲不说，还容易使人疲劳，比站立势直接向下蹬费力多了，我们经常可以看到有人骑车要快加速或上坡时，他会离开车座站立起来以便用力蹬动脚蹬子使其快速：同样道理，向前抬腿跑步是跑不快的，只有身子向前倾，腿向后蹬，才使得上劲，跑得很快。

本发明征对上述问题提供一种直接蹬轮轴转动自行车，其主要目的在于：去掉链轮传动机构，减少零部件，减轻重量，使维护保养简化。

本发明另一个目的在于：省力。

本发明还有一个目的在于：缩短轴矩，减少占地面积。

本发明还有一个目的在于：降低重心，使其更加安全。

本发明的上述目的是这样实现的：提供一种直接蹬轮轴转动自行车，该车包括前后车轮、前叉、车把、车架、车座及制动装置，其特征在于：将脚蹬和曲柄臂安装在车轮轴上左右两端，车轮轴中间装变速器，车轮幅条安装在变速器壳两边边缘上，车轮支撑架(前叉)支撑在变速器两边与曲柄臂之间。

所述直接蹬轮轴转动自行车，前轴或后轴是双轮的三轮自行车。

所述直接蹬轮轴转动自行车变速器，是装在车轮轴上的在先发明的《自行车行星齿轮变速器》，即在车轮轴中间增加固定行星架和至少一根行星齿轮轴，在行星齿轮轴上活套一个行星齿轮，在车轮轴上行星齿轮轴的同侧套装与行星齿轮常啮固定连于车轮轴支撑架上不转动的其轴心线与车轮轴重合的内齿中心轮，还在行星齿轮轴同侧的车轮轴上活套与行星齿轮常啮配套的带棘齿机构的副轴齿轮。在车轮轴支撑架与内齿中心轮的连接处之上套装将整套齿轮都包于内的变速器壳，变速器盖通过副轴与副轴齿轮固连，与变速器壳一起将变速齿轮封闭起来，并随副轴齿轮一起转动，变速器壳周围左右边缘上有安装车轮幅条的孔。

所述直接蹬轮轴转动自行车行星齿轮自动变速器，是在上述行星齿轮变速器的基础上，增加两个以上从小到大连于一体的塔形行星齿轮活套于行星轴上，塔形行星齿轮的同侧车轮轴上活套与变速器盖连于体的锥形副轴，锥形副轴上有一条与锥形面一致的渐开斜槽，斜槽内装有高出副轴表现与单个副轴齿轮内齿配合的滑块和弹簧，在锥形副轴上活套内齿相同的从大到小的与行星齿轮分别对应配套按传动比计算好的单个副轴齿轮。停骑时，滑块在弹簧弹力的作用下压在小行星齿轮和大副轴齿轮啮合转动的低档位置，当骑行达到一定的转速时，滑块在惯性的作用下克服弹簧压力向外滑动，就与另一高档位齿轮副接合；继续加速滑块又会与另一更高档位齿轮副接合，停止加速，滑块会在减速转动和弹力的作用下回到相应的位置，达到自动变速的目的。

所述直接蹬轮轴转动自行车，是在后车轮轴上左右两端，直接安装曲柄臂和脚蹬，中间装变速器，车座在垂直于脚蹬转轴的前上方位置，改变了骑车人大腿从前方平着向下压为大腿小腿从上向下向后蹬，有如两手将重物垂直上举或向下压比两手将重物平着举起或平着向下压省力多了一样，使蹬动姿势更符合力学原理，从而达到省力目的；其二，去掉了链轮链条传动机构，减少了力的传递损失可以省力；其三，由于减少了中轴及轴承轴碗、大小链轮和链条、支撑中轴和链轮链条的部份车架梁，减轻了车的自重，因而可以省力。

所述直接蹬轮轴转动自行车，其曲柄臂有30～90°的提前角，防止两脚交换用力时曲柄臂不向前转动或倒转。

所述直接蹬轮轴转动自行车，由于脚蹬和曲柄臂直接安装在前车轮轴或后车轮轴上，不存在规定的脚蹬离前轮胎或挡泥板距离小于89mm造成险情的问题，因而可大幅度缩短自行车的前后轮距和长度，以减少重量节约材料降低成本和减少停车占地面积。可用26″、28″车轮，也可以用20～24″车轮，使自行车变得小巧玲珑，还可采用18″以下车轮，做成全长不超过1000mm，重量不超过10公斤的微型自行车和微型折叠自行车。若采用碳纤复合材料车身、铝合金车圈和塑料齿轮，其重量可降至6公斤以下。