专利名称：前驱动后转向无链条自行车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自行车，尤其是一种前驱动后转向无链条自行车。
自行车是中国人的主要交通工具，也深受各国人们的欢迎。因其又可健身且符合环保要求，需求量正逐年上升。目前，我国自行车的年产量已近四千万台，市场上最常见的是前轮转向后轮驱动的自行车，其主要缺欠一是安全性差，突发紧急情况时，车座较高的极易连人带车一起跌倒，致使50岁以上的女性及60岁以上男性骑车的人数骤减；二是方便性差，路口遇红灯时，车座高者必须下车等候绿灯；三是舒适性差，为不影响蹬车动作，车座的宽度不得不设计得很窄；四是蹬车吃力，为了安全和上下车方便，只好将车座位降得低一些，这又使蹬车时腿部得不到充分伸展，易产生蹬车疲劳感。基于上述原因，出现了前驱动后转向自行车。
图1是中国实用新型专利公报公告的CN2114617U前驱动后转向高速自行车(有链条)的主视图，该车由包括前、后直梁和上、下弧梁的车架、车轮、车座、链轮、飞轮、链条、转向推拉杆、转向连接杆、后轮转向叉、曲柄、脚蹬等零部件组成。由
图1可见该车构造较复杂，车架尤甚，且车体欠紧凑；脚蹬踏板的最高点超过车座，影响蹬踏动作。图2是中国实用新型专利公报公告的CN2180568Y前驱动后转向无链条自行车的主视图，该车由正三角形车架、装有驱动齿轮的前轮、后轮、车座、车把、变向齿轮盒、后轮车叉等零部件组成，由运动学和力学知识可知，该车的直线行驶性欠佳，易出现像骑车把转动不灵活的传统自行车那样忽左忽右地拐行，影响行车安全。
本实用新型的目的，是提供一种结构较简单、行驶较安全、使用较方便、较舒适、较省力的前驱动后转向无链条自行车，以满足各年龄段消费者的需求。
为实现上述目的，本实用新型的前驱动后转向无链条自行车，由车架、车把、转向连接件、后轮转向叉、车座、前轮、后轮、行星变速器和棘轮式离合器的组合件、涨闸、曲柄、脚蹬、挡泥板等零部件组成；前轮上安装有行星变速器和棘轮式离合器的组合件、涨闸及车轴；车座下面安装有减震弹簧；后轮安装在后轮转向叉上；车架的前叉前端装有轴承，前轮的车轴穿过该轴承，在车轴的两端紧固着安装有脚蹬的曲柄。车架只由固定连接的前叉和横粱组成；具有靠背的车座可沿横梁移动并紧固；车把的立管垂直穿过横梁的前端，为转动连接，后轮转向叉的叉管垂直穿过横梁的后端，为转动连接；转向连接件的两端分别与车把立管下端紧固的横柱及后轮转向叉的上端连接，构成本实用新型的转向系统。
所述车架上的横梁可以是一根横截面为矩形的直管；所述转向连接件可以是由两只形状为台阶形、横截面为圆、内径为8毫米的管组成，其中一只管的一端压扁、冲孔，另一端焊接一只M8螺母，第二只管的一端也压扁、冲孔，另一端焊接一只M8螺栓，通过螺纹连接，构成两端带孔、长度可调节的转向连接件；转向连接件通过两个端孔分别与车把立管下端紧固的横柱及后轮转向叉的上端构成铰链连接。
所述车架上的横梁可仍是一根横截面为矩形的直管；所述转向连接件还可以是由两只外径相同的直圆管和两个紧固件组成，每只管的一端压扁、冲孔，用两个紧固件将两只管紧固在一起，构成两端带孔、长度可调节的转向连接件；转向连接件通过两个端孔分别与车把立管下端紧固的横柱及后轮转向叉的上端构成铰链连接。
所述车架上的横梁还可以是一只形状为凹形的管材；车座安装在该横梁的凹处；所述转向连接件是由两只形状为台阶形、横截面为圆、外径相同的管和两个紧固件组成，每只管的一端压扁、冲孔，用所述两个紧固件将两只管紧固成一体，构成两端带孔、长度可调的转向连接件；转向连接件通过两个端孔分别与车把立管下端紧固的横柱及后轮转向叉的上端构成铰链连接。
所述车架上的横梁还可以是一只台阶形的管材，横梁靠近前叉的部分高于靠近后车轮的部分，即横梁前高后低，车轮前大后小；车座安装在横梁低处；所述转向连接件是由一只直园管、一只台阶形的园管及两个紧固件组成，两园管的外径相同，每只管的一端压扁、冲孔，用所述两个紧固件将两只管紧固成一体，构成两端带孔、长度可调的转向连接件；转向连接件通过两个端孔分别与车把立管下端紧固的横柱及后轮转向叉的上端构成铰链连接。
所述车把立管下端紧固的横柱可以是一块冲压成型的铁板，它的一端有一个小圆孔，另一端有一个带两个凸块的大圆孔，大圆孔直径略大于车把立管外径，车把立管下端相对应处有两个方槽，使车把立管下端恰好卡入该铁板的大圆孔中，用螺栓、螺母、垫圈将车把与铁板紧固成一体，铁板上两孔中心连线平行于车把中部的直线部分，铁板上的小孔位于车把的右侧(或左侧)，通过该孔与转向连接件的一端孔构成车把与转向连接件的铰链连接；后轮转向叉上端的左侧(或右侧)固定一个立柱，通过该立柱与转向连接件的另一端孔构成转向连接件与后轮转向叉的铰链连接。
所述车架上的横梁可仍是一根横截面为矩形的直管；所述车把立管下端紧固的横柱还可以是一块两端各有一个直径相同圆孔的长条形铁板，两孔中心距为L(取值范围为90-110毫米)，两孔中心连线的中点处还有一个带有两个凸块的圆孔，它的直径略大于车把立管的外径，车把立管下端相对应处开有两个方槽，车把立管下端恰好卡入铁板带凸块的孔中，用螺栓、螺母、垫圈将车把与该铁板紧固成一体，铁板两端孔的中心连线与车把中部的直线部分平行；在转向连接件与后轮转向叉上端的相连处，有一块等腰三角形的铁板，该铁板两底角附近各有一个直径相同的孔，两孔中心距为L(取值同上)，铁板底边的高上有一个直径略大于后轮转向叉叉管外径的孔，该孔恰好套在叉管上，使铁板与后轮转向叉连成一体，该铁板底边与后轮的车轴平行；所述转向连接件是由两根交叉的钢丝绳或铁线组成，四个绳端分别与所述两块铁板上的四个端孔紧固连接，四个端孔构成矩形的四个顶点，两根交叉的钢丝绳或铁线构成该矩形的两条对角线。
这种结构的自行车较简单、紧凑；由于采用了行星变速器，车轮直径可适当的缩小，而行驶速度仍有足够的保证；由于后轮转向叉的叉管垂直于车架横梁，后轮转向叉还有一定的弯曲度，保证了行驶的直线性，安全性也得以改善；由于车座可降到双脚容易着地的高度，不但安全且可免去路口遇到红灯时的频繁上下车之劳，具有方便性；由于带有靠背的车座位置可沿横梁调整，蹬车时腿部得以充分伸展，再加上车座靠背的限位作用，可使脚踏力能够充分驱动前轮，达到省力的目的；由于脚踏方向是斜下方的，车座宽度可以适当加大且不影响蹬踏动作，又因臀部与车座的接触面加大，不舒服感得以改善。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是公知的CN2114617U前驱动后转向高速自行车的主视图。
图2是公知的CN2180568Y前驱动后转向无链条自行车的主视图。
图3是横梁为直线形时本实用新型前驱动后转向无链条自行车的主视图。
图4是本实用新型俯视图中的一种(此时，车把立管下端的横柱为第一种形状，铁板上小孔一端在车把右侧，后轮转向叉上端的立柱在叉管的左侧)。
图5是本实用新型中车把立管下端横柱的第一种形状。
图6是本实用新型中后轮转向叉沿叉管方向的视图。
图7是本实用新型中转向连接件的第一种结构形式的俯视图。
图8是本实用新型第一种实施方式直线行驶时的示意图。
图9是本实用新型第一种实施方式向左转弯时的示意图。
图10是本实用新型中转向连接件的第二种结构形式的俯视图。
图11是本实用新型中转向连接件的紧固件左视图。
图12是本实用新型中转向连接件的紧固件俯视图。
图13是横梁为凹形结构时本实用新型的主视图。
图14是本实用新型中转向连接件的第三种结构形式的主视图。
图15是本实用新型中转向连接件的第三种结构形式的俯视图。
图16是横梁为台阶形结构时本实用新型的主视图。
图17是本实用新型中转向连接件的第四种结构形式的主视图。
图18是本实用新型中转向连接件的第四种结构形式的俯视图。
图19是本实用新型中车把立管下端横柱的第二种形状。
图20是本实用新型中固定在后轮转向叉上的铁板的形状。
图21是本实用新型中三角形铁板套入后轮转向叉叉管后沿叉管方向的视图。
图22是本实用新型中转向连接件分别与车把立管下端的横柱(第二种形状)、后轮转向叉连接时的示意图(此时，两根交叉的钢丝绳或铁线构成转向连接件的第五种结构形式)。
图23是本实用新型第五种实施方式直线行驶时的示意图。
图24是本实用新型第五种实施方式向右转弯时的示意图。
图3、图4、图5、图6和图7构成本实用新型的第一种实施方式。本实施方式采用直横梁，前、后车轮的直径相同(分24英寸和22英寸两种规格)。具体如下车架1由固定连接的前叉101和横梁102组成；为便于车座5沿横梁102移动和紧固，横梁102采用横截面为矩形的直管；车座5的宽度为220-280毫米，靠背高度为150-250毫米，车座5的下面安装减震弹簧；车把2的立管垂直穿过横梁102的前端，为转动连接；车把2的立管下端沿其横截面直径方向开有两个方槽、使立管恰好卡入图5所示的横柱31的大孔中，用螺栓、螺母、垫圈将其紧固在车把2上，横柱31上的小孔位于车把2的右侧(或左侧)，横柱31上的两孔中心连线平行于车把2中部的直线部分；前轮6的轮毂内安装有车轴、涨闸、棘轮式离合器和行星变速器的组合件7(棘轮式离合器和行星变速器属公知技术，在此不予描述)，行星变速器的内齿环固定在前叉101上；前叉101上装有挡泥板10和轴承，前轮6的车轴穿过该轴承，曲柄8紧固在前轮6车轴的两端；装有涨闸和车轴的后轮9、挡泥板11安装在具有适当弯曲度的后轮转向叉4上，后轮转向叉4的叉管垂直穿过横梁102的后端，为转动连接；在后轮转向叉4上端的左侧(或右侧)焊接一个高15毫米、带螺纹的立柱41(见图4和图6，该图所示的立柱41位于后轮转向叉4的左侧)，其直径略小于转向连接件3的端孔。转向连接件3是由两只横截面为圆、内径为8毫米的台阶形管组成，在每只管的一端压扁、冲孔，在第一只管的另一端焊接一只M8螺母，在第二只管的另一端焊接一只M8螺栓，两只管通过螺纹连接后，构成两端带孔、长度可调的转向连接件3(参见图7)。调节转向连接件3的长度后，将其一端孔与横柱31上的小孔连接，构成转向连接件3与车把2的铰链连接；转向连接件3上的另一端孔套在立柱41(见图4和图6)上、拧上螺母，构成转向连接件3与后轮转向叉4的铰链连接。该车的转向原理参看图8和图9，图8是该车直线行驶时的示意图；当车把2向左(即反时针方向)转动时，车把2拉动转向连接件3，转向连接件3又拉动后轮转向叉4，从而使后车轮9向右(即顺时针方向)转动，实现左转弯，如图9。同理，车把2向右转动时，车把2推动转向连接件3，转向连接件3又推动后轮转向叉4，使后轮9向左转动，实现右转弯(示意图略)。
图3、图5、图6、
图10、
图11和
图12构成本实用新型的第二种实施方式。它与第一种实施方式的区别只在于转向连接件3的不同(相同部分不予描述)。由
图10可见，本实施方式采用的转向连接件3是由两根外径相同、一端带孔的直园管及两个紧固件34(参看
图11和
图12)组成，其长度靠两个紧固件34加以调整；转向连接件3通过两根直园管上的两个端孔分别与车把2立管下端紧固的横柱31及后轮转向叉4上端的立柱41构成铰链连接。其转向原理参见图8、图9及第一种实施方式的有关叙述。
图5、图6、
图11、
图12、
图13、
图14和
图15构成本实用新型的第三种实施方式。比较图3和
图13可见，第一种实施方式与本实施方式的区别在于横梁102和转向连接件3。本实施方式采用的横梁102是凹形的，车座5安装在横梁102的凹处，转向连接件3只需作相应改动即可，其他部分完全可以参看第一种实施方式，在此不重述。本实施方式中的转向连接件3是由两只形状为台阶形、外径相同、横截面为圆的管和两个紧固件34组成，每只管的一端压扁、冲孔，其紧固件34的形状如
图11和
图12所示；用两个紧固件34将两只管按
图15所示紧固成一体，构成两端带孔、长度可调的转向连接件3(参见
图11、
图12、
图14和
图15)；转向连接件3通过两个端孔分别与车把2立管下端紧固的横柱31及后轮转向叉4上端的立柱41构成铰链连接。本实施方式的转向原理参看图8和图9及第一种实施方式的有关叙述。
图5、图6、
图11、
图12、
图16、
图17和
图18构成本实用新型的第四种实施方式。比较图3和
图16可见，第一种实施方式与本实施方式的区别在于横梁102、转向连接件3和后车轮9。本实施方式采用的横梁102是台阶形的，车轮前大后小，车座5安装在横梁102的低处，转向连接件3只需作相应改动即可，其他部分完全可以参看第一种实施方式，在此不重述。本实施方式采用的转向连接件3是由一只直园管、一只台阶形的园管和两个紧固件34组成，两只园管的外径相同，每只管的一端压扁、冲孔，其紧固件34的形状如
图11和
图12所示，用两个紧固件34将两只园管按
图17和
图18所示紧固成一体，构成两端带孔、长度可调节的转向连接件3(参见
图11、
图12、
图17和
图18)；转向连接件3通过两个端孔分别与车把2立管下端紧固的横柱31及后轮转向叉4上端的立柱41构成铰链连接。本实施方式的转向原理参看图8和图9及第一种实施方式的有关叙述。
图3、
图19、图20、图21和图22构成本实用新型的第五种实施方式。本实施方式与第一种实施方式的区别只在于转向连接件3不同(相同部分不重述)。图22是由两根交叉的钢丝绳或铁线构成的转向连接件3分别与车把2立管下端紧固的横柱、套入后轮转向叉4叉管的三角形铁板42连接的示意图；横柱是一块两端各有一个直径为10毫米小孔的长条形铁板32，两孔中心距为100毫米，两孔中心连线的中点处还有一个带有两个凸块的大圆孔，其直径略大于车把2立管的外径(参见
图19)；车把2立管下端相对应处开有两个方槽，车把2立管下端恰好卡入铁板32带凸块的孔中，用螺栓、螺母、垫圈将车把2与铁板32紧固成一体；铁板32两端孔的中心连线与车把2中部的直线部分平行；套在后轮转向叉4叉管上的是一块等腰三角形铁板42，在铁板42两底角附近各有一个直径为10毫米的孔，两孔中心距为100毫米，铁板42底边的高上有一个直径略大于后轮转向叉4叉管外径的孔(参见图20)，该铁板42恰好套在叉管上，与后轮转向叉连成一体，铁板42的底边与后轮车轴平行(参见图21)；两根交叉的钢丝绳或铁线分别固定在两块铁板的四个孔上，该四个端孔构成矩形的四个顶点，即两条交叉的钢丝绳或铁线构成该矩形的两条对角线(参见图22)，可保证实现顺利转向。本实施方式的转向原理参看图23和图24，图23是本实用新型直线行驶时的示意图；当车把2向右转动时由于转向连接件3的传递作用，使后轮转向叉4向左转动，后轮9即跟随之，实现向右转弯，如图24。同理，可以实现向左转弯(示意图略)。
本实用新型的前驱动后转向无链条自行车，还可根据需要，在车架前、后部位安装车筐和货架。
权利要求1.一种前驱动后转向无链条自行车，由车架(1)、车把(2)、转向连接件(3)、后轮转向叉(4)、车座(5)、前轮(6)、后轮(9)、行星变速器和棘轮式离合器的组合件(7)、涨闸、曲柄(8)、脚蹬、挡泥板(10)和(11)等零部件组成；前轮(6)上安装有行星变速器和棘轮式离合器的组合件(7)、涨闸及车轴；车座(5)的下面安装有减震弹簧；后轮(9)安装在后轮转向叉(4)上；车架(1)的前叉(101)前端装有轴承，前轮(6)的车轴穿过该轴承，在车轴两端紧固着安装有脚蹬的曲柄(8)；其特征在于车架(1)只由固定连接的前叉(101)和横梁(102)组成；具有靠背的车座(5)可沿横梁(102)移动并紧固；车把(2)的立管垂直穿过横梁(102)的前端，为转动连接，后轮转向叉(4)的叉管垂直穿过横梁(102)的后端，为转动连接；转向连接件(3)的两端分别与车把(2)立管下端紧固的横柱及后轮转向叉(4)的上端连接。
2.根据权利要求1所述的前驱动后转向无链条自行车，其特征在于车架(1)上的横梁(102)是一根横截面为矩形的直管；转向连接件(3)是由两只形状为台阶形、横截面为圆、内径为8毫米的管组成，其中一只管的一端压扁、冲孔，另一端焊接一只M8螺母，第二只管的一端也压扁、冲孔，另一端焊接一只M8螺栓，通过螺纹连接，构成两端带孔、长度可调节的转向连接件(3)；转向连接件(3)通过两个端孔分别与车把(2)立管下端紧固的横柱及后轮转向叉(4)的上端构成铰链连接。
3.根据权利要求1所述的前驱动后转向无链条自行车，其特征在于车架(1)上的横梁(102)是一根横截面为矩形的直管；转向连接件(3)是由两只外径相同的直圆管和两个紧固件(34)组成，每只管的一端压扁、冲孔，用两个紧固件(34)将两只管紧固在一起，构成两端带孔、长度可调节的转向连接件(3)；转向连接件(3)通过两个端孔分别与车把(2)立管下端紧固的横柱及后轮转向叉(4)的上端构成铰链连接。
4.根据权利要求1所述的前驱动后转向无链条自行车，其特征在于车架(1)上的横梁(102)是一只形状为凹形的管材；车座(5)安装在横梁(102)的凹处；转向连接件(3)是由两只形状为台阶形、横截面为圆、外径相同的管和两个紧固件(34)组成，每只管的一端压扁、冲孔，用两个紧固件(34)将两只管紧固成一体，构成两端带孔、长度可调的转向连接件(3)；转向连接件(3)通过两个端孔分别与车把(2)立管下端紧固的横柱及后轮转向叉(4)的上端构成铰链连接。
5.根据权利要求1所述的前驱动后转向无链条自行车，其特征在于车架(1)上的横梁(102)是一只台阶形的管材，横梁(102)靠近前叉(101)的部分高于靠近后车轮(9)的部分，即横梁(102)前高后低，车轮前大后小；车座(5)安装在横梁(102)的低处；转向连接件(3)是由一只直园管、一只台阶形的园管及两个紧固件(34)组成，两园管的外径相同，每只管的一端压扁、冲孔，用两个紧固件(34)将两只管紧固成一体，构成两端带孔、长度可调的转向连接件(3)；转向连接件(3)通过两个端孔分别与车把(2)立管下端紧固的横柱及后轮转向叉(4)的上端构成铰链连接。
6.根据权利要求2、3、4、5所述的前驱动后转向无链条自行车，其特征在于车把(2)立管下端紧固的横柱是一块冲压成型的铁板(31)，它的一端有一个小圆孔，另一端有一个带两个凸块的大圆孔，大圆孔直径略大于车把(2)立管外径，车把(2)立管下端相对应处有两个方槽，车把(2)立管下端恰好卡入铁板(31)的大圆孔中，用螺栓、螺母、垫圈将车把(2)与铁板(31)紧固成一体，铁板(31)上两孔中心连线平行于车把(2)中部的直线部分，铁板(31)上的小孔位于车把(2)的右侧或左侧，通过该孔与转向连接件(3)的一端孔构成车把(2)与转向连接件(3)的铰链连接；后轮转向叉(4)上端的左侧或右侧固定一个立柱(41)，通过该立柱(41)与转向连接件(3)的另一端孔构成转向连接件(3)与后轮转向叉(4)的铰链连接。
7.根据权利要求1所述的前驱动后转向无链条自行车，其特征在于车架(1)上的横梁(102)是一根横截面为矩形的直管；车把(2)立管下端紧固的横柱是一块两端各有一个直径相同圆孔的长条形铁板(32)，两孔中心距L的取值范围为90-110毫米，两孔中心连线的中点处还有一个带有两个凸块的圆孔，它的直径略大于车把(2)立管的外径，车把(2)立管下端相对应处开有两个方槽，车把(2)立管下端恰好卡入铁板(32)带凸块的孔中，用螺栓、螺母、垫圈将车把(2)与铁板(32)紧固成一体，铁板(32)两端孔的中心连线与车把(2)中部的直线部分平行；在转向连接件(3)与后轮转向叉(4)上端的连接处，有一块等腰三角形的铁板(42)，铁板(42)两底角附近各有一个直径相同的孔，两孔中心距L的取值与铁板(32)中的L相同，铁板(42)底边的高上有一个直径略大于后轮转向叉(4)叉管外径的孔，该孔恰好套在叉管上，使铁板(42)与后轮转向叉(4)连成一体，铁板(42)底边与后轮(9)的车轴平行；转向连接件(3)是由两根交叉的钢丝绳或铁线组成，四个绳端分别与所述两块铁板上的四个端孔紧固连接，四个端孔构成矩形的四个顶点，两根交叉的钢丝绳或铁线构成该矩形的两条对角线。
专利摘要本实用新型公开了一种前驱动后转向无链条自行车。该车的车架1,只由前叉101和横梁102组成;直径为24或22英寸的前轮6上,装有行星变速器和棘轮式离合器的组合件7及涨闸,车轮虽小仍可保证行驶速度;可沿横梁移动、紧固并带有靠背的车座5,宽度较宽、高度较低;车把2、转向连接件3和后轮转向叉4构成了可靠的转向系统。因此,该自行车具有行驶安全、使用方便、舒适、省力以及体积较小、结构较简单等优点。
文档编号B62K3/00GK2466023SQ0024706
公开日2001年12月19日 申请日期2000年8月30日 优先权日2000年8月30日
发明者商明洁, 商春成, 郭慧云 申请人:商春成, 商明洁, 郭慧云