基本信息
- 項目名稱：
- 往復式無極變速無鏈自行車
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 往復式無極變速無鏈自行車改變了現(xiàn)有自行車鏈傳動的傳動方式，動力是由裝在后輪的一個卡盤離合器和兩根與腳踏板相連接的拉繩提供。當踏動腳踏板時，通過特殊結(jié)構(gòu)的腳踏，將圓周運動轉(zhuǎn)換為拉繩牽引后輪的往復運動，當左右兩邊的踩動對稱交替進行，會產(chǎn)生持續(xù)的拉力，就能拖動后輪并帶動自行車前進。撥動變速盤，通過鋼絲繩牽動，就能準確的改變腳踏上滾輪的上下位置，從而改變牽引角度和距離，行車速度也隨之改變，實現(xiàn)無級變速。
- 詳細介紹：
- 往復式無極變速無鏈自行車改變了現(xiàn)有自行車鏈傳動的傳動方式，動力是由裝在后輪的一個卡盤離合器和兩根與腳踏板相連接的拉繩提供。當踏動腳踏板時，通過特殊結(jié)構(gòu)的腳踏，將圓周運動轉(zhuǎn)換為拉繩牽引后輪的往復運動，當左右兩邊的踩動對稱交替進行，會產(chǎn)生持續(xù)的推力，就能拖動后輪并帶動自行車前進。撥動變速盤，通過鋼絲繩牽動，就能準確的改變腳踏上滾輪的上下位置，從而改變牽引角度和距離，行車速度也隨之改變。實現(xiàn)無級變速。其傳動可靠、變速簡平穩(wěn)、驅(qū)動高效、創(chuàng)新時尚、生產(chǎn)成本低。 主要創(chuàng)新點： 1、利用杠桿原理實現(xiàn)了自行車的無級變速。撥動變速盤，通過鋼絲繩牽動，準確改變腳踏上滾輪的上下位置，從而改變牽引角度和距離，行車速度也隨之改變。實現(xiàn)無級變速。 2、設(shè)計卡盤式離合器實現(xiàn)了自行車的無鏈式牽引。當牽動卡盤離合器中的鋼絲弦時，離合器內(nèi)的銷桿與安裝于自行車花鼓上的卡盤結(jié)合，帶動后輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)自行車的行進；當離合器復位時，利用內(nèi)置的盤簧拉力自動實現(xiàn)銷桿與卡盤脫離，使后輪憑慣性轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)自行車的自由行進。 3、巧用往復式線輪傳動取代了傳統(tǒng)鏈傳動。自行車后輪的一對自制離合器與腳踏板用拉伸相連接，當踏動腳踏板時，特殊結(jié)構(gòu)腳踏將圓周運動轉(zhuǎn)換為鋼絲弦牽引后輪的往復運動。當兩腳踏交替運動時，產(chǎn)生持續(xù)的牽引力，拉動后輪卡盤離合器工作，從而成功取代傳統(tǒng)的鏈傳動系統(tǒng)。 往復式無極變速無鏈自行車騎行平穩(wěn)，變速簡單，特別是爬坡、逆風、長途、載重，更顯現(xiàn)出省力省功的機械性能。其安全可靠的助力系統(tǒng)完全可以取代鏈傳動助力系統(tǒng)，而且制作成本低，適合大眾消費，具有良好的推廣前景。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 作品設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路： 隨著“低碳排放、綠色出行”理念的進一步深入，作為代步工具的自行車必將成為一個永恒的的話題?，F(xiàn)在普遍運用的鏈傳動自行車雖然主宰了絕大部分自行車市場，但因其傳動件易磨損，傳動不平穩(wěn)，效率低，變速復雜等諸多問題，在技術(shù)上有較大的革新的空間。 鑒于此，我們發(fā)明了往復式無級變速無鏈自行車，此自行車不但改變了傳統(tǒng)自行車的鏈傳動方式，而且更簡單、經(jīng)濟的實現(xiàn)了無級變速。使自行車進入了一個“無極無鏈”的新時代。 主要創(chuàng)新點： 1、利用杠桿原理實現(xiàn)了自行車的無級變速。 2、設(shè)計卡盤式離合器實現(xiàn)了自行車的無鏈式牽引。3、巧用往復式線輪傳動取代了傳統(tǒng)鏈傳動。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標： 1、無級變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計： 當踩動腳踏板時，在腳蹬臂力的作用下，整個三角腳踏繞支點運動，帶動變速輪。將原有腳踏板的圓周運動轉(zhuǎn)化為變速輪的往復線性運動，并且通過改變變速輪的上下位置，從而改變牽引角度和距離，行車速度也隨之改變，實現(xiàn)無級變速。 2、卡盤離合器設(shè)計原理： 當拉動拉繩時，銷桿步入與卡盤接觸的軌道，帶動自行車輪子行進，當松開拉繩時，盤簧盒利用內(nèi)置盤簧力自動收縮，同時銷釘步入與卡盤脫離軌道，與自行車輪子脫離，取消對自行車輪子運動的影響。 3、往復式牽引方式： 當變速輪處于最高位置時，拉繩的往復運動行程最大，當變速輪處于最高位置時，拉繩的往復運動行程最小，且變速比約為3:1
科學性、先進性
- 作品的科學性先進性： 1、無級變速，經(jīng)濟簡單：只需改變滾輪的上下位置就能實現(xiàn)平穩(wěn)的變速。與傳統(tǒng)鏈傳動的多級變速相比，變速平穩(wěn)，摩擦小。與市面上設(shè)計復雜的無極變速相比，效率高，成本低，制作簡單。 2、線輪傳動，平衡性強：改變了原有的鏈傳動方式。無需鏈條和齒輪，摩擦小，動力是由一對滾軸與兩根和腳踏板相連接的拉繩提供，傳動平穩(wěn)，平衡性更強。 3、特殊離合，倒退自如：后輪卡盤離合器利用內(nèi)置盤簧的拉力實現(xiàn)自動收復動作，同時銷桿與卡盤脫離，使自行車行進、倒退自如。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 獲2010年浙江省新苗計劃重點資助
作品所處階段
- B．中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利
作品可展示的形式
- ?實物、產(chǎn)品、圖紙、現(xiàn)場演示、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 技術(shù)特點及優(yōu)勢：往復式無極變速無鏈自行車改變了現(xiàn)有自行車鏈傳動的傳動方式，動力是由裝在后輪的一個卡盤離合器和兩根與腳踏板相連接的拉繩提供。當踏動腳踏板時，通過特殊結(jié)構(gòu)的腳踏，將圓周運動轉(zhuǎn)換為拉繩牽引后輪的往復運動，產(chǎn)生的持續(xù)推力拖動后輪并帶動自行車前進。撥動變速盤改變腳踏上滾輪的上下位置，改變牽引角度和距離，行車速度也隨之改變。實現(xiàn)無級變速。 適應(yīng)范圍及推廣前景：往復式無極變速無鏈自行車騎行平穩(wěn)，變速簡單，而且制作成本低，具有良好的推廣前景。 市場分析和效益預(yù)測： 中國堪稱“自行車王國”，龐大的自行車數(shù)量基數(shù)（近6億輛）以及隨著大城市自行車短途代步理念越來越深入人心，設(shè)計一款新型自行車，不但能方便人們的生活，還能對提升我國自行車附加值帶來一定的影響。相對與傳統(tǒng)自行車，往復式無極變速無鏈自行車具有傳動可靠、變速平穩(wěn)、驅(qū)動高效、創(chuàng)新時尚等眾多優(yōu)點。對比價格極高的無級變速，往復式無極變速無鏈自行車核心部件40元以內(nèi)，可改裝任意傳統(tǒng)鏈式自行車。所以，該產(chǎn)品實用價值高，市場前景廣闊。
同類課題研究水平概述
- 自行車被發(fā)明及使用到現(xiàn)在已有550多年的歷史，根據(jù)不同使用者的需要，可分為單級、多級和無極變速自行車。目前市場上的無極變速自行車主要是指1999年發(fā)明的The Ride紐芬奇無級變速星傳動裝置自行車，該產(chǎn)品是在自行車后軸處設(shè)置一個變速盒，里面放置兩片輕薄的金屬圓盤作為動力輸入和輸出裝置，大膽取消了以往自行車的鏈條變速擋設(shè)置，變速裝置完全依靠與自行車手把一體的模糊調(diào)節(jié)裝置，通過調(diào)節(jié)CVP無級變速盒內(nèi)一組小球接觸動力輸入轉(zhuǎn)盤和輸入轉(zhuǎn)盤的弧度半徑，來形成傳動比的差異，從而帶來整體的無極變速。此款自行車設(shè)計方案復雜，制作成本極高，雖然投入生產(chǎn)，但是給全面推廣帶來了困難。 鏈傳動自行車雖然目前主宰了自行車行業(yè)的大部分市場，但因其摩擦大、傳動效率低、制作成本高、行駛不平穩(wěn)等諸多缺點使人們想改變這種傳動方式。目前國際最新研究成果主要是2011年1月匈牙利一名發(fā)明家發(fā)明的多級變速無鏈自行車。這種自行車的發(fā)明靈感來自于剪草機，當反復猛拉著剪草機的啟動器時候會有一種強烈的牽引力，而這或許也適用于自行車。于是這種新型自行車的動力是由裝在后輪的滾軸和與腳踏相連接的拉繩提供。這種自行車已授權(quán)給匈牙利的一家老牌自行車廠家生產(chǎn)，但是買到這樣一款自行車可不便宜，大約要人名幣兩萬元。成本極高。 我們設(shè)計制作的牽引式多級變速自行車改變了現(xiàn)有自行車鏈傳動的的傳動方式，動力是由裝在后輪的一個滾軸和兩根與腳踏板相連接的鋼絲弦提供。當踏動腳踏板時，通過設(shè)計的特殊腳踏結(jié)構(gòu)，將圓周運動轉(zhuǎn)換為鋼絲弦牽引后輪的往復運動，一邊踩下，另一邊復位，所以后輪兩條鋼絲弦總是保持“相反”的運動方向。當左右兩邊的踩動對稱交替進行，會產(chǎn)生持續(xù)的推力，就能拖動后輪并帶動自行車前進。撥動變速盤，通過鋼絲繩牽動，就能準確的改變腳踏上滾輪的上下位置，從而改變了拉繩牽引的角度和距離，力矩的大小、行車的速度跟著變化。實現(xiàn)了無級變速。該系統(tǒng)成本40元人民幣左右，可改裝任意單極自行車，且傳動可靠、變速平穩(wěn)、驅(qū)動高效。
