专利名称：步行自行车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种步行自行车，尤其涉及一种通过双脚上下移动即能使之向前行驶的小型自行车。
现有的自行车均有前后轮、横梁、车架等，车体笨重，不便携带与存放，骑车技巧也较难掌握，还较易出交通事故。因此，人们提出了多种小型步行自行车的方案。例如中国实用新型专利91205469号提出了一种微型步行自行车，行驶时，它利用人体重力及脚腕力的作用使踏板及与之同轴的扇形齿轮转过一个角度，使与扇形齿轮啮合的行星齿轮机构的外齿轮转动，带动其内部的数个行星齿轮，再由行星齿轮带动内齿轮转动，从而使与内齿轮固定连接的车轮转动，使该步行自行车向前行驶。这种步行自行车没有现有自行车的那种大横梁和车架，车轮也较小，因此较便于携带和存放，行驶也较安全。但因为其传动机构使用了扇形齿轮、行星齿轮等多级齿轮传动机构，结构较复杂，在传动过程中力的损耗较大，加上需使用脚腕力使扇形齿轮转动，所以踩动踏板使该步行自行车行驶时很费力。
鉴于上述情况，本实用新型的目的在于，提供一种步行自行车，这种车不仅体积小、便于携带和存放，而且传动机构结构简单，只要双腿作上下运动以踩动踏板就可使车向前行驶。
为了达到上述目的，本实用新型提供的一种步行自行车，包括车架，设于车架上方的左、右两块踏板，设于车架下方的前、后车轮，与所述左、右两踏板分别对应、将该两踏板的运动分别传递给所述车轮、驱使其转动的左、右两组传动机构，以及刹车装置和方向控制装置，其特征在于，至少被所述左、右传动机构直接驱动的所述车轮有左、右两个，该两个车轮有可各自独立转动的各自的轮轴，所述传动机构每组包括上、下端分别与所述相应踏板和车架铰接并与踏板和车架倾斜、且车架上的各铰接点间的距离与踏板上各相应铰接点间的距离相等的、至少3根长度相等且不位于同一平面的传动用联杆；固定于所述车架之上、大致前后向设置的导轨；固定于所述车架的导轨一端附近或导轨一端部上的定滑轮组；与所述定滑轮组相对、可沿所述导轨前、后移动的一动滑轮组；下端安装有所述动滑轮组、上端与所述踏板铰接、倾斜方向与所述传动用联杆相反、且当踏板位于高位时使动滑轮组位于导轨的近定滑轮组一端的驱动用联杆；一端固定在所述动滑轮组或定滑轮组上、在动、定滑轮组上跨绕多圈后再在所述轮轴上卷绕多圈、然后其另一端与复位用弹性元件相连的牵引绳；使所述踏板向上复位及使所述牵引绳反向抽动复位的弹性元件；以及设于卷绕有所述牵引绳的轮轴与车轮之间、使车轮仅向一个方向转动的单向转动传动装置。
如上所述，在本实用新型的步行自行车的每一组传动机构中，上、下端分别与踏板和车架铰接的不位于同一平面的至少3根的传动用联杆长度相等且相应铰接点间的间距相等，因此，由每两根联杆及其铰接点之间的踏板和车架部分可组成其对边距离可改变的一个平行四边形，而车架上设有位于前后向一直线上的定滑轮组和导向用导轨，导轨上设有动滑轮组，一驱动用联杆两端分别与踏板和动滑轮组连接，所以，当向下踩动踏板时，随着踏板向着车架平行移动，所述平行四边形的两组对边距离缩短，两端分别与踏板和动滑轮连接的驱动用联杆也随之绕铰接点转动，驱使动滑轮组沿导轨向远离定滑轮组的方向移动。随着动、定滑轮组间距离的增大，跨绕在定、动滑轮组上的牵引绳部分迅速增加，即，牵引绳被迅速抽拉并跨绕在两滑轮组上，随着牵引绳的被迅速抽动，卷绕了多圈牵引绳的车轮的轮轴也被抽动而向一个方向转动，从而带动车轮向同一方向即向前转动。当踏下另一踏板同时松开前一踏板时，前一踏板的相应的复位用弹性元件的弹力使牵引绳反向抽动复位、保持原张紧状态，并使踏板向上移动复位，使动滑轮组向定滑轮组靠近，而此时，由于车轮设有单向转动传动装置，所以虽然与前一踏板对应的轮轴反向转动，但其车轮不会反转，相反，由于惯性而仍向原方向转动。同时，由于另一踏板被向下踏动，经另一组传动机构使车轮向同一方向转动。这样，通过双脚交替向下踩动踏板，即，利用身体重心交替在双脚之间移动，而不必利用脚腕力转动踏板，就能使该自行车不断行驶，加上传动机构结构简单，所以行驶时十分省力。又由于3根传动用联杆不位于同一平面，它们能与踏板、车架组成3个随踏板升降而变形的，相交的平行四边形，所以能保证踏板平稳地上下升降，而不会左右摇摆。再加上由于传动机构结构简单，所以，可做到体积小、重量轻，便于携带和存放。
以下参照
图1—图7所示的一个实施例，进一步说明本实用新型的结构特征及作用效果。
附图中
图1为本实用新型步行自行车一实施例的外观立体示意图。
图2为示出
图1中的传动机构结构的局部示意图。
图3为本实施例中的牵引绳与动、定滑轮组的踏绕状况示意图。
图4为本实施例中的作为单向转动传动装置的超越离合器的动作示意图。
图5为本实施例中的方向控制装置的俯视示意图。
图6为本实施例的步行自行车各构件折迭状况示意图。
如
图1所示，在步行自行车的车架1上方设有左、右两块大致为矩形的踏板2。在车架1下方的前、后端部，通过支架沿支架横向安装有可自由转动的前、后轮轴3a、3b，且后轮轴3b分为可各自独立转动的、与左、右后车轮分别对应的两部分，在前、后轮轴3a、3b上，装有前、后轮4a、4b，其中的后车轮和轮轴3b之间夹装有后面将介绍的超越离合器25(见图4)。在车架1前端的左、右上方，分别通过铰接机构5铰接有作为扶手的伸缩架6，该伸缩架6包括管状的外管6a和插入该外管6a的管孔内、可向外拉出使伸缩架6伸长的芯管6b，以及连接芯管6b的顶端的作为扶手的上横杆6c和固定在两外管6a上部和下部的横杆6d、6e，可以以铰接机构5的铰接点为中心向踏板2方向转动，在外管6a的顶端部分设有使外管6a与芯管6b的相对位置固定用的止头螺丝7。活动支杆8的下端铰接在车架1上，上端设有可与横杆6d的端部结合或脱开的脱卸装置9。方向控制杆10也设有使其随伸缩杆6向踏板方向转动用的铰接机构(未图示)，以及互相套设的外管10a、芯管10b及使外管与芯管的相对位置固定用的止头螺丝11，芯管10b的上部固定有转向杆10d，其更上端部穿过开设于上横杆6c上的孔并设有止脱凸缘10c，控制用外管10a的下端通过一连杆10e铰接一转向连杆10f(见图5所示)，该转向连杆10f的两端分别与两前轮4a铰接。在控制用外管10a的上部设有制动手柄12，一端固定在该制动手柄12上的制动钢索13穿入外管10a并沿外管10a向下，再与车轮的制动闸(未图示)相连，这结构与一般的自行车刹车相似，故不再赘述。
车架2及将踏板的上下运动转变为车轮的转动的转动机构的结构如图2(图中仅示出了一块踏板及与其对应的一组传动机构)所示。车架2为型钢焊接而成的框架型结构，其左、右两侧及中央的由L型型钢构成的车架支杆同时兼用作前后向的导轨1a，为后面将介绍的动滑轮组导向。3个基本全等的矩形框架14、15、16上边杆14a、15a、16a通过固定于踏板2下侧面的两对支架2a、2b设置成为各框架与踏板2的铰接轴，且各铰接轴两端的相应铰接端点间的距离相等，即，图中的14b、15b间的距离等于14c、15c间的距离，15b、16b间的距离等于15c、16c间的距离。而矩形框架14、15的下边杆14d、15d通过车架2上的铰接机构，设置成其与车架2的铰接轴，且该车架上的各铰接轴两端的相应铰接端点间的距离与上述踏板上的相应铰接点间的距离相等。这样，由矩形框架14、15的相应侧边杆14e、15e及其两端的铰接点之间的踏板部分和车架部分组成一个其对边距离可改变的平行四边形，而矩形框架14、15的另一对相应的侧边杆14f、15f也与车架部分、踏板部分组成另一个其对边距离可改变的平行四边形。另一矩形框架16的下边杆16d的两端装有两个可自由转动的滚轮17，该滚轮17位于两导轨1a之上。下边杆16d上通过支架装有动滑轮组18。在矩形框架15、16之间的车架兼导轨1a上，固定有横杆1b，横杆16b上固定有与动滑轮组相对的定滑轮组19。动定滑轮组18、19内均组装有滚珠轴承，以使滑轮的转动更顺畅。牵引用钢丝绳20的一端固定在定滑轮组19上，然后自定滑轮组19至动滑轮组18跨绕多圈(跨绕状况如图3所示)后，自上而下即沿图2的逆时针方向在后轮轴3b上缠绕多圈，然后与设在车架横杆1b下方的作为弹性元件的卷簧21连接。这样，当踩动踏板2使其向下移动时，由矩形框架14、15左右两侧的两对侧边杆14e、15e、14f、15f与踏板2、车架1组成的平行四边形随之发生变形，两对边距离缩短，踏板2向后下方移动，同时，矩形框架16也随之边向后下方移动边绕铰接轴16a转动，驱动其下边杆16d上的两滚轮17、17沿导轨1a向后滚动，从而带动动滑轮组18向后移动，与定滑轮组19间的距离增大，跨绕在滑动组18、19上的钢丝绳20被抽动迅速向箭头A方向移动并通过轮轴3b带动后车轮4b沿箭头B方向转动，使车子向前行驶。
如图4所示，在后轮轮轴3b和后轮4b之间安装有作为单向转动传动装置的超越离合器25。该超越离合器的动作如下当钢丝绳21被迅速向箭头D方向抽动时，轮轴3b随之向箭头F方向转动，与轮轴3b连成一体的超越离合器的内环25a随之向F方向转动，钢珠25b被夹紧在超越离合器的内、外环之间，于是钢珠25b推压外环25c使之随之也向F方向转动，使与外环25c连成一体的后轮4b也向F方向转动。相反，当钢丝绳反方向抽动、使轮轴3b及内环25a向箭头F的反方向转动时，钢球进入内、外环间的最大空隙处，不推压外环25c，所以车轮4b不随之转动，轮轴3b仅作空转。
图5为方向控制装置的动作示意图。如图所示，当使转向杆10d向图中顺时针方向转动时，通过连杆10e，转向连杆10f也欲向顺时针方向转动，但因其两端与后车轮4a铰接，故只能向图中的左上方作平移，移至例如虚线10’f所示的位置，两车轮4a通过转向轴承24的动作，也随之转至虚线4’a所示的位置，从而使车子转向。相反，若使转向杆10d向图中逆时针方向转动，车轮4a即向反方向转动。
如上所述的本实施例的步行自行车使用时，可先将伸缩架6拉至与车架1大致垂直的位置，并用活动支杆8使其固定于该位置。再向上拉上横杆6a使之上升到作为扶手合适的位置，然后拧紧各止头螺丝7、11，使各芯管与各自对应的外管固接成一体。这时手握扶手6c，双脚交替踩动踏板2，例如当用右脚下踩右踏板2时，其矩形框架16随着踏板2的下移而克服卷簧21等的弹力，驱使滚轮17及动滑轮组18向后方移动，使动、定滑轮组18、19的间距增大，从而迅速抽动跨绕在动、定滑轮组上的钢丝绳20，进而带动卷绕有该钢丝绳20的后轮轴3b使其向
图1中的顺时针方向转动，从而使后车轮4b也向顺时针方向转动。而此时，与钢丝绳20相连的卷簧21的卷簧片被紧紧拉紧、拉出，向钢丝绳20施加使其复位的作用力。然后用左脚下踏左踏板2，同样使车轮4b向顺时针方向转动，此时，由于右侧踏板2已不再受到下压力，所以由于卷簧21的作用力，钢丝绳20被反向抽动拉紧，使跨绕在动、定滑轮组18、19上的钢丝绳长度变短，即，使动滑动组18沿导轨1a向定滑轮组19靠近，使各矩形框架趋向直立方向，于是，该右踏板2被上抬复位，又能被再次向下踏动。
图6示出了在本实施例中，伸缩杆6、方向控制杆10、活动支杆8的收放运动方向及踏板2的运动方向。
在上述实施例中，为使踏板2向上复位及抽紧牵引绳使动、定滑轮组靠拢复位，使用了固定于车架的卷簧21，但也可以使用其他与牵引绳相连的弹性元件，例如伸缩性良好的橡胶带。此时，最好如图3所示，在滑轮组与轮轴之间加设定滑轮26，这样，便可增加橡胶带的长度，使其有足够的伸缩长度。此外，也可以使用直接使踏板上移复位的第1弹簧，再加上使轮轴反转复位的第2弹簧，这样，当踏板因第1弹簧的力而上移复位、两滑轮组互相靠近时，第2弹簧使轮轴反转，将牵引绳卷绕其上，以保证两滑轮组靠近后牵引绳仍能保持张紧状态。
在上述实施例中，作为传动机构的主要结构之一，通过与踏板2、车架1分别铰接的矩形框架形成可使踏板2相对车架1作平行移动的平行四边形，但很显然，也可以不使用矩形框架，而让左、右侧边杆直接与踏板2、车架1铰接，也可以不用前、后各两根的侧边杆，而使用前、后至少3根长度相等但不位于同一平面、上、下端分别与踏板、车架铰接、且车架上与踏板上相应前后铰接点间的距离相等的传动用联杆，例如前面一根联杆、后面二根左、右并列的联杆，由这样3根联杆及踏板与车架便可组成两个以上相互不位于同一平面的、可变形的平行四边形，就可保证踏板2平稳地向车架1作平移而不产生相对转动。
在上述实施例中，作为牵引绳使用了钢丝绳，当然也可以使用其他种类的绳索，例如可以使用尼龙绳。作为单向转动传动装置，也可以不用超越离合器，而使用现有的其他单向转动传动装置，例如使用棘轮棘爪。
在上述实施例中，作为传动用联杆的前、后各两根侧边杆14e、14f、15e、15f设置成向后倾斜，以便踏板向后下方移动，这样便适合人的走路习惯，踩动时可更省力。当然也可以便其向前倾斜，只要使驱动动滑轮组18的驱动用联杆与传动用联杆倾斜方向相反即可。
在上述实施例中，车架采用型钢焊成的框架型车架，当然也可采用其他材料、其他型式的车架，例如，可以使用注塑成形的板型车架，可以更减轻重量。
在上述实施例中，前车轮有两个，这样行驶可以更平稳，但也可以使用1个。
在上述实施例中，作为扶手的伸缩架6可伸缩改变高度，它和方向控制杆10都与车架1铰接，以便将它们折叠收拢在车架之上，以便于携带和存放，并可按各人的需要改变扶手的高度，当然伸缩架及方向控制杆也可以做成不可折迭的固定式。扶手当然也可以做成其他形式，例如做成现有的自行车龙头的形式。此外，转向装置、刹车装置也都可以采用现有的各种形式的装置。
在上述实施例中，牵引绳卷绕在后轮轴上以驱动后轮轴，但也可以卷绕在前车轮上驱动前车轮，只要前车轮有左、右两个且左、右前车轮有可独自自由转动的各自的轮轴。
由于本实用新型的传动机构结构十分简单，传动过程中力的损耗小，且可以主要利用身体重力来交替驱动踏板而不必使用脚腕力等，所以行驶时十分省力，成本也低。
权利要求1.一种步行自行车，包括车架，设于车架上方的左右两块踏板，设于车架下方的前、后车轮，与所述左、右两踏板分别对应、将该两踏板的运动分别传递给所述车轮、驱使其转动的左、右两组传动机构，以及刹车装置和方向控制装置，其特征在于，至少被所述左、右传动机构直接驱动的所述车轮有左、右两个，且这左、右车轮具有可各自独立转动的各自的轮轴，而所述传动机构每组包括至少3根长度相等、不位于同一平面的传动用联杆，它们呈倾斜状地分别以其上、下端与所述踏板和所述车架铰接，且车架上的各铰接点间的距离与踏板上相应铰接点间的距离相等；固定于所述车架之上、大致前后向设置的导轨；固定于所述车架的导轨一端附近或导轨一端部上的一定滑轮组、与所述定滑轮组相对、可沿所述导轨前、后移动的一动滑轮组；下端安装着所述动滑轮组、驱使其前后移动的驱动用联杆，该联杆上端与所述踏板铰接，呈与所述传动用联杆相反的倾斜方向，且当所述踏板位于高位时使其下端的动滑轮组位于导轨的近定滑轮组一端；一端固定在所述动滑轮或定滑轮组上、在动、定滑轮组上跨绕多圈后又在所述车轮的轮轴上卷绕多圈，然后其另一端与后面将叙述的复位用弹性元件相连的牵引绳；使所述踏板向上复位及使所述牵引绳反向抽动复位的复位用弹性元件；设于卷绕着所述牵引绳的轮轴和车轮之间、使车轮仅向一个方向转动的单向转动传动装置。
2.如权利要求1所述的步行自行车，其特征在于，所述弹性元件为固定在所述车架上的卷簧，卷簧的外端与在所述轮轴上卷绕多圈后的所述牵引绳的另一端相连接。
专利摘要一种步行自行车，具有车架、左右踏板、车轮及将踏板的上下运动传递给车轮的左右两组传动机构，每组传动机构包括至少3根长度相等、上下端分别与踏板和车架铰接且踏板和车架上相应铰接点间距离相等以组成平行四边形的传动用联杆，上端与踏板铰接、下端装有动滑动组的驱动用联杆，为动滑轮组前后向移动导向的导轨，固定在车架上的定滑轮组，跨绕在动、定滑轮组上后卷绕在轮轴上并与复位弹性元件相连的牵引绳。该传动机构结构简单效率高。
文档编号B62M1/00GK2220421SQ9520110
公开日1996年2月21日 申请日期1995年1月3日 优先权日1995年1月3日
发明者徐顺庆 申请人:徐顺庆