一种棘轮杠杆传动式自行车

本实用新型公开了一种棘轮杠杆传动式自行车，包括车把组件、前轮组件、传动机构、车架和后轮组件，传动机构包括棘轮杠杆机构、调速齿轮机构和复位机构，调速齿轮机构包括箱体和安装在箱体内的调速齿轮组，驱动链轮与后轮组件的从动链轮之间安装有链条，棘轮杠杆机构对称安装在车架的两侧，棘轮杠杆机构包括踩踏杆和棘轮，复位机构包括横臂和两根连杆，箱体顶部的前端设置有支撑杆，支撑杆的端部与横臂的中部转动连接，两连杆的上端分别与横臂的两端活动连接，两连杆的下端分别通过万向节与两根踩踏杆连接。本实用新型结构紧凑合理，传动率高，骑行省力，棘轮杠杆机构设计新颖，具有显著的经济价值和社会价值。

技术领域
本实用新型涉及自行车技术领域，具体涉及一种棘轮杠杆传动式自行车。
背景技术
自行车，又称脚踏车或单车，人骑上车后，以脚踩踏板为动力，既不消耗能源，又不会造成对环境的污染，可以作为环保的交通工具用来代步、出行，也可作为健身器材用来骑行锻炼，一直受到人们的喜爱。现在自行车的驱动方式有大轮直接驱动式、小轮直接驱动式和利用塔轮变速驱动式等，当人骑车时，用双脚做360度划圆的方式作为驱动动力，这些驱动方式存在的问题是：一是人的双脚要做360度划圆动作，两根脚蹬拐轴的长度就必然受到一定限制，否则无法划圆动作，脚蹬拐轴长度的限制是导致自行车驱动费力的主要因素；二是人的发力点主要靠双腿向下的伸张力和人体的重力，其它部位无法发力，这样一来，人发力受限，驱动力在很大程度也受到了限制。综上所述，现有驱动方式的主要问题是驱动费力，行驶速度缓慢。市面上也有部分自行车采用了曲柄、链轮或杠杆的驱动结构，但是这些驱动结构较为复杂，还存在传动率低，易磨损，故障率高，调整修复困难，使用寿命较短等问题，导致这些驱动结构也不能得到广泛的运用。因此，研制开发一种结构紧凑合理，传动率高，骑行省力的棘轮杠杆传动式自行车是客观需要的。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑合理，传动率高，骑行省力的棘轮杠杆传动式自行车。本实用新型的目的是这样实现的，包括车把组件、前轮组件、传动机构、车架和后轮组件，传动机构包括棘轮杠杆机构、调速齿轮机构和复位机构，调速齿轮机构包括箱体和安装在箱体内的调速齿轮组，箱体安装在车架上，调速齿轮组输出轴的一端伸出到箱体的外部，且伸出箱体外部的输出轴上安装有驱动链轮，驱动链轮与后轮组件的从动链轮之间安装有链条；棘轮杠杆机构对称安装在车架的两侧，棘轮杠杆机构包括踩踏杆和棘轮，棘轮固定安装在调速齿轮组的输入轴上，踩踏杆的一端与棘轮传动连接，另一端朝向前轮组件的方向；复位机构包括横臂和两根连杆，箱体顶部的前端设置有支撑杆，支撑杆的端部与横臂的中部转动连接，两连杆的上端分别与横臂的两端活动连接，两连杆的下端分别通过万向节与两根踩踏杆连接。进一步的，输入轴和输出轴之间设置有中间轴，输入轴、中间轴和输出轴的两端各通过第一轴承安装在箱体的箱壁上，输入轴上设置有一级齿轮，中间轴上设置有二级双联齿轮组，二级双联齿轮组中的一个与一级齿轮相啮合，输出轴上设置有三级齿轮，三级齿轮与二级双联齿轮组的另一个相啮合。进一步的，横臂的中部开设有轴承孔，支撑杆的端部设置有连轴，连轴与轴承孔之间配合安装有第二轴承。进一步的，踩踏杆为伸缩式或多段式结构。进一步的，棘轮的外部设置有壳体，壳体通过第三轴承与输入轴转动连接，踩踏杆的一端与壳体固定连接，踩踏杆上与壳体连接的一端开设有圆柱孔，圆柱孔内依次安装有弹簧和棘爪，棘爪的伸出端穿过壳体的侧壁伸入到壳体的内部，棘爪的端部与棘轮的棘齿配合连接。本实用新型在使用时，乘骑人员双脚踩踏在踩踏杆上，双脚交替做上下运动，促使两踩踏杆的伸出端交替上下摆动，驱动力传递方式是，一根踩踏杆在脚踩的作用力下向下摆动，向下摆动的力驱使棘轮转动，通过两个棘轮的交替转动，带动调速齿轮组的输入轴连续转动，经过调速齿轮组调速后，力矩传递到输出轴，并带动输出轴上的驱动链轮转动，最后通过链条带动后轮转动，促使自行车的行驶，整个结构设计紧凑合理，乘骑人员双脚的力通过棘轮杠杆机构和调速齿轮机构的配合传动，只需较小的力就可驱动自行车快速行驶。本实用新型结构紧凑合理，传动率高，骑行省力，棘轮杠杆机构设计新颖，具有显著的经济价值和社会价值。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型另一种实施例的结构示意图；图3为本实用新型棘轮杠杆机构、调速齿轮机构和复位机构的主视结构示意图；图4为本实用新型棘轮杠杆机构、调速齿轮机构和复位机构的俯视结构示意图；图5为本实用新型棘轮杠杆机构的主视结构示意图；图6为本实用新型棘轮杠杆机构的俯视结构示意图；图7为本实用新型横臂和支撑杆的结构示意图。图中：1-车把组件，2-前轮组件，3-车架，4-后轮组件，5-箱体，6-输出轴，7-驱动链轮，8-链条，9-踩踏杆，10-棘轮，11-横臂，12-连杆，13-支撑杆，14-万向节，15-输入轴，16-中间轴，17-第一轴承，18-一级齿轮，19-二级双联齿轮组，20-三级齿轮，21-轴承孔，22-连轴，23-第二轴承，24-壳体，25-第三轴承，26-圆柱孔，27-弹簧，28-棘爪，29-棘齿。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。如图1～7所示，本实用新型包括车把组件1、前轮组件2、传动机构、车架3和后轮组件4，车把组件1、前轮组件2、车架3和后轮组件4为现有的结构，传动机构包括棘轮杠杆机构、调速齿轮机构和复位机构，棘轮杠杆机构的作用是：将人力通过杠杆的方式传递给棘轮，达到省力的传动目的；调速齿轮机构的作用是：通过各级齿轮组的配合调速，得到合适的乘骑速度；复位机构的作用是：使踩踏杆9对棘轮10完成一次传动后，可以立即回复到初始状态，可以再次对棘轮10做功。调速齿轮机构包括箱体5和安装在箱体5内的调速齿轮组，箱体5安装在车架3上，调速齿轮组的输出轴6一端伸出到箱体5的外部，且伸出箱体5外部的输出轴6上安装有驱动链轮7，驱动链轮7与后轮组件4的从动链轮之间安装有链条8。为了保证调速齿轮机构的稳定运行，也为了乘骑人员的安全，将调速齿轮机构安装在箱体5的内部，在乘骑过程中，棘轮杠杆机构将力距传递给输入轴15，经过各级齿轮的调速后，力矩传递给输出轴6，输出轴6带动驱动链轮7转动，驱动链轮7通过链条带动自行车的后轮转动，就可以使自动车向前行驶了。棘轮杠杆机构对称安装在车架3的两侧，棘轮杠杆机构包括踩踏杆9和棘轮10，棘轮10固定安装在调速齿轮组的输入轴15上，踩踏杆9的一端与棘轮10传动连接，另一端朝向前轮组件2的方向。棘轮杠杆机构对称安装在车架3的两侧，这是为了方便乘骑人员两脚对两根踩踏杆9的踩踏，通过两脚交替踩踏两根踩踏杆9，踩踏杆9再将力交替传动给棘轮10，提供持续的驱动力。复位机构包括横臂11和两根连杆12，箱体5顶部的前端设置有支撑杆13，支撑杆13的端部与横臂11的中部转动连接，两连杆12的上端分别与横臂11的两端活动连接，两连杆12的下端分别通过万向节14与两根踩踏杆9连接。当棘轮10在踩踏杆9的传动作用下转动后，踩踏杆9本身不具备复位的能力，不能再次驱动棘轮10转动，这时就需要复位机构，复位机构的复位原理是：当车架3一侧的踩踏杆9向下移动时，固定在该踩踏杆9上的连杆12随之向下移动，连杆12带动横臂11沿支撑杆13的端部转动，这样横臂11的另一端就会向上移动，并带动另一根连杆12向上移动，这时在连杆12的带动下，车架3另一侧的踩踏杆9随之上移，该踩踏杆9在上移的过程中，使得其与棘轮10的连接处复位。车架3一侧的踩踏杆9与棘轮10处于传动连接时，另一侧处于复位状态，这样两侧交替传动和复位，就可以为自行车的行驶提供连续的驱动力。优选地，输入轴15和输出轴6之间设置有中间轴16，输入轴15、中间轴16和输出轴6的两端各通过第一轴承17安装在箱体5的箱壁上，输入轴15上设置有一级齿轮18，中间轴16上设置有二级双联齿轮组19，二级双联齿轮组19中的一个与一级齿轮18相啮合，输出轴6上设置有三级齿轮20，三级齿轮20与二级双联齿轮组19的另一个相啮合，通过各级齿轮的配合，得到合适的齿轮传动比，使得自行车行驶中具有合适的行驶速度。横臂11的中部开设有轴承孔21，支撑杆13的端部设置有连轴22，连轴22与轴承孔21之间配合安装有第二轴承23，这样的设置可以增加横臂11在转动时的灵活性，更加的省力。优选地，踩踏杆9为伸缩式或多段式结构，使踩踏杆9的长度可以根据乘骑人员的需求调整，更加具有实用性。棘轮10的外部设置有壳体24，壳体24通过第三轴承25与输入轴15转动连接，踩踏杆9的一端与壳体24固定连接，踩踏杆9上与壳体24连接的一端开设有圆柱孔26，圆柱孔26内依次安装有弹簧27和棘爪28，棘爪28的伸出端穿过壳体24的侧壁伸入到壳体24的内部，棘爪28的端部与棘轮10的棘齿29配合连接，这样的设置把棘轮10装在壳体24内，运行时安全可靠，该机构的传动方式是：乘骑人员的双脚分别踩踏在两根踩踏杆9上，其中一根踩踏杆9在踩踏力的作用下向下摆动，踩踏杆9带动壳体24沿输入轴15转动，转动的过程中，弹簧27将棘爪28弹出，棘爪28对棘齿29有向下的力，这个力带动棘轮10和输入轴15转动，随后车架3另一侧的踩踏杆9被踩下，再次带动输入轴15和棘轮10转动，依次往复，就可使输入轴15连续的转动。如图2所示，本实用新型所述的传动机构也可以安装在普通的自行车上，将箱体5安装在自行车后轮的后方，并通过连接件固定在车架3上，两根踩踏杆9朝向前轮，对普通的自行车进行简单的改装，将后轮组件4上的从动链轮使用链条与箱体5外的驱动链轮7连接，此时，通过交替踩踏两根踩踏杆9，就可正常乘骑自行车了。