[其他]自行車搖桿式自適應變速機構

在審

• 申請號: 101987000000698
• 申請日: 1987-02-19
• 公開（公告）號: CN87100698B
• 公開（公告）日: 1988-09-07
• 發明（設計）人: 黃靖遠;鄺洛元;焦正財;林為坤;李平林;陳順煊
• 申請（專利權）人: 清華大學;廣州市自行車工業公司
• 代理公司: 清華大學專利事務所
• 代理人: 付尚新;羅文群

一種自行車搖桿式自適應變速機構，其搖桿中的變速機構有自適應功能，在上坡時能隨蹬踏力的變大而實現自適應降速。通過人體力學試驗作出的機器尺寸優化設計，使騎行者感到輕快、省力、平穩舒適。

自行車搖桿式自適應變速機構，屬自行車傳動及變速機構領域。

自行車自1818年發明以來，到1879年已經基本定型。近百年來，其傳動原理沒有發生變化，因為傳統的鏈傳動比較簡單合理，因此長期沿用這種傳動。

八十年代初，美國推出一種新型的自行車傳動原理，即搖桿式傳動原理。其所申請的美國專利號為（4，574，649）（見圖2）。該原理能消除普通自行車曲柄在上、下死點位置附近的低效行程，使自行車有更高的出力，據稱，其效果能省力一半。此外，由于采用了搖桿式傳動，只要在搖桿上改變鏈條的聯接位置就能實現變速，結構簡單，變速范圍也較廣。但是，在變速方式上，現有搖桿式車型的變速過程仍如同目前普通各種變速車一樣，在變速過程中將停止驅動，這對于在上坡行程中進行變速是極為不利的。

本發明的目的是用一種新的變速機構代替傳統的變速機構。本發明在搖桿傳動方案的基礎上，針對現有各種變速機構的缺點，提出了“自適應變速”的方案，使得變速過程具有一定的自適應能力，即在上坡時，隨坡度的大小能實現相應的降速，而且在適應性變速的過程中不必中止驅動。另外要使人感到省力有兩個途徑，一是提高運動部件的傳動效率，二是用人體力學的研究成果來對機構的總體布局和尺寸進行優化設計，使騎行者在騎行時感到舒適、輕松，易于發力，產生“省力”的感覺。本發明經人體力學和試驗研究作出了機構總體尺寸的優化計算結果。

本發明的具體內容如下：

根據實現“自適應”變速的方案，本發明在搖桿上設計了變速控制機構和自適應控制機構，傳動機構中的曲柄〔1〕和搖桿〔2〕安裝在自行車中軸位置，搖桿〔2〕本身的一變速控制機構由上滑齒板〔3〕和下滑齒板〔4〕，彈簧片8，一個平凸輪〔5〕和滑塊〔6〕組成，滑塊〔6〕和鏈條相聯，平凸輪〔5〕經由鋼絲和操縱手柄相聯，用來控制滑塊向上〔左〕、向下〔右〕或鎖緊，以實現變速，自適應控制機構由滑塊〔6〕，兩根壓力彈簧〔8〕，一根滑桿〔7〕和一個定位套〔9〕組成，依靠彈簧壓力對滑塊的作用，控制滑塊的下滑（向右滑）程度，實現自適應功能。曲柄、搖桿和飛輪在自行車中軸及后軸上安裝，它們的相對位置和結構尺寸是按人體力學的試驗研究結果確定的優化數值。

附圖說明

圖1，自行車搖桿式傳動裝置外形

圖2，美國專利4，574，649的傳動裝置外形圖

圖3，搖桿式傳動裝置的曲柄、搖桿及其相對于后軸O₁的相對位置。O₂為曲柄的轉動中心。圖3a為搖桿對心安裝式，圖3b為搖桿偏心安裝式。

圖4，搖桿內部的變速機構，包括變速控制機構和自適應控制機構，右邊和平凸輪〔5〕相聯的鋼絲通至安裝在車把上的操縱手柄上。滑塊〔6〕上聯接鏈條，由鏈條驅動后輪上的飛輪。

下面結合附圖對本發明作詳細說明。

本發明的搖桿傳動裝置，其曲柄〔1〕的端部裝有腳蹬，搖桿〔2〕上聯接鏈條，鏈條在搖桿上的聯接點可沿滑槽移動，以實現變速（見圖1）。搖桿本身即為一變速裝置，內有變速控制機構和自適應控制機構（圖4）。變速控制機構由下滑齒板〔3〕、上滑齒板〔4〕、滑塊〔6〕及平凸輪〔5〕組成，滑塊〔6〕和鏈條相聯。齒板上有鋸齒形齒，使滑塊只能沿齒形的斜面方向滑動，用以控制滑動方向（降速或升速），平凸輪上的梯形槽即為凸輪工作面，平凸輪由裝在車把上的操縱手柄操縱使其左右移動，進而推動固結在齒板上的銷子使兩齒板各自向滑塊方向推出或收進;當上滑齒板推出、下滑齒板收進時，滑塊可沿滑槽上滑（圖中向左），相當于升速。如下滑齒板推出、上滑齒板收進時，則實現降速。上、下滑齒板靠彈簧片8′向上推，使齒板緊靠平凸輪。滑塊滑動的動力則是由聯接在滑塊上的鏈條的拉力提供的。