液压变速自行车
专利汇可以提供液压变速自行车专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种液压变速 自行车 ，它包括由 脚踏 、油 泵 、油路板、止回 阀 、压 力 油管、液控阀、左、右接头、油 马 达、回油管组成的驱动系统；由左闸把、 凸轮 、 柱塞 泵、导油管、油缸、 制动 钳 、闸皮、 单向阀 组成的 制动系统 ；由贮油立管、 增压 管、排气旋塞组成的补油系统，以及车体、附件等，本发明结构合理，高效环保，方便实用，制动力大，安全可靠，既可提高车速，又能 自动调节 流量和压力的关系，保证功率的恒定，是摩托车、 电动自行车 的最佳替代品。，下面是液压变速自行车专利的具体信息内容。
1.一种液压变速自行车，包括车体、附件，其特征在于：还包 括在由脚踏(1)、油泵(2)、油路板(3)、止回阀(4)、压力油管(5)、 液控阀(6)、左接头(7)、油马达(8)、右接头(9)、回油管(10) 组成的驱动系统，由左闸把(11)、凸轮(12)、柱塞泵(13)、导油 管(14)、油缸(15)，制动钳(16)、闸皮(17)、单向阀(37)组成 的制动系统，由贮油立管(18)、增压管(20)、排气旋塞(28)组成 的补油系统，油泵(2)连接在油路板(3)的下方，压力油管(5) 及回油管(10)的一端进出口均与油路板(3)相接，而另一端，压 力油管5与液控阀(6)、左接头(7)联接，左接头(7)与油马达(8) 的配流轴铰接，油马达(8)配流轴的回油孔则与右接头(9)、回油 管(10)、油路板(3)相通，止回阀(4)与油路板3联接，凸轮(12) 与左闸把(11)转轴相接，柱塞泵(13)安装在凸轮(12)下方，与 沿车架布置的导油管(14)、油缸(15)相通，排气旋塞(28)螺接 于左接头(7)上，增压管(20)位于贮油立管(18)内、鞍座(19) 的下方，贮油立管(18)与油路板(3)相接，并与油泵(2)吸油口、 回油管(10)相通。
2.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于：车体包括右闸 把(21)、手把部件(22)、前管(23)、前叉(24)、前轮(25)、前 磁悬浮轴承(26)、横樑(27)、鞍座(28)、后支撑(29)、后轮(30)、 后磁悬浮轴承(31)，前磁悬浮轴承(26)设于前轮(25)的轮轴处， 后磁悬浮轴承(31)设于油马达(8)的配流轴处。
3.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于：附件包括车 灯(32)、电动蜂鸣器(33)、计算器(34)、磁感应器(35)、电子锁 (36)，车灯(32)装在前管(23)上，电动蜂鸣器(33)装在右闸 把(21)上，计算器(34)装在车把横樑上，传感线沿前叉(24)与 前叉右侧的磁感应器(35)相连，磁感应器(35)的对偶永磁片夹在 前轮(25)的轮圈幅条上，电子车锁(36)密藏于前管(23)内。
4.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于：单向阀(37) 设于柱塞泵(13)与贮油立管(18)之间。
技术领域
背景技术
发明内容
本发明的目的可以通过以下措施来达到：一种液压变速自行车， 包括车体、附件，其特征在于：还包括在由脚踏、油泵、油路板、止 回阀、压力油管、液控阀、左接头、油马达、右接头、回油管组成的 驱动系统，由左闸把、凸轮、柱塞泵、导油管、油缸，制动钳、闸皮、 单向阀组成的制动系统，由贮油立管、增压管、排气旋塞组成的补油 系统，油泵连接在油路板的下方，压力油管及回油管的一端进出口均 与油路板相接，而另一端，压力油管与液控阀、左接头联接，左接头 与油马达的配流轴铰接，油马达配流轴的回油孔则与右接头、回油管、 油路板相通，止回阀与油路板3联接，凸轮与左闸把转轴相接，柱塞 泵安装在凸轮下方，与沿车架布置的导油管、油缸相通，排气旋塞螺 接于左接头上，增压管位于贮油立管内、鞍座的下方，贮油立管与油 路板相接，并与油泵吸油口、回油管相通。
本发明的目的还可以通过以下措施来达到：车体包括右闸把、手 把部件、前管、前叉、前轮、前磁悬浮轴承、横樑、鞍座、后支撑、 后轮、后磁悬浮轴承，前磁悬浮轴承设于前轮的轮轴处，后磁悬浮轴 承设于油马达的配流轴处。前磁悬浮轴承及后磁悬浮轴承也可采用常 用的滚珠轴承。附件包括在车灯、电动蜂鸣器、计算器、磁感应器、 电子锁，车灯装在前管上，电动蜂鸣器装在右闸把上，计算器装在车 轮横樑上，传感线沿前叉与前叉右则的磁感应器相连，磁感应器的对 偶永磁片夹在前轮的轮圈幅条上，电子车锁密藏于前管内.单向阀设 于柱塞泵与贮油立管之间。
本发明相比现有技术具有如下优点：
1、结构合理，高效环保，方便实用，制动力大，安全可靠、既 提高了车速，又可根据地面效应，使骑行者在平直路面或上坡时，不 会产生附加功率和增加脚踏驱动力；
2、在脚踏开始工作的瞬时即能迅速建立系统压力，可保证脚踏 在微动及高速转动时，油泵具备0.02～0.05Mpa的吸油压力，提高油 泵容积效率。
3、前后轮轴可采用磁悬浮轴承，既可大大提高传动效率，又可 以达到高速骑行时全方位防震动能。
附图说明
图1为本发明的结构原理示意图；
图2为本发明的液压系统原理图；
图3为本发明另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明包括下列几大部分：
一、驱动系统：它由脚踏1、油泵2、油路板3、止回阀4、压力 油管5、液控阀6、左接头7、油马达8、右接头9、回油管10组成。
油泵2连接在油路板3的下方，其转子伸出轴与脚踏1相连，压 力油管5就是车子平叉左管，回油管10就是车子平叉右管。它俩的 一端进出口均与油路板3焊接，而另一端，压力油管5和液控阀6、 左接头7螺纹联接。左接头7则与油马达8的配流轴铰接。油马达8 的配流轴回油孔则与车子右接头9、回油管10、油路板3相通。止回 阀4与油路板3联接。当驱动脚踏1时，机械能经油泵2变成液压能， 经油路板3、止回阀4再回到油路板3，进入压力油路5、液控阀6、 左接头7、油马达8，液压能重新转变成机械能，带动与马达外壳联 接的后车轮30转动。马达8的回油经右接头9、回油管10、油路板 3重新被油泵2吸入，如此循环不已。
二、制动系统：它由左闸把11、凸轮12、柱塞泵13、导油管14、 油缸15、制动钳16、闸皮17、单向阀37组成。凸轮12与左闸把11 转轴焊接，柱塞泵13安装在凸轮12下方与沿车架布置的导油管14、 油缸15相通。油缸15和制动钳16、闸皮17都安装在后支撑29上。 单向阀37设于柱塞泵13与贮油管18之间。
当自行车制动时，只须握紧左闸把11，凸轮12便顶紧柱塞泵13， 压力油沿导油管14使油缸15活塞伸出将制动钳16上的闸皮17与后 轮30轮圈抱紧，从而达到制动的目的。当左闸把11松开时，凸轮 12离开柱塞泵13，油缸15活塞在弹簧力的作用下复位，把液压油从 活塞工作腔内排出沿导油管14回到柱塞泵13的腔内。制动钳16复 位，闸皮17离开后轮30轮圈，车子便可重新转动。当制动系统发生 泄漏时，通过单向阀37可以从贮油立管18内取得补充，正常工作时 防止制动高压油加大驱动系统设定的回油背压。采用液压制动的优点 是制动力大。在闸皮磨损后，由于油缸活塞的行程长，因此自动补偿 磨损造成的间隙能力强，对高速车，其安全可靠性特别好。
三、补油系统；由贮油立管18和位于立管18内、鞍座19之下 方的增压管20组成。立管18与油路板3焊接，并贮存备用液压油， 它与油泵2吸油口、回油管10相通。排气旋塞28螺接于左接头7上。 当油泵2——油马达8闭合回路出现泄漏或压力油路中油液被压缩， 贮油管内的备用油便能在增压管20内弹簧力的推动下，迅速向驱动 系统作适当补充，维持系统的正常工作。在正常工作的情况下，增压 管20的弹簧力，使油泵2在高低速转动时吸油口都保持有一定的进 油压力，提高油泵的容积效率。同时，使回油管10产生较小的回油 背压，保证油马达8低速转动的平稳性。当车子意外跌倒时，增压管 20可以防止立管18内的液压油溢出污染地面。
四、车体：它由右闸把21、手把部件22、前管23、前叉24、前 轮25、前磁悬浮轴承26、横樑27、鞍座19、后支撑29、后轮30、 后磁悬浮轴承31组成。其中前悬浮轴承26及后悬浮轴承31也可采 用惯常的滚珠轴承。
鞍座19装夹在增压管20的上方，手把部件22装置自行车附件 及其开关。人和车体重量都支承在前后磁悬浮轴承26、31上，由于 磁场同极相斥的原理，车轮的转动是在两同极磁面上滑动。因此，其 滚动阻力几乎为零，大大提高传动效率，而车轮与地面的滚动阻力， 则因磁性相斥的反作用力所致，而与普通滚动轴承的车一样不会增 减。磁悬浮轴承26、31还有一个重要功能，因为同极相斥的原理， 在高速车轮碰到障碍物产生震动时，轴承间的磁隙会变小，磁反力增 大，能很好地起到全方位的减震作用，这优点是任何机械减震方法所 不能比拟的。
五、附件：它由车灯32、电动蜂呜器33、计算器34、磁感应器 35、电子锁36组成。车灯32装在前管23上，电动蜂呜器33装在右 闸把21上，计算器34装在车轮横樑上，传感电线沿前叉24与前叉 右则的磁感应器35相连。磁感应器35的对偶永磁片夹在前轮25的 轮圈幅条上，车轮每转动一圈，固定在前叉24上的磁感应器35便把 信号传导给计算器34，通过IC运算，便显示出时间、里程和转速。电 子车锁36密藏于前管23内。通过计算器34数字密码，可以锁定前 叉24的转动，根据两轮车直立行走原理，车前轮25必须左右摇摆才 能保持骑行者重心的平衡。因此，在自行车防盗上，多了一道保障。
车灯32和电动蜂呜器的开关，安装于右闸把21的扶手处，能很 方便控制开闭。
参照图2所示液压系统，它安装在本液压变速自行车上，这个液 压系统由脚踏1、油泵2、止回阀4、压力油管5、液控阀6、排气旋 塞28、油马达8、回油管10、贮油立管18、增压管20等组成闭合回 路。其特点是：第一，油泵3采用具有超低速功能的压力伺服变量叶 片泵(专利号89201965.4)，排量70ml/r，压力6Mpa，在4r/min时 能可靠地工作。第二，压力油管5的进出口分别设置了止回阀4、液 控阀6，在油泵2停止供油时，压力油管5内具有1-2Mpa的保压压 力，以便脚踏1开始工作的瞬时能迅速建立系统压力，驱动油马达8。 第三，回油管10与贮油立管18相通，贮油立管18内设置了增压管 20，保证脚踏1在微动及高速转动时，油泵2具备0.02-0.05Mpa的 吸油压力，提高油泵容积效率。第四，油马达8采用常用的球塞式马 达，排量16ml/r，压力10Mpa。它和油泵搭配最大传动比为1∶4.3， 最小传动比0.9∶1，普通链条车为1∶2.4，一般变速车最大传动比1∶ 3.19，最小1∶1.6，变化范围狭小。第五，为了提高机械传动效率和 高速减震，在前轮25的轮轴及油马达8配流轴处均设置了磁悬浮轴 承。使本车载荷在悬浮磁场中无阻力转动及抗震。第六，还增设了液 压制动系统，它由左闸把11、凸轮12、柱塞泵13、导油管14、油缸 15、制动钳16、闸皮17、单向阀37组成。它具有制动力大，补偿闸 皮17磨损的能力强的特点。
以下对本车操作的全过程再作进一步说明：
1、加油：让车子后轮30离地悬空，取下鞍座19、增压管20向 贮油立管18加入约500克的10号液压油，在0℃以下的地区可以加 入变压器油，在加油时拧开左接头7的排气旋塞28，用手缓慢转动 脚踏1和后轮30，系统内的空气从排气旋塞28的小孔中逐步被排出， 直至气泡排尽，迅速拧紧旋塞，继续加油，直到在贮油立管18的透 明观察孔中油位线有油为止。然后把增压管20插入立管，用起子拧 动增压管20的弹簧压帽，加压至表值0.02-0.05Mpa，重新装上鞍座 19，放下车子。
2、驱动
(1)平路工况：骑行者驱动脚踏1、油泵2、从回油管10中吸 取液压油，并把压力油通过止回阀4进入左边的压力油管5、液控阀 6、左接头7、驱动油马达8。油马达8排出的油经回油管10再度被 油泵2吸入，如此循环不已。油泵2在吸油时，由于贮油立管18的 增压作用形成一定的正压，大大提高了油泵2在工作时的吸油压力。 油马达8具有“飞轮”功能，在行驶途中或下坡都随时可以停止脚踏 转动，让车在磁悬浮轴承26、31中惯性滑行。由于止回阀4至液控 阀6之间，在自行车滑行时仍保持了一定的工作压力，并没有完全卸 荷，因此在滑行途中或临时停车后，重新启动脚踏1、油泵2都能迅 速将压力升高驱动油马达8与脚踏1同步转动而不会有“滞后”或“踏 空”现象。
(2)爬坡工况：车子爬较大的坡度时，由物理学知道，车子在 坡脚的初速度很快随着斜坡路程的增加，在人和车总重的斜坡分力阻 力下减弱为零，骑行者为了继续上坡，必须增加人体发出的功率，脚 踏力加大。为了不超出骑行者所能承担的功率，只好放慢车速来增加 脚踏力。但车速不能无限降低，据实践，一般人在车速小于5km/h 骑行不稳，对26″链条车大约18r/min，即0.3r/s。对链条变速车， 虽然可以不断变换主动和从动齿轮齿数比来降低车速，减少脚踏驱动 力，而不过大增加人体发出的功率。仅凭人的判断变速无法保持人体 发出功率的恒定，而且变速车的变速范围不大。而液压变速车则由斜 坡(地面)效应自动线性地改变压力伺服叶片油泵的偏心矩，减少脚 踏力，也减少了排油量，引发油马达8转速降低，车速放慢。骑行者 可以像平路骑行一样保持一定的脚踏的转速，而脚踏力和车速却变小 了。当然，如果载荷和坡度过大，还是难以适应的。
(3)制动工况：减速停车的制动操作是根据骑行者对制动距离 的要求，决定手握左闸把11的松紧。当左闸把11转轴转动时，固定 在转轴上的凸轮12使柱塞泵13排出压力油沿导油管14进入油缸15 使油缸活塞向外伸出推动制动钳16，使制动钳16末端的闸皮17抱 紧后轮30的车圈，便达到制动油马达8的目的。当松开左闸把11的 握力时，凸轮12离开顶压的柱塞泵13柱塞，油缸15的活塞在弹簧 力的作用下复位，把液压油从活塞工作腔内沿导油管14回到柱塞泵 13的腔体内。制动钳16复位，闸皮17离开后轮30轮圈，车子便可 重新转动。液压制动的优点就是制动力大，特别在闸皮17有较大的 摩擦时，通过油缸15的活塞行程，可以自动补偿，提高制动的可靠 性，行车的安全性。
图3为本发明的另一个实施例。其液压系统也是合成在车体中， 只是压力油管5和回油管10采用软管穿套在后轮支撑管内。油马达 8的配流轴采用单向出轴的结构形式。液压变速自行车可以不受链条 车的结构限制，布置灵活、美观，可以使自行车既实用、又是一种观 赏的工艺品，提高产品的文化品味。
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