配備有鏈條套件/曲柄臂系統並由騎行者通過其腳的往復替換垂直運動推動的自行車的製作方法

2024-01-18 15:10:15 2

專利名稱：配備有鏈條套件/曲柄臂系統並由騎行者通過其腳的往復替換垂直運動推動的自行車的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種配備有踏板曲柄系統的新型兩輪車輛，該踏板曲 柄系統由騎行者的腳推動，並將平移的往復的垂直交替運動轉換為單 向的旋轉運動。
背景技術：
由騎行者推動的傳統的兩輪車輛，即通常所說的自行車，對於普 通大眾的使用是缺乏效率的，具體地，是因為它們在較高速度時是不 "可推動的"，且在陡峭的斜坡上踏動踏板上山時是不舒適的。

發明內容
這種新式的自行車允許一個人使用與在傳統自行車上所使用的同 樣的力實現更好的性能。
這種兩輪車輛配備有踏板系統，該踏板系統允許一個人憑藉鏈條
套件的踏板曲柄(pedal cnmk)和齒條(rack)所增加的長度來傳輸更大 的力矩。
具體實施例方式
通過將自行車(

圖1、 2、 3、 4、 5、 6)的一個踏板垂直向下推動 而由騎行者的腳所產生的力的傳輸，依靠固定到這些踏板曲柄套件(1D 為右踏板曲柄套件，1G為左踏板曲柄套件)上的齒條(3)來實現， 並且操作固定到鏈環(5)的旋轉軸線上的小齒輪(4)，依靠將鏈條 (6)連接到後車輪的齒輪箱(cog cassette) (8)而使得後車輪(25) 前進。
為了確保踏板曲柄套件(1D、 1G)能夠作往復的垂直交替運動， 並確保踏板總是可到達用於由騎行者的腳推進的頂部，而無需騎行者被迫推回踏板，從而付出兩個控制肌肉的努力，本發明提供了帶有多
個圓錐或非圓錐小齒輪(15)的差速器箱(differential case)設備。例 如，在左踏板升起時，迫使其差速小齒輪向後轉動，差速小齒輪接收 器通過其自身的已成為傳感器的差速小齒輪使得右踏板下降，接著連 續地如此反覆。為了在其中未帶差速器箱裝置的踏板曲柄臂連接杆 (arms-connecting-rod)的方案中推動自行車，騎行者必須以踩壓位於 最接近頂部的踏板(在圖8、 9、 10和11中，該踏板為左踏板)的順 序而開始。
踏板曲柄臂(1D、 1G)的長度增加得越多，允許一個人應付更陡 峭的斜坡的進展就越大。
根據由騎行者推動的這種兩輪車輛的具體實施例
-齒條(3)能夠由連接杆的曲柄(圖8、 9、 10、 11)的系統所替 換，從而將平移的往復的垂直運動轉換為旋轉運動。
該系統包括繞位於踏板曲柄臂(18)上的軸線(Dx)而樞轉的中 間連接杆，以及與圍繞鏈環(5)的中心軸線(Cx)的環形齒輪一起轉 動的第二連接杆(17)。憑藉輪轂盒中的單向的自由飛輪(freewheel) 系統，自由地位於軸線(Bx)上的鏈環關節(articulate) (18)的中 間樞轉連接杆和連接杆，能夠轉動而不會引起任何向後的推進力。根 據圖1和圖2，這種可能的技術傳輸方案允許一個人往復地推回踏板， 該踏板已位於底部，並且在環形齒輪向前轉動後位於頂部，而無需安 裝帶有多個圓錐或非圓錐小齒輪的差速器箱系統。
為了在速度選擇上為使用者提供更大餘量，在由騎行者在其肌肉 用力的過程中所推動的帶有齒條/曲柄/踏板(圖1、 2、 3、 4)或者連接 杆/曲柄/踏板的這種車輛上設計了最大的便利，傳輸環形齒輪能夠以多 個直徑(5)安裝，並能夠帶有多種數目的輪齒，從而通過使用變速器 組件獲得多個速度。
對於由連接杆/曲柄/踏板推動的技術方案，接收連接杆(19)能夠 配備有可調節的延長設備，以允許後者長度的增大或減小，並允許替 換用來改變速度的鏈環的不同直徑。通過增大或減小該連接杆的長度， 改變了旋轉軸線之間的距離，並且能夠改變力的動量。通過增大鏈環 連接杆的長度，憑藉力的動量，轉換為推動力的能量也增加了。通過減小該距離，在較高速度時的推動力可以通過移動踏板而快速減小。
連接杆/踏板曲柄臂(1D、 1G)的垂直運動的長度由機構的這兩部
分(17、 19)的旋轉軸線之間的距離所限定，也由連接杆/踏板曲柄臂 的中心軸線(Ex)和環形齒輪的旋轉中心軸線(Cx)之間的距離所限 定。
該自行車的框架由兩個分離部分組成
-前面部分，帶有轉向組件和前叉(fork)(可能是伸縮的)，整個
以框架形成組件，該框架能夠作為單獨的單元(21、 22、 23);
-第二部分，包括後叉(11)、包括水平軸線(Cx)的後框架(14)
的頂部管子、確保踏板的垂直運動的往復的差速器箱設備(15)以及
加強叉(12)，該加強叉吸收來自後框架的頂部管子的較高應力，並
將力分散到後車輪的固定中心。
整個單獨單元的前框架(21、 22、 23)和後框架能夠在中間軸線 (Fx)處被連接。通過包括組裝有被稱為"裂口 (split heads)"的技 術組裝方法的減震器系統，後者能夠水平地樞轉。主體後框架的樞轉 首部(pivot head) (20)的尺寸便於將單獨單元的框架的首部插入其 中。為此目的，或者主體首部是單獨的單元且第二首部能夠被拆除， 或者主體首部能夠被拆除為兩部分且第二首部是單獨的單元。這些方 案允許使用帶有給定主體部分的不同框架的組件。例如，可以改變主 體框架或者單獨單元的前框架，從而獲得另外(多組件)類型的自行 車。
水平管子包括兩個獨立的傳輸輪轂系統，兩者被連接到鏈環並用 來將環形齒輪向前推動(13或13BIS)。該機構的原理被應用在兩個 方向上當兩個齒條中的一個憑藉嵌入踏板曲柄套件的中心旋轉-樞轉 軸線(Ex)的小齒輪(15)的差速器箱設備而升起時，另一個踏板曲 柄套件通過來自自行車使用者的力對其加載，並推動鏈環向前。升起 的齒條使得單向的自由飛輪傳輸套件(13或13BIS)在相反方向轉動， 並因而通過在另一個方向轉動而在推動中不起作用。在鏈環處，當對 應的鏈條使得單向自由飛輪系統向後轉動時，單向自由飛輪系統以同 樣方式運行。在圖l、圖2、圖3和圖4中，右踏板處於上方位置。通 過下降，右齒條的踏板推動鏈環的小齒輪，以及後車輪的整個鏈條和傳輸輪轂。同時，左踏板升起，並使得單向自由飛輪系統在相反方向 轉動。
為了防止齒條曲柄從環形齒輪的小齒輪(4)鬆開，且為了限制踏
板曲柄臂的軌跡，抗旋轉(anti-rotation)制動設備已被包含到小齒輪 (15)的差速器箱設備內。制動發生自帶有在小齒輪上特別被定位的 輪齒的踏板曲柄臂的傾斜的確定的限制。
對於一個具體實施例，為了去除小齒輪的差速器箱裝置，踏板曲 柄臂能夠帶有如下的連接杆/曲柄系統環形齒輪(19)的連接杆被固 定到鏈環(5)，並且依靠圍繞關節單元(16)的軸線樞轉的中間連接 杆(17)而圍繞軸線Bx (關節的連接)(18)被推動。
連接杆/曲柄踏板-曲柄套件方案在鏈環處未配備單向自由飛輪傳 輸。後者能夠繞其軸線向前後自由轉動。僅將單向自由飛輪傳輸包含 到僅允許向前推動的齒輪箱(8)內。
通過被包含到框架首部(20)內的減震器系統或者被固定到框架 部分上的外側減震器系統，支撐推動系統的整個後框架繞軸線Fx樞轉。 前框架組裝為包括單獨單元(21)和旋轉軸線Gx，或者帶有減震器的 前叉(22)和轉動以確定自行車的運動方向的前輪(24)。
權利要求
1、一種用於自行車的傳輸系統，帶有前框架(21)，其特徵在於，其包括-後叉(11)，其依靠框架首部而接合圍繞至前框架(21)上的軸線Fx；-後框架頂部管子(14)，其固定到框架首部(20)上；-加強叉(12)，其在後輪的固定中心和後框架頂部管子(14)之間延伸；-鏈環(5)，其安裝為圍繞在後框架頂部管子(14)上的軸線Cx旋轉；-踏板曲柄臂(1D、1G)，其接合到軸(2)的端部；-鏈條(6)，用來在鏈環(5)和安裝在後輪(25)上的齒輪箱(8)之間傳輸動力；-接合裝置(3、4、5、13或者13BIS、15、17、19)，其設計為依靠鏈條(6)而將踏板曲柄臂(1D、1G)的交替運動轉換為傳輸到後輪(25)的鏈環(5)的旋轉運動。
2、 如權利要求1所述的傳輸系統，其特徵在於，所述接合裝置包括-兩個齒條(3)，其分別固定在踏板曲柄臂(1D、 1G)上並與 兩個小齒輪(4)緊密配合，依靠能夠被置於環形齒輪(13BIS)的小 齒輪(4)中的兩個自由飛輪系統(13)，兩個小齒輪(4)通過鏈環 (5)而被連接在圍繞軸線Cx的旋轉中，-差速系統(15)，其設置在後框架頂部管子(14)處，以確保 踏板曲柄臂(1D、 1G)的垂直運動的往復。
3、 如權利要求l所述的傳輸系統，其特徵在於，所述接合裝置由 以下形成-兩個第一連接杆(17)，其依靠關節單元(16)而分別連接在 圍繞軸線(Dx)的踏板曲柄臂(1D、 1G)上，-兩個第二連接杆(19)，其連接在相對於圍繞軸線(BX)的第一連接杆(17)的一個端部，其第二端部驅動旋轉中的鏈環(5)。
4、 一種傳輸系統，其特徵在於，框架首部(20)能夠容納減震器 設備。
5、 如權利要求1所述的傳輸系統，其特徵在於，齒條和小齒輪推 動系統能夠通過由固定到踏板曲柄臂上的鏈條替換齒條(3)而生成。
全文摘要
本發明涉及組裝配備有踏板曲柄系統的自行車的設備，從而通過將騎行者的腳的運動簡化為上下往復運動而改進由騎行者產生的動能的機構。其包括如下部分圍繞軸(2)的軸線(Ex)樞轉的左右曲柄套件(1D、1G)以及鏈條套件，鏈條套件包括齒條(3)並通過將運轉力轉換經過後部變換器(7)而推動環形齒輪(4)和環形齒輪套件和鏈條(5、6)，且向前移動後輪及其輪轂，該輪轂接收結合在車輪(9)的輪轂中的箱(8)或外部帶有單向自由飛輪(8)系統的輪轂的運轉的推動力，並通過同時保持車輪扣件(25)的旋轉銷(Ax)而固定在後叉(12)上。被組裝經過後叉(11)的框架，上部管子外形(14)以及保持制動系統(10)的加強叉(12)加強沿著水平軸線Fx而放置的管子，並移動環形齒輪的旋轉銷的固定系統，以及自由飛輪單向傳輸輥子(13，13BIS)。上部管子外形包括在Cx上的設備3、-4、-5，以及帶有抗旋轉制動齒輪(15)的差速器箱。
文檔編號B62M1/24GK101410290SQ200780011582
公開日2009年4月15日 申請日期2007年3月27日 優先權日2006年3月27日
發明者P-T·薩基羅夫 申請人:P-T·薩基羅夫