[发明专利]直线脚踏式自行车

说明书

技术领域

本发明涉及自行车的驱动技术，特别是一种用车架左右两侧的脚踏齿条(或硬链条)作直线运动，通过内部具有单向旋转结构的齿轮部件(或飞轮部件)驱动中轴上链轮旋转带动后轮转动，同时车架左右两侧脚踏齿条(或硬链条)作上下交替联动，驱动自行车前进的方法。

背景技术

从1790年法国人西布拉克伯爵用木头制成了一辆结构较为完整的“木马型”自行车后，人类用了近一百年的时间将用木材制造出的第一辆自行车发展成基本定型的近代自行车。后来人们又花了100多年的时间去对自行车进行不断的改造、充实、完善和创新。

现在自行车基本采取脚踏旋转式曲柄结构。由于人腿向下的作用力不可能始终作用在曲柄旋转的切向方向，当人腿向下的作用力方向通过脚踏作用在曲柄上导致曲柄旋转的切向作用力方向不重合时，人腿的作用力分解为沿曲柄旋转的圆周切线方向的切向力和沿圆周法线方向通过轴心的法向力，切向力形成了驱动自行车前进的力矩，法向力因方向通过轴心而被白白地浪费了。

发明内容

本发明是用脚踏直线运动的齿条(或硬链条)带动内部具有单向旋转结构的齿轮部件(或飞轮部件)旋转而取代现有自行车脚踏旋转式曲柄结构，实现人力脚踏的作用力方向与带动中轴旋转的切向力方向始终一致，同时车架左右两侧脚踏齿条(或硬链条)作上下交替联动。它的主要装置包括车杠左右两侧的齿条部件(或硬链条部件)、引导齿条部件(或硬链条部件)上下运动的导向轮及底板部件、两个内部具有单向旋转结构的齿轮部件(或飞轮部件)、中轴、带动后轮转动的棘轮、带动车架左右两侧齿条部件(或硬链条部件)上下联动的链条及可自由转动的棘轮、车杠左右两侧的齿条部件(或硬链条部件)上下运动最大极限位置的限位装置。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

一种驱动自行车前行装置的方法，该装置包括中轴的两端分别装有内部具有单向旋转结构的齿轮部件(或飞轮部件)、车架左右两侧分别装有齿条部件(或硬链条部件)、车架左右两侧的齿条部件(或硬链条部件)用链条及链轮连接，其特征在于：由车架两侧作直线运动的齿条部件(或硬链条部件)分别驱动内部具有单向旋转结构的齿轮部件(或飞轮部件)作旋转运动从而带动中轴作单向旋转，同时车架左右两侧的齿条部件(或硬链条部件)作上下交替的联动。

所述的驱动自行车前行装置的方法，其特征在于：该齿条部件(或硬链条部件)安装在内部具有单向旋转结构的齿轮部件(或飞轮部件)的前侧，并在啮合处的切线方向进行垂直与地面的直线运动，齿条部件(或硬链条部件)的向下运动带动齿轮部件(或飞轮部件)旋转，并且带动中轴有与传统自行车方向一致的旋转，垂直于地面的直线运动有利于人体腿力的发力。

所述的驱动自行车前行装置的方法，其特征在于：在导向底板上装有多个可自由转动的导向轮分别实现车架两侧齿条部件(或硬链条部件)作上下运动，导向轮外圈与齿条部件(或硬链条部件)的两侧作间隙配合，导向轮的排列实现了齿条部件(或硬链条部件)向上或向下的运动轨迹。

所述的驱动自行车前行装置的方法，其特征在于：在车架两侧的齿条部件(或硬链条部件)上分别固定连接有踏板。

所述的驱动自行车前行装置的方法，其特征在于：用一根两端分别与车架左右两侧的齿条部件(或硬链条部件)上分别固定连接的链条部件与一固定位置的可自由转动的棘轮搭接，实现车架两侧的齿条部件(或硬链条部件)的上下联动，联动的目的是一侧的齿条部件(或硬链条部件)向下运动自然带动另一侧的齿条部件(或硬链条部件)作向上运动，同时也克服了脚踏旋转式曲柄结构中的“死点”现象(在旋转式曲柄结构的最高点或最低点脚踏所产生的切向力为零，无可以带动曲柄旋转的力矩即为“死点”)，方便了人的骑行，齿条部件(或硬链条部件)向下运动的一侧带动中轴旋转，而向上运动的一侧带动具有内部具有单向旋转结构的齿轮部件(或飞轮部件)外壳旋转而不能带动中轴旋转。

所述的驱动自行车前行装置的方法，其特征在于：在车架两侧的齿条部件(或硬链条部件)上下运动的最大极限位置设有限位装置，当任何一侧向下运动的齿条部件(或硬链条部件)到达最大极限位置时，齿条部件(或硬链条部件)上的限位挡块与固定在底板或车架上的限位块接触使齿条部件(或硬链条部件)不能继续向下运动，限位装置仅仅是控制不让齿条部件(或硬链条部件)脱离最大的有效运动位置，当齿条部件(或硬链条部件)不到达最大极限位置时另一侧齿条部件(或硬链条部件)下踏并不会影响自行车的正常运动过程。