专利名称：两轮车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种两轮车，该两轮车由一主车架组成，其上可转动地悬挂有两个车轮，其中一个车轮被驱动而另一车轮通过一副车架相对于主车架可以转向，除了一个可转动的转向部件外，主车架上还装有一鞍形座位部件。
这种也称为“自行车”的两轮车在许多不同的实例中已广为人知，并主要用于运送一个人，此人通过个人的努力利用脚蹬机构驱动两个车轮中的一个，通常是后轮。为使骑车人保持平衡并控制车的方向，另一车轮连接到转向部件上。对于两轮车也可能装备一台发动机。作为辅助发动机，该发动机可以、也可不布置在邻近脚蹬机构的位置。脚蹬机构包括一链传动，链传动的前链轮安装在前轮和后轮之间，其中链条引向后车轮的链轮。这种车的缺点是它具有相对大的尺寸，并且因此难以在小汽车或类似车辆的行里箱空间中进行运输。所谓的“可折叠自行车”已为人所共知，然而这种车的缺点是由于车轮小导致不良的方向控制稳定性，使骑行不舒适。在具有大车轮的可折叠自行车的情况下，车轮通常必须从主车架上拆下，这就要花费大量劳动。
本发明的目的是避免上述的缺点并为此目的提供一种两轮车，其特点在于用于可转向车轮的副车架位于座位部件的下方，在转向部件和副车架之间装有一联接机构。
由于转换车轮的功能，就有可能直接驱动前轮，从而大大缩短两个车轮之间的距离，于是减小自行车的长度，同时保持相对大的车轮直径。
在这种自行车的进一步改进中，建议给“固定的”前轮提供一个用于驱动的脚蹬机构。在一特殊实例中，这种脚蹬机构装备有一杆，杆的一侧铰接地装在主车架中，另一侧装上一脚蹬元件。杆条使得可能将脚蹬部件或“脚蹬”置于靠近前轮的地方，因此可实现舒适的骑车姿式，也就是说使用者在停车时可容易地用脚支于地面，尽管当座位部件被安排在相对低的位置时，膝盖实际上仍是直的。
为了良好的动力传动，本发明提出的杆装置提供一异形齿轮，它与一个安装在驱动轮转轴上的小齿轮共同作用，这里杆的一端可滑动地装在主车架上。
为了使自行车能够作为容易运输的装置来使用，本发明进一步提出铰接地连接转向部件和主车架以便因此折叠，并铰接地连接座位部件。这样，就得到了一种极为简单的便携式自行车装置。
本发明的上述和其它特征将在下面的一系列应用实例的图形描述中加以进一步阐明。在图中
图1表示的是根据本发明车辆的第一个应用实例的直立侧视图，图2和3分别表示了图1中车辆的俯视和前视图，图4和5分别表示了图1中车辆在折叠情况下的俯视力和直立侧视图，图6表示了用于图1中车辆的被驱动前轮的可能脚蹬机构的放大侧视图，图7、8和9表示了在每种情况下，相应于图6中脚蹬机构可选应用实例的侧视图，图10表示了相对于图1中根据本发明车辆的可选应用实列的直立侧视图，图11是表示“普通”自行车和根据本发明的自行车之间关系的直立侧视图，图12a、b是用于根据第四个实例自行车的脚蹬机构的示意侧视图，图13a、b、c和d是适用于驱动自行车的脚蹬机构的第五个实例侧视图。
图1中用数字1表示主机架，在所示的实例中主机架由弯曲成合适形状的钢板以及各种能互相焊接的零件所制成。虽然主机架的具体构成可能不同，所示的主机架包括一个第一部分2，其横断面为“U”形，侧视图中表现为多边形，并且在其下部具有一个向前伸出的支臂3，而在上部前方具有一个向下伸出的支臂4。这两个支臂相互以一定角度而连接。固定的前轮的转轴6安装在两个支臂的倾斜相交部分5上。此前轮7是一个带有普通轮圈、外面装有充气轮胎的三辐条车轮。这样，带有轮胎的轮圈就可以在类似框架的部分2内、在支臂3和4之间转动。
主车架进一步具有一弯曲的后梁8，其自由尾端8′沿水平方向伸展。插入此部分8′的是一旋转销9，该销在部分8′中被安装在轴承(未示出)上，并且在其底端具有与后轮11上的转轴10的联接装置。后轮11与轮7相同。
作为后叉12的副车架在靠近旋转销9的位置处具有侧臂13，见图2，推/拉杆14铰接地联在其上。这些将在后面进一步阐述。
主车架部分2的水平部件的上端装有一轴销15，转向部件17的托架16可转动地装在轴销上。推/拉杆14的前端与托架16的支臂18铰接。注意到在侧视图中，推/拉杆包括一个向下弯曲的部分14′，而悬臂也在14″处向侧面弯曲，见图2，使得与侧臂13的铰接点位于车的左手侧，而与支臂18的铰接位于右手侧。
这种结构使得当车把按图2中的箭头P1方向转动时，后轮按箭头P2方向转动。
这里，转向部件17由两个向上杆20组成，每个杆通过枢轴21与托架16相联。在所示实例中，枢轴21与水平方向成45°角，使得每个臂20可以绕此轴21转动，并在折叠位置时可沿主车架1处于水平方向，这些将被进一步阐述。转向部件的两上臂20可以利用螺旋机构22在上端相互连接。此螺旋机构由螺旋套23和螺纹杆24组成，螺旋套可通过齿边轮25手动地转动。通过将螺纹杆24插入螺旋套23并利用齿边轮25转动螺旋套23，这一连接可以接合或放开。主车架的部分8的向上倾斜部分8″装有具有槽孔31的冠状板30。固定座位部件34的托架33的销32插入该槽孔。托架33上具有一槽孔，此孔与夹紧螺钉35共同作用于主车架的部分8′上，以便将座位部件34锁定在图1所示的位置。
在图1所示的实例中，前轮7通过一脚蹬机构40来驱动，此脚蹬机构将参考图6、7和8作进一步阐述。脚蹬机构具有脚蹬元件，即脚蹬41，它可以设置在使骑行者容易操作的位置。
上面描述的车辆可按如下方法使用。在工作状态中，此车辆的形状如图1所示，骑车人假定在座位34的位置，双手放在转向部件17的手把上，双脚放在脚蹬元件41上。这与常规骑车姿式一样，在这里，取决于所选用的机构，脚蹬元件进行交互或旋转运动。由于在极限位置时的脚蹬元件41相对座位部件34的距离与普通自行车一样，对脚蹬41的动力传递是最佳的。鞍座仍然可以放在相对低的位置以便在休息位置时，使骑车人能容易地用脚支于地面。
如果使用者希望将自行车作为小装置携带，那么他只需松开夹紧螺钉35，因此带有座位元件34的托架33可向前折叠到根据图5的位置，这时座位元件34被置于主车架的弯曲部分。然后车把可在22处放松，因此两个转向管20都可以绕轴21转到图5所示位置。这样就得到一个对携带来说极为小的装置，这时假定车轮直径为50cm，因此该装置的长度不超过1m，并且高度也小于这一尺寸。
如果主车架和车轮用塑料制造，重量也能大为减少。
如果希望的话，脚蹬元件41同样可以采用折叠的形式使得它们能沿脚蹬机构40伸开，见图4。
尺寸的变化如图11所示，其中根据本发明的自行车与典型的普通尺寸的自行车进行比较。当鞍座和伸开的脚蹬之间的最大距离保持不变时，鞍座可以放在一个较低的位置，同时保持了相同的转向高度，见图11中分别用线a和b表示的位置。
下面参考图6、7、8和9，对根据本发明的特殊的脚蹬机构进行描述。
脚蹬元件41(未示出)可转动地固定到杆51上的轴承孔中。杆的另一端可转动地固定在支架52上，支架可滑动地安装在主车架部分2的槽孔53中。
杆51是板状的，在其中部切有一个腰形孔54。在此腰形孔中装有通过支板56与杆51连接的异形齿轮。异形齿轮的轮缘平行于腰形孔54的内周，使得固定在车轮7轴上的小齿轮6能在闭合的、位于异形齿轮55和腰形孔54之间的轨道上穿过。
通过用脚按箭头P3指示的路径方向相对轴承孔50移动脚蹬元件，异形齿轮带动小齿轮转动，从而带动车轮7转动。
注意到这一运动期间，支架52在槽孔53中往复运动。
由于这种结构的原因，骑车人不仅可用伸直的腿蹬骑，也能实现较好的对车轮7的动力传动，因而骑行大为容易。
图7表示了一个可选的实例，其中相似元件用相似的参考数字表示。杆上开有腰形孔54，在其内侧有一与车轮7的小齿轮6啮合的齿轮轮缘。这种齿轮轮系传动的转换提供了一种脚蹬元件运动轨迹，这同样使轴承孔50以相反方向运动，见箭头P4。然而，在上两个实例中都保证脚蹬元件的运动是上下的。
另一方面，图8表示了这样一个实例，其中在车轮7的两侧都装有作为脚蹬杠杆的圆形元件57，上面有一装在圆形槽54中的、与车轮7的小齿轮啮合的齿圈。圆形元件57利用支板58与中心轴承59连接，而中心轴承由主车架的部分2支撑。
通过将脚蹬元件装在自行车左手侧的圆形元件57的一个孔上，并将另一脚蹬元件装在自行车右手侧的另一圆形元件57的对面孔上，沿轨迹P5转动两个脚蹬元件就可以实现对车轮7的驱动。这里脚蹬元件的轨迹为圆形。
图9表示了脚蹬机构40的一个实例，其中曲柄可以调整。与上述根据图6和7的实例一致，板状杆51的中车端与支架52铰接，支架可滑动地装在主车架轮2的槽口53中。脚蹬元件41并不直接固定到杆51的一端，而是固定到分开的支板60上，支板60可在包围其两纵向边的导轨61中滑动。这个导轨是板51的一部分。两导轨支板中的一个具有用于安放凸轮63的凹槽62。凸轮63安装在一个与支板60在65处可转动连接的杆64上。杆64的自由端有用于脚操作的压面66，其中压缩弹簧67安装在杆64的对面边上，弹簧受到支板60在68处的支承。
所希望的曲柄的调整按下面方法进行。通过按与弹簧67作用相反的方向压下杆64，凸轮63便从凹槽62中退出，因此支板60能够向杆51的另一端52的方向滑动，凸轮63进入导轨61的另一个凹槽62，这样就进入了位置之一。因此，脚蹬元件41和杆51的铰接点52之间的距离可按要求调整，从而可以得到较大或较小的曲柄，这样就能引起传递到小齿轮的力分别较小或较大。
图10表示了一个实例，其中可转向的后轮11的副车架12布置在非垂直的位置。这里枢轴布置成向主车架的部分8方向、向上倾斜，相对垂直位置，旋转销9与向后弯曲的副车架12具有相同的角度。这种结构使后车轮能够自跟踪，这样进一步改善了自行车的骑行。此外也使行李架增大了空间。带有可折叠的靠背71的座位元件通过滑杆72与主车架连接。
图12表示了脚蹬机构的第四个实例，图中只显示了脚蹬机构的主要部分。这种脚蹬机构可应用于如图1所示的前轮驱动中或应用于广为人知的链/链轮传动中。
对于前述各个实例，主要区别在于脚蹬机构41沿圆形轨迹80运动，而不是如图6所描述的椭圆形。每个脚蹬元件具有一曲柄81，绕中心轴线82转动，带有齿轮84的中心轴83相对于中心轴线82同轴安装。
每个脚蹬元件41进一步具有带有扇形齿轮部分85的杆51。杆51的一端和相邻的扇形齿轮85绕脚蹬元件41的转动轴线86铰接。
杆51的另一端有一滑销87，此端在固定的导向元件88的长方孔中被导向。
图12a和12b的两个位置清楚地表明了脚蹬机构是如何工作的。当绕中心轴线82沿圆形轨道80转动脚蹬元件41时，杆51的一端86将沿相同的圆形轨道转动。另一端87沿导向元件88的直轨道导向，所以使得扇形齿轮85按箭头P6方向绕转销86转动，齿轮84按箭头P7转动。将会看到齿轮84的转速大于脚蹬曲柄81的转速。
当图12b中右上方的脚蹬41转过半周并达到最低位置(见图12a中的虚线)时，扇形齿轮与齿轮84脱离，与此同时另一扇形齿轮将开始与该齿轮啮合。因此通过转动脚蹬41可以获得齿轮84的连续传动。
注意到在这种脚蹬机构中，自行车骑行人作用于脚蹬元件41上的力较高效率地传到齿轮84，因而得到一较高效率的驱动机构。因此，与普通链传动中广泛使用的脚蹬曲柄机构相比较，当对脚蹬施加相同的力时，骑车人将移动得更快。
然而，图13的实例与图12的实例相比结构更紧凑。
其主要区别是每个扇形齿轮85具有各自的啮合齿轮84和84′，这两个齿轮互相同轴对中并将它们绕同一轴线82可转动地安装。
此外，通过滑销87，杆51的另一端的导向部分地沿直线88′，并部分地取决于圆形轨道89。
最后，在靠近脚蹬元件41的圆形轨道处布置一个止动器，并这样安装使得扇形齿轮的两个极端之一将与上述止动器接触以防止在一个方向上的进一步转动。
将会清楚地知道止动器90和导轨88′及89是自行车固定车架的一部分。
根据图13，此紧凑的脚蹬机构的工作原理如下见图13a，上部扇形齿轮85处于转动的有效行程的开始位置，其中为了按箭头P7方向转动齿轮84，扇形齿轮85与齿轮84啮合。根据与图12相似的作用，杆51的另一端87将沿直轨道88′运动。
仍与齿轮84′相啮合的下部扇形齿轮根据箭头P5转动，在此运动期间共同作用的杆51的其它端87将沿圆形轨道89运动。这个位置如图13b、13c和13d所表示。
图13d表示了这样一个时刻，此时两个杆51的其它端在一侧脱离了直形轨道88′，而此时另一杆将位于直形轨道的开始处，因而进入如图13a所描述的位置，注意到用虚线表示的扇形齿轮现在成为了驱动扇形齿轮，而实线表示的扇形齿轮成为返回扇形齿轮。
从图13可以看出杆51将不会超过脚蹬元件41的圆形轨道80，因而获得了与其它结构相比非常紧凑的结构。
因此有可能容易地将根据图13的脚蹬机构加入到根据图1的自行车中，所以无论如何脚蹬41都会在侧视图所示的前轮的外圆周之内。
上面所描述的脚蹬机构并不局限用于如图1所地的小型自行车上。也可以将齿轮84与一链传动连接，连到普通自行车中后轮驱动的链轮上。
本发明不限于上述的实例。
权利要求
1.由一主车架组成的两轮车，主车架上可转动地悬挂有两个车轮，其中一个车轮被驱动而另一车轮通过一副车架相对于主车架可转向，除了一个可转动的转向部件外，主车架上还装有一个鞍形座位部件，这种两轮车的特征在于用于可转向车轮的副车架位于座位部件的下面，而被驱动轮位于转向部件的下方，其中在转向部件和副车架之间装有联接机构。
2.根据权利要求1的车，其特征在于联接机构由一个与转向部件和副车架铰接的推/拉杆组成。
3.根据权利要求1或2的车，其特征在于被驱动轮具有一个脚蹬机构。
4.根据权利要求3的车，其特征在于脚蹬机构由一杆组成，杆的一侧铰接在主车架上而另一侧装有一脚蹬元件。
5.由一主车架组成的车，主车架上至少有两个可转动地悬挂的车轮，其中一个车轮被驱动而另一车轮通过一副车架相对于主车架可转向，除了一个可转动的转向部件外，主车架上还装有一个鞍形座位部件，并且具有一个与被驱动车轮共同作用的脚蹬机构，这种车的特征在于脚蹬机构具有一个杆，杆上有一个与安装在被驱动车轮转轴上的小齿轮相啮合的异形齿轮，其中杆的一端相对于主车架被导向作往复运动，而杆的另一端装有一脚蹬元件。
6.根据权利要求5的车，其特征在于脚蹬或脚蹬元件具有一曲柄，可转动地绕共同转动轴线安装，杆的另一端与曲柄铰接。
7.根据权利要求5和6的车，其特征在于杆的一端部分地在一直线导轨中导向，并部分地在圆形导轨中导向。
8.根据权利要求7的车，其特征在于一个脚蹬元件的异形齿轮和另一脚蹬元件的异形齿轮都永久性地与一齿轮相啮合，此齿轮与上述的共同转动轴线同轴。
9.根据权利要求5-8的车，其特征在于脚蹬机构的曲柄长度可调。
10.根据权利要求1-9中的任何一个权利要求的车，其特征在于脚蹬为了向内折叠连接到一个杆上。
11.根据上述权利要求中任何一个权利要求的车，其特征在于转向车轮的副车架绕一非垂直的转动轴连接到主车架上。
12.根据上述权利要求中任何一个权利要求的车，其特征在于转向部件包括一个托架，托架可转动地与主车架连接，并且在其上铰接地装有至少一个转向杆。
13.根据上述权利要求中任何一个权利要求的车，其特征在于座位部件为了向内折叠连接到主车架上。
14.根据权利要求1-2和11-13中任何一个权利要求的车，其特征在于被驱动车轮装有一个马达驱动装置。
全文摘要
由一主车架组成的两轮车，主车架上可转动地悬挂有两个车轮，其中一个车轮被驱动而另一车轮通过一副车架相对于主车架可转向，除了一个可转动的转向部件外，主车架上还装有一个鞍形座位部件，其中用于可转向车轮的副车架位于座位部件的下面，而被驱动轮位于转向部件的下方，并且在转向部件和副车架之间装有联接机构，因此由于车轮作用的交换使得有可能直接驱动前轮，因而两车轮之间的距离可以大为减小，于是减小了自行车长度，同时保持了相对大的车轮直径。
文档编号B62M1/24GK1087864SQ93108149
公开日1994年6月15日 申请日期1993年7月3日 优先权日1992年12月4日
发明者兰根·克里斯丁那·皮鲁斯 申请人:兰根伯格公司