[发明专利]高效率自行车

说明书

▲所属技术领域：

本发明涉及一种高效率自行车，具体涉及一种以降低驱动装置惯量、减少人力作功时间、更好发挥人体生物能来提高效率的自行车。

▲相关技术背景：

自行车在行驶时是靠把人力所作的功储存在车体和人体重量所组成的惯量里而维持连续运动的，通常自行车和人体的重量在60KG以上，而为了获得较高的速度通常要升速5倍多，使原有的惯量得到相应放大，由此反映到人力作功时需克服的惯量要在300KG以上，为克服这个惯量就延长了人力作功的时间。

人力作为一种由肌肉产生的生物能，所作功的大小除了与力和距离有关外还与时间有关，其公式为：

W＝F(S+kT)

——式中k为调节不同个体的系数

以举重运动为例，当运动员把杠铃举过头顶至站稳这段时间内虽然杠铃垂直运动距离为零，但实际上为维持杠铃高度肌肉是做了功的。

同样在自行车中为克服惯量而延长了人力作功的时间，使肌肉作了额外的生物功。

自行车也是十分普及的一种人力机械装置，因此提高自行车效率一直是人们研究的课题，到目前为止行之有效的方法不外乎是从减少摩擦、降低阻力、减少震动、改善速比、减轻重量、提高传动效率等方面着手，没有从降低驱动惯量、减少人力作功时间方面着手的。

▲发明内容：

本发明提出了一种降低驱动装置惯量、减少人力作功时间、更好发挥人体生物能的高效率自行车。

本发明采用的技术方案是：一种高效率自行车，包括自行车车体和位于中轴位置的低惯量储能装置，位于低惯量储能装置后下方的脚蹬联动装置，位于低惯量储能装置二侧左右对称布置的带有力矩调节的左、右脚蹬，位于低惯量储能装置后上方对称布置的左、右收纳器和位于后轮轴的变速器。

所述低惯量储能装置的壳体与车体焊接在一起，壳体两侧面上安装有二个轴承来支撑中轴，壳体的里边安装有发条盒，发条盒两侧面上安装有二个轴承将发条盒支撑在中轴上，发条盒里边安装有发条，发条的内端由三个销钉固定在中轴上，发条的外端固定在活动轴上，活动轴两端安装有二个微型轴承，在发条盒两内侧面上对称设置有二个径向布置的小导轨，活动轴两端的微型轴承在发条力的作用下就压在小导轨上作径向滚动，使发条在收紧放松过程中保持均衡的力矩。发条盒右侧面的外圆是大链轮，通过与后传动链条啮合将动力传至位于后轮轴的变速器；变速器是自行车常用的5～10速外变速器或内变速器，用以匹配自行车行驶时速度和阻力的参数。

所述低惯量储能装置的壳体与发条盒之间的空隙中安装有制动箍，制动箍下端与固定在壳体上的销轴连接，上端伸出壳体被压紧弹簧压住使制动箍压在发条盒上阻止发条盒旋转。压紧弹簧的压力由固定弹簧的螺钉调节；在压紧弹簧相对方向上安装有操纵杠杆，操纵杠杆一头顶着制动箍另一头被牵引钢索牵引，收紧牵引钢索操纵杠杆顶开制动箍，发条盒旋转输出力矩带动自行车前进。

所述中轴的左右两端安装有二个过渡轴套，过渡轴套上安装有二个自行车标准飞轮，过渡轴套与中轴之间采用平键联接并由螺钉压紧在中轴上；标准飞轮与左、右传动链条啮合，左、右传动链条一头连接在左、右脚蹬的螺母付突椽上，另一头由左、右收纳器收纳在其中；左、右收纳器的外壳是一根中空的管子，里边安装有拉簧，将左、右传动链条拉紧在收纳器中。

所述脚蹬联动装置的中心是十字轴，十字轴大轴的两端部加工有扁榫和螺栓，扁榫正好镶嵌在车身支架的固定槽内并用螺母拧住螺栓紧固在支架上。十字轴的大轴上对称安装有二个螺旋伞齿轮套轴，其齿部同时与安装在十字轴小轴上的二个小螺旋伞齿轮啮合达到回转联动；螺旋伞齿轮套轴和小螺旋伞齿轮内都镶有减少摩擦力的聚四氟乙烯T形轴套、外端面上都安装有止推垫片和挡圈，用以抵消螺旋伞齿轮传动时产生的轴向力；四个螺旋伞齿轮上罩有防尘罩以保护传动性能。

所述带有力矩调节的左、右脚蹬对称布置在低惯量储能装置二侧，脚蹬臂的后端部加工成抱箍结构用紧定螺钉抱紧在脚蹬联动装置的二个螺旋伞齿轮套轴上并用平键联接。在左、右脚蹬的脚蹬臂内部加工有圆柱型开口滑槽，滑槽内装有丝杆螺母付，螺母付外圆上有突椽从滑槽开口处伸出与左、右传动链条连接，丝杆的一端加工有环形槽由二个圆柱销穿过环形槽将丝杆固定在脚蹬臂内；调节丝杆螺母付的位置可改变脚蹬的力矩以适应不同蹬力的要求。

本发明的有益效果是：消除了机械惯量对人力的影响，减少肌肉作功时间，更好的发挥人体生物能，提高了自行车的效率。

▲附图说明：

附图1是本发明的整体正视图。

附图2是低惯量储能器A-B-C剖面图。

附图3是低惯量储能器D-D剖视图。