一种立躺变换自行车的制作方法

本实用新型涉及一种自行车，特别涉及一种可立躺变换自行车。

背景技术：

自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。自行车是传统产业，具有100多年的历史，由于环保以及交通的问题，自行车再度成为世界各国特别是发达国家居民喜爱的交通、健身工具，世界自行车行业的重心正从传统的代步型交通工具向运动型、山地型、休闲型转变，在美、欧、日等发达国家，自行车是一种较普遍的运动、健身、休闲和娱乐性产品。

在长久的历史中，虽然经过众多的变迁，但是自行车的骑行姿态从来都是必须上身直立的，在自行车向休闲型转变的进程中，这种单一的骑行形式显然是需要与时俱进的一点。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种立躺变换自行车，该自行车能实现立骑和躺骑两种姿态的骑行，立骑和躺骑状态均能安全稳定的行驶，增加了骑行的选择性、休闲性和乐趣性。

本实用新型要解决的技术问题是这样实现的：

一种立躺变换自行车，包括车架、转向架、前车轮、伸缩车把机构、前动力轮、前动力杆、后动力轮、座椅机构、后动力杆、后车轮；

所述转向架铰接于车架前端，所述前车轮铰接于转向架的下端，所述伸缩车把机构铰接于转向架的上端；所述前动力杆上端铰接后动力轮的轮轴和座椅机构，下端铰接前动力轮的轮轴，中部与车架的中部铰接形成立躺变换轴心；所述后动力杆上端与后动力轮的轮轴铰接，下端与后车轮的轮轴铰接；

所述前动力轮、后动力轮、后车轮依次传动；

在立骑状态变换躺骑状态时，所述前动力杆以所述立躺变换轴心为轴摆动，前动力轮上摆，后动力轮下摆，所述后动力杆下端向车架后侧摆动；

在躺骑状态变换立骑状态时，所述前动力杆以所述立躺变换轴心为轴摆动，前动力轮下摆，后动力轮上摆，所述后动力杆下端向车架前侧摆动。

进一步地，所述座椅机构包括立躺座椅和座椅支架，所述座椅支架上端固连所述立躺座椅，下端通过第一辅助杆、第二辅助杆和第三辅助杆与所述前动力杆形成连接，所述第一辅助杆两端分别铰接前动力杆上端和第二辅助杆，所述第二辅助杆两端分别铰接第一辅助杆和车架，所述第一辅助杆、第二辅助杆、前动力杆、车架形成平行四边形结构，所述第三辅助杆的一端与所述座椅支架连接，另一端与第一辅助杆和第二辅助杆共用铰接点，所述第三辅助杆、座椅支架、第一辅助杆形成稳定的三角形结构。

进一步地，还包括后支撑杆机构，所述后支撑杆机构包括后支撑杆、第一附加杆、第二附加杆和第三附加杆，所述后支撑杆的上端与车架后端铰接，下端与后车轮的轮轴铰接，所述第一附加杆、第二附加杆与后支撑杆形成三角形结构，位于上部的第一附加杆具有与车架重叠的第一顶靠部，所述第三附加杆一端连接后支撑杆，另一端连接第一附加杆或第二附加杆，所述第三附加杆具有与车架重叠的第二顶靠部；

立骑状态变换躺骑状态时，所述后支撑杆随所述后车轮的运动，从前向后摆动，躺骑状态变换立骑状态时，所述后支撑杆随所述后车轮的运动，从后向前摆动；所述车架后端具有横部和立部，立骑状态时，所述第三附加杆能通过第二顶靠部顶靠所述横部，躺骑状态时，所述第一附加杆能通过第一顶靠部顶靠所述立部。

进一步地，还包括后支撑杆机构，所述后支撑杆机构包括后支撑杆、第一摆动杆、第二摆动杆，所述第一摆动杆一端铰接车架，另一端铰接后支撑杆的上端，所述第二摆动杆位于第一摆动杆下方并一端铰接车架，另一端铰接后支撑杆上端偏下位置，所述后支撑杆下端与后车轮铰接，所述第一摆动杆与后支撑杆的铰接点在竖直方向往复运动，所述第二摆动杆与后支撑杆的铰接点在水平方向往复运动。

进一步地，所述传动的方式为链条传动或者齿轮传动或者连杆机构传动。

进一步地，所述伸缩车把机构包括固定杆、伸缩杆和限位块，所述固定杆一端铰接于转向架，另一端套接伸缩杆并设有所述限位块，所述伸缩杆的端部设有把手，侧壁上设有限位孔，所述限位块能沿径向运动并插入限位孔以限定伸缩杆与固定杆的位置。

进一步地，所述座椅机构还包括手摇轮机构，所述手摇轮机构设置于所述座椅支架上靠近立躺座椅的位置，与所述后动力轮传动。

进一步地，所述车架上座椅机构的下方还设有减震弹簧，当变为躺骑状态时所述座椅机构能抵靠所述减震弹簧。

进一步地，所述立躺座椅包括固定座和滑动座，所述固定座后部设有靠背，所述滑动座滑设于固定座上。

进一步地，所述靠背与固定座为铰接，所述靠背铰接部的下端固连一拉杆，所述前动力杆的下端设有立骑锁定器，所述车架的下部设有锁定器插槽，所述立骑锁定器包括导向槽、第一弹簧和插销，所述导向槽与前动力杆固连，所述插销通过第一弹簧与导向槽连接能在导向槽内部往复运动并能插入或退出所述锁定器插槽，所述拉杆与插销通过一拉线相连，所述立躺变换轴心下部的车架上固定有第二弹簧，所述第二弹簧朝向前动力杆；

在立骑状态变换躺骑状态时，人体背部压向所述靠背使其下摆，所述拉杆上摆，带动所述拉线上提，使所述插销向上运动退出所述锁定器插槽，所述第二弹簧张开推动所述前动力杆摆动。

在躺骑状态变换立骑状态时，人体转为立姿，所述前动力杆下摆使所述插销回到所述锁定器插槽上方，同时所述前动力杆压紧第二弹簧，人体背部离开所述靠背，所述第一弹簧张开推动所述插销插入所述锁定器插槽，所述插销向下运动使所述拉杆在拉线的作用下下摆，让所述靠背竖立。

本实用新型的优点在于：

1、通过前动力轮和后动力轮的结构将力传递到后车轮，使得施力的前动力轮可以变换位置而配合立躺的变换且依然能够对后车轮提供动力，车把能前后摆动以配合立躺变换时的骑行姿态，后车轮可向后摆动使得车身范围加长而更加稳定。各杆件与车架依杠杆原理设计，数秒内可完成立躺骑行的变换；骑手通过自身重心的移动，也可驱动自行车完成立躺的变换。

2、座椅机构通过平行四边形结构和三角形结构形成连接，使得座椅在变化的过程中能够稳定的平行移动而不发生前后倾斜。

3、后支撑杆为后车轮提供了附加支撑，保证作为动力轮的后车轮的稳定性；或者后支撑杆通过双摆杆结构以椭圆方式移动，减轻立躺变换过程中车身抬高的幅度，提高舒适性。

4、车把可伸缩，立骑时收回，躺骑时伸出，使得把手在任一骑行姿态下都可以更加靠近身体，提高操作性。在立骑状态时，可伸缩车把还可作为立骑时的副车把使用，使骑行者可以以更低的身姿骑行。

5、可滑动的座椅方便配合骑手的重心变化实现快速变换立躺骑行姿态，较宽的固定座和较窄的滑动座也分别适应躺骑状态和立骑状态；通过手摇轮机构则可以在躺骑时提供附加动力；在车架和座椅机构之间加设减震弹簧则可以提高行驶时的舒适性，并且在躺骑转换立骑时可以提供助力。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型立骑状态示意图。

图2为本实用新型躺骑转头示意图。

图3为本实用新型的链条传动示意图。

图4为本实用新型的齿轮传动示意图。

图5为本实用新型的连杆机构传动示意图。

图6为本实用新型的座椅机构位置示意图。

图7为本实用新型的后支撑机构一示意图。

图8为本实用新型的后支撑机构二示意图。

图9为本实用新型的伸缩车把机构示意图。

图10为本实用新型的伸缩车把机构限位块示意图。

图11为本实用新型的立躺座椅示意图。

图12为本实用新型的手摇轮机构示意图。

图13为本实用新型的带立骑锁定器结构示意图。

图14为本实用新型的立骑锁定器结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的一种立躺变换自行车，包括车架1、转向架2、前车轮3、伸缩车把机构4、前动力轮5、前动力杆6、后动力轮7、座椅机构8、后动力杆9、后车轮10；

所述转向架2铰接于车架1前端，转向架2左右摆动实现车行进方向的变换，所述前车轮3铰接于转向架2的下端，所述伸缩车把机构4铰接于转向架2的上端，伸缩车把机构4可前后摆动，向前摆动并固定时成为立骑车把，向后摆动并固定时成为躺骑车把；所述前动力杆6上端铰接后动力轮7的轮轴和座椅机构8，下端铰接前动力轮5的轮轴，中部与车架1的中部铰接形成立躺变换轴心X；所述后动力杆9上端与后动力轮7的轮轴铰接，下端与后车轮10的轮轴铰接，前动力轮5与后动力轮7之间的关系通过前动力杆6约束，后动力轮7与后车轮10之间的关系通过后动力杆9约束；

所述前动力轮5、后动力轮7、后车轮10依次传动；

实际情况中，前动力轮5与后动力轮7的传动以及后动力轮7与后车轮10传动的方式可为链条传动、齿轮传动和连杆机构传动的任一种方式。

如图3所示，链条传动时后动力轮7应包括两个轮盘，两个轮盘分别与前动力轮5和后车轮10通过链条61连接传动。

如图4所示，齿轮传动时中间的传动齿轮62分别布置在前动力杆6和后动力杆9上，每组的传动齿轮数62为单数，保证传动后的后动力轮7和后车轮10转向与前动力轮5一致。

如图5所示，连杆机构传动时所述连杆机构包括两根连杆63，所述前动力轮5的轮盘上分别铰接两根连杆63且铰接的位置与前动力轮5轴心呈中心对称，所述两根连杆63的另一端分别铰接于后动力轮7上与前动力轮5相对应的位置，后动力轮与后车轮的连接亦如此设置。

在立骑状态变换躺骑状态时，所述前动力杆6以所述立躺变换轴心X为轴摆动，前动力轮5上摆，后动力轮7下摆，所述后动力杆9下端向车架1后侧摆动。

在躺骑状态变换立骑状态时，所述前动力杆6以所述立躺变换轴心X为轴摆动，前动力轮5下摆，后动力轮7上摆，所述后动力杆9下端向车架1前侧摆动

通过前动力轮5和后动力轮7的结构将力传递到后车轮10，使得施力的前动力轮5可以变换位置而配合立躺的变换且依然能够对后车轮10提供动力，车把能前后摆动以配合立躺变换时的骑行姿态，后车轮10可向后摆动使得车身范围加长而更加稳定。各杆件与车架依杠杆原理设计，数秒内可完成立躺骑行的变换；骑手通过自身重心的移动，也可驱动自行车完成立躺的变换，为保证通过自身重心移动而实现立躺变换时的稳定性，可在车架1上加入立骑支撑点和躺骑支撑点，立骑支撑点位于立骑状态时前动力杆的后侧下方，躺骑支撑点位于躺骑状态时前动力杆的前侧上方，如此设置正好符合立骑和躺骑状态的下的前动力杆受力情况。

如6图所示，所述座椅机构8包括立躺座椅81和座椅支架82，所述座椅支架82上端固连所述立躺座椅81，下端通过第一辅助杆83、第二辅助杆84和第三辅助杆85与所述前动力杆6形成连接，所述第一辅助杆83两端分别铰接前动力杆6上端和第二辅助杆84，所述第二辅助杆84两端分别铰接第一辅助杆83和车架1，所述第一辅助杆83、第二辅助杆84、前动力杆6、车架1形成平行四边形结构，所述第三辅助杆85的一端与所述座椅支架82连接，另一端与第一辅助杆83和第二辅助杆84共用铰接点，所述第三辅助杆85、座椅支架82、第一辅助杆83形成稳定的三角形结构。

第一辅助杆83、第二辅助杆84、前动力杆6、车架1之间互相铰接形成平行四边形结构，而车架1和第一辅助杆83是相对的两边，车架1为刚性，立躺变换时是不发生角度变化的，所以第一辅助杆83在立躺变换时虽然位置变化但是角度也不会变化，而第三辅助杆85、座椅支架82、第一辅助杆83又形成稳定的三角形结构，故而由于第一辅助杆83的角度不会发生变化，所以座椅支架82的角度也不会发生变化，使得座椅在变化的过程中能够稳定的平行移动而不发生前后倾斜。

如7图所示，还包括后支撑杆机构一11，所述后支撑杆机构一11包括后支撑杆一111、第一附加杆112、第二附加杆113和第三附加杆114，所述后支撑杆一111的上端与车架1后端铰接，下端与后车轮10的轮轴铰接，所述第一附加杆112、第二附加杆113与后支撑杆一111形成三角形结构，位于上部的第一附加杆112具有与车架1重叠的第一顶靠部(未图示)，所述第三附加杆114一端连接后支撑杆一111，另一端连接第一附加杆112或第二附加杆113，所述第三附加杆114具有与车架1重叠的第二顶靠部(未图示)；

立骑状态变换躺骑状态时，所述后支撑杆机构一11随所述后车轮10的运动，从前向后摆动，躺骑状态变换立骑状态时，所述后支撑杆随所述后车轮的运动，从后向前摆动；所述车架1后端具有横部1A和立部1B，立骑状态时，所述第三附加杆114能通过第二顶靠部顶靠所述横部1A，躺骑状态时，所述第一附加杆112能通过第一顶靠部顶靠所述立部1B。

后支撑杆机构一为后车轮提供了附加支撑，保证作为动力轮的后车轮的稳定性，对车架后端横部和立部的支撑使得立骑和躺骑的姿态下车身结构都能保证稳定。

如8图所示，还包括后支撑杆机构二12，所述后支撑杆机构二12包括后支撑杆二121、第一摆动杆122、第二摆动杆123，所述第一摆动杆122一端铰接车架1，另一端铰接后支撑杆二121的上端，所述第二摆动杆123位于第一摆动杆122下方并一端铰接车架1，另一端铰接后支撑杆二121上端偏下位置，所述后支撑杆二121下端与后车轮10铰接，所述第一摆动杆122与后支撑杆二121的铰接点在竖直方向往复运动，所述第二摆动杆与123后支撑杆二121的铰接点在水平方向往复运动。

前一种方式在变换的过程中，由于后支撑杆二是按圆形轨迹运动的，所以后轮会使车身暂时抬高，而影响变换过程中的流畅度，而后支撑杆二由双摆杆结构组成的话，第一摆动杆能在车架平面内上下摆动，第二摆动杆能在能在车架平面内前后摆动，则使得后支撑杆二以类似椭圆的轨迹运动，减轻立躺变换过程中车身抬高的幅度，提高舒适性。

如9图所示，所述伸缩车把机构4包括固定杆41、伸缩杆42和限位块43，所述固定杆41一端铰接于转向架2，另一端套接伸缩杆42并设有限位块43，所述伸缩杆42的端部设有把手421，侧壁上设有限位孔422，所述限位块43能沿径向运动并插入限位孔422以限定伸缩杆42与固定杆41的位置。车把可伸缩，立骑时收回，躺骑时伸出，使得把手在任一骑行姿态下都可以更加靠近身体，提高操作性。

限位块43设置方式有多种，其中一种如10图所示，在固定杆41的外侧管壁上设有一支点411，该支点411上铰接一短杆412，该短杆412一端连接限位块43，另一端通过顶推弹簧413与固定杆41的外侧管壁连接，顶推弹簧413对短杆412的一端施加推力，而短杆412的另一端在支点411的杠杆作用下对限位块43施力，而使得限位块43插入到限位孔422中，当骑手用手按下顶靠弹簧413一端时，短杆412翘起使限位块43离开限位孔422。同时还可以设有一轴承431，该轴承431设置在限位块43朝向伸缩杆42管壁的端部，当伸缩移动时，轴承431与伸缩杆42管壁相接触，防止磨损。

如11图所示，所述立躺座椅81包括固定座811和滑动座812，所述固定座812后部设有靠背813，所述滑动座811滑设于固定座812上。如12图所示，所述座椅机构还包括手摇轮机构86，所述手摇轮机构86设置于所述座椅支架82上靠近立躺座椅81的位置，与所述后动力轮7传动。如6图所示，所述车架1上座椅机构8的下方还设有减震弹簧87，当变为躺骑状态时所述座椅机构8能抵靠所述减震弹簧87。另外，座椅机构的支架还可设置为伸缩支架，可调整座位高度。

可滑动的座椅方便配合骑手的重心变化实现快速变换立躺骑行姿态，较宽的固定座和较窄的滑动座也分别适应躺骑状态和立骑状态；通过手摇轮机构则可以在躺骑时提供附加动力；在车架和座椅机构之间加设减震弹簧则可以提高行驶时的舒适性，并且在躺骑转换立骑时可以提供助力。

如图13、图14所示，较佳实施例中，所述靠背813与固定座812为铰接，所述靠背813铰接部的下端固连一拉杆814，所述前动力杆6的下端设有立骑锁定器13，所述车架1的下部设有锁定器插槽14，所述立骑锁定器13包括导向槽131、第一弹簧132和插销133，所述导向槽131与前动力杆6固连，所述插销133通过第一弹簧132与导向槽131连接能在导向槽131内部往复运动并能插入或退出所述锁定器插槽14，所述拉杆814与插销133通过一拉线15相连，所述立躺变换轴心X下部的车架1上固定有第二弹簧16，所述第二弹簧16朝向前动力杆6；

在立骑状态变换躺骑状态时，人体背部压向所述靠背813使其下摆，所述拉杆814上摆，带动所述拉线15上提，使所述插销133向上运动退出所述锁定器插槽14，所述第二弹簧16张开推动所述前动力杆6摆动。

在躺骑状态变换立骑状态时，人体转为立姿，所述前动力杆6下摆使所述插销133回到所述锁定器插槽14上方，同时所述前动力杆6压紧第二弹簧16，人体背部离开所述靠背813，所述第一弹簧132张开推动所述插销133插入所述锁定器插槽14，所述插销133向下运动使所述拉杆814在拉线15的作用下下摆，让所述靠背813竖立。

通过将靠背变为铰接形式，使其可自由摆动，然后通过人体的施力和立骑锁定器的弹簧力，来实现通靠背来实现插销和锁定器插槽的配合，以此使立骑状态更为稳定。

本实用新型的自行车的立、躺变换的使用方法如下：

在立骑状态变换躺骑状态时，前动力杆以立躺变换轴心为轴摆动，前动力轮上摆，后动力轮下摆，后动力杆下端向车架后侧摆动，骑手的脚部位置在前动力杆一端的前动力轮位置，骑手的臀部位置在前动力杆另一端的后动力轮位置，变换后脚部位置上抬，臀部位置下降，姿势由立姿变为躺姿，躺姿时候人体重心后移，所以后车轮随着后动力杆向后摆动，以使得人体重心保持在车身范围内；同时，伸缩车把机构伸出并旋转到后侧，躺骑时向后靠近身体，保证骑行舒适性。

在躺骑状态变换立骑状态时，前动力杆以立躺变换轴心为轴摆动，前动力轮下摆，后动力轮上摆，后动力杆下端向车架前侧摆动，骑手的脚部位置上抬，臀部位置下降，姿势由躺姿变为立姿，立姿时候人体重心前移，所以后车轮随着后动力杆向前摆动，缩短车身范围；同时，伸缩车把机构收回并旋转到前侧，立骑时把手位于车头前，双手持握更加方便。

变换过程可以在骑行前完成，也可以在骑行中随意变化，先变换伸缩车把机构的位置，之后骑手通过立躺座椅滑动，实现重心后移，并配合手脚动作，使前动力杆以立躺变换轴心为轴上摆实现立骑变换躺骑，或者，骑手通过立躺座椅滑动，实现重心前移，并配合手脚动作，使前动力杆以立躺变换轴心为轴下摆实现躺骑变换立骑。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。