专利名称：一种自行车变速换挡装置及其前后往复蹬踏三轮自行车的制作方法
技术领域：
本发明属于自行车技术领域，特别涉及一种自行车变速换挡装置及其前后往复蹬踏三轮自行车，具体而言，本发明涉及一种带有手动直接换档功能的自行车传动装置以及带有该装置的往复蹬踏自行车。
背景技术：
变速自行车的变速机构多为链条式多齿盘随动换挡机构，当传统链条传动自行车要想挂档就必须先行驶后挂档。例如当我们准备骑车时发现链条没有在合适的档位上，我们就需要将调档旋钮拨到预定档位上，然后在不合适的档位上费力的蹬踏脚蹬使自行车运动起来后，链条才能逐步转到预定的档位上，此种结构无法象汽车一样，在行驶之前就能将档位一次性准确调到合适的位置上，给使用者带来了不便。另外，传统的自行车发展到今天无论是结构、材料、便捷都已经到了非常成熟完善的地步。但经常骑车的人都会体会到传统自行车也有很多不足之处。一是身体的支撑部位与车体接触面积非常小，长时间骑行手掌和臀部会有麻木疼痛的感觉；二是自行车的重心较高，急刹车时会有一定危险性，同时所有向前的惯性力量都会汇聚到手掌上，使手掌的负荷加大；三是骑行时人的身体几乎呈垂直状态，空气阻力加大；四是自行车的蹬踏力最大只是自身体重，因为超过自身体重臀部就会离开车座而无法施加更大的力。针对这些问题，一百多年来国内外就一直有人设计各种各样的躺式自行车，并逐渐受到更多人的喜爱。但是当普通自行车的链条传动方式用到躺式自行车上时又带来了其它问题。就目前市面上流行的躺式三轮自行车来看，第一个问题是当骑行姿势由垂直改为半躺后，位于自行车最前方的脚蹬若仍为圆周蹬踏就不太方便了，因为两只脚的圆周蹬踏运动会占用较大空间，而使车身加长；同时在脚运动到圆周的最上方时，身体几乎呈平躺姿势，不便于观察前方路况。另外，圆周蹬踏时有效的做功区仅在100度角左右的范围内，而其它260度角是无效做功区，这样就使做功效率降低，长时间骑行容易疲劳。第二个问题是三轮车不象二轮车那样轻便，在遇到需要倒车时就显得很不方便了，特别是三轮车为了遮挡风雨、灰尘或是减少空气阻力而加装车篷时就更需要倒档了。
发明内容
本发明的目的是提出一种自行车变速换挡装置及其前后往复蹬踏三轮自行车技术方案，该换挡装置具有手动直接换档功能，其自行车是带有该换挡装置的直线往复蹬踏三轮自行车。为了实现上述目的，本发明的技术方案是
一种自行车变速换挡装置，包括主动轴和与自行主动车轮连接的从动轴，所述主动轴和从动轴相互平行通过轴承固定在自行车架上，其中，在主动轴上套有至少一个由链条带动的链轮和多个主动齿轮，所述链轮通过正向离合器安装在主动轴上，所述多个主动齿轮通过多个反向离合器安装在主动轴上，所述从动轴上设置有多个从动齿轮，所述多个从动齿轮与所述多个主动齿轮依次对应连接组成多种速比齿轮组；所述从动齿轮与从动轴相套的孔壁上设置有凹槽，所述从动轴是带有轴孔的空心轴，在所述轴孔的孔壁上沿所述从动轴的轴线至少设置一个长槽孔，长槽孔的长度涵盖住多个所述从动齿轮孔壁上的凹槽，所述从动轴的轴孔中设置有换挡滑块，换挡滑块沿轴孔受力前后滑动，所述换挡滑块垂直于从动轴中心轴线设置有至少一个可以弹性伸缩的受力滑块，受力滑块从换挡滑块伸出时， 受力滑块前端穿过所述从动轴孔壁上的长槽孔卡入一个所述从动齿轮的凹槽，受力滑块的后端保留在换挡滑块中，主动齿轮通过从动齿轮和受力滑块带动从动轴转动，所述换挡滑块设置有转动连接机构，转动连接机构连接一个换挡推拉杆，所述正向离合器是允许主动轴超越链轮转动的超越离合器，所述反向离合器是允许主动齿轮超越主动轴转动的超越离
O—种自行车变速换挡装置，包括主动轴和与自行车主动车轮连接的从动轴，所述主动轴和从动轴相互平行通过轴承固定在自行车架上，其特征在于，在主动轴上套有至少一个由链条带动的链轮和多个主动齿轮，所述链轮通过正向离合器安装在主动轴上，所述从动轴上设置有多个从动齿轮，所述多个从动齿轮通过多个反向离合器安装在从动轴上， 所述多个从动齿轮与所述多个主动齿轮依次对应连接组成多种速比齿轮组；所述主动齿轮与主动轴相套的孔壁上设置有凹槽，所述主动轴是带有轴孔的空心轴，在所述轴孔的孔壁上沿所述主动轴的轴线至少设置一个长槽孔，长槽孔的长度涵盖住多个所述主动齿轮孔壁上的凹槽，所述主动轴的轴孔中设置有换挡滑块，换挡滑块沿轴孔受力前后滑动，所述换挡滑块垂直于主动轴中心轴线设置有至少一个可以弹性伸缩的受力滑块，受力滑块从换挡滑块伸出时，受力滑块前端穿过所述主动轴孔壁上的长槽孔卡入一个所述主动齿轮的凹槽， 受力滑块的后端保留在换挡滑块中，主动齿轮通过受力滑块和从动齿轮带动从动轴转动， 所述换挡滑块设置有转动连接机构，转动连接机构连接一个换挡推拉杆，所述正向离合器是允许主动轴超越链轮转动的超越离合器，所述反向离合器是允许从动轴超越从动齿轮转动的超越离合器。所述多种速比齿轮组中的多个从动齿轮与所述多个主动齿轮依次对应直接啮合， 多个从动齿轮分别带动从动轴朝一个方向旋转形成多个前进挡。所述多种速比齿轮组中的一个从动齿轮与一个主动齿轮共同与一个惰轮啮合，主动齿轮通过惰轮和从动齿轮带动从动轴反转形成倒档，所述惰轮通过轴承和支撑轴固定在所述自行车架上。所述多种速比齿轮组是三种速比齿轮组、四种速比齿轮组、五种速比齿轮组中的一个。所述多种速比齿轮组是三种速比齿轮组、四种速比齿轮组、五种速比齿轮组中的一个，所述三种速比齿轮组的三个主动齿轮与三个从动齿轮的速比分别是1、3、5 ；所述四种速比齿轮组的四个主动齿轮与四个从动齿轮的速比分别是1、1、2、4 ；所述五种速比齿轮组的五个主动齿轮与五个从动齿轮的速比分别是1、1、2、4、5，其中一个速比是1的主动齿轮与从动齿轮共同与一个惰轮啮合形成倒档。所述凹槽有两个或四个或六个；两个或四个或六个凹槽环绕所述从动齿轮孔壁或主动齿轮孔壁对称设置。所述长槽孔是两个，所述受力滑块是两个，两个长槽孔对称设置在所述轴孔孔壁上，两个长槽孔中心连线与所述轴孔中心轴线相交，所述换挡滑块垂直于从动轴中心轴线两侧设置有孔洞，当换挡滑块是在主动轴孔中时所述换挡滑块垂直于从动轴中心轴线两侧设置有孔洞，孔洞中放置有弹簧，两个受力滑块从弹簧的端部压入换挡滑块两侧孔洞中，所述受力滑块前端随换挡滑块前后滑动的前侧和后侧是坡形凸起，在所述受力滑块前端卡入从动齿轮凹槽后，所述受力滑块坡形凸起的下边沿低于所述从动轴长槽孔外口边沿。所述受力滑块前端的坡形凸起是圆弧形凸起的弧面或直线凸起的斜面，两个斜面的夹角是95度夹角至120度夹角。所述换挡滑块的转动连接机构是在换挡滑块上设有一个连接孔，所述连接孔的中心轴线与所述从动轴中心轴线重合，当换挡滑块是在主动轴孔中时所述连接孔的中心轴线与所述主动轴中心轴线重合，一个与所述换挡推拉杆连接的连接杆穿过所述连接孔，在连接孔两侧的连接杆上设有卡槽，两个弹性卡片分别插入卡槽将连接杆转动连接在换挡滑块上。所述换挡滑块的转动连接机构是在换挡滑块上设有一个连接孔，所述连接孔的中心轴线与所述从动轴中心轴线重合，当换挡滑块是在主动轴孔中时所述连接孔的中心轴线与所述主动轴中心轴线重合，在连接孔中安装有轴承，所述轴承的外旋转环与换挡滑块固定连接，所述轴承的内旋转环与所述换挡推拉杆固定连接。一种前后往复蹬踏三轮自行车，包括三轮自行车架、三个车轮、自行车座椅、转向装置、刹车装置和自行车传动装置；其中两个车轮是从动车轮安装在自行车架的前部，一个车轮是主动车轮安装在自行车架的后部，转向装置安装在自行车架的前部控制所述两个车轮转向，自行车座椅是躺式座椅安装在自行车架上所述主动车轮和从动车轮之间，所述自行车传动装置包括脚踏板和自行车变速换挡装置，其中
所述自行车变速换挡装置包括主动轴和与从动轴，所述主动轴和从动轴相互平行通过轴承固定在自行车架上，其中，在主动轴上套有第一链轮、第二链轮和多个主动齿轮，所述第一链轮和第二和链轮分别通过正向离合器安装在主动轴上，所述多个主动齿轮分别通过多个反向离合器安装在主动轴上，所述从动轴上设置有多个从动齿轮，所述多个从动齿轮与所述多个主动齿轮依次对应连接组成多种速比齿轮组；所述从动齿轮与从动轴相套的孔壁上设置至少一对凹槽，一对凹槽环绕所述从动齿轮孔壁对称设置；所述从动轴是带有轴孔的空心轴，在所述轴孔的孔壁上沿所述从动轴的轴线设置至少一对长槽孔，一对长槽孔对称设置在所述轴孔孔壁上，一对长槽孔中心连线与所述轴孔中心轴线相交，长槽孔的长度涵盖住多个所述从动齿轮孔壁上的凹槽，所述从动轴的轴孔中设置有换挡滑块，换挡滑块沿轴孔受力前后滑动，所述换挡滑块垂直于从动轴中心轴线两侧设置有孔洞，孔洞中放置有弹簧，两个受力滑块从弹簧的端部压入换挡滑块两侧孔洞中，受力滑块从换挡滑块伸出时，受力滑块前端穿过所述从动轴孔壁上的长槽孔卡入一个所述从动齿轮的凹槽，受力滑块的后端保留在换挡滑块中，主动齿轮通过从动齿轮和受力滑块带动从动轴转动，所述受力滑块前端随换挡滑块前后滑动的前侧和后侧是坡形凸起，在所述受力滑块前端卡入从动齿轮凹槽后，所述受力滑块坡形凸起的下边沿低于所述从动轴长槽孔外口边沿；所述换挡滑块上设有一个连接孔，所述连接孔的中心轴线与所述从动轴中心轴线重合，在连接孔中安装有轴承，所述轴承的外旋转环与换挡滑块固定连接，所述轴承的内旋转环与一个换挡推拉杆固定连接，所述正向离合器是允许主动轴超越链轮转动的超越离合器，所述反向离合器是允许主传动齿轮超越主动轴转动的超越离合器；
所述多种速比齿轮组中的一个从动齿轮与一个主动齿轮共同与一个惰轮啮合，主动齿轮通过惰轮和从动齿轮带动从动轴反转形成倒档，所述惰轮通过轴承和支撑轴固定在所述自行车架上；
所述变速换挡装置安装在自行车架上后部，所述主动车轮连接在所述从动轴上，所述脚踏板有两个，两个脚踏板分左右前后摆动安装在躺式座椅前的自行车架上，所述两个脚踏板与所述变速换挡装置之间的自行车架上设置有一个介轮，一个链条从第一链轮的下侧绕入到第一链轮的上侧出来，出来的链条绕过所述介轮从第二链轮的上侧绕入到第二链轮的下侧出来，链条的两个端头分别与两个脚踏板连接。所述多种速比齿轮组是三种速比、四种速比、五种速比齿轮组中的一种。所述多种速比齿轮组是三种速比、四种速比、五种速比齿轮组中的一个，所述三种速比齿轮组的三个主动齿轮与三个从动齿轮的速比分别是1、3、5 ；所述四种速比齿轮组的四个主动齿轮与四个从动齿轮的速比分别是1、1、2、4 ；所述五种速比齿轮组的五个主动齿轮与五个从动齿轮的速比分别是1、1、2、4、5，其中一个速比是1的主动齿轮与从动齿轮共同与一个惰轮啮合形成倒档。所述受力滑块前端前侧和后侧的坡形凸起是圆弧形凸起的弧面或直线凸起的斜面，前侧和后侧两个斜面的夹角是95度夹角至120度夹角。本发明与现有技术相比的有益效果是结构简单，操作方便，实现了换挡一步到位，前后往复蹬踏省力效率高，三轮和躺式座椅提高了自行车的稳定性和舒适性。下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述。
图1为本发明实施例1变速换挡装置结构示意图； 图2为本发明实施例2变速换挡装置结构示意图3为本发明实施例3带有倒档变速换挡装置结构示意图； 图4为本发明一种前后往复蹬踏三轮自行车结构示意图； 图5为本发明前后往复蹬踏链条连接示意图； 图6为本发明实施例1从动齿轮轴侧示意图； 图7为本发明实施例1主动齿轮轴侧示意图； 图8为本发明实施例1从动轴径向截面示意图； 图9为本发明实施例1正向超越离合器内部结构示意图； 图10为本发明实施例1反向超越离合器内部结构示意图； 图11为本发明实施例1轴承的轴承环结构示意图； 图12为本发明实施例1轴承环带滚珠侧视示意图。
具体实施例方式实施例1 ；
一种自行车变速换挡装置实施例，参见图1，图6至图12，所述变速换挡装置包括主动轴1和带动自行车轮2转动的从动轴3，所述主动轴和从动轴相互平行通过轴承4固定在自行车架5上，其中，在主动轴上套有至少一个由链条带动的链轮6和多个主动齿轮7，所述链轮通过正向离合器8安装在主动轴上，所述多个主动齿轮通过多个反向离合器9安装在主动轴上，所述从动轴上设置有多个从动齿轮10，多个从动齿轮通过多个轴承11安装在从动轴上，所述多个从动齿轮与所述多个主动齿轮依次对应连接组成多种速比齿轮组；所述从动齿轮与从动轴相套的孔壁上设置有轴向通透的凹槽10-1，所述从动轴是带有轴孔3-1的空心轴，在所述轴孔的孔壁上沿所述从动轴的轴线至少设置一个长槽孔3-2，长槽孔的长度涵盖住多个所述从动齿轮孔壁上的凹槽，所述从动轴的轴孔中设置有换挡滑块12，换挡滑块沿轴孔受力前后(如图1中箭头13所示方向)滑动，所述换挡滑块垂直于从动轴中心轴线设置有至少一个可以弹性伸缩的受力滑块14，受力滑块从换挡滑块伸出时，受力滑块前端穿过所述从动轴孔壁上的长槽孔卡入一个所述从动齿轮的凹槽，受力滑块的后端保留在换挡滑块中，主动齿轮通过从动齿轮和受力滑块带动从动轴转动，所述换挡滑块设置有转动连接机构，转动连接机构连接一个换挡推拉杆15，所述正向离合器在主动轴和链轮之间是允许主动轴超越链轮转动或转速的超越离合器，所述反向离合器在主动轴和主动齿轮之间是允许主动齿轮超越主动轴转动或转速的超越离合器。实施例中的超越离合器是一种成熟的技术，市场上有多种结构的超越离合器可以借鉴使用，它们多为棘轮棘爪式的超越离合器，当然也可以根据实际需要自行设计，本实施例中的正向超越离合器就是自行车飞轮结构的超越离合器，是一种外轮设有棘齿，千斤拨棍9-1在内轮(主动轴)上的超越离合器，如图7和图9离合器外轮是所述的链轮，链轮的内孔设置有棘齿。而本实施例中的反向超越离合器正好是将棘齿、千斤拨棍在同一个轴(主动轴)上反方向设置，将正向超越离合器反过来使用，如图10所示。实施例中，所述多个从动齿轮通过多个轴承安装在从动轴上，其中的多个轴承是依次安装在从动轴上，它可以采用标准轴承进行安装，也可以是如图11和图12所示，在从动轴上设置多个轴承环11-1，在轴承环设置有用于放置滚珠11-3的圆弧凹槽11-2，从动齿轮上与之相对应也设置有圆弧凹槽，安装时，依次将从动齿轮和轴承环套入从动轴固定。实施例中所述多个主动齿轮通过多个反向离合器安装在主动轴上，其中的多个反向离合器安装在主动轴上，主动齿轮的内环带有棘齿，其主动轴上设置有千斤拨棍槽，多个千斤拨棍放入拨棍槽中依次对应主动齿轮的棘齿，进而形成多个主动齿轮通过多个反向离合器安装在主动轴上。实施例中，作为从动轴只朝一个方向旋转，因此所述多种速比齿轮组中的多个从动齿轮与所述多个主动齿轮依次对应直接啮合，多个主动齿轮通过多个从动齿轮分别带动从动轴朝一个方向旋转形成多个前进挡。实施例2
一种自行车变速换挡装置另一种是实例，参见图2和实施例1，实施例1公开的内容也应当作为本实施例的内容，在实施例1中，主动齿轮通过超越离合器安装在主动轴上，换挡滑块在从动轴孔中；如果从动齿轮通过超越离合器安装在从动轴上，换挡滑块在主动轴孔中，同样可以实现实施例1的功能，本实施例中有与实施例相同的结构也有不同的结构。因此，本实施例所述自行车变速换挡装置包括主动轴和与自行车主动车轮连接的从动轴，所述主动轴和从动轴相互平行通过轴承固定在自行车架上，在主动轴上套有至少一个由链条带动的链轮和多个主动齿轮，所述链轮通过正向离合器安装在主动轴上，主动齿轮通过轴承四安装在主动轴上，所述从动轴上设置有多个从动齿轮，所述从动齿轮通过多个反向离合器30安装在从动轴上，所述多个从动齿轮与所述多个主动齿轮依次对应连接组成多种速比齿轮组；所述主动齿轮与主动轴相套的孔壁上设置有凹槽7-1，所述主动轴是带有轴孔1-1的空心轴，在所述轴孔的孔壁上沿所述主动轴的轴线至少设置一个长槽孔1-2，长槽孔的长度涵盖住多个所述主动齿轮孔壁上的凹槽，所述主动轴的轴孔中设置有换挡滑块，换挡滑块沿轴孔受力前后滑动(如箭头13-1所示)，所述换挡滑块垂直于主动轴中心轴线设置有至少一个可以弹性伸缩的受力滑块，受力滑块从换挡滑块伸出时，受力滑块前端穿过所述主动轴孔壁上的长槽孔卡入一个所述主动齿轮的凹槽，受力滑块的后端保留在换挡滑块中，主动齿轮通过受力滑块和从动齿轮带动从动轴转动，所述换挡滑块设置有转动连接机构，转动连接机构连接一个换挡推拉杆，所述正向离合器在主动轴和链轮之间是允许主动轴超越链轮转动的超越离合器，所述反向离合器在从动轴和从动齿轮之间是允许从动轴超越从动齿轮转动的超越离合器。与实施例1相同，本实施例中的正向和反向超越离合器是自行车飞轮结构的超越离合器，其中的反向超越离合器是外轮设有棘齿，千斤拨棍30-1在内轮(从动轴)上的超越离合器，
实施例3
参见图3、实施例1和实施例2，实施例1和实施例2公开的内容也应当作为本实施例的内容，本实施例与实施例1和2的不同点在于，作为从动轴可以向两个方向旋转，也就是说在自行车变速换挡装置中增加有倒档的功能，本实施例所述多种速比齿轮组中的一个从动齿轮与一个主动齿轮共同与一个惰轮16啮合，主动齿轮通过惰轮和从动齿轮带动从动轴反转形成倒档，即形成多个主动齿轮带动多个从动齿轮转动中有一个从动齿轮与其它从动齿轮转向相反而与主动齿轮转向相同的多种速比齿轮组，从而实现即有前进挡又有倒档的功能，所述惰轮通过轴承17和支撑轴18固定在所述自行车架上。在实施例1和实施例2中，根据实际的需要所述多种速比齿轮组可以是三种速比齿轮组、或者是四种速比齿轮组、或者是五种速比齿轮组中的一种。速比是根据变速要求设置；例如，所述三种速比齿轮组的三个主动齿轮与三个从动齿轮的例如分别是1、3、5 ；所述四种速比齿轮组的四个主动齿轮与四个从动齿轮的速比分别是1、1、2、4 ；所述五种速比齿轮组的五个主动齿轮与五个从动齿轮的速比分别是1、1、2、4、5，其中一个速比是1的主动齿轮与从动齿轮共同与一个惰轮啮合形成倒档。实施例4
参见实施例1、实施例2和图3，实施例1、实施例2、实施例3公开的内容也应当作为本实施例的内容，本实施例在上述实施例的基础上，所述从动齿轮与从动轴相套的孔壁上设置有凹槽(在实施例2中是所述主动齿轮与主动轴相套的孔壁上设置有凹槽)可以有两个或四个或六个即一对、两对、三对；两个或四个或六个凹槽环绕所述从动齿轮孔壁(在实施例 2中是主动齿轮孔壁)对称设置。其中，最佳的方案是所述长槽孔是两个(如图8所示)，所述受力滑块是两个，两个长槽孔对称设置在所述轴孔孔壁上，两个长槽孔中心连线与所述轴孔中心轴线相交，所述换挡滑块垂直于从动轴中心轴线两侧(在实施例2中是所述换挡滑块垂直于主动轴中心轴线两侧)设置有孔洞12-1，孔洞中放置有弹簧12-2，两个受力滑块从弹簧的端部压入换挡滑块两侧孔洞中，所述受力滑块前端随换挡滑块前后滑动的前侧和后侧是顶部相互衔接的坡形凸起14-1，在所述受力滑块前端卡入从动齿轮凹槽后(在实施例2中是卡入主动齿轮凹槽后)，所述受力滑块坡形凸起的下边沿12-3低于所述从动轴长槽孔外口边沿3-2-1(在实施例2中是主动轴长槽孔外口边沿1-2-1)，一般低于4-6mm。此种结构便于受力滑块在受到换挡推拉杆的推拉力时容易从凹槽中退出；所以其中，所述受力滑块前端前侧和后侧的坡形凸起是圆弧形凸起的弧面或直线凸起的斜面，前侧和后侧两个斜面的夹角是95度夹角至120度夹角，最佳夹角是100度。实施例5
参见图1、实施例1、实施例2、实施例3和实施例4，实施例1、实施例2、实施例3和实施例4公开的内容也应当作为本实施例的内容，在上述实施例中，所述换挡滑块的转动连接机构可以是如图1所示，在换挡滑块上设有一个连接孔，所述连接孔的中心轴线与所述从动轴中心轴线或主动轴中心轴重合，一个与所述换挡推拉杆15连接的连接杆15-1穿过所述连接孔，在连接孔两侧的连接杆上设有卡槽，两个弹性卡片分别插入卡槽将连接杆转动连接在换挡滑块上。本实施例的不同点在于，所述换挡滑块的转动连接机构是如图3所示，在换挡滑块上设有一个连接孔12-4，所述连接孔的中心轴线与所述从动轴(在实施例2中是主动轴) 中心轴线重合，在连接孔中安装有轴承19，所述轴承的外旋转环19-1与换挡滑块固定连接，所述轴承的内旋转环19-2与所述换挡推拉杆固定连接，本实施例所述轴承使用的是外球面轴承，外球面球轴承较一般的深沟球轴承使用方便其特点主要为装卸简单、当换挡推拉杆不正时可以调整轴承中心的角度，能够适应换挡推拉杆的晃动。为了实现一种往复运动驱动主动轮的转动本实施例中的链轮是两个，两个链轮分别通过两个正向超越离合器安装在主动轴上。实施例6
一种前后往复蹬踏三轮自行车，参见图4和图5，实施例1、实施例3、实施例4、实施例5 公开的内容也应当作为本实施例的内容，所述三轮自行车包括三轮自行车架20、三个车轮、 自行车座椅21、转向装置22、刹车装置23和自行车传动装置；其中两个车轮是从动车轮M 安装在自行车架的前部，一个车轮是主动车轮25安装在自行车架的后部，转向装置安装在自行车架的前部控制所述从动车轮转向，自行车座椅是躺式座椅安装在自行车架上所述主动车轮和从动车轮之间，所述自行车传动装置包括脚踏板26和自行车变速换挡装置，刹车装置是传统的刹车装置，安装方式也是传统的方式，其中
所述自行车变速换挡装置如同实施例1、实施例3至实施例5中所描述的，包括主动轴和与从动轴，所述主动轴和从动轴相互平行通过轴承固定在自行车架上，其中，在主动轴上套有第一链轮6-1、第二和链轮6-2和多个主动齿轮，所述第一链轮和第二和链轮分别通过正向超越离合器安装在主动轴上，所述多个主动齿轮分别通过反向超越离合器安装在主动轴上，所述从动轴上通过轴承安装设置有多个从动齿轮，所述多个从动齿轮与所述多个主动齿轮依次对应连接组成多种速比齿轮组；所述从动齿轮与从动轴相套的孔壁上设置至少一对凹槽，一对凹槽环绕所述从动齿轮孔壁对称设置；所述从动轴是带有轴孔的空心轴，在所述轴孔的孔壁上沿所述从动轴的轴线设置至少一对长槽孔，一对长槽孔对称设置在所述轴孔孔壁上，一对长槽孔中心连线与所述轴孔中心轴线相交，长槽孔的长度涵盖住多个所述从动齿轮孔壁上的凹槽，所述从动轴的轴孔中设置有换挡滑块，换挡滑块沿轴孔受力前后滑动，所述换挡滑块垂直于从动轴中心轴线两侧设置有孔洞，孔洞中放置有弹簧，两个受力滑块从弹簧的端部压入换挡滑块两侧孔洞中，受力滑块从换挡滑块伸出时，受力滑块前端穿过所述从动轴孔壁上的长槽孔卡入一个所述从动齿轮的凹槽，受力滑块的后端保留在换挡滑块中，主动齿轮通过从动齿轮和受力滑块带动从动轴转动，所述受力滑块前端随换挡滑块前后滑动的前侧和后侧是顶部相互衔接的坡形凸起，在所述受力滑块前端卡入从动齿轮凹槽后，所述受力滑块坡形凸起的下边沿低于所述从动轴长槽孔外口边沿；所述换挡滑块上设有一个连接孔，所述连接孔的中心轴线与所述从动轴中心轴线重合，在连接孔中安装有轴承，所述轴承的外旋转环与换挡滑块固定连接，所述轴承的内旋转环与一个换挡推拉杆固定连接，换挡推拉杆通过一个延长控制把手15-1设置在座椅的旁边，所述正向超越离合器是允许主动轴超越链轮转动或转速的离合器，所述反向超越离合器是允许主动齿轮超越主动轴转动或转速的离合器；
所述多种速比齿轮组中的一个从动齿轮与一个主动齿轮共同与一个惰轮啮合，主动齿轮通过惰轮和从动齿轮带动从动轴反转形成倒档，所述惰轮通过轴承和支撑轴固定在所述自行车架上；
所述变速换挡装置安装在自行车架上后部，所述主动车轮连接在所述从动轴上，所述脚踏板有两个，两个脚踏板分左右前后摆动安装在躺式座椅前的自行车架上，所述两个脚踏板与所述变速换挡装置之间的自行车架上设置有一个介轮27 ；如图5所示一个链条观从第一链轮的下侧绕入到第一链轮的上侧出来，出来的链条绕过所述介轮从第二链轮的上侧绕入到第二链轮的下侧出来，链条的两个端头分别与两个脚踏板连接。本实施例中，根据需要所述多种速比齿轮组是三种速比齿轮组或者是四种速比齿轮组或者是五种速比齿轮组中的一个，所述三种速比齿轮组的三个主动齿轮与三个从动齿轮的速比分别是1、3、5 ；所述四种速比齿轮组的四个主动齿轮与四个从动齿轮的速比分别是1、1、2、4 ；所述五种速比齿轮组的五个主动齿轮与五个从动齿轮的速比分别是1、1、2、4、 5，其中一个速比是1的主动齿轮与从动齿轮共同与一个惰轮啮合形成倒档。本实施例中所述受力滑块前端前侧和后侧的坡形凸起是圆弧形凸起的弧面或直线凸起的斜面，前侧和后侧两个斜面的夹角是95度夹角至120度夹角，最佳夹角是100度。
权利要求
1.一种自行车变速换挡装置，包括主动轴和与自行车主动车轮连接的从动轴，所述主动轴和从动轴相互平行通过轴承固定在自行车架上，其特征在于，在主动轴上套有至少一个由链条带动的链轮和多个主动齿轮，所述链轮通过正向离合器安装在主动轴上，所述多个主动齿轮通过多个反向离合器安装在主动轴上，所述从动轴上设置有多个从动齿轮，所述多个从动齿轮与所述多个主动齿轮依次对应连接组成多种速比齿轮组；所述从动齿轮与从动轴相套的孔壁上设置有凹槽，所述从动轴是带有轴孔的空心轴，在所述轴孔的孔壁上沿所述从动轴的轴线至少设置一个长槽孔，长槽孔的长度涵盖住多个所述从动齿轮孔壁上的凹槽，所述从动轴的轴孔中设置有换挡滑块，换挡滑块沿轴孔受力前后滑动，所述换挡滑块垂直于从动轴中心轴线设置有至少一个可以弹性伸缩的受力滑块，受力滑块从换挡滑块伸出时，受力滑块前端穿过所述从动轴孔壁上的长槽孔卡入一个所述从动齿轮的凹槽，受力滑块的后端保留在换挡滑块中，主动齿轮通过从动齿轮和受力滑块带动从动轴转动，所述换挡滑块设置有转动连接机构，转动连接机构连接一个换挡推拉杆，所述正向离合器是允许主动轴超越链轮转动的超越离合器，所述反向离合器是允许主动齿轮超越主动轴转动的超越离合器。
2.一种自行车变速换挡装置，包括主动轴和与自行车主动车轮连接的从动轴，所述主动轴和从动轴相互平行通过轴承固定在自行车架上，其特征在于，在主动轴上套有至少一个由链条带动的链轮和多个主动齿轮，所述链轮通过正向离合器安装在主动轴上，所述从动轴上设置有多个从动齿轮，所述多个从动齿轮通过多个反向离合器安装在从动轴上，所述多个从动齿轮与所述多个主动齿轮依次对应连接组成多种速比齿轮组；所述主动齿轮与主动轴相套的孔壁上设置有凹槽，所述主动轴是带有轴孔的空心轴，在所述轴孔的孔壁上沿所述主动轴的轴线至少设置一个长槽孔，长槽孔的长度涵盖住多个所述主动齿轮孔壁上的凹槽，所述主动轴的轴孔中设置有换挡滑块，换挡滑块沿轴孔受力前后滑动，所述换挡滑块垂直于主动轴中心轴线设置有至少一个可以弹性伸缩的受力滑块，受力滑块从换挡滑块伸出时，受力滑块前端穿过所述主动轴孔壁上的长槽孔卡入一个所述主动齿轮的凹槽，受力滑块的后端保留在换挡滑块中，主动齿轮通过受力滑块和从动齿轮带动从动轴转动，所述换挡滑块设置有转动连接机构，转动连接机构连接一个换挡推拉杆，所述正向离合器是允许主动轴超越链轮转动的超越离合器，所述反向离合器是允许从动轴超越从动齿轮转动的超越离合器。
3.根据权利要求1或2所述的一种自行车变速换挡装置，其特征在于，所述多种速比齿轮组的多个从动齿轮与所述多个主动齿轮依次对应直接啮合，多个从动齿轮分别带动从动轴朝一个方向旋转形成多个前进挡。
4.根据权利要求1或2所述的一种自行车变速换挡装置，其特征在于，所述多种速比齿轮组中的一个从动齿轮与一个主动齿轮共同与一个惰轮啮合，主动齿轮通过惰轮和从动齿轮带动从动轴反转形成倒档，所述惰轮通过轴承和支撑轴固定在所述自行车架上。
5.根据权利要求1或2所述的一种自行车变速换挡装置，其特征在于，所述多种速比齿轮组是三种速比齿轮组、四种速比齿轮组、五种速比齿轮组中的一组。
6.根据权利要求1或2所述的一种自行车变速换挡装置，其特征在于，所述凹槽有两个或四个或六个；两个或四个或六个凹槽环绕所述从动齿轮孔壁对称设置。
7.根据权利要求1或2所述的一种自行车变速换挡装置，其特征在于，所述长槽孔是两个，所述受力滑块是两个，两个长槽孔对称设置在所述轴孔孔壁上，两个长槽孔中心连线与所述轴孔中心轴线相交，所述换挡滑块垂直于中心轴线两侧设置有孔洞，孔洞中放置有弹簧，两个受力滑块从弹簧的端部压入换挡滑块两侧孔洞中，所述受力滑块前端随换挡滑块前后滑动的前侧和后侧是坡形凸起，在所述受力滑块前端卡入从动齿轮凹槽后，所述受力滑块坡形凸起的下边沿低于所述长槽孔外口边沿。
8.根据权利要求1或2所述的一种自行车变速换挡装置，其特征在于，所述受力滑块前端前侧和后侧的坡形凸起是圆弧形凸起的弧面或直线凸起的斜面，前侧和后侧两个斜面的夹角是95度夹角至120度夹角。
9.根据权利要求1所述的一种自行车变速换挡装置，其特征在于，所述换挡滑块的转动连接机构是在换挡滑块上设有一个连接孔，所述连接孔的中心轴线与所述从动轴中心轴线重合，在连接孔中安装有轴承，所述轴承的外旋转环与换挡滑块固定连接，所述轴承的内旋转环与所述换挡推拉杆固定连接。
10.根据权利要求2所述的一种自行车变速换挡装置，其特征在于，所述换挡滑块的转动连接机构是在换挡滑块上设有一个连接孔，所述连接孔的中心轴线与所述主动轴中心轴线重合，在连接孔中安装有轴承，所述轴承的外旋转环与换挡滑块固定连接，所述轴承的内旋转环与所述换挡推拉杆固定连接。
11.一种前后往复蹬踏三轮自行车，包括三轮自行车架、三个车轮、自行车座椅、转向装置、刹车装置和自行车传动装置；其中两个车轮是从动车轮安装在自行车架的前部，一个车轮是主动车轮安装在自行车架的后部，转向装置安装在自行车架的前部控制所述两个车轮转向，自行车座椅是躺式座椅安装在自行车架上所述主动车轮和从动车轮之间，所述自行车传动装置包括脚踏板和自行车变速换挡装置，其特征在于，所述自行车变速换挡装置包括主动轴和与从动轴，所述主动轴和从动轴相互平行通过轴承固定在自行车架上，其中，在主动轴上套有第一链轮、第二链轮和多个主动齿轮，所述第一链轮和第二链轮分别通过正向离合器安装在主动轴上，所述多个主动齿轮分别通过反向离合器安装在主动轴上，所述从动轴上设置有多个从动齿轮，所述多个从动齿轮与所述多个主动齿轮依次对应连接组成多种速比齿轮组；所述从动齿轮与从动轴相套的孔壁上设置至少一对凹槽，一对凹槽环绕所述从动齿轮孔壁对称设置；所述从动轴是带有轴孔的空心轴，在所述轴孔的孔壁上沿所述从动轴的轴线设置至少一对长槽孔，一对长槽孔对称设置在所述轴孔孔壁上，一对长槽孔中心连线与所述轴孔中心轴线相交，长槽孔的长度涵盖住多个所述从动齿轮孔壁上的凹槽，所述从动轴的轴孔中设置有换挡滑块，换挡滑块沿轴孔受力前后滑动，所述换挡滑块垂直于从动轴中心轴线两侧设置有孔洞，孔洞中放置有弹簧，两个受力滑块从弹簧的端部压入换挡滑块两侧孔洞中，受力滑块从换挡滑块伸出时，受力滑块前端穿过所述从动轴孔壁上的长槽孔卡入一个所述从动齿轮的凹槽，受力滑块的后端保留在换挡滑块中，主动齿轮通过从动齿轮和受力滑块带动从动轴转动，所述受力滑块前端随换挡滑块前后滑动的前侧和后侧是坡形凸起，在所述受力滑块前端卡入从动齿轮凹槽后，所述受力滑块坡形凸起的下边沿低于所述从动轴长槽孔外口边沿；所述换挡滑块上设有一个连接孔，所述连接孔的中心轴线与所述从动轴中心轴线重合，在连接孔中安装有轴承，所述轴承的外旋转环与换挡滑块固定连接，所述轴承的内旋转环与一个换挡推拉杆固定连接，所述正向离合器是允许主动轴超越链轮转动的超越离合器，所述反向离合器是允许主传动齿轮超越主动轴转动的超越离合器；所述多种速比齿轮组中的一个从动齿轮与一个主动齿轮共同与一个惰轮啮合，主动齿轮通过惰轮和从动齿轮带动从动轴反转形成倒档，所述惰轮通过轴承和支撑轴固定在所述自行车架上；所述变速换挡装置安装在自行车架上后部，所述主动车轮连接在所述从动轴上，所述脚踏板有两个，两个脚踏板分左右前后摆动安装在躺式座椅前的自行车架上，所述两个脚踏板与所述变速换挡装置之间的自行车架上设置有一个介轮，一个链条从第一链轮的下侧绕入到第一链轮的上侧出来，出来的链条绕过所述介轮从第二链轮的上侧绕入到第二链轮的下侧出来，链条的两个端头分别与两个脚踏板连接。
12.根据权利要求11所述一种前后往复蹬踏三轮自行车，其特征在于，所述多种速比齿轮组是三种速比、四种速比、五种速比齿轮组中的一种。
13.根据权利要求11所述一种前后往复蹬踏三轮自行车，其特征在于，所述受力滑块前端前侧和后侧的坡形凸起是圆弧形凸起的弧面或直线凸起的斜面，前侧和后侧的两个斜面的夹角是95度夹角至120度夹角。
全文摘要
本发明涉及一种自行车变速换挡装置及其前后往复蹬踏三轮自行车；包括三轮自行车架、躺式座椅、脚踏板和自行车变速换挡装置，所述自行车变速换挡装置包括主动轴和从动轴，所述主动轴和从动轴相互平行通过轴承固定在自行车架上，在主动轴上套有第一链轮、第二链轮和多个主动齿轮，所述第一链轮和第二和链轮分别通过正向离合器安装在主动轴上，所述多个主动齿轮分别通过反向离合器安装在主动轴上，所述从动轴上设置有多个从动齿轮，所述多个从动齿轮与所述多个主动齿轮依次对应连接组成多种速比齿轮组；本发明结构简单，操作方便，实现了换挡一步到位，前后往复蹬踏省力效率高，三轮和躺式座椅提高了自行车的稳定性和舒适性。
文档编号B62M11/04GK102556275SQ20121003862
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者张锷 申请人:张锷