专利名称：椅座式双驱动自行车的制作方法
技术领域：
本发明属于交通工具，是在本人原发明项目“高速自行轿车”(发明专利申请号89109215.3，于1991年6月26日公开；实用新型申请号90200313.5，于1991年9月25日授予专利权)和“双驱动仿生高速自行车”(发明专利申请号92105865.9)原理基础上改进完善而设计出的一种新型两轮高速自行车。
在人类科技发展史上，自行车堪称为一项伟大的发明。由于自行车具有着独特并且无与伦比的方便实用、省能源、无污染、占地面积小，以及造价低廉等等诸多方面的优势。方使其不但能够风行世界成为人类所拥有过的数量最大的一种交通工具，并且能够时经两个世纪而历久不衰。即使在现代化工业高度发展的今天以及在今后相当长的时期内，由人力来驱动的交通工具仍将会起到它无可替代的重要作用。尤其在当前人类所面临的能源短缺环境污染等世界性公害日趋严重的情况下，在尽可能广的范围内充分利用自行车这种低能耗无污染的交通工具来取代机动车辆的人类良好愿望，则更进一步地显示它的必要性和急迫性。
虽然自行车具备着人所共知的多种优越性，但也不可避免地仍然存在着许多明显的缺陷与设计不合理之处，有些甚至是亟待改进的关键性问题。大致归纳一下即为1、结构设计不当传统自行车的结构设计要求人的骑姿必须采用弯腰曲背的姿式。而这种明显违反人类生理特点的错误姿势伴随着自行车的问世竞能经历二百余年雷打不动延续至今，确乎令人感到不可思议。这种错误的骑姿不但会造成人力功能上的浪费，并且极易使人疲劳，长途骑行尤其如此。
2、不符合人类运动的生理特点，能量浪费大从生理学角度来看，当人类在做诸如行走或跳跃类的全身性运动时，其四肢会本能地做相互交错地协调运动。这样才能使人体功能得到正常和充分地发挥。若要在运动中限制上肢的运动和配合工作，则不但会极大地影响其运动功能，并会明显地导致和加速身体的疲劳。骑自行车本是人类步行或跑步行为的替代或延续，理应是一种全身性的运动。但由于传统自行车设计不合理，骑者在骑车过程中只能将双臂一直固定于车把上。这样不仅使两臂功能无法得到正常发挥，反而会降低腿部的工作效率并增大全身性的疲劳。另外不论从理论上或是实践中均已证明人类仅用上肢力即可驱动自身前进。所以不论哪一方面来看，在骑车中限制上肢的配合运动都不能不说是一种巨大的体力体能浪费。再者这种弯腰曲背的骑姿还会使前进中的空气阻力明显增大，从而极大地影响到自行车的前进速度。
3、重心高、不安全传统自行车由于本身结构所限，其车座不得不设计偏高，使骑者坐上车座后大都双脚无法接触地面。这样重心偏高所带来的后果除上述所讲增大空气阻力外，同时还带来了诸如稳定性差，以及上下车不便等不安全因素，当遇有突发性情况时就极易酿成交通事故。
4、车座结构对人体有害传统自行车车座大都面积偏小且呈三角形，现流行的变速车、山地车等更有座面日趋减小的趋势。这样势必使人在骑车时不得不将全身重量集中于会阴部位狭小的三角区并使此部位长期受到严重挤压。久而久之，就会起到泌尿生殖系统某些器官的器质性病变，其危害对于中老年人和妇女尤为严重。如此等等。
从当前世界性的自行车改进与发展的趋势来看，其发展主流似乎只是在车身的用料和花色品种上下工夫。带有功能性、根本性的改进方案则如凤毛麟角。在有关如何进一步提高车速方面，确也曾出现过一些诸如把链条传动改为齿轮传动或钢索传动之类的改进，还有一些则是在自行车上增设直流电动机或内燃机之类的辅助设施等等。而从实际上来看，上述诸如此类的改进有的仅属于枝节性的改良，没有多大的实际意义。另有的则仍是在向机动化方向发展，早已不属于“自行”车的研讨范畴。所以在迄今为止的很长一段时期内，有关自行车的改革与创新方面的工作一直处于一种徘徊不前的停顿状态，其节奏大大落后于当今科学技术的高速发展，远远满足不了对自行车越来越高的世界性的社会需求。
本发明就是针对上述情况，依据有关基础机械力学、人体力学以及空气动力学等有关理论而设计的一种既保留了传统自行车的全部优点，同时又符合人类运动的生理特点并能大幅度地节省体力和提高时速，安全舒适，造价低廉，并且极有益于驾驶者身体健康的新式高速自行车。其主要特点一是把传统自行车三角形鞍座改为带靠背的新式椅座，椅面高度较之传统自行车大幅度降低。骑者的骑姿也由传统的弯腰曲背式改为舒适的后仰式。从而获得驱车时的最佳蹬力效果并使前进中的空气阻力大大减少，同时也使车的安全性和稳定性大大增强。另外又根据人类运动时手脚交错协调运动的生理特点在车把部位增设了可单手或双手同时操作的前轮驱动加力装置。使骑者在驱车时可手脚并用协调运动。通过上述改变自行车结构设计和改变传统驱车方式等等途径，以达到保证骑者在舒适省力和安全的前提下使车速得到明显提高的目的。
本发明的主要结构结合
如下图1为椅座式双驱动自行车主视图。
图2为椅座式双驱动自行车俯视图。
图3为椅座式双驱动自行车车把结构图。
图4为椅座式双驱动自行车椅座主视图。
图5为椅座式双驱动自行车椅座俯视图。
其中图1和图2中的1为车架，2为车把，3为前车轮，4为车椅座，5为车椅座支架，6为后车轮，7为脚蹬，8为脚蹬曲柄，9为后驱动大链轮，10为后驱动链条，11为后飞轮，12为前加力手柄，13为前加力曲柄，14为前加力大链轮，15为前加力传动链条，16为前加力链条支轮，17为前叉，18为前飞轮。
图3中的19为车把立管，20为车把中心轴，21为车把中心轴轴承座，22为车把左把管，23为车把右把管。其中车把中心轴轴承座21与车把左把管22为固定连接；车把中心轴20由车把中心轴轴承座21和车把左把管22轴向中心部通过。前加力大链轮14与车把中心轴20同心并以销或键等方式固定于通过车把中心轴轴承座21和车把左把管22的右轴部位，并且车把中心轴20的右轴端与车把右把管23以螺纹或销、键等形式固定连接。
图4和图5中的24为椅背主架，25为椅座座垫座垫俯视图为前窄后宽梯形状，内装弹性填充物，26为椅座靠垫，27为调节高低用立管，28为前后调节架，29为调节紧固螺栓，30为座簧。
图5中的31为座簧支板。
实施过程分条叙述如下1、后轮驱动椅座式双驱动自行车的后轮驱动方式与传统自行车基本相同。所不同者是减少了骑传统自行车时的助蹬过程，具体程序为骑者可直接坐于车椅座4上(此时双脚可全部着地)，双手握车把2，起一脚踏动脚蹬7，并由此带动脚蹬曲柄8使后驱动大链轮9向前转动并通过后驱动链条10使后飞轮11同向转动，从而带动后车轮6前转。双脚如此轮番踏动，自行车即向前进。
2、前轮驱动(加力)前轮驱动即加力过程可根据骑者的熟炼程度分为双手和单手两种驱动加力操作方式。
双手操作方式为骑者坐于车椅座4上两手分别握车把2两端的前加力手柄12以相互交替的方式向前同向转动，通过两端的前加力曲柄13使车把中心轴20带动固定于右轴部的前加力大链轮14同向转动，并通过前加力传动链条15使前飞轮18带动前车轮3向前转动，由此完成前轮驱动即加力的全过程。
单手操作过程为左手握与车把中心轴轴承座21固定连接的车把左把管22，右手握车把2右端的加力手柄12向前转动，其余机械传动过程与双手操作过程完全相同，并由此来完成单手驱动加力的操作过程。
在前轮驱动即加力过程中，无论由双手或由单手操作，车把中心轴轴承座21和与之固定连接的车把左把管22始终处于静止而不是转动的状态中。
根据人体运动力学有关原理分析，双手与双腿同时参与驱车运动不仅不会失去平衡，反而会使自行车前进与身体状态更加稳定，经实践证实结论亦然。
考虑到有关转向，造型等项原因，本发明的前车轮直径一般小于后车轮。
3、转向由于本发明的车把2在自行车转向时其两端所划运动轨迹为水平方向旋转，而本发明的前驱动(加力)过程中前加力手柄12的运动轨迹为以车把中心轴20为圆心的垂直方向旋转，两种旋转轨迹互不干扰，故而本发明的车把2同时兼有前驱动(加力)和转向的两种功能，经实践证实结论亦然。
4、车椅座位置调整为适应不同骑者身高等各方面条件的不同，本发明的车椅座4设计为可根据需要做前后或高低方向的适当调整。其部件功能为通过提高或降低调节高低用立管27来调整车椅座的高低程度；通过调节紧固螺栓29在前后调节架28中的前后位置来调整车椅座4的前后位置。
本发明的制动系统与现有自行车相同。
本发明的有关原理及结构设计在增加前后车轮并根据增加前后车轮所需在调整有关传动轴和其它相应传动结构的基础上，亦可设计为三轮客货车或三轮及四轮自行轿车。
本发明与现有技术相比有如下优点与积极效果1、符合人体运动生理特点，省力、效率高由于本发明的驱动方式为四肢协调运动，符合人体运动生理特点，因而除能在骑行过程中大幅度地减少体能浪费外，还可通过将弯腰曲背的传统骑姿改变为舒适的半后仰姿式以获得骑行时的最佳蹬力效果。同时新增设的车椅座靠背反作用力也可起到明显的助蹬和助力作用，从而保证骑者在驱车过程中体力的大量节省并使车速显著提高。
2、舒适，明显有益于健康新增设的车椅座靠背和座垫面积的扩大均增大了人体与椅座的接触面积。这样除能明显地减少身体的局部压力使人感到舒适外，还能有效地防止和杜绝骑传统自行车所流行的所谓“自行车病”的发生与蔓延。
3、重心低、安全由于本发明中的车椅座较之传统自行车车座高度大幅度降低，使骑者在车椅座上双脚即可全部踏牢地面。这样除能大量减少行进中的空气阻力外，同时也便于驾驶者随心所欲地处理各种突发情况，从而极大地提高骑者在骑行过程中的人身安全系数。
4、本发明结构简单，造价低廉，并且占地面积小，易于存放，故而有着极大的实用价值和推广价值。
5、本发明同时兼有着节约能源，防止污染和有益于人体健康等明显优点，有着巨大的社会效益与经济效益。
权利要求1.一种椅座式双驱动自行车，其特征在于它的车座为带靠背的椅式车座并且座面高度要低于传统自行车座高度，车把部位装有可在双脚驱动后车轮的同时利用单手或双手同时操作来驱动前车轮的前驱动加力系统设施。
2.根据权利要求1所述的椅座式双驱动自行车，其特征在于它的车把是由车把中心轴、车把中心轴轴承座，车把左右把管、前驱动链轮、左右加力手柄和左右加力曲柄等部件所组成，其中车把左把管与位于车把中部的车把中心轴轴承座为同心固定连接，车把中心轴从车把左把管和与之固定连接的车把中心轴轴承座的轴向中心通过并且其右端与车把右把管以螺纹或销、键等形式相连接，车把两端均固定连接有前加力手柄和前加力曲柄。
3.根据权利要求2所述的椅座式双驱动自行车，其特征在于前驱动加力系统系由车把前加力大链轮、前加力链条和前飞轮等所构成。
4.根据权利要求1所述的椅座式双驱动自行车，其特征在于车座为靠背椅式车座，系由椅背主架、椅座座垫、椅座靠垫、调节高低用立管、前后调节架、紧固螺栓、座簧以及座簧支板等部件所构成，其中椅座座垫为前窄后宽梯形状。
5.根据权利要求1所述的椅座式双驱动自行车，其特征在于它是一种两轮自行车，前车轮直径小于后车轮。
专利摘要椅座式双驱动自行车的主要特点是它仍是一种两轮自行车，车座为带靠背的新式椅座，椅面高度较之传统自行车座高度大幅度降低。骑姿也由传统的弯腰曲背式改为舒适的低姿后仰式，从而获得驱车时的最佳蹬力效果并使前进中的空气阻力大大减少。同时又依据人类生理特点在车把部位增设了可用单手或双手同时操作的前轮驱动加力装置，可使人在驱车时手脚并用协调用力以使体能得充分发挥。
文档编号B62M1/00GK2149341SQ9320005
公开日1993年12月15日 申请日期1993年1月3日 优先权日1993年1月3日
发明者冯伟民 申请人:冯伟民