专利名称：车辆驱动机构的制作方法
相关申请的交叉引用本申请是申请号为09/219565，申请日为1999年12月21日的美国专利申请的部分继续再申请。
过去已经提出并制造了许多非机动车的平台。基本上，这些车辆分为踏板车，溜板车等。
虽然许多这样的踏板车和溜板车是可转向的且在操作时依赖重力，但为了驱动这类车辆，已经提出几种设计方案。
参照美国专利4,621,825，其描述了一种摆动平台，使用者移动其重量，使溜板车向前运动。
美国专利5,310,202展示了一溜板车，其包括一安装在一平台上表面的踏板，该平台经一凸轮驱动一水平放置的齿条。
美国专利4,861,055展示了一踏板车，其包括一转向杆和通过使用环形链转换摇摆运动为旋转运动的的机构。
在娱乐性车辆领域中，具有完全运动控制能力的脚驱动车辆将是一显著的进展，该能力包括通过脚操纵的机构产生速度，停止和转向。
本发明的脚驱动车辆利用一带有推动装置的平台，使平台沿一表面前行。推动装置包括一与一曲柄相连的脚踏板。曲柄包括一连接第一轮的环形表面，所述第一轮支撑该平台。环形表面可以包括一磨擦表面或一齿轮传动的表面，其能将曲柄的旋转运动传递给与平台连接的轮。另外，一正齿轮可以放置在曲柄表面和支承平台的轮的中间。在这样一种实施方案中，支承平台的第一轮的转动方向与无正齿轮的推动装置的转动方向相反。可以采用其它齿轮的排列，以改变第一轮的旋转速度。
本发明的脚驱动车辆也可以包括一转向件，其可由使用者的脚接合或由手抓握。为了使第二轮绕通常垂直于平台的轴线转动，该转向件与支承平台的第二轮相连，并可移动。这样的转向件可以包括一蹬形结构。另外，转向件可以还包括一转动轴，该轴与第二轮和蹬形物相连。轴终端可以是一手柄。一由平台支承的轴承可以围绕该转动轴，以在转向过程中减缓轴的旋转。
本发明也设置了制动装置用以有选择地阻止第一和第二轮的转动。制动装置包括一由使用者的脚接合的铰链凸缘。铰链凸缘连接第一或第二轮上的一常用的自行车卡钳。为了允许使用者快速地在这两个机构间移动一只脚，制动装置凸缘可以在平台的上表面找到，并邻近推动装置脚踏板。
还应该注意，在本发明中，为了和第一轮一起运动，在平台的下侧可以采用一第三轮。第一和第三轮可以由曲柄操纵，曲柄可以有一对轴或一对环形表面件，如齿轮。这样的齿轮可以沿第一和第三轮的轴线，直接连接到单或双的小齿轮上，或可以通过使用一中间正齿轮或小齿轮而连接，以改变第一和第二轮的转动方向。
在某一实施方案中，推动装置可以包括一相对第一轮轴向放置的棘齿齿轮。转动力从曲柄的环形表面传递给棘齿齿轮。这样的传递可以由许多与曲柄环形表面相接合的齿轮来完成。一齿轮轴可以在这许多齿轮中的两个齿轮间作出。
另外，第一轮和曲柄为了相对平台旋转，可以直接支承以降低相对于地表面的平台的高度。
很显然，本发明在此描述了一新颖实用的脚驱动车辆。
因此，本发明的目的之一是提供一脚驱动车辆，其允许使用者只用脚来控制车辆。
本发明另一目的是提供一制造和维护简单的脚驱动车辆。
本发明的又一目的是提供一脚驱动车辆，其通过一齿轮曲柄机构产生扭矩。
本发明的又一目的是提供一脚驱动车辆，其在各种路面上都可安全操纵。
本发明的又一目的是提供一稳定并易于转向的车辆驱动机构。
本发明所具有的其它目的和优点，尤其涉及特定的特征和特性的目的和优点将在以下说明中更为明显。
附图的简短说明
图1是本发明一个实施方案的顶左侧透视图。
图2是沿图1的2-2线所取的剖视图。
图3是沿图1的3-3线所取的剖视图。
图4是平台下推动装置的一个实施方案的顶视图。
图5是平台下推动装置的另一实施方案。
图6是平台下推动装置的又一实施方案。
图7是本发明的另一实施方案的剖视图，其中，平台被剖开。
图8是安装在平台顶部的制动机构的一部分的放大侧视图。
图9是图2和7中的曲柄臂和脚踏板连接的一局部正视图。
图10是本发明的另一实施方案的剖面图。
图11是图10的实施方案的底视图。
图12是图10的实施方案的一代用齿轮排列的底视图。
图13是图10的实施方案中所用的棘齿机构的侧视图。
图14是本发明的又一实施方案沿图15的线14-14所取的侧视图。
图15是沿图14的线15-15所取的顶视图。
图16是图14的又一实施方案的前视图。
图17是图16中的转向机构的局部剖视图。
结合前述附图并参照以下优选实施方案的详细说明，可以更好地理解本发明。优选实施方案的详细说明本发明各个方面将参照附图，从下面的优选实施方案的详细说明引伸出来。
在附图中发明作为一个整体用数字10表示。作为脚驱动车辆10部件的一个，车辆10包括一平台12，其可包括一宽阔部14和一狭窄部16。平台12在本发明的这个实施方案中是均匀厚度的。平台12可以用一刚性或半刚性的材料制成，如金属，塑料，木材等。
转到图2，作为脚驱动车辆10部件的一个，车辆10包括使平台12沿表面20运动的推动装置18。推动装置18包括一脚踏板22，其通过铰链26固定到平台12的上表面24上。推动装置18还包括一带有一齿轮30的曲柄28。曲柄臂32偏心地固定到齿轮30上。臂或杆32也通过一枢销34连接到踏板22上，枢销34固定到轴颈36上。轴颈36连接到脚踏板22上(参见图9)。如图1所述，齿轮30可以在其环形表面上与正齿轮40啮合，正齿轮反过来又沿第一轮44的轴线连接齿轮42。
转到图7，推动装置46包括推动装置18的许多部件。但是，齿轮30直接与轮44上的齿轮42相连接。因此，对于图2和7，当采用推动装置18或46时，很显然，第一轮44以相反的方向转动，如图2和7中方向箭头48和50所示。
现转到图4-6，可以看到推动装置18的变型。在图4中，曲柄臂52连接齿轮54、正齿轮56、和齿轮58，其中齿轮58与轮60相连。曲柄臂52连接到踏板22上，其连接方式与曲柄臂32的方式相同。轴对62、64、和66保持轴68、70、和72于平台12的下表面74。当然，轴72支撑齿轮42、58和轮44、60。
图5描述了本发明10的另一种变型，其中，描述了另一推动装置76。曲柄32和52又与脚踏板12相连，但是一单个轴78连接盘80、82和齿轮84。当然，臂32和52偏心地连接到盘80和82上，其方式与图2所述的杆32和齿轮30间的连接方式相同。轴78然后转动齿轮84，齿轮84反过来，驱动正齿轮86和固定在齿轮44和60间的轴90上的齿轮88。
图6描述一推动装置92的又一实施方案。一构型缩短的脚踏板94使偏心地连接到齿轮98上的曲柄臂96转动。按照图2对轮44和60的转动的描述，使正齿轮100和齿轮102转动。
现在再参照图2，显示了转向件104。转向件104包括一镫形物106，其可与使用者的脚108接合。轴承110允许轴112在平台12内转动。轴112一般沿垂直于平台12的下表面74的轴线连接到转向轮叉和轴114上。应该注意，除了脚108进入蹬形物106的方向不同外，图7所述的转向件104基本上与图2所述的转向件相同。
本发明也有制动装置116。制动装置116相对转向轮、叉、和轴113，包括一常用自行车配置的带衬垫的卡钳118(参见图6和7)。钢丝绳120从一踏板112引出，踏板112由一枢销124可转动地安装在支架126上。支架126由一紧固件128固定到平台12上，紧固件可以是螺杆、螺钉、胶等。弹簧130加偏压于踏板122，使之进入图8中的位置。应该注意弹簧也可以以同一方式加偏压于踏板22，使之进入图2和7所示的位置。
现转到图10-12，描述了另一实施方案210。相对图1-10的实施方案10，其通用部件用同一数字表示。图11中，大量的齿轮212使轮44和60转动。这样的转动是由脚134推动踏板22、曲柄32、和52工作而产生。齿轮30、54和齿轮214、216啮合。轴218使齿轮220和与之啮合的齿轮224转动。轴226通过棘齿机构228与轮44和60相连接(参见图13)。这样，向下按压踏板22来操纵实施方案210，这样，轮44和60只按照箭头230所示的方向转动。
转到图12，可以看到本发明的又一实施方案，其中大量齿轮232的齿轮100经轴236与齿轮234相连。齿轮234沿轴226啮合齿轮238，齿轮又与轮44和60连接。齿轮238也可以包括图13的棘齿轮机构228。
再转到图10，可以看到制动踏板122和推动装置18分别包括弹簧240和242。因此，当不使用时，踏板122和22向上远离平台12偏置。
现参见图14，描述了本发明的又一实施方案300。实施方案310包括支撑一制动机构314和一操纵踏板316的平台312。这些部件实质上与前面的附图中所描述的实施方案10和210中所描述的部件相同。实施方案310包括一齿轮组318。特定地，曲柄臂319与踏板316相连并控制齿轮320，其包括一横向加强杆317。齿轮322,324和326向轴328提供旋转运动，而轴328使轮330和332转动。当然，在这点上，可以采用其它的齿轮排列，如图1-13所示的。在这点上，齿轮320由轴承和轴支撑334支持。轴承、轴支承336与齿轮322、324相连。最后，轴328由大量的轴承336支承，而这些轴承336也支撑齿轮326。
另外，在附图中描述了转向机构338。转向机构338包括一可转动的轴340，轴340上有一蹬形物342，其可与一脚344接合，如图14虚线所示。蹬形物342相对一与平台312垂直的轴线344延伸或成角度地凸出。应该注意没有蹬形物342的轴352可以直接延伸到轮350(参见图16)。轴承和轴支承346允许蹬形物342相对平台312沿方向箭头348转动。这样，轮350移动，引导车辆310。轮350可以包括一对同轴连接的轮，而不是图14和16所示的单轮。另外，可以采用一轴352和手柄354，允许使用者转动手柄354保持车辆方向或辅助车辆310转向。应该注意制动机构314既可以与轮350连接，也可以与后轮330和332相连接。这些轮的制动机构可以与前面描述的实施方案10或210所示的相同。
在操作中，使用者使用图2所述的机构，将一只脚108放置在蹬形物106上，通过转动轴112使轮114转动。另一只脚134按压踏板22，使齿轮44和60转动，然后使之沿方向箭头48转动。曲柄和齿轮30的转动使轮44和60发生相似的运动，如图4-6所述的。在图2所示的实施方案中，使用者按压制动踏板122，其操纵图2或7所示的实施方案中的转向轮114上的卡钳和衬垫118。但是，应该注意图2所示实施方案中的脚134可以离开踏板22，并向后朝踏板122移动，操纵制动装置116。在图2中，脚134可以离开脚踏板122，并向前移动，以通过按压踏板122来操纵制动装置116。不论哪一种情况，车辆10的使用者都具有完全运动控制能力。
为了完全的公开本发明，上述内容相当详细地阐述了本发明的实施方案，但很显然本领域技术人员可以作出大量的在细节方面的改动，但仍而不会脱离本发明的精神和原理。
权利要求
1．一车辆的一驱动机构，包括a．一平台；b．沿一表面移动所述平台的推动装置，所述推动装置包括一与一曲柄相连的脚踏板，所述曲柄包括一连接第一轮的环形表面，所述第一轮和所述曲柄直接支撑所述平台；c．一由一脚接合的转向件，所述转向件连接支撑所述平台的一第二轮，所述转向件可移动，以使所述第二轮转动；以及d．可选择地阻止所述第一和第二轮转动的制动装置。
2．根据权利要求1所述的驱动机构，其中，所述制动装置包括一可由一脚接合的铰链凸缘，所述铰链凸缘可选择地连接所述第一和第二轮的一卡钳。
3．根据权利要求1所述的驱动机构，其中，所述推动装置还包括一齿轮，其放置在中间，并与所述曲柄的所述环形表面和支撑所述平台的所述轮接触。
4．根据权利要求1所述的驱动机构，其中，所述转向件还包括一可转动轴和一蹬形物，所述转动轴和蹬形物连接所述第二轮。
5．根据权利要求4所述的驱动机构，其还包括围绕所述转动轴的一轴承。
6．一用于车辆的驱动机构，包括a．一平台；b．沿一表面移动所述平台的推动装置，所述推动装置包括一与一曲柄相连的脚踏板，所述曲柄包括一连接第一轮的环形表面，所述第一轮和所述曲柄直接支撑所述平台；c．一转向件，所述转向件包括一从所述平台向外延伸的轴，所述转向件还包括一把手部，所述转向件连接第二轮，并是可移动的，使所述第二轮转动；以及d．可选择地阻止所述第一和第二轮转动的制动装置。
7．根据权利要求6所述的驱动机构，其中，所述转向件还包括一围绕所述轴的轴承，所述轴连接所述第二轮，所述轴承和轴定位以相对所述平台设置一轮脚(caster)。
8．根据权利要求6所述的驱动机构，其中，所述制动装置包括一可由一脚接合的铰链凸缘，所述铰链凸缘可选择地连接所述第一和第二轮的一卡钳。
9．根据权利要求6所述的驱动机构，其中，所述推动装置还包括一齿轮，其放置在中间，并接触所述曲柄的所述环形表面和支撑所述平台的所述轮。
10．根据权利要求1所述的驱动机构，其中，所述脚踏板包括一横向加强杆。
11．根据权利要求6所述的驱动机构，其中，所述脚踏板包括一横向加强杆。
全文摘要
一脚驱动车辆使用一平台。利用一与一曲柄相连的脚踏板,使平台在一表面上运动。曲柄还包括一环形表面,该表面连接到直接支撑平台底面的第一轮上。由一只脚接合或由一只手紧握的一部件被连接到平台底面支撑的第二轮上。为了转向,该部件可移动以使第二轮转动。本发明也包括一制动装置,以阻止第一和/或第二轮的转动。制动装置包括一凸缘,其也由使用者的脚操纵。一棘齿也可以用在第一轮内,用以加偏压于车辆车轮的转动。
文档编号B62M1/24GK1319062SQ00801615
公开日2001年10月24日 申请日期2000年8月4日 优先权日1999年8月5日
发明者范自强 申请人:范自强