[实用新型]一种自行车曲柄省力机构

说明书

本实用新型涉及自行车，具体说是在曲柄上加装省力机构。

众所周知，目前自行车和三轮车的曲柄长短是固定不变的，也就是说，就曲柄机构本身来说，所用蹬力是一样的，不能省力。

本实用新型征对上述的问题提供一种使曲柄长短变化的机构，其目的是省力。

本实用新型的目的是这样实现的，人骑自行车都是脚蹬到达最高点时用力向下向前蹬，此时最使得上劲，当脚蹬快到水平位置这瞬时最轻最快，从力学角度来说，是由于压力角的逐渐减少，直到压力角最小，最省力。脚蹬转过正前方以后，由于惯性作用，蹬力逐渐减少，直到脚蹬到达最低点用不上蹬力，此时另一只脚刚好接上用力蹬，将这只曲柄和脚蹬带动向后回转向上到最高点，如此周而复始。根据人蹬自行车这一特点，在自行车车架装中轴的中接头上左右两边平行固定两个相同盘状凹槽凸轮，使以上两凸轮的最大向心半径向前。将左右固定曲柄做成相同轨道，轨道上各安装相同活动曲柄，活动曲柄的内端头弯向内侧伸向盘状凹槽凸轮的凹槽内，其端头装有滚子或防尘轴承，右边的大链轮上对应曲柄位置制有一长口，以使右活动曲柄内端头穿过大链轮，能在固定曲柄上沿凸轮凹槽自由滑动，左右活动曲柄的外端头上安装左右脚蹬。

使用时，当用力把脚蹬从最高点向下向前蹬动时，活动曲柄内端头滚子会沿着凸轮凹槽向下向前倾斜弧形轨道滑去，凸轮向心半径会逐渐向外伸长，使曲柄臂增长人蹬车感到很轻，当蹬到正前方凸轮最大向心半径时，此时力臂变得最长，最省力。继续蹬动，活动曲柄的滚子会继续沿着凸轮轨道凹槽向下滑动，由于自行车本身行驶的惯性作用，蹬力已在逐渐减少，同时凸轮向心半径也在减小，迫使活动曲柄向回收缩，逐渐变短，直到脚蹬到达最低点不用力蹬另一只脚蹬同时到达最高点用力蹬动时，此时曲柄由另一只曲柄带动向上转，凸轮向心半径会变得最短，活动曲柄快速回收回转向上直到脚蹬到达最高点，完成一个循环。这样向前蹬曲柄变长，向后回转不用力曲柄变短，不仅能省力，而且也适应人蹬动用力的自然规律，使力少白浪费。

安装了本实用新型的自行车与现有自行车相比不仅能省力，使骑自行车变得轻松，特别是远途、上坡或顶风骑行不用费那样大的劲，而且可以提高车速，提高效率，尤其是三轮车其省力和效率更加明显。

下面结合附图和实施例对本实用新型的具体结构作详细说明。

图1图2是本实用新型的正视和侧视示意图。如图，在自行车车架装中轴的中接头6左右两边端头平行固定两个相同盘装凸轮4、15，盘装凸轮4、15上有槽口向外相同凸轮凹槽轨道14，凸轮轨道14可选用自润滑耐磨材料制成嵌入或选用增强的复合材料塑料。盘状凹槽凸轮最大向心半径不能超过大链轮12半径，使活动曲柄内端头13不碰上链条11。其凹槽凸轮的形状和凸轮最大向心半径16向正前方或上前方其角度大小要根据车轮大小、车座高低、车座位置的前后和设计的曲柄长度(包括活动曲柄)来决定。总之，要放到脚蹬用力的最佳位置，如图1、2所示凹槽凸轮15最大向心半径向正前方，可用在20″、22″、24″车高车座或26″高车座车上供腿较长的人骑，或装在28″车和三轮车上；又如凹槽凸轮最大向心半径16呈半圆形向上前方的凸轮可装在座位较低，脚向前下方蹬的三轮车上(腿弯曲最大和蹬直正好在半圆最大直径上，腿不用力正是短半径时，离地面也较高)；可装在28″车和三轮车上等。只要活动曲柄加固定曲柄的长度大于原曲柄长度就能省力，其省力大小与凹槽凸轮最大向心半径和活动曲柄及固定曲柄的长度有关。把本实用新型安装在在先发明的“直接蹬轮轴转动自行车”上，更具有蹬动很自然省力的优越性。

在中轴5左右两端安装的左右固定曲柄3、9上有装左右活动曲柄1、7的滑动轨道，活动曲柄1、7的内端头2、8分别有滚子13，并伸向左右盘状凸轮凹槽轨道14内，外端头分别安装脚蹬10，右活动曲柄端头8还要穿过大链轮12的开口槽再到凸轮凹槽内(开口槽的长度和宽度要不影响活动曲柄在固定曲柄上滑动)，左右轨道凹槽14最好做成半圆形不存污物，滚子13能随脚蹬10活动曲柄1、7转动沿凹槽凸轮轨道14滚动，同时使活动曲柄1、7在固定曲柄3、9的滑动轨道上伸缩，并使固定曲柄3、9随活动曲柄1、7一起转动，带动大链12转动，传动自行车前进。