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摘 要：文章主要基于对普通自行车结构的深入研究，是受到齿轮转动原理的启发，设计了一款利用自行车小飞轮为动力的打气筒。此款打气筒绿色环保、用途广，可以为人们的生活提供方便。本文详细介绍了此款带打气筒的自行车的设计与制作。
关键词：打气筒；自行车；使用说明
随着节能减排、绿色环保生活理念的倡导，自行车逐渐成为人们日常出行的常用代步工具，但是自行车在骑行过程中会经常出现车胎气压，大多数人会选择到修车行给轮胎加气，而附近没有自行车修理点的情况，这对人们出行造成很大的困扰。同时在现在快节奏生活中，工作压力的不断增大，人们常常也会选择骑行运动作为释放压力的一种，所以在野外或行车途中会遇到许多突发状况，这其中轮胎没气是最常见的状况，在这种情况下只有求救急救队或者用推行到有人力打气筒的地方。本论文就是针对上述常见问题，提供一种省力、打气效率高的自带打气筒的新型自行车。
一、功能简介
本设计是针对现在自行车在骑行过程中车胎气压不足的情况，利用自行车链条传动，能够在自行车行进的过程中带动打气筒给车胎进行充气装置。车胎需要充气时候，只须将装置的出气管与车胎的进气孔对接，充气完成时候，断开连接即可。利用齿轮转动带动充气筒的方式进行充气，从而解决自行车使用过程中的实际问题，充分体现了绿色出行的理念。
二、“带打气筒的自行车”的主要结构
本打气筒既不破坏自行车原有的动力机构，又能省力地为自行车充气。主要结构如下图所示：包括自行车支架（1），支架（1）上有后链轮（2）和由曲柄（3）带动的前链轮（4），后链轮（2）和前链轮（4）上张紧有链条（5），支架（1）上固定有一打气筒（6），所述支架（1）还包括一个中间链轮（7）和由中间链轮（7）驱动的转盘（8），转盘（8）与打气筒（6）的活塞杆之间通过连杆（9）连通，所述中间链轮（7）的空转方向与前链轮（4）的空转方向相反。
三、“带打气筒的自行车”的原理
主要运用了缺点列举、组合发明、联想等创新技法，应用了齿轮转动原理等科学原理。把脚蹬到齿轮中心的距离看做动力臂，齿轮半径为阻力臂，链条给齿轮的力是阻力，脚给踏板的力是动力，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，因此脚轻轻一蹬齿轮就会带动链条转动。一般自行车的前链轮在往前转时加负载为自行车提供动力，往后转时不加负载只空转，空转时链条仍然转动。本方案将中间链轮的空转方向与前链轮的空转方向相反，当前链轮往前转动为自行车提供动力时中间链轮空转，中间链轮不为打气筒提供动力；需要充气时，转动自行车的曲柄让前链轮往后倒转，此时中间链轮就加上了负载为打气筒提供动力。本方案利用中间链轮与前链轮的位置关系起到了离合器的作用。中间链轮位于后链轮与前链轮之间；连杆与转盘的连接点位于转盘的边缘；中间链轮和转盘通过固定装置固定在支架上，固定装置具有本体和固定在本体的转轴套和夹持部，转轴套上连接有转轴，转轴位于中间链轮和转盘的中心。
（1）传动齿轮，通过链条传动提供动力来源。
（2）轴承，加固整个装置的结构。
（3）传动轮盘、传动杆，利用齿轮转动原理设计的动力传输结构。
（4）充气筒，对车胎进行充气。
四、“带打气筒的自行车”的制作方法
（1）制作模型，转动齿轮、传动杆、充气筒，型号与自己车相符。
（2）将该装置安装到自行车的后三角结构上，将齿轮嵌入自行车链条中，确定能够稳定转动。
（3）将充气筒的外壳固定到自行车的横杆上，确保传动杆在传动的过程中能达到最大充气量。
（4）将充气管与自行车的进气孔对接，即可开始对自行车进行充气。
五、“带打气筒的自行车”的使用说明
该自行车骑行充气装置使用时：
（1）安装好后，设备处于待使用状态；
（2）轮胎需要充气时，将充气管与自行车的进气孔对接，脚蹬自行车，开始充气；
（3）充气完成的时候，断开连接即可，结束充气；
（4）随时可重复此动作，按需进行充气。
参考文献：
[1]闫加增，张为杰.有氧运动对心血管系统功能状况的分析[J].当代体育科技，2017，14（7）：67.
[2]朱力勇，邵鹏生.汽车新型便携打气筒[J].汽车实用技术，2017，4（4）：100102.
作者簡介：杨翊清（1999），男，浙江湖州人，湖州中学16级学生。指导老师：呼格吉乐（1980），男，蒙古族，内蒙古通辽人，高级实验师，工程硕士，湖州师范学院省级物理实验教学示范中心，从事物理实验教学与物理教学仪器开发（专利号：ZL 2014 2 0072111.9）。