具有低轉向干涉效果的騎行傳動裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于騎行裝置的新穎傳動裝置，其顯著地減少了對轉向操作的扭矩干涉。而且，此類傳動裝置允許改進臥式騎行能力。本發明的裝置因此包括減小扭矩水平的固定傳動組件與使扭矩水平倍增的可移動傳動組件的組合，允許避免經過該車輛轉向軸線的高扭矩效果。因此，在實施此類扭矩轉移協議時，總體騎行裝置適當地并且從中心進行較寬角度的轉向的能力允許獨特的臥式騎行構造。然后，此類裝置可以用于人力騎行車輛或也用于這樣的騎行車輛，即所述騎行車輛還包括電氣部件以允許通過一個或多個后輪的自動驅動能力。在多種騎行裝置內實施此類傳動裝置的方法也包括于本發明中。
【背景技術】
[0002]傳統人力自行車操作涉及利用鏈條以允許從踏板齒輪向車輪齒輪轉移動力從而提供車輛推進必需的旋轉能量。此類標準裝置通常需要使用者“立”在車輛上以向踏板提供合適扭矩從而有充分的力來發生運動。鏈條部件在這種操作中驅動后輪，同時存在前輪以通過用于控制的把手構造來實現平衡和轉向目的。獨輪車和三輪車通常利用在車輪(對于典型三輪車而言前輪)相對側上的踏板曲柄，其中使用者的腳通過代表車輪本身中心的軸線直接生成動力。此類活動通常難以進行，因為使用者生成用于特定速度的充分力和/或操縱車輛向上爬斜坡的能力是重要的。此外，此類踏板曲柄構造需要腳踏和轉向能力留在相同平面內，使得總體活動由使用者進行。如果在拐彎期間踩踏板，使用者的腿必須調整為不同角度和長度直到該方向伸直。由于也需要在拐彎過程中向各踏板提供變化的力，所以也可能在某種程度上有損轉向操作，從而需要使用者補償此類可能的困難。
[0003]實際上，提供了某些開發以允許減小的力用于增加的自行車速度(或改進的斜坡攀爬能力)，諸如利用多個齒輪在“低”扭矩生成水平與“高”扭矩生成水平之間轉換。然而，這些改進仍然依靠包括鏈條組件，并且尤其是需要騎車者保持在直立位置，從而通過肌肉與重力的組合生成力。三輪車和獨輪車裝置尚未改進到任何這樣的程度，除了在又回到傳統類型的騎行裝置的某些情形下涉及鏈條組件外。
[0004]長期以來，在該行業中存在臥式自行車，提供直立騎行位置的獨特替代，使這些使用者得到可能的健身運動改進。然而，這些裝置仍主要涉及利用鏈條來從前部定位踏板向后輪傳輸合適驅動動力。在任何情況下，存在相當有限的騎行裝置構造范圍，大部分仍然依靠舊的基于鏈條的技術。
[0005]在騎行裝置行業中還存在前輪動力鏈條組件。然而，這些獨特結構需要容易產生問題的構造，其中，例如，鏈條在轉向旋轉平面上扭轉，或者萬向接頭用于橋接移動(繞轉向軸線旋轉)和非移動傳動軸的軸線。在此兩種情況下，都顯著地損害所發生的轉向運動，并且特別是與傳統后輪驅動自行車相比較更是如此。這個問題可能會不利地影響此類裝置的穩定性并且也嚴重地限制其機動性。因此，這些構造在功能上不足，這歸因于所采用的動力傳輸技術的誤用。特別地，由于所涉及的鏈條移動的奇怪構造，此類動力傳動鏈條在適用扭矩傳輸極限內具有較小的可容許的角偏轉范圍。
[0006]考慮到騎行操作內用于動力傳輸的周轉齒輪構造的能力，存在某些其它發展。為此目的，通過使用與轉向軸線同軸的太陽齒輪，此類裝置傾向于利用齒輪系在轉向旋轉平面上傳輸動力。在原則上，此類布置可能允許相對不受限制的轉向，具有高效率正齒輪傳輸的另外的益處。此類構造可以通過包括雙反向旋轉太陽齒輪而在有限程度上克服周轉傳動布置內驅動扭矩反作用引起的對人力轉向干涉的某些問題。以此方式，允許相對于前輪輪轂軸線平行和相對的傳動路徑，在理論上，此賦予補救反作用力，補救反作用力被賦予轉向叉以均勻地分解成相對和抵消的分量。然而，在實踐中，此類總體設計實際上有利于相對于一個路徑在另一路徑上進行動力傳輸；然后此類力分解似乎導致一個力相對于另一個力占優勢，而不是由兩個可用結構均勻地分擔。因此，所造成的抵消效果因而受到損害或者甚至在這種情形下完全喪失。例如，通過在周轉齒輪與踏板曲柄之間顯著的扭矩減少，無法補救此類問題，更不用說通過在周轉齒輪與被驅動輪之間的扭矩倍增的任何其它伴隨的補償。換言之，此類現有周轉齒輪構造所需的高扭矩仍導致操作所需的顯著較高的扭矩，由此留給使用者來提供此類動力。同樣，理論扭矩-反作用抵消的失敗可能導致顯著不平衡力作用于轉向叉上。從動輪的輸入扭矩和/或滾動阻力的正常波動會造成此類力的類似波動，從而傾向于改變轉向方向，除非由操作者的控制反作用來充分對抗。可能這些力在特定情形下足以造成操作者失去控制。
[0007]因此，明確地需要提供一種騎行裝置(例如，自行車、三輪車)，其允許使用者利用較低動力來進行適當運動以騎行爬坡或者實現更高速度，同時此類結果所需的扭矩并不阻礙其轉向能力。如上文所指出的那樣，迄今，這個結果尚未在相關現有技術內提供。
【發明內容】
[0008]本發明的一個明顯優點在于能允許通過在轉向柱前方的獨立踏板曲柄搖動來進行無阻礙的轉向。本發明的另一優點在于能通過單個前輪的直接旋轉能量生成充分扭矩用于騎行運動并前進。本發明的又一優點在于能提供一種模塊式騎行裝置，該模塊式騎行裝置包括可根據要求與主體部分分離和附連的前輪/踏板曲柄組件。本發明的再一優點是能結合任何類型的后輪組件來使用此類騎行裝置，所述后輪組件包括具有用以允許安全并且可靠地運輸物品的后行李箱的后輪組件。本發明裝置的又一優點在于能將前輪踏板曲柄部件組合到混合動力車輛的電動后輪裝置，混合動力車輛可以涉及利用獨立的前后輪能量來進行移動，或者同時利用前后輪能量的組合來進行移動。然后，本發明裝置的再一優點在于如果電氣部件的能量供應用完，使用者能選擇采用低沖擊踏板曲柄搖轉來在合適表面上適當地運輸該裝置。另一優點是隔開的前后驅動器件允許單獨地對二者進行獨立優化從而獲得車輛整體更高的功能效率。
[0009]因此，本發明包括一種車輛傳動裝置，該車輛傳動裝置包括固定傳動組件和相繼的可移動傳動組件，固定傳動組件表現為扭矩減小，可移動傳動組件表現為扭矩倍增。本發明也包含因此允許減少對車輛轉向的扭矩干涉的相同傳動裝置。本發明還包括一種臥式騎行裝置，此類臥式騎行裝置包括上文所描述的傳動裝置，其中所述騎行裝置能夠僅通過前輪驅動操作進行運動。本發明還包含一種臥式騎行裝置，該臥式騎行裝置包括前輪和至少一個后輪，其中所述裝置通過踏板曲柄組件人力操作，踏板曲柄組件僅向所述前輪的運動直接提供動力，并且其中所述踏板曲柄組件的操作并未生成對所述車輛轉向的明顯扭矩干涉。本發明還包含一種臥式騎行裝置，其包括后部件，該后部件具有兩個相對輪和在臥式座椅后方用于放置行李箱部件的空間以在所述騎行裝置移動期間在其中運輸物品。在本發明的范圍內還包括帶發電裝置的此類騎行裝置，該發電裝置用于使兩個后輪中至少一個移動，作為所述前輪的人力操作的補充。
[0010]因此，本發明的騎行裝置包括通過踏板曲柄實現的獨特人力操作傳動裝置，該踏板曲柄通過齒輪組件對準，以將因此生成的扭矩減少充分的量，從而在實際操作期間減少對轉向能力的干涉。此類傳動裝置允許扭矩減小直到通過齒輪裝置生成的動能轉移到周轉齒輪組件，周轉齒輪組件隨后增加遞送給車輪的扭矩。以此方式，盡管使用者生成的扭矩可能相對較高，此水平的轉向效果將不會因此不利地影響到騎行裝置的轉向能力。一般而言，長期以來認為由車輛生成的更大扭矩，無論是人力的還是機械供應的，會潛在地造成轉向效果，因為由此類扭矩應用所形成的力矢量形成力量值傾向于保持恒定的條件。任何過大的扭矩應用可能造成人轉向困難，因為車輛將自然地設法保持在與當時有效的力矢量相關聯的方向上。因此，克服此類情形所需的動力可能相當顯著(由于相等的動力產生是施加的扭矩與所生成的車輛速度的乘積)。其它裝置(諸如汽車)可以通過適當設計開發來補償此類現象。然而，對于踏板曲柄騎行裝置而言，這些問題尚未被考慮到這種程度上(若有所考慮的話)。因此，本發明的傳動裝置允許用于臥式騎行裝置，其允許使用者進行適當轉向，由此生成的扭矩對轉向具有很小干涉(如果有的話)。
[0011]因此，本發明的傳動裝置利用合適齒輪技術來符合低扭矩轉向效果必需的水平。鏈條組件，盡管通常根據需要而高效地允許生成高扭矩，但并不允許用于這個目的所需要的任何顯著扭矩減小。因此，本發明的裝置涉及利用合適齒輪，各合適齒輪通過適當依序尺寸減小而允許扭矩耗散，轉移到下周轉齒輪組件而不失去動力，但具有顯著扭矩減小，并且然后通過依序齒輪尺寸增加而使扭矩倍增直到將扭矩和動力轉移到車輪。扭矩減小比優選地為至少1/10，并且優選地，可能高達或者甚至高于1/24，從而滿足最小轉向干涉的必需要求。
[0012]這個比例因此允許能將扭矩水平以至少10倍、優選地至多24(或更高)倍從踏板曲柄組件減小到最初可調整的齒輪組件并且然后使扭矩水