脚踏高速自行车

脚踏高速自行车

本发明脚踏高速自行车，属交通领域。

本发明采用新颖的技术，而不是现有的技术的组合。其中，应用新生的合内力矩，成为新车的动力能 源，替代人体大部分体力，永磁的应用，一次配置，永久受益。

                                    自行车的现状

脚踏自行车是人民以车代步的工具，免去了步行的辛劳，节省时间，使大多数人享受骑车的快乐。

脚踏自行车的现状，由于以前的自行车速比大，骑车人蹬动脚蹬耗费体力较大，路程长时，骑车人会 满身淌汗。因此降低速比的愿望产生，达到降低人体体力消耗。

首当其冲的是变速自行车，变速就是改变速比，降低速比。经多年的经验，变速自行车由风摩世界又 回落了。

如何好呢？改变速比，由变速车的多速比改变为单速比，将大链轮缩小，飞轮减少齿数，速比为1∶2。 速比改变后，骑车蹬力大减，这是必然的，因属力偶系传动的力距未改变。而大链轮缩小，二者比例降低 三分之一，大链轮与飞轮的速比也随着降低1/4，二者合力提高一半以上，所以蹬力大减一半。然而双腿 的蹬动转动速度提高一半，二力相等，骑车人的体力消耗转变，只是思想上的省力。当短程时感觉还可以， 当路程长时，这种感觉就突出了。

由于改变速比不能根本上减轻骑车人的体力消耗，国外报道，改进脚蹬部位，改变脚蹬提高蹬动力距， 降低骑车人的体力消耗。

主车架改进，将装座地一边截断，使车座减震，人体重力作用，支撑改变方向，加装弹性支撑于下车 架上。这种结构一方面是减震，二是利用弹力与重力的合力，提高自行车的速度，这种提高的局限性，提 高力距的值不大。

还有车座能转动，骑车人向后观望时，车座顺以转动。

国外，有人竟将电脑装在变速自行车上，自动控制变速，而不是提高自行车的行驶速度，变速变慢也。

                               合内力距的生成与应用

本发明应用永磁的特点。水磁具有相斥、相吸的性能，N-N对应、S-S对应相斥、N-S对应相吸。

在动力方面，应用永磁有：航空发动机、直流电机、无刷直流电动机、直流力距电机、稀土永磁同步 电机、钕铁硼盘式电机等。提高电机转距最高达50％。 应用永磁的电机，电磁仍然为统一体，不能分离而是相辅相成。应用永磁的性能，产生新的合外力距，提 高永磁电机的功率，这种电机属于一种进化。提高电机的转距动能是电流，还是磁能？显然是永磁的性能。

本发明由上受到启示，大胆将磁电分离，单独应用永磁的性能，应用磁场强度或磁感应强度作功。以 机械运动的带轮为一个质点，大胆将圆一分为二，质点又一分为二，或一分为四，有主次之分。

脚踏自行车属滚动运动学，是交通领域的主体，车轮滚动由两种运动合成，一种是质心坐标系的平动， 一种是(随时间t)质心坐标系的转动，滚动的平动部分，遵从质心运动定理；滚动的转动部分，是对于质心 坐标系的运动，质心做加速运动，因而是一个加速参照系。必须计入惯性力，惯性力和重力相似是一种彻 体力。合力作用于质心使转动体加速转动，面对质心的转动轴力距等于零。

牛顿三定律，只有“合力”、“外力”、“不受”、“方向”等，推导合内力距对转轴的代数和应为零。而 “内力成对出现，每一对内力都等大反向，力臂相同，这个代数和应为零”。(推导公式略)

因此，设计师们遵循这一定律，转动体内没有内力，形不成合内力距。

本发明脚踏高速自行车，冲破牛顿三定律禁区，是以圆的一分为二，又合二而一，质点一分为二或一 分为四，构成新的质点组。

从圆的研究得到启示，如何将合外力距变为合内力距呢？

圆的一分为二，质点又一分为二，另一质点对称，(见图1)以永磁配伍成为2N，因N值是个变量可以 大于2N，或相似对称。永磁形成间隙，以永磁的磁能积和机械作功。生成二、四合内力距，形成潜伏的转 动势能。

设定拖动力距为M是标量，指稳定转数所需力距即工作机械的阻转距。启动力距大于拖动力距。

令：M＝N               (1)

M--拖动力距

N--合内力距

合内力距属力偶系传动，形成对偶，有合内力距N对应。上式变为：

2N-M＝N                (2)

由于N是个变量，合内力距大于拖动力距一个N，在静止状态下，已经有一个合内力距的力臂在作功， 如上述所述谓之潜伏的转动势能。若启动后有自行滚动之能量存在。稍有自行行驶之势能，但还不够，为 了增加自行转动与滚动继续增加N的值：

令：M＝2N              (3)

得：4N---M＝2N         (4)

2N比N增加一倍，合内力距的值增加一倍，向启动力距值趋近，增加自行转动与滚动力距。，继续增 大合内力距时，采用质点一分为四予以满足。

令：M＝3N              (5)

2N的合内力距比N的合内力距大一个N值，依(1)式论合内力距大于拖动力距三倍，满足增大的动力 需要。而以质点一分为四，合内力大于拖动力距一个N值，其理同上。

合内力距N值是一个变量，根据需要设定N的值，也相应提高数倍以上。

合内力距大于拖动力距时，使自行车具有自行行驶的合内力距，属递减速度。因受各种阻力作用，在 匀速行驶中，拖动力距趋近于零。脚蹬为随动运动，启动力距应降低，用1/3-1/4的启动力距即可。原来 启动力距大于转动体的阻转距1.5-2倍。

合内力距首创应用在脚踏自行车上，实现脚踏高速自行车。

                                  本发明的三要素

本发明的新颖性

大多转动体为圆柱型，如飞轮、齿轮、带轮。本发明创将圆一分为二，又合二而一，并确定主次，获 得破圆成功。

磁电分离，单独应用永磁的性能做动力应用，构成永磁有间隙传动。

圆的一分为二，又合二而一，产生新的合内力距，冲破牛顿三定律的禁区。由合外力距转化为合内力 距，形成圆自身潜伏的转动势能，形成脚踏高速自行车。

本发明的创造性：

圆的分解，利用永磁的磁能积加之助件，构成一种纯机械力的潜能，形成转动势能，不同于电力作功、 耗油作功，属最小耗油、电的一种作功。

随着三分之一的合外力距启动，形成不同原来的新的角加速度、法向加速度。增加新的转动惯量，一 切都变化了，原因就是有合内力距的存在。

本发明的实用性：

本发明合内力距的作用，替代合外力距自身作功，从属人的体力，实现脚踏高速自行车。

适应范围为各种脚踏自行车，将会促进自行车工业的迅速发展，给国家带来巨大的经济效益。

                                      附图说明

图1为原理图，永磁的对应，应用永磁的磁能积，生成合内力距，合内力距直接作用于自行车后轮上， 代替人的体力。

图2改变自行车后轮结构，后轮轴端部份加大直径，与电动自行车轴端相似，而有质的区别，除永磁 的对应装置外，顺应自行车的特殊性能，飞轮、大链轮，防磁链条传动，大部构件均由反磁材料组成，后 轮的上下支撑不变，而材质不同，采用反磁材料，价格高于普通材料。

本发明除后轮不同外，其余自行车主要构件及附件相同，只要改变后轮需要结构外，各种自行车都可 以配伍。

三轮自行车与二轮相同，后轮轴端的结构移位到三轮车后轴上，后轴是转轴，二轮是固定轴之分，结 构基本一致。

传动与由原来的大链轮与飞轮的传动比1∶2.7与1∶2，高速自行车传动比为1∶3、1∶3.5最大传动 比的1∶4尽量少用，城市交通不宜。

图1：圆的一分为二示意图

图2：后轮变革部件装配示意图 图中：

1、后轴，2、主传动盘结合件，3、主磁座结合件，4、永磁体(一)，5、从动臂结合件， 6、从动磁座结合件，7、永磁体(二)，8、二、四合内力距结合件，9、挡碗轴承，10、小飞轮， 11、大链轮，12、防磁链条，13、防磁幅条，14、车架左下支架，15、车架右下支架， 16、车架左上支架，17、车架右上支架，18、左尾座支架，19、右尾座支架，20、顶盖。

                                   具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步阐述：

脚踏高速自行车以圆的一分为二，应用永磁的磁能积生成合内力距，以合内力距作为动力，构成自行 车后轮自身的转能势能，达到高速行驶而毫不费力(如图2所示)

(1)：后轴1支撑后轮定位，主转动盘结合件2上固装主磁座结合件3，永磁体(一)4装入主磁座内。从 动臂结合件5固装从动磁座结合件6、永磁体(二)7装入从动磁座内。二内力距结合件8构成潜伏的转动势 能，挡碗轴承9限定主传动盘位置，小飞轮10与大链轮11由防磁链条12相连，构成传动系统。防磁幅条 13固装在传动盘上与后轮圈固接，后轮的下支撑、左下支架14与右下支架15、左上支架16与右上支架 17同下支架固接，尾座的侧向支撑。左尾座支架18，右尾座支架19，顶盖20将磁座封顶，以利安全与卫 生。

(2)：三轮脚踏高速自行车与两轮自行车一样，将构件1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、12、20装在 后轴上，随同转轴一起转动。传动比1∶2.5即可。由于合内力距作功，达到高速行驶毫不费力，其余构件 不变。

当全车装配完毕，认真调正校核，即可骑车行驶。启动时省力、启动快，双腿蹬动转动减慢，自由行 驶速度大增，属递减速度，爬坡时蹬力大减。

后轮变革处制作容易，安全可靠，一次配备永磁，永久受益。三轮车变革，后轮上加装构件，骑车会 感到轻松快乐