長途旅遊自行車的製作方法
2023-06-11 21:35:01 2
專利名稱：長途旅遊自行車的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有多種驅動方式驅動的自行車。
目前，現有技術的自行車都是坐著用下肢進行驅動的。騎自行車車長途旅遊時身體最難受的兩個部位是雙腿和屁股。另外，人體輸出功的有效利用率也不高，在360°的循環周期內，只有120°的轉角是有效的作功運動，一半左右的體力都在驅動下肢作多餘運動時自我消耗掉了。
雖然中國專利局1986年5月28日公告的CN85203897U號實用新型專利申請說明書公開了一種「踏板式自行車」，(CN8603205U號)，但踏板式自行車雖然在驅動方式上有所改進，但仍然以下肢的力量作為唯一的驅動動力;「一種具有手驅動裝置的自行車」雖然具有手驅動裝置，但只能依靠手的握力輔助驅動，無法滿足長途旅遊的需要。
本發明的目的在於為騎自行車長途旅遊的人提供一種用人力、風力和車輛行駛中產生的震動力都能驅動或輔助驅動的自行車。用人力驅動時可用下肢踩動踏板驅動，也可用上肢和腰部、腹部的力量進行往復推、拉驅動;可以上肢、下肢同時驅動，也可上肢、下肢分別驅動;可以坐姿驅動，也可站姿驅動，使臀部恢復休整;可以一人驅動，也可二人共同驅動，增加速度和樂趣。
為了達到上述目的，本發明在結構上具有如下特徵(見圖一)它由後驅動系統45;前驅動系統46，輔助驅動系統47，風力驅動及遮護系統48組成，另外還有一個適當加長的車架49把各系統的專用零部件和把手、輪子、鞍座等通用零部件連接在一起。
後驅動系統的結構是(見圖二)在中軸1的兩端裝有帶滾珠的超越離合器2，在超越離合器的外殼上裝有踏板槓桿21。中軸1位於踏板槓桿21的中部。在踏板槓桿的兩端裝有滑套22，滑套在踏板槓桿21上的位置可以滑動並有鎖緊螺釘23定位。在前後滑套上分別裝有轉臂24，轉臂只能繞轉軸42前、後翻轉180°，用以快速改變踏板槓桿力臂的長度，起變速的作用。在轉臂24上裝有足蹬25。轉軸42的一端用軸用卡簧79定位。
在踏板槓桿21的後半部分(見圖二K向視圖)，有橫杆26和左右兩根撐杆27組成的槓桿換向機構28。撐杆一端用萬向球頭29或十字型萬向節頭和橫杆26相聯，另一端也用萬向球頭或十字型萬向節頭和踏板槓桿21相聯。踏板槓桿的上下擺動由限位杆5限位。在換向橫杆26和橫管55之間設有儲能復位彈簧31，便於單腿殘疾人使用。
用雙腿或單腿上下踏動足蹬25，通過帶滾珠的超越離合器2使中軸1和鏈盤7同時轉動，又通過鏈條8驅動飛輪9和後輪即可使車子前進。
後驅動系統的另一種結構是利用齒輪換向機構74代替槓桿換向機構28(見圖三)。其結構特徵是在中軸1的兩端有內齒式越離合器2，其外殼上固聯有踏板槓桿21、足蹬25和左右錐齒61、62。超越離合器的芯套與中軸1、鏈盤7固聯。在車架49上固聯有錐齒軸64，錐齒軸上有向心推力滾動軸承66，與中錐齒輪63形成動聯。中錐齒輪與左右錐齒輪61、62嚙合，其嚙合間隙由壓緊螺帽65調整。為了便於單腿殘疾人騎行，在踏板槓桿與車架間同樣設有儲能復位彈簧31。
騎行時踏下一邊的足蹬25，通過中錐齒輪換向，另一邊的足蹬蹬就會自動升起，兩腿交替踏動或一腿陸續踏動，就可驅動後輪使車子前進。
前驅動系統是由單向機構39(見圖四)搖杆40、搖把41、前鏈盤12、鏈條8、飛輪9組成(見圖五)。當用上肢拉動或推動搖把41時，前鏈盤12單向轉動，通過鏈條、飛輪驅動前輪轉動使車子前進。
單向機構的具體結構和工作原理在下面的實施例一中將作詳細的說明。
輔助驅動(見圖六)系統47是由壓彈簧6、上、下彈簧座14調節螺栓15、緩衝帽16、搖杆40、搖把41、搖臂43組成。
當路面不平時可以利用此系統進行輔助驅動。使用時將搖杆、搖臂翻轉到前方如圖六所示的位置，使搖杆的橫梁壓在彈簧6的緩衝帽上，搖杆、搖把的重量由壓彈簧6支承著，彈簧的彈力與搖杆搖把的重力平衡。發生震動時，彈簧壓縮、復位交替進行，與人拉動、推動搖把等效，同樣起到驅動作用，挽回了在凸凹不平的路面上行駛時產生的能量損耗。在野外的碎石路面上行駛將有明顯的輔助驅動作用。
風力驅動及遮護系統(見圖七和圖一)是由流線型的頂蓬17、支撐架18，拉繩19、頂蓬骨架20、銷緊螺柄59組成。
支承架18和頂蓬骨架20用金屬管材、玻璃鋼、工程尼龍、或碳纖維增強等類輕質材料製成。鉸聯位於頂蓬前 1/3 的位置，無風時由拉繩維持頂蓬的平衡，使它處於大致水平的狀態，這時的頂蓬可以防曬和防雨。當空氣流過流線型的頂蓬表面時還可產生升力，抵消車子部份份重量，使騎行更加輕快。當風從後面吹來時，由於鉸聯後面部份的升力大於鉸聯前面部份的升力，頂蓬後部將會向上抬起，接著繞鉸聯向前翻轉90，成為一面風帆，車子便可乘風前進;風停之後，來至前方的空氣阻力將使揚起的風帆繞鉸聯向後翻轉90°自動恢復水平狀態，由拉繩維持它的前後平衡。有了順風，「帆」又會自動揚起，用不著人去操心。頂蓬的高低可以鬆開銷緊螺柄進行調整。
具有以上四種驅動系統或者只有前驅動系統或只有後驅動系統的自行車具有兩個或者三個輪子，當具有兩個輪子時為代步和運動健健身用自行車，特別適合作為長途旅遊自行車;當具有三個輪子時為殘疾人用車或運輸用車。
圖一是本發明長途旅遊自行車示意圖。
圖二是後驅動系統示意圖。
圖三是齒輪換向機構示意圖。
圖四是單向機構示意圖。
圖五是前驅動系統示意圖。
圖六是輔助驅動系統示意圖。
圖七是風力驅動及遮護系統示意圖。
圖八是實施例二-利用本發明的前驅動系統進行驅動的「快速輕便殘疾人車」。
下面再結合實施例將各系統作進一步的說明。
圖一為本發明長途旅遊自行車，它由後驅動系統45，前驅動系統46，輔助驅動系統47，風力驅動系統48和車架49以及車把、鞍座、輪子等通用部件組成。
圖二為長途旅遊自行車後驅動系統，它的結構特點是在中軸的兩端裝有帶滾珠的超越離合器2，其結構如圖四的超越離合器A或B，在超越離合器的外殼上裝有踏板槓桿部件3，連杆換向部件4以及限位杆5、後鏈盤7、鏈條8、飛輪9。
連杆換向部件的結構特點是在車架下面的平叉上，焊有左右立管54(圖二K向)。在立管的下端焊有橫管55，立管下面焊有立杆30，通過銷軸53和橫杆26鉸聯。橫杆的兩端又通過萬向接頭29和撐杆27的下端相聯，撐杆27的上端又通過萬向接頭29和踏板槓桿21相聯。
踏板槓桿部件的結構特徵是在「工」字形斷面或空心矩形斷面的踏板槓桿21的兩端有滑套22，在滑套的下面帶有固定凸臺52，轉臂通過轉軸42鉸聯，但只能繞轉軸42前後翻轉180°。上坡時轉臂處於轉軸前方。力臂增長，上坡後只需用腳尖一勾轉臂24便繞轉軸42向後翻轉180°，支承在凸臺52上，力臂縮短。從而起到快速換檔的作用。滑套22在踏板槓桿21上的位置可以前後滑動，通過鎖緊螺釘23定位。
一人騎行時一般是用前面的兩個腳蹬，當前左(右)足蹬被踏下時，一方面通過左(右)邊的超越離合器2使中軸和鏈盤轉動，再通過鏈條8、飛輪9驅動車子前進。另一方面又通過撐杆27使橫杆26繞銷軸53轉動，帶動右(左)邊的踏板槓桿部件繞中軸空轉，使前右(左)足蹬升高。當前右(左)足蹬被踏下時，由超越離合器2帶動動中軸和鏈盤驅動車子前進。同時，由於換向機構的作用又使左(右)邊的踏板槓桿部件繞中軸空轉，造成左(右)足蹬升高。如此交替踏動左右足蹬，車子就可輕快前進。
後面的兩個足蹬是為二人共同驅動設置的，交替踏動後面的兩個足蹬與交替踏動前面兩個足蹬效果完全相同。後驅動可以與前驅動同時進行，也可單獨進行。後驅動單獨進行時前面的人可以把雙腳踩在限位杆5上以免妨礙後驅動。
單腿殘疾人騎行時，只須用單腿踏動任何一隻足蹬，都可驅車前進。單腿抬起時彈簧31儲備的能量釋放出來，一方面使被踏下的足蹬復位，一方面驅動車子前進。彈簧的存在不會造成體力的額外消耗。
參看圖五，長途旅遊自行車前驅動系統的結構特徵是在前叉上部焊有左右支承板56，在支承板上固定有底板57，上有單向機構的廂體11，壓彈簧6固定在底板上。
當用手推、拉搖把41，使它按箭頭方向前後擺動時，通過搖杆40，搖臂43，使主動軸13左右轉動，但由於單向機構的自動換向作用，前鏈輪12始終向一個方向轉動，通過鏈條8，帶動飛輪9驅動車子前進。
車把的結構特徵是在搖杆40的頭部焊有或粘有接頭58，在接頭的孔內裝有耐磨套59，在耐磨套內裝有車把41。耐磨套在接頭孔內無轉動。耐磨套與把手間可轉動。在把手41的外面緊套有彩色塑料或橡膠外套33。車把端部有孔用卡簧32軸向定位。
參看圖四，單向機構的結構特徵是在主動軸13與主動齒輪34、35之間裝有正反超越離合器A、B。向前推動搖杆40，主動軸隨之順時針轉動，通過正向安裝的超越離合器A，帶動主動齒輪34，中間齒輪36，從動齒輪37，從動軸50，帶動鏈輪12順時針方向轉動，通過鏈條8帶動飛輪9驅動前輪使車子前進;在從動齒輪37順時針轉動時，與它同軸固聯的從動齒輪38也作順時針轉動，與它嚙合的主動齒輪35則作逆時針轉動，但由於有反向超越離合器B，它只能繞主動軸13空轉;向後拉動搖杆40，主動軸13作逆時針轉動，通過反向超越離合器B帶動主動齒輪35也作逆時針轉動，從動齒輪38、37、軸50、鏈輪12則作順時針轉動。此時超越離合器A使主動齒輪36繞軸空轉。所以無論推、拉搖杆，鏈輪12始終作順時針方向轉動。
由於主動齒輪34、35與被動齒輪37、38之間的傳動比為2.4∶1-2.5∶1，因此，鏈輪12與飛輪9的傳動比可以為1∶1，這樣可以使外形更加緊驟。為了減少推拉轉換時的空行程程超越離合器的兩個千斤可以只差半齒。(圖四、a)b))參看圖六，當路面不平時，可將搖杆轉向前方的位置，使搖杆40的橫梁壓在彈簧6上，彈簧被壓縮一個高度後，彈力與搖杆、搖把的重力保持平衡，當路面不平引起震動時，搖杆、搖把將不斷衝擊彈簧使彈簧壓縮與復位交替進行。引起搖臂43上下搖動，與人用手推、拉搖臂等效，驅動車子前進。
為了減少震動的噪聲，在彈簧座14的上面有橡膠或橡塑材料材料做成的緩衝帽16。彈簧6固定在上下彈簧座14之間，通過調整上下彈簧座之間的距離即可使彈簧的彈力得到調整。
參看圖七，風力驅動和遮護系統的結構特徵是它由流線形的頂蓬17、支撐架18、頂蓬骨架20和拉繩19、鉸聯44、鎖緊螺柄59組成。在無風時，由拉繩19維持頂蓬的平衡，使它大致處於水平狀態，可以遮蔽雨和陽光，當空氣流過流線形表面時，產生升力。使騎駛更加輕快。當風從後面吹來並達到一定速度時，由於鉸聯44後面部分的升力大於前面部份的升力，頂蓬後部便會自動抬起，繞鉸聯向上翻轉90°，頂蓬骨架20被支架18擋住以後就會保持直立狀態，形成風帆，乘風前進。世界各地的季節風都是一吹千裡且持續幾個月的時間，一路順風將給旅途增加極大的樂風停之後來自前面的空氣阻力會使揚起的風帆繞鉸聯44自動向後翻轉回到水平位置，由拉繩保持平衡。有了順風，「帆」又會自動揚起，用不著人工操作。頂蓬的高度可以通過鎖緊螺柄進行調節。
本發明與現有技術相比具有如下優點一、本發明為騎自行車長途旅遊的人提供了一種以人力、風力和車輛行駛時產生的震動力都能獨立驅動或輔助驅動的輕便交通工具，減少了長途騎車對於人體力的依賴，增加了騎自行車長途旅遊的可能性與可靠性。二、由於有頂蓬和多種驅動方式，下肢、上肢以及背部、腰部的力量就能交替發揮，使下肢和臀部可以得到調節和緩解，提高了人的運動耐力，增加了舒適感。三、為殘疾人提供了方便。四、本發明用於載重自行車、人力運輸三輪車可以顯著提高運載能力。
實施例二(參看圖八)為利用本發明的前驅動系統進行驅動的「快速、輕便殘疾人三輪車」，它由前驅動系統46、底盤部件71前輪部件72、後輪部件73、車廂部件80、車閘77、剎車拉杆76、喇叭78等通用件和專用件組成。
前驅動系統由單向機構部件39、搖杆40、搖把41組成。其具體結構見圖四、圖五，底盤的形狀和尺寸根據車廂而定。其餘部件都由通用件組成。
使用時，往復推拉搖把41，便可驅車快速前進。轉彎時，將手移向搖把41的一端，前推或後後拉搖把，便會形成相對於轉軸中心的轉向力矩。使車子向推(拉)方向轉彎。
剎車時，壓下剎車手把75、通過拉杆76拉動漲閘77制動喇叭78，可用座式轉鈴代替。
本發明與現有技術相比具有兩條明顯的優點1、推拉搖把時，由於背部、腹部和上肢的肌肉可以同時或交替用力，使體力能夠得到充分的發揮。從根本上改善了現有技術殘疾人三輪車緩慢、吃力的現象。
2、現有技術的殘疾人三輪車，對於獨臂的人是無法使用的，本發明三輪車獨臂人卻能用得很好，和雙臂人差別不大。若將搖杆轉到下面的位置，加上一根儲能回位彈簧，無手的獨足人也可以使用，使他們的自理能力得到部份恢復。
序號名稱對照表
權利要求
1.一種用人力、風力和車輛行使中產生的震動力驅動或輔助驅動的、適宜長途旅遊的自行車，以下簡稱自行車，(見圖一)它由後驅動系統45，前驅動系統46；輔助驅動系統47，風力驅動及遮護系統48組成；另外還有一個適當加長的車架49把以上各系統的專用零部件和把手，輪子、鞍座等通用零部件聯接在一起。
2.按照權利要求1所述的自行車，其特徵在於所說的後驅動系統(見圖二)是在中軸1的兩端裝有帶滾珠的超越離合器2，在超越離合器的外殼上裝有踏板槓桿21，中軸1位於踏板槓桿的中部。在踏板槓桿的兩端，裝有滑套22，滑套在踏板槓桿上的位置可以滑動並有鎖緊螺釘23定位。在前後滑套上，分別裝有轉臂24轉臂只能繞轉軸42前後轉動180°，用以快速改變踏板槓桿21的力臂長度，起變速作用。在轉臂上裝有通用足蹬25。轉軸42的一端用軸用卡簧79定位。在踏板槓桿的後半部(見圖二K向視圖)的下方有由橫杆26和左右兩根撐杆27組成的槓桿換向部件28。撐杆一端用萬向球頭29或十字型萬形節頭和橫杆26相聯，另一端用萬向球頭或十字型萬向節和踏板槓桿21相聯。踏板槓桿的上下擺動由限位杆5限位。在橫杆26和橫管55之間裝有儲能復位彈簧31，便於單腿殘疾人使用。後驅動系統的另一種結構是利用齒輪換向機構74代替槓桿換向機構28(見圖三)。其結構特徵是在中軸1的兩端有內齒式超越離合器2，其外殼上固聯有踏板槓桿21、足蹬25和左右錐齒61、62。超越離合器的芯套與中軸1、鏈盤7固聯。在車架49上固聯有錐齒軸64，錐齒軸上有向心推力滾動軸承66，與中錐齒輪63形成動聯。中錐齒輪與左右錐齒輪61、62嚙合，其嚙合間隙由壓緊螺帽65調整。為了便於單腿殘疾人騎行，同樣設有儲能往復彈簧31。騎行時踏下一邊的足蹬25，通過中錐齒輪換向，另一邊的足蹬就會自動升起，兩腿交替踏動或一腿陸續踏動，就可驅動後輪使車子前進。
3.按照權利要求書1和2所述的自行車，其特徵在於所說的前驅動系統(見圖四)是由正、反超越離合器32和齒輪34、35、36、37、38、主動軸13、被動軸50、中間軸5等件組成的單向機構39以及搖杆40、搖把41、前鏈盤12、鏈條8、飛輪9等件所組成(見圖五)。當推動或拉動搖把時，鏈盤始終向一個方向轉動，通過鏈條、飛輪驅動前輪轉動。
4.按照權利要求書1、2、3所說的自行車，其特徵在於所說的輔助驅動系統(見圖六)是由壓彈簧6、上下彈簧座14、調節螺栓15、緩衝帽16，鎖緊螺帽80以及權利要求3所述的前驅動系統組成。使用時將搖杆翻轉到前方位置，使搖杆橫梁壓在彈簧6的緩衝帽16上，該系統即處於工作狀態。
5.按照權利要求書1、2、3、4所述的自行車，其特徵在於所說的風力驅動及遮護系統(見圖七)是由流線型的頂蓬17、支撐架18、頂蓬骨架20、拉繩19、鉸聯44、鎖緊螺柄59等組成。鉸聯44處於頂蓬長度方向約前三分之一的位置，靠拉繩19維持著頂蓬前後的平衡。支承架18和頂蓬骨架20用金屬管材或玻璃鋼、尼龍、碳纖維增強等類輕質材料製成。
6.根據權利要求書1、2、3、4、5所述的自行車，有兩個或三個輪子。(見圖一、圖八)當有兩個輪子時為代步和運動健身用自行車，特別適合作長途旅遊用自行車;當有三個輪子時為殘疾人用車或運輸三輪車。
全文摘要
一種用人力、風力和震動力都能驅動或輔助驅動的自行車。用人力驅動時，可用下肢踩動踏板驅動，也可用上肢和腰部、腹部的力量進行推拉往復驅動；可以下肢、上肢同時驅動，也可上肢、下肢分別驅動；可以坐姿驅動，也可站立驅動，使臀部得到恢復和休息；可以一人驅動，也可二人同時驅動，增加速度和樂趣，是一種能滿足長途旅遊需要的自行車。
文檔編號B62K3/00GK1039223SQ8910591
公開日1990年1月31日 申請日期1989年5月18日 優先權日1989年5月18日
發明者毛正勇 申請人:毛正勇