自行车是怎么发明的?

自行车其实并不是“自行”的,它是由人力驱动机械运转的交通工具,它也是第一种让普通大众自己控制方向和速度的家用交通工具。自行车比马匹便宜,其速度在19世纪晚期几乎与火车相同,由于它替代步行便显出的快捷性,因此,自行车的发明成了社会变革的有力工具。

自行车的早期研究

工业革命后交通工具的革命,主要集中在解决机械动能的问题,并依赖于消耗能源。自行车的发明,为普通大众提供了一种步行之外而又不消耗能源的便捷出行工具。

一般人步行的速度通常是每小时3—5公里,骑马或乘坐马车的速度大约每小时13公里,19世纪中晚期火车的平均速度是每小时30公里左右。但是,昂贵的马车和必须依靠路轨的火车,无法为日常小道上的短途出行提供快捷灵便的帮助。

1817年,德国看林人德莱斯设计了自行车的最初原型,他用两个木轮、一个鞍座、一个安在前轮上起控制作用的车把,制成了一辆轮车。人坐在车上,用双脚蹬地驱动木轮运动。就这样,世界上第一辆自行车问世了。但是这个创意没有引起关注。

1842年,苏格兰铁匠柯克帕特里克·麦克米伦发明了第一辆脚踏自行车。它有缝纫机踏板一样的固定踏板,骑车人可以双脚上下蹬动固定踏板,踏板由一套复杂的杆、钉子和齿轮连在后轮上以驱动车身。但那些木制部件过于脆弱,经不起颠簸就断裂了。

1842年,苏格兰的铁匠柯克帕特里克·麦克米伦,弄出了一辆破旧的“可爱的小马崽”。他在后轮的车轴上装上曲柄,再用连杆把曲柄和前面的脚蹬连接起来,并且前后轮都用铁制的,前轮大,后轮小。当骑车人踩动脚蹬,车子就会自行运动起来,向前跑去。他因此被警察抓住处以罚款,其罪名是“野蛮骑车”。

1861年,法国人皮埃尔·米肖发明了脚踏两轮车,它是首辆获得国际社会广泛欢迎的自行车。

这是第一辆把踏板与车轮的前轮直接连接起来的自行车,它的前轮比后轮大得多。但是,人们不知道怎样在双脚离地的情况下骑自行车,因而总是撞车摔跤。

自行车的定型设计

1870年,英国人詹姆斯·斯塔利将脚踏两轮车的前轮改进得更大一些,以便提供更多动力,制造出了著名的“平凡者”自行车。这辆车有一只125厘米以上高的超大前轮和一只极小的后轮,并且首创使用了钢丝轮轴和前轮减震器,它的平均速度超过了每小时30公里,与当时的火车几乎一样。

不过,由于“平凡者”自行车超大的前轮,上下车极为不便,骑车人常常因此摔倒在地。

1870年,英国人詹姆斯·斯塔利设计出大小轮自行车,这种自行车后轮直径只有30厘米,而前轮直径达125厘米以上,脚踏直接安装在前轮上,以前轮驱动,速度非常快。骑这种车就像骑马一样高高在上,很是威风。但是这种车在下坡加速时十分危险,极易摔倒。1881年,法国标致公司批量生产这种“大自行车”,并举办自行车比赛。图为1890—1891年“平凡者”自行车选手在等待阿克伦自行车比赛开始。

1885年,詹姆斯·斯塔利的侄子约翰·斯塔利对“平凡者”进行了最后的改进,制成了一辆可操作性较强的自行车。他成功解决了自行车设计中的四大关键问题。

首先,他把自行车的双轮恢复成相同的尺寸,并给它们装上结实的橡胶轮胎。其次,他为自行车制造了今天仍在使用的菱形四面车架。再次,他把动力系统转移到后轮,使前轮专门用于控制方向。最后,为了驱动后轮,斯塔利发明了自行车链条,把脚踏板和后轮连接起来。

1888年,苏格兰兽医约翰·邓洛普发明了自行车充气轮胎,它在1900年成为所有自行车的标准配件。复式齿轮1908年首次应用于自行车。20世纪20年代,制动块的诞生使刹车更快更稳。这一切都是在约翰·斯塔利最初的自行车设计样式上的完善和进步。

自行车的普及,加速了中上层社会妇女的解放运动。骑自行车的妇女们必须脱下紧身胸衣、紧身内衣和层层褶裙,换上更简便的服饰,这样女性参与社会工作更普遍了。同时,自行车设计为汽车制造积累了经验,不少19世纪八九十年代的自行车制造商,在20世纪之交成了早期的汽车制造商,比如法国的标致,英国的亨伯、莫里斯和罗孚。

【本文来源于人民出版社出版的《话说世界(11):工业时代》】

来源: 人民出版社

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