专利名称：长途旅游自行车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有多种驱动方式驱动的自行车。
目前，现有技术的自行车都是坐着用下肢进行驱动的。骑自行车车长途旅游时身体最难受的两个部位是双腿和屁股。另外，人体输出功的有效利用率也不高，在360°的循环周期内，只有120°的转角是有效的作功运动，一半左右的体力都在驱动下肢作多余运动时自我消耗掉了。
虽然中国专利局1986年5月28日公告的CN85203897U号实用新型专利申请说明书公开了一种“踏板式自行车”，(CN8603205U号)，但踏板式自行车虽然在驱动方式上有所改进，但仍然以下肢的力量作为唯一的驱动动力;“一种具有手驱动装置的自行车”虽然具有手驱动装置，但只能依靠手的握力辅助驱动，无法满足长途旅游的需要。
本发明的目的在于为骑自行车长途旅游的人提供一种用人力、风力和车辆行驶中产生的震动力都能驱动或辅助驱动的自行车。用人力驱动时可用下肢踩动踏板驱动，也可用上肢和腰部、腹部的力量进行往复推、拉驱动;可以上肢、下肢同时驱动，也可上肢、下肢分别驱动;可以坐姿驱动，也可站姿驱动，使臀部恢复休整;可以一人驱动，也可二人共同驱动，增加速度和乐趣。
为了达到上述目的，本发明在结构上具有如下特征(见图一)它由后驱动系统45;前驱动系统46，辅助驱动系统47，风力驱动及遮护系统48组成，另外还有一个适当加长的车架49把各系统的专用零部件和把手、轮子、鞍座等通用零部件连接在一起。
后驱动系统的结构是(见图二)在中轴1的两端装有带滚珠的超越离合器2，在超越离合器的外壳上装有踏板杠杆21。中轴1位于踏板杠杆21的中部。在踏板杠杆的两端装有滑套22，滑套在踏板杠杆21上的位置可以滑动并有锁紧螺钉23定位。在前后滑套上分别装有转臂24，转臂只能绕转轴42前、后翻转180°，用以快速改变踏板杠杆力臂的长度，起变速的作用。在转臂24上装有足蹬25。转轴42的一端用轴用卡簧79定位。
在踏板杠杆21的后半部分(见图二K向视图)，有横杆26和左右两根撑杆27组成的杠杆换向机构28。撑杆一端用万向球头29或十字型万向节头和横杆26相联，另一端也用万向球头或十字型万向节头和踏板杠杆21相联。踏板杠杆的上下摆动由限位杆5限位。在换向横杆26和横管55之间设有储能复位弹簧31，便于单腿残疾人使用。
用双腿或单腿上下踏动足蹬25，通过带滚珠的超越离合器2使中轴1和链盘7同时转动，又通过链条8驱动飞轮9和后轮即可使车子前进。
后驱动系统的另一种结构是利用齿轮换向机构74代替杠杆换向机构28(见图三)。其结构特征是在中轴1的两端有内齿式越离合器2，其外壳上固联有踏板杠杆21、足蹬25和左右锥齿61、62。超越离合器的芯套与中轴1、链盘7固联。在车架49上固联有锥齿轴64，锥齿轴上有向心推力滚动轴承66，与中锥齿轮63形成动联。中锥齿轮与左右锥齿轮61、62啮合，其啮合间隙由压紧螺帽65调整。为了便于单腿残疾人骑行，在踏板杠杆与车架间同样设有储能复位弹簧31。
骑行时踏下一边的足蹬25，通过中锥齿轮换向，另一边的足蹬蹬就会自动升起，两腿交替踏动或一腿陆续踏动，就可驱动后轮使车子前进。
前驱动系统是由单向机构39(见图四)摇杆40、摇把41、前链盘12、链条8、飞轮9组成(见图五)。当用上肢拉动或推动摇把41时，前链盘12单向转动，通过链条、飞轮驱动前轮转动使车子前进。
单向机构的具体结构和工作原理在下面的实施例一中将作详细的说明。
辅助驱动(见图六)系统47是由压弹簧6、上、下弹簧座14调节螺栓15、缓冲帽16、摇杆40、摇把41、摇臂43组成。
当路面不平时可以利用此系统进行辅助驱动。使用时将摇杆、摇臂翻转到前方如图六所示的位置，使摇杆的横梁压在弹簧6的缓冲帽上，摇杆、摇把的重量由压弹簧6支承着，弹簧的弹力与摇杆摇把的重力平衡。发生震动时，弹簧压缩、复位交替进行，与人拉动、推动摇把等效，同样起到驱动作用，挽回了在凸凹不平的路面上行驶时产生的能量损耗。在野外的碎石路面上行驶将有明显的辅助驱动作用。
风力驱动及遮护系统(见图七和图一)是由流线型的顶蓬17、支撑架18，拉绳19、顶蓬骨架20、销紧螺柄59组成。
支承架18和顶蓬骨架20用金属管材、玻璃钢、工程尼龙、或碳纤维增强等类轻质材料制成。铰联位于顶蓬前 1/3 的位置，无风时由拉绳维持顶蓬的平衡，使它处于大致水平的状态，这时的顶蓬可以防晒和防雨。当空气流过流线型的顶蓬表面时还可产生升力，抵消车子部份份重量，使骑行更加轻快。当风从后面吹来时，由于铰联后面部份的升力大于铰联前面部份的升力，顶蓬后部将会向上抬起，接着绕铰联向前翻转90，成为一面风帆，车子便可乘风前进;风停之后，来至前方的空气阻力将使扬起的风帆绕铰联向后翻转90°自动恢复水平状态，由拉绳维持它的前后平衡。有了顺风，“帆”又会自动扬起，用不着人去操心。顶蓬的高低可以松开销紧螺柄进行调整。
具有以上四种驱动系统或者只有前驱动系统或只有后驱动系统的自行车具有两个或者三个轮子，当具有两个轮子时为代步和运动健健身用自行车，特别适合作为长途旅游自行车;当具有三个轮子时为残疾人用车或运输用车。
图一是本发明长途旅游自行车示意图。
图二是后驱动系统示意图。
图三是齿轮换向机构示意图。
图四是单向机构示意图。
图五是前驱动系统示意图。
图六是辅助驱动系统示意图。
图七是风力驱动及遮护系统示意图。
图八是实施例二-利用本发明的前驱动系统进行驱动的“快速轻便残疾人车”。
下面再结合实施例将各系统作进一步的说明。
图一为本发明长途旅游自行车，它由后驱动系统45，前驱动系统46，辅助驱动系统47，风力驱动系统48和车架49以及车把、鞍座、轮子等通用部件组成。
图二为长途旅游自行车后驱动系统，它的结构特点是在中轴的两端装有带滚珠的超越离合器2，其结构如图四的超越离合器A或B，在超越离合器的外壳上装有踏板杠杆部件3，连杆换向部件4以及限位杆5、后链盘7、链条8、飞轮9。
连杆换向部件的结构特点是在车架下面的平叉上，焊有左右立管54(图二K向)。在立管的下端焊有横管55，立管下面焊有立杆30，通过销轴53和横杆26铰联。横杆的两端又通过万向接头29和撑杆27的下端相联，撑杆27的上端又通过万向接头29和踏板杠杆21相联。
踏板杠杆部件的结构特征是在“工”字形断面或空心矩形断面的踏板杠杆21的两端有滑套22，在滑套的下面带有固定凸台52，转臂通过转轴42铰联，但只能绕转轴42前后翻转180°。上坡时转臂处于转轴前方。力臂增长，上坡后只需用脚尖一勾转臂24便绕转轴42向后翻转180°，支承在凸台52上，力臂缩短。从而起到快速换档的作用。滑套22在踏板杠杆21上的位置可以前后滑动，通过锁紧螺钉23定位。
一人骑行时一般是用前面的两个脚蹬，当前左(右)足蹬被踏下时，一方面通过左(右)边的超越离合器2使中轴和链盘转动，再通过链条8、飞轮9驱动车子前进。另一方面又通过撑杆27使横杆26绕销轴53转动，带动右(左)边的踏板杠杆部件绕中轴空转，使前右(左)足蹬升高。当前右(左)足蹬被踏下时，由超越离合器2带动动中轴和链盘驱动车子前进。同时，由于换向机构的作用又使左(右)边的踏板杠杆部件绕中轴空转，造成左(右)足蹬升高。如此交替踏动左右足蹬，车子就可轻快前进。
后面的两个足蹬是为二人共同驱动设置的，交替踏动后面的两个足蹬与交替踏动前面两个足蹬效果完全相同。后驱动可以与前驱动同时进行，也可单独进行。后驱动单独进行时前面的人可以把双脚踩在限位杆5上以免妨碍后驱动。
单腿残疾人骑行时，只须用单腿踏动任何一只足蹬，都可驱车前进。单腿抬起时弹簧31储备的能量释放出来，一方面使被踏下的足蹬复位，一方面驱动车子前进。弹簧的存在不会造成体力的额外消耗。
参看图五，长途旅游自行车前驱动系统的结构特征是在前叉上部焊有左右支承板56，在支承板上固定有底板57，上有单向机构的厢体11，压弹簧6固定在底板上。
当用手推、拉摇把41，使它按箭头方向前后摆动时，通过摇杆40，摇臂43，使主动轴13左右转动，但由于单向机构的自动换向作用，前链轮12始终向一个方向转动，通过链条8，带动飞轮9驱动车子前进。
车把的结构特征是在摇杆40的头部焊有或粘有接头58，在接头的孔内装有耐磨套59，在耐磨套内装有车把41。耐磨套在接头孔内无转动。耐磨套与把手间可转动。在把手41的外面紧套有彩色塑料或橡胶外套33。车把端部有孔用卡簧32轴向定位。
参看图四，单向机构的结构特征是在主动轴13与主动齿轮34、35之间装有正反超越离合器A、B。向前推动摇杆40，主动轴随之顺时针转动，通过正向安装的超越离合器A，带动主动齿轮34，中间齿轮36，从动齿轮37，从动轴50，带动链轮12顺时针方向转动，通过链条8带动飞轮9驱动前轮使车子前进;在从动齿轮37顺时针转动时，与它同轴固联的从动齿轮38也作顺时针转动，与它啮合的主动齿轮35则作逆时针转动，但由于有反向超越离合器B，它只能绕主动轴13空转;向后拉动摇杆40，主动轴13作逆时针转动，通过反向超越离合器B带动主动齿轮35也作逆时针转动，从动齿轮38、37、轴50、链轮12则作顺时针转动。此时超越离合器A使主动齿轮36绕轴空转。所以无论推、拉摇杆，链轮12始终作顺时针方向转动。
由于主动齿轮34、35与被动齿轮37、38之间的传动比为2.4∶1-2.5∶1，因此，链轮12与飞轮9的传动比可以为1∶1，这样可以使外形更加紧骤。为了减少推拉转换时的空行程程超越离合器的两个千斤可以只差半齿。(图四、a)b))参看图六，当路面不平时，可将摇杆转向前方的位置，使摇杆40的横梁压在弹簧6上，弹簧被压缩一个高度后，弹力与摇杆、摇把的重力保持平衡，当路面不平引起震动时，摇杆、摇把将不断冲击弹簧使弹簧压缩与复位交替进行。引起摇臂43上下摇动，与人用手推、拉摇臂等效，驱动车子前进。
为了减少震动的噪声，在弹簧座14的上面有橡胶或橡塑材料材料做成的缓冲帽16。弹簧6固定在上下弹簧座14之间，通过调整上下弹簧座之间的距离即可使弹簧的弹力得到调整。
参看图七，风力驱动和遮护系统的结构特征是它由流线形的顶蓬17、支撑架18、顶蓬骨架20和拉绳19、铰联44、锁紧螺柄59组成。在无风时，由拉绳19维持顶蓬的平衡，使它大致处于水平状态，可以遮蔽雨和阳光，当空气流过流线形表面时，产生升力。使骑驶更加轻快。当风从后面吹来并达到一定速度时，由于铰联44后面部分的升力大于前面部份的升力，顶蓬后部便会自动抬起，绕铰联向上翻转90°，顶蓬骨架20被支架18挡住以后就会保持直立状态，形成风帆，乘风前进。世界各地的季节风都是一吹千里且持续几个月的时间，一路顺风将给旅途增加极大的乐风停之后来自前面的空气阻力会使扬起的风帆绕铰联44自动向后翻转回到水平位置，由拉绳保持平衡。有了顺风，“帆”又会自动扬起，用不着人工操作。顶蓬的高度可以通过锁紧螺柄进行调节。
本发明与现有技术相比具有如下优点一、本发明为骑自行车长途旅游的人提供了一种以人力、风力和车辆行驶时产生的震动力都能独立驱动或辅助驱动的轻便交通工具，减少了长途骑车对于人体力的依赖，增加了骑自行车长途旅游的可能性与可靠性。二、由于有顶蓬和多种驱动方式，下肢、上肢以及背部、腰部的力量就能交替发挥，使下肢和臀部可以得到调节和缓解，提高了人的运动耐力，增加了舒适感。三、为残疾人提供了方便。四、本发明用于载重自行车、人力运输三轮车可以显著提高运载能力。
实施例二(参看图八)为利用本发明的前驱动系统进行驱动的“快速、轻便残疾人三轮车”，它由前驱动系统46、底盘部件71前轮部件72、后轮部件73、车厢部件80、车闸77、刹车拉杆76、喇叭78等通用件和专用件组成。
前驱动系统由单向机构部件39、摇杆40、摇把41组成。其具体结构见图四、图五，底盘的形状和尺寸根据车厢而定。其余部件都由通用件组成。
使用时，往复推拉摇把41，便可驱车快速前进。转弯时，将手移向摇把41的一端，前推或后后拉摇把，便会形成相对于转轴中心的转向力矩。使车子向推(拉)方向转弯。
刹车时，压下刹车手把75、通过拉杆76拉动涨闸77制动喇叭78，可用座式转铃代替。
本发明与现有技术相比具有两条明显的优点1、推拉摇把时，由于背部、腹部和上肢的肌肉可以同时或交替用力，使体力能够得到充分的发挥。从根本上改善了现有技术残疾人三轮车缓慢、吃力的现象。
2、现有技术的残疾人三轮车，对于独臂的人是无法使用的，本发明三轮车独臂人却能用得很好，和双臂人差别不大。若将摇杆转到下面的位置，加上一根储能回位弹簧，无手的独足人也可以使用，使他们的自理能力得到部份恢复。
序号名称对照表
权利要求
1.一种用人力、风力和车辆行使中产生的震动力驱动或辅助驱动的、适宜长途旅游的自行车，以下简称自行车，(见图一)它由后驱动系统45，前驱动系统46；辅助驱动系统47，风力驱动及遮护系统48组成；另外还有一个适当加长的车架49把以上各系统的专用零部件和把手，轮子、鞍座等通用零部件联接在一起。
2.按照权利要求1所述的自行车，其特征在于所说的后驱动系统(见图二)是在中轴1的两端装有带滚珠的超越离合器2，在超越离合器的外壳上装有踏板杠杆21，中轴1位于踏板杠杆的中部。在踏板杠杆的两端，装有滑套22，滑套在踏板杠杆上的位置可以滑动并有锁紧螺钉23定位。在前后滑套上，分别装有转臂24转臂只能绕转轴42前后转动180°，用以快速改变踏板杠杆21的力臂长度，起变速作用。在转臂上装有通用足蹬25。转轴42的一端用轴用卡簧79定位。在踏板杠杆的后半部(见图二K向视图)的下方有由横杆26和左右两根撑杆27组成的杠杆换向部件28。撑杆一端用万向球头29或十字型万形节头和横杆26相联，另一端用万向球头或十字型万向节和踏板杠杆21相联。踏板杠杆的上下摆动由限位杆5限位。在横杆26和横管55之间装有储能复位弹簧31，便于单腿残疾人使用。后驱动系统的另一种结构是利用齿轮换向机构74代替杠杆换向机构28(见图三)。其结构特征是在中轴1的两端有内齿式超越离合器2，其外壳上固联有踏板杠杆21、足蹬25和左右锥齿61、62。超越离合器的芯套与中轴1、链盘7固联。在车架49上固联有锥齿轴64，锥齿轴上有向心推力滚动轴承66，与中锥齿轮63形成动联。中锥齿轮与左右锥齿轮61、62啮合，其啮合间隙由压紧螺帽65调整。为了便于单腿残疾人骑行，同样设有储能往复弹簧31。骑行时踏下一边的足蹬25，通过中锥齿轮换向，另一边的足蹬就会自动升起，两腿交替踏动或一腿陆续踏动，就可驱动后轮使车子前进。
3.按照权利要求书1和2所述的自行车，其特征在于所说的前驱动系统(见图四)是由正、反超越离合器32和齿轮34、35、36、37、38、主动轴13、被动轴50、中间轴5等件组成的单向机构39以及摇杆40、摇把41、前链盘12、链条8、飞轮9等件所组成(见图五)。当推动或拉动摇把时，链盘始终向一个方向转动，通过链条、飞轮驱动前轮转动。
4.按照权利要求书1、2、3所说的自行车，其特征在于所说的辅助驱动系统(见图六)是由压弹簧6、上下弹簧座14、调节螺栓15、缓冲帽16，锁紧螺帽80以及权利要求3所述的前驱动系统组成。使用时将摇杆翻转到前方位置，使摇杆横梁压在弹簧6的缓冲帽16上，该系统即处于工作状态。
5.按照权利要求书1、2、3、4所述的自行车，其特征在于所说的风力驱动及遮护系统(见图七)是由流线型的顶蓬17、支撑架18、顶蓬骨架20、拉绳19、铰联44、锁紧螺柄59等组成。铰联44处于顶蓬长度方向约前三分之一的位置，靠拉绳19维持着顶蓬前后的平衡。支承架18和顶蓬骨架20用金属管材或玻璃钢、尼龙、碳纤维增强等类轻质材料制成。
6.根据权利要求书1、2、3、4、5所述的自行车，有两个或三个轮子。(见图一、图八)当有两个轮子时为代步和运动健身用自行车，特别适合作长途旅游用自行车;当有三个轮子时为残疾人用车或运输三轮车。
全文摘要
一种用人力、风力和震动力都能驱动或辅助驱动的自行车。用人力驱动时，可用下肢踩动踏板驱动，也可用上肢和腰部、腹部的力量进行推拉往复驱动；可以下肢、上肢同时驱动，也可上肢、下肢分别驱动；可以坐姿驱动，也可站立驱动，使臀部得到恢复和休息；可以一人驱动，也可二人同时驱动，增加速度和乐趣，是一种能满足长途旅游需要的自行车。
文档编号B62K3/00GK1039223SQ8910591
公开日1990年1月31日 申请日期1989年5月18日 优先权日1989年5月18日
发明者毛正勇 申请人:毛正勇