本发明公开了一种自行车高效驱动机构,包括左右脚蹬、主链轮、左右皮带和中置皮带,中置皮带连接于上下换向轮之间,左皮带连接于左换向轮与左皮带轮之间,右皮带连接于右换向轮与右皮带轮之间,左右换向轮分别装配在第一换向轮轴左右端,上下换向轮分别装配在第二、第三换向轮轴上;左脚蹬的上端同时连接在左皮带和中置皮带上,右脚蹬的上端同时连接在右皮带和中置皮带上;左右皮带轮上分别安装有左右棘轮,主链轮轴上有与主链轮连为一体的附轮,附轮上装有左棘爪,主链轮上安装有右棘爪,左右棘轮转向相反。由于左右脚蹬只有直线运动,因而可以使脚蹬力始终都作用在主链轮的最大力矩处,获得了最大扭矩输出,还方便于在站立状态下蹬动自行车前行。
1.一种自行车高效驱动机构,包括左脚蹬、右脚蹬及主链轮,主链轮与自行车后轮轴上的飞轮通过主传动链条相连,其特征在于:还包括有左皮带、右皮带和中置皮带,中置皮带连接于大小相同的上换向轮与下换向轮之间,左皮带连接于左换向轮与左皮带轮之间,右皮带连接于右换向轮与右皮带轮之间,左换向轮、右换向轮分别装配在第一换向轮轴的左右端,上换向轮、下换向轮分别装配在第二换向轮轴、第三换向轮轴上;左脚蹬的上端同时连接在左皮带和中置皮带上,右脚蹬的上端同时连接在右皮带和中置皮带上;左皮带轮上安装有左棘轮,右皮带轮上安装有右棘轮,左皮带轮与右皮带轮分别装配在主链轮轴的左右端,主链轮轴上活套有与主链轮连为一体的附轮,附轮上安装有左棘爪与左棘轮相配合,主链轮上安装有右棘爪与右棘轮相配合,左棘轮与右棘轮转动方向相反。
2.根据权利要求1所述的一种自行车高效驱动机构,其特征在于:左换向轮与右换向轮左右对称,左皮带轮与右皮带轮左右对称,左皮带轮、右皮带轮大于左换向轮、右换向轮,在第三换向轮轴附近还设有张紧轮轴,张紧轮轴与主链轮轴平行,张紧轮轴的左右端分别安装左张紧轮、右张紧轮,左皮带绕经左张紧轮,左皮带位于左换向轮与左张紧轮之间的部分与中置皮带平行,右皮带绕经右张紧轮,右皮带位于右换向轮与右张紧轮之间的部分与中置皮带平行。
3.根据权利要求1所述的一种自行车高效驱动机构,其特征在于:第一换向轮轴固定在车架上且与主链轮轴平行,第二换向轮轴和第三换向轮轴固定在车架上且与主链轮轴垂直。
4.根据权利要求1所述的一种自行车高效驱动机构,其特征在于:左脚蹬的上端通过铆钉同时连接在左皮带和中置皮带上,右脚蹬的上端通过铆钉同时连接在右皮带和中置皮带上。技术领域
本发明涉及机械式驱动机构,尤其是自行车驱动机构。
背景技术
现有自行车的驱动机构包括脚蹬、主链轮、链条和飞轮等,飞轮固定在后轮的轮轴上,主链轮装在主链轮轴(自行车中轴)上,链条绕于主链轮与飞轮之间,脚的蹬力靠脚蹬(相当于曲柄)、主链轮、链条、飞轮等部件传递到后轮上,从而驱动自行车前行。由于驾乘者是坐在座垫上用脚踩脚蹬,脚蹬做圆周运动,脚的蹬力方向不能确保始终垂直于力臂,在相同脚蹬力的作用下,通常是当左右脚蹬处于相同高度位置且脚蹬力垂直向下(假设自行车行驶在水平路面上)时所获得的力矩最大,而当左右脚蹬中的一个处于最高位置另一个处于最低位置时的力矩几乎为零,做功效率没有达到最大化。有时为了提高动力,人们会习惯性的随脚蹬踏板的转动而调整脚的蹬力方向,如果惯性不大时,脚向前下方或后下方蹬时就会感觉较吃力和别扭。另外,由于脚蹬是做圆周运动,坐着骑自行车时考虑脚的动作范围局限,脚蹬的圆周运动半径不能做得太大,这也是导致普通非变速自行车速度不高的原因之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种在相同脚蹬力条件下,作用于主链轮上的扭矩一致,效率更高,并方便驾乘者用单一方向的脚蹬力来驱动的自行车高效驱动机构。为了实现上述技术目的,本发明采用的技术方案是:一种自行车高效驱动机构,包含有左脚蹬、右脚蹬、主链轮、左皮带、右皮带和中置皮带,主链轮与自行车后轮轴上的飞轮通过主传动链条相连,中置皮带连接于大小相同的上换向轮与下换向轮之间,左皮带连接于左换向轮与左皮带轮之间,右皮带连接于右换向轮与右皮带轮之间,左换向轮、右换向轮分别装配在第一换向轮轴的左右端,上换向轮、下换向轮分别装配在第二换向轮轴、第三换向轮轴上;左脚蹬的上端同时连接在左皮带和中置皮带上,右脚蹬的上端同时连接在右皮带和中置皮带上;左皮带轮上安装有左棘轮,右皮带轮上安装有右棘轮,左皮带轮与右皮带轮分别装配在主链轮轴的左右端,主链轮轴上活套有与主链轮连为一体的附轮,附轮上安装有左棘爪与左棘轮相配合,主链轮上安装有右棘爪与右棘轮相配合,左棘轮与右棘轮转动方向相反。当用左脚踩左脚蹬时,左脚蹬带动左皮带和中置皮带运动,中置皮带运动过程中带动右脚蹬上行;左皮带带动左皮带轮转动,左皮带轮带动左棘轮经左棘爪带动附轮转动,附轮再带动主链轮转动,主链轮通过主传动链条将动力传递到自行车后轮,自行车前行,此时右棘爪随主链轮转动但不带动右棘轮一起转动,对右皮带轮无影响。当左脚蹬到达下止点时,右脚蹬到达上止点,这时用右脚踩右脚蹬,右脚蹬带动右皮带和中置皮带运动,中置皮带运动过程中带动左脚蹬上行;右皮带带动右皮带轮转动,右皮带轮带动右棘轮经右棘爪带动主链轮转动,自行车前行,此时左棘爪随主链轮和附轮转动但不带动左棘轮一起转动,对左皮带轮无影响。就这样,左脚蹬和右脚蹬交替着向下运动,左皮带轮和右皮带轮接力式地将动力传递到主链轮上,使自行车获得持续前行的动力。在本发明中,由于左右脚蹬只有直线运动,因而可以使脚蹬力始终都作用在主链轮的最大力矩处,获得最大扭矩输出,还方便于在站立状态下蹬动自行车前行,为了省力且不影响脚蹬操作,左右皮带轮可以做得较大。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。图2是图1的A-A剖视图。图3是图1的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。参见图1、图2和图3,本发明提供一种自行车高效驱动机构,含有左脚蹬1、右脚蹬2、主链轮3、左皮带4、右皮带5及中置皮带6,主链轮3与自行车后轮轴上的飞轮通过主传动链条7相连,中置皮带6连接于大小相同的上换向轮8与下换向轮9之间,左皮带4连接于左换向轮与左皮带轮11之间,右皮带5连接于右换向轮12与右皮带轮13之间,左换向轮10、右换向轮12分别装配在第一换向轮轴14的左右端,上换向轮8、下换向轮9分别装配在第二换向轮轴15、第三换向轮轴16上;左脚蹬1的上端同时连接在左皮带4和中置皮带6上,右脚蹬2的上端同时连接在右皮带5和中置皮带6上;左皮带轮11上安装有左棘轮17,右皮带轮13上安装有右棘轮18,左皮带轮11与右皮带轮13分别装配在主链轮轴19的左右端,主链轮轴19上活套有与主链轮3连为一体的附轮20,附轮20上安装有左棘爪21与左棘轮17相配合,主链轮3上安装有右棘爪22与右棘轮18相配合,左棘轮17与右棘轮18转动方向相反。左换向轮10与右换向轮12左右对称,左皮带轮11与右皮带轮13左右对称,左皮带轮11、右皮带轮13大于左换向轮10、右换向轮12,在第三换向轮轴16附近还设有张紧轮轴23,张紧轮轴23与主链轮轴19平行,张紧轮轴23的左右端分别安装左张紧轮24、右张紧轮25,左皮带4绕经左张紧轮24,左皮带4位于左换向轮10与左张紧轮24之间的部分与中置皮带6平行,右皮带5绕经右张紧轮25,右皮带5位于右换向轮12与右张紧轮25之间的部分与中置皮带6平行。这样,为了省力且不影响脚蹬操作,左皮带轮11、右皮带轮13可以做得较大。第一换向轮轴14固定在车架上且与主链轮轴19平行,第二换向轮轴15和第三换向轮轴16固定在车架上且与主链轮轴19垂直。这样便于左脚蹬1、右脚蹬2上端都与左皮带4、右皮带5和中置皮带的皮带面连接,增大连接面。左脚蹬1的上端通过铆钉同时连接在左皮带4和中置皮带6上,右脚蹬2的上端通过铆钉同时连接在右皮带5和中置皮带6上。也可采用其它方式进行连接固定。工作原理:xa0当用左脚踩左脚蹬1时,左脚蹬1带动左皮带4和中置皮带6运动,中置皮带6运动过程中带动右脚蹬2上行;左皮带4带动左皮带轮11转动,左皮带轮11带动左棘轮17经左棘爪21带动附轮20转动,附轮20再带动主链轮3转动,主链轮3通过主传动链条7将动力传递到自行车后轮,自行车前行,此时右棘爪22随主链轮3转动但不带动右棘轮18一起转动,对右皮带轮13无影响。当左脚蹬1到达下止点时,右脚蹬2到达上止点,这时用右脚踩右脚蹬2,右脚蹬2带动右皮带5和中置皮带6运动,中置皮带6运动过程中带动左脚蹬1上行;右皮带5带动右皮带轮13转动,右皮带轮13带动右棘轮18经右棘爪22带动主链轮3转动,自行车前行,此时左棘爪21随主链轮3和附轮29转动但不带动左棘轮17一起转动,对左皮带轮11无影响。就这样,左脚蹬1和右脚蹬2交替着向下运动,左皮带轮11和右皮带轮13接力式地将动力传递到主链轮3上,使自行车获得持续前行的动力。由于左脚蹬1、右脚蹬2只有直线运动,因而可以使脚蹬力始终都作用在主链轮3的最大力矩处,获得了最大扭矩输出,还方便于在站立状态下蹬动自行车前行。左皮带4、右皮带5和中置皮带6也可采用链条,相应的左换向轮10、右换向轮12、上换向轮8和下换向轮9采用链轮。