人力驅動的自行玩具的製作方法
2023-10-07 16:22:24 3
專利名稱：人力驅動的自行玩具的製作方法
技術領域：
本發明涉及本發明涉及人力驅動的諸如滑板或滑板車的玩具或運動、健身器材，特別是一種人力驅動的自行玩具。
背景技術：
常規的諸如滑板或踏板車的玩具需要使用者不停地以一隻腳蹬地，另一隻腳在玩具上以獲得向前的推動力。一般來說前進的方向與腳在蹬地時產生的方向有一個夾角。
對滑板而言，向前的驅動及方向控制均在力學上效率較低。另外，在腳蹬地前進時有扭轉身體的感覺。
這些傳統玩具的驅動效率不高，達不到較高的速度和很好地精確協調控制。因此在某些方面使使用者缺乏興趣。這類玩具包括常規的滑板和滑板車。另外，有附加踏板的滑板車的缺點包括(1)不方便跳躍和轉彎，驅動轉彎和其它功能相互幹擾；(2)驅動不便；(3)因為外加的踏腳板操作複雜、趣味性減少；(4)在驅動和運行的過程中無法給人一種陸地衝浪的感覺。
基於上述原因，需要一種功能完善，集娛樂和健身於一體的新發明產品。
發明內容
本發明為使用者自行推進的玩具。使用者站立的平臺支撐於轉向機構上，該轉向機構將作用於板上的轉向力轉化為轉彎。傳動機構至少與一個輪子連接並將來自平臺向下的力轉化為使車輪轉動向前的驅動力。側向的力使平臺產生向左或向右的傾斜並由此產生導向力。
本發明的另一個實例為包括平臺、車輪、鉸鏈連接和傳動系統為基礎的推進裝置。整個變速體以鉸鏈為轉軸轉動。鉸鏈上的齒輪以單向棘輪和鉸鏈軸相連接，並驅動變速箱體內的其它齒輪轉動。進而帶動車輪。因此平臺的向下運動就驅動車輪向前轉動。平臺一端下壓後產生的復位能量將使平臺另一端復位。
本發明的又一個實例為由框架、腳踏、車輪傳動裝置、手動轉彎機構組成的踏板車。傳動系統將腳踏下踩的力轉化為驅動車輪前進和使另一個腳踏復位的運動。
本發明的目的、優點和獨特設計包括1、改進推進諸如滑板和滑板車的方法與裝置；2、改進了包括滑板在內的轉向裝置。
其它具體的結構和優點將在後面詳細說明。
圖1是本發明一個範例的側視圖；圖2是圖1中後半部分的放大圖；圖3是圖1中前部變速箱體內的傳動示意圖；圖4是圖1中後部變速箱體內的傳動示意圖；圖5A是圖1滑板向前直走時的仰視示意圖；圖5B是圖1所示滑板轉向時的仰視示意圖；圖6是和圖1類似的較大型號滑板的側視圖；圖7是第三種和圖1類似結構的範例示意圖；圖8是圖7前部被踩下時的示意圖；圖9是本發明的第四範例的側視簡圖；圖10是圖9從前部看的正視圖(剖開圖)；
圖11是圖9後部的部開正視圖；圖12是圖9的另一個側視圖，並顯示踏板被踩下後，前後變速箱體以各自鉸鏈為中心向外翻轉的示意圖(虛線所示)；圖13A是圖9所示滑板直走時的仰視簡易示意圖；圖13B是圖9所示滑板轉向時的仰視簡易示意圖；圖14是第五種範例的示愈圖；圖15是圖14中傳動機構的倒視示意圖；圖16是圖14中傳動部分的俯視圖；圖17是圖14中傳動部分的剖視圖；圖18是第六個範例，是圖14的一個變體；圖19是圖18的傳動系統部分的剖開示意圖；圖20是第七個範例；圖21是第八個範例；圖22是踏板車多車串連；圖23是本發明的一個方法示範流程圖；圖24是本發明的另一個方法示範流程圖。
具體實施例方式
本發明涉及人力驅動的諸如滑板或滑板車的玩具或運動、健身器材。使用者兩腳站在平板或踏板上，腳不觸地並以自身的動力驅動前進。
圖1、2、3、4、5A和5B為本發明的一個實例。圖1為該實例的一個側視圖。圖2為圖1中後半部分的一個放大圖。板1000用於支待使用者。板1000與常規的滑板一樣。典型的板1000是安裝於水平方向，板的前端1002沿軸向1004向上翹起，尾部1006亦向上翹起。
上述裝置亦包括兩個齒輪組或變速裝置1008、1010用於將板1000任何一端向下的運動轉化為輪的轉動。不同級數的齒輪組合均可使用，但要驅動輪向前運行。如圖1所示，各個變速裝置1008和1010包活各自的箱體1012、1014活動鉸鏈1016、1018齒杆1020、1022螺絲彈簧1024、1026兩組輪子1028、1030。變速箱體1012和1014各自包括一系列齒輪〔見圖3和圖4〕將齒杆1020、1022的運動轉化為相應輪組1028和1030的轉動。鉸鏈連接1016、1018將腳板1000上所受的力及運動通過齒杆1020、1022傳至變速箱體1008、1010，並使腳板1000可相對於齒杆轉動。齒杆1020、1022各自由變速箱體1012、1014向上垂直延伸至腳板1000底面，並且齒杆1020、1022至少與各自變速箱1012、1014中的一個齒輪嚙合。齒杆1020、1022頂端的齒桿頭1032及1034分別通過一個括動的U形鍵片1039與固定罩或稱鉸鏈裝置1036、1038相連接。鉸鏈裝置1036、1038允許齒桿頭1032、1034在其內作一定的轉動和前後的運動，而這種有限的自由度使得齒杆1020、1022不論是在滑板驅動或轉彎的同時保待垂直並可自由地上下運動。固定罩或鉸鏈裝置1036、1038可採用一些彈性材料作內襯以減少磨擦並使齒杆運動平穩。螺旋彈簧1024、1026各自繞在齒杆1020、1022外周，上端與腳板1000底面、下端至變速箱1012、1014上面相接觸，且在平衡狀態下是預緊的。
上述的傳動變速體系僅僅是一個例子，其它相應裝置亦可應用於此。其它傳動裝置包括鏈條傳動、帶傳動、壓傳動以及其它的齒輪傳動亦可應用於把腳板上向下的力與運動轉化為車輪的轉動。
轉向支撐架1040用於連接腳板1000和兩個變速箱1012、1014，同時將腳板1000的導向力傳遞到至少一個變速箱和體系1008、1010。轉向支撐1040外形為V型，中部有一個橫向的鉸鏈孔1042，兩端各有一個縱向的鉸鏈孔1044、1046。轉向支待架1040連接一腳板的底部的鉸鏈座1048。相應的變速箱體上的接頭1050、1052各自接於轉向支撐架1040的兩端。轉向支架中心的鉸鏈孔1042與鉸鏈1054吻合，將轉向支撐1040與鉸鏈座1048連接起來。轉向支撐1040兩端的鉸鏈孔1044和1046與鉸鏈1056、1058相匹配並將轉向支撐1040與兩個變速箱體上的接頭1050、1052相連接。鉸鏈1054、1056、1058均為螺栓形。
各個變速成箱體系1008、1010各包括一個轉向連接件1060、1062，各個轉向連接件1060、1062分別連接於變速箱體上的接頭1050、1052以及轉向支撐架1040。轉向連接件1060、1062包括一個垂直的鉸鏈孔1064、1066和一個水平的鉸鏈孔1068、1070。轉向連接件1060、1062上的較鏈1056、1058分別與轉向支撐架1040兩端的縱向鉸鏈孔1068、1070相連接。另外的鉸鏈1072、1074通過垂直鉸鏈孔1064、1066將轉向連接件1060、1062與相應的變速箱體1008、010連接。
轉向支撐1040、變速箱體接頭1050、1052以及轉向連接件1060、1062的上述組合僅為一個實例，其它可達到這種功能的組合亦可用於本發明。
轉向支撐1040用鉸鏈銷1054固定在鉸鏈座1048上，並可圍繞銷軸1054自由轉動，這樣腳板1000的縱軸線1004可繞銷軸1054轉動。同樣地，變速箱體接頭1050、1052，相應的鉸鏈1056、1058轉向連接1060、1062以及其相應的鉸鏈1072、1074使得變速箱體1008、1010可相對於轉向支撐架1042作水平和垂直方向的偏轉。
一對調節螺絲1076、1078安裝在各個轉向連接件1060、1062的兩側為轉向連接件1060和1062提供調節。各對裝於轉向連接件1060、1062上的調節螺絲1076、1078包括一對平行安放在鉸鏈1056、1058兩側並附帶止滑螺帽1080、1082。
調節螺絲組1076、1078起到了調節變速箱體1008、1010相對於轉向支撐1040作偏轉的難易。當需要較大的轉彎幅度時，可鬆開一對或兩對調節螺絲1076、1078。當需要較小的轉彎幅度或轉彎靈活度時，可上緊一對或兩對調節螺絲1076、1078。當調節螺絲1076、1078被上緊後，鉸鏈1056、1058相對於變速箱體1008、1010轉動的自由度被減小。
轉彎連接的一個實例見圖2中的局部放大「1」。如圖中所示，轉彎連接1062包括一個與轉向支撐1040在水平方向連接的鉸漣1058以及一個在垂直方向與箱體1014相連接的鉸鏈1066。
在本發明實例的圖1及圖2中，彈性墊塊1084、1086被置於調節螺絲1076、1078和相應的箱體1012、1014的外壁之間。彈性墊塊1084、1086為調節螺絲1076、10781提供了一個緩衝的接觸面所以整個變速箱體系1008、1010可相對於轉向支撐1040作一定範圍內的相對轉動。
本發明實例中亦包括了一個安裝於後變速箱體1014底部的一個剎車裝置1088。該剎車裝置1088為末端帶有橡膠塊1092的平板1090。在滑板的前輪均著地的正常行駛中，橡膠塊1092離地一定的高度。當使用者把重心移至板1000的後端體滑板車的前輪翹起時，橡膠塊1092觸及地面磨擦而剎車。此外，亦可將常規剎車裝置安裝於變速箱體或車輪上。
圖3所示為圖1中的前變速箱體中的齒輪傳動機構。齒杆1020與安裝於軸1102上的齒輪1100的嚙合。另一個齒輪1104通過棘輪或超越離合器1106連接在軸1102上。當齒杆1020向下運動時，該離合器1706使軸1102負載轉動；當齒杆1020向上運動時，離合器1106脫離，使齒杆1020空負荷運動而不帶動齒輪1104。第三個齒輪1108與一對車輪1028共同安裝於軸1112上。車輪1028由單向棘輪或超越離合器1110連接於軸1112上，軸1102和1112兩端用軸承固定在箱體1012上。第三級齒輪1108與第二級齒輪1104嚙合，軸1112在其轉速高於車輪1028時驅動車輪前進。當軸1112的轉速低於車輪1028的轉速時，車輪以慣性以「飛輪」的形式轉動前進。當滑板試圖向後運動時，前後的齒杆1020均向上頂起，因此阻止滑板向後運行。
齒輪傳動系統中，軸的級數可多可少，可由齒杆的相對位裡和變速比的需求作相應調整。圖1所示的範例中，前變速系統有兩軸〔圖41所示1202、1112〕而後變速系統1010有三軸(圖4所示1202，、1210、1216)。
圖4為圖1中的前變速箱體中的齒傳動機構。齒杆1022與安裝在軸1202上的齒輪1200嚙合。第二級齒輪1204通過第一個棘輪或單向離合圈1206連接在軸1202上。該離合器1206的傳動方向為齒杆1022向下運動時轉動軸1202的方向。安裝在過渡軸1210上的第三級齒輪1208與第二級齒輪1204嚙合並將動力傳到軸1210上。軸1210上的第四級齒輪1212與安裝在軸1216上的第五級齒輪1214嚙合，並將動力由過渡軸1210傳至輪軸1216上。安裝在軸1216上的一對輪子1030各有一個單向離合器1218。軸1202、1210和1216均固定安裝在箱體1014上，並由軸承支撐。
當齒杆1022向下運動使軸1216的轉動快於輪1030轉動時，齒杆的向下運動產生驅動力。當齒杆1022向上運動時，第一級棘輪或單向離合器1206使軸1202空轉而不帶動齒輪1204。其它形式的齒輪、軸、棘輪/單向離合器的組合亦可達到類似的效果。
彈簧1024、1026在平衡位置時處於預壓縮狀態，被置於腳板1000和變速系統1008、1010之間。使用者站立在板上依次將板的前端及後端踩下時即可產生使滑板向前運動的驅動力。當使用者將身體的重量逐漸移至板1000的任意一端時，就會將該端的螺旋彈簧進一步壓縮。彈簧1024或1026被進一步壓縮時貯存的能量有助於腳板1000的復位。下壓的力同時將齒杆1020或1022壓入變速箱體系1008或1010中，而變速箱體系1008、1010將此力轉化為軸1112、1216和輪1028、1030的轉動。繼而，使用者將重心移至板1000的另一端結合彈簧的復位力即可將插入的齒杆1020、1022從變速箱體中拔出。重複這一運動即可使滑板加速向前。
腳板1000向左右兩側的翻轉可使滑板朝相應的方向轉彎。使用者只需要將其身體重心向板1000左或右側轉移即可使滑板向相應的方向轉彎。當使用者重心側移時腳板1000將側傾並帶動轉彎支撐1040。從而撥動變速系統1008、1010。支架1048處的較鏈1054使腳板能在縱向方向翻轉。相應的變速器接頭1050、1052通過轉向連接1060、1062固定在轉向支撐1040的兩端。相應的鉸鏈1056、1058通過水平方向的鉸鏈孔1068、1070將變速器接頭1050、1052與轉向連接1060、1062相連接。校鏈1072、1074通過垂向的鉸鏈孔1064、1066將轉向連接1060、1062與相應的變速系統1008、1010連接，變速連接1050、1052，相應的鉸鏈1056、1058轉向連接1060、1062和相應的鉸鏈1072、1074使得變速系統可在一定範圍內沿轉向支撐1040作垂直和水平方向的轉動。轉向支撐1040、變速箱連接1050、1052轉向連接1060、1062，以及鉸鏈1016、1018使得使用者能方便地用腳轉向。
轉彎的難易可用調緊或放鬆轉彎調節螺絲1076、1078來達到減少或增加變速體系1008、1010與轉向支撐1040之間的轉動幅度進行控制。
圖5A和5B表明了圖1實例的轉彎原理。圖5A是圖1實例的一個仰視簡化示意圖，表明滑板車直線運行時的各主要部件排列示意圖。圖5B是滑板車在轉向時的仰視示意圖，在圖5A中，轉向支撐1040是與前後變速體系1008、1010相垂直。前變速體系1008的車輪1028與後變速體系1010的車輪1030呈相同的排列。這時滑板車呈直線運行。
當使用者要使滑板轉向時，只需用腳向腳板1000的縱向軸心線的左側或右側施加壓力，即使用者將自身的重心向腳板1000的左側或右側移動。在圖5A的平衡位置腳板1000上加一側向的力1404，腳板1000將圖5B所示向側面傾斜。轉向支架1040將向側面擺動並通過轉向連接件1060、1062來轉動變速系統1008、1010，轉向支撐1040通過鉸鏈1054連接在鉸座1048上，腳板1000的左右兩側翻轉將帶動轉向支撐1040偏轉相同的角度。對於腳板前後方向上作用的力可使得腳板1000沿鉸鏈1054在鉸座1048上前後翻轉。轉向支撐1040兩端的相應的變速箱連接1050、1052和鉸鏈1056、1058使前變速體系1008和其輪子1028在轉向支撐1040的撥動下與後變速體系1010及其輪子1030朝相反的方向偏轉。前輪1028和後輪1030朝相反的方向偏轉使得該系統的轉彎能力倍增。
在該發明實例中，可用更多或較少的輪子實現同樣的功能。
圖6所示的裝置2000與圖1-5完全一樣，只是尺寸放大，有較大的驅動行程。腳板2002、齒杆2004、2006、彈籤2008、2010、轉向支撐2012均設計為接受較大的驅動力。例如，齒杆2004、2006均較圖1所示的長些。同樣地彈簧2008、2010以及轉向支撐2012均較圖1中的長些。又因為齒杆2004、2006在裝置2000的縱向有較大的移位，故齒杆帽2014、2016可沿固定座2018、2020滑動。變速系統2014、2016與圖1中的1008、1010相似。傳動機構亦可包括鏈傳動、帶傳動、液壓傳動等其它可把向下的力產生的直線運動轉化為轉動。
圖7為第三種的發明實例，兩個變速系統3008、3018將來自腳板3000的向下的力轉化為輪的轉動。各個變速體系3008、3010均包括箱體3012、30104鉸鏈3016、3018、齒杆3020、3022、彈簧3024、3026以及一套輪子3028、3030，箱體3012、3014各自有一組與圖3、圖4相似的變速系統將齒杆垂直向下的運動轉化為輪3028、3030的轉動。鉸鏈3016、3018將腳板3000上的力傳至齒杆3020、3022井且同時對變速體系3008、3010起到一定的定位作用。齒杆3020、3022與箱體3012、3014內至少一個齒輪嚙合。
圖8是圖7實例的側視圖。鉸鏈3016、3018通過校鏈座3032、3034固定在腳板3000下。齒杆3020、3022外的螺旋彈簧3024、3026的上端固定在腳板3000下面，而其下端則固定在箱體3012、3014的上面。彈簧3024、3026在滑板未受力的平衡狀態下是經預壓縮的。當在腳板3000的任一端施加壓力時，彈簧可被進一步壓縮。
如圖7中所示的轉向支撐3036可將腳板3000上的轉向力傳導到變速體系3008、3010上。轉向支撐3036與圈1所示的轉向支撐相似，只是在兩端沒有鉸鏈，其中部通過鉸鏈座3046與腳板底部連接井可用彈性墊片增加柔度。轉向支撐3036中央的鉸鏈孔3040與鉸鏈3038相吻合併固定在鉸座3046上，其兩端通過彈性墊塊將變速系統3008、3010連接起來。
圖8所示，轉向支撐3096及其鉸鏈3038使得腳板能沿其做前後翻轉。例如當一個向下的力3100施加在腳板3000的前部3102時。腳板的前段3102被壓下，而後段3104卻繞鉸鏈3038向上翹起。若作用力在腳極3000的後部3104，則板的前端3102將沿鉸鏈3038向上翹起。該實例亦可在車輪3028、3030或變速箱體3012、3014上安裝剎車。
圖9為本發明的第四個實例。腳板4000用於使用者站立於其上，該腳板4000與常規的滑板所使用的腳板相似。本裝置包括兩個變速系統4008、4010用於將腳板4000向下的力轉變為車輪的轉動。兩個變速系統4008、4010用於將腳板4000向下的力轉變為車輪的轉動。兩個變速系統4008、4010各自包括相應的變速箱體4012、4014，鉸鏈連接4016、4018，驅動臂4020、4022，扭力彈簧4024、4026以及一組車輪4028、4030。變速箱體4012、4014各自包括一組齒輪(見圖10，圖11)將變速箱內的齒輪轉動轉化為車輪4028、4030的轉動。鉸鏈連接4016、4018結合傾斜支架4032、4034賦予滑板轉向功能。驅動臂4020、4022上端通過鉸鏈4016、4018連接在傾斜支架4032、4034上，而其下端由棘輪或超越離合器4102，4202與變速系統4008、1010中的第一級傳動軸4100、4200接合。當腳板4000受到壓力時，整個變速系統4008、4010均以第一級傳動軸4100、4200為轉軸向外翻轉而驅動下一級軸4112、4212轉動。當腳板4000受到向下的力而使變速系統4008、4010向外翻轉時，棘輪4102、4202將驅動臂4020、4022與軸4100、4200咬合固定，反向運動時鬆開。預緊的扭力彈簧4024、4026分別繞在軸4100、4200外，並置於變速箱體4012、4014之內〔見圖10及圖11)。該扭力彈簧4024、4026用於將變速系統4008、4010復位。
圖10為圖9中前箱體4008的正面剖視圖，驅動臂4020由棘輪4102連接於第一級軸4100上。驅動臂4020由兩個分臂4104、4106組成第一個齒輪4108位於第一級軸4100的中部。當腳板4000下踩使整個變速體系4008向外翻轉時，軸4100及齒輪4108均不動，而第二級軸4112上的齒輪4110圍繞齒輪4108轉動時成順時針方向被帶動，進而帶動軸4112及齒輪4114。齒輪4114帶動齒輪4116及軸4118逆時針方向轉動。軸4118通過棘輪或超越離合器4120與輪4028連接。因此實現了整個變速系統4008的外擺轉動轉化為輪4028轉動。當腳板4000上的壓力減少時，變速系統4008繞軸4100向內轉動復原。這時的棘輪或超越離合器4102鬆開，變速系統在扭力彈簧4024的作用下自由復位。
扭力彈簧4024裝在軸4100上。並有彈性材料4109置於其和軸4100之間，為變速系統4008提供復位力。扭力彈簧4024的螺旋部分繞在軸4100上，一端壓在驅動臂4020上，而另一端壓在變速箱體4008的內壁上。其它的彈簧組合，亦可用於變速體系4008的復位。
第二個齒輪4110裝在第二根軸4112上並與第一級齒輪4110嚙合。當第一級齒輪逆時針轉動時第二級齒輪為順時針轉動。第三個齒輪4114亦裝在第二級軸4112上並與第二級齒輪4110轉動方向相同。
第四級齒輪4116與一組輪子4028均裝在軸4118上。輪子4028通過單向棘輪或超越離合器4120連在軸4118上。當向下的力加在腳板4000上時，變速系統4008將繞軸4100轉動而向腳板的前端伸展，這時輪子4028將向逆時針方向轉動。因此驅動滑板車前進。
軸4100、4112和4118均通過軸承安裝在箱體上，而輪子4028則安裝在軸4118的兩端。
如果軸4118的轉速在逆時針的方向慢於輪4028的轉速的話，超越離合器4120就起到了飛輪的作用，可使滑板車在慣性的作用下前進。
圖11是圖9中後箱體B-B剖開圖，該圖詳細表示了後變速體系4010，與圖10所示的前變速體系類似，後變速體系包括了驅動臂4022通過第一級棘輪或超越離合器4202固定在軸4200上。如圖所示，驅動臂4022包括一對分叉的臂4204、4206在軸4210的對稱位置上。第一級齒輪4208安裝在第一級軸4200的中部位置。第一級超越離合器4202的功率傳動方向為變速體系4010被受力踩下沿著軸4200轉動時的方向。
扭力彈簧4026隔著彈性材料4209裝在軸4200上，為變速體系4010的復位提供動力。與圖10中的彈簧4024相似，彈簧4026的螺旋部位繞在軸4200上，其兩端分別壓在驅動臂4020和變速系統4010的內壁上。
第二級齒輪4210裝在第二級軸4212上並與第一級齒輪4208相嚙合。第三個齒輪4214亦裝在軸4212上。第四個齒輪4216裝在第三級軸4218上，並與第三個齒輪4214嚙合。第五個齒輪4220亦裝在第三級軸4218上，並與裝在第四級軸4224上的第六個齒輪4222相嚙合。車輪4030通過超越離合器4226連在軸4224上。因此當一個下壓的力作用在腳板4000上並將變速系統4010繞軸4200轉動而被壓下時，變速系統4010將把自身的繞軸4200翻轉轉化為輪4300的轉動。
軸4200、4212、4218和4224通過軸承固定在箱體4014上。一對輪子4030固定在軸4224兩端。當軸4224的轉速低於輪4030的轉速時，超越離合器4202、4226起到飛輪的作用。
圖12是圖9的裝置驅動行程的示意圖。虛線所示的部分為使用者站在板上後，變速箱體4008、4010向外翻轉的情況，變速體系的翻轉角度4300、4302大致可在0～40°之間。
使用者可站立在腳板4000上，依次移動重心將板的前端和後端踩下。被踩下的一端輪子轉動同時扭力彈簧的復位力增大。
使用者可站在腳板4000上。側向移動重心使板4000側向翻轉達到轉彎的目的。鉸鏈4016、4018可允許腳板4000壓縮彈性材料4109、4209而產生向左或向右的傾斜。腳板4000的傾斜將改變傾斜支架4032、4034的角度，從而改變驅動臂4020、4022和變速箱體系4008、4010相對於腳板4000中心的角度。當側向力施加在腳板4000上時，變速體系4008、4010將向相反的方向偏轉達到所需的轉彎方向。
圖13A和13B為該類滑板的轉彎原理示意圖。圖13A為圖9-12所示裝置的仰視圖，表示滑板向前直行時的車輪定向。圖13B為滑板轉彎時的車輪定位仰視圖。在直線行走的13A圖示中，前驅動臂的傾斜支架4032和後驅動臂的傾斜支架4034有著相似的排列。因此，安裝在前傾斜支架4032的前輪4028與安裝在後傾料支架的後輪4030有相同的排列方向。
當使用者施加一個側向的力4402於腳板4000上，可使滑板轉彎。如圖13B所示，當側向力4402施於板4000上時，板4000將沿著鉸鏈4016、4018翻轉，這時驅動臂的傾斜支架4032、4034的定位角度將被改變，同時驅動臂4020、4022亦隨之而改變進而改變變速系統4008、4010的定位而達到轉彎的目的。
圖14為本發明的第五個實例。滑板車5000是由驅動兩個踏板5002、004的上下運動來推進的。每個踏板5002、5004各自在起始和終點間運動，並且承受了使用者的一部份以至全部的體重。滑板車5000亦包括一個齒輪組合或變速裝置5006安裝於滑板車5000的後部，並把踏腳板5002、5004的向下的蹬力轉化為一組車輪5008的轉動。滑板車5000亦包括一個連接於前輪5012和底座5014的T型轉向把手。這裡的齒輪組合僅僅是一個例子。齒輪傳動組亦包括帶傳動、鏈傳動、液壓傳動或其它可把腳踏板向下的力轉化為轉動力的裝置。
本發明實例亦可稱為倒蹬滑板車。常規的滑板車或踏板類的驅動裝置，使用者總是面對踏板的轉動軸心。該裝置則是使用者背對著踏板的轉動軸心。
滑板車5000亦包括對接裝置5016a、5016b在車的前部和對接裝置5016c於滑板車5000的後部。對接裝置5016a、5016b、5016c設計成用以連接滑板車5000與另一輛或多輛滑板車以形成一個如圖22所示的串連的滑板車組。對接裝置5016a是一個L型的鉤安裝在一T形手把5010的襯套上，L形的鉤朝下，L形的鉤垂直部分有一個可調螺母5017，亦可在較低的T形手把5010襯套上再安襲一個L型鉤5016b並有一個可調螺母5017。相應的對接裝置5016c是在底座5014的後部有一帶小孔的伸出部位可和5016a或5016b對接。對接裝置5016a或5016b的任何一個均可和5016c對接。可調螺母5017可將對接用的插入深度調節到合適的位置。
當一輛滑板車的5016b和另一輛滑板車的5016c相連接時，後一輛車的前輪5012將被抬起而離開地面。這時前面一輛車將完全控制後一輛車的轉向。如果後一輛車的前部對接裝置5016a與前一輛車後部的對接裝裡5016c相連接，這時後一輛車的前輪5012仍就觸地。這時後面的車的轉向把手的定位將對整個滑輪車組的運動產生一定的影響。為此在轉彎時需要後面的使用者協調轉動每輛車的轉向把手。用對接裝置5016a、5016b、5016c連接成後面滑板車的前輪著地與不著地兩種組裝成形成可接成兩輛以上連接的滑板車組(如圖22所示)。其它類似連接形式亦可用於把兩輛或多輛滑板車連為一體。
圖15-17表示了圖14裝置中的變速系統。圖15是變速裝置的一個側視圖，圖16是圖15所示變速襲置的俯視圖，圖17是圖15的剖視圖。兩個分別連在驅動杆5018、5020上的踏板5002、5004是與變速系統5006為一體的，驅動臂5018、5020與變速系統有如此的協調當一個踏板向下運動時，另一踏板復位或「驅動杆復位」。執行該種功能的裝裡如圖所示的軸、齒輪和離合裝置的組合稱為「復位運動」裝置。驅動杆5018、5020各自通過一個單向棘輪或超越離合器5024、5026與第一級軸5022連接。當驅動杆5018被壓下時，第一級復位齒輪5028驅動第二級復位齒輪5030。齒輪5030進而驅動裝在第二級軸5034的復位齒輪5036。並使第五級復位齒輪5038以順時針方向轉動。圖17為錯位剖視圖。相互嚙合的第四級復位齒輪5036和第五級復位齒輪5038在圖17中井未標示出其嚙合。該實例中第一級復位齒輪5028和第三級復位齒輪5032有著相同的齒數；第四級復位齒輪5036與第五級復位齒輪5038亦有著相同的齒數，第三級齒輪的直徑5032比第四級齒輪5036小，因此第一級復位齒輪5028和第三級復位齒輪5032使直接嚙合，但第四級復位齒輪5036與第五級復位齒輪5038是直接嚙合的驅動臂5018、5020的初始位置或其間的最大夾角可以依靠第二級復位齒輪的離合來重新調整。當第二級復位齒輪5030被撥出而不與第一級和第二級復位齒輪5028、5032嚙合時，兩個驅動臂間的夾角可被任意調整，當第二級復位齒輪5030被壓回後，兩驅動臂間的夾角就被固定。使用者可根據自己的身高和習慣來調整合適的驅動臂夾角。
驅動臂或踏板的復位是指當使用者將兩個驅動臂中的一個踩下時，變速系統5006將產生一個復位力便另一個驅動臂向上升起。一個驅動臂被踩下的角度和另一個驅動臂上升的角度是一致的作用在踏板5002、5004上的下踩的力同時亦被變速系統5006轉化為驅動後輪5008轉動的力，下踩的力經超越離合器5024、5026通過第一級軸5022傳遞至第一級驅動齒輪5040。第一級驅動齒輪5040將力傳到第二級驅動齒輪5042，進而通過第二級軸5044傳到第三級馭動齒輪5046。第三級驅動齒輪5046將力傳到第四級驅動齒輪5048，繼而傳到後輪軸5050而使車輪5008轉動。其它類似的轉動裝置亦可達到與本發明類似的功能。
第二組超越離合器5054、5056裝於兩個後輪5008與輪軸5050之間。當軸5050的轉速快於輪5008時，軸5050將驅動輪5008前進當軸5050的轉速慢於輪5008時，車輪將以飛輪的形式轉動。
剎車裝置(沒有圖示)可裝於兩輪5008上，剎車把手可裝在T形車把5010上。
使用者依次踩下踏板5002、5004驅動滑板車5000前進。方向控制可由轉動把手5010而使前輪5012轉向來實現。當二個或多個滑板車5000串連使用時，快速對接裝置5016a、5016b、5016c可用來實現此目的。
圖18是本發明的第六個實例。圖19是其剖面圖。該實例與實例五(圖14-17)基本相似所不同的是變速裝置部分位於滑板車的底架之上。
圖20是本發明的第七個實例。滑板車7000是由踏板7002、7004的上下運勸驅動前進的。使用者依次踩下踏板7002、7004而驅動後輪7008轉動。該踏板車7000亦包括了類似前面所提到的對接裝置7010a、7010b、7010c將兩個或多個踏板車如圖22那樣連接起來。
圖20中的滑板車7000包括了一個T形轉彎把手7012，其下端固定了前輪7014並與車底盤架7016連接。兩個踏板7002、7004通過葉片鉸鏈7018、7020與底盤架7016連接。每個踏板7002、7004的左右兩側各有一組葉片鉸鏈使此踏板7002、7004隻能平行地上下運動驅動臂7022、7024置於踏板7002、7004之下並以驅動臂導架7026、7028定位於踏板7002、7004下。驅動臂的另一端連接於變速系7006。一個曲柄7030其中部安裝在底盤上，兩端分別置於踏板7002、7004之下。曲柄7030的作用是使另外一個踏板復位。當一個踏板被踩下時，另一個踏板被曲柄7030頂起並同時帶動驅動臂復位。驅動臂7022、7024各自過一個超越離合器或棘輪7036、7038與一級軸7034連接。兩車輪7008各通過一個超越離合器或棘輪與車輪軸連接。
圖21為本發明的第八個實例。滑板車8000通過踏板8002、8004的上下運動經變速系統8006變速而後通過鏈條8044傳動至後輪8008。
該滑板車8000亦包括對接裝置8010a、8010b、8010c，可對接成如圖22所示的滑板車組。
圖21中，滑板車8000包括了一個T形轉彎把手8012，其下端與車輪8014連接並安裝在底盤8016上。兩個踏板8002、8004分別安裝在驅動臂8018、8020上並與變速系統8006連為一體。驅動臂8018、8020各自通過超越離合器或單向棘輪8024、8026與第一級軸8022連接。驅動臂8018、8020的復位可通過彈簧或類似於圖16中的齒輪復位裝置來實現。
施加於踏板8002、8004上的力通過變速系統8006傳致後輪8008。變速系統8006包括一個連接於第一級軸8022上的驅動齒輪8032，連接於第二級軸8036上的過渡齒輪8034，第一級鏈棘輪8038裝於第二級軸8036上，裝於後輪8042上的第二級鏈棘輪8040，以及連接鏈棘輪8038、8040的鏈條8044。
第二組超越離合器或單向棘輪8046、8048安裝於後輪軸8042和輪8008之間。該飛輪裝置可允許車輪轉動得比軸快。剎車裝置亦可安裝於輪上作為制動。
圖22為滑板車組。滑板車組9000是由兩個或多個滑板車9002、9004、9006、9008依靠類似於圖14所示的包括部件5016a、5016b、5016c的對接裝置9010所連接而成。滑板車前端的連接部件5016a和5016b亦可改為只有一個帶有可調節對接高度的連接部件，取決於對接部件9010的選擇，後而的滑板車的前輪可以觸地亦可離地。
圖23是本發明的一個範例示意流程圈。在該範例中，1-5，6，7-13所示的滑板可被用來演示方法1000的平板推進。該推進平板的方法10000於方塊10002開始。
方塊10004跟在方塊10002之後，一個向下的力施加於平板的第一部分。
方塊10006接於方塊10004之後，來自平板的向下的力轉化為至少一個輪子的轉動力。
方塊10008接於方塊10006之後，一個復位力產生於平板的第一部分。
方塊10010跟在方塊10008之後，平板的第二部份受到一個向下的力。
方塊10012接在方塊10010之後，來自於平板的向下的力轉化為輪子的轉動力。
方塊10014接於10012之後，一個作用於平板第二部分的力被產生了。
方塊10016跟在方塊10014之後，平板受到了一個轉向力。
方塊10018接在方塊10016之後，該轉向力使得前面一對輪朝相反的方向偏轉並使平板側移。
方塊10018之後是方塊10020，方塊10000到此為止。
圖24是本發明另一個實例的流程圖。在該實例中，如圖14-17，18-19，20或21所示的滑板車可用於實施方法11000用以推進滑板車。用於推進滑板車的方法11000始於方塊11002。
方塊11004接於11002之後，第一個踏板受到了一個向下的壓力。
方塊11006緊接於方塊11004之後，來自踏板的向下的力轉化為至少一個輪子的前進的力。
方塊11008位於方塊11006之後，在第二個踏板上產生了一個復位力。
方塊11010位於方塊11008之後，第二塊踏板受到了一向下的力作用。
方塊11012位於方塊11010之後，來自第二塊踏板的向下的力轉化為輪的轉動力。
方塊11014位於方塊11012之後，所產生的復位力使踏板復位。整個平臺在輪的轉動下向前移動。
方塊11016位於方塊11014之後，方塊11000到此為止。
以上的描述包含有許多的特例，這些特例不應作為框限本發明，而反作為本發明的一個舉例。
權利要求
1.一個推動站於其上的使用者前進的裝置，包括一個支持使用者的平板；車輪；一個用於將平板上的轉向力轉化為至少一個車輪轉向的轉向支架；一個變速系統或中心支架提供平板一個復位的力並且至少與一個驅動輪相關連將平板向下的力轉變為車輪的轉動。
2.根據權利要求1所述的推動站於其上的使用者前進的裝置，其特徵在於車輪包括一組前輪和一組後輪，其轉向支架安裝於平板的下方並與變速系統相連接。
3.根據權利要求1所述的推動站於其上的使用者前進的裝置，其特徵在於變速系統包括了至少一個超越離合器或單向棘輪。
4.根據權利要求1所述的推動站於其上的使用者前進的裝置，其特徵在於變速系統中包含了至少一個螺旋彈簧。
5.根據權利要求1所述的推動站於其上的使用者前進的裝置，其特徵在於進一步包括了剎車裝置。
6.根據權利要求5所述的推動站於其上的使用者前進的裝置，其特徵在於剎車裝置安裝於變速系統上。
7.一個推動使用者的裝置包括一個支持使用者的平板；車輪；鉸鏈連接用於將平板上向下的力傳遞到變速系統並給予該裝置轉向的功能；變速系統將車輪與鉸鏈連接偶連在一起並將平板上所受的向下的力轉化為車輪的轉動，將平板上所受的側向向下的力轉化為車輪的轉動，將平板上所受的側向向下的作用力轉變為使該裝置的轉彎的運動。
8.根據權利要求7所述的推動使用者的裝置，其特徵在於變速系統包括超越離合器或單向棘輪。
9.根據權利要求7所述的推動使用者的裝置，其特徵在於變速系統包括復位彈簧。
10.根據權利要求7所述的推動使用者的裝置，其特徵在於進一步包了剎車裝置。
11.根據權利要求7所述的推動使用者的裝置，其特徵在於剎車裝置安裝在變速系統上。
12.一個滑板車包括底盤；支待使用者的腳踏板；車輪；一個變速系統提供使腳踏板向上復位的力以及將向下的力轉化為使車輪轉動並驅動滑板向前運動。
13.根據權利要求12所述的滑板車，其特徵在於變速系統包括了超越離合器或單向棘輪。
14.根據權利要求12所述的滑板車，其特徵在於變速系統包括了一個踏板復位裝置。
15.根據權利要求12所述的滑板車，其特徵在於進一步包括了剎車裝置。
16.根據權利要求12所述的滑板車，其特徵在於進一步包括了對接裝置使兩輛或多輛滑板車可快速對接而成為滑板車組。
17.一個推進平板的裝置包括在平板的第一部分接受一個向下的力的方法；將平板上向下的力轉化為使至少一個車輪轉動的力；產生一個使平板被踩下部分復位的力的方法；在平板的第二部分接受一個向下的力的方法；將平板上向下的力轉化為使至少一部車輪轉動的力；產生一個使平板被踩下部分復位力的方法；使平板接受一個轉向力的方法；將轉向力轉化為使兩組車輪朝相反的方向偏轉的力；
18.推進滑板車的裝置包括接受腳踏板上的向下的力的方法；使腳踏板上的向下的力轉化為至少驅動一個車輪轉動的力；使另一個腳踏板產生一個復位的力；接受另一個腳踏板上的向下的力的方法；使另一個腳踏板上的向下的力轉化為至少驅動一個車輪轉動的力；使第一個腳踏板產生一個復位的力；平臺因車輪的轉動而驅動前進。
19.推進一個裝置前進的方法包括在平板的第一部位產生一個向下的力，該向下的力轉變為驅動至少一個車輪轉動而驅動裝置前進。平板的第一部位接受一個復位的力；在平板的第二部位產生一個向下的力，該向下的力轉變為驅動至少一個車輪轉動而進一步驅動裝置前進。平板的第二部位接受到一個復位的力；在平板上產生一個導向的力，該導向力使該裝裡的前後兩組車輪朝相反的方向偏轉，並使裝置朝使用者身體重心所偏移的一側轉向。
20.驅動滑板車的方法包括在第一隻踏板上產生一個向下的力，該車轉變為至少驅動一個車輪的轉動而使裝置前進；使第二隻踏板受到一個復位的力；在第二隻踏板上產生一個向下的力，該力轉變為至少驅動一個車輪轉動而進一步驅動該裝置前進；使第一隻踏板受到一個復位的力。
全文摘要
本發明為依靠使用者的腳驅動的玩具或運動器材。一個由轉向裝置支撐著的給使用者站立的平臺可將側向的壓力轉化為轉向力。同時還包括安裝有車輪的變速系統。復位裝置使驅動的過程連續循環地進行，而變速系統將向下的力轉變為驅動車輪轉動的力，側向向下的力將由轉向機構變為使前後輪協調轉向的力。另外，有轉彎把和滑板車配置有兩個腳踏板以及踏板復位和變速驅動裝置，同時有對接裝置使兩輛或多輛滑板車相連成滑板車組。
文檔編號B62M1/24GK1735531SQ200480001886
公開日2006年2月15日 申請日期2004年1月5日 優先權日2003年1月6日
發明者輝言 申請人:輝言