車輛驅動機構的製作方法
2024-01-31 07:23:15 1
專利名稱：車輛驅動機構的製作方法
相關申請的交叉引用本申請是申請號為09/219565，申請日為1999年12月21日的美國專利申請的部分繼續再申請。
過去已經提出並製造了許多非機動車的平臺。基本上，這些車輛分為踏板車，溜板車等。
雖然許多這樣的踏板車和溜板車是可轉向的且在操作時依賴重力，但為了驅動這類車輛，已經提出幾種設計方案。
參照美國專利4,621,825，其描述了一種擺動平臺，使用者移動其重量，使溜板車向前運動。
美國專利5,310,202展示了一溜板車，其包括一安裝在一平臺上表面的踏板，該平臺經一凸輪驅動一水平放置的齒條。
美國專利4,861,055展示了一踏板車，其包括一轉向杆和通過使用環形鏈轉換搖擺運動為旋轉運動的的機構。
在娛樂性車輛領域中，具有完全運動控制能力的腳驅動車輛將是一顯著的進展，該能力包括通過腳操縱的機構產生速度，停止和轉向。
本發明的腳驅動車輛利用一帶有推動裝置的平臺，使平臺沿一表面前行。推動裝置包括一與一曲柄相連的腳踏板。曲柄包括一連接第一輪的環形表面，所述第一輪支撐該平臺。環形表面可以包括一磨擦表面或一齒輪傳動的表面，其能將曲柄的旋轉運動傳遞給與平臺連接的輪。另外，一正齒輪可以放置在曲柄表面和支承平臺的輪的中間。在這樣一種實施方案中，支承平臺的第一輪的轉動方向與無正齒輪的推動裝置的轉動方向相反。可以採用其它齒輪的排列，以改變第一輪的旋轉速度。
本發明的腳驅動車輛也可以包括一轉向件，其可由使用者的腳接合或由手抓握。為了使第二輪繞通常垂直於平臺的軸線轉動，該轉向件與支承平臺的第二輪相連，並可移動。這樣的轉向件可以包括一蹬形結構。另外，轉向件可以還包括一轉動軸，該軸與第二輪和蹬形物相連。軸終端可以是一手柄。一由平臺支承的軸承可以圍繞該轉動軸，以在轉向過程中減緩軸的旋轉。
本發明也設置了制動裝置用以有選擇地阻止第一和第二輪的轉動。制動裝置包括一由使用者的腳接合的鉸鏈凸緣。鉸鏈凸緣連接第一或第二輪上的一常用的自行車卡鉗。為了允許使用者快速地在這兩個機構間移動一隻腳，制動裝置凸緣可以在平臺的上表面找到，並鄰近推動裝置腳踏板。
還應該注意，在本發明中，為了和第一輪一起運動，在平臺的下側可以採用一第三輪。第一和第三輪可以由曲柄操縱，曲柄可以有一對軸或一對環形表面件，如齒輪。這樣的齒輪可以沿第一和第三輪的軸線，直接連接到單或雙的小齒輪上，或可以通過使用一中間正齒輪或小齒輪而連接，以改變第一和第二輪的轉動方向。
在某一實施方案中，推動裝置可以包括一相對第一輪軸向放置的棘齒齒輪。轉動力從曲柄的環形表面傳遞給棘齒齒輪。這樣的傳遞可以由許多與曲柄環形表面相接合的齒輪來完成。一齒輪軸可以在這許多齒輪中的兩個齒輪間作出。
另外，第一輪和曲柄為了相對平臺旋轉，可以直接支承以降低相對於地表面的平臺的高度。
很顯然，本發明在此描述了一新穎實用的腳驅動車輛。
因此，本發明的目的之一是提供一腳驅動車輛，其允許使用者只用腳來控制車輛。
本發明另一目的是提供一製造和維護簡單的腳驅動車輛。
本發明的又一目的是提供一腳驅動車輛，其通過一齒輪曲柄機構產生扭矩。
本發明的又一目的是提供一腳驅動車輛，其在各種路面上都可安全操縱。
本發明的又一目的是提供一穩定並易於轉向的車輛驅動機構。
本發明所具有的其它目的和優點，尤其涉及特定的特徵和特性的目的和優點將在以下說明中更為明顯。
附圖的簡短說明
圖1是本發明一個實施方案的頂左側透視圖。
圖2是沿圖1的2-2線所取的剖視圖。
圖3是沿圖1的3-3線所取的剖視圖。
圖4是平臺下推動裝置的一個實施方案的頂視圖。
圖5是平臺下推動裝置的另一實施方案。
圖6是平臺下推動裝置的又一實施方案。
圖7是本發明的另一實施方案的剖視圖，其中，平臺被剖開。
圖8是安裝在平臺頂部的制動機構的一部分的放大側視圖。
圖9是圖2和7中的曲柄臂和腳踏板連接的一局部正視圖。
圖10是本發明的另一實施方案的剖面圖。
圖11是圖10的實施方案的底視圖。
圖12是圖10的實施方案的一代用齒輪排列的底視圖。
圖13是圖10的實施方案中所用的棘齒機構的側視圖。
圖14是本發明的又一實施方案沿圖15的線14-14所取的側視圖。
圖15是沿圖14的線15-15所取的頂視圖。
圖16是圖14的又一實施方案的前視圖。
圖17是圖16中的轉向機構的局部剖視圖。
結合前述附圖並參照以下優選實施方案的詳細說明，可以更好地理解本發明。優選實施方案的詳細說明本發明各個方面將參照附圖，從下面的優選實施方案的詳細說明引伸出來。
在附圖中發明作為一個整體用數字10表示。作為腳驅動車輛10部件的一個，車輛10包括一平臺12，其可包括一寬闊部14和一狹窄部16。平臺12在本發明的這個實施方案中是均勻厚度的。平臺12可以用一剛性或半剛性的材料製成，如金屬，塑料，木材等。
轉到圖2，作為腳驅動車輛10部件的一個，車輛10包括使平臺12沿表面20運動的推動裝置18。推動裝置18包括一腳踏板22，其通過鉸鏈26固定到平臺12的上表面24上。推動裝置18還包括一帶有一齒輪30的曲柄28。曲柄臂32偏心地固定到齒輪30上。臂或杆32也通過一樞銷34連接到踏板22上，樞銷34固定到軸頸36上。軸頸36連接到腳踏板22上(參見圖9)。如圖1所述，齒輪30可以在其環形表面上與正齒輪40嚙合，正齒輪反過來又沿第一輪44的軸線連接齒輪42。
轉到圖7，推動裝置46包括推動裝置18的許多部件。但是，齒輪30直接與輪44上的齒輪42相連接。因此，對於圖2和7，當採用推動裝置18或46時，很顯然，第一輪44以相反的方向轉動，如圖2和7中方向箭頭48和50所示。
現轉到圖4-6，可以看到推動裝置18的變型。在圖4中，曲柄臂52連接齒輪54、正齒輪56、和齒輪58，其中齒輪58與輪60相連。曲柄臂52連接到踏板22上，其連接方式與曲柄臂32的方式相同。軸對62、64、和66保持軸68、70、和72於平臺12的下表面74。當然，軸72支撐齒輪42、58和輪44、60。
圖5描述了本發明10的另一種變型，其中，描述了另一推動裝置76。曲柄32和52又與腳踏板12相連，但是一單個軸78連接盤80、82和齒輪84。當然，臂32和52偏心地連接到盤80和82上，其方式與圖2所述的杆32和齒輪30間的連接方式相同。軸78然後轉動齒輪84，齒輪84反過來，驅動正齒輪86和固定在齒輪44和60間的軸90上的齒輪88。
圖6描述一推動裝置92的又一實施方案。一構型縮短的腳踏板94使偏心地連接到齒輪98上的曲柄臂96轉動。按照圖2對輪44和60的轉動的描述，使正齒輪100和齒輪102轉動。
現在再參照圖2，顯示了轉向件104。轉向件104包括一鐙形物106，其可與使用者的腳108接合。軸承110允許軸112在平臺12內轉動。軸112一般沿垂直於平臺12的下表面74的軸線連接到轉向輪叉和軸114上。應該注意，除了腳108進入蹬形物106的方向不同外，圖7所述的轉向件104基本上與圖2所述的轉向件相同。
本發明也有制動裝置116。制動裝置116相對轉向輪、叉、和軸113，包括一常用自行車配置的帶襯墊的卡鉗118(參見圖6和7)。鋼絲繩120從一踏板112引出，踏板112由一樞銷124可轉動地安裝在支架126上。支架126由一緊固件128固定到平臺12上，緊固件可以是螺杆、螺釘、膠等。彈簧130加偏壓於踏板122，使之進入圖8中的位置。應該注意彈簧也可以以同一方式加偏壓於踏板22，使之進入圖2和7所示的位置。
現轉到圖10-12，描述了另一實施方案210。相對圖1-10的實施方案10，其通用部件用同一數字表示。圖11中，大量的齒輪212使輪44和60轉動。這樣的轉動是由腳134推動踏板22、曲柄32、和52工作而產生。齒輪30、54和齒輪214、216嚙合。軸218使齒輪220和與之嚙合的齒輪224轉動。軸226通過棘齒機構228與輪44和60相連接(參見圖13)。這樣，向下按壓踏板22來操縱實施方案210，這樣，輪44和60隻按照箭頭230所示的方向轉動。
轉到圖12，可以看到本發明的又一實施方案，其中大量齒輪232的齒輪100經軸236與齒輪234相連。齒輪234沿軸226嚙合齒輪238，齒輪又與輪44和60連接。齒輪238也可以包括圖13的棘齒輪機構228。
再轉到圖10，可以看到制動踏板122和推動裝置18分別包括彈簧240和242。因此，當不使用時，踏板122和22向上遠離平臺12偏置。
現參見圖14，描述了本發明的又一實施方案300。實施方案310包括支撐一制動機構314和一操縱踏板316的平臺312。這些部件實質上與前面的附圖中所描述的實施方案10和210中所描述的部件相同。實施方案310包括一齒輪組318。特定地，曲柄臂319與踏板316相連並控制齒輪320，其包括一橫向加強杆317。齒輪322,324和326向軸328提供旋轉運動，而軸328使輪330和332轉動。當然，在這點上，可以採用其它的齒輪排列，如圖1-13所示的。在這點上，齒輪320由軸承和軸支撐334支持。軸承、軸支承336與齒輪322、324相連。最後，軸328由大量的軸承336支承，而這些軸承336也支撐齒輪326。
另外，在附圖中描述了轉向機構338。轉向機構338包括一可轉動的軸340，軸340上有一蹬形物342，其可與一腳344接合，如圖14虛線所示。蹬形物342相對一與平臺312垂直的軸線344延伸或成角度地凸出。應該注意沒有蹬形物342的軸352可以直接延伸到輪350(參見圖16)。軸承和軸支承346允許蹬形物342相對平臺312沿方向箭頭348轉動。這樣，輪350移動，引導車輛310。輪350可以包括一對同軸連接的輪，而不是圖14和16所示的單輪。另外，可以採用一軸352和手柄354，允許使用者轉動手柄354保持車輛方向或輔助車輛310轉向。應該注意制動機構314既可以與輪350連接，也可以與後輪330和332相連接。這些輪的制動機構可以與前面描述的實施方案10或210所示的相同。
在操作中，使用者使用圖2所述的機構，將一隻腳108放置在蹬形物106上，通過轉動軸112使輪114轉動。另一隻腳134按壓踏板22，使齒輪44和60轉動，然後使之沿方向箭頭48轉動。曲柄和齒輪30的轉動使輪44和60發生相似的運動，如圖4-6所述的。在圖2所示的實施方案中，使用者按壓制動踏板122，其操縱圖2或7所示的實施方案中的轉向輪114上的卡鉗和襯墊118。但是，應該注意圖2所示實施方案中的腳134可以離開踏板22，並向後朝踏板122移動，操縱制動裝置116。在圖2中，腳134可以離開腳踏板122，並向前移動，以通過按壓踏板122來操縱制動裝置116。不論哪一種情況，車輛10的使用者都具有完全運動控制能力。
為了完全的公開本發明，上述內容相當詳細地闡述了本發明的實施方案，但很顯然本領域技術人員可以作出大量的在細節方面的改動，但仍而不會脫離本發明的精神和原理。
權利要求
1．一車輛的一驅動機構，包括a．一平臺；b．沿一表面移動所述平臺的推動裝置，所述推動裝置包括一與一曲柄相連的腳踏板，所述曲柄包括一連接第一輪的環形表面，所述第一輪和所述曲柄直接支撐所述平臺；c．一由一腳接合的轉向件，所述轉向件連接支撐所述平臺的一第二輪，所述轉向件可移動，以使所述第二輪轉動；以及d．可選擇地阻止所述第一和第二輪轉動的制動裝置。
2．根據權利要求1所述的驅動機構，其中，所述制動裝置包括一可由一腳接合的鉸鏈凸緣，所述鉸鏈凸緣可選擇地連接所述第一和第二輪的一卡鉗。
3．根據權利要求1所述的驅動機構，其中，所述推動裝置還包括一齒輪，其放置在中間，並與所述曲柄的所述環形表面和支撐所述平臺的所述輪接觸。
4．根據權利要求1所述的驅動機構，其中，所述轉向件還包括一可轉動軸和一蹬形物，所述轉動軸和蹬形物連接所述第二輪。
5．根據權利要求4所述的驅動機構，其還包括圍繞所述轉動軸的一軸承。
6．一用於車輛的驅動機構，包括a．一平臺；b．沿一表面移動所述平臺的推動裝置，所述推動裝置包括一與一曲柄相連的腳踏板，所述曲柄包括一連接第一輪的環形表面，所述第一輪和所述曲柄直接支撐所述平臺；c．一轉向件，所述轉向件包括一從所述平臺向外延伸的軸，所述轉向件還包括一把手部，所述轉向件連接第二輪，並是可移動的，使所述第二輪轉動；以及d．可選擇地阻止所述第一和第二輪轉動的制動裝置。
7．根據權利要求6所述的驅動機構，其中，所述轉向件還包括一圍繞所述軸的軸承，所述軸連接所述第二輪，所述軸承和軸定位以相對所述平臺設置一輪腳(caster)。
8．根據權利要求6所述的驅動機構，其中，所述制動裝置包括一可由一腳接合的鉸鏈凸緣，所述鉸鏈凸緣可選擇地連接所述第一和第二輪的一卡鉗。
9．根據權利要求6所述的驅動機構，其中，所述推動裝置還包括一齒輪，其放置在中間，並接觸所述曲柄的所述環形表面和支撐所述平臺的所述輪。
10．根據權利要求1所述的驅動機構，其中，所述腳踏板包括一橫向加強杆。
11．根據權利要求6所述的驅動機構，其中，所述腳踏板包括一橫向加強杆。
全文摘要
一腳驅動車輛使用一平臺。利用一與一曲柄相連的腳踏板,使平臺在一表面上運動。曲柄還包括一環形表面,該表面連接到直接支撐平臺底面的第一輪上。由一隻腳接合或由一隻手緊握的一部件被連接到平臺底面支撐的第二輪上。為了轉向,該部件可移動以使第二輪轉動。本發明也包括一制動裝置,以阻止第一和/或第二輪的轉動。制動裝置包括一凸緣,其也由使用者的腳操縱。一棘齒也可以用在第一輪內,用以加偏壓於車輛車輪的轉動。
文檔編號B62M1/24GK1319062SQ00801615
公開日2001年10月24日 申請日期2000年8月4日 優先權日1999年8月5日
發明者範自強 申請人:範自強