专利名称:齿条踏板式前驱动自行车的制作方法
本发明属于自行车领域，特别涉及一种采用齿条踏板传动装置直接驱动前车轮的自行车。
已有的摇杆踏板式自行车和曲柄脚镫式链传动的普通自行车，尚存在以下缺点(1)、鞍座的位置较高，由此带来许多缺点。
人的乘车姿势是骑而不是坐-不舒适;
人骑在较高的车座上，双脚很难同时触及地面，当骑行中需要暂停时，不能用双脚触地的办法继续骑在车上，遇此暂停车情况时，大多数人都从车上下来-不方便;
人骑在较高的车座上，重心高，稳定性差，遇到紧急情况时，不能用双脚触地的办法来增加车的稳定，而往往慌忙下车，有时导致人车一起摔倒-不安全。
(2)、传动装置的结构不紧凑。
踏板式自行车的踏板或普通自行车的脚镫不是直接驱动车轮，而是要经链轮、链条、杠杆等中间构件间接地驱动后车轮，这些中间构件占据的位置比较分散，使车的传动机构不紧凑。
本发明的目地是提出一种能克服上述缺点的新型自行车。
欲达此目的，须解决下述问题;
(1)降低座位高度，使人坐在车上双脚能很容易地同时触及地面;
(2)座位降低后，如果人腿仍向下踏动踏板或脚镫，会感到双腿屈伸困难，因此低座位的自行车，其驱动装置势必要放在车的前方，且最好能直接驱动前车轮。为此须设计一种能驱动前车轮的传动装置;
(3)前车轮做为驱动车轮后，须设计相应的转向装置。
本发明提出如下方案解决上述问题(1)、采用直径较小的后车轮以降低座位的高度，使本自行车成为坐式自行车。
(2)、采用直线往复运动的齿条踏板式传动装置，并将其直接装配在前车轮的轴心线上，使前车轮成为驱动车轮。
(3)、采用前车轮转向或后车轮转向或前、后车轮共同转向的转向装置。
本发明的结构原理见附图1。由图所示，本齿条踏板式前驱动自行车主要由前车轮1、车架2、后车轮3、齿条踏板传动装置4、转向车把5、车座6和转向车叉7等组成，其特征在于前车轮的轴心线上具有齿条踏板传动装置。
图中的前车轮1为普通车轮。
图中的车架2为单梁或双梁结构的梁形车架。
图中的后车轮3为直径较小的车轮。
图中的转向车把5，可以是普通的车把，也可以是转向操纵杆。
图中的车座6为椅式车座。
图中的转向车叉7为普通车叉。
图中的齿条踏板传动装置4，其结构原理见附图2。图2是图1中沿A-A的剖视图，由图所示，它主要由左驱动齿条8、左复位齿条9、左飞轮10、左复位齿轮11、左踏板12、驱动轮13、辐条盘14、复位轴15、右齿条16、右飞轮17、右复位齿轮18、右踏板19、轴承座20、轴承21、轴承22、导向轮23和右条形铁24等组成，其特征在于具有使左、右齿条交替工作的左复位齿轮和右复位齿轮，并且左、右复位齿轮分别在前车轮的左侧和右侧。
图2中各构件的构造及相互间的装配关系如下所述左驱动齿条8与左飞轮10相互啮合。
左复位齿条9与左复位齿轮11相互啮合。
左驱动齿条与左复位齿条是一体的，也可以分别制造后再连为一体。连在一体的二根齿条互相平行，齿顶面的方向相对，外形成方框形。
左踏板12用螺拴固定在上述方框形齿条的端面或端部的侧面。
右齿条16具有驱动和复位两种功能，它同时与右飞轮17及右复位齿轮18相啮合。
右齿条16与右条形铁24连为一体，外型成方框形。没有右条形铁也可以。
右踏板19用螺栓固定在方框形的右齿条16的端面或端部的侧面。
左飞轮10和右飞轮17均为超越离合器，它们分别装配在驱动轮毂13的左端和右端。
辐条盘14固定在驱动轮毂上。
驱动轮毂13为管状，复位轴15穿过驱动轮毂的内孔。
左复位齿轮11和右复位齿轮18分别固定在复位轴15的左端和右端。
上述各齿条的齿形，可以是渐开线齿，也可以是圆柱状的套筒滚子齿。上述各飞轮及各复位齿轮的齿形，可以是渐开线齿，也可以是链轮齿。
齿条踏板传动装置的工作原理是踏动左踏板12，与左踏板连为一体的左驱动齿条8及左复位齿条9随其一起运动，左驱动齿条8驱动左飞轮10，带动驱动轮毂13，经辐条盘14而驱动前车轮1，使自行车前进。与此同时，左复轮位齿条9，驱动左复位齿轮11，经复位轴15带动右复位齿轮18，使右齿条16向着与左齿条相反的方向运动，最终使与右齿条连在一起的右踏板复位到起始位置。同理，踏动右踏板19，右齿条16驱动右飞轮17，带动驱动轮毂而驱动自行车前进。在左、右踏板交替工作即左齿条与右齿条交替工作过程中，左、右飞轮交替工作。当踏下左踏板时，左飞轮工作，右飞轮超越，右踏板复位;当踏下右踏板时，右飞轮工作，左飞轮超越左踏板复位。如此不断踏动左、右踏板，自行车不断前进。
本齿条踏板式前驱动自行车的转向装置，有如下三种方案第一方案见附图1，图中的转向装置包括转向车把5和转向车叉7。这种转向方案同目前的普通自行车完全相同。由于前车轮既是驱动车轮又是转向车轮，在车轮转弯时，双脚踏动已随前车轮转弯的左、右踏板，会使人感到操作不便，为减轻这种操作不便，可将前车叉与地面的夹角设计得小一些，使双腿的屈伸用力方向与车叉的方向尽量一致，这样，在转弯中踏动左、右踏板就不会感到操作有很大的困难了。
第二方案见附图3。图中的转向装置由转向操纵杆5、转向连杆6和转向车叉7所组成。转向操纵杆是一杠杆，中部的支点与车架为铰链连接，转向连杆与转向操纵杆及转向车叉分别为铰链连接。由图3所示，转向车叉是在后车轮上，因此这种转向方案，使本自行车成为前车轮固定、后车轮转向的前驱动后转向自行车。转向时，拉或推转向操纵杆5，带动转向连杆6，驱动转向车叉7使后车轮3转向。
第三向案见附图4，此方案使本自行车成为前轮驱动、前后轮共同转向的自行车。转向装置由转向车把5、前后两个转向车叉7、前后两个转向连杆6和杠杆25所组成。转向时，操纵转向车把5，带动前转向车叉7，经前转向连杆6、杠杆25和后转向连杆6、带动后转向车叉7，使前后车叉同时向一个方向转向。由于前后车叉共同转向，前后车叉各自转动的角度都较小，使转向中踏动踏板的操作变得比较方便。
比较上述三个转向方案，第一方案结构简单并且符合人们用车把转向的习惯，但转弯中踏动踏板的舒适性较差;第二方案前车轮固定，在转弯中踏动踏板不受影响，但后转向不如前转向灵敏;第三方案转向最灵敏，并且转弯中踏动踏板的舒适性也较好。一般地说，自行车运动中转弯都是短时间的，即使停止踏动踏板，转弯中的路程靠车的惯性也能走完，因而上述三个转向方案都是可行的，其中第三方案为最佳方案。
本齿条踏板式前驱动自行车具有很多优点(1)、是坐式自行车，操作舒适。
(2)、车的座位较低，人坐在车上双脚随时都可同时落地，人的双脚及前后车轮构成四点落地的稳定状态，增加了安全性，即使在骑行中遇到紧急情况，在刹车的同时双脚落地，一般是不会摔倒的。
(3)、车暂停时，双脚落地，可继续坐在车上而不必下车;上车时可先坐稳后驱动。这些都增加了操作的方便性。
(3)、没有链条和链罩，采用梁形车架，使车的结构紧凑、简洁。
(4)齿条踏板传动装置，踏板直线往复运动，没有死点，操作省力，传动效率高。
(5)、车身低矮，有很宽的适用范围，男、女、老、少咸宜。
(6)、由于车身较低，增加了自行车装配车棚的可行性和实用性。本发明装配车棚后将成为全天候自行车。附图5给出了装配车棚后的示意图。由图所示，车棚是折叠式的，使用时车棚展开，车棚的前端固定在车的前端，不使用车棚时，将车棚折叠后置于车尾，非常方便适用。
图1、图2、图3、图4也是本发明的实施例。在上述实施例中，前车轮直径660毫米，后车轮直径510毫米，前后轮中心距1050毫米。座位高550毫米。齿条踏板传动装置的左、右飞轮采用普通自行车的通用飞轮，各齿条的齿形均采用普通自行车链条的圆柱套筒滚子齿，即用套筒滚子经夹板固定成为齿条。
实施本发明，如果不采用普通自行车的通用飞轮，而是设计外形较小的飞轮，可使齿条踏板传动装置的外形减小。
本发明的齿条踏板传动装置，也可做为人力三轮车或人力四轮车的传动装置。
权利要求
1.一种齿条踏板式前驱动自行车，它是由前车轮[1]、车架[2]、后车轮[3]、齿条踏板传动装置[4]、转向车把[5]、车座[6]和转向车叉[7]所组成，其特征在于前车轮的轴心线上具有齿条踏板传动装置。
2.根据权力要求1的齿条踏板前驱动自行车，所述的齿条踏板传动装置主要是由左驱动齿条〔8〕、左复位齿条〔9〕、左飞轮〔10〕、左复位齿轮〔11〕、左踏板〔12〕、驱动轮毂〔13〕、辐条盘〔14〕、复位轴〔15〕、右齿条〔16〕、右飞轮〔17〕、右复位齿轮〔18〕、右踏板〔19〕、轴承座〔20〕、轴承〔21〕、轴承〔22〕和导向轮〔23〕所组成，其特征在于具有使左、右齿条交替工作的左复位齿轮和右复位齿轮，并且左、右复位齿轮分别在前车轮的左侧和右侧。
专利摘要
一种齿条踏板式前驱动自行车，属于人力自行车领域。特征是采用齿条踏板传动装置直接驱动前车轮。主要解决降低车座高度和使踏板直线往复运动的问题。优点是踏板直线往复运动，无死点，操作省力，传动效率高；椅式车座，操作舒适，车身低矮，行车安全；无链轮、链条和链罩，梁式车架，结构简洁；适用范围宽，男女老幼皆宜；适宜装配车篷。
文档编号B62M11/02GK87105731SQ87105731
公开日1988年3月9日 申请日期1987年8月19日
发明者王兆兴 申请人:王兆兴导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan