拉索踏步自行车的制作方法

本发明涉及一种直线往复运动转换为回转运动的驱动方式，特别涉及一种拉索踏步自行车。

背景技术：

随着经济的发展，私家车的日益普及，环境污染、交通拥堵、石油资源浪费、停车难等一系列问题也日益突出，所以必需一种轻便快捷的交通工具来满足人们的短途代步需要。

但是随着很多城市禁摩限电令的实行（有专家分析，此举可能引发二三线城市的效仿），电动车的存放、充电不便、电瓶污染，自行车的费力、携带不便，以及对平衡车、独轮车、电动滑板车等轻巧工具安全性能差而禁止上路等，造成人们无理想的轻巧型短程代步工具。其中自行车虽为一款绿色环保的交通工具，但从自行车历史以来，一成不变的脚蹬踏板通过曲柄带动链轮做圆周运动的最佳着力点，仅只有转到轮盘上方偏前处大约圆周四分之一的圆弧段，做功效率底；随身携带不便，虽然后期改造出折叠自行车，有效减小的尺寸也并不够理想。

因此，面对当今这种拥挤和有碍环保与健康的交通状况，需要有一种轻巧便于携带的交通工具来服务人们的日常生活。

技术实现要素：

本发明提供一种拉索踏步自行车，尺寸极小便于携带，无需拆叠即可上下电梯、乘坐地铁等。通过新的结构，可呈现新的骑行感，在骑行时，双手扶着车把，双脚以站立的姿势站在踏板车上，当动力不足时，左右脚随意原位抬起再往下踏都可，脚抬高度在一定范围内，抬高抬底都可以踏，可双脚轮流踏，也可单脚持续踏，甚至可以双脚一起踏，随心所欲，怎么踏都可，非常方便舒适。并且本发明的驱动方式，无任何压力角，做功效率非常高，并且利用了人体自身的重量对脚踏板的上下直线路径施力，所以非常省力。

本发明拉索踏步自行车，包括前轮、前叉、车把、车架、后轮、转轴、脚踏板，其还包括一种直线往复运动转换为回转运动的驱动方式。所述转轴可自由旋转地与车架上的后叉可转动连接，后轮固接在转轴上。所述驱动方式包括：转轴左右两侧都安装有复位空转的棘轮机构、用于缠绕拉索的绕线盘、拉动棘轮机构的拉索、使拉索自动复位缠绕的卷簧。所述棘轮机构的内圈固接在转轴上，棘轮机构的外圈上固接有绕线盘，拉索的一端固接绕线盘并缠绕若干圈在绕线盘上、另一端与脚踏板固接，在绕线盘与车架之间连接有用于自动复位缠绕拉索的卷簧。

本发明拉索踏步自行车，为使脚踏板能在固定的路径中做往复直线运动，在车架两侧都固定安装有导杆，脚踏板与车架上的导杆可滑动连接。

在导杆的上方还固定安装有定滑轮，拉索从定滑轮上绕过，用来改变拉索的方向。

在导杆的上方还安装有可调可移动的定位销，控制脚踏板的上升高度。

在脚踏板的下方还安装有与车架固定连接的脚踏板支座，由脚踏板支座承受脚踏板做功后人体的重量与骑行时的颠簸力，并且脚踏板支座上还可以加设减震垫。

所述拉索一端固接绕线盘并缠绕若干圈在绕线盘上，绕线盘与转轴之间安装有棘轮机构，转轴与车架可转动连接：绕线盘与棘轮机构和转轴，都共同一个圆心。当拉出缠绕在绕线盘上的拉索时，可以使绕线盘围绕圆心做圆周运动；当绕线盘反转时，可以使拉索往绕线盘上缠绕。

为使脚踏板保持在导杆顶端初始的待驱动位置，可以通过调整好绕线盘上拉索的缠绕圈数，并拉出一定的距离，使绕线盘与车架之间的卷簧产生一定的回弹力后，再与脚踏板固接，由卷簧的弹力使脚踏板保持在导杆的顶端。

骑行时，双手扶着车把保持平衡，驱动脚踏板受力沿导杆下移通过拉出拉索拉动绕线盘和棘轮机构转动驱动转轴和后轮旋转前行，同时使绕线盘与车架之间的卷簧受力卷紧增加一定的回弹力；所述棘轮机构转动驱动后轮旋转前行与传统自行车的飞轮转动驱动后轮旋转前行的原理完全相同。松开脚踏板时，所述卷簧的回弹力驱动绕线盘往回旋转，拉索往绕线盘上自动缠绕，与日常生活中的自动卷尺的尺带回收时，卷簧的回弹力使尺带自动缠绕回收的原理完全相同，因拉索的回收缠绕，拉索另一端同时拉动脚踏板沿导杆上移；此时安装在绕线盘与转轴之间的棘轮机构反向空转不带动转轴与后轮旋转前行，与传统自行车的链条反转而不能带动后轮旋转前行的原理完全相同。由上所述可以实现一踏一复位的持续驱动。

所述转轴的驱动方式左右两端都分别对称安装有完全相同的上述棘轮机构、卷簧、绕线盘、拉索、脚踏板形成两组对称的驱动机构，利用棘轮机构反向空转的原理，当一侧棘轮机构旋转做功时，只会通过转轴带动另一侧的棘轮机构内的内圈与棘爪旋转，而不会带动另一侧棘轮机构的外圈跟着转轴往前旋转，所以与另一侧的绕线盘、拉索、脚踏板都互不干涉，可以通过踏踩左右两侧的脚踏板轮流对共同的转轴做功，或者两侧同时做功，随心所欲，怎么踩踏都可以，非常方便舒适。

通过以上说明，采用上述结构后，本发明的拉索踏步自行车，在骑行过程中，因惯性滑行时，可以双脚站立，施力时，左右脚可以随心所欲的上抬与踩踏。虽然任何机械都不省功，但本发明的拉索踏步自行车以人体自身重量踏下对脚踏板施力，人体自身重量远大于其在骑传统自行车时的踩踏力，并且传动机构无任何压力角，做功效率非常高，所以极其省力。因脚踏板无需与传统自行车脚踏板那样做圆周运动占用空间，只需上下移动，占用空间小，骑行时重心底，可造出尺寸极小的人力驱动代步车，整车长可做到鞋的长度加转向前轮直径，车把与前叉支撑杆以及车架伸缩折叠后，因体积尺寸极小，随身携带方便。

透过上述说明，本发明为目前市面上前所未见的拉索踏步自行车，极具人力交通工具行业的利用性价值，可减缓城市的拥挤交通状况，减缓大街上乱停乱放市容市貌，绿色无碳出行，来服务人们的生活需要。

附图说明

附图1：本发明的拉索踏步自行车结构示意图；

附图2：本发明的拉索踏步自行车转轴处局部结构示意图；

附图3：转轴处剖视结构示意图；

附图4：卷簧安装结构示意图；

附图5：脚踏板下移驱动转轴旋转前行的原理图；

附图6：卷簧回弹驱动脚踏板上移复位的原理图；

附图7：两侧脚踏板互不干涉的原理图；

附图8：两端加长的转轴与车架直接可转动连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的拉索踏步自行车作详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，所述的连接顺序，仅用于解释本发明的结构，并不用于实际应用当中的先后组装顺序。

本发明的具体实施例中，包含有两个棘轮机构、两个绕线盘、两个拉索、两个卷簧、两个导杆、两个定滑轮、两个脚踏板，以下实施方式中所述的上述部件，可以理解成两个都是或者左右任意一个，因为两侧的上述部件连接关系与所产生的效果全都完全相同。

具体实施方式如下：参看附图1至附图4，转轴4与车架1可转动连接：使用固定轴5水平固接在车架1的后叉上，转轴4可自由旋转的套装在固定轴5上的方式使之可转动连接；后轮3固接在转轴4上的中部。转轴4的驱动方式安装结构为转轴4的两端分别对称安装有：棘轮机构7的内圈固接在转轴4上，棘轮机构7的外圈上固接有绕线盘6，拉索8的一端固接绕线盘6并缠绕若干圈在绕线盘6上、另一端与脚踏板2固接，卷簧9一端与固定轴5固接（同时也可以与车架的后叉固接，因为固定轴与车架都是固定不动的）、另一端与绕线盘6固接。

为使脚踏板2能在固定的路径中做往复直线运动，在车架1两侧都固定安装有导杆11，脚踏板2与车架1上的导杆11可滑动连接。

在导杆11的上方还固定安装有定滑轮15，拉索8从定滑轮15上绕过，用来改变拉索8的拉力方向。

在导杆11的上方还安装有可调可移动的定位销14，控制脚踏板2的上升高度。

在脚踏板2的下方还安装有与车架1固定连接的脚踏板支座13，由脚踏板支座13承受脚踏板2做功后人体的重量与骑行时的颠簸力。

为使脚踏板2保持在导杆顶端初始的待驱动位置，调整好拉索8的缠绕圈数，并拉出一定的距离，使绕线盘6与固定轴5之间的卷簧9产生一定的回弹力后，再与脚踏板2固接，由卷簧9的弹力使脚踏板2保持在导杆11的顶端。

骑行时，双手扶着车把保持平衡，如图5所示，通过踩踏左右任一侧的脚踏板2受力沿导杆11下移，通过拉出拉索8拉动绕线盘6与棘轮机构7转动驱动转轴4和后轮3旋转前行，卷簧9同时受力卷紧增加一定的回弹力；如图6所示：上抬脚后，卷簧9的回弹力驱动绕线盘6往回旋转，拉索8往绕线盘6上自动缠绕，拉索8另一端同时拉动脚踏板2沿导杆11上移；此时安装在绕线盘6与转轴4之间的棘轮机构7反向空转不带动转轴4与后轮3旋转前行。由此可以实现踏下再抬脚再踏下的持续驱动，也就是本发明所说的单脚持续踏。

由于本发明中转轴4左右两端都对称安装有棘轮机构7、卷簧9、绕线盘6、拉索8、导杆11、脚踏板2，两侧的连接方式完全相同，形成了两组对称的驱动机构。参看附图1和附图2与附图7中箭头所示：利用棘轮机构7反向空转的原理，当一侧棘轮机构7旋转做功时，只会通过转轴4带动另一侧的棘轮机构7的内圈与棘爪旋转，而不会带动另一侧棘轮机构7的外圈与绕线盘6跟着转轴4往前旋转，所以与另一侧的绕线盘6、拉索8、脚踏板2都互不干涉，可以通过踏踩左右两侧的脚踏板2轮流对共同的转轴4做功，或者两侧同时做功，由此可以实现本发明所说的双脚轮流踏，与双脚一起踏。

上述实施方式中的转轴与车架可转动连接方式，转轴等同于传统自行车花鼓，固定轴等同于传统自行车花鼓轴芯。转轴与车架可转动连接的方式也可以如附图8所示不使用固定轴，两端加长的转轴16直接与车架1可转动连接。

本发明所述的可转动连接为：两个物体可相对自由360度持续旋转，最常见的是套装滚珠轴承来实现。本发明所述的可滑动连接为：两个物体接触，但不固定，可相对自由滑动，通常使用滚珠滑块连接。

本发明所述的棘轮机构原理等同于：自行车飞轮、自行车棘轮、超越离合器、单向轴承。

本发明所述的在绕线盘与车架之间连接有用于自动复位缠绕拉索的卷簧，指的是卷簧安装在绕线盘或棘轮机构的外圈与车架或固定轴之间。棘轮机构的外圈上固接有绕线盘，棘轮机构的外圈与绕线盘是同时动作的，所以卷簧一端与绕线盘连接；车架与固定轴都是固定不动的，所以卷簧的另一端与车架连接。

本发明所述的卷簧，所能产生的回弹力，大于脚踏板与拉索的重量。实际应用中，可以通过采用轻型的脚踏板来减小卷簧的弹力。

本发明的拉索踏步自行车，还可以加装电力驱动，做成电动拉索踏步自行车。也可以将导杆安装在后轮转轴处，脚踏板加装辅助轮，做成独轮车等。

上述拉索踏步自行车驱动方式同样适合于独轮车、二轮车、三轮车、四轮车、电动自行车等人力交通工具，同样适合加装座垫等。

本发明所述的一种直线往复运动转换为回转运动的驱动方式，同样也可以由两组以上所述的棘轮机构7、绕线盘6、拉索8、卷簧9共同作用在同一转轴上应用在所需要的领域。参看附图7，当其中一组棘轮机构旋转做功时，只会通过转轴带动其它的棘轮机构内的内圈与棘爪旋转，而不会带动其它棘轮机构的外圈跟着转轴旋转，所以与其它的绕线盘、拉索都互不干涉，可以通过任意一组棘轮机构对共同的转轴做功，或者轮流做功与一起同时做功。

以上所述仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本发明的拉索踏步自行车还可以有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。上述绕线盘实际应用中，拉索可直接缠绕在棘轮机构上，棘轮机构的外圈为凹形槽或两侧加装圆环侧板便于拉索缠绕即可，卷簧也可以采用其它弹性元件替代，两侧导杆可以左右并列或前后并列，导杆与脚踏板滑动连接方式可用直线滑动轴承、或回形式镶入滚珠连接、或导杆侧面用滚轮接触滚动等，从动转轴可安装在与后轮同轴外的其它地方用链轮等传动件传动连接后轮等。

本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，凡依本发明原理或结构形式做相似的变化或修改，均落入本发明的保护范围，只要不脱离本发明的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。