專利名稱：人力車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人力車輛，更具體點(diǎn)說(shuō)，涉及一種騎行者在基本上為水平的位置上腳蹬的自行車。
傳統(tǒng)的自行車是由騎者坐在曲柄之上加力的。自行車曾被建議用直線的腳蹬運(yùn)動(dòng)來(lái)代替曲拐。但尚未在市場(chǎng)上見到。在某些躺著騎的自行車上，騎者斜靠地坐著用腳向前運(yùn)動(dòng)來(lái)蹬動(dòng)曲拐。
俯伏著騎自行車有好多優(yōu)點(diǎn)，包括可減少風(fēng)的阻力、舒適、可反對(duì)重力的作用使血液容易從心臟流到腿部和腦部、不受約束的橫隔膜使肺部能充分呼吸、在發(fā)生意外致使騎者掉地時(shí)由于距離短可增加安全度、以及由于眼睛密切地注視著地面可提高對(duì)速率的感覺而獲得有趣的騎行。使腳蹬直線運(yùn)動(dòng)也有好多優(yōu)點(diǎn)，如可容易地使沖程長(zhǎng)度改變、沖程能夠被帶動(dòng)或獨(dú)立進(jìn)行、及沖程能在兩個(gè)方向上施力或只在向前方向上或只在向后方向上施力。
迄今為止，還沒有一個(gè)人創(chuàng)造出利用這些原理的優(yōu)點(diǎn)的自行車。
因此有需要提供這樣一種自行車使騎者能面向下地平躺并使腳蹬進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明為一種用人力發(fā)動(dòng)的車輛，一般具有一個(gè)在基本上為水平的位置上支承騎者的車架，一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地裝在車架上的被驅(qū)動(dòng)車輪，一個(gè)用來(lái)驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)車輪的驅(qū)動(dòng)齒輪，裝在車架上的左、右腳蹬可往復(fù)地在一基本上為水平的直線路徑上行動(dòng)，以及一個(gè)將每一個(gè)腳蹬與被驅(qū)動(dòng)車輪連接起來(lái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以便用來(lái)將腳蹬的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)車輪。
在第一實(shí)施例中，每一腳蹬都設(shè)有齒條，而每一傳動(dòng)裝置都設(shè)有與齒條嚙合的小齒輪。
在第一實(shí)施例的第一變型中，每一小齒輪都有一個(gè)鏈輪驅(qū)動(dòng)著一根連接到驅(qū)動(dòng)齒輪上的鏈條。在第一實(shí)施例的第二變型中，只有第一小齒輪設(shè)有一個(gè)鏈輪驅(qū)動(dòng)著一根連接到驅(qū)動(dòng)齒輪上的鏈條，第二小齒輪則通過(guò)一組差動(dòng)齒輪與鏈輪連接以便驅(qū)動(dòng)該鏈輪。
在第二實(shí)施例中，設(shè)有驅(qū)動(dòng)帶將每一個(gè)腳蹬連接到驅(qū)動(dòng)齒輪上。兩個(gè)腳蹬分別被兩條驅(qū)動(dòng)帶連接使兩個(gè)腳蹬同時(shí)運(yùn)動(dòng)但方向相反。
在第三實(shí)施例中，每一腳蹬都被一連桿連接到傳統(tǒng)的用曲柄驅(qū)動(dòng)的自行車的曲柄的曲柄臂上。
在閱讀下面結(jié)合附圖所作的詳細(xì)說(shuō)明后當(dāng)可對(duì)本發(fā)明的其他一些特點(diǎn)和伴隨的優(yōu)點(diǎn)有較清楚的了解。


圖1為本發(fā)明的自行車的第一較優(yōu)實(shí)施例的側(cè)立視圖，包括一個(gè)以虛線示出的騎在其上的騎行者。
圖2為圖1中的自行車不帶騎者時(shí)的頂視平面圖。
圖3為圖1中沿3-3線切開的腳蹬安裝件和驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置的放大的剖視圖。
圖4為在被動(dòng)輪內(nèi)設(shè)有差動(dòng)齒輪的一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例的、部分剖開的放大視圖。
圖5為圖1中的自行車的第一較優(yōu)實(shí)施例的傳動(dòng)裝置的一個(gè)變型的、部分切掉的側(cè)立視圖。
圖6為圖1中沿6-6線切開的、一部分傳動(dòng)裝置的、較優(yōu)實(shí)施例的、部分為剖面的視圖。
圖7為本發(fā)明的自行車的第二較優(yōu)實(shí)施例的部分側(cè)立視圖。
圖8為圖7中的實(shí)施例的動(dòng)力傳輸裝置的部分頂視平面圖。
圖9為本發(fā)明的自行車的第三較優(yōu)實(shí)施例的部分側(cè)立視圖。
現(xiàn)在參閱附圖，圖1-4示出本發(fā)明的人力自行車10的第一較優(yōu)實(shí)施例，圖1為自行車10的側(cè)視圖，包括一個(gè)用虛線示出的騎在其上的騎者100。圖2為圖1中的自行車10不帶騎者時(shí)的頂視平面圖。自行車10一般包括一個(gè)車架20，一個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪或被驅(qū)動(dòng)車輪如后輪50，左、右腳蹬60L、60R，用來(lái)將腳蹬60L、60R安裝到車架20上的腳蹬安裝裝置70，以及將腳蹬60L、60R連接到后輪50上的傳動(dòng)裝置80。雖然這里示出的是自行車10，但應(yīng)知道，就其最廣泛的形式言，本發(fā)明的原理也可應(yīng)用到其他具有被驅(qū)動(dòng)車輪的車輛上，如具有三個(gè)或更多被驅(qū)動(dòng)車輪的車輛或被驅(qū)動(dòng)車輪驅(qū)動(dòng)一條軌道或其他可動(dòng)裝置。
車架20可由自行車行業(yè)公知的合適的堅(jiān)強(qiáng)材料如鋁或鋼或其合金或玻璃纖維或碳石墨纖維構(gòu)成。車架20一般包括一個(gè)前軸承或叉管21，其內(nèi)支承著前叉組合件22。前叉組合件22在其上端有一段軸頸或轉(zhuǎn)向軸可旋轉(zhuǎn)地安裝在叉管21內(nèi)。有一前輪12可旋轉(zhuǎn)地安裝在前叉組合件22的下端如前軸13上。操縱桿23被連結(jié)在前叉組合件22的上端以便用來(lái)環(huán)繞叉管21的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)前叉組合件22和前輪12，從而使自行車10轉(zhuǎn)向。在所示較優(yōu)實(shí)施例中，操縱桿23在轉(zhuǎn)向軸頸之下被連結(jié)到前叉組合件22上。
車架20包括一個(gè)向下管件如向下管25，在其后端有一車輪安裝件26用來(lái)安裝后輪50用的軸51而其前端被連接到叉管21上。
車架20包括頭部支承48以便舒適地支承騎者的頭部102而不是支承騎者的頰部，使騎者100能向前看并能自由地張開和閉攏他的嘴吧。最好頭部支承48設(shè)有襯墊并能容易地調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)騎者100。連結(jié)在車架20上的肩撐49可支承騎者的肩部，從而可限制騎者100繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。
車架20還包括支承裝置即胸部支承組合件44用來(lái)支承騎者100使騎者被支承在一個(gè)基本上為水平的、面向下的位置上。胸部支承組合件44包括一個(gè)用來(lái)支承騎者100的胸部的胸部支承。胸部支承45可制成適宜支承騎者胸部的外廓。胸部支承45可位在車架20上一個(gè)固定的位置上，或者如圖所示，用一安裝組合件46可滑動(dòng)地裝在車架的其余部分上。安裝組合件包括這樣的裝置如在軸承上或在滾輪47上以便滾動(dòng)地支承胸部支承44使它可以從所示的在前面的位置向后移動(dòng)到在后面的停止位置。利用這個(gè)胸部支承45用的滑動(dòng)安裝件46，騎者100在握緊操縱桿23或車架20上不動(dòng)部件時(shí)，通過(guò)伸縮其手臂可在縱向向后和向前移動(dòng)一個(gè)固定的距離。
后輪50一般具有傳統(tǒng)的構(gòu)造，包括一個(gè)安裝在輪緣上的輪胎，而輪緣又被輻條支承并連接到輪轂52上，如圖4所示，自由輪棘輪軸承54可旋轉(zhuǎn)地支承著所說(shuō)輪轂52，這在本行業(yè)是公知的。棘輪軸承54包括一個(gè)內(nèi)座圈55用來(lái)接受來(lái)自傳動(dòng)裝置80的驅(qū)動(dòng)輸入，而外座圈56被連接到輪轂52上。內(nèi)座圈55通過(guò)棘輪被連接到外座圈56上，使內(nèi)座圈55只是當(dāng)向前旋轉(zhuǎn)、即在車輪向前滾動(dòng)的方向上旋轉(zhuǎn)而速率大于輪轂52向前旋轉(zhuǎn)的速率時(shí)，才驅(qū)動(dòng)外座圈56從而驅(qū)動(dòng)輪轂52旋轉(zhuǎn)。在其他時(shí)間，外座圈56自由環(huán)繞內(nèi)座圈55旋轉(zhuǎn)。棘輪軸承54被后軸51直接或非直接連接到車架20上。
設(shè)有兩個(gè)腳蹬60，即左腳蹬60L和右腳蹬60R。由于兩個(gè)腳蹬60的結(jié)構(gòu)和操作完全相同，除了要注明的以外，下面只就左腳蹬60L的結(jié)構(gòu)和操作詳細(xì)說(shuō)明，右腳蹬那一側(cè)與此相同。
包括左導(dǎo)輪72和小齒輪82在內(nèi)的左腳蹬安裝裝置70被連接到車架20上，將左腳蹬60L裝在車架20上，使左腳蹬60L可在一個(gè)基本上為水平的直線路徑上來(lái)回行動(dòng)。其他安裝裝置70如滑座也可考慮采用。
左腳蹬60L一般具有一個(gè)支架裝置62如連結(jié)在左齒條66L后端的左支架62L。左支架62L接納騎者的左腳，這樣騎者的左腳施加在左支架62L上的向前和向后的壓力便可使左腳蹬60L向前和向后移動(dòng)。如圖所示，左支架62L包括一個(gè)左前板63L和一個(gè)左后板64L。這兩塊支架板63L、64L都是側(cè)向的，都向上突起以便在其間接納騎者的腳尖。其他構(gòu)造的支架62也可設(shè)想，例如支架62可以是一個(gè)圓形的套環(huán)、一個(gè)皮帶扣或一個(gè)不被夾緊的腳蹬。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，其中示出圖1中的左齒條66L和驅(qū)動(dòng)傳輸裝置80沿3-3線切開的放大剖視圖。左齒條66L為一狹長(zhǎng)條，其頂面被左導(dǎo)輪72L滾動(dòng)地支承并導(dǎo)行著，其底面被左小齒輪82L支承著。左齒條66L的底面上設(shè)有牙齒68與小齒輪82L的牙齒84嚙合，使左齒條66L的向前和向后的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)左小齒輪82L。右腳蹬60R以完全相同的方式轉(zhuǎn)動(dòng)右小齒輪。
連接腳蹬60和驅(qū)動(dòng)車輪50并被腳蹬60驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)裝置80將腳蹬60的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成為推動(dòng)驅(qū)動(dòng)車輪50用的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。最簡(jiǎn)單的形式是，傳動(dòng)裝置80包括小齒輪82和驅(qū)動(dòng)齒輪84。如在本行業(yè)所常見的那樣，驅(qū)動(dòng)齒輪84可旋轉(zhuǎn)地裝在軸51上，然后通過(guò)裝在棘輪軸承54內(nèi)座圈55上的驅(qū)動(dòng)軸85連接到后輪輪轂52上，這樣當(dāng)小齒輪82向前旋轉(zhuǎn)時(shí)便可轉(zhuǎn)動(dòng)后輪50。而且，如同本行業(yè)所公知的那樣，可以用各種換檔裝置，包括在內(nèi)部偏移的輪轂，來(lái)連接驅(qū)動(dòng)齒輪84和輪轂52，以資改變兩者之間的機(jī)械效益即兩者之間的速比。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，其中示出傳動(dòng)裝置80的一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例的添加元件的部分為剖面的放大視圖。圖4的傳動(dòng)裝置與上述傳動(dòng)裝置相同，只是還包括一組差動(dòng)齒輪或扭矩反向器90以便用來(lái)連接兩個(gè)必須在相反方向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)齒輪84。扭矩反向器90將左、右驅(qū)動(dòng)軸86的內(nèi)端87連接在一起。左、右驅(qū)動(dòng)齒輪84L、84R可相對(duì)于車架20旋轉(zhuǎn)地被軸承85安裝在后軸51上。每一驅(qū)動(dòng)齒輪84都有一根驅(qū)動(dòng)軸86伸向輪轂52的中心。每一根驅(qū)動(dòng)軸86L、86R都有一個(gè)相關(guān)的棘輪軸承54L、54R并與其棘輪軸承的內(nèi)座圈55L、55R接觸以便驅(qū)動(dòng)輪轂52。驅(qū)動(dòng)軸86L、86R的兩個(gè)內(nèi)端87通過(guò)扭矩反向器90被連接起來(lái)。扭矩反向器90能使兩根驅(qū)動(dòng)軸86L、86R之間傳送的扭矩反向。驅(qū)動(dòng)軸86L、86R的兩個(gè)內(nèi)端各被連接到側(cè)齒輪92L、92R上。中心塊96被固定地連結(jié)在軸51上。有一個(gè)或更多的行星齒輪或連接齒輪96可旋轉(zhuǎn)地被帶有突緣的軸97安裝在中心塊96上，這些連接齒輪連接著兩側(cè)的側(cè)齒輪92，能使另一個(gè)側(cè)齒輪92的旋轉(zhuǎn)方向反向。例如左驅(qū)動(dòng)齒輪84L和左驅(qū)動(dòng)軸86L的向前旋轉(zhuǎn)通過(guò)棘輪軸承54L驅(qū)動(dòng)車輪50向前運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)扭距反向器90的作用，使右驅(qū)動(dòng)軸86R和右驅(qū)動(dòng)齒輪84R向后轉(zhuǎn)動(dòng)。反之，左驅(qū)動(dòng)齒輪84L和左驅(qū)動(dòng)軸86L的向后旋轉(zhuǎn)，通過(guò)扭矩反向器的作用，使右驅(qū)動(dòng)軸86R和右驅(qū)動(dòng)齒輪84R向前旋轉(zhuǎn)，并且右驅(qū)動(dòng)軸86R通過(guò)右棘輪軸承54R驅(qū)動(dòng)車輪50向前運(yùn)動(dòng)。這樣通過(guò)扭矩反向器90，兩個(gè)腳蹬60被連接在一起并在相反的方向上運(yùn)動(dòng)。在這里再一次可用各種換檔裝置，包括能在內(nèi)部偏移的輪轂，將驅(qū)動(dòng)齒輪84和輪轂52連接起來(lái)以便改變兩者之間的機(jī)械效益即改變兩者之間的速比。
圖5為圖1中第一較優(yōu)實(shí)施例的傳動(dòng)裝置的一個(gè)變型的部分切掉的側(cè)立視圖。圖6為圖1中沿6-6切開的部分為剖面的視圖。除了在這里提到的差別外，圖5的實(shí)施例的構(gòu)件均與上面所說(shuō)的相同。而且，如同上面那樣，將只說(shuō)明左側(cè)的構(gòu)件，因?yàn)橛覀?cè)的構(gòu)件與此相同。包括導(dǎo)輪72和小齒輪82的腳蹬安裝裝置70被連接到車架20上。左腳蹬60L安裝在車架20上使左腳蹬60L可在一條基本上為水平的直線路徑上往復(fù)行動(dòng)。其他形式的安裝裝置70如滑座也可考慮采用。左腳蹬60L的左齒條66L的牙齒68面向上方并與左小齒輪82L嚙合，該小齒輪可旋轉(zhuǎn)地裝在車架20的小齒輪軸28上，使左小齒輪82L可隨著腳蹬60L的運(yùn)動(dòng)而向前和向后地旋轉(zhuǎn)。
如從圖6可最好地看到，每一小齒輪82都被連接到一個(gè)在頂部的鏈輪輪轂組合件110上。鏈輪輪轂組合件110和圖4的裝置十分相似，設(shè)有小齒輪82作為驅(qū)動(dòng)齒輪84，并包括一組扭矩反向器90和一個(gè)鏈輪輪轂52B。頂部的鏈輪輪轂52B與后輪輪轂52不同之處在于，頂部鏈輪輪轂52B并不用來(lái)支承并轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)車輪，而是用來(lái)支承并轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)頂部的鏈輪112。鏈輪輪轂組合件與圖4所示并說(shuō)明的組合件以相同的方式起作用并以這種方式使頂部鏈輪112向前旋轉(zhuǎn)。再一次，可在小齒輪82和輪轂52B之間使用各種換檔裝置，包括可在內(nèi)部偏移的輪轂，以便改變上述兩者之間的機(jī)械效益即兩者之間的速比。
包括在圖5和6的實(shí)施例的傳動(dòng)裝置80中的還有鏈條120和驅(qū)動(dòng)齒輪84。
頂部的鏈輪112包括牙齒114那樣的設(shè)施以便用來(lái)嚙合并驅(qū)動(dòng)一條柔性的張力件如連續(xù)的鏈條120。鏈條120嚙合并驅(qū)動(dòng)如同驅(qū)動(dòng)鏈輪84B那樣的設(shè)施以便用來(lái)驅(qū)動(dòng)后輪50。這種鏈驅(qū)動(dòng)允許使用換檔裝置如同傳統(tǒng)上使用的轉(zhuǎn)軌器。例如，驅(qū)動(dòng)鏈輪84B可具有多個(gè)大小不同的驅(qū)動(dòng)鏈輪并可使用一個(gè)轉(zhuǎn)軌器來(lái)使鏈條120在這些驅(qū)動(dòng)鏈輪之間移動(dòng)。或者可在后輪輪轂52內(nèi)使用一個(gè)內(nèi)部偏移器。
圖7和8示出本發(fā)明的第二較優(yōu)實(shí)施例。圖7為實(shí)施例的傳動(dòng)裝置的部分側(cè)立視圖，圖8為圖7中實(shí)施例的部分頂視平面圖。
車架20包括設(shè)在每一側(cè)用來(lái)支承并導(dǎo)引腳蹬60的軌道裝置，如C形槽鋼或一對(duì)導(dǎo)桿29。包括導(dǎo)輪72在內(nèi)的腳蹬安裝裝置70被連結(jié)到腳蹬60上，將腳蹬60裝在導(dǎo)桿29上使腳蹬60可在一基本上為水平的直線路徑上往復(fù)行動(dòng)。每一腳蹬60都具有一個(gè)如前所述的支架62。
傳動(dòng)裝置80包括將腳蹬60連接到后輪50的驅(qū)動(dòng)裝置，用來(lái)驅(qū)動(dòng)后輪50和連接兩個(gè)腳蹬60的腳蹬連接裝置，使這兩個(gè)腳蹬60必須同時(shí)在相反的方向上運(yùn)動(dòng)。
傳動(dòng)裝置包括可旋轉(zhuǎn)地安裝在車架20上的左、右驅(qū)動(dòng)齒輪、鏈輪或帶輪84L、84R，它們可按上面對(duì)圖1或圖4說(shuō)明的方式工作來(lái)驅(qū)動(dòng)后輪50。有一連續(xù)的柔性的張力件如鏈條、纜繩或傳動(dòng)帶180連接著兩個(gè)腳蹬60。傳動(dòng)帶180包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)部182和一個(gè)腳蹬連接部184。傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)部182和腳蹬連接部184可構(gòu)成單根傳動(dòng)帶的不同的部分或者可用兩根或更多的傳動(dòng)帶分別連接到腳蹬60上。傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)部182將腳蹬60連接到驅(qū)動(dòng)帶輪84上，使左腳蹬60L的向后運(yùn)動(dòng)向前轉(zhuǎn)動(dòng)左驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)帶輪84L并向前移動(dòng)右腳蹬60R，而右腳蹬60R的向后運(yùn)動(dòng)向前轉(zhuǎn)動(dòng)右驅(qū)動(dòng)帶輪84R并向前移動(dòng)左腳蹬60L。有一對(duì)頂帶輪170即左、右頂帶輪170L、170R可旋轉(zhuǎn)地安裝在驅(qū)動(dòng)帶輪84之上的車架20上，使傳動(dòng)帶180在移動(dòng)越過(guò)這兩個(gè)帶輪后與腳蹬運(yùn)動(dòng)一樣進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)帶180被連接到支架62上，安裝越過(guò)頂帶輪170，然后繞到驅(qū)動(dòng)帶輪84之下，再向前環(huán)繞到可旋轉(zhuǎn)地安裝在車架20上的一個(gè)或兩個(gè)前反向帶輪174上。傳動(dòng)帶腳蹬連接裝置包括將腳蹬60和后反向帶輪176連接起來(lái)的傳動(dòng)帶腳蹬連接部184，該連接部包括連接到腳蹬60L、60R上的前端和安裝在后反向帶輪176上的中段，使左腳蹬60L的向前運(yùn)動(dòng)能向后移動(dòng)右腳蹬60R，而右腳蹬60R的向前運(yùn)動(dòng)能向后移動(dòng)左腳蹬60L。
帶輪170、176被這樣安裝，使傳動(dòng)帶182、184相對(duì)于腳蹬60的運(yùn)動(dòng)作直線移動(dòng)，并使傳動(dòng)帶182、184實(shí)際上形成一個(gè)連續(xù)的環(huán)。
上述結(jié)合圖6和7示出的驅(qū)動(dòng)原理可以有多種變化。例如可以采用三根傳動(dòng)帶。兩個(gè)腳蹬60可連接到一根具有前、后反向帶輪的水平的扁圓傳動(dòng)帶上，使兩個(gè)腳蹬60可同時(shí)在相反的方向上移動(dòng)。然后，每一腳蹬可分別連接到各自的基本上為垂直環(huán)的傳動(dòng)帶上以資驅(qū)動(dòng)各自的驅(qū)動(dòng)齒輪。
圖9為本發(fā)明的自行車10的第三較優(yōu)實(shí)施例的部分側(cè)立視圖。該自行車10具有傳統(tǒng)的自行車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括可旋轉(zhuǎn)地裝在車架20上的前曲柄30、用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄30的一對(duì)曲柄臂32即左、右曲柄臂32L和32R、連接到曲柄30上并和它一起旋轉(zhuǎn)的前驅(qū)動(dòng)鏈輪34、后鏈輪84以及將兩個(gè)鏈輪34、84連接起來(lái)的傳動(dòng)裝置即一條連續(xù)的柔性的張力件如鏈條。使用在傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上的圖上未示出的換檔裝置亦可采用。
腳蹬60如上所述那樣安裝。車架20包括設(shè)在兩側(cè)的軌道裝置如C形槽鋼或一對(duì)導(dǎo)桿29。包括連結(jié)在腳蹬60上的導(dǎo)輪72的腳蹬安裝裝置70將腳蹬60裝在導(dǎo)桿29上使腳蹬60可在一條基本上為水平的直線路徑上行動(dòng)。每一腳蹬60都有一個(gè)支架62如前所述。
一對(duì)連桿130即左、右連桿130L、130R各有一個(gè)后端132L、132R鉸接地連接到各自的腳蹬62L、62R上，并且各有一個(gè)前端134L、134R可旋轉(zhuǎn)地連接到各自的曲柄臂32L、32R上。在曲柄臂32L、32R上設(shè)有多個(gè)安裝孔33的裝置使連桿130L、130R的前端134L、134R可用離開曲柄不同的距離來(lái)連接到曲柄臂32上，這樣來(lái)改變腳蹬60的沖程長(zhǎng)度。連桿130具有可變的長(zhǎng)度以便調(diào)節(jié)騎者的高度。
從上可見這種自行車使用起來(lái)十分方便。在本說(shuō)明中為了清晰起見，許多傳統(tǒng)的自行車零件如剎車和換檔機(jī)構(gòu)已被省略，但它們可被合適地采用。
雖然本發(fā)明已就具體實(shí)施例作了圖示和說(shuō)明，但在零件的形式、組成、構(gòu)造和布置方面可作出各種改變而無(wú)損其優(yōu)點(diǎn)。因此，應(yīng)該知道所有在本文作出的說(shuō)明都應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的，不帶任何限制的意義，同時(shí)所附權(quán)利要求理應(yīng)覆蓋這些在本發(fā)明的真正創(chuàng)意和范圍內(nèi)的修改。
權(quán)利要求
1.一種騎者自己施力的自行車具有一個(gè)車架，其上設(shè)有一個(gè)用來(lái)支承騎者胸部的胸墊的支承裝置；一個(gè)被驅(qū)動(dòng)的車輪可旋轉(zhuǎn)地裝在所說(shuō)車架上，當(dāng)被驅(qū)動(dòng)時(shí)可推進(jìn)所說(shuō)車架；一個(gè)第一腳蹬；第一腳蹬安裝裝置，用來(lái)將所說(shuō)第一腳蹬安裝在所說(shuō)車架上，使所說(shuō)第一腳蹬可在一條直線路徑上往復(fù)行動(dòng)；以及第一傳動(dòng)裝置，連接所說(shuō)第一腳蹬和所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪并被所說(shuō)第一腳蹬驅(qū)動(dòng)以資將所說(shuō)第一腳蹬的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而推進(jìn)所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪。
2.按照權(quán)利要求1的自行車，其特征為，所說(shuō)車架還包括一個(gè)滑動(dòng)安裝組合件，將所說(shuō)胸墊連接到車架的其余部分上以便在支承騎者的胸部時(shí)可滑動(dòng)地沿著縱向移動(dòng)。
3.按照權(quán)利要求1的自行車還包括一個(gè)頭部支承，安裝在所說(shuō)車架上，用來(lái)支承騎者的頭部。
4.按照權(quán)利要求1的自行車還包括一個(gè)頭部支承，安裝在所說(shuō)車架上，用來(lái)支承騎者的頭部而不支承騎者的面頰，使騎者可自由張開和閉合其嘴巴。
5.按照權(quán)利要求1的自行車，其特征為，所說(shuō)第一腳蹬包括用來(lái)接納騎者腳部的支架裝置，借以根據(jù)騎者腳部施加在其上的壓力，使所說(shuō)腳蹬向前和向右移動(dòng)。
6.按照權(quán)利要求1的自行車，其特征為，所說(shuō)第一腳蹬包括用來(lái)接納騎者腳部的支架裝置，借以根據(jù)騎者腳部施加在其上的壓力，使所說(shuō)腳蹬向前和向后移動(dòng)；還包括一根齒條；而所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置設(shè)有一個(gè)小齒輪與所說(shuō)齒條嚙合。
7.按照權(quán)利要求1的自行車，其特征為，所說(shuō)第一腳蹬包括一根齒條；而所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置設(shè)有一個(gè)小齒輪與所說(shuō)齒條嚙合。
8.按照權(quán)利要求1的自行車，其特征為，所說(shuō)第一腳蹬包括一根齒條；而所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置包括一個(gè)與所說(shuō)齒條嚙合的小齒輪；和一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地裝在所說(shuō)車架上并連接所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪和所說(shuō)小齒輪的驅(qū)動(dòng)齒輪，以便用來(lái)隨著所說(shuō)小齒輪的旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動(dòng)所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪。
9.按照權(quán)利要求8的自行車，其特征為，所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪與所說(shuō)小齒輪嚙合并直接被小齒輪驅(qū)動(dòng)。
10.按照權(quán)利要求8的自行車，其特征為，所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置的所說(shuō)小齒輪包括一個(gè)鏈輪；而所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置還包括一個(gè)柔性的張力件，用來(lái)將所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置的所說(shuō)小齒輪的所說(shuō)鏈輪連接到所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪上以資轉(zhuǎn)動(dòng)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪。
11.按照權(quán)利要求1的自行車還包括一個(gè)第二腳蹬；第二腳蹬安裝裝置，用來(lái)將所說(shuō)第二腳蹬安裝在所說(shuō)車架上，使所說(shuō)第二腳蹬可在一條基本上為水平的直線路徑上往復(fù)行動(dòng)；以及第二傳動(dòng)裝置，連接所說(shuō)第二腳蹬和所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪并被所說(shuō)第二腳蹬驅(qū)動(dòng)以資將所說(shuō)第二腳蹬的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而推進(jìn)所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪。
12.按照權(quán)利要求11的自行車，其特征為，所說(shuō)第一腳蹬包括一根齒條；所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置包括一個(gè)與所說(shuō)第一腳蹬的所說(shuō)齒條嚙合的小齒輪；所說(shuō)第二腳蹬包括一根齒條；而所說(shuō)第二傳動(dòng)裝置包括一個(gè)與所說(shuō)第二腳蹬的所說(shuō)齒條嚙合的小齒輪。
13.按照權(quán)利要求12的自行車，其特征為，所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪，該齒輪可旋轉(zhuǎn)地裝在所說(shuō)車架上并連接到所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪上，且與所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置的所說(shuō)小齒輪嚙合并直接被它驅(qū)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪；所說(shuō)第二傳動(dòng)裝置包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪，該齒輪可旋轉(zhuǎn)地裝在所說(shuō)車架上并連接到所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪上，且與所說(shuō)第二傳動(dòng)裝置的所說(shuō)小齒輪嚙合并直接被它驅(qū)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪。
14.按照權(quán)利要求13的自行車設(shè)有將所說(shuō)第一和第二傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)齒輪連接起來(lái)的扭矩反向器，以便用來(lái)將一個(gè)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪發(fā)出的扭矩轉(zhuǎn)移到另一個(gè)齒輪，每一個(gè)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)移的扭矩都趨于在相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)另一個(gè)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪。
15.按照權(quán)利要求12的自行車，其特征為所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置的所說(shuō)小齒輪包括一個(gè)鏈輪；所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪，可旋轉(zhuǎn)地裝在所說(shuō)車架上并連接到所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪上，以便用來(lái)驅(qū)動(dòng)所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪；和一個(gè)柔性的張力件，用來(lái)連接所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置上的所說(shuō)小齒輪和所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪，借以根據(jù)所說(shuō)小齒輪的旋轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪；所說(shuō)第二傳動(dòng)裝置的所說(shuō)小齒輪包括一個(gè)鏈輪；所說(shuō)第二傳動(dòng)裝置包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪，可旋轉(zhuǎn)地裝在所說(shuō)車架上并連接到所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪上以便用來(lái)驅(qū)動(dòng)所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪；和一個(gè)柔性的張力件，用來(lái)連接所說(shuō)第二傳動(dòng)裝置上的所說(shuō)小齒輪和所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪，借以根據(jù)所說(shuō)小齒輪的旋轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪。
16.按照權(quán)利要求12的自行車，其特征為，所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置的所說(shuō)小齒輪包括一個(gè)鏈輪；所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪，可旋轉(zhuǎn)地裝在所說(shuō)車架上并連接到所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪上，以便用來(lái)驅(qū)動(dòng)所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪；和一個(gè)柔性的張力件，用來(lái)連接所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置上的所說(shuō)小齒輪和所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪，借以根據(jù)所說(shuō)小齒輪的旋轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪；所說(shuō)第二傳動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置將所說(shuō)第二傳動(dòng)裝置的所說(shuō)小齒輪與所說(shuō)鏈輪連接起來(lái)，借以根據(jù)所說(shuō)小齒輪的旋轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)所說(shuō)鏈輪。
17.按照權(quán)利要求16的自行車設(shè)有將所說(shuō)第一和第二傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)齒輪連接起來(lái)的扭矩反向器，以便用來(lái)將一個(gè)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪發(fā)出的扭矩轉(zhuǎn)移到另一個(gè)齒輪，每一個(gè)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)移的扭矩都趨于在相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)另一個(gè)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪。
18.按照權(quán)利要求1的自行車，其特征為所說(shuō)驅(qū)動(dòng)裝置包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪，可旋轉(zhuǎn)地裝在所說(shuō)車架上并具有一根驅(qū)動(dòng)軸，所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪可旋轉(zhuǎn)地裝在所說(shuō)驅(qū)動(dòng)軸上；和一個(gè)連續(xù)的張力件，該張力件將所說(shuō)第一腳蹬連接到所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪上，使所說(shuō)第一腳蹬在第一方向上的運(yùn)動(dòng)向前轉(zhuǎn)動(dòng)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪，而所說(shuō)腳蹬在第二方向上的運(yùn)動(dòng)向后轉(zhuǎn)動(dòng)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪。
19.按照權(quán)利要求1的自行車，其特征為所說(shuō)傳動(dòng)裝置包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪，可旋轉(zhuǎn)地裝在所說(shuō)車架上并連接到所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪上以便用來(lái)驅(qū)動(dòng)所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪；和具有一個(gè)柔性張力件的驅(qū)動(dòng)件裝置，將所說(shuō)第一腳蹬與所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪連接起來(lái)，使所說(shuō)第一腳蹬在第一方向上的運(yùn)動(dòng)向前轉(zhuǎn)動(dòng)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪，而所說(shuō)第一腳蹬在第二方向上的運(yùn)動(dòng)向后轉(zhuǎn)動(dòng)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)齒輪；還包括一個(gè)第二腳蹬；連接到所說(shuō)車架的第二腳蹬安裝裝置，用來(lái)將所說(shuō)第二腳蹬安裝到所說(shuō)車架上，使所說(shuō)第二腳蹬可在一基本上為水平的直線路徑上往復(fù)行動(dòng)；和具有一個(gè)柔性張力件的腳蹬連接裝置，連接所說(shuō)第一和所說(shuō)第二腳蹬，使所說(shuō)第一腳蹬在第一方向上的運(yùn)動(dòng)在相反的方向上移動(dòng)所說(shuō)第二腳蹬，而所說(shuō)第二腳蹬在第一方向上的運(yùn)動(dòng)也在相反的方向上移動(dòng)所說(shuō)第一腳蹬。
20.按照權(quán)利要求1的自行車，其特征為，所說(shuō)傳動(dòng)裝置包括一個(gè)連接到所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪上用來(lái)驅(qū)動(dòng)所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪的驅(qū)動(dòng)鏈輪；一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地安裝在所說(shuō)車架上具有一個(gè)曲柄臂的曲柄；連接所說(shuō)曲柄和所說(shuō)驅(qū)動(dòng)鏈輪的動(dòng)力傳送裝置，根據(jù)所說(shuō)曲柄的旋轉(zhuǎn)用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)鏈輪；及一個(gè)連桿，其第一端鉸接地連接到所說(shuō)腳蹬上，其第二端可旋轉(zhuǎn)地連接到所說(shuō)曲柄臂上，所說(shuō)連桿根據(jù)所說(shuō)腳蹬的直線運(yùn)動(dòng)用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)所說(shuō)曲柄。
21.按照權(quán)利要求20的自行車，其特征為，所說(shuō)前曲柄設(shè)有按照不同的離開曲柄的距離將所說(shuō)連桿連接到所說(shuō)曲柄臂上的裝置。
22.按照權(quán)利要求1的自行車還包括一個(gè)第二腳蹬；用來(lái)將所說(shuō)第二腳蹬安裝在所說(shuō)車架上的第二腳蹬安裝裝置，使所說(shuō)第二腳蹬可在一條基本上為水平的直線途徑上來(lái)回行動(dòng)；和連接所說(shuō)第二腳蹬和所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪并被所說(shuō)第二腳蹬驅(qū)動(dòng)的第二傳動(dòng)裝置，用來(lái)將所說(shuō)第二腳蹬的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)借以推進(jìn)所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪；而在自行車的所說(shuō)第一傳動(dòng)裝置中則包括一個(gè)連接到所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪上用來(lái)驅(qū)動(dòng)所說(shuō)被驅(qū)動(dòng)車輪的驅(qū)動(dòng)鏈輪；一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地裝在所說(shuō)車架上且具有第一和第二曲柄臂的曲柄；連接所說(shuō)曲柄和所說(shuō)驅(qū)動(dòng)鏈輪的動(dòng)力傳送裝置，用來(lái)根據(jù)所說(shuō)曲柄的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)所說(shuō)驅(qū)動(dòng)鏈輪；以及一個(gè)第一端鉸接地連接在所說(shuō)第一腳蹬上和第二端可旋轉(zhuǎn)地連接在所說(shuō)第一曲柄臂上的第一連桿，所說(shuō)第一連桿用來(lái)根據(jù)所說(shuō)第一腳蹬的直線運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)所說(shuō)曲柄；和一個(gè)第一端鉸接地連接在所說(shuō)第二腳蹬上和第二端可旋轉(zhuǎn)地連接在所說(shuō)第二曲柄臂上的第二連桿，所說(shuō)第二連桿用來(lái)根據(jù)所說(shuō)第二腳蹬的直線運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)所說(shuō)曲柄。
23.按照權(quán)利要求22的自行車，其特征為，所說(shuō)第一和第二前曲柄臂包括可按不同的離開曲柄的半徑將所說(shuō)第一和第二連桿連接到所說(shuō)曲柄臂的裝置。
全文摘要
一種人力自行車(10)具有:一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地裝在車架(20)上用來(lái)驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)車輪(50)的驅(qū)動(dòng)齒輪(84),安裝在車架(20)上可在一基本上為直線的路徑上往復(fù)行動(dòng)的左、右腳蹬(60L、60R),和一個(gè)將每一個(gè)腳蹬(60)與被驅(qū)動(dòng)車輪(50)連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(80),以便用來(lái)將腳蹬(60)的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),從而推動(dòng)被驅(qū)動(dòng)車輪(50)前進(jìn)。在第一實(shí)施例中,每一腳蹬(60)包括一根齒條(66)而每一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(80)包括一個(gè)與齒條(66)嚙合的小齒輪(82)。在第二實(shí)施例中,驅(qū)動(dòng)帶(180)將每一腳蹬(60)連接到驅(qū)動(dòng)齒輪(84)上,使兩個(gè)腳蹬(60)同時(shí)但在相反的方向上運(yùn)動(dòng)。在第三實(shí)施例中,每一腳蹬(60)都被連桿(130)連接到曲柄(30)上的曲柄臂(32)上。
文檔編號(hào)B62K3/00GK1250417SQ98803390
公開日2000年4月12日 申請(qǐng)日期1998年2月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月4日
發(fā)明者唐納德·C·米勒 申請(qǐng)人:唐納德·C·米勒