手驅動腳控制兩輪自行車的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種手驅動腳控制兩輪自行車。它包括手搖手柄、車架、車座、二級鏈傳動變速驅動機構、轉向控制機構;變速驅動機構包括四個鏈輪、兩條傳動鏈條、四根傳動軸以及一個前輪和一個后輪;操作者以坐姿操作此自行車,手搖操作手柄,通過鏈條傳動機構驅動自行車前行;轉向控制機構為四連桿傳動機構,與前叉焊接在一起,操作者雙腳放置在轉向踏板上,雙腳前后用力控制前輪轉向,實現轉向。本發明公開的手驅動腳控制兩輪自行車,突破傳統自行車的傳動方式與控制方式,手搖式操作,以鏈傳動為傳動機構,腳控制轉向,以平面四桿機構為轉向控制機構,凸顯自行車的創新意義,此自行車易學、安全、適合不同年齡性別的人群使用。
【專利說明】手驅動腳控制兩輪自行車
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及一種手驅動腳控制兩輪自行車,屬于日常用品領域。
【背景技術】
[0002]自行車又叫單車或腳踏車,主要是依靠人的生物能作動力的而且是人們日常生活中使用最廣泛的一種代步工具,使用簡單方便,造價低廉,占據空間小,并且無污染,符合今天提倡的節能環保理念,在一定程度上減少了交通擁擠和堵塞。自法國人西夫拉克發明最初的木制自行車雛形以來,歷經200多年的發展,自行車結構,功能,形狀都有了長遠的進步與創新,如獨輪車,兩輪車,三輪車,折疊的,封閉的等。手驅腳控兩輪自行車是現在市場上所沒有的創新款式,現在市場上的自行車絕大多數是通過腳驅動曲柄,同時手控制車把來控制方向的,這樣勢必會對中軸的高度有所要求,即中軸不能過低,由于人的高度一定,那么車座也就要求不能過低,結果導致現行自行車的重心比較高,不適合老年人用,人和大自然的其他生命體一樣都會經歷生老病死,隨著年齡的老齡化,我們每個人的身體機能都在不斷的下降,所以開發一種適合老年人的自行車是合理的。手驅動腳控制兩輪自行車是現在市場上所沒有的創新款式,本發明不僅能實現代步,健身,還能健腦預防老年癡呆等,由于它的重心比較低,也在一定程度上增加了其安全性,易學性。
[0003]發明專利內容
本發明的目的在于針對已有技術存在的不足,提供一種手驅動腳控制兩輪自行車,它結構簡單合理,完全依靠我們人體的生物能通過手臂驅動自行車前行運動,同時通過腳控制平行四桿機構來控制方向,外形獨特、安全易學,改變了以往我們習慣的手通過控制車把改變方向、通過腿和腳來驅動的方式,在一定程度上可以開發大腦對手和腳的不同生物潛能,延緩大腦的衰老起到預防老年癡呆的目的。
[0004]為實現上述目的,本發明的構思為:
操作者坐在車的座位上,腳放置在前輪左右側的腳踏板上,手握手搖手柄。操作者整周搖動手柄,帶動同步鏈輪轉動,通過鏈傳動機構將手搖力轉換為后輪的旋轉從而實現車的前行。車座位用鎖止機構安裝在可調節支架上,車座可以在一定范圍內上下調節高度,以適合不同身高的人群使用。操作者通過雙腳的用力方向(即右腳向右前方用力的同時左腳向左后方用力便可使得自行車向左轉彎,同理,左腳向左前方用力的同時右腳向右后方用力即可使得自行車向右轉彎)來控制轉向機構,實現前輪的轉向。
[0005]本發明在操作上簡單方便、易學易掌握,平穩安全,適合不同年齡和性別的人群使用,尤其是具有調節人體腦、手、腳之間的協調性作用,開發人體潛能。本發明是一款兼具代步功能與休閑娛樂健身功能的全新的自行車,可用于多種場所,例如公園休閑娛樂區,可供人們作為公園代步或娛樂工具,亦可用于社區健身或家庭購物的器械。
[0006]根據上述發明構思,本發明采用以下技術方案:
一種手驅動腳控制兩輪自行車,包括前叉連接支架、一個前輪叉形支架、一個前輪、旋轉機構、兩塊腳踏板、一個車座底架、一個后輪、可調節車座支架、后叉和車座位,其特征在于:
1)有一付手搖手柄與一個二級鏈傳動機構通過一根傳動軸I相傳動連接,其結構是:所述搖動手柄機構連接驅動一個一級主鏈輪,一級鏈輪通過一條一級鏈條傳動到一級從動鏈輪,一級從鏈輪與二級鏈輪同軸安裝,通過一條二級鏈條傳動一個二級從鏈輪,二級從鏈輪安裝在后輪轉軸上,從而帶動后輪轉軸轉動,從而帶動后輪轉動;操作者可通過左右手整周連續搖動手搖手柄機構來驅動自行車前進;
2)有一個轉向機構,其結構是:通過四個鉸鏈聯接四桿成一個平面四桿機構,平面四桿機構的后桿中點處與所述前叉連接支架通過一根軸桿鉸接,平面四桿機構的一根前桿中部與所述前輪叉形支架下端固定連接,前輪連接支架通過所述旋轉機構與前輪叉形支架的上部轉動連接,平面四桿機構的左右桿為所述的兩塊踏板;操作者雙腳放置于踏板上,當車直行無需轉向時,雙腳左右對稱平行放置;當需左轉彎時,右腳水平向前驅動,左腳同時向后驅動,通過平面四桿機構桿件的相對轉動,實現前輪向左轉彎;當需要右轉時,左腳向前驅動,同時右腳向后驅動,實現前輪向右轉向;
3)所述車座與可調節車座支架通過一個鎖止機構固定,車座可上下調整高度,以適應不同身高、座高的人操作使用;可調節車座車架有向后10-15度的傾斜,符合人體操作時的姿態,使操作者更舒適。
[0007]上述手驅動腳控制兩輪自行車還具有以下結構特點:
1)所述手搖手柄的手柄為兩端外凸中間內凹的曲線造型,適合人手握拳的形狀,外層橡膠材料增加摩擦力,也使手握的更加舒適;手柄與搖柄間隙配合連接,使手搖動轉動過程的操作持續可靠;
2)所述踏板上表面設計有多條外凸的防滑橫紋,主要是減少受力面積以增加摩擦,當操作者腳放置于踏板上實施轉向操作時,可增加腳底與踏板上表面的可靠接合,盡量減少或避免打滑現象,從而實現轉向操作的準確性;
3)所述傳動機構支架與車座底架焊接連接,在安裝同步鏈輪的時候分別焊接橫杠以增加機架的整體剛度和穩定性;
4)所述二級鏈傳動機構包括四個鏈輪,兩根鏈條,鏈傳動機構傳動效率較高,適用環境更廣泛;
5)所述二級鏈傳動機構中的同步鏈輪安裝有超越離合器機構,與鏈輪為一體式設計。
[0008]本發明與現有自行車相比較,具有如下顯而易見的突出實質性的特點和顯著技術進步:(1)本發明專利公開了一種手驅動腳控制方向的新型自行車,屬于日常用品領域。該新型自行車的結構被設計為通過手搖動手柄來提供動力,傳動部分本發明采用的是二級鏈輪鏈條傳動,即完全通過人的生物能提供動力。(2)通過腿和腳來控制車輪前進的方向,方向控制是通過平面四桿機構來實現的,此平面四桿機構不同于一般的平行四桿機構,它的一個桿是兩端帶有折彎的,這樣更有利于在行駛過程中的轉彎,進一步改善了兩平行桿角度變化大而轉彎效果不明顯的缺點,特別是對大角度轉彎的實現,這一點是平行四桿機構所不具備的。(3)本發明與傳統“手控制腳驅動”自行車截然相反,“手驅動腳控制”全新操作方式有利于鍛煉人的大腦活動,開發人腦生物潛能,不同于傳統的方向控制方式,從而延緩大腦的衰老,同時還具備以下特點:
1.操作簡單,易學、安全,適合更多人群使用。坐姿操作,將腿部向前伸展,坐姿自然舒適,較低的車架讓重心顯著下降,整機操作平穩安全。座位可以根據操作者的坐高和坐姿的不同進行調節,體現以人為本和人機交互的設計理念。手部搖動的操作方式突破傳統腳蹬踩驅動的方式,加速減速操作方便自如。
[0009]2.產品結構造型的創新性。由于車架較低,所以更安全可靠,老年人也可以方便安全地操作。造型充分考慮操縱構件、驅動機構、轉向操作等的結構和功能要求,趣味性、功能性、協調性有機結合。
[0010]3.手驅動腳控制方式,與傳統產品完全相反,對于人體的腦、手、腳之間的生理和神經系統的調節和開發,具有全新的作用和意義,在一定程度上可以預防老年癡呆癥的過早發生。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是手驅腳控自行車的整體結構示意圖 圖2是手驅腳控自行車的正視圖
圖3是手驅腳控自行車的俯視圖 圖4是手驅腳控自行車左視圖 圖5是手驅腳控自行車的軸測圖 圖6是二級鏈傳動機構的正視圖 圖7是二級鏈傳動機構中各軸位置的左視圖 圖8是平行四桿機構的正視圖 圖9是平行四桿機構的仰視圖 圖10是平行四桿機構的左視圖 圖11是平行四桿機構的軸測圖。
【具體實施方式】
[0012]本發明的優選實施例結合【專利附圖】
【附圖說明】如下:
實施例一:參見圖1?圖11,本手驅動腳控制兩輪自行車,包括前叉連接支架3、一個前輪叉形支架2、一個前輪1、旋轉機構17、兩塊腳踏板22、一個車座底架6、一個后輪10、可調節車座支架14、后叉5和車座位13:
O有一付手搖手柄24與一個二級鏈傳動機構通過一根傳動軸27相傳動連接,其結構是:所述搖動手柄機構24連接驅動一個一級主鏈輪7,一級鏈輪7通過一條一級鏈條11傳動到一級從動鏈輪26,一級從鏈輪26與二級鏈輪8同軸安裝,通過一條二級鏈條12傳動一個二級從鏈輪9,二級從鏈輪9安裝在后輪轉軸29上,從而帶動后輪轉軸29轉動,從而帶動后輪10轉動;操作者可通過左右手整周連續搖動手搖手柄機構來驅動自行車前進;
2)有一個轉向機構,其結構是:通過四個鉸鏈25聯接四桿成一個平面四桿機構,平面四桿機構的后桿21中點處與所述前叉連接支架3通過一根軸桿16鉸接,平面四桿機構的一根前桿20中部與所述前輪叉形支架2下端固定連接,前輪連接支架3通過所述旋轉機構17與前輪叉形支架2的上部轉動連接,平面四桿機構的左右桿為所述的兩塊踏板22 ;操作者雙腳放置于踏板22上。當車直行無需轉向時,雙腳左右對稱平行放置;當需左轉彎時,右腳水平向前驅動,左腳同時向后驅動,通過平面四桿機構桿件的相對轉動,實現前輪I向左轉彎;當需要右轉時,左腳向前驅動,同時右腳向后驅動,實現前輪I向右轉向;
3)所述車座13與可調節車座支架14通過一個鎖止機構15固定,車座13可上下調整高度,以適應不同身高、座高的人操作使用;可調節車座車架14有向后10-15度的傾斜,符合人體操作時的姿態,使操作者更舒適。
[0013]實施例二:本實施例與實施例一基本相同,特別之處如下:
所述手搖手柄機構24中的兩個手柄為兩端外凸中間內凹的曲線造型,適合人手握拳的形狀,外層橡膠套增加摩擦力,也使手握的更加舒適;手柄外套與內轉軸間隙配合連接,使手搖轉動過程的操作可靠持續。
[0014]所述踏板22上表面設計有多條外凸的防滑橫紋23,當操作者腳放置于踏板22上實施轉向操作時,可保障腳底與踏板上表面可靠接合,避免打滑,實現轉向操作準確可靠,減少不必要的傷害。
[0015]所述手搖手柄機構24的傳動機構支架4與所述車座底架6焊接連接,在安裝一級主鏈輪7、二級主鏈輪26與一級從鏈輪8的兩個位置分別焊接橫杠以增加機架的整體剛度強度。
[0016]所述二級鏈傳動機構中的二級從鏈輪9上安裝有超越離合器機構,并且與二級從鏈輪9為一體式結構;超越離合器機構使手向前旋轉驅動自行車前行的功用,若手向后旋轉,鏈輪空轉,自行車慣性滾動或保持靜止狀態。
[0017]所述二級鏈傳動機構包括一級主鏈輪7,一級從鏈輪26,二級主鏈輪8,二級從鏈輪9,一級鏈條鏈條11和二級鏈條12。其中第一級傳動主動鏈輪7齒數大于第一級傳動從動鏈輪26齒數,實現轉速一級放大。第二級傳動主動鏈輪8齒數大于第二級傳動從動鏈輪9齒數,從而實現轉速第二級放大。因此,操作者使用時,手搖一圈,后輪10可以轉動多圈(具體圈數可以根據傳動比計算得出),不僅節省了體力,而且增加了自行車的前行速度。
[0018]所述鎖止機構15是:一個開口緊固環套于可調節車座支架上,緊固環開口的兩端凸緣通過一個鎖止銷實現夾緊作用;當打開鎖止銷15時,車座可沿著可調支撐14上下移動來調節車座高度,車座調節確定后,鎖緊緊固環,實現后叉5與可調支撐14的鎖緊連接,起到緊固的作用。
[0019]所述超越離合器機構與鏈輪9為一體式設計;當操作者向前搖動手搖手柄24時,超越離合器處在鎖止狀態,鏈輪7轉動,通過二級鏈傳動機構使自行車實現變速與前行;當操作者向后搖動手搖手柄24時,超越離合器空轉,則鏈輪靜止不轉,自行車慣性滾動或處于靜止狀態。
[0020]實施例三:參見圖1、圖2、圖3、圖4和圖5,一種手驅動腳控制結構的兩輪自行車,包括手搖手柄24、二級鏈輪鏈條傳動機構、傳動機構支架4、前叉連接架3、前輪叉形支架2、一個前輪I和一個后輪10、兩塊踏板22、一個轉向機構,車座底架6、一級主鏈輪7、二級主鏈輪8、二級從從鏈輪9、一級鏈條11、二級鏈條12、軸28、聯接鉸鏈25、可調節車座支架14、后叉5、鎖止機構15、車座位13、防滑紋23、手柄24、一級從鏈輪26、手柄軸27、鏈輪軸28、后輪軸29、前輪軸19。
[0021]I)所述手搖手柄與二級鏈傳動機構通過手柄軸27、鏈輪軸28相連接。操作者通過左右手整周連續搖動的方式驅動自行車前進。當操作者搖動手柄(24)時,帶動一級主鏈輪7傳動,通過一級鏈條11傳遞轉動力到一級從鏈輪26,并通過同軸一級從鏈輪26驅動使二級主鏈輪8旋轉,通過二級鏈條12帶動二級從鏈輪9轉動,并帶動后輪軸29轉動,從而帶動后輪10轉動,最后驅動自行車前行。
[0022]2)所述轉向機構參見圖8、圖9、圖10和圖11,通過前輪叉形支架2,與前輪連接架軸承連接,操作者雙腳放置于踏板22上。當車直行無需轉向時,雙腳左右對稱平行放置;當需左轉彎時,右腳水平向前用力驅動,同時左腳用力向后驅動,實現前輪I向左轉彎;當需要右轉時,左腳用力向前驅動,同時右腳用力向后驅動,實現前輪I向右轉向。
[0023]3)所述轉向機構中的前轉向彎形連桿20與前輪叉形支架2焊接連接,所述車座13與可調節車座支架14通過鎖止機構15固定,車座13可上下調整高度,以適應不同身高、座高的人操作使用。可調節車座車架14有向后10-15度的傾斜,符合人體操作時的姿態,使操作者更舒適。
【權利要求】
1.一種手驅動腳控制兩輪自行車,包括前叉連接支架(3)、一個前輪叉形支架(2)、一個前輪(I)、旋轉機構(17)、兩塊踏板(22)、一個車座底架(6)、一個后輪(10)、可調節車座支架(14)、后叉(5)和車座位(13),其特征在于: O有一付手搖手柄(24)與一個二級鏈傳動機構通過一根傳動軸I (27)相傳動連接,其結構是:所述搖動手柄機構(24)連接驅動一個一級主鏈輪(7 ),一級鏈輪(7 )通過一條一級鏈條(11)傳動到一級從動鏈輪(26),一級從鏈輪(26)與二級鏈輪(8)同軸安裝,通過一條二級鏈條(12 )傳動一個二級從鏈輪(9 ),二級從鏈輪(9 )安裝在后輪轉軸(29 )上,從而帶動后輪轉軸(29)轉動,從而帶動后輪(10)轉動;操作者可通過左右手整周連續搖動手搖手柄機構來驅動自行車前進; 2)有一個轉向機構,其結構是:通過四個鉸鏈(25)聯接四桿成一個平面四桿機構,平面四桿機構的后桿(21)中點處與所述前叉連接支架(3)通過一根軸桿(16)鉸接,平面四桿機構的一根前桿(20 )中部與所述前輪叉形支架(2 )下端固定連接,前輪連接支架(3 )通過所述旋轉機構(17)與前輪叉形支架(2)的上部轉動連接,平面四桿機構的左右桿為所述的兩塊踏板(22);操作者雙腳放置于踏板(22)上,當車直行無需轉向時,雙腳左右對稱平行放置;當需左轉彎時,右腳水平向前驅動,左腳同時向后驅動,通過平面四桿機構桿件的相對轉動,實現前輪(I)向左轉彎;當需要右轉時,左腳向前驅動,同時右腳向后驅動,實現前輪(I)向右轉向; 3 )所述車座(13 )與可調節車座支架(14 )通過一個鎖止機構(15 )固定,車座(13 )可上下調整高度,以適應不同身高、座高的人操作使用;可調節車座車架(14)有向后10-15度的傾斜,符合人體操作時的姿態,使操作者更舒適。
2.根據權利要求1所述的手驅動腳控制兩輪自行車,其特征在于: 4)所述手搖手柄機構(24)中的兩個手柄為兩端外凸中間內凹的曲線造型,適合人手握拳的形狀,外層橡膠套增加摩擦力,也使手握的更加舒適;手柄外套與內轉軸間隙配合連接,使手搖轉動過程的操作可靠持續; 5)所述踏板(22)上表面設計有多條外凸的防滑橫紋(23),當操作者腳放置于踏板(22)上實施轉向操作時,可保障腳底與踏板上表面可靠接合,避免打滑,實現轉向操作準確可靠,減少不必要的傷害; 6)所述手搖手柄機構(24)的傳動機構支架(4)與所述車座底架(6)焊接連接,在安裝一級主鏈輪(7)、二級主鏈輪(26)與一級從鏈輪(8)的兩個位置分別焊接橫杠以增加機架的整體剛度強度; 7)所述二級鏈傳動機構中的二級從鏈輪(9)上安裝有超越離合器機構,并且與二級從鏈輪(9)為一體式結構;超越離合器機構使手向前旋轉驅動自行車前行的功用,若手向后旋轉,鏈輪空轉,自行車慣性滾動或保持靜止狀態。
3.根據權利要求1所述的手驅動腳控制兩輪自行車,其特征在于:所述二級鏈傳動機構包括一級主鏈輪(7),一級從鏈輪(26),二級主鏈輪(8),二級從鏈輪(9),一級鏈條鏈條(11)和二級鏈條(12);其中第一級傳動主動鏈輪(7)齒數大于第一級傳動從動鏈輪(26)齒數,實現轉速一級放大;第二級傳動主動鏈輪(8)齒數大于第二級傳動從動鏈輪(9)齒數,從而實現轉速第二級放大。因此,操作者使用時,手搖一圈,后輪(10)可以轉動多圈,具體圈數可以根據傳動比計算得出,不僅節省了體力,而且增加了自行車的前行速度。
4.根據權利要求1所述的手驅動腳控制兩輪自行車,其特征在于:所述鎖止機構(15)是:一個開口緊固環套于可調節車座支架上,緊固環開口的兩端凸緣通過一個鎖止銷實現夾緊作用;當打開鎖止銷(15)時,車座可沿著可調節車座支架(14)上下移動來調節車座高度,車座調節確定后,鎖緊緊固環,實現后叉(5)與可調節車座支架(14)的鎖緊連接,起到緊固的作用。
5.根據權利要求2所述的手驅動腳控制兩輪自行車,其特征在于:所述超越離合器機構與二級從鏈輪(9)為一體式設計;當操作者向前搖動手搖手柄(24)時,超越離合器處在鎖止狀態,一級主鏈輪(7)轉動,通過二級鏈傳動機構使自行車實現變速與前行;當操作者向后搖動手搖手柄(24)時,超越離合器空轉,則第一級主鏈輪靜止不轉,自行車慣性滾動或處于靜止狀態 。
【文檔編號】B62K21/00GK103448851SQ201310215249
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年6月3日 優先權日:2013年6月3日
【發明者】溫永濤, 虞世鳴, 劉相龍, 陳緒才 申請人:上海大學