[发明专利]用于带轮车辆上的运动传动系统的齿轮

说明书

技术领域

本发明涉及用于带轮车辆上的运动传动系统的齿轮。

背景技术

本文中的“带轮车辆”一词指代具有两个或更多个车轮的车辆，所述车轮专门通过肌肉推动、借助踏板或类似装置运行并由车辆上的人操作。

具有踏板辅助并且配备辅助电动马达的自行车也被视为带轮车辆，其中在骑行者停止蹬踏的情况下，当车辆达到或快要达到预定速度时，电动马达的输出逐渐变小并最终切断。

常用于自行车和一般带轮车辆的传动系统设想为使用与车辆车轮相关联的钝齿轮机构。钝齿轮机构有时包括可旋转地安装在车架上并被称作“倍增器”的第一组齿轮和通常与后轮相关联并被称作“链齿轮”的第二组齿轮。

这两组齿轮由尺寸各异的几个钝齿轮组成，这些钝齿轮被布置以形成直径渐小的一系列齿轮。

倍增器通常是一组驱动齿轮，也就是，借助大齿盘驱动以使车辆运动起来的一组齿轮。

倍增器借助链条以运动学方式连接到链齿轮，所述链条被调适成拖动链齿轮自身运动，因此也拖动自行车的后轮。

作为倍增器的部分的钝齿轮通常被称作“齿轮”。

存在形状各异的各类齿轮。

第一类齿轮是圆形齿轮，这类齿轮最常见。这类齿轮的缺点是不能完全支撑用户的蹬踏动作。用户腿部产生的推力实际上并不恒定，而是在上死点和下死点处最小，并且在上死点与下死点之间的中间点处最大。

上死点(TDC)是对应于垂直放置的踏板以占据最高可达高度的位置的点。

相反，下死点(BDC)相对于上死点偏转180°，并且是对应于垂直放置的踏板以占据最小可达高度的位置的点。

以单腿来说，腿部向踏板提供了从TDC到BDC的推力。

相反，当踏板从BDC返回到TDC时，腿部并不提供推力。

因此，可将蹬踏分为主动阶段和被动阶段，其中在主动阶段，踏板从TDC移到BDC，从0°旋转到180°，而在被动阶段，踏板从BDC移到TDC，从180°旋转到360°。

在主动推力阶段的过程中，用户腿部并不产生稳定的力量增长，因为所涉及关节的生物力学能够增长力量，这一力量在TDC与BDC之间的近似中间点处最大，而在TDC和BDC处最小。

另外，腿部提供的力量并不规则地增长，而是根据膝关节与用户位置所限定的角度不断变化。圆形齿轮还有一个缺点与以下事实相关，由于齿轮半径是恒定的，运动的阻力，也就是，用于克服车辆运动的力不论齿轮的位置都会增长。

因此，在腿部无力的TDC和BDC处，角速度会减慢，因此，蹬踏变得更不连续和更不顺畅。

上述所有缺点会在这种蹬踏阶段引起肌肉不适，尤其是大腿的外侧股肌，因此对用户很不利，一方面是因为受伤的可能性变大，另一方面是因为这种肌肉疼痛对表现具有不利影响。

除了圆形齿轮，限定有椭圆体或卵形体形状或限定有双凸轮的第二类齿轮也是广为人知，并且通过调适以使圆形齿轮的缺点产生的影响降到最低。

具体来说，这些齿轮在不同角度位置具有不同半径，并且安装成最小半径对应于TDC和BDC，而最大半径对应于TDC与BDC之间的中间点。

这样一来，在腿部较无力时运动的阻力最小，而在腿部较有力时运动的阻力最大。

不过，这第二类齿轮也有缺点，由于限定几何形状的半径并不与推力阶段期间腿部能够施加的力成比例地改变，在这种情况下也会导致蹬踏不太顺滑且低效，并且在一些情况下导致蹬踏起来不舒适，这是因为用户必须根据齿轮的形状来重新调整位置和蹬踏方式。

发明内容

本发明的主要目标是提供用于带轮车辆上的运动传动系统的齿轮，所述齿轮使得车辆的运动阻力能够适应用户腿部所增长的力量。

本发明的一个目标是提供用于带轮车辆上的运动传动系统的齿轮，所述齿轮使蹬踏起来更流畅和更规则。

本发明的另一目标是提供用于带轮车辆上的运动传动系统的齿轮，所述齿轮能够在简单、合理、高效易用的经济型解决方案的范围内克服现有技术的上述缺点。

本发明的另一目标是提供用于带轮车辆上的运动传动系统的齿轮，所述齿轮能够减小正常使用期间链条从齿轮自身发生任何意外脱落的次数。这种具有权利要求1所述特征的用于带轮车辆上的运动传动系统的齿轮实现了上述目标。

附图简述

本发明的其他特征和优点将从用于带轮车辆的运动传动系统的齿轮的两个优选但非排他性实施方案的描述中变得更明显，通过附图中的指示性但非限制性实例来说明所述实施方案，其中：

图1是根据本发明的齿轮的轴测图；

图2是根据本发明的齿轮的第一实施方案的平面图；