無鏈條自行車,人體動力和電子動力的完美結合

2020-12-07 知識圖譜

無鏈條自行車,顧名思義,就是沒有鏈條的自行車,屬於傳統自行車的結構改進版,與傳統自行車不同的是,無鏈條自行車的動力傳導不再依靠鏈條,而是採用了特殊的機械結構,或者採用人體動力和電子動力的轉換來獲得驅動力。因為無鏈條自行車打破了鏈條的束縛,所以無鏈條自行車一般外觀設計都很新穎時尚,小編給大家整理了各種無鏈條自行車,一起來看看吧。

無鏈條自行車

一、無鏈條自行車是什麼

無鏈條自行車,屬於自行車的結構改進,最大的特點就是沒有鏈條結構,因此結構簡單,耐用。另外,由於鞍座設置在上斜梁的拐臂上,因此重心低,騎起來平穩,本實用新型增設了靠背,乘騎舒服。

2012年10月韓國萬都公司最新設計的「無鏈條自行車」被稱為世界上首款沒有鏈條混合動力電動自行車,像其它助踩式車一樣,「無鏈條自行車」結合了人體動力和電子動力。然而不像其它類似的機車,它真實地擺脫了鏈條的限制,將腳踩動力直接轉換成為驅動車輪行進的電能。

不過,這款無鏈條自行車除了具有前踏式無鏈條自行車的優點外,不會產生任何溫室氣體,十分環保。但也有一定的缺點,就是其綜合效率還值得考證。

二、無鏈條自行車的原理

無鏈條自行車的動能轉換是:將人的動能通過連接至曲柄的發電機直接轉變為電能。這些能量可以存儲在自行車框架中的鋰電池中,之後通過電動機驅動後輪再次轉變成動能。像當前的多數汽車一樣,無鏈條機車擁有一個電子控制裝置(ECU),在傳感器的配合下監控地形,一個自動齒輪變換器將調節匹配發動機的電能輸出量。

同時,這個電子控制裝置可以監控識別任何問題,之後通過車把安裝人機互動界面(HMI)呈現出來。這種特殊的人機互動界面可提供關於遙遠旅行的相關數據,行駛速度以及電能輸出,該電子控制裝置也是可移除的,由於只有它連接時機車才可以啟動,因此它還作為集成式反盜取裝置。

三、無鏈條自行車的結構

下面主要給大家介紹下前踏式無鏈條自行車的結構,它是由:車架、前車輪、後車輪、踏板連動器、連杆、驅動器等組成。

其特徵在於:不需採用鏈輪、鏈條、飛輪等傳動零件,變現有自行車的圓周運動為前踏式上、下踏動,減輕了人體膝關節、髁關節的運動量。踏板連動器採用圓錐齒輪傳動,驅動器採用行星輪傳動,使自行車的行駛速度及傳動的可靠性都得到了很大的提高。騎行時不擦掛褲腳,安全舒適,是一種理想的交通工具,特別適用於遠距離騎行,且結構簡單,安裝方便,造價低廉。

四、無鏈條自行車的歷史

根據小編查閱到的資料,最早在1992年時,一個叫李國忠的人就設計出了前踏式無鏈條自行車,屬於對傳統自行車的結構進行了改進的自行車。他將自行車的2個曲柄分別固定在自行車前輪的輪軸的兩端,車架的上斜梁有拐臂,鞍座固定在拐臂上。在普通自行車設置鞍座的位置,改為設置靠背。另外,由於鞍座設置在上斜梁的拐臂上,因此重心低,騎起來很平穩。

五、無鏈條系行車的優勢

無鏈條自行車具有他獨特的優勢,主要表現在以下幾個方面:

1、省力:騎行輕快與鏈條自行車相比省力22% 。

2、耐用:使用壽命長是鏈條自行車的3.6倍。

3、安全:在騎行中安全可靠性是鏈條自行車的9倍。

4、靈便:由於無大牙盤、鏈罩等大型部件,在運行中減少阻力、騎行更加方便。

5、乾淨衛生、不夾咬、不汙染衣物,每年只注一次潤滑油並且徹底消除掉鏈之弊。

6、結構簡單修理方便與鏈條變速車相比易修不易壞,騎行12000公裡無須大修。

六、無鏈條自行車車型

1、Bradford Waugh設計的無鏈條自行車

美國賓州的一名設計師Bradford Waugh設計師設計了一款無鏈條自行車,小編認為車輛設計感強、結構造型前衛簡潔,連最基本的傳動鏈條都沒有,設計特別簡單,因為這樣車才顯得乾淨利落、簡潔大方。

目前這款車還處在概念設計的階段。暫且不論傳動、系統、結構工學是否順暢合理?純粹視覺欣賞,簡潔前衛的外型,與大家分享。如果能騎上這輛車出門一定很炫。

2、水壓驅動的無鏈條自行車

有一名海外的設計師製造了一輛無鏈條自行車,因為鏈條是自行車最脆弱的部分。鏈條通常需要大量時間來維修和護理。

海外設計師推出一款無鏈條概念自行車,最大特點在於沒有鏈條,採用水壓驅動來提供前進的動力,可以把維護保養費用降到最低,這款喚做Jacknife的概念自行車除了沒有鏈條、水壓驅動這兩大特點外,它還擁有可以摺疊的便攜設計,據說它中間的杆可以扭轉180度。由於得益於其獨特的水壓驅動,騎完一程將它摺疊好放進包裡。

3、中國鐵路工人自製無鏈自行車

中國鐵路工人盛師傅自製了一輛無鏈條自行車,據了解,盛師傅參加了首屆中國國際自行車設計大賽。他自造的這輛無鏈條實用新型自行車,原理是通過腳踏轉動曲柄驅動後輪軸,經中心齒輪增速轉動後輪的。

盛師傅說,該自行車從手工加工「進化」到現在向廠家訂製配件,花了5年時間。新型實用專利證書上這樣介紹它:該自行車結構緊湊,傳動效率高,解決了目前自行車結構分散、鏈條易鬆動、傳動效率低的難題。原文地址:http://www.pikacn.com/news/201610/5180.html

4、Victor無鏈條自行車

這輛超拉風的自行車由蒙特婁的設計師Christophe Robillard設計,取名叫Victor,這輛自行車最特別的地方在於整個車架線條異常的簡潔,尤其後輪部分,整個就一根管彎下來,後輪的轉軸左右兩 側分別連接車架的前後部分,真是簡單的讓人心動。可惜這輛車目前還是概念設計,尚未批量投產。

5、Bygen設計出超輕無鏈條自行車

韓國自行車廠商Bygen設計出一架沒有鏈條的自行車Hank,這輛自行車最大的特點就是除去了傳統的單車鏈,兩個槓桿直接從後輪、驅動輪上伸出至腳踏位置,騎行者只需上下踩動槓桿踏板驅動單車前進,而不是像常見單車的雙腳做圓周運動。

根據小編的了解,富有彈性和張力的鏈條在工作過程中,要消耗掉7.5%左右的腳踏能量,而這種無鏈設計的單車可減少7%至8%的動力流失,而且避免了單車鏈使用時間太長需要更換的問題。

此外,這輛Bygen Hank的車架是由碳纖維材料製成,重量只有7公斤,車身同時採用了可伸縮設計,只需將車尾部分向前一推,就能把單車收縮起來,以減小體積,方便運輸和儲存。不過這種自行雖然很酷,售價卻更酷。Bygen Hank的售價為5000美元(約合人民幣3.1萬元),相信大部分人只能是看看而已了。

七、無鏈條自行車也可以很驚豔

無鏈軸傳動自行車起源於日本,因穩定性和耐用性極強迅速流傳到歐美、臺灣等地。但因其製造成本較高,重量較鏈條傳動更重,在競技項目中沒有優勢,因此沒有得到廠商的大力推廣。

主要運用於一些休閒車、通勤車、旅行車上,因為不需要維護,幾乎無故障率,美國、英國、西班牙、法國、韓國等國家還將其用於公共自行車。目前國內也有廠家開始運作軸傳動自行車項目。

目前自行車市場大多還處在一個拼配置的時期,諸多廠商推出30速、**油碟、**前叉等等,很多消費者因為缺乏經驗和分不清自己買車的用途也被誤導進入其中,花了三四千買回來個30速的山地車最終常用的只有3個速比,油碟性能不錯,但卻容易抱死,而且鏈條的維護相當的麻煩,還有斷鏈、掉鏈的風險。

簡單的現代人需要簡單出行,純粹的玩、純粹的嗨、純粹的騎行享受,追求舒適性、安全性和耐用性的軸傳動車型必將逐步得到消費者的歡迎,逐步取代鏈條驅動的各種車型。待到春暖花開,沒有霧霾的侵擾,約上姐妹騎著自行車去踏青,呼吸著久違的新鮮空間;放慢騎行速度,留意著曾經錯過的那些紅花綠草;在城市裡,在山野間,也許騎行則是一場默默地約會。

八、無鏈條自行車為何不受歡迎?

小編跟大家說了這麼多,顯然軸傳動自行車技術已經非常成熟,可是為什麼在國內很少見軸傳動自行車。是因為成本還是因為接受度的問題沒有推廣開來?

關於這個問題,小編認為,產品要有革命性的,或者起碼是壓倒性的,最差也得是明顯的,性價比或者性能的提升,才能幹掉已經把持行業的老產品,才能克服消費者習慣的慣性,才能大規模生產以攤薄研發運營管理以及所有費用,才能站得住腳。

而高端產品可以玩多樣化,有錢人不在乎花費數倍價格換取一點點性能提升,但是在低端領域想用一種只能有一點點提升卻要革命整個系統的產品,沒前途。

如果純粹從理論傳動效率說,應該是軸傳動的效率高於鏈傳動。

不過現在看,實際應用是有不同要求的。首先,軸傳動一般是配合後軸的內變速,這兩項加一起(替代鏈條+外變速器),重量增加了很多。一般中檔的公路車,重量在10公斤之內,而軸傳動的車,目前重量約15公斤。這個數字可以看出,城市通勤或休閒騎行,毫無問題,但用於比賽,不可能。賽車減一公斤要花多大的代價啊。

另外就是車架的強度,傳統車架,後三角是兩根橫梁,現在一根要用傳動軸代替,是否能和原來的傳統車架保持同樣強度?至於齒輪損壞等等,則不用擔心。汽車重多了,也沒見齒輪經常壞,自行車騎個人才有多重啊。

另外,自重也許是個影響推廣的原因。替代公路車競賽是不可能了。剩下的就是奪取一部分傳統通勤車的市場份額,普通騎乘,它的安靜及免維護,肯定是優點(想想很多人都見過年久失修的自行車,首先就是鏽跡斑斑的鏈條)。所以,未來的城市公共自行車,會是它的主攻方向,慢慢讓個人購買也能接受它。作為通勤車,軸傳動+內三變,足夠了,而且還是個不錯的選擇,就是希望價格不要高,消費者才會考慮。

九、無鏈條自行車視頻

結語:不得不說,無鏈條自行車的設計確實突破了傳統自行車鏈條的束縛,但它仍沒有推廣來開,或許是鏈條自行車的結構簡單吧,鏈條自行車依然是主流自行車,或許在未來的某一天,無鏈條自行車可以替代鏈條自行車,成為人們出行最主要的工具之一。


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