专利名称:脚踏车的制作方法
本发明有关脚踏车，具体地说有关脚踏车的驱动系统。即利用杠杆原理，由至少一杠杆部件及一传动部件和传动连接装置驱动的脚踏车。
传统的脚踏车，例如两轮自行车，其后轮(也叫驱动轮或主动轮)通常是通过一驱动链轮，一无端链条和一传动链轮的旋转来驱动的。该驱动链轮是由装有踏板的一对反向的曲柄及与其固定连接的驱动轴来驱动旋转。使用时，使用者以两脚交替踏动踏板，使驱动链轮转动，并以链条及传动链轮传动使脚踏车向前行进。使用传统的脚踏车时，使用者的腿部及脚要作360°的循环动作，而在此360°的范围之中只有前端约100°范围内对踏板有推动作用，如图5(A)中所示。而其余角度范围内都是作无用功，浪费和消耗体力，即效率较低。特别是在脚踏车需快速行进时，使用者很易疲劳，而且曲柄及驱动链轮的转动频率受使用者体力的影响，因此必然会影响脚踏车的行进速度。由于传统型脚踏车必须使用双脚踏动踏板，故不适于残废者使用。
本发明的脚踏车克服了上述缺点。本发明的脚踏车利用简单的杠杆原理有效地利用了使用者驱动脚踏车行进所用的力。本发明的脚踏车包括一主构架；至少一个轮子，可转动地装在主构架上；与主构架相连的脚踏车方向控制装置。该脚踏车的驱动系统包括至少一个杠杆部件及杠杆轴，可转动地装在脚踏车的主构架上；至少一个传动部件，装在脚踏车后轮的轴上，位置与所说杠杆部件相对应，并通过一传动连接装置与杠杆部件相连。
传动部件包括一壳体及侧盖，壳体内装有一储能件及飞轮机构。
所说杠杆部件包括有二个臂，前臂和后臂，杠杆轴位于两臂之间，其轴向大致于两臂垂直。两个臂以杠杆轴为转动中心，相对转动一个角度，构成一个夹角α。后臂上设有变速装置。
为了更好地理解本发明，下面参照附图对本发明的一个实例进行详细说明。该实例为一两轮脚踏车(也叫自行车)。
图1为本发明脚踏车实例的侧视图，其中杠杆部件的前臂处于大约最高点的位置；图2为本发明脚踏车实例的侧视图，其中杠杆部件的前臂处于大约最低点的位置；图3(A)为本发明脚踏车装在后轮上的传动部件的外形图；图3(B)为图3(A)中传动部件的剖视图；图3(C)为图3(B)中沿C－C线的剖面图，表示出传动部件内的储能件及其固定方法；图4为本发明脚踏车实例的俯视图；图5(A)为传统型脚踏车的使用者的脚踏动踏板作360°循环动作的示意图；图5(B)为本发明脚踏车的使用者的脚踏动踏板作约100°范围内的近似上、下运动的示意图。
如图1和图2中所示，本发明脚踏车(20)包括主构架(22)，前轮(24)，后轮(26)。前轮(24)可自由转动地装在与主构架(22)转动连接的前叉(28)上。前叉(28)上装有车把装置(图中未示出)，用于驾驶脚踏车的行进方向。后轮(26)可转动地装在主构架(22)的后叉(30)上。
本发明的脚踏车还包括至少一个杠杆部件(1)该部件有二个臂，前臂(3)和后臂(4)，前臂较后臂长，两个臂以杠杆轴为转动中心，相对转动一个角度，构成一个夹角α。该角度的最佳值由脚踏车整体尺寸的大小及杠杆部件(1)相对主构架的安装位置而定。但是显然，该角度小于180°大于90°。安装时，角度α向上。该杠杆部件(1)及杠杆轴(2)可转动地装在主构架(22)上。杠杆部件的二臂与杠杆轴可以是一体的，也可是分开的二个部件，然后装配在一起，前臂的端部装有可自由转动的脚踏板(5)。
本发明脚踏车的后轮(26)的轴(32)上装有一传动部件(6)及一传动连接装置(7)，位置与杠杆部件(1)位于自行车的同一侧。该传动连接装置(7)为一根钢丝绳。钢丝绳(7)一端与杠杆部件(1)的后臂(4)相连，另一端与传动部件(6)相连。
如图3(A)所示，装在后轮(26)上的传动部件(6)包括壳体(10)，钢丝绳(7)的一部份可缠绕在壳体(10)上，并用螺钉(8)将其端部固定在壳体(10)上。
如图3(B)、(C)所示，壳体(10)内一侧装有一蜗卷弹簧(11)。弹簧(11)的外端用螺钉(12)固定于壳体(10)上，其内端用螺钉(13)与壳体侧盖(14)及后叉(30)固定连接在一起。壳体(10)的侧盖(14)不随壳体(10)而转动。壳体(10)内另一侧装有传统脚踏车的后轮上通常装的飞轮机构(15)，这里就不再详述。
本发明脚踏车(20)在非使用情况下，蜗卷弹簧(11)的弹力使壳体(10)向后转动拉动钢丝绳(7)并使其部份缠绕在壳体(10)上，如图3(A)所示状态。同时钢丝绳(7)拉动杠杆部件(1)的后臂(4)，使前臂(3)处于最高点，如图1中所示位置。使用脚踏车(20)时，使用者向下踏动踏板(5)，如图1中虚线箭头所示方向，同时杠杆部件(1)的后臂(4)做向上的转动，并向前拉动钢丝绳(7)，钢丝绳(7)带动壳体(10)转动，通过飞轮机构(15)使后轮(26)旋转以驱动脚踏车(20)向前行进，如图2中所示。此时壳体(10)内的蜗卷弹簧(11)受压。当使用者将脚踏板(5)放松，即不向踏板(5)施力时，在蜗卷弹簧(11)的弹力作用下，壳体(10)向后方向转动，使钢丝绳(7)重新缠绕在壳体(10)上，同时拉动后臂(4)向下转动，前臂(3)又重新恢复到最高点。而此时脚踏车(20)在惯性及飞轮机构(15)的作用下继续前进。
如图1中所示，本发明脚踏车(20)还设有变速装置，即在杠杆部件(1)的后臂(4)上设有多个变速比选择装置，如图1中的
六个位置。将钢丝绳(7)的一端与各不同点连接即可获得不同的变速比，以适应使用者的不同需要。
如图4所示，本发明的脚踏车可在左右两侧安装两组杠杆部件(1)、传动部件(6)及钢丝绳(7)装置。这两组装置是相互独立的。使用过程中，使用者可以左、右脚交替作上、下运动、踏动踏板(5)，也可左、右脚同时动作，也可以只用左脚或右脚都可轻松地驱动脚踏车前进。
从上述对本发明脚踏车实例的详细描述和说明，不难看出，本发明的脚踏车较之传统式链条传动的脚踏车有如下优点本发明的脚踏车不需要链轮，链条等传动零件，结构简单，因此制造、装配及维修都比较简单，成本降低，脚踏车的重量也相应减轻。
本发明的脚踏车的钢丝绳使用一种表面涂有塑胶的钢丝绳，且传动系统中的其它零件也无需润滑，因此保养简单，使用耐久。
由于本发明的脚踏车利用了杠杆原理且只利用了传统式脚踏车中，使用者的脚和腿部作360°循环运动中约100°的有效运动，使用者只需作近似行走的腿部及脚部的上、下运动，如图5(A)和(B)所示，非常省力，实验还表明，在脚踏车起动之后，使用者只需做约15°～30°范围内的运动即可轻松地驾驶脚踏车快速向前行进。
本发明的脚踏车可使用单脚驱动，因此对残废人也是适用的。对于初学使用者，可以较快学会使用。初学者可坐在车座上，用一只脚踏动踏板，只需稍加一点力，脚踏车即可向前行进。待掌握平衡后再使用双脚驱动。
最后要说明一点的是，上述对本发明实例的详细说明并不限制本发明的应用范围。对本领域的技术人员来说，可容易地看出，本发明还可应用于各种其它传统式的脚踏车，如二轮、三轮、四轮及多轮等，也可以应用于残废人的轮椅以及任何工业、商业、医疗及其它人工动力车上。
权利要求
1.一脚踏车，包括有一主构架，至少一个可转动地装在主构架上的轮子，与主构架相连的脚踏车方向控制装置，其特征在于，该脚踏车的驱动系统包括至少一个杠杆部件及杠杆轴，可转动地装在脚踏车的主构架上，至少一传动部件，装在脚踏车后轴的轴上，位置与所说杠杆部件相对应，并通过一传动连接装置与杠杆部件相连。
2.根据权利要求
1的脚踏车，其特征在于所说杠杆部件包括二个臂，前臂和后臂，所说杠杆轴位于两臂之间，其轴向大致与两臂垂直，两臂之间以杠杆轴为转动中心，相对转动一个角度构成一夹角。
3.根据权利要求
1的脚踏车，其特征在于，所说传动部件包括一壳体和一侧盖，壳体内装有一储能件和一飞轮机构。
4.根据权利要求
2和权利要求
3的脚踏车，其特征在于，所说传动连接装置为一钢丝绳，该钢丝绳一端与杠杆部件的后臂相连，另一端与传动部件的壳体固定相连，并可部份地缠绕在壳体上或从壳体上释放下来。
5.根据权利要求
3的脚踏车，其特征在于，所说储能件为一蜗卷弹簧，该弹簧的外端固定在传动部件的壳体上，其内端固定在侧盖上，该侧盖不随壳体转动而转动。
6.根据权利要求
4的脚踏车，其特征在于，所说杠杆部件的后臂上设有变速装置。
7.根据权利要求
6的脚踏车，其特征在于，所说变速装置为后臂上一个以上连接和固定钢丝绳的装置。
专利摘要
利用杠杆原理驱动的脚踏车，其驱动系统包括至少一个杠杆部件及杠杆轴，可转动地装在脚踏车的主构架上；至少一个传动部件，装在脚踏车的后轮轴上，位置与杠杆部件相对应，并通过一传动连接装置与杠杆部件相连。
文档编号B62M1/24GK85202099SQ85202099
公开日1986年4月23日 申请日期1985年6月3日
发明者冯翔 申请人:冯翔导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan