專利名稱：自行車增力腳蹬的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是用于現(xiàn)有自行車上的一種簡(jiǎn)易增力機(jī)構(gòu)，即一種新式腳蹬。
使用加裝本實(shí)用新型的自行車，可以使騎行者騎行省力輕快，尤其是在頂風(fēng)、上坡或在艱難道路上行駛，其效果明顯優(yōu)于現(xiàn)有自行車。
現(xiàn)有自行車是一種輕便的人力交通工具。因?yàn)槭艿浆F(xiàn)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(大牙盤和曲拐)設(shè)計(jì)幾何尺寸等各種嚴(yán)格條件的限制，存在著傳動(dòng)力矩低弱的主要缺點(diǎn)。國(guó)外有一種曲拐——腳蹬傳動(dòng)裝置的專利(日本公開特許公報(bào)昭和63－28784)就是一種自行車增力裝置。其結(jié)構(gòu)由帶有剛性觸頭的腳蹬和安裝在曲拐里的帶有柔性卷簧的帶斜面的園柱形彈性觸頭組成。其工作原理是當(dāng)腳蹬處于腳掌用力下踩的位置，此時(shí)的腳蹬剛性觸頭與曲拐上的帶有柔性卷簧的彈性觸頭相碰，由于斜面的水平推力使彈性觸頭回縮，而使剛性觸頭得以通過(guò)。在通過(guò)后的瞬間，由于彈力使彈性觸頭伸出到原來(lái)長(zhǎng)度，此時(shí)腳蹬繼續(xù)受到向下的壓力，使彈性觸頭緊緊地抵住剛性觸頭的下端，從而使腳蹬和曲拐暫時(shí)形成一個(gè)作用力桿，腳掌的作用力點(diǎn)由原來(lái)的腳蹬轉(zhuǎn)軸外移到腳蹬的外沿(遠(yuǎn)離曲拐中軸的一端)。此時(shí)力臂增加了半個(gè)腳蹬寬度(大約五厘米)，根據(jù)力矩＝力×力臂的公式可知，當(dāng)力臂增加時(shí)，如力矩不變，則力就減少；如力不變，則力矩增加。從而起到增力或省力的效果。
本實(shí)用新型的原理與其相似，但結(jié)構(gòu)不同。本實(shí)用新型的目的是提出一種增力腳蹬，這種增力腳蹬裝有帶壓縮彈簧和方形彈性觸頭，另外在曲拐相應(yīng)的位置上安裝有帶方形孔的碰撞板，在腳蹬受到下壓力時(shí)能自動(dòng)與曲拐連接成一個(gè)作用力桿，而達(dá)到延長(zhǎng)力臂增加轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的作用。增力腳蹬的結(jié)構(gòu)見


圖1。
圖1中，1彈性觸頭，2限位板，3觸頭桿，4、壓縮彈簧，5蓋板，6聯(lián)接管組件，7套管，8腳蹬轉(zhuǎn)軸組件(標(biāo)準(zhǔn)件)，9鋼制腳蹬框架，10配重?？蚣苷归_圖見圖2，彈性觸頭放大圖見圖3，彈性觸頭為經(jīng)熱處理的鋼制物。碰撞板組件見圖4，圖4中，11碰撞板，12連接板，13螺釘，14曲拐截面，圖中用雙點(diǎn)劃線表示的是彈性觸頭在A、B、C三個(gè)位置時(shí)的狀態(tài)，箭頭表示受力方向。
其動(dòng)作原理見圖5所示。以右腳蹬為例說(shuō)明之，圖5中A、B、C為腳掌施加作用力的位置(即圖4中的A、B、C三個(gè)位置)D、E、F為非施加作用力的位置。在A位置時(shí)，腳蹬的彈性觸頭斜面與曲拐的碰撞板接觸，由于斜面上受到的水平分壓力使腳蹬的彈性觸頭推動(dòng)壓縮彈簧回縮，彈性觸頭沿碰磴板表面滑動(dòng)時(shí)，在彈簧的彈力下，彈性觸頭迅速地插入碰撞板的方形孔中，由于腳蹬受到下壓力，因此，腳蹬與曲拐暫時(shí)連成一體，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的作用點(diǎn)從腳蹬轉(zhuǎn)軸a處外移到腳蹬的外沿a′處，因此作用力臂延長(zhǎng)了半個(gè)腳蹬寬度，由于力臂的增加，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩也相應(yīng)增加，上述過(guò)程從A位置到B位置為止。從B位置到C位置，彈性觸頭逐漸離開方形孔，彈性觸頭繼續(xù)向下滑，當(dāng)脫離碰撞板表面的瞬時(shí)，彈性觸頭在彈簧的作用下，迅速頂住碰撞板的下沿，由于腳蹬繼續(xù)受到下壓力，所以此時(shí)腳蹬仍能與曲拐暫時(shí)連成一體，繼續(xù)起到延長(zhǎng)力臂的作用。在D、E、F位置，腳蹬的彈性觸頭脫離曲拐的碰撞板，而各自起到原來(lái)的作用。此后又回到A位置，開始了下一循環(huán)的動(dòng)作。左腳蹬的動(dòng)作原理與右腳蹬相同，其動(dòng)作交替進(jìn)行，相位相差180°?？蚣茏龀蓪?duì)稱件，即以轉(zhuǎn)軸為中心，兩側(cè)都有方形孔(見圖2)，在方形孔磨損過(guò)大后，將彈性觸頭組件拆下，裝入另一側(cè)方形孔中，這種設(shè)計(jì)可使增力腳蹬的使用壽命延長(zhǎng)一倍。作為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，即增力腳蹬可作成不對(duì)稱腳蹬如圖6，圖6中，1彈性觸頭，2限位板，3觸頭桿，4壓縮彈簧，8腳蹬轉(zhuǎn)軸組件(標(biāo)準(zhǔn)件)，9鋼制腳蹬框架。腳蹬以轉(zhuǎn)軸為中心，兩側(cè)重量應(yīng)相等。帶彈性觸頭的一側(cè)重量大，必然要求另一側(cè)框架延長(zhǎng)，使其重量平衡，故形成不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。其延長(zhǎng)尺寸，視框架厚度通過(guò)計(jì)算而確定。這樣的方案可省去腳蹬的配重，同時(shí)也延長(zhǎng)了力臂的作用點(diǎn)。本實(shí)用新型也有省去碰撞板，而用曲拐本身代替人設(shè)計(jì)，此時(shí)彈性觸頭的長(zhǎng)度要加長(zhǎng)，只有在彈性觸頭頂住曲拐下沿時(shí)才起增力作用。如圖7所示，圖7中，1彈性觸頭，2限位板，3觸頭桿，4壓縮彈簧，8腳蹬轉(zhuǎn)軸組件(標(biāo)準(zhǔn)件)，9鋼制腳蹬框架，10配重，15曲拐。方形彈性觸頭的長(zhǎng)度以伸長(zhǎng)至曲拐寬度的1／5為限度。
本實(shí)用新型與國(guó)外專利相比有以下優(yōu)點(diǎn)(1)國(guó)外專利是在原自行車曲拐上鉆一通孔，加裝彈性碰撞裝置。由于鉆孔使曲拐有效截面積減少，削弱了曲拐強(qiáng)度，此處成為整個(gè)曲拐的危險(xiǎn)截面，所以這是一種以犧牲曲拐使用壽命為前提的革新，這是該國(guó)外專利的致命弱點(diǎn)，而本實(shí)用新型無(wú)此弊病。
(2)國(guó)外專利是將彈性碰觸裝置裝在曲拐里，由于曲拐的截面積本來(lái)不大，所以其裝置不得不做得較小。在頻繁碰撞的情況下，其強(qiáng)度顯然不足，所以壽命較短。本實(shí)用新型是將彈性碰撞裝置裝在腳蹬里，這樣觸頭的彈簧可以設(shè)計(jì)得大一些，因此提高了強(qiáng)度和壽命，并且也便于拆裝和維修。
(3)國(guó)外專利的彈性觸頭是園柱形，這樣就帶來(lái)一個(gè)弊病。園柱可以旋轉(zhuǎn)，因此不能保證其斜面永遠(yuǎn)處于規(guī)定的方位，斜面方位變動(dòng)后，可能使腳蹬卡住或不能通過(guò)，而使自行車停止行駛。本實(shí)用新型的彈性觸頭是方形的，由于在方形孔中伸縮，起到導(dǎo)向作用，故不會(huì)發(fā)生上述弊端。
(4)本實(shí)用新型與國(guó)外專利相比，擴(kuò)大了作用位置的范圍，即國(guó)外專利的作用位置是圖5中的A－B位置(彈性觸頭插入方形孔的位置)，而本實(shí)用新型增加了B－C位置(即彈性觸頭抵住碰撞板下沿的位置)，因此，能更有效地提高增力效果。
(5)本實(shí)用新型應(yīng)用時(shí)，只需更換增力腳踏，并且在曲拐上安裝碰撞板，一般用戶都能掌握。而國(guó)外專利應(yīng)用時(shí)，需要卸下曲拐，在鉆床上鉆、鉸孔，并配裝彈性碰撞裝置，而且腳蹬也要另行改造，增加剛性觸頭，這都需要專業(yè)工廠加工，限制了普及推廣。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的方式凡具有鋼板沖壓，機(jī)械加工的工廠都可生產(chǎn)，按照設(shè)計(jì)圖紙制作沖模，即可加工腳蹬框架，碰撞板，蓋板等沖壓件，用車床等加工彈 性觸頭，彈簧，聯(lián)接管，另外需要卷管機(jī)以及鉗工工具，轉(zhuǎn)軸可使用自行車標(biāo)準(zhǔn)件或自行加工。
權(quán)利要求1.能在腳掌用力下踏時(shí)自動(dòng)與曲拐結(jié)合在一起，而起到延長(zhǎng)作用力臂的自行車增力腳蹬，該腳蹬由裝置在曲拐上的碰撞板限制其動(dòng)作位置，其特征在于腳蹬上矩形鋼制框架的一側(cè)裝有帶斜面的方形鋼制觸頭和壓縮彈簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增力腳蹬，其特征是將彈性觸頭桿和彈簧裝在矩形框架的任何一側(cè)，而在另一側(cè)對(duì)稱位置上設(shè)置配重。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增力腳蹬，其特征是不帶彈性觸頭的框架一側(cè)加寬，做成不對(duì)稱腳蹬結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增力腳蹬，其特征是其腳蹬的帶斜面的方形彈性觸頭的長(zhǎng)度加長(zhǎng)，使其抵住曲拐下沿。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種用于現(xiàn)有自行車上的增力腳蹬，增力腳蹬裝有帶斜面的彈性觸頭，在腳蹬受到施加作用力的位置上，能自動(dòng)地通過(guò)安裝在曲拐上的碰撞板連成一體，延長(zhǎng)了作用力臂，從而在作用力不變的情況下，增加轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。在現(xiàn)有自行車上更換本腳蹬，不影響原有整體結(jié)構(gòu)和功能，但騎行更省力輕快，尤其在頂風(fēng)，上坡和在艱難道路上行駛顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，安裝方便，成本低廉，適于普及推廣。
文檔編號(hào)B62M3/08GK2054009SQ8821645
公開日1990年3月7日 申請(qǐng)日期1988年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月31日
發(fā)明者王宗耀 申請(qǐng)人:王宗耀