本發明涉及一種無鏈式水助力自行車。

背景技術：

自行車又稱單車，通常指兩輪的小型路上車輛。自行車是人類發明的最成功的人力機械之一，其產業化已經有一百多年的歷史，曾是上世紀占比重最大的交通工具。另一方面，汽車作為第二次工業革命的標志性產物之一，其產業從上世紀八十年代開始得到了迅猛的發展，并逐漸替代自行車發展成為人們主要的交通工具。

但隨著人們環保意識的增強，又開始有越來越多的人選擇自行車出行以減少對環境的污染，同時又可以達到運動、健身的目的。二者相比，汽車通常以汽油發動機作為動力源，具有高速的運動特征，但會向大氣排放污染氣體，且價格昂貴；自行車以人踩腳踏板為動力源，綠色環保價格低廉，但因消耗騎行者過多的體力，不宜長時騎行。

技術實現要素：

針對現有汽油發動機汽車以及人力自行車的不足，提供一種無鏈式水助力自行車。

本發明的技術方案是：

無鏈式水助力自行車，包括：

運動裝置：包括前車輪、后車輪、制動裝置；

車體支架：包括前輪支撐支架、倒三角支架、后輪支撐支架、座椅支架、導向車把；

驅動裝置：包括腳踏板；

所述前輪支撐支架固定前車輪；所述后輪支撐支架固定后車輪；所述倒三角支架連接前輪支撐支架與后輪支撐支架；所述座椅支架安裝在倒三角支架與后輪支撐支架的連接處；所述導向車把安裝在前輪支撐支架與倒三角支架的連接處；

所述驅動裝置還包括：主動水壓機、被動水壓機、主動輸液管、被動輸液管、儲液管；

所述腳踏板安裝在主動水壓機兩側；所述主動水壓機安裝在倒三角支架底部；所述被動水壓機安裝在后輪支撐支架底部，與后車輪同軸相連；所述主動輸液管和被動輸液管兩端均分別連接主動水壓機與被動水壓機；所述儲液管位于被動輸液管的管路中，且儲液管設有注液口。

所述的無鏈式水助力自行車，還包括：

傳感裝置：安裝在導向車把上，朝向騎行者面部；

發電裝置：行駛過程中通過前車輪的轉動使其發電，為傳感裝置供電。

所述傳感裝置包括控制模塊、環境傳感器、運動傳感器和人機交互模塊；所述控制模塊與環境傳感器、運動傳感器和人機交互模塊相連。

所述環境傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器、pm2.5傳感器、光照傳感器和led照明燈；

所述運動傳感器包括方向傳感器、速度傳感器、gps定位器。

所述發電裝置包括：發電花鼓和鋰電池；

發電花鼓安裝在前車輪的車軸上，所述鋰電池安裝在倒三角支架內，分別與傳感裝置和發電花鼓電相連。

所述主動水壓機包括三連接主動曲軸、三根主動連桿、三個主動活塞、三個主動水壓活塞缸；所述腳踏板與三連接主動曲軸兩端相連，用于腳踏動力輸入；所述三個主動活塞分別嵌套在三個主動水壓活塞缸內部；所述三個主動水壓活塞缸兩兩呈120度夾角固定；所述三根主動連桿末端與三連接主動曲軸相連，頂端與三個主動活塞相連，當三連接主動曲軸在人力腳踏作用下轉動時帶動主動活塞在主動水壓活塞缸內滑動以產生水壓；每個主動水壓活塞缸都有一個高壓出水口和一個低壓進水口，分別通過主動輸液管和被動輸液管與同結構的被動水壓機的三個被動水壓活塞缸的一個高壓進水口和一個低壓出水口相連；高壓出水口處安裝出水單向閥。

所述被動水壓機包括三連接被動曲軸、三根被動連桿、三個被動活塞、三個被動水壓活塞缸；所述三連接被動曲軸與后車輪同軸相連，用于騎行動力輸出；所述三個被動活塞分別嵌套在三個被動水壓活塞缸內部；所述三個被動水壓活塞缸兩兩呈120度夾角固定；所述三根被動連桿末端與三連接被動曲軸相連，頂端與三個被動活塞相連，用于將被動水壓活塞缸受到的壓力傳導至三連接被動曲軸從而帶動后車輪旋轉；每個被動水壓活塞缸都有一個高壓進水口和一個低壓出水口，分別通過主動輸液管和被動輸液管與同結構的主動水壓機的三個主動水壓活塞缸的一個高壓出水口和一個低壓進水口相連；低壓出水口處安裝出水單向閥。

所述被動水壓活塞缸的直徑是主動水壓活塞缸的直徑2倍，人踩腳踏板施力作用到三連桿主動曲軸上的力傳遞到三連接被動曲軸上時增大到4倍。

所述的無鏈式水助力自行車的工作方法，包括：

人力踩蹬腳踏板使之轉動，并驅動同軸的主動水壓機的三連桿主動曲軸轉動，在三根主動連桿的力傳導作用下，三個主動活塞分別在三個主動水壓活塞缸內依次進行往復運動；

當主動活塞進程運動時，擠壓液體使主動水壓活塞缸內產生高壓，并通過高壓出水口推出液體，經由主動輸液管至相連接的被動水壓機的高壓進水口進入到被動水壓機的被動水壓活塞缸，被動水壓機的三個被動水壓活塞缸內受到由其高壓進水口注入液體產生的壓力，推壓三個被動活塞在被動水壓活塞缸內進行回程運動，并通過三根被動連桿帶動三連接被動曲軸轉動，進而驅動同軸的后車輪轉動；

當主動活塞回程運動時，抽拉液體使主動水壓活塞缸內產生低壓，并通過低壓進水口吸入液體，經由被動輸液管至相連接的被動水壓機的低壓出水口將被動水壓活塞缸內液體抽出，被動水壓機的三個被動水壓活塞缸內受到由其低壓出水口排除液體產生的負壓，拉動三個被動活塞在被動水壓活塞缸內進行進程運動，并通過三根被動連桿帶動三連接被動曲軸轉動，進而驅動同軸的后車輪繼續轉動；

連續踩蹬腳踏板，即通過主動水壓機的三連接主動曲軸帶動主動活塞連續往復運動，進而使后車輪不斷轉動驅動自行車行駛。

有益效果

本發明提供一種無鏈式水助力自行車，其解決的技術問題是現有自行車長時騎行費力而汽車耗油污染環境，通過模擬汽車發動機工作原理以及千斤頂原理，結合自行車機械結構框架，以水作為動力傳輸介質，替代傳統自行車的鏈條式傳動裝置，利用小徑主動水壓機和大徑被動水壓機的液體等壓強傳輸作用，可以達到省力高效、綠色出行、健康環保的目的。此外，借助豐富的傳感器模塊和人機交互功能，無鏈式水助力自行車可以直觀便捷地提供實時的環境指標和運動參數，為人們帶來全新的騎行體驗。

附圖說明

圖1是本發明所述無鏈式水助力自行車的主視結構示意圖；

圖2是本發明所述無鏈式水助力自行車的俯視結構示意圖；

圖3是本發明所述無鏈式水助力自行車的驅動裝置連接結構示意圖；

圖4是本發明所述無鏈式水助力自行車的驅動裝置的工作原理示意圖；

圖5是本發明所述無鏈式水助力自行車的傳感裝置與發電裝置的連接框圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明的技術方案做進一步的詳細說明。

一種無鏈式水助力自行車，如圖1～2所示，包括：

運動裝置：包括前車輪1、后車輪2、制動裝置3；

車體支架：包括前輪支撐支架4、倒三角支架5、后輪支撐支架6、座椅支架7、導向車把8；

驅動裝置：包括腳踏板9；

所述前輪支撐支架4固定前車輪1；所述后輪支撐支架6固定后車輪2；所述倒三角支架5連接前輪支撐支架4與后輪支撐支架6；所述座椅支架7安裝在倒三角支架5與后輪支撐支架6的連接處；所述導向車把8安裝在前輪支撐支架4與倒三角支架5的連接處。

所述驅動裝置還包括：主動水壓機10、被動水壓機11、主動輸液管12、被動輸液管13、儲液管14；

如圖3～4所示，所述腳踏板9安裝在主動水壓機10兩側；所述主動水壓機10安裝在倒三角支架5底部；所述被動水壓機11安裝在后輪支撐支架6底部，與后車輪2同軸相連；所述主動輸液管12和被動輸液管13兩端均分別連接主動水壓機10與被動水壓機11；所述儲液管14位于被動輸液管13的管路的中部，且儲液管14上方設有注液口18，用于注入液體。

所述無鏈式水助力自行車還包括：

傳感裝置15：安裝在導向車把8上，朝向騎行者面部；所述傳感裝置15包括控制模塊、環境傳感器、運動傳感器和人機交互模塊；所述控制模塊與環境傳感器、運動傳感器和人機交互模塊相連。所述環境傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器、pm2.5傳感器、光照傳感器和led照明燈，所述運動傳感器包括方向傳感器、速度傳感器、gps定位器，采集到的騎行者所處環境的溫度、濕度、pm2.5值、光照強度、騎行方向、騎行速度、位置信息均傳輸到控制模塊，騎行者可以通過人機交互模塊選擇性的獲取并顯示上述傳感器所采集騎行過程中的實時數據信息，led照明燈在騎行過程中為騎行者照明。

發電裝置：行駛過程中通過前車輪1的轉動使其發電，為傳感裝置15供電。所述發電裝置包括：發電花鼓16和鋰電池17；發電花鼓16安裝在前車輪1的車軸33上，所述鋰電池17安裝在倒三角支架5內，分別與傳感裝置15和發電花鼓16電相連，前車輪1的轉動使發電花鼓16發電，并將電能儲存到鋰電池17中為傳感裝置15供電，如圖5所示。

所述主動水壓機10包括三連接主動曲軸19、三根主動連桿20、三個主動活塞21、三個主動水壓活塞缸22；所述腳踏板9與三連接主動曲軸19兩端相連，用于腳踏動力輸入；所述三個主動活塞21分別嵌套在三個主動水壓活塞缸22內部；所述三個主動水壓活塞缸22兩兩呈120度夾角固定；所述三根主動連桿20末端與三連接主動曲軸19相連，頂端與三個主動活塞21相連，當三連接主動曲軸19在人力腳踏作用下轉動時帶動主動活塞21在主動水壓活塞缸22內滑動以產生水壓；每個主動水壓活塞缸22都有一個高壓出水口23和一個低壓進水口24，分別通過主動輸液管12和被動輸液管13與同結構的被動水壓機11的三個被動水壓活塞缸29的一個高壓進水口30和一個低壓出水口31相連；高壓出水口23處安裝出水單向閥25。

所述被動水壓機11包括三連接被動曲軸26、三根被動連桿27、三個被動活塞28、三個被動水壓活塞缸29；所述三連接被動曲軸26與后車輪2同軸相連，用于騎行動力輸出；所述三個被動活塞28分別嵌套在三個被動水壓活塞缸29內部；所述三個被動水壓活塞缸29兩兩呈120度夾角固定；所述三根被動連桿27末端與三連接被動曲軸26相連，頂端與三個被動活塞28相連，用于將被動水壓活塞缸29受到的壓力傳導至三連接被動曲軸26從而帶動后車輪2旋轉；每個被動水壓活塞缸29都有一個高壓進水口30和一個低壓出水口31，分別通過主動輸液管12和被動輸液管13與同結構的主動水壓機10的三個主動水壓活塞缸22的一個高壓出水口23和一個低壓進水口24相連；低壓出水口31處安裝出水單向閥32。

所述被動水壓活塞缸29的直徑是主動水壓活塞缸22的直徑2倍，人踩腳踏板施力作用到三連桿主動曲軸19上的力f傳遞到三連接被動曲軸26上時增大到4倍即4f。

所述的無鏈式水助力自行車的工作方法，包括：

人力踩蹬腳踏板9使之轉動，并驅動同軸的主動水壓機10的三連桿主動曲軸19轉動，在三根主動連桿20的力傳導作用下，三個主動活塞21分別在三個主動水壓活塞缸22內依次進行往復運動；

當主動活塞21進程運動時，擠壓液體使主動水壓活塞缸22內產生高壓，并通過高壓出水口23推出液體，經由主動輸液管12至相連接的被動水壓機11的高壓進水口30進入到被動水壓機11的被動水壓活塞缸29，被動水壓機11的三個被動水壓活塞缸29內受到由其高壓進水口30注入液體產生的壓力，推壓三個被動活塞28在被動水壓活塞缸29內進行回程運動，并通過三根被動連桿27帶動三連接被動曲軸26轉動，進而驅動同軸的后車輪2轉動；

當主動活塞21回程運動時，抽拉液體使主動水壓活塞缸22內產生低壓，并通過低壓進水口24吸入液體，經由被動輸液管13至相連接的被動水壓機11的低壓出水口31將被動水壓活塞缸29內液體抽出，被動水壓機11的三個被動水壓活塞缸29內受到由其低壓出水口31排除液體產生的負壓，拉動三個被動活塞28在被動水壓活塞缸29內進行進程運動，并通過三根被動連桿27帶動三連接被動曲軸26轉動，進而驅動同軸的后車輪2繼續轉動；

連續踩蹬腳踏板9，即通過主動水壓機10的三連接主動曲軸19帶動主動活塞21連續往復運動，進而使后車輪2不斷轉動驅動自行車行駛。