自行车自锁的介绍(图文)

骑行小博士

自锁通常是卡入式脚踏的统称，其结构为将一个与脚踏的制锁机构相搭配的
锁片，
固定于专用的留有固定接口的
自行车鞋(锁鞋)的鞋底，然后脚踏本身的制锁机构可以将与鞋连接在一起的锁片在满足某种条件时卡住或脱开，从而实现人骑车时脚和脚踏的固定与分离。



自锁的种类
一般来说自锁常见的应该可以分为三种，分别是：公路自锁、山地自锁和特殊用途自锁。
从形态上区分
       公路自锁通常比较宽大，和装有锁片的自行车鞋的制锁面接触面积比较宽大，通常只有一面有制锁机构。
       山地自锁则相反，形态上十分小巧，制锁的接触面也很小，通常有两个或多个制锁面，以适应山地比赛多变的要求。
       特殊用途的自锁也有一些主要针对不同的用途设计，虽然制锁机构的原理通常都类似，但是在形态上一般都明显区别于公路用或山地用自锁。
自锁脚踏和脚带脚踏对比一、穿上：
1、脚带脚踏：先用前脚掌点拨脚踏的脚钩，脚踏向上翻转180度，前脚掌插入脚套，未必一次就可以进去，即使很熟练了，然后用手将脚带拉紧调节到适当的松紧度。
2、自锁脚踏：使用专用配套自锁鞋，一般的自锁脚踏，前端都会向上朝天的位置，以脚尖为圆心，以脚为半径的辐射面均可以踩入脚踏，踩入时力量与调节脚踏弹簧松紧度相关。
在踩入脚踏时，自锁脚踏在一次动作中即可以完成，不会再用力时脱出，方便安全。脚带脚踏按照正常方式需要三个动作才可以完成，而且是手脚并用。
二、卸下：
1、脚带脚踏：先用手把脚带松开，脚拔出来。
2、自锁脚踏：以前脚掌为圆心，脚为半径向外侧划圆脱出。脱出时力量与调节脚踏弹簧松紧度相关。
同样，自锁脚踏在一次动作中即可以完成，脚带脚踏需要两个动作才可以完成，而且是手脚并用。两者均不用的情况，均为一次动作完成。
三、快速骑行、用力蹬踏：
1、脚带脚踏：如果脚带不够紧的话很容易脱出，危险！！
2、自锁脚踏：如果踏板在该更换的时候没有更换还在使用，那就只有怪自己了。
3、两者均不用：危险！！！！！！！！！！！！！！！！
通过以上比较，在骑行中出现意外，如侧滑、侧倒、空翻等，三种方式会出现如下状况：
a、脚带脚踏：无论任意一种摔车的情况，脚和脚踏都无法分离开，人和车一同摔出，伤势较重。
b、自锁脚踏：无论任意一种摔车的情况，在摔车一瞬间，人与车同在一起，当受到外力的时候，脚踏与脚脱离开，人车分离。
c、两者均不用：无论人以一种摔车的情况，人和车分离开。
分析：骑行中出现意外情况时，
1、人和车在刚开始的时候应该是在一起的，因为在出现意外时，如果人车不在一起，人可能会出现：长距离侧滑，翻滚、空翻，伤势不轻。如果人和车在一起，情况就大不同了，人可能会出现：短距离侧滑、空翻会偶尔出现。
2、摔出后，人和车应该分离开，因为人会与被撞物体产生很大的力，如：地面、石头、树木、汽车、人、自行车等，包括自己的自行车，这样如果人和车分不开的话，在受伤害力最大时，人与车共同承担。相反，人与车分开，人和车各自承受不同的伤害力，这个伤害力要远小于人车同在的情况。
      当然，出现意外的情况都是很复杂的，不能一概而论。所以在骑行时，头盔一定要戴上，建议大家尽量要买有品牌、安全认证的头盔，不要贪图一时的便宜，当然也推广到自行车上其他任意的零部件、使用品。
      关于自锁簧的弹力，我认为应该根据自己的情况而定，可以在刚用时候，先将力量调至最小，学会使用自锁脚踏方法，之后根据自己的情况，比如腿部力量的大小，调节松紧，直到合适为止，如果太松会出现骑行中脚从脚踏中脱出，而且会损伤踏板，如果太紧，上下脚踏时，会很费劲，所以还是要根据自己的情况来。
      我认为使用自锁脚踏是最好的，首当其冲就是安全，还有就是方便，在这里无论是在高速骑行、出现意外等情况，虽然我们大家都是业余骑行，比不上专业骑车，但是不管业余还是专业，都应该是安全第一！！！不过各位经济能力不同，爱好不同，还是适合自己情况吧，告诫大家不要购买假冒伪劣产品！！！因为假冒伪劣产品才是最危险的！！！
      我记得在1991年时，中央电视台的世界各地节目曾经播过自行车史话专题节目，从这里面我学习到了很多的东西，我知道了康帕纽络（campagnolo）,铝圈与钢圈的比较，节目里曾经讲过不用脚带、使用脚带的区别，那时还没有介绍自锁；大都是引自德国亚琛学院的研究。推荐大家有机会在看一看，非常好的教学片。
      上面所提到的事故分析等等，全部来源于我这几年亲身经历、亲眼看到、亲耳听到的实际发生的事故、事故后果，这一切都是真实的，前空翻是我自己的经历，当时就是用自锁，没有自锁的话，后果不堪设想，有一次骑行活动，我的一个朋友下山的时候就在我的前面，也是前空翻，但是没有自锁，属于两者均不用的状态，他和车分离的距离很远，人甩出的也很远，直到大脑、身体全部撞击山壁以后，当时我就在他后面，幸亏他当时戴头盔、还背了一个大的双肩背包，否则，我真的不敢想了。
       我上面所说的三种情况均为相对而言，没有绝对的，另外，自行车事故的发生多处于意外、无法预知、不可抗拒的情况下发生的，没有那么多的时间来给你处理，所以通过装备来弥补是最好不过了，不管你是否使用，要想更好的处理意外事故，就需要专门的训练。所以说，最关键的还是在于骑手自身的交通安全意识上面。对于防范意外事故的发生，是一定需要对事故的提早预防、处理。
      从一开始骑车到98年，用上自锁这段时间，我用过脚套，更多的还是普通的骑行状态，出现脚脱离脚踏的情况很多，真的很多，我的小腿上就曾经留下过不少的印记，要知道那力量是很大的，脚从脚踏上意外脱出可以说很常见，并不是罕见，说起来真得很危险，而且那时候我已经习惯了，脱开了马上就可以恢复回来。
在发生意外事故的时候，我们把事故状态分为三个阶段：
1、摔车前
2、摔车中
3、摔车后
从上面的情况来看，自锁鞋与脚踏之间状态是这样的，
1、摔车前：自锁鞋和脚踏不会分离开，假设骑手不做任何动作。
2、摔车中：自锁鞋和脚踏不会分离开，直到自锁鞋受到地面或其他任何物体的碰撞，足以达到自锁鞋与脚踏脱离的力量，才会脱离开。
3、摔车后，绝大多数情况都是自锁鞋与脚踏分离，分离的状况与事故发生的情况、脚踏弹簧的松紧、脚踏的类型都有直接关系，但是主要因素还是事故发生的状况，也就是说，一只脚分开或两只脚都分开。
上面说的两种情况是在说：摔车前、中，自锁鞋与脚踏不分开，或者是在发生撞击中达到脱开的条件而分开，摔车后是肯定要分开的了。一般严重的摔车，大多是双脚都脱开。
      毕竟发生事故都是意外的，而且很复杂，受到的伤害也是无法预知的，所以还是安全第一，提早发现、提早预防！在这几年的骑行活动之中，我是越来越意识到预防的重要性，尤其是在公路上骑行，很多都是意外，但是不是不可预防。
图片

        对于最新型的几种脚踏：DURA-ACE7705,其实很多。。。，不知道大家发现没有，其实都没有跳出LOOK的原型，呵呵，只是那个打蛋器脚踏等等，是属于新型的。  
      time脚踏的旋转空间很大，一开始我根本就不适应，而且拔出几乎不需要力量，只需要旋转一定角度就可以了，这简直匪夷所思！
      我担心这样的脚踏怎么能用于公路自行车呢？但是事实证明非常舒服，只要属于正常使用，绝不会出现意外脱出的现象，下车的时候也是轻松异常，而且无论从接触面、力量传导效率、舒适性等等方面来看,time脚踏无疑是最好的，这里面最好的是我根据：time、look、shimano这几种脚踏而比较的，我都用过的感受。







      法国Time公司的新产品装配方式朝look靠拢，look制式还是最好的选择，毕竟从价格上来讲，look制式的还是最优的
打蛋器设计理念的脚踏：






专用的锁片



      Time山地越野脚踏的设计很独到，排泥性能非常好，而且踩踏的有效面积也是令你感觉很舒适。如果你是山地越野的话，绝对推荐！
      对于自锁脚踏的选择上，我认为专物专用，公路车就是公路车、山地越野就是山地越野、休闲就是休闲，呵呵，适合自己最好不过了，祝愿大家都可以用上适合自己的自锁脚踏。




意大利Campagnolo公司的产品，显得很精致   
campagnolo脚踏的专用锁片，也是朝look的靠拢




日本shimano公司的7750脚踏   
看来几乎都是在以look脚踏作为原型设计




似乎具有磁性相吸设计的脚踏




自锁的安全性自锁鞋和自锁脚踏受到撞击脱开时需要以下两个条件：
1、呈现一定角度
2、受到足够的撞击力量
以上两点，也正是自锁生产厂商在设计的时候所特别考虑的
以上所说的自锁可以达到安全的效果，是在这样的情况下提出来的：
1、山区：尤其是下坡拐弯，或者是猛烈大风，山区可不必平路，你的身边就是悬崖峭壁，搞不好就是撞上山壁或者是掉到山涧里面去，这绝不是危言耸听，全都是真实的。一个是我上面说过的，前空翻！人车分离很远，人直接撞到对面的山壁，要不是头盔和大背包，估计生命有危险了。我当时就在他的身后。另一个是我的好朋友，在妙峰山下山的时候，直接冲到了山涧里面，好在有树、灌木什么的，而且最幸运的是他摔的地方落差很小，结果是人事不醒，锁骨骨折。上面说的，全都是没有自锁脚踏，有了自锁脚踏，我相信会摔的安全些，减少重大伤害！
2、公路上的意外：如果你摔车，速度很快的话，如果你不用自锁脚踏，你可能摔出很远，这就是罪魁祸首，毕竟是意外事故，如果你摔到马路对面，对面汽车来不及刹车，你就一命呜呼了！如果你摔到同向汽车道，也可能会发生交通事故。而且摔出去越远，你受到的伤害也就越大，即便你不会被过往的汽车撞上。
3、意外情况：摔车时候，人车同时摔，可以减缓伤害，同时可能会避免碰撞上一些物体，例如岩石、树木、玻璃。。。，总之缩短摔出距离就是减少伤害，自锁的好处就在于摔车的时候，可以保持人车同摔，把伤害降低。但是有一点需要说明，发生事故均属于意外伤害，我们做的只能是减免。所以说，预防第一！
自锁：提高蹬踏效率、改善你的蹬踏习惯（具有矫正的作用）、提高骑行安全系数

力学上的自锁self locking
   机械在给定方向的驱动力作用下，由于摩擦原因无论驱动力多大都不能使机械运动的现象。对于移动副来说，如图1，作用在滑快A上的驱动力P，倾角为a，水平力Px＝Psina，摩擦力F＝fPx/ tga，式中f为摩擦系数。j=arctgf称摩擦角，以2j锥顶角的圆锥称为摩擦锥。若P作用在摩擦锥面内，即a＜j，Px＜F，则不论P多大，滑块都静止不动，即发生了自锁。若P作用在摩擦锥面上，即a＝j，Px＝F，此时处于临界状态，滑块将保持原来的等速运动或静止不动。对于转动副来说，如图2，以不通过回转轴线的力驱动构件转动，力P可看作是图2转动副大小和方向均相同的径向力与力偶M＝Pe的合成。力偶M驱动构件回转  ，同时由于径向力的作用在转动副中引起与P相等的总反力R。回转件所受的摩擦力矩Mf=f0Rr＝f0pr,式中f0为当量摩擦系数，r为转动件的半径。若令f0r＝ρ，则Mf=Pρ。以转动副轴心为圆心，以ρ为半径的圆，称为摩擦圆。若P的作用线与摩擦圆相割（在摩擦圆里边），Pe＜Pρ，则不论P多大，回转件也不转，即发生自锁。若切于摩擦圆，Pe＝Pρ，则处于平衡。
   
   

移动副
   

转动副
   
   产生自锁的必要条件叫自锁条件。对于机械运动，其自锁条件为η≤0，式中η为机械效率。