專利名稱：步行自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種步行自行車，尤其涉及一種通過雙腳上下移動即能使之向前行駛的小型自行車。
現(xiàn)有的自行車均有前后輪、橫梁、車架等，車體笨重，不便攜帶與存放，騎車技巧也較難掌握，還較易出交通事故。因此，人們提出了多種小型步行自行車的方案。例如中國實(shí)用新型專利91205469號提出了一種微型步行自行車，行駛時，它利用人體重力及腳腕力的作用使踏板及與之同軸的扇形齒輪轉(zhuǎn)過一個角度，使與扇形齒輪嚙合的行星齒輪機(jī)構(gòu)的外齒輪轉(zhuǎn)動，帶動其內(nèi)部的數(shù)個行星齒輪，再由行星齒輪帶動內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動，從而使與內(nèi)齒輪固定連接的車輪轉(zhuǎn)動，使該步行自行車向前行駛。這種步行自行車沒有現(xiàn)有自行車的那種大橫梁和車架，車輪也較小，因此較便于攜帶和存放，行駛也較安全。但因?yàn)槠鋫鲃訖C(jī)構(gòu)使用了扇形齒輪、行星齒輪等多級齒輪傳動機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在傳動過程中力的損耗較大，加上需使用腳腕力使扇形齒輪轉(zhuǎn)動，所以踩動踏板使該步行自行車行駛時很費(fèi)力。
鑒于上述情況，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種步行自行車，這種車不僅體積小、便于攜帶和存放，而且傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，只要雙腿作上下運(yùn)動以踩動踏板就可使車向前行駛。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的一種步行自行車，包括車架，設(shè)于車架上方的左、右兩塊踏板，設(shè)于車架下方的前、后車輪，與所述左、右兩踏板分別對應(yīng)、將該兩踏板的運(yùn)動分別傳遞給所述車輪、驅(qū)使其轉(zhuǎn)動的左、右兩組傳動機(jī)構(gòu)，以及剎車裝置和方向控制裝置，其特征在于，至少被所述左、右傳動機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動的所述車輪有左、右兩個，該兩個車輪有可各自獨(dú)立轉(zhuǎn)動的各自的輪軸，所述傳動機(jī)構(gòu)每組包括上、下端分別與所述相應(yīng)踏板和車架鉸接并與踏板和車架傾斜、且車架上的各鉸接點(diǎn)間的距離與踏板上各相應(yīng)鉸接點(diǎn)間的距離相等的、至少3根長度相等且不位于同一平面的傳動用聯(lián)桿；固定于所述車架之上、大致前后向設(shè)置的導(dǎo)軌；固定于所述車架的導(dǎo)軌一端附近或?qū)к壱欢瞬可系亩ɑ喗M；與所述定滑輪組相對、可沿所述導(dǎo)軌前、后移動的一動滑輪組；下端安裝有所述動滑輪組、上端與所述踏板鉸接、傾斜方向與所述傳動用聯(lián)桿相反、且當(dāng)踏板位于高位時使動滑輪組位于導(dǎo)軌的近定滑輪組一端的驅(qū)動用聯(lián)桿；一端固定在所述動滑輪組或定滑輪組上、在動、定滑輪組上跨繞多圈后再在所述輪軸上卷繞多圈、然后其另一端與復(fù)位用彈性元件相連的牽引繩；使所述踏板向上復(fù)位及使所述牽引繩反向抽動復(fù)位的彈性元件；以及設(shè)于卷繞有所述牽引繩的輪軸與車輪之間、使車輪僅向一個方向轉(zhuǎn)動的單向轉(zhuǎn)動傳動裝置。
如上所述，在本實(shí)用新型的步行自行車的每一組傳動機(jī)構(gòu)中，上、下端分別與踏板和車架鉸接的不位于同一平面的至少3根的傳動用聯(lián)桿長度相等且相應(yīng)鉸接點(diǎn)間的間距相等，因此，由每兩根聯(lián)桿及其鉸接點(diǎn)之間的踏板和車架部分可組成其對邊距離可改變的一個平行四邊形，而車架上設(shè)有位于前后向一直線上的定滑輪組和導(dǎo)向用導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)有動滑輪組，一驅(qū)動用聯(lián)桿兩端分別與踏板和動滑輪組連接，所以，當(dāng)向下踩動踏板時，隨著踏板向著車架平行移動，所述平行四邊形的兩組對邊距離縮短，兩端分別與踏板和動滑輪連接的驅(qū)動用聯(lián)桿也隨之繞鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動，驅(qū)使動滑輪組沿導(dǎo)軌向遠(yuǎn)離定滑輪組的方向移動。隨著動、定滑輪組間距離的增大，跨繞在定、動滑輪組上的牽引繩部分迅速增加，即，牽引繩被迅速抽拉并跨繞在兩滑輪組上，隨著牽引繩的被迅速抽動，卷繞了多圈牽引繩的車輪的輪軸也被抽動而向一個方向轉(zhuǎn)動，從而帶動車輪向同一方向即向前轉(zhuǎn)動。當(dāng)踏下另一踏板同時松開前一踏板時，前一踏板的相應(yīng)的復(fù)位用彈性元件的彈力使?fàn)恳K反向抽動復(fù)位、保持原張緊狀態(tài)，并使踏板向上移動復(fù)位，使動滑輪組向定滑輪組靠近，而此時，由于車輪設(shè)有單向轉(zhuǎn)動傳動裝置，所以雖然與前一踏板對應(yīng)的輪軸反向轉(zhuǎn)動，但其車輪不會反轉(zhuǎn)，相反，由于慣性而仍向原方向轉(zhuǎn)動。同時，由于另一踏板被向下踏動，經(jīng)另一組傳動機(jī)構(gòu)使車輪向同一方向轉(zhuǎn)動。這樣，通過雙腳交替向下踩動踏板，即，利用身體重心交替在雙腳之間移動，而不必利用腳腕力轉(zhuǎn)動踏板，就能使該自行車不斷行駛，加上傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，所以行駛時十分省力。又由于3根傳動用聯(lián)桿不位于同一平面，它們能與踏板、車架組成3個隨踏板升降而變形的，相交的平行四邊形，所以能保證踏板平穩(wěn)地上下升降，而不會左右搖擺。再加上由于傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，所以，可做到體積小、重量輕，便于攜帶和存放。
以下參照
圖1—圖7所示的一個實(shí)施例，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征及作用效果。
附圖中
圖1為本實(shí)用新型步行自行車一實(shí)施例的外觀立體示意圖。
圖2為示出
圖1中的傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的局部示意圖。
圖3為本實(shí)施例中的牽引繩與動、定滑輪組的踏繞狀況示意圖。
圖4為本實(shí)施例中的作為單向轉(zhuǎn)動傳動裝置的超越離合器的動作示意圖。
圖5為本實(shí)施例中的方向控制裝置的俯視示意圖。
圖6為本實(shí)施例的步行自行車各構(gòu)件折迭狀況示意圖。
如
圖1所示，在步行自行車的車架1上方設(shè)有左、右兩塊大致為矩形的踏板2。在車架1下方的前、后端部，通過支架沿支架橫向安裝有可自由轉(zhuǎn)動的前、后輪軸3a、3b，且后輪軸3b分為可各自獨(dú)立轉(zhuǎn)動的、與左、右后車輪分別對應(yīng)的兩部分，在前、后輪軸3a、3b上，裝有前、后輪4a、4b，其中的后車輪和輪軸3b之間夾裝有后面將介紹的超越離合器25(見圖4)。在車架1前端的左、右上方，分別通過鉸接機(jī)構(gòu)5鉸接有作為扶手的伸縮架6，該伸縮架6包括管狀的外管6a和插入該外管6a的管孔內(nèi)、可向外拉出使伸縮架6伸長的芯管6b，以及連接芯管6b的頂端的作為扶手的上橫桿6c和固定在兩外管6a上部和下部的橫桿6d、6e，可以以鉸接機(jī)構(gòu)5的鉸接點(diǎn)為中心向踏板2方向轉(zhuǎn)動，在外管6a的頂端部分設(shè)有使外管6a與芯管6b的相對位置固定用的止頭螺絲7?；顒又U8的下端鉸接在車架1上，上端設(shè)有可與橫桿6d的端部結(jié)合或脫開的脫卸裝置9。方向控制桿10也設(shè)有使其隨伸縮桿6向踏板方向轉(zhuǎn)動用的鉸接機(jī)構(gòu)(未圖示)，以及互相套設(shè)的外管10a、芯管10b及使外管與芯管的相對位置固定用的止頭螺絲11，芯管10b的上部固定有轉(zhuǎn)向桿10d，其更上端部穿過開設(shè)于上橫桿6c上的孔并設(shè)有止脫凸緣10c，控制用外管10a的下端通過一連桿10e鉸接一轉(zhuǎn)向連桿10f(見圖5所示)，該轉(zhuǎn)向連桿10f的兩端分別與兩前輪4a鉸接。在控制用外管10a的上部設(shè)有制動手柄12，一端固定在該制動手柄12上的制動鋼索13穿入外管10a并沿外管10a向下，再與車輪的制動閘(未圖示)相連，這結(jié)構(gòu)與一般的自行車剎車相似，故不再贅述。
車架2及將踏板的上下運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕喌霓D(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖2(圖中僅示出了一塊踏板及與其對應(yīng)的一組傳動機(jī)構(gòu))所示。車架2為型鋼焊接而成的框架型結(jié)構(gòu)，其左、右兩側(cè)及中央的由L型型鋼構(gòu)成的車架支桿同時兼用作前后向的導(dǎo)軌1a，為后面將介紹的動滑輪組導(dǎo)向。3個基本全等的矩形框架14、15、16上邊桿14a、15a、16a通過固定于踏板2下側(cè)面的兩對支架2a、2b設(shè)置成為各框架與踏板2的鉸接軸，且各鉸接軸兩端的相應(yīng)鉸接端點(diǎn)間的距離相等，即，圖中的14b、15b間的距離等于14c、15c間的距離，15b、16b間的距離等于15c、16c間的距離。而矩形框架14、15的下邊桿14d、15d通過車架2上的鉸接機(jī)構(gòu)，設(shè)置成其與車架2的鉸接軸，且該車架上的各鉸接軸兩端的相應(yīng)鉸接端點(diǎn)間的距離與上述踏板上的相應(yīng)鉸接點(diǎn)間的距離相等。這樣，由矩形框架14、15的相應(yīng)側(cè)邊桿14e、15e及其兩端的鉸接點(diǎn)之間的踏板部分和車架部分組成一個其對邊距離可改變的平行四邊形，而矩形框架14、15的另一對相應(yīng)的側(cè)邊桿14f、15f也與車架部分、踏板部分組成另一個其對邊距離可改變的平行四邊形。另一矩形框架16的下邊桿16d的兩端裝有兩個可自由轉(zhuǎn)動的滾輪17，該滾輪17位于兩導(dǎo)軌1a之上。下邊桿16d上通過支架裝有動滑輪組18。在矩形框架15、16之間的車架兼導(dǎo)軌1a上，固定有橫桿1b，橫桿16b上固定有與動滑輪組相對的定滑輪組19。動定滑輪組18、19內(nèi)均組裝有滾珠軸承，以使滑輪的轉(zhuǎn)動更順暢。牽引用鋼絲繩20的一端固定在定滑輪組19上，然后自定滑輪組19至動滑輪組18跨繞多圈(跨繞狀況如圖3所示)后，自上而下即沿圖2的逆時針方向在后輪軸3b上纏繞多圈，然后與設(shè)在車架橫桿1b下方的作為彈性元件的卷簧21連接。這樣，當(dāng)踩動踏板2使其向下移動時，由矩形框架14、15左右兩側(cè)的兩對側(cè)邊桿14e、15e、14f、15f與踏板2、車架1組成的平行四邊形隨之發(fā)生變形，兩對邊距離縮短，踏板2向后下方移動，同時，矩形框架16也隨之邊向后下方移動邊繞鉸接軸16a轉(zhuǎn)動，驅(qū)動其下邊桿16d上的兩滾輪17、17沿導(dǎo)軌1a向后滾動，從而帶動動滑輪組18向后移動，與定滑輪組19間的距離增大，跨繞在滑動組18、19上的鋼絲繩20被抽動迅速向箭頭A方向移動并通過輪軸3b帶動后車輪4b沿箭頭B方向轉(zhuǎn)動，使車子向前行駛。
如圖4所示，在后輪輪軸3b和后輪4b之間安裝有作為單向轉(zhuǎn)動傳動裝置的超越離合器25。該超越離合器的動作如下當(dāng)鋼絲繩21被迅速向箭頭D方向抽動時，輪軸3b隨之向箭頭F方向轉(zhuǎn)動，與輪軸3b連成一體的超越離合器的內(nèi)環(huán)25a隨之向F方向轉(zhuǎn)動，鋼珠25b被夾緊在超越離合器的內(nèi)、外環(huán)之間，于是鋼珠25b推壓外環(huán)25c使之隨之也向F方向轉(zhuǎn)動，使與外環(huán)25c連成一體的后輪4b也向F方向轉(zhuǎn)動。相反，當(dāng)鋼絲繩反方向抽動、使輪軸3b及內(nèi)環(huán)25a向箭頭F的反方向轉(zhuǎn)動時，鋼球進(jìn)入內(nèi)、外環(huán)間的最大空隙處，不推壓外環(huán)25c，所以車輪4b不隨之轉(zhuǎn)動，輪軸3b僅作空轉(zhuǎn)。
圖5為方向控制裝置的動作示意圖。如圖所示，當(dāng)使轉(zhuǎn)向桿10d向圖中順時針方向轉(zhuǎn)動時，通過連桿10e，轉(zhuǎn)向連桿10f也欲向順時針方向轉(zhuǎn)動，但因其兩端與后車輪4a鉸接，故只能向圖中的左上方作平移，移至例如虛線10’f所示的位置，兩車輪4a通過轉(zhuǎn)向軸承24的動作，也隨之轉(zhuǎn)至虛線4’a所示的位置，從而使車子轉(zhuǎn)向。相反，若使轉(zhuǎn)向桿10d向圖中逆時針方向轉(zhuǎn)動，車輪4a即向反方向轉(zhuǎn)動。
如上所述的本實(shí)施例的步行自行車使用時，可先將伸縮架6拉至與車架1大致垂直的位置，并用活動支桿8使其固定于該位置。再向上拉上橫桿6a使之上升到作為扶手合適的位置，然后擰緊各止頭螺絲7、11，使各芯管與各自對應(yīng)的外管固接成一體。這時手握扶手6c，雙腳交替踩動踏板2，例如當(dāng)用右腳下踩右踏板2時，其矩形框架16隨著踏板2的下移而克服卷簧21等的彈力，驅(qū)使?jié)L輪17及動滑輪組18向后方移動，使動、定滑輪組18、19的間距增大，從而迅速抽動跨繞在動、定滑輪組上的鋼絲繩20，進(jìn)而帶動卷繞有該鋼絲繩20的后輪軸3b使其向
圖1中的順時針方向轉(zhuǎn)動，從而使后車輪4b也向順時針方向轉(zhuǎn)動。而此時，與鋼絲繩20相連的卷簧21的卷簧片被緊緊拉緊、拉出，向鋼絲繩20施加使其復(fù)位的作用力。然后用左腳下踏左踏板2，同樣使車輪4b向順時針方向轉(zhuǎn)動，此時，由于右側(cè)踏板2已不再受到下壓力，所以由于卷簧21的作用力，鋼絲繩20被反向抽動拉緊，使跨繞在動、定滑輪組18、19上的鋼絲繩長度變短，即，使動滑動組18沿導(dǎo)軌1a向定滑輪組19靠近，使各矩形框架趨向直立方向，于是，該右踏板2被上抬復(fù)位，又能被再次向下踏動。
圖6示出了在本實(shí)施例中，伸縮桿6、方向控制桿10、活動支桿8的收放運(yùn)動方向及踏板2的運(yùn)動方向。
在上述實(shí)施例中，為使踏板2向上復(fù)位及抽緊牽引繩使動、定滑輪組靠攏復(fù)位，使用了固定于車架的卷簧21，但也可以使用其他與牽引繩相連的彈性元件，例如伸縮性良好的橡膠帶。此時，最好如圖3所示，在滑輪組與輪軸之間加設(shè)定滑輪26，這樣，便可增加橡膠帶的長度，使其有足夠的伸縮長度。此外，也可以使用直接使踏板上移復(fù)位的第1彈簧，再加上使輪軸反轉(zhuǎn)復(fù)位的第2彈簧，這樣，當(dāng)踏板因第1彈簧的力而上移復(fù)位、兩滑輪組互相靠近時，第2彈簧使輪軸反轉(zhuǎn)，將牽引繩卷繞其上，以保證兩滑輪組靠近后牽引繩仍能保持張緊狀態(tài)。
在上述實(shí)施例中，作為傳動機(jī)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)之一，通過與踏板2、車架1分別鉸接的矩形框架形成可使踏板2相對車架1作平行移動的平行四邊形，但很顯然，也可以不使用矩形框架，而讓左、右側(cè)邊桿直接與踏板2、車架1鉸接，也可以不用前、后各兩根的側(cè)邊桿，而使用前、后至少3根長度相等但不位于同一平面、上、下端分別與踏板、車架鉸接、且車架上與踏板上相應(yīng)前后鉸接點(diǎn)間的距離相等的傳動用聯(lián)桿，例如前面一根聯(lián)桿、后面二根左、右并列的聯(lián)桿，由這樣3根聯(lián)桿及踏板與車架便可組成兩個以上相互不位于同一平面的、可變形的平行四邊形，就可保證踏板2平穩(wěn)地向車架1作平移而不產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。
在上述實(shí)施例中，作為牽引繩使用了鋼絲繩，當(dāng)然也可以使用其他種類的繩索，例如可以使用尼龍繩。作為單向轉(zhuǎn)動傳動裝置，也可以不用超越離合器，而使用現(xiàn)有的其他單向轉(zhuǎn)動傳動裝置，例如使用棘輪棘爪。
在上述實(shí)施例中，作為傳動用聯(lián)桿的前、后各兩根側(cè)邊桿14e、14f、15e、15f設(shè)置成向后傾斜，以便踏板向后下方移動，這樣便適合人的走路習(xí)慣，踩動時可更省力。當(dāng)然也可以便其向前傾斜，只要使驅(qū)動動滑輪組18的驅(qū)動用聯(lián)桿與傳動用聯(lián)桿傾斜方向相反即可。
在上述實(shí)施例中，車架采用型鋼焊成的框架型車架，當(dāng)然也可采用其他材料、其他型式的車架，例如，可以使用注塑成形的板型車架，可以更減輕重量。
在上述實(shí)施例中，前車輪有兩個，這樣行駛可以更平穩(wěn)，但也可以使用1個。
在上述實(shí)施例中，作為扶手的伸縮架6可伸縮改變高度，它和方向控制桿10都與車架1鉸接，以便將它們折疊收攏在車架之上，以便于攜帶和存放，并可按各人的需要改變扶手的高度，當(dāng)然伸縮架及方向控制桿也可以做成不可折迭的固定式。扶手當(dāng)然也可以做成其他形式，例如做成現(xiàn)有的自行車龍頭的形式。此外，轉(zhuǎn)向裝置、剎車裝置也都可以采用現(xiàn)有的各種形式的裝置。
在上述實(shí)施例中，牽引繩卷繞在后輪軸上以驅(qū)動后輪軸，但也可以卷繞在前車輪上驅(qū)動前車輪，只要前車輪有左、右兩個且左、右前車輪有可獨(dú)自自由轉(zhuǎn)動的各自的輪軸。
由于本實(shí)用新型的傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)十分簡單，傳動過程中力的損耗小，且可以主要利用身體重力來交替驅(qū)動踏板而不必使用腳腕力等，所以行駛時十分省力，成本也低。
權(quán)利要求1.一種步行自行車，包括車架，設(shè)于車架上方的左右兩塊踏板，設(shè)于車架下方的前、后車輪，與所述左、右兩踏板分別對應(yīng)、將該兩踏板的運(yùn)動分別傳遞給所述車輪、驅(qū)使其轉(zhuǎn)動的左、右兩組傳動機(jī)構(gòu)，以及剎車裝置和方向控制裝置，其特征在于，至少被所述左、右傳動機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動的所述車輪有左、右兩個，且這左、右車輪具有可各自獨(dú)立轉(zhuǎn)動的各自的輪軸，而所述傳動機(jī)構(gòu)每組包括至少3根長度相等、不位于同一平面的傳動用聯(lián)桿，它們呈傾斜狀地分別以其上、下端與所述踏板和所述車架鉸接，且車架上的各鉸接點(diǎn)間的距離與踏板上相應(yīng)鉸接點(diǎn)間的距離相等；固定于所述車架之上、大致前后向設(shè)置的導(dǎo)軌；固定于所述車架的導(dǎo)軌一端附近或?qū)к壱欢瞬可系囊欢ɑ喗M、與所述定滑輪組相對、可沿所述導(dǎo)軌前、后移動的一動滑輪組；下端安裝著所述動滑輪組、驅(qū)使其前后移動的驅(qū)動用聯(lián)桿，該聯(lián)桿上端與所述踏板鉸接，呈與所述傳動用聯(lián)桿相反的傾斜方向，且當(dāng)所述踏板位于高位時使其下端的動滑輪組位于導(dǎo)軌的近定滑輪組一端；一端固定在所述動滑輪或定滑輪組上、在動、定滑輪組上跨繞多圈后又在所述車輪的輪軸上卷繞多圈，然后其另一端與后面將敘述的復(fù)位用彈性元件相連的牽引繩；使所述踏板向上復(fù)位及使所述牽引繩反向抽動復(fù)位的復(fù)位用彈性元件；設(shè)于卷繞著所述牽引繩的輪軸和車輪之間、使車輪僅向一個方向轉(zhuǎn)動的單向轉(zhuǎn)動傳動裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的步行自行車，其特征在于，所述彈性元件為固定在所述車架上的卷簧，卷簧的外端與在所述輪軸上卷繞多圈后的所述牽引繩的另一端相連接。
專利摘要一種步行自行車，具有車架、左右踏板、車輪及將踏板的上下運(yùn)動傳遞給車輪的左右兩組傳動機(jī)構(gòu)，每組傳動機(jī)構(gòu)包括至少3根長度相等、上下端分別與踏板和車架鉸接且踏板和車架上相應(yīng)鉸接點(diǎn)間距離相等以組成平行四邊形的傳動用聯(lián)桿，上端與踏板鉸接、下端裝有動滑動組的驅(qū)動用聯(lián)桿，為動滑輪組前后向移動導(dǎo)向的導(dǎo)軌，固定在車架上的定滑輪組，跨繞在動、定滑輪組上后卷繞在輪軸上并與復(fù)位彈性元件相連的牽引繩。該傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單效率高。
文檔編號B62M1/00GK2220421SQ9520110
公開日1996年2月21日 申請日期1995年1月3日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月3日
發(fā)明者徐順慶 申請人:徐順慶