协力自行车的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种协力自行车，其具有在前轮与后轮之间缩短的轴距，这允许骑乘者从前车座或后车座独自地舒适地骑乘或者乘客位于前车座中。本发明的协力自行车的车架长度与标准单车座自行车相当。在骑车者之间接近度减小和在本发明的协力自行车上的前车座或后车座转向的能力改进了骑车者的参与程度和骑车者之间的互动程度。通过使前轮更靠近前车座位置而减小了轴距。提供减小直径的前轮以适应前踏板的旋转空隙，从而允许骑车者骑在具有与单骑车者自行车共同长度的自行车车架上。
【专利说明】协力自行车
[0001]相关申请的交叉引用
本申请为要求保护在2012年2月I日提交的美国临时申请序列号N0.61/593，718的优先权益的非临时申请，美国临时申请序列号N0.61/593,718的内容以引用的方式并入到本文中。
【技术领域】
[0002]本发明大体而言涉及自行车，并且更特定而言涉及协力自行车(tandem bicycle)的改进。
【背景技术】
[0003]协力自行车为被设计成由多于一人骑乘的自行车形式。术语“协力”指前后，而非并排的车座布置。与常规自行车相比，协力自行车使踩踏动力加倍，在动力传动系统中仅具有稍微多一点的摩擦损失。协力自行车具有与常规自行车大约相同的风阻力。高性能协力自行车的重量可小于单人自行车的两倍，因此动力重量比可能略微优于单人自行车和骑车者的动力重量比。在平坦地形和下坡时，由骑车人所产生的大部分动力用来克服风阻力，因此协力自行车可以达到比单人自行车上的相同骑车者更高的速度。然而，协力自行车可能在上坡时更缓慢，部分是由于需要在骑车者之间的高度协调，特别是在两个骑车者的体能差别较大的情况下，需要在步调方面折衷。
[0004]在常规协力自行车中，前骑车者进行转向以及踩踏自行车并且也被称作队长、领导者或转向舵手；而后骑车者仅踩踏并且也被称作尾桨手(stoker)、导航者或后轮上将。在大部分协力自行车中，两组曲柄由定时链机械地联结并且以相同速率转动。动力从所有踏板向后轮传递需要传动系。通常，最前部的曲柄组转动定时链，而定时链连接到后曲柄组，后曲柄组将这个动力传递到驱动链，驱动链连接到后轮。这种配置被称作交叉后驱动，并且需要后骑车者的曲柄臂安装链环。协力骑车者可以选择通过同相(IP)或异相(OOP)踩踏来使他们的踩踏同步。在同相踩踏中，每个骑车者的曲柄在任何时间点处于相同或相反的钟点位置。在异相踩踏中，两个骑车者的曲柄在不同非相反的位置。
[0005]自行车，包括协力型式的自行车，构建于车架上，轮和其它部件装配到车架上。车架通常由一系列被布置为三角形的管构成。菱形车架10通常由两个三角形形成，如在现有技术图1中所示，主三角形12和成对的后三角形14。主三角形12具有头管16、顶管构件
18、下管20和车座管22。后三角形14包括车座管22和成对的后下叉24和后上叉26。头管构件16包含碗组(headset)，经由转向器管用于前叉28的转向轴承并且与转向车把30形成接口连接。前叉28固定可转向的前轮32，而后下叉24与后上叉26的接合部充当后轮34的附连点。顶管构件18或横杆将头管构件16顶部连接到车座管22顶部。车座管22容纳来自车座38或鞍座的柱36。
[0006]传统协力自行车具有某些缺陷，包括减弱自行车便携性和可操纵性以及使储存和运输自行车不便的长轴距。协力自行车的后骑车者不能控制自行车转向，并且通常后骑车者的前向视野被前骑车者挡住。而且，除了减小了后骑车者的视野之外，协力自行车的车座布置也使骑车者彼此分开使得它们不能容易地互动或交流。在协力自行车上骑车者的分开对于社交或休闲骑车而言是一个严重的妨碍。实际上，在协力自行车上的骑车者可能感觉到彼此间距离感比它们并排骑在单独标准自行车上更远。后骑车者缺少控制、参与感并且与其同伴骑车者分开可能不利于他们骑协力自行车的体验。
[0007]已知可以由单个后骑车者骑乘的短协力自行车的示例，例如“Buddy Bike”，其中，在头管与前车座柱之间的第一距离通常为或接近国际自行车联合协会(UCI)标准教导，更确切地，与标准长度协力自行车相比，通过缩短在前车座管与后车座管之间的第二距离来得到所述协力型自行车的短长度。短协力Buddy Bike具有大于后距离17%的前距离。而标准UCI竞赛协力自行车具有为第二距离75%至90%的第一距离。UCI协力自行车的第一距离为所有现有自行车中典型的。UCI协力自行车并不像短协力自行车，并且由于为了使后骑车者进入长空气动力学主体形状而增加的空间，第二距离的长度更长，因此第一位置将更小。因此，第一距离减小可以被理解为与车架缩短技术无关。
[0008]因此，需要一种更紧凑并且易于运输的协力自行车，其增加了后骑车者的投入和参与。
【发明内容】
[0009]提供一种协力自行车，其为紧凑的并且可易于运输，同时增加了两个骑车者中较矮者的投入和参与。提供了一种协力自行车，其具有在前轮与后轮之间缩短的轴距，允许骑车者从前车座或后车座独自舒服地骑乘，或者乘客位于前车座中。协力自行车的车架长度与标准单车座自行车相当。在骑车者之间接近度减小和从协力自行车上的前车座或后车座转向的能力改进了骑车者的参与程度和骑车者之间的互动程度。在某些实施例中，通过使前轮更靠近前车座位置而减小了轴距。提供减小直径的前轮以适应前踏板的旋转空隙，从而允许两个骑车者骑在具有与单个骑车者自行车共同长度的自行车车架上。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]被认为是本发明的主题在说明书所附的权利要求中特别地指出且明确地要求保护。通过结合附图来理解下文的详细的描述，本发明的前述和其它目的、特征和优点将显然，其中附图描述如下。
[0011]图1为典型现有技术自行车车架。
[0012]图2示出了根据本发明的一实施例的协力自行车的侧部透视图。
[0013]图3示出了根据本发明的一实施例的协力自行车的顶部透视图。
[0014]图4示出了根据本发明的一实施例的协力自行车的侧部立视透视图。
[0015]图5示出了前骑车者和后骑车者骑在根据本发明的一实施例的协力自行车上；以及。
[0016]图6示出了位于后车座中的后骑车者控制根据本发明的实施例的协力自行车。
[0017]参看附图，详细描述以举例说明的方式解释本发明的优选实施例，以及优点和特点。
【具体实施方式】
[0018]提供本发明的协力自行车，其为紧凑的并且可易于运输，同时增加了两个骑车者中较矮者的投入和参与。本发明的协力自行车的实施例在前轮与后轮之间具有缩短轴距，这允许骑车者从前车座或后车座独自地舒适地骑乘，或者乘客位于前车座中。本发明的协力自行车的车架长度与标准单车座自行车相当。在骑车者之间的接近度减小和从本发明的协力自行车上的前车座或后车座转向的能力改进了骑车者的参与程度和骑车者之间的互动程度。在某些实施例中，通过使前轮更靠近前车座位置而减小了轴距。
[0019]应了解在提供值范围的情况下，该范围预期不仅包含该范围的端点值而且也包括明确地含在该范围内并且以该范围的末位有效数字变化的该范围的中间值。举例而言，所叙述的从I至4的范围预期包括1-2、1-3、2-4、3-4和1-4。
[0020]现参考图2至图4，总体上以40示出了本发明的协力自行车的实施例，其中在附图之间共用相同的附图标记。本发明的协力自行车40的实施例构建于菱形车架上，菱形车架包括两个三角形，如先前在图1中示出，主三角形12和成对的后三角形14。主三角形12包括头管构件16、顶管构件18、下管构件20、后车座管22并且由前车座管22’平分。在本发明的协力自行车的某些实施例中，顶管构件18的总长度(LT(rtal)与根据图1的被设计用于单个骑车者的典型现有技术自行车相当。应意识到在某些实施例中，顶部构件18被省略从而以减弱车架为代价为后骑车者形成更大空隙。在省略了顶管18的这样的情形下，通过常规技术诸如车架材料选择或者下管构件20增加的管状直径而增强车架。如在图2中看出，顶管构件18的总长度由两个子部段组成:从头管构件16到前车座管22’的第一长度(L1)和从前车座管22’到后车座管22的第二长度(L2)15后三角形14由后车座管22和成对的后下叉24和后上叉26限定。头管构件16包含碗组，和经由杆62用于前叉28的转向轴承，并且与转向车把30形成接口连接。前叉28固定可转向前轮32，而后下叉24与后上叉26的接合部充当后轮34的附连点。在某些实施例中，顶管构件18或横杆连接头管构件16顶部与后车座管22和前车座管22’的顶部，而在其它实施例中，省略了顶杆构件18。后车座管22容纳并且接合来自后车座38或鞍座的柱36，而前车座管22’容纳并且接合来自前车座38’的柱36’。前车座38’和后车座38分别经由车座柱36’和36可移除地并且可调整地附连到其相应车座管22’和22。在某些实施例中，在图示取向的水平线与柱36-36’的顶部之间的线之间限定150度与170度之间的角度。前车座管22’的底部具有在下管构件20下方延伸的向下延伸管58，下管构件20附连到前底支架以保持并且接合定时或前曲柄组42和前踏板44，前踏板44驱动或转动了悬挂有定时链调整器48的定时链46，以调整定时链46。而定时链46连接到后曲柄组50，后曲柄组50附连到后踏板52，后踏板52将这个动力传递给驱动链54，驱动链54经由齿轮组56连接到后轮34。后车座管22保持或接合后曲柄组50并且止于下管20与后下叉24的相交处。定时链46和驱动链54 —起形成传动装置，传动装置可以由坐在前车座38’、后车座38或两个车座中的第一骑车者或第二骑车者单独地或一起操作。
[0021]车把30经由协力车架的杆62可移动地连接到头管构件16。在某些发明实施例中，杆62可以类似于折叠自行车上存在的可上下调整杆，或者杆62具有铰链63以易于以类似于折叠自行车上所用的杆的方式运输。此外，应意识到杆62可以被调整为从前到后不同角度。
[0022]车把30适于由坐在前车座38’或后车座38中的第一或第二骑车者中的至少一个操纵，如图5和图6所示。图5示出了前骑车者和后骑车者骑在协力自行车上。图6示出了在后车座中的后骑车者控制协力自行车。在某些发明实施例中，车把30包括适于允许位于后车座38上的骑车者能从后车座38转向的细长车把。
[0023]在协力自行车40的某些发明实施例中，在头管构件16与前车座管构件22’之间的第一距离(L1)小于在后车座管构件22与前车座管构件22’之间的第二距离长度(L2)的75%。在另外的实施例中，在头管构件16与前车座管构件22’之间的距离(L1)小于顶管构件18的长度50%。本发明的协力自行车具有小于第二距离75%或者甚至小于第二距离50%的第一距离，由此提供单个骑车者搬运、运输和前所未有的利用的优点。
[0024]在协力自行车40的某些发明实施例中，在头管构件16与前车座管构件22’之间的距离(L1)小于14英寸。在其它发明实施例中，在头管构件16与前车座管构件22’之间的距离(L1)是6英寸。
[0025]在协力自行车40的其它发明实施例中，在前轮32与后轮34之间的轴距(L3)是41.5英寸，并且在头管构件16与前车座管构件22’之间的和距离(L1)小于14英寸。
[0026]在协力自行车40的其它发明实施例中，前轮32的直径小于后轮34的直径。
[0027]在协力自行车40的其它发明实施例中，前车座管构件22’向下延伸管20在下管构件20下方延伸，使得在骑乘表面与下管构件之间的角度β大于20度。
[0028]在协力自行车40的其它发明实施例中，后车座管构件22在接合后车座柱36的顶管构件18上方具有向上延伸管60。向上管状延伸管60被增强并且用作后车座柱36的加强构件。
[0029]在协力自行车40的一实施例中，前踏板44形成用于前车座38’的一组左右踏板，这组左右踏板限定左右曲柄旋转平面和在左右曲柄旋转平面之间的垂直距离以用于限定前轮32的允许直径从而避免在前踏板44的左右踏板组或骑车者脚趾与前轮32之间接触。也由头管构件16的角度来确定前轮32的位置。头管构件16可以在50-80度之间的角度Y，允许前轮32定位于前车座38’的左右踏板的左右曲柄旋转平面内。
[0030]在本发明的其它实施例中，提供一种协力自行车，其中，踏板和曲柄的最大半径与前轮半径相交。这在具有20英寸或更小前轮的本发明的自行车中是特别有利的。令人吃惊地发现，当轮与曲柄半径相交时，随着轮直径减小实现了增加的转角。为了便于更大限制的转向管角或者无干扰，本发明的这种自行车可选地与加宽的前曲柄组合。
[0031]在另一发明实施例中，提供一种协力自行车，其具有小于30英寸的总顶管长度，30英寸为成年单骑车者自行车顶管的长度并且比常规协力自行车显著更短。举例而言，公路赛协力自行车具有46英寸的顶管长度，Buddy Bike协力自行车具有37英寸的顶管长度，而单人骑乘的自行车具有28-19英寸的顶管长度。这在具有20英寸或更小的前轮的本发明的自行车中是特别有利的。令人意外地发现当轮与曲柄半径相交时，随着轮直径减小实现了增加转角。为了便于更大的有限转向管角或无干扰，本发明的这种自行车可选地与较宽的前曲柄组合。
[0032]在另一发明实施例中，提供协力自行车，相对于其相应左右侧的分隔，其具有加宽的后曲柄，以减少后骑车者的膝盖撞击前骑车者的臀部或身体的可能性，令人意外地，与利用用于任何协力自行车的后骑车者的标准宽度曲柄原本可能的情况相比，允许减小的后顶管长度。
[0033]在另一发明实施例中，当协力自行车被单人骑乘并且从后位置骑乘时，协力自行车具有类似于单人骑乘自行车的重量分布。从前轮轴到后车座与从后轮轴到后车座得到长度比。还设想到本发明的协力自行车具有单个骑车者自行车比例的30%内的比例。
[0034]在另一发明实施例中，当协力自行车由单人从后位置骑乘时，协力自行车具有与单人骑乘自行车的范围类似的轴距与后曲柄(WRC)比例，而并不类似于所教导的协力自行车的范围。从后轮轴与后曲柄组中心点之间的距离除以前轮轴与后轮轴之间的距离得到WRC长度比。还设想到本发明的协力自行车具有单个骑车者自行车的比例的30%内的比例。本发明的协力自行车具有0.28至0.42的WRC，而在其它实施例中，本发明的协力自行车具有0.30至0.39的WRC。与本发明不同，来自UCI公路赛的协力自行车、短Buddy Bike和Schwinn短协力自行车T-5分别具有0.273、0.273和0.25的WRC，常规UCI公路赛自行车和Schwinn越野自行车分别具有0.273与0.41的WRC。虽然具有类似于非协力自行车的WRC比例的协力自行车具有明显的搬运方面的优点，并且尽管这似乎是显而易见的，仔细研究发现需要增加后下叉长度来应对协力自行车的长总顶管或第一距离和第二距离。当作为协力自行车骑乘时，后下叉延长对于已经较长的协力自行车而言是反直观的(counterintuitive)。另外反直观的是，在长度减小更关键的情况下，目的是使协力自行车用于单个骑车者。
[0035]前文的描述说明了本发明的特定实施例，但并不意味着在实践本发明时加以限制。下文的权利要求包括其等效物预期限定本发明的范围。
【权利要求】
1.一种协力自行车，包括: 前轮和后轮； 悬挂于所述前轮与所述后轮之间的车架，所述车架包括相对靠近所述前轮和后轮而位于所述车架上的预定位置处的前车座管构件和后车座管构件； 头管构件，其位于所述协力自行车的前端处，与车把和可转向前叉成机械连通，所述前叉可移动地连接到所述前轮； 前车座和后车座，其可移除地并且可调整地附连到所述相应前车座管构件和后车座管构件； 传动装置，其适于可由第一骑车者和第二骑车者单独地或一起操作； 其中所述车把可移动地连接到所述车架的所述头管构件并且适于由坐在所述前车座或后车座上的所述第一骑车者或第二骑车者中的至少一个操纵；以及 其中在所述头管构件与前车座管构件之间的第一距离小于在所述后车座管构件与所述前车座管构件之间的第二距离长度的一半。
2.根据权利要求1所述的协力自行车，其特征在于，在所述头管构件与所述前车座管构件之间的所述距离小于所述顶管构件长度的三分之一。
3.根据权利要求1所述的协力自行车，其特征在于，在所述头管构件与所述前车座管构件之间的所述距离小于所述顶管构件长度的四分之一。
4.根据权利要求1所述的协力自行车，其特征在于，在所述头管构件与所述前车座管构件之间的距离小于14英寸。
5.根据权利要求1所述的协力自行车，其特征在于，在所述头管构件与所述前车座管构件之间的距离为6英寸。
6.根据权利要求1所述的协力自行车，其特征在于，在所述前轮与所述后轮之间的轴距小于41.5英寸，并且在所述头管构件与所述前车座管构件之间的距离小于14英寸。
7.根据权利要求1所述的协力自行车，其特征在于，前车座管构件和后车座管构件具有前车座柱顶部和后车座柱顶部，当所述协力自行车在水平地面上时，所述前车座柱顶部和后车座柱顶部限定一种相对于水平形成介于150度与175度之间角度的线。
8.根据权利要求1所述的协力自行车，其特征在于还包括顶管构件。
9.根据权利要求8所述的协力自行车，其特征在于，所述框架包括由所述顶管构件、所述后车座管构件和在所述顶管构件的前端与所述后车座管构件的底端之间的下管形成的菱形形状。
10.根据权利要求8所述的协力自行车，其特征在于，所述车架还包括在所述下管下方延伸的前车座管构件向下延伸管，使得在所述骑乘表面与所述下管之间的角度大于20度。
11.根据权利要求1所述的协力自行车，其特征在于，所述传动装置包括位于所述后车座管构件的底端附近、用于所述后车座的第一组左右踏板；以及位于所述前车座管构件向下延伸管的底端处、用于所述前车座的第二组左右踏板，其中用于所述前车座的所述第二组左右踏板限定左右曲柄旋转平面，并且在所述左右曲柄旋转平面之间的垂直距离用于限定所述前轮的允许直径从而避免在所述第二组左右踏板或骑车者的脚趾与所述前轮之间的接触。
12.根据权利要求1所述的协力自行车，其特征在于，所述头管构件以介于50-80度之间的角度附连到所述车架，所述50-80度之间的角度允许所述前轮定位于所述前车座的左右踏板的左右曲柄旋转平面内。
13.根据权利要求1所述的协力自行车，其特征在于，所述车把包括适于允许位于所述后车座上的骑车者能从所述后车座转向的细长车把。
14.根据权利要求1所述的协力自行车，其特征在于，所述前轮和所述后轮限定轴距并且所述传动装置包括后曲柄，其中所述轴距与后曲柄限定在0.28与0.42之间的比例(WRC)0
15.根据权利要求1所述的协力自行车，其特征在于，所述前轮的前轮直径小于所述后轮的后轮直径。
【文档编号】B62K3/14GK104220324SQ201380007655
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年2月1日 优先权日:2012年2月1日
【发明者】肖恩·C·雷蒙德 申请人:肖恩·C·雷蒙德