專利名稱：出力大疲勞少低阻高速安全舒適便利的單人自行小臥車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)了的自行車，特別是一種改進(jìn)了的自行轎車。
從廣義上講自行車是消耗人體化學(xué)能、克服一定身姿下的重力和運(yùn)動(dòng)阻力及過程中伴隨產(chǎn)生并發(fā)展著的疲勞，利用肌肉牽動(dòng)骨骼的運(yùn)動(dòng)，使該人體和其他特定物體移行的裝置。或者說自行車是以人體為動(dòng)力的動(dòng)力機(jī)與以人體或物體的移行為主要目的的工作機(jī)的對立統(tǒng)一物即人力移行裝置。由于本說明書后面將要分析到的原因，與赤足行走(最簡單最原始的人力移行裝置)、穿鞋走路、挑擔(dān)、抬轎、搖櫓行船、手推車等人力移行裝置比較起來，現(xiàn)代的手搖輪椅、二輪或三輪腳踏車以及多種自行轎車或自行小汽車等已有了長足的進(jìn)步。但是也由于后面將要分析到的一些原因，迄今為止這類裝置存在的普通問題還是做為動(dòng)力機(jī)，出力小，易疲勞，做為工作機(jī)連續(xù)工作時(shí)間短，速度低，行駛距離短，不舒服，反過來又影響了人的出力，加快了疲勞。同是移行裝置，這是人們不滿足于自行車，而追求摩托車特別是小汽車的根本原因。在發(fā)達(dá)國家小汽車已多到了成災(zāi)的地步，在發(fā)展中國家，特別在中國將如何普及小汽車還是它的某種替代物，還正在探索。小汽車雖具有快速、舒適、帶氣候保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著價(jià)昂、能耗高、有污染、維護(hù)費(fèi)用高、使人得不到適當(dāng)活動(dòng)和鍛煉，體育與生活脫節(jié)，行駛和存放占地面積大，難免空載占地等問題?，F(xiàn)有自行車則相反，雖也具有某些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，如費(fèi)用低、無污染、無空載占地問題、有利建身等。但在公知的現(xiàn)有技術(shù)條件下，自行車輸出功率低，易疲勞，能持續(xù)一小時(shí)左右的功率一般只有0.075～0.12馬力(0.055～0.088KW)，空氣阻力系數(shù)大，車速低，常用車速只有15～22KM/h，并且難免風(fēng)吹日曬雨淋之苦，使它大大遜色于小汽車。公共汽車站附近停放大量自行車，影響市容和交通，從根本上講也是因?yàn)轵T自行車太累，不舒服，人們不得不舍棄自行車去擠公共汽車。
長期以來人們提出了多種自行車革新方案，其中有專利申請?zhí)枮?7213216.1和88215700.0的《自行轎車》申請?zhí)枮?6204970的《全天候高速臥式自行車》申請?zhí)枮?7202717.1的《人力轎車》，申請?zhí)枮?9205125.6(CN2047657U)的《多用自行轎車》和申請?zhí)枮?8201922.8(公開號2034946U)的《火箭形自行車》等，它們在減小空氣阻力，提高車速、氣候保護(hù)、提高舒適性等方面確有普通自行車所無可比擬的優(yōu)越性，然而它們或是因?yàn)樾鑳扇艘陨蠀⑴c驅(qū)動(dòng)和控制方向，或因?yàn)殡y免空載行駛，或因?yàn)樯舷萝嚭屯栖嚥槐悖蚴且驗(yàn)檐嚿磉^低通過性能變差，或因頭位偏低，吸入空氣清潔程度降低，視野小，或是因?yàn)橥笟庑圆畋飷?，車身較重，存車占地面積較大，單人乘行時(shí)輸出功率仍不夠高等問題，致使這類自行車的革新方案仍很給做為日用交通工具被廣泛接受，或只適用于某種特殊場合。
本發(fā)明的目的是要提供一種新的技術(shù)方案解決上述問題，創(chuàng)造一種把小汽車和自行車各自的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，適用于通勤、旅游、主婦購物、接送幼兒、老年代步健身等能為最廣大的消費(fèi)者所樂于接受的硬質(zhì)路面上的新型日用交通工具，使自行車能在更大范圍取代小汽車，改變?nèi)藗兊纳罘绞?，把更多的資金用于公路、住宅、洲際旅行、星際航行等其他方面。具體來講，就是要提供一種新型的日用交通工具，可減少停車占地，無空載占地問題，以單人乘行為主可攜帶少量物品和一個(gè)孩子，由主乘人自行驅(qū)動(dòng)和操縱的，不直接或間接使用任何礦物燃料、無污染、具有氣候保護(hù)，一般中學(xué)生、家庭主婦、白領(lǐng)工作者亦能在硬質(zhì)路面上不很吃力地發(fā)出0.35～0.6馬力(即0.26～0.44千瓦)的輸出功率，并能持續(xù)一小時(shí)以上，不覺疲勞，不影響下一步的工作和娛樂活動(dòng)，在城鄉(xiāng)一般硬質(zhì)路面上的常用車速能達(dá)到25～50公里/時(shí)，即達(dá)到或接近小汽車的常用車速，它的滾動(dòng)阻力與現(xiàn)有普通自行車不相上下，或略大一些，但空氣阻力應(yīng)是現(xiàn)有普通自行車的二分之一至四分之一，在安全性、便利性和舒適性方面應(yīng)優(yōu)于現(xiàn)有自行車特別是公路賽車，達(dá)到或接近小汽車，在使用的經(jīng)濟(jì)性、操作的簡易性、靈活性方面應(yīng)明顯優(yōu)于小汽車，并具有優(yōu)美的外形可以做為或接近于做為小汽車的替代物而為廣大消費(fèi)者所接受。
本發(fā)明是因具備以下特征而得以實(shí)現(xiàn)的。
驅(qū)車人半仰臥在躺椅上，中軸位于躺椅的近于水平的前方，這是本發(fā)明的重要特征之一。與現(xiàn)有自行車的立式身姿(包括某些自行轎車中的坐式身姿)相比較，采用半仰臥式身姿后降低了重心高度，雙腳不離座可著地大大提高了安全性和便利性，減少了前面面積(45～65%)使空氣阻力有相應(yīng)減小。靜止時(shí)保持兩種身姿的平衡與穩(wěn)定所消耗的熱量，臥式比立式大為減小。在兩種身姿下，為支撐體重，體表受到的外力集中的程度不同，體表壓強(qiáng)與體內(nèi)應(yīng)力分布的均勻程度不同，對疲勞發(fā)展的影響不同，以臀部的壓強(qiáng)為例，臥式僅為立式的七分之一至十五分之一。體表的最大壓強(qiáng)大大降低，壓力分布更趨均勻。
更重要的在于大量的體重由體背來分擔(dān)，把四肢和臂部肌肉從支撐體重的重負(fù)下解放出來，有可能更充分而直接的參與驅(qū)動(dòng)作功-這正是本發(fā)明的另一個(gè)重要特征。
然而在現(xiàn)有自行車中，人的體重主要由臀部、上肢、有時(shí)也靠下肢來支撐。上肢雖基本不參與驅(qū)動(dòng)，但因支撐上身負(fù)荷過重，甚至常在下肢之前出現(xiàn)酸、麻、痛等疲勞癥候。臀部肌肉和膝關(guān)節(jié)既參與驅(qū)動(dòng)又是體重的重要承擔(dān)者，所以常常最先出現(xiàn)疲勞癥候。如騎下扶把的賽車、頸部、臀部、上肢、腰背更易因肌肉過渡緊張而出現(xiàn)酸痛。這也正是在非競賽場合人們一般不使用下扶把的主要原因。
讓人體的全身肌肉盡可能處在一種更松弛更舒適的體態(tài)下，讓以四肢為主的運(yùn)動(dòng)器官更充分更直接的參與驅(qū)動(dòng)作功，這就是本發(fā)明所以能夠在減緩疲勞的同時(shí)提高出力的原因所在。在現(xiàn)有自行車的驅(qū)動(dòng)方式下，人體對外輸出功率，靠腿腳的運(yùn)動(dòng)來完成，但這部分運(yùn)動(dòng)器官的運(yùn)動(dòng)功能也遠(yuǎn)未充分用于驅(qū)動(dòng)。被利用的主要是“踏”。司“提”，特別是司“拉”的以股二頭肌為主的大腿后肌肉群是人類長期以來步行特別是跑步移行的主要?jiǎng)恿碓?，但在現(xiàn)有普通自行車驅(qū)動(dòng)方式中，并未得到很好的發(fā)揮。人類雙腳的伸、踏、拉、收、提等功能如都被充分利用于驅(qū)動(dòng)作功，就不會有“死點(diǎn)”問題存在了。現(xiàn)有普通自行車腳和曲柄腳蹬的聯(lián)結(jié)方式?jīng)Q定了，除了“踏”，腳的其他運(yùn)動(dòng)功能不可能被充分利用。曲柄每旋轉(zhuǎn)一周，每只腳只有約四分之一周作功，不僅影響了出力，而且肌膚和骨骼，特別是關(guān)節(jié)內(nèi)部的受力部位及做功的肌肉群過于固定，而加快了疲勞的到來。膝關(guān)節(jié)、股四頭肌等大腿前肌肉群、腳底板、臀大肌、扶車把的手腕及肘關(guān)節(jié)，常因此而出現(xiàn)局部酸、麻、痛甚至痙攣等疲勞癥候，而股二頭肌、肱二頭肌、肱三頭肌、胸大肌等重要骨骼肌卻不能有效地替代它們參與驅(qū)動(dòng)，或通過改變受力部位和方向來減輕痛疼。
某些競賽用自行車用腳套、皮帶、卡扣、帶底爪的自行車鞋等或?yàn)橹袊l(fā)明專利85102075中提出的“特別適用于賽車的連接自行車用鞋和腳踏板的裝置”，使騎車人有可能較多地利用腳的運(yùn)動(dòng)功能和肌肉群，確實(shí)提高了出力。但不足之處是必須脫下普通鞋換上特種自行車鞋，這就大大降低了這類裝置使用的便利性，而很難為廣大普通自行車手所接受。92242183.8專利申請中提出的“安全便利減緩疲勞提高出力的腳蹬附件”雖然無需特種自行車鞋，但它有效的做功角度范圍為四分之三周，仍有四分之一周不能有效做功，在本發(fā)明的半仰臥式水平形身姿下，則處在向下旋轉(zhuǎn)的四分之一角度范圍，為解決此問題，并阻止腳在腳蹬上的下滑，而又不妨礙腳伸入和撤出馬蹄形寬帶套，本發(fā)明公開了一種活動(dòng)腳后跟套裝置。它和92242183.8專利申請?zhí)岢龅摹鞍踩憷麥p緩疲勞提高出力的腳蹬附件”配合使用可解決上述問題，可實(shí)現(xiàn)在全周范圍有效做功，而不必穿特種自行車鞋，腳的下滑問題亦不復(fù)存在。本發(fā)明公開的這種裝置包括通過腳蹬膠皮穿釘固定在腳蹬上的套架、固定在套架上的鉸接扣和合開扣、通過鉸接扣和開合扣與套架聯(lián)接的由尼龍搭扣制成的可調(diào)活動(dòng)腳后跟套(簡稱腳跟套)以及固定在套架上的它們的配重。不用時(shí)打開開合扣，將腳跟套繞絞接扣轉(zhuǎn)至下方，不妨礙腳伸入或撤出92242183.8專利申請中的馬蹄形寬帶套。使用時(shí)，將腳跟套旋至上方，將已伸入寬帶套的腳的后跟套住，再將開合扣按合。松緊如不合適可通過尼龍搭扣加以調(diào)整。使用方便快速。在水平形自行車上為防止腳從腳蹬上滑下來，而出現(xiàn)的在腳蹬與椅背之間加在騎車人身上的壓力將減少，有利于提高舒適性延緩疲勞。
這類裝置用于普通日用自行車上，比用于賽車，其效果將會更好。因?yàn)榍罢咔D(zhuǎn)數(shù)低，實(shí)際做功的有效轉(zhuǎn)角大，而心率和攝氧量小，疲勞主要表現(xiàn)在局部肌肉的酸痛上;而賽車曲柄轉(zhuǎn)數(shù)高，實(shí)際做功的有效轉(zhuǎn)角小，而心率和攝氧量已很高，疲勞不僅表現(xiàn)在局部肌肉酸痛上，而且更主要表現(xiàn)在心率高，攝氧量不足，循環(huán)和呼吸系統(tǒng)負(fù)擔(dān)過重上。人體各部分出力的均衡性，即在不同的運(yùn)動(dòng)器官間及運(yùn)動(dòng)器官與循環(huán)和呼吸系統(tǒng)之間保持平衡與協(xié)調(diào)，使身體各部分疲勞程度均衡發(fā)展，是提高總體出力，提高效率，延緩疲勞的根本途徑之一。
本發(fā)明的特征還在于，在乘車人的腹股溝附近有一對其位置可調(diào)的手動(dòng)曲柄，其軸(簡稱為上軸)與腳動(dòng)曲柄軸(即中軸)平行，兩軸的中間各安有一個(gè)齒數(shù)相同的飛輪，前者為反向安裝，后者為正向安裝。該兩個(gè)飛輪間有傳動(dòng)鏈聯(lián)接，且有箱套圍護(hù)。在中軸飛輪箱上開有令傳動(dòng)鏈通過的鏈孔，其大小允許鏈條隨上軸支架轉(zhuǎn)動(dòng)。手搖動(dòng)手動(dòng)曲柄軸正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，可將動(dòng)力傳至中軸，且與中軸轉(zhuǎn)數(shù)相同，手逆向搖動(dòng)時(shí)，可任意調(diào)解握手柄的手與進(jìn)入工作位置的腳蹬上的腳的相對位置，使手腳同時(shí)出力時(shí)，動(dòng)作協(xié)調(diào)同步起來。比如左腳轉(zhuǎn)到上面蹬時(shí)，左手轉(zhuǎn)到下面拉右腳在下面收，右手在上面推。四肢雖都在運(yùn)動(dòng)，但身體重心并不發(fā)生起伏和搖擺，可以始終保持身姿的穩(wěn)定與平衡。上肢的運(yùn)動(dòng)在輪椅、劃船、自由泳中本是身體移行的主要?jiǎng)恿碓?，但在現(xiàn)有自行車中，它們基本不參與驅(qū)動(dòng)。從19世紀(jì)后半葉起，不斷有人在自行車上加各種形式的手驅(qū)動(dòng)，雖然在加力方面取得了顯著效果，但或由于慣性附加阻力，或由于手腳配合不協(xié)調(diào)，長期沒有得到很好解決，而大大降低了它們的實(shí)用價(jià)值。這類車只在特殊競賽場合出現(xiàn)過，而未能做為日常交通工具而被廣泛采用。請參閱《Bicyclingscience;ergonomicsandmechanics》。
本發(fā)明的特征還在于驅(qū)車人半仰臥在特種躺椅上，其背部是活動(dòng)的，有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與方向輪相聯(lián)結(jié)，可通過肩背的轉(zhuǎn)動(dòng)控制行駛方向。雙手雖不象普通自行車那樣扶車把，但也可間接參與控制方向輪。雙手可暫時(shí)脫離手動(dòng)曲柄的把手，而放在某種靜物上，通過改變該靜物與兩肩的距離，而間接參與定向，并協(xié)助脊椎保持上身的平衡。這樣的靜物在本發(fā)明中通常有兩處，一處是距手動(dòng)曲柄把手很近的地方，即手動(dòng)曲柄軸及其座，另一處則是位于躺椅兩側(cè)的扶手，其上裝有剎車把手。這就進(jìn)一步保證了運(yùn)行的安全性和操縱的靈活性。驅(qū)車人可根據(jù)行駛的具體情況，決定手應(yīng)放在何處。如路面寬，車少時(shí)，可握手動(dòng)曲柄把手參與驅(qū)動(dòng)，提高車速，路窄車多時(shí)可放在躺椅兩側(cè)的扶手處，既有利于上肢肌肉的放松，又可協(xié)助操縱行駛方向。
本發(fā)明的特征還在于有一個(gè)外形類似小汽車的近于流線型的兼做氣候保護(hù)罩的車身，既降低了空氣阻力系數(shù)，又起到了氣候保護(hù)作用。雖然類似裝置早有報(bào)道，但由于存在著或是車身較重，前面面積還不夠小、或是價(jià)昂、或是上下車和推車不便、或是車內(nèi)憋悶、透氣性差、或是交通安全方面的設(shè)施不夠完善等問題，而只見于某些特種競賽場合，而未能做為日用交通工具而被廣泛采用。請參閱《自行車實(shí)用手冊第一分冊》。
本發(fā)明的特征在于具有外形類似小汽車的流線型車身，其外罩除玻璃或有機(jī)玻璃窗以外，主要采用帶捆繩的光滑的輕薄柔材料(如尼龍綢、金屬布等)繃在包有橡膠墊層的金屬管或金屬型材，線材框架上，可以定期解下更換拆洗。做為流線型車身一部分的車身上部明顯小于車身下部，且在車尾該兩部分相絞接。帶有玻璃窗、后視鏡和輕便通風(fēng)透氣設(shè)施的整個(gè)車身上部可以從前向后被掀開與被掀起的手動(dòng)曲柄支架相支撐，而且躺椅的左側(cè)前方有車門，便于上下車。
本發(fā)明的特征還在于為減輕車重，一切受彎矩作用的桿件如曲柄、車架等均采用薄壁空心結(jié)構(gòu)。主梁采用不少于四肢的薄壁管組合抗彎結(jié)構(gòu)。根據(jù)組合構(gòu)件斷面慣性矩J＝∑(J0+Fα2)的公式，可知在保證必要?jiǎng)偠燃捌渌鐹的前提下，增大單個(gè)肢件中和軸與整個(gè)斷面中和軸的距離α可大大減少單個(gè)肢件的斷面積F，從而減輕了車重，降低了滾動(dòng)阻力，降低了造價(jià)。
本發(fā)明的特征還在于中軸通過四個(gè)本身帶多孔的匚形桿及螺栓與帶多孔的主梁四肢連接，其位置可通過選擇穿孔進(jìn)行調(diào)整，維修時(shí)還可卸下，提高了使用的靈活性和維修的便利性。
本發(fā)明的特征還在于傳動(dòng)系統(tǒng)中，有一個(gè)位于躺椅下的中間變速器，使總的行程速比變化范圍比現(xiàn)有常用賽車的為廣，不僅速度高，而且爬坡能力強(qiáng)。
本發(fā)明的特征還在于車尾有四個(gè)支腿兼把手，可使車頭朝上地立起來存放以減少存車占地，也可以當(dāng)做推車的把手，行駛時(shí)三輪著地以提高穩(wěn)定性。20″的前輪導(dǎo)向。為減輕重量，對稱布置的24″的后二輪均為簡支小軸，而不是一般的外伸通軸或懸臂軸。
以下結(jié)合附圖給的實(shí)施例，對發(fā)明做詳細(xì)說明

圖1為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為從車后看到的本發(fā)明的示意圖。
圖3為拿開車身上部后，本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
圖4為圖一中取出上軸中軸及其上所裝零件后，與中軸飛輪箱16及上軸飛輪鏈箱套14有關(guān)的部分結(jié)構(gòu)的放大示意圖。
圖5為圖四中沿A-A剖切面剖開所得剖視示意圖。
圖6為圖四中沿B-B剖切面剖開旋轉(zhuǎn)放大所得剖視示意圖。
圖7為圖四中沿C-C剖切面剖開旋轉(zhuǎn)放大所得剖視示意圖。
圖8為圖四中沿D-D剖切面剖開旋轉(zhuǎn)放大所得剖視示意圖。
該圖包括中軸104及其上所裝中軸飛輪100、軸承101、帶油封的嵌入式端102、薄壁空心曲柄103及置于左側(cè)的中軸牙盤61。
圖9為圖八中沿E-E剖切面剖開所得剖視示意圖。
圖10為腳蹬所用附件，特別是活動(dòng)腳后跟套裝置的放大示意圖。
圖11為同步萬向節(jié)的上半聯(lián)軸器立管86和下半聯(lián)軸器立管36分別插在上立軸管43和主動(dòng)曲柄軸立管48內(nèi)并通過螺栓銷軸97傳遞轉(zhuǎn)矩，且可做承插深度改變的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12為圖一中所框1部的放大。
圖13為圖三中所框2部的放大。
參照圖一，將位于車身上部的后棚1上的四條尼龍拉鎖2向下拉開，后棚1上的蒙布可被一分為三瓣的打開，既可調(diào)解通風(fēng)透氣量，又可往行李箱3放東西。四條尼龍拉鎖的會合處有尼龍搭扣5補(bǔ)洞。如將活動(dòng)板6放在由躺椅下的車架主梁上肢擴(kuò)展而成的后輪護(hù)欄7上，可坐一個(gè)小孩，頭伸出已拉開蒙布的后棚1。如將活動(dòng)板6置于行李箱底上，則可放置較大的物件。一只手抬起在車尾與車身下部以活銷4相聯(lián)接的除后棚1之外還包括擋風(fēng)玻璃或有機(jī)玻璃83，后視鏡90可前后推拉的前透風(fēng)窗84和后透風(fēng)窗85及車頂玻璃或有機(jī)玻璃92的車身上部，另一只手拉吊勾13，該吊勾13繞固定在上軸箱蓋12上的活銷15旋轉(zhuǎn)，并將與上軸飛輪箱蓋12以螺栓17相聯(lián)的上軸飛輪鏈箱套14旋起。該上軸飛輪鏈箱套14插在手動(dòng)曲柄支架外套93內(nèi)，共同構(gòu)成上軸支架，該手動(dòng)曲柄支架套93從主梁兩上肢間穿過通過螺栓94與半園套95(參閱圖四)聯(lián)接抱在與中軸同心的中軸飛輪箱16的外表面并可繞其旋轉(zhuǎn)。中軸飛輪箱外表有凸緣98，用于防止軸向移動(dòng)。分為兩半的中軸飛輪箱用螺栓99聯(lián)接。將吊勾13勾在車身上部前緣，于是車身上部和支架將相互支撐，而處在圖一中雙點(diǎn)劃線所示的位置上。此時(shí)拉開起門扣作用的尼龍搭扣9將側(cè)門10拉開，如圖三雙點(diǎn)劃線所示位置，人可以方便地出入車。也可坐在躺椅的坐墊部18上，用手操作腳蹬上的開合扣19，讓腳進(jìn)入或退出由腳跟套20和馬蹄形寬帶套21所確定的工作位置。腳跟套20可繞將腳跟套與其套架22連接起來的鉸接扣23旋轉(zhuǎn)。配重24專用于與腳跟套20、套架22、開合扣19、鉸接扣23的重量相平衡;以保證腳蹬的這些附件處在便于腳的伸入與撤出的方向上。上述附件左右腳各有一套，圖一中左腳的這些附件未繪出。腳跟套20由兩個(gè)帶尼龍搭扣的寬帶制成，可按乘行人腳的大小通過尼龍搭扣調(diào)解腳跟套20的大小。調(diào)合適后，每次使用不必再開合尼龍搭扣，以避免打開的腳跟套拖得太長而帶來各種不便。手動(dòng)曲柄的工作位置可通過改變其支架的長度和角度加以調(diào)解。其長度利用多余通孔通過螺栓25并選擇通孔改變支架內(nèi)外套(即上軸飛輪鏈箱套14和手動(dòng)曲柄支架外套93)的承插深度加以調(diào)解，其角度由擰在支腿29上的內(nèi)六角頂絲27頂起的高度確定。支腿29固定在支架外套93上。頂絲27頂在主梁腿間區(qū)段的兩個(gè)上肢上的槽28內(nèi)。中軸飛輪箱16通過4～8個(gè)螺栓30與4個(gè)匚形桿31聯(lián)接，匚形桿31上有多個(gè)通孔供選擇使用，以便可以改變中軸飛輪箱16在垂直于主梁方向上的位置。這4個(gè)匚形桿通過16個(gè)螺栓32與從前管引來的車架主梁的相互平行的四肢聯(lián)接，其左右肢最大間距小于腳蹬曲柄間距，這部分車架主梁稱做主梁的曲柄間區(qū)段，其上亦有多個(gè)通孔可供選擇使用，以改變中軸飛輪箱16在主梁方向上的位置。主梁該區(qū)段的后方與主梁的腿間區(qū)段相接，該腿間區(qū)段的左右肢間距寬于主梁的曲柄間區(qū)段小于乘車人的腿間距。車架主梁在躺椅下的區(qū)段，其寬度進(jìn)一步增加，下肢變?yōu)槿?，左面的兩根下肢通過支叉(圖中未示出)用以支撐中間變速傳動(dòng)鏈輪的軸33，兩根上肢用以支撐躺椅的四條腿，該四條腿從躺椅的坐墊部引出通過螺栓34與主梁上肢聯(lián)接。該四條腿和主梁上肢的該區(qū)段上都有多余的孔供選擇使用，以改變躺椅在主梁上的高度及前后位置。該四條腿上還有桿件105和106各兩根與導(dǎo)向傳動(dòng)下立軸套35(簡稱下立軸套)剛性聯(lián)接，該下立軸套35與前管37平行。躺椅的腰骶部51的框架與上立軸套39剛性聯(lián)接，并與坐墊部18通過活銷38聯(lián)接。其軸線與人體肩背部的旋轉(zhuǎn)軸線重合或接近重合的上立軸套39通過活銷與撐桿40聯(lián)接，撐桿40支撐在與車架主梁兩上肢及車身下緣77相接的橫梁41上。撐桿40由內(nèi)外套管承插而成，通過螺栓42可改變承插深度，從而改變躺椅的傾角?？稍谏狭⑤S套39內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的上立軸管43既可承受徑向力又可承受軸向力，其上部分為叉管48插入躺椅背部44的框架上的套圈中，支撐背部44，通過螺栓49可改變背部44在叉管48上的高度。躺椅頭枕部46通過兩根支撐管47插在上立軸管43上部的分為兩叉形成的叉管48內(nèi)，用螺栓96固定，并可做高低調(diào)解。從躺椅背部44的框架兩邊引出的兩根尼龍寬帶用尼龍搭扣合攏后形成的安全帶50套在就位后的乘行人胸前。乘行人按行駛方向的需要轉(zhuǎn)動(dòng)肩背部，這一轉(zhuǎn)動(dòng)通過同步萬向聯(lián)軸器和平行四邊形機(jī)構(gòu)被同步地傳向前輪。球籠式同步萬向聯(lián)軸器45的上半聯(lián)軸器立管86和下半聯(lián)軸器立管36分別插在上立軸管43和主動(dòng)曲柄軸立管48內(nèi)，通過螺栓銷軸97傳遞扭矩，上立軸管43和主動(dòng)曲柄軸立管48上的銷孔98為長條形，允許改變承插深度、螺栓銷軸97上的螺栓用于緊固定位。主動(dòng)曲柄軸立管48在下立軸套35內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，既可承受徑向力也可承受軸向力。主動(dòng)曲柄軸立管48下面剛性聯(lián)接著的平行四邊形機(jī)構(gòu)的兩個(gè)主動(dòng)曲柄53與前叉肩上的兩個(gè)從動(dòng)曲柄55之間由兩根等效連桿54經(jīng)過多次剛性彎折而聯(lián)接。為不妨礙躺椅位置的調(diào)節(jié)，連桿54上有可改變其靠近主動(dòng)曲柄一邊的兩段彎折部分長度的承插管定位螺釘57和套筒定位螺釘56。扶手58(左右各一個(gè))上端與中立柱60的上部聯(lián)接，其下端與躺椅坐墊部后下方的主梁上肢相接。扶手58上安有分別制動(dòng)左右后輪的兩個(gè)剎車把手(圖中未畫出)。中軸牙盤61位于車架主梁左側(cè)，通過前鏈條62將手動(dòng)曲柄71和腳蹬傳來的動(dòng)力送至中間變速傳動(dòng)小鏈輪盤63再經(jīng)軸皮(圖中未畫出)和大鏈輪盤64和后鏈條65傳至安裝在左后輪上的變速飛輪76。右后輪為自由輪。安裝于前管上的前燈66、電笛67及安裝在前箱立框架74上的前側(cè)方向燈73和安裝在車尾的左右方向尾燈兼剎車燈68均由安裝在下立軸套35后面的車架主梁下肢上的電池組72供電。電路開關(guān)及變速器搬把(圖中未畫出)安裝在扶手58及其附近的車架主梁上肢75上。車尾上有四個(gè)帶橡膠或塑料套的支腿70，可使車頭朝上地立起來，以便于存車和維修。這四個(gè)支腿70分別由車身上緣76及車架主梁最外面兩下肢向后的延伸部分構(gòu)成。構(gòu)成車身下部框架的主要有由上緣76下緣77及聯(lián)接它們的前箱兩上梁78、門前立柱79、中立柱60、后輪立柱80(該立柱延至主梁下肢)、行李箱后立柱81、行李箱門立柱82。中立柱60的上下端分別有斜支撐及水平桿件在垂直于車中軸線方向上與車架主梁上肢聯(lián)接。將前箱兩上梁78及下緣77聯(lián)接起來的前箱立框架74有桿件與前管聯(lián)接。躺椅坐墊部前緣下方的主梁上肢與下緣77之間有桿件87聯(lián)接。位于躺椅頭枕部下方的車身上緣76的左右兩邊之間有加強(qiáng)桿11相聯(lián)。
本發(fā)明全長2.3～2.9m，寬0.5～0.7m，高1～1.2m、坐墊距地0.4～0.5m。
必要時(shí)車身上部、車身外罩、上軸、中軸和該二軸上的零件和箱套均可卸下，方便維修。除飛輪安裝方向相反外，上軸與中軸具有相同的結(jié)構(gòu)，都采用單列向心球軸承和帶油封的嵌入式端蓋，有較高的傳動(dòng)效率和較好的密封效果。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)了的自行車，特別是一種改進(jìn)了的自行轎車，其特征在于a驅(qū)動(dòng)者、操縱者、乘車人為同一個(gè)人，該人半仰臥在高低、前后位置及傾角可調(diào)的躺椅上，該躺椅的背部位44與自行車的方向輪之間有機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)系，使得乘車人可利用自己肩背的轉(zhuǎn)動(dòng)來控制行駛方向，從而可騰出雙手握住位于腹股溝附近的手動(dòng)曲柄71的把手參與驅(qū)動(dòng)，有傳動(dòng)系統(tǒng)將手動(dòng)曲柄71與腳動(dòng)曲柄軸(即中軸)聯(lián)接起來，該中軸位于躺椅的近于水平的前方，腳蹬上的附件使得驅(qū)車人的腳無需穿特種自行車鞋就可象手一樣全周無死點(diǎn)地對曲柄施力做功，在中軸與驅(qū)動(dòng)輪之間有前后兩條傳動(dòng)鏈62和65組成的變速傳動(dòng)裝置聯(lián)系。b該裝置具有外形類似小汽車的近于流線型的兼做氣候保護(hù)罩的車身，其外罩除玻璃或有機(jī)玻璃窗外，主要采用帶捆繩的光滑的輕薄柔材料(如尼龍綢或金屬布等)繃在包有橡膠墊層的金屬管或金屬型材或線材構(gòu)成的框架上，做為該流線型車身一部分的車身上部和車身下部在車尾以活銷4相鉸接，車身上部可以從前向后被掀開與上軸支架相互支撐，上軸支架繞與中軸同心的中軸飛輪箱16被掀起，且躺椅的左側(cè)前方有車門10，便于上下車。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所規(guī)定的裝置，其特征是躺椅由與下立軸套35剛性聯(lián)接的坐墊部18、與上立軸套39剛性聯(lián)接的腰骶部51、與上立軸管43剛性聯(lián)接且?guī)в杏赡猃垖拵Ш湍猃埓羁酆蠑n后組成的安全帶50的背部44和頭枕部46組成，其坐墊部18有四條腿通過螺栓34與車架主梁的上肢聯(lián)接，且有多余的通孔供選擇使用，以調(diào)節(jié)躺椅的高度和前后位置，坐墊部18與腰骶部51通過鉸鏈38聯(lián)接，兩者間夾角可調(diào)，與上立軸套39鉸接的撐桿40支撐在與車架主梁兩上肢及車身下緣77相連的橫梁41上，該撐桿40由內(nèi)外套管承插而成且可通過螺栓42改變承插深度，從而改變躺椅傾角，下立軸套35與前管37平行，上立軸套39的軸線延長線與靠坐在躺椅上的乘車人肩背部的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合或接近重合，該上、下立軸套內(nèi)分別插有可在其內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)并既可承受軸向力又可承受徑向力的上立軸管43和主動(dòng)曲柄軸管48，上立軸管43的上部分為兩叉形成的叉管48插入躺椅背部44的框架上的套圈中支撐背部44，通過螺栓49可改變背部44在叉管48上的高度，叉管48的管內(nèi)插有支撐著躺椅頭枕部46的兩根支撐管47，并用螺栓96固定并可做高度調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所規(guī)定的裝置，其特征是同步萬向聯(lián)軸器45的上和下兩個(gè)半聯(lián)軸器立管86和36分別插在上立軸管43和主動(dòng)曲柄軸立管48內(nèi)，通過螺栓銷軸97傳遞扭矩，上立軸管43和主動(dòng)曲柄軸立管48上的銷孔98為長條形，允許改變承插深度，螺栓銷軸97上的螺栓用于緊固定位，主動(dòng)曲柄軸立管48下面剛性聯(lián)接著平行四邊形機(jī)構(gòu)的兩個(gè)主動(dòng)曲柄53與前叉肩上的兩個(gè)從動(dòng)曲柄55之間由兩根等效連桿54經(jīng)過多次剛性彎折而聯(lián)接，其上有可改變其靠近主動(dòng)曲柄一邊的兩段彎折部分長度的承插管定位螺釘57和套筒定位螺釘56。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所規(guī)定的裝置，其特征是手動(dòng)曲柄71的軸(即上軸)與腳動(dòng)曲柄軸(即中軸)平行，兩軸中部各安有一個(gè)齒數(shù)相同的飛輪，前者反向安裝，后者正向安裝，兩飛輪間有傳動(dòng)鏈聯(lián)接，且有可通過螺栓17和99開合的箱套圍護(hù)，分為兩半且由螺栓99聯(lián)接起來的中軸飛輪箱上開有令傳動(dòng)鏈通過的鏈孔，其大小允許鏈條隨上軸支架轉(zhuǎn)動(dòng)，該上軸支架由上軸飛輪鏈箱套14插在手動(dòng)曲柄支架外套93內(nèi)構(gòu)成，且兩者有多余通孔通過螺栓25選擇通孔可改變承插深度，上軸飛輪鏈箱套14通過螺栓17與上軸飛輪箱蓋12聯(lián)接，抓住通過活銷15與上軸飛箱蓋12聯(lián)接的吊勾13可將上軸支架掀起勾在被掀起的車身上部的前緣，從而相互支撐，手動(dòng)曲柄支架外套93從主梁兩上肢間穿過通過螺栓94與半圓套95聯(lián)接抱在與中軸同心的中軸飛輪箱16的外表面，且可繞其旋轉(zhuǎn)，該中軸飛輪箱16的外表有凸緣98可防止軸向移動(dòng)，該手動(dòng)曲柄支架外套93上還固定有支腿29，其上擰有內(nèi)六角頂絲27，頂在主梁腿間區(qū)段的兩個(gè)上肢上的槽28內(nèi)，可改變上軸支架的工作角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所規(guī)定的裝置，其特征是中軸飛輪箱16通過螺栓30與4個(gè)匚形桿31相聯(lián)接，該匚形桿上有多余通孔可用于調(diào)節(jié)中軸飛輪箱16在垂直于車架主梁方向上的位置，該4個(gè)匚形桿通過螺栓32與車架主梁的曲柄區(qū)段聯(lián)接，在主梁的該區(qū)段上亦有多余的通孔可供選擇，以改變中軸飛輪箱16在車架主梁方向上的位置，主梁的該區(qū)段為由前管引來通向主梁的腿間區(qū)段的相互平行的四肢，其左右肢最大間距小于腳蹬曲柄間距，主梁的腿間區(qū)段左右肢最大間距加大到略小于乘車人的腿間距，車架主梁在躺椅下的區(qū)段進(jìn)一步加寬，下肢從兩根變?yōu)槿竺娴膬筛轮ㄟ^支叉用以支撐中間變速傳動(dòng)鏈輪的軸33，兩根上肢用以支撐躺椅的四條腿，安裝在軸33上的變速小鏈輪組63和大鏈輪盤64通過軸皮聯(lián)接，前者通過前鏈條62與位于車架主梁左側(cè)的中軸牙盤61聯(lián)接，后者通過后鏈條65與安裝在左后輪上的變速飛輪76聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所規(guī)定的裝置，其特征是左右腳蹬上部帶有兩種附件，一種是92242183.8專利申請中提出“安全便利減緩疲勞提高出力的腳蹬附件”，另一種是在本發(fā)明中所公開的活動(dòng)腳后跟套裝置，該裝置包括通過腳蹬膠皮穿釘固定在腳蹬上的套架22，鉸接扣和開合扣及工作時(shí)通過這兩種扣不工作時(shí)僅通過鉸接扣與套架22相聯(lián)接的由尼龍搭扣制成的可調(diào)活動(dòng)腳后跟套(簡稱腳跟套)20以及固定在套架22上的配重24構(gòu)成，配重24用以與腳跟套20、套架22、開合扣19、鉸接扣23的重量相平衡，以保證這些附件處在便于腳的伸入與撤出的方向上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6所規(guī)定的裝置，其特征是該裝置全長2.3～2.9m，寬0.5～0.7m、高1～1.2m坐墊距地0.4～0.5m，三輪著地，20″的前輪導(dǎo)向，對稱布置的24″的后二輪均為簡支小軸，左后輪驅(qū)動(dòng)，右后輪自由，將該三個(gè)輪子聯(lián)接起來的車架的主梁為不少于四肢的薄墊管組合抗彎結(jié)構(gòu)，曲柄等受彎矩作用的桿件亦為薄壁空心結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、4所規(guī)定的裝置，其特征是車身上部明顯小于車身下部，且由擋風(fēng)玻璃或有機(jī)玻璃83、后視鏡90、可前后推拉的前透風(fēng)窗84和后透風(fēng)窗85、車頂玻璃或有機(jī)玻璃92、由四條尼龍拉鎖2開合的其蒙布可一分為三瓣的后棚1構(gòu)成，四條尼龍拉鎖2的會合處有尼龍搭扣5補(bǔ)洞。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、7、8所規(guī)定的裝置，其特征是車身下部的框架由上緣76、下緣77、聯(lián)接該上下緣的前箱兩上梁78、門前立柱79、中立柱60、后輪立柱80(該立柱延至主梁下肢)、行李箱后立柱81、行李箱門立柱82構(gòu)成而車尾四個(gè)支腿70則分別與車身上緣76及車架主梁最外面的兩下肢相聯(lián)接，在該四個(gè)支腿上安有橡膠或塑料套，前箱兩上梁78與下緣77之間有通過桿件與前管37連接的立框架74，躺椅坐墊部18的前下方的主梁上肢與下緣77之間有桿件87連接，中立柱60的上下端分別有斜支撐和水平桿件在垂直于車中軸線的方向上與車架主梁上肢剛性連接，位于躺椅頭枕部下方的車身上緣左右兩邊之間有加強(qiáng)桿件11相聯(lián)，行李箱中有活動(dòng)板6既可放在后輪護(hù)欄7上也可放在行李箱的底上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、7、9所規(guī)定的裝置，其特征是，其上安有剎車把手的扶手58(左右各一個(gè))的上下端分別與中立柱60的上端及躺椅坐墊部18的后下方的車架主梁的上肢相聯(lián)接，該兩個(gè)剎車把手分別用于制動(dòng)左右后輪，在該兩后輪之間的行李箱后面有一個(gè)可向外下方打開的行李箱門72和方向尾燈兼剎車燈68，這兩個(gè)尾燈和安在前管37上的前燈66及電笛67，還有安裝在前箱立框架74上的前側(cè)方向燈73均由安裝在下立軸套35后面的車架主梁下肢上的電池組72供電，電路開關(guān)和變速器搬把安裝在扶手58及其后面的車架主梁上肢75上，車門10用尼龍搭扣9做門扣。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、4、5所規(guī)定的裝置，其特征是車身上部、車身外罩、上軸、下軸和該二軸上的零件和箱套均是可卸的，除飛輪安裝方向相反外，上軸和中軸具有相同的結(jié)構(gòu)，都采用單列向心球軸承和嵌入式端蓋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種出力大疲勞少低阻高速安全舒適便利的自行車，特別是單人自行小臥車，適合于替代小汽車做為硬質(zhì)路面的通勤、購物、送托、旅游、健身等男女老少使用的日用交通工具。其主要特點(diǎn)是驅(qū)車人半仰于特種躺椅上，可用肩背的轉(zhuǎn)動(dòng)控制行駛方向，四肢都可通過曲柄全周無死點(diǎn)地協(xié)調(diào)地參與驅(qū)動(dòng)做功，做為近于流線型的輕質(zhì)氣候保護(hù)罩的一部分的具有輕便的通風(fēng)透氣調(diào)解設(shè)施的車身上部可以從前向后掀開與掀起的手動(dòng)曲柄支架相互支撐，便于上下車，且有多種使人機(jī)環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一的調(diào)解裝置、安全裝置、存車方式等。
文檔編號B62K17/00GK1091099SQ9310161
公開日1994年8月24日 申請日期1993年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月18日
發(fā)明者譚德粹 申請人:譚德粹