具有低转向干涉效果的骑行传动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于骑行装置的新颖传动装置，其显著地减少了对转向操作的扭矩干涉。而且，此类传动装置允许改进卧式骑行能力。本发明的装置因此包括减小扭矩水平的固定传动组件与使扭矩水平倍增的可移动传动组件的组合，允许避免经过该车辆转向轴线的高扭矩效果。因此，在实施此类扭矩转移协议时，总体骑行装置适当地并且从中心进行较宽角度的转向的能力允许独特的卧式骑行构造。然后，此类装置可以用于人力骑行车辆或也用于这样的骑行车辆，即所述骑行车辆还包括电气部件以允许通过一个或多个后轮的自动驱动能力。在多种骑行装置内实施此类传动装置的方法也包括于本发明中。
【背景技术】
[0002]传统人力自行车操作涉及利用链条以允许从踏板齿轮向车轮齿轮转移动力从而提供车辆推进必需的旋转能量。此类标准装置通常需要使用者“立”在车辆上以向踏板提供合适扭矩从而有充分的力来发生运动。链条部件在这种操作中驱动后轮，同时存在前轮以通过用于控制的把手构造来实现平衡和转向目的。独轮车和三轮车通常利用在车轮(对于典型三轮车而言前轮)相对侧上的踏板曲柄，其中使用者的脚通过代表车轮本身中心的轴线直接生成动力。此类活动通常难以进行，因为使用者生成用于特定速度的充分力和/或操纵车辆向上爬斜坡的能力是重要的。此外，此类踏板曲柄构造需要脚踏和转向能力留在相同平面内，使得总体活动由使用者进行。如果在拐弯期间踩踏板，使用者的腿必须调整为不同角度和长度直到该方向伸直。由于也需要在拐弯过程中向各踏板提供变化的力，所以也可能在某种程度上有损转向操作，从而需要使用者补偿此类可能的困难。
[0003]实际上，提供了某些开发以允许减小的力用于增加的自行车速度(或改进的斜坡攀爬能力)，诸如利用多个齿轮在“低”扭矩生成水平与“高”扭矩生成水平之间转换。然而，这些改进仍然依靠包括链条组件，并且尤其是需要骑车者保持在直立位置，从而通过肌肉与重力的组合生成力。三轮车和独轮车装置尚未改进到任何这样的程度，除了在又回到传统类型的骑行装置的某些情形下涉及链条组件外。
[0004]长期以来，在该行业中存在卧式自行车，提供直立骑行位置的独特替代，使这些使用者得到可能的健身运动改进。然而，这些装置仍主要涉及利用链条来从前部定位踏板向后轮传输合适驱动动力。在任何情况下，存在相当有限的骑行装置构造范围，大部分仍然依靠旧的基于链条的技术。
[0005]在骑行装置行业中还存在前轮动力链条组件。然而，这些独特结构需要容易产生问题的构造，其中，例如，链条在转向旋转平面上扭转，或者万向接头用于桥接移动(绕转向轴线旋转)和非移动传动轴的轴线。在此两种情况下，都显著地损害所发生的转向运动，并且特别是与传统后轮驱动自行车相比较更是如此。这个问题可能会不利地影响此类装置的稳定性并且也严重地限制其机动性。因此，这些构造在功能上不足，这归因于所采用的动力传输技术的误用。特别地，由于所涉及的链条移动的奇怪构造，此类动力传动链条在适用扭矩传输极限内具有较小的可容许的角偏转范围。
[0006]考虑到骑行操作内用于动力传输的周转齿轮构造的能力，存在某些其它发展。为此目的，通过使用与转向轴线同轴的太阳齿轮，此类装置倾向于利用齿轮系在转向旋转平面上传输动力。在原则上，此类布置可能允许相对不受限制的转向，具有高效率正齿轮传输的另外的益处。此类构造可以通过包括双反向旋转太阳齿轮而在有限程度上克服周转传动布置内驱动扭矩反作用引起的对人力转向干涉的某些问题。以此方式，允许相对于前轮轮毂轴线平行和相对的传动路径，在理论上，此赋予补救反作用力，补救反作用力被赋予转向叉以均匀地分解成相对和抵消的分量。然而，在实践中，此类总体设计实际上有利于相对于一个路径在另一路径上进行动力传输；然后此类力分解似乎导致一个力相对于另一个力占优势，而不是由两个可用结构均匀地分担。因此，所造成的抵消效果因而受到损害或者甚至在这种情形下完全丧失。例如，通过在周转齿轮与踏板曲柄之间显著的扭矩减少，无法补救此类问题，更不用说通过在周转齿轮与被驱动轮之间的扭矩倍增的任何其它伴随的补偿。换言之，此类现有周转齿轮构造所需的高扭矩仍导致操作所需的显著较高的扭矩，由此留给使用者来提供此类动力。同样，理论扭矩-反作用抵消的失败可能导致显著不平衡力作用于转向叉上。从动轮的输入扭矩和/或滚动阻力的正常波动会造成此类力的类似波动，从而倾向于改变转向方向，除非由操作者的控制反作用来充分对抗。可能这些力在特定情形下足以造成操作者失去控制。
[0007]因此，明确地需要提供一种骑行装置(例如，自行车、三轮车)，其允许使用者利用较低动力来进行适当运动以骑行爬坡或者实现更高速度，同时此类结果所需的扭矩并不阻碍其转向能力。如上文所指出的那样，迄今，这个结果尚未在相关现有技术内提供。
【发明内容】
[0008]本发明的一个明显优点在于能允许通过在转向柱前方的独立踏板曲柄摇动来进行无阻碍的转向。本发明的另一优点在于能通过单个前轮的直接旋转能量生成充分扭矩用于骑行运动并前进。本发明的又一优点在于能提供一种模块式骑行装置，该模块式骑行装置包括可根据要求与主体部分分离和附连的前轮/踏板曲柄组件。本发明的再一优点是能结合任何类型的后轮组件来使用此类骑行装置，所述后轮组件包括具有用以允许安全并且可靠地运输物品的后行李箱的后轮组件。本发明装置的又一优点在于能将前轮踏板曲柄部件组合到混合动力车辆的电动后轮装置，混合动力车辆可以涉及利用独立的前后轮能量来进行移动，或者同时利用前后轮能量的组合来进行移动。然后，本发明装置的再一优点在于如果电气部件的能量供应用完，使用者能选择采用低冲击踏板曲柄摇转来在合适表面上适当地运输该装置。另一优点是隔开的前后驱动器件允许单独地对二者进行独立优化从而获得车辆整体更高的功能效率。
[0009]因此，本发明包括一种车辆传动装置，该车辆传动装置包括固定传动组件和相继的可移动传动组件，固定传动组件表现为扭矩减小，可移动传动组件表现为扭矩倍增。本发明也包含因此允许减少对车辆转向的扭矩干涉的相同传动装置。本发明还包括一种卧式骑行装置，此类卧式骑行装置包括上文所描述的传动装置，其中所述骑行装置能够仅通过前轮驱动操作进行运动。本发明还包含一种卧式骑行装置，该卧式骑行装置包括前轮和至少一个后轮，其中所述装置通过踏板曲柄组件人力操作，踏板曲柄组件仅向所述前轮的运动直接提供动力，并且其中所述踏板曲柄组件的操作并未生成对所述车辆转向的明显扭矩干涉。本发明还包含一种卧式骑行装置，其包括后部件，该后部件具有两个相对轮和在卧式座椅后方用于放置行李箱部件的空间以在所述骑行装置移动期间在其中运输物品。在本发明的范围内还包括带发电装置的此类骑行装置，该发电装置用于使两个后轮中至少一个移动，作为所述前轮的人力操作的补充。
[0010]因此，本发明的骑行装置包括通过踏板曲柄实现的独特人力操作传动装置，该踏板曲柄通过齿轮组件对准，以将因此生成的扭矩减少充分的量，从而在实际操作期间减少对转向能力的干涉。此类传动装置允许扭矩减小直到通过齿轮装置生成的动能转移到周转齿轮组件，周转齿轮组件随后增加递送给车轮的扭矩。以此方式，尽管使用者生成的扭矩可能相对较高，此水平的转向效果将不会因此不利地影响到骑行装置的转向能力。一般而言，长期以来认为由车辆生成的更大扭矩，无论是人力的还是机械供应的，会潜在地造成转向效果，因为由此类扭矩应用所形成的力矢量形成力量值倾向于保持恒定的条件。任何过大的扭矩应用可能造成人转向困难，因为车辆将自然地设法保持在与当时有效的力矢量相关联的方向上。因此，克服此类情形所需的动力可能相当显著(由于相等的动力产生是施加的扭矩与所生成的车辆速度的乘积)。其它装置(诸如汽车)可以通过适当设计开发来补偿此类现象。然而，对于踏板曲柄骑行装置而言，这些问题尚未被考虑到这种程度上(若有所考虑的话)。因此，本发明的传动装置允许用于卧式骑行装置，其允许使用者进行适当转向，由此生成的扭矩对转向具有很小干涉(如果有的话)。
[0011]因此，本发明的传动装置利用合适齿轮技术来符合低扭矩转向效果必需的水平。链条组件，尽管通常根据需要而高效地允许生成高扭矩，但并不允许用于这个目的所需要的任何显著扭矩减小。因此，本发明的装置涉及利用合适齿轮，各合适齿轮通过适当依序尺寸减小而允许扭矩耗散，转移到下周转齿轮组件而不失去动力，但具有显著扭矩减小，并且然后通过依序齿轮尺寸增加而使扭矩倍增直到将扭矩和动力转移到车轮。扭矩减小比优选地为至少1/10，并且优选地，可能高达或者甚至高于1/24，从而满足最小转向干涉的必需要求。
[0012]这个比例因此允许能将扭矩水平以至少10倍、优选地至多24(或更高)倍从踏板曲柄组件减小到最初可调整的齿轮组件并且然后使扭矩水