一种自行车省力机构

技术领域

本发明属于自行车技术领域，涉及一种自行车省力机构。

背景技术

随着节能环保的概念深入人心且公共自行车和共享单车的广泛普及，自行车出行也逐渐成为人们出行中的重要选择。现有的自行车均采用链条传动，使用者踩下脚踏板后，通过脚踏杆带动转轴和链轮周向转动，进而带动链条传动来使自行车前行。但是，现有自行车的脚踏杆长度都是固定的，骑行过程中较为费力。

为此，人们设计了一种伸缩式脚踏杆省力自行车，并申请了中国专利，其申请号为：201710725315.6；公布号为：107618609A；该自行车中轴的牙盘外左右两侧安装有鸭蛋圆导轨，并在自行车中轴左右两端鸭蛋圆导轨外侧安装有直线轴承，在直线轴承的滑槽内安装有直线导轨脚踏杆，直线导轨脚踏杆的中后段位于直线轴承的滑槽内，直线导轨脚踏杆的前端安装有脚踏板，直线导轨脚踏杆的中前部固定有拨动轴。该省力自行车通过在自行车两侧设置鸭蛋圆导轨并将脚踏杆中的拨动轴伸入导轨的导向槽内的方式来使得脚踏板被踩下时，脚踏杆能沿着导轨周向摆动，且因导轨的鸭蛋圆的形状，脚踏杆在周向摆动的过程中，脚踏板与中轴之间的距离会出现长度变化，即脚踏杆的长度不再恒定，可在需要踩踏的角度使得脚踏杆伸出的长度更长，踩踏更省力。

但是，该省力自行车中，为了使脚踏板与中轴之间的距离达到最大时脚踏杆的另一端仍能穿过直线轴承，需要保证脚踏杆具有足够的长度，则当脚踏板移动至与中轴之间的距离最小时，脚踏杆的另一端势必大幅度地穿出直线轴承，甚至如其附图1所示穿出导轨，则脚踏杆穿出导轨的另一端容易在转动过程中与自行车上的其它结构发生干涉，甚至可能撞击在骑行者的腿上，使得骑行中断，工作稳定性差且存在较大的安全隐患。

面对该情况，本领域技术人员容易想到的常规技术手段是在脚踏杆将穿出导轨的位置外侧另外罩设一防护盖，使得脚踏杆不具备脚踏板的端部不会暴露在外，避免其与其它结构或者骑行者发生干涉或碰撞，然而，另外增加的防护盖不仅会造成整个结构体积更大，且凸出的防护盖容易与骑行者腿部碰触，骑行舒适性较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种自行车省力机构，解决了现有自行车省力结构稳定性差的问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种自行车省力机构，包括水平设置在车架上的中轴、两个具有圆环状导槽的导轨以及两个脚踏杆，两个所述导轨均与所述车架固定，所述中轴的两端分别穿过两个所述导轨的偏心位置，两个所述脚踏杆的内端均连接有卡入对应导槽内的导向件，所述脚踏杆的外端均连接有脚踏板，所述脚踏杆沿着所述导槽移动时所述脚踏杆外端的端部与中轴之间的距离逐渐增大或者缩小，其特征在于，省力机构还包括两个垂直于中轴设置的传动件，两个所述传动件分别设置于中轴的两端并与中轴固连，每个所述传动件上均具有呈筒状的滑筒，两个所述脚踏杆分别穿过对应的滑筒，且滑筒位于所述导向件和脚踏杆外端端部之间。

本自行车省力机构中，脚踏杆通过滑筒和导向件这两个位置来进行限位，使得脚踏杆不会倒下而能沿着圆环状的导槽呈周向摆动。本自行车省力机构使用时，使用者可踩下脚踏板，通过脚踏杆的侧壁作用在滑筒上，再由具有滑筒的传动件受力带动中轴周向旋转，进而通过连接在中轴上的链轮带动链条和自行车车轮周向旋转前行。在此骑行过程中，因中轴穿过导轨的偏心位置，使得脚踏杆沿着导槽移动时其外端处的脚踏板与中轴之间的距离会逐渐增大或者缩小，实际设计时，可使脚踏板被踩下时脚踏杆外端与中轴之间的距离最远，此时力臂最长，在相同力矩的需求情况下，缩小了对踩踏力的需求，达到了省力的效果；反之，相对于省力位置的另一侧，脚踏杆外端与中轴之间的距离最近，力臂最短，此时该脚踏板处于带上升位置，可依靠踩下另一侧的脚踏板来带动该脚踏板上升，避免了踩踏费力的情况，使得本自行车省力机构的使用更省力。

在此使用过程中，滑筒通过传动件的设置套设在脚踏杆中段外侧，无需加长脚踏杆的内端长度，使得脚踏杆的内端不会自导轨另一侧穿出，不仅结构更紧凑，且不会与其它结构或者骑行者相干涉，保证了自行车使用的稳定性。

在上述的一种自行车省力机构中，所述导轨包括相向设置的壳体一和壳体二，所述壳体一和壳体二相向的一侧分别具有凹入的呈圆环状的凹槽一和凹槽二，所述凹槽一和凹槽二形成上述导槽，所述导轨的外侧面还贯穿开设有供所述脚踏杆内端伸入导槽的开口。导轨由相向设置的壳体一和壳体二扣合形成，能为伸入导槽内的脚踏杆的两侧以及端部均提供支撑，使得脚踏杆不会发生摆动或者偏向，移动更顺畅，工作更稳定。

在上述的一种自行车省力机构中，所述脚踏杆和开口侧壁之间设置有滚动件一，所述滚动件一可转动地连接在所述脚踏杆和/或开口的侧壁上。通过滚动件一来缩小脚踏杆和开口侧壁之间的间距，减少脚踏杆可摆动的空间，为脚踏杆提供更好的支撑，以利于脚踏杆的稳定工作，同时，滚动件一的滚动摩擦较小，不仅减少了磨损，且能使脚踏杆移动更顺畅，不会卡死。

在上述的一种自行车省力机构中，所述导轨位于所述导槽的两侧壁处均具有凸出呈圆环状的限位部，两个所述限位部相向设置且两者之间形成上述开口，所述脚踏杆的内端穿过所述开口并伸入所述导槽内，所述导向件包括可转动地连接在脚踏杆内端的滚动件二和滚动件三，所述滚动件二和滚动件三均位于导槽内，所述滚动件二能与所述限位部相抵靠且不能与导槽底部相抵靠，所述滚动件三能与所述导槽的底部相抵靠且不能与所述限位部相抵靠。在脚踏杆内端同时设置均可转动的滚动件二和滚动件三，并使两者能分别与限位部和导槽底部相抵靠，使得脚踏杆内端通过滚动件二和滚动件三分别与导槽的顶部和底部抵靠，既实现了脚踏杆和导槽之间的轴向限位，为脚踏杆在导槽内的顶部和底部均提供了支撑，又能使滚动件二和滚动件三在脚踏杆移动时均能顺利地周向滚动，避免同一个滚动件同时抵靠在导槽底部和限位部上时卡死不转动的情况，采用滚动摩擦的方式来保证脚踏杆移动的顺畅。

在上述的一种自行车省力机构中，所述滚动件二的数量为两个且分别设置于脚踏杆的两侧。设置于脚踏杆两侧的滚动件二能为脚踏杆的两侧均提供支撑和滚动摩擦，避免脚踏杆摆动，使其工作更稳定。

在上述的一种自行车省力机构中，所述脚踏杆呈方杆状，所述滑筒内孔的形状和所述脚踏杆外侧的形状相匹配。方杆状的脚踏杆和相应形状的滑筒配合，可避免脚踏杆和滑筒发生周向偏转，保证工作的稳定性。

在上述的一种自行车省力机构中，所述滚动件一包括可转动地连接在脚踏杆上的滚针。

作为另一种情况，在上述的一种自行车省力机构中，所述滚动件一包括可转动地连接在所述导轨的开口侧壁处的滚轮。

在上述的一种自行车省力机构中，所述传动件呈长条状，所述传动件的一端与中轴固定，另一端侧部具有上述滑筒，所述滑筒的轴线方向与所述传动件的长度方向相一致。

在上述的一种自行车省力机构中，所述脚踏杆处还设置有抵靠弹簧，所述脚踏杆在所述抵靠弹簧的弹力作用下使所述导向件抵靠在所述导槽的底面。通过抵靠弹簧的设置，可避免导向件脱离导槽的底面，使得导向件移动更稳定，脚踏杆的踩动更顺畅。

与现有技术相比，本自行车省力机构具有以下优点：

1、通过设置传动件来将滑筒套设在脚踏杆的中段，使得脚踏杆内端可止于导槽处，无需过多伸出，避免了脚踏杆周向带动后内端自导轨中穿出而与其它结构干涉的情况，结构更紧凑，工作更稳定。

2、导轨采用壳体一和壳体二相向扣合的方式形成，并将脚踏杆伸入到壳体一和壳体二之间的导槽内，不仅方便了形状特异的导槽的加工，且能为脚踏杆的两侧提供稳定地支撑，避免了脚踏杆偏摆，使得脚踏杆的工作更稳定。

3、在导槽内同时错位设置滚动件二和滚动件三，使得滚动件二只能与限位部抵靠，而滚动件三只能与导槽的底部抵靠，避免了同一个滚动件同时与限位部和导槽底部抵靠时，两侧均受同一方向摩擦力而无法滚动的情况，使得滚动件二和滚动件三在脚踏杆移动时能稳定滚动，工作稳定性好。

附图说明

图1是本自行车省力机构实施例一的剖视结构示意图。

图2是本自行车省力机构实施例一中导向件处的放大图。

图3是本自行车省力机构实施例一中脚踏杆移动至最费力点的剖视结构示意图。

图4是本自行车省力机构实施例一中脚踏板移动至最省力点的剖视结构示意图。

图5是本自行车省力机构实施例二中导向件处的放大图。

图6是本自行车省力机构实施例三中导向件处的放大图。

图7是本自行车省力机构安装在自行车上时的结构示意图。

图8是本自行车省力机构实施例五的结构示意图。

图中，1、中轴；2、导轨；21、导槽；22、壳体一；22a、凹槽一；23、壳体二；23a、凹槽二；24、开口；25、限位部；3、脚踏杆；4、导向件；41、滚动件二；42、滚动件三；5、脚踏板；6、传动件；7、滑筒；8、滚动件一；9、车架；10、抵靠弹簧；11、抵靠筒；12、抵靠杆；13、导向杆。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1和图7所示，本自行车省力机构连接在车架9上，包括水平穿设在车架9上的中轴1、两个分别套设于中轴1两端外侧的具有圆环状导槽21的导轨2以及两个呈方杆状的脚踏杆3，两个脚踏杆3均与中轴1垂直设置，脚踏杆3的内端均连接有卡入对应导槽21内的导向件4，脚踏杆3的外端均连接有脚踏板5，脚踏杆3沿着导槽21移动时脚踏板5与中轴1之间的距离逐渐增大或者缩小。在本实施例中，两个导轨2大致呈圆盘状且呈轴对称地方式固定在车架9的两侧，中轴1穿设在两个导轨2的偏心位置，导轨2中的导槽21大致呈鸭蛋圆形；两个脚踏杆3连接在导轨2上的位置以中轴1的中点为中心呈中心对称设置，使得两个脚踏板5刚好一前一后，适应人们的骑行习惯，两个脚踏杆3的外端向远离车架的一侧均垂直连接有横杆，脚踏板4连接在横杆上，连接方式与现有的自行车脚踏板的连接方式相同。

省力机构还包括两个垂直于中轴1设置的长条状传动件6，两个传动件6分别设置于中轴1的两端且传动件6的一端与中轴1固连，每个传动件6的另一端侧部均具有呈筒状的滑筒7，且滑筒7的轴线方向与传动件6的长度方向相一致，两个脚踏杆3分别穿过对应的滑筒7，且滑筒7位于导向件4和脚踏杆3外端之间，滑筒7内孔的形状与传动件6的外侧形状相匹配。

因车架9两侧的结构和连接方式基本相同，以下以其中一侧的结构为例进行具体结构说明。

如图2所示，导轨2包括相向设置的均呈板状的壳体一22和壳体二23，壳体一22和壳体二23相向的一侧分别具有凹入的呈圆环状的凹槽一22a和凹槽二23a，凹槽一22a和凹槽二23a开口24的一侧拼合以形成导槽21，导轨2的外侧面还贯穿开设有供脚踏杆3内端伸入导槽21的开口24。在本实施例中，导轨2位于导槽21的两侧壁处均具有凸出呈圆环状的限位部25，两个限位部25相向间隔设置且两者之间形成开口24。脚踏杆3和开口24侧壁之间还设置有滚动件一8，该滚动件一8可转动地连接在脚踏杆3和/或开口24的侧壁上。在本实施例中，滚动件一8包括可转动地连接在脚踏杆3上的滚针。

脚踏杆3内端卡入导槽21内的导向件4包括可转动地连接在脚踏杆3内端的滚动件二41和滚动件三42，滚动件二41和滚动件三42均位于导槽21内，滚动件二41能与限位部25相抵靠且不能与导槽21底部相抵靠，滚动件三42能与导槽21的底部相抵靠且不能与限位部25相抵靠。在本实施例中，滚动件二41和滚动件三42的数量均为两个且分别设置于脚踏杆3的两侧，滚动件二41和滚动件三42位置正对，两者之间可抵靠，也可间隔设置。

本自行车省力机构中，脚踏杆3通过滑筒7和导向件4这两个位置来进行限位，使得脚踏杆3不会倒下而能沿着圆环状的导槽21呈周向摆动。

如图3和图4所示，本自行车省力机构使用时，使用者可踩下脚踏板5，通过横杆带动脚踏杆3作用在滑筒7上，再由具有滑筒7的传动件6受力带动中轴1周向旋转，进而通过连接在中轴1上的链轮带动链条和自行车车轮周向旋转前行，即本自行车省力机构可配合普通的自行车传动结构使用，也可配合具有变速功能的自行车传动结构使用。

在此骑行过程中，因导槽21的形状特点以及中轴1的偏心穿设，使得脚踏杆3沿着导槽21移动时其外端的脚踏板5和横杆与中轴1之间的距离会逐渐增大或者缩小，实际设计时，可使脚踏板5需要被踩下时距离中轴1最远，力臂最大，在相同力矩的需求情况下，缩小了对踩踏力的需求，达到了省力的效果。

实施例二

如图5所示，本实施例的方案与实施例一大致相同，不同之处在于：滚动件三42的数量仅为一个且可转动地连接在脚踏杆3的内端端部；导槽21呈圆形；脚踏杆3呈圆杆形。

实施例三

如图6所示，本实施例的方案与实施例一大致相同，不同之处在于：滚动件三42的数量为三个，其中两个分别可转动地连接在脚踏杆3的两侧，第三个可转动地连接在脚踏杆3的内端端部。

实施例四

本实施例的方案与实施例一大致相同，不同之处在于：滚动件一8包括可转动地连接在导轨2的开口24侧壁处的滚轮。

实施例五

如图8所示，本实施例的方案与实施例一大致相同，不同之处在于：脚踏杆3处还设置有抵靠弹簧10，脚踏杆3在抵靠弹簧10的弹力作用下使导向件13抵靠在导槽21的底面。具体地说，脚踏杆3的侧部具有凸出呈杆状的抵靠杆12，滑筒7侧部具有呈筒状的抵靠筒11，抵靠筒11内穿设有呈杆状的导向杆13，导向杆13的一端与抵靠杆12固定，抵靠弹簧10套设在导向杆13的外侧，且抵靠弹簧10的两端分别抵靠在抵靠杆12和抵靠筒11上；通过抵靠弹簧10的设置，可减少作为导向件4的滚动件的数量，可仅并列设置两个滚动件。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。