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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 往復(fù)式無(wú)極變速無(wú)鏈自行車
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 往復(fù)式無(wú)極變速無(wú)鏈自行車改變了現(xiàn)有自行車鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)方式，動(dòng)力是由裝在后輪的一個(gè)卡盤離合器和兩根與腳踏板相連接的拉繩提供。當(dāng)踏動(dòng)腳踏板時(shí)，通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)的腳踏，將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為拉繩牽引后輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)左右兩邊的踩動(dòng)對(duì)稱交替進(jìn)行，會(huì)產(chǎn)生持續(xù)的拉力，就能拖動(dòng)后輪并帶動(dòng)自行車前進(jìn)。撥動(dòng)變速盤，通過(guò)鋼絲繩牽動(dòng)，就能準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。
- 詳細(xì)介紹：
- 往復(fù)式無(wú)極變速無(wú)鏈自行車改變了現(xiàn)有自行車鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)方式，動(dòng)力是由裝在后輪的一個(gè)卡盤離合器和兩根與腳踏板相連接的拉繩提供。當(dāng)踏動(dòng)腳踏板時(shí)，通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)的腳踏，將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為拉繩牽引后輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)左右兩邊的踩動(dòng)對(duì)稱交替進(jìn)行，會(huì)產(chǎn)生持續(xù)的推力，就能拖動(dòng)后輪并帶動(dòng)自行車前進(jìn)。撥動(dòng)變速盤，通過(guò)鋼絲繩牽動(dòng)，就能準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。其傳動(dòng)可靠、變速簡(jiǎn)平穩(wěn)、驅(qū)動(dòng)高效、創(chuàng)新時(shí)尚、生產(chǎn)成本低。 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)： 1、利用杠桿原理實(shí)現(xiàn)了自行車的無(wú)級(jí)變速。撥動(dòng)變速盤，通過(guò)鋼絲繩牽動(dòng)，準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。 2、設(shè)計(jì)卡盤式離合器實(shí)現(xiàn)了自行車的無(wú)鏈?zhǔn)綘恳?。?dāng)牽動(dòng)卡盤離合器中的鋼絲弦時(shí)，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(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自行車的行進(jìn)；當(dāng)離合器復(fù)位時(shí)，利用內(nèi)置的盤簧拉力自動(dòng)實(shí)現(xiàn)銷桿與卡盤脫離，使后輪憑慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自行車的自由行進(jìn)。 3、巧用往復(fù)式線輪傳動(dòng)取代了傳統(tǒng)鏈傳動(dòng)。自行車后輪的一對(duì)自制離合器與腳踏板用拉伸相連接，當(dāng)踏動(dòng)腳踏板時(shí)，特殊結(jié)構(gòu)腳踏將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為鋼絲弦牽引后輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)兩腳踏交替運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生持續(xù)的牽引力，拉動(dòng)后輪卡盤離合器工作，從而成功取代傳統(tǒng)的鏈傳動(dòng)系統(tǒng)。 往復(fù)式無(wú)極變速無(wú)鏈自行車騎行平穩(wěn)，變速簡(jiǎn)單，特別是爬坡、逆風(fēng)、長(zhǎng)途、載重，更顯現(xiàn)出省力省功的機(jī)械性能。其安全可靠的助力系統(tǒng)完全可以取代鏈傳動(dòng)助力系統(tǒng)，而且制作成本低，適合大眾消費(fèi)，具有良好的推廣前景。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)、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(jìn)一步深入，作為代步工具的自行車必將成為一個(gè)永恒的的話題?，F(xiàn)在普遍運(yùn)用的鏈傳動(dòng)自行車雖然主宰了絕大部分自行車市場(chǎng)，但因其傳動(dòng)件易磨損，傳動(dòng)不平穩(wěn)，效率低，變速?gòu)?fù)雜等諸多問(wèn)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(fù)式無(wú)級(jí)變速無(wú)鏈自行車，此自行車不但改變了傳統(tǒng)自行車的鏈傳動(dòng)方式，而且更簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速。使自行車進(jìn)入了一個(gè)“無(wú)極無(wú)鏈”的新時(shí)代。 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)： 1、利用杠桿原理實(shí)現(xiàn)了自行車的無(wú)級(jí)變速。 2、設(shè)計(jì)卡盤式離合器實(shí)現(xiàn)了自行車的無(wú)鏈?zhǔn)綘恳?、巧用往復(fù)式線輪傳動(dòng)取代了傳統(tǒng)鏈傳動(dòng)。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)： 1、無(wú)級(jí)變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)： 當(dāng)踩動(dòng)腳踏板時(shí)，在腳蹬臂力的作用下，整個(gè)三角腳踏繞支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)變速輪。將原有腳踏板的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為變速輪的往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)，并且通過(guò)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(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。 2、卡盤離合器設(shè)計(jì)原理： 當(dāng)拉動(dòng)拉繩時(shí)，銷桿步入與卡盤接觸的軌道，帶動(dòng)自行車輪子行進(jìn)，當(dāng)松開(kāi)拉繩時(shí)，盤簧盒利用內(nèi)置盤簧力自動(dòng)收縮，同時(shí)銷釘步入與卡盤脫離軌道，與自行車輪子脫離，取消對(duì)自行車輪子運(yùn)動(dòng)的影響。 3、往復(fù)式牽引方式： 當(dāng)變速輪處于最高位置時(shí)，拉繩的往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程最大，當(dāng)變速輪處于最高位置時(shí)，拉繩的往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程最小，且變速比約為3:1
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作品的科學(xué)性先進(jìn)性： 1、無(wú)級(jí)變速，經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單：只需改變滾輪的上下位置就能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的變速。與傳統(tǒng)鏈傳動(dòng)的多級(jí)變速相比，變速平穩(wěn)，摩擦小。與市面上設(shè)計(jì)復(fù)雜的無(wú)極變速相比，效率高，成本低，制作簡(jiǎn)單。 2、線輪傳動(dòng)，平衡性強(qiáng)：改變了原有的鏈傳動(dòng)方式。無(wú)需鏈條和齒輪，摩擦小，動(dòng)力是由一對(duì)滾軸與兩根和腳踏板相連接的拉繩提供，傳動(dòng)平穩(wěn)，平衡性更強(qiáng)。 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(shí)現(xiàn)自動(dòng)收復(fù)動(dòng)作，同時(shí)銷桿與卡盤脫離，使自行車行進(jìn)、倒退自如。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 獲2010年浙江省新苗計(jì)劃重點(diǎn)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(shí)物、產(chǎn)品、圖紙、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片、錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：往復(fù)式無(wú)極變速無(wú)鏈自行車改變了現(xiàn)有自行車鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)方式，動(dòng)力是由裝在后輪的一個(gè)卡盤離合器和兩根與腳踏板相連接的拉繩提供。當(dāng)踏動(dòng)腳踏板時(shí)，通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)的腳踏，將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為拉繩牽引后輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的持續(xù)推力拖動(dòng)后輪并帶動(dòng)自行車前進(jìn)。撥動(dòng)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(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。 適應(yīng)范圍及推廣前景：往復(fù)式無(wú)極變速無(wú)鏈自行車騎行平穩(wěn)，變速簡(jiǎn)單，而且制作成本低，具有良好的推廣前景。 市場(chǎng)分析和效益預(yù)測(cè)： 中國(guó)堪稱“自行車王國(guó)”，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(lái)越深入人心，設(shè)計(jì)一款新型自行車，不但能方便人們的生活，還能對(duì)提升我國(guó)自行車附加值帶來(lái)一定的影響。相對(duì)與傳統(tǒng)自行車，往復(fù)式無(wú)極變速無(wú)鏈自行車具有傳動(dòng)可靠、變速平穩(wěn)、驅(qū)動(dòng)高效、創(chuàng)新時(shí)尚等眾多優(yōu)點(diǎn)。對(duì)比價(jià)格極高的無(wú)級(jí)變速，往復(fù)式無(wú)極變速無(wú)鏈自行車核心部件40元以內(nèi)，可改裝任意傳統(tǒng)鏈?zhǔn)阶孕熊嚒Ｋ?，該產(chǎn)品實(shí)用價(jià)值高，市場(chǎng)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(jí)、多級(jí)和無(wú)極變速自行車。目前市場(chǎng)上的無(wú)極變速自行車主要是指1999年發(fā)明的The Ride紐芬奇無(wú)級(jí)變速星傳動(dòng)裝置自行車，該產(chǎn)品是在自行車后軸處設(shè)置一個(gè)變速盒，里面放置兩片輕薄的金屬圓盤作為動(dòng)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(guò)調(diào)節(jié)CVP無(wú)級(jí)變速盒內(nèi)一組小球接觸動(dòng)力輸入轉(zhuǎn)盤和輸入轉(zhuǎn)盤的弧度半徑，來(lái)形成傳動(dòng)比的差異，從而帶來(lái)整體的無(wú)極變速。此款自行車設(shè)計(jì)方案復(fù)雜，制作成本極高，雖然投入生產(chǎn)，但是給全面推廣帶來(lái)了困難。 鏈傳動(dòng)自行車雖然目前主宰了自行車行業(yè)的大部分市場(chǎng)，但因其摩擦大、傳動(dòng)效率低、制作成本高、行駛不平穩(wěn)等諸多缺點(diǎn)使人們想改變這種傳動(dòng)方式。目前國(guó)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(jí)變速無(wú)鏈自行車。這種自行車的發(fā)明靈感來(lái)自于剪草機(jī)，當(dāng)反復(fù)猛拉著剪草機(jī)的啟動(dòng)器時(shí)候會(huì)有一種強(qiáng)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(dòng)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(wàn)元。成本極高。 我們?cè)O(shè)計(jì)制作的牽引式多級(jí)變速自行車改變了現(xiàn)有自行車鏈傳動(dòng)的的傳動(dòng)方式，動(dòng)力是由裝在后輪的一個(gè)滾軸和兩根與腳踏板相連接的鋼絲弦提供。當(dāng)踏動(dòng)腳踏板時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)的特殊腳踏結(jié)構(gòu)，將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為鋼絲弦牽引后輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一邊踩下，另一邊復(fù)位，所以后輪兩條鋼絲弦總是保持“相反”的運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)左右兩邊的踩動(dòng)對(duì)稱交替進(jìn)行，會(huì)產(chǎn)生持續(xù)的推力，就能拖動(dòng)后輪并帶動(dòng)自行車前進(jìn)。撥動(dòng)變速盤，通過(guò)鋼絲繩牽動(dòng)，就能準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)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(dòng)可靠、變速平穩(wěn)、驅(qū)動(dòng)高效。
