專利名稱：兩輪車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種兩輪車，該兩輪車由一主車架組成，其上可轉(zhuǎn)動地懸掛有兩個車輪，其中一個車輪被驅(qū)動而另一車輪通過一副車架相對于主車架可以轉(zhuǎn)向，除了一個可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向部件外，主車架上還裝有一鞍形座位部件。
這種也稱為“自行車”的兩輪車在許多不同的實例中已廣為人知，并主要用于運送一個人，此人通過個人的努力利用腳蹬機構(gòu)驅(qū)動兩個車輪中的一個，通常是后輪。為使騎車人保持平衡并控制車的方向，另一車輪連接到轉(zhuǎn)向部件上。對于兩輪車也可能裝備一臺發(fā)動機。作為輔助發(fā)動機，該發(fā)動機可以、也可不布置在鄰近腳蹬機構(gòu)的位置。腳蹬機構(gòu)包括一鏈傳動，鏈傳動的前鏈輪安裝在前輪和后輪之間，其中鏈條引向后車輪的鏈輪。這種車的缺點是它具有相對大的尺寸，并且因此難以在小汽車或類似車輛的行里箱空間中進行運輸。所謂的“可折疊自行車”已為人所共知，然而這種車的缺點是由于車輪小導(dǎo)致不良的方向控制穩(wěn)定性，使騎行不舒適。在具有大車輪的可折疊自行車的情況下，車輪通常必須從主車架上拆下，這就要花費大量勞動。
本發(fā)明的目的是避免上述的缺點并為此目的提供一種兩輪車，其特點在于用于可轉(zhuǎn)向車輪的副車架位于座位部件的下方，在轉(zhuǎn)向部件和副車架之間裝有一聯(lián)接機構(gòu)。
由于轉(zhuǎn)換車輪的功能，就有可能直接驅(qū)動前輪，從而大大縮短兩個車輪之間的距離，于是減小自行車的長度，同時保持相對大的車輪直徑。
在這種自行車的進一步改進中，建議給“固定的”前輪提供一個用于驅(qū)動的腳蹬機構(gòu)。在一特殊實例中，這種腳蹬機構(gòu)裝備有一桿，桿的一側(cè)鉸接地裝在主車架中，另一側(cè)裝上一腳蹬元件。桿條使得可能將腳蹬部件或“腳蹬”置于靠近前輪的地方，因此可實現(xiàn)舒適的騎車姿式，也就是說使用者在停車時可容易地用腳支于地面，盡管當(dāng)座位部件被安排在相對低的位置時，膝蓋實際上仍是直的。
為了良好的動力傳動，本發(fā)明提出的桿裝置提供一異形齒輪，它與一個安裝在驅(qū)動輪轉(zhuǎn)軸上的小齒輪共同作用，這里桿的一端可滑動地裝在主車架上。
為了使自行車能夠作為容易運輸?shù)难b置來使用，本發(fā)明進一步提出鉸接地連接轉(zhuǎn)向部件和主車架以便因此折疊，并鉸接地連接座位部件。這樣，就得到了一種極為簡單的便攜式自行車裝置。
本發(fā)明的上述和其它特征將在下面的一系列應(yīng)用實例的圖形描述中加以進一步闡明。在圖中


圖1表示的是根據(jù)本發(fā)明車輛的第一個應(yīng)用實例的直立側(cè)視圖，圖2和3分別表示了圖1中車輛的俯視和前視圖，圖4和5分別表示了圖1中車輛在折疊情況下的俯視力和直立側(cè)視圖，圖6表示了用于圖1中車輛的被驅(qū)動前輪的可能腳蹬機構(gòu)的放大側(cè)視圖，圖7、8和9表示了在每種情況下，相應(yīng)于圖6中腳蹬機構(gòu)可選應(yīng)用實例的側(cè)視圖，圖10表示了相對于圖1中根據(jù)本發(fā)明車輛的可選應(yīng)用實列的直立側(cè)視圖，圖11是表示“普通”自行車和根據(jù)本發(fā)明的自行車之間關(guān)系的直立側(cè)視圖，圖12a、b是用于根據(jù)第四個實例自行車的腳蹬機構(gòu)的示意側(cè)視圖，圖13a、b、c和d是適用于驅(qū)動自行車的腳蹬機構(gòu)的第五個實例側(cè)視圖。
圖1中用數(shù)字1表示主機架，在所示的實例中主機架由彎曲成合適形狀的鋼板以及各種能互相焊接的零件所制成。雖然主機架的具體構(gòu)成可能不同，所示的主機架包括一個第一部分2，其橫斷面為“U”形，側(cè)視圖中表現(xiàn)為多邊形，并且在其下部具有一個向前伸出的支臂3，而在上部前方具有一個向下伸出的支臂4。這兩個支臂相互以一定角度而連接。固定的前輪的轉(zhuǎn)軸6安裝在兩個支臂的傾斜相交部分5上。此前輪7是一個帶有普通輪圈、外面裝有充氣輪胎的三輻條車輪。這樣，帶有輪胎的輪圈就可以在類似框架的部分2內(nèi)、在支臂3和4之間轉(zhuǎn)動。
主車架進一步具有一彎曲的后梁8，其自由尾端8′沿水平方向伸展。插入此部分8′的是一旋轉(zhuǎn)銷9，該銷在部分8′中被安裝在軸承(未示出)上，并且在其底端具有與后輪11上的轉(zhuǎn)軸10的聯(lián)接裝置。后輪11與輪7相同。
作為后叉12的副車架在靠近旋轉(zhuǎn)銷9的位置處具有側(cè)臂13，見圖2，推/拉桿14鉸接地聯(lián)在其上。這些將在后面進一步闡述。
主車架部分2的水平部件的上端裝有一軸銷15，轉(zhuǎn)向部件17的托架16可轉(zhuǎn)動地裝在軸銷上。推/拉桿14的前端與托架16的支臂18鉸接。注意到在側(cè)視圖中，推/拉桿包括一個向下彎曲的部分14′，而懸臂也在14″處向側(cè)面彎曲，見圖2，使得與側(cè)臂13的鉸接點位于車的左手側(cè)，而與支臂18的鉸接位于右手側(cè)。
這種結(jié)構(gòu)使得當(dāng)車把按圖2中的箭頭P1方向轉(zhuǎn)動時，后輪按箭頭P2方向轉(zhuǎn)動。
這里，轉(zhuǎn)向部件17由兩個向上桿20組成，每個桿通過樞軸21與托架16相聯(lián)。在所示實例中，樞軸21與水平方向成45°角，使得每個臂20可以繞此軸21轉(zhuǎn)動，并在折疊位置時可沿主車架1處于水平方向，這些將被進一步闡述。轉(zhuǎn)向部件的兩上臂20可以利用螺旋機構(gòu)22在上端相互連接。此螺旋機構(gòu)由螺旋套23和螺紋桿24組成，螺旋套可通過齒邊輪25手動地轉(zhuǎn)動。通過將螺紋桿24插入螺旋套23并利用齒邊輪25轉(zhuǎn)動螺旋套23，這一連接可以接合或放開。主車架的部分8的向上傾斜部分8″裝有具有槽孔31的冠狀板30。固定座位部件34的托架33的銷32插入該槽孔。托架33上具有一槽孔，此孔與夾緊螺釘35共同作用于主車架的部分8′上，以便將座位部件34鎖定在圖1所示的位置。
在圖1所示的實例中，前輪7通過一腳蹬機構(gòu)40來驅(qū)動，此腳蹬機構(gòu)將參考圖6、7和8作進一步闡述。腳蹬機構(gòu)具有腳蹬元件，即腳蹬41，它可以設(shè)置在使騎行者容易操作的位置。
上面描述的車輛可按如下方法使用。在工作狀態(tài)中，此車輛的形狀如圖1所示，騎車人假定在座位34的位置，雙手放在轉(zhuǎn)向部件17的手把上，雙腳放在腳蹬元件41上。這與常規(guī)騎車姿式一樣，在這里，取決于所選用的機構(gòu)，腳蹬元件進行交互或旋轉(zhuǎn)運動。由于在極限位置時的腳蹬元件41相對座位部件34的距離與普通自行車一樣，對腳蹬41的動力傳遞是最佳的。鞍座仍然可以放在相對低的位置以便在休息位置時，使騎車人能容易地用腳支于地面。
如果使用者希望將自行車作為小裝置攜帶，那么他只需松開夾緊螺釘35，因此帶有座位元件34的托架33可向前折疊到根據(jù)圖5的位置，這時座位元件34被置于主車架的彎曲部分。然后車把可在22處放松，因此兩個轉(zhuǎn)向管20都可以繞軸21轉(zhuǎn)到圖5所示位置。這樣就得到一個對攜帶來說極為小的裝置，這時假定車輪直徑為50cm，因此該裝置的長度不超過1m，并且高度也小于這一尺寸。
如果主車架和車輪用塑料制造，重量也能大為減少。
如果希望的話，腳蹬元件41同樣可以采用折疊的形式使得它們能沿腳蹬機構(gòu)40伸開，見圖4。
尺寸的變化如圖11所示，其中根據(jù)本發(fā)明的自行車與典型的普通尺寸的自行車進行比較。當(dāng)鞍座和伸開的腳蹬之間的最大距離保持不變時，鞍座可以放在一個較低的位置，同時保持了相同的轉(zhuǎn)向高度，見圖11中分別用線a和b表示的位置。
下面參考圖6、7、8和9，對根據(jù)本發(fā)明的特殊的腳蹬機構(gòu)進行描述。
腳蹬元件41(未示出)可轉(zhuǎn)動地固定到桿51上的軸承孔中。桿的另一端可轉(zhuǎn)動地固定在支架52上，支架可滑動地安裝在主車架部分2的槽孔53中。
桿51是板狀的，在其中部切有一個腰形孔54。在此腰形孔中裝有通過支板56與桿51連接的異形齒輪。異形齒輪的輪緣平行于腰形孔54的內(nèi)周，使得固定在車輪7軸上的小齒輪6能在閉合的、位于異形齒輪55和腰形孔54之間的軌道上穿過。
通過用腳按箭頭P3指示的路徑方向相對軸承孔50移動腳蹬元件，異形齒輪帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動車輪7轉(zhuǎn)動。
注意到這一運動期間，支架52在槽孔53中往復(fù)運動。
由于這種結(jié)構(gòu)的原因，騎車人不僅可用伸直的腿蹬騎，也能實現(xiàn)較好的對車輪7的動力傳動，因而騎行大為容易。
圖7表示了一個可選的實例，其中相似元件用相似的參考數(shù)字表示。桿上開有腰形孔54，在其內(nèi)側(cè)有一與車輪7的小齒輪6嚙合的齒輪輪緣。這種齒輪輪系傳動的轉(zhuǎn)換提供了一種腳蹬元件運動軌跡，這同樣使軸承孔50以相反方向運動，見箭頭P4。然而，在上兩個實例中都保證腳蹬元件的運動是上下的。
另一方面，圖8表示了這樣一個實例，其中在車輪7的兩側(cè)都裝有作為腳蹬杠桿的圓形元件57，上面有一裝在圓形槽54中的、與車輪7的小齒輪嚙合的齒圈。圓形元件57利用支板58與中心軸承59連接，而中心軸承由主車架的部分2支撐。
通過將腳蹬元件裝在自行車左手側(cè)的圓形元件57的一個孔上，并將另一腳蹬元件裝在自行車右手側(cè)的另一圓形元件57的對面孔上，沿軌跡P5轉(zhuǎn)動兩個腳蹬元件就可以實現(xiàn)對車輪7的驅(qū)動。這里腳蹬元件的軌跡為圓形。
圖9表示了腳蹬機構(gòu)40的一個實例，其中曲柄可以調(diào)整。與上述根據(jù)圖6和7的實例一致，板狀桿51的中車端與支架52鉸接，支架可滑動地裝在主車架輪2的槽口53中。腳蹬元件41并不直接固定到桿51的一端，而是固定到分開的支板60上，支板60可在包圍其兩縱向邊的導(dǎo)軌61中滑動。這個導(dǎo)軌是板51的一部分。兩導(dǎo)軌支板中的一個具有用于安放凸輪63的凹槽62。凸輪63安裝在一個與支板60在65處可轉(zhuǎn)動連接的桿64上。桿64的自由端有用于腳操作的壓面66，其中壓縮彈簧67安裝在桿64的對面邊上，彈簧受到支板60在68處的支承。
所希望的曲柄的調(diào)整按下面方法進行。通過按與彈簧67作用相反的方向壓下桿64，凸輪63便從凹槽62中退出，因此支板60能夠向桿51的另一端52的方向滑動，凸輪63進入導(dǎo)軌61的另一個凹槽62，這樣就進入了位置之一。因此，腳蹬元件41和桿51的鉸接點52之間的距離可按要求調(diào)整，從而可以得到較大或較小的曲柄，這樣就能引起傳遞到小齒輪的力分別較小或較大。
圖10表示了一個實例，其中可轉(zhuǎn)向的后輪11的副車架12布置在非垂直的位置。這里樞軸布置成向主車架的部分8方向、向上傾斜，相對垂直位置，旋轉(zhuǎn)銷9與向后彎曲的副車架12具有相同的角度。這種結(jié)構(gòu)使后車輪能夠自跟蹤，這樣進一步改善了自行車的騎行。此外也使行李架增大了空間。帶有可折疊的靠背71的座位元件通過滑桿72與主車架連接。
圖12表示了腳蹬機構(gòu)的第四個實例，圖中只顯示了腳蹬機構(gòu)的主要部分。這種腳蹬機構(gòu)可應(yīng)用于如圖1所示的前輪驅(qū)動中或應(yīng)用于廣為人知的鏈/鏈輪傳動中。
對于前述各個實例，主要區(qū)別在于腳蹬機構(gòu)41沿圓形軌跡80運動，而不是如圖6所描述的橢圓形。每個腳蹬元件具有一曲柄81，繞中心軸線82轉(zhuǎn)動，帶有齒輪84的中心軸83相對于中心軸線82同軸安裝。
每個腳蹬元件41進一步具有帶有扇形齒輪部分85的桿51。桿51的一端和相鄰的扇形齒輪85繞腳蹬元件41的轉(zhuǎn)動軸線86鉸接。
桿51的另一端有一滑銷87，此端在固定的導(dǎo)向元件88的長方孔中被導(dǎo)向。
圖12a和12b的兩個位置清楚地表明了腳蹬機構(gòu)是如何工作的。當(dāng)繞中心軸線82沿圓形軌道80轉(zhuǎn)動腳蹬元件41時，桿51的一端86將沿相同的圓形軌道轉(zhuǎn)動。另一端87沿導(dǎo)向元件88的直軌道導(dǎo)向，所以使得扇形齒輪85按箭頭P6方向繞轉(zhuǎn)銷86轉(zhuǎn)動，齒輪84按箭頭P7轉(zhuǎn)動。將會看到齒輪84的轉(zhuǎn)速大于腳蹬曲柄81的轉(zhuǎn)速。
當(dāng)圖12b中右上方的腳蹬41轉(zhuǎn)過半周并達到最低位置(見圖12a中的虛線)時，扇形齒輪與齒輪84脫離，與此同時另一扇形齒輪將開始與該齒輪嚙合。因此通過轉(zhuǎn)動腳蹬41可以獲得齒輪84的連續(xù)傳動。
注意到在這種腳蹬機構(gòu)中，自行車騎行人作用于腳蹬元件41上的力較高效率地傳到齒輪84，因而得到一較高效率的驅(qū)動機構(gòu)。因此，與普通鏈傳動中廣泛使用的腳蹬曲柄機構(gòu)相比較，當(dāng)對腳蹬施加相同的力時，騎車人將移動得更快。
然而，圖13的實例與圖12的實例相比結(jié)構(gòu)更緊湊。
其主要區(qū)別是每個扇形齒輪85具有各自的嚙合齒輪84和84′，這兩個齒輪互相同軸對中并將它們繞同一軸線82可轉(zhuǎn)動地安裝。
此外，通過滑銷87，桿51的另一端的導(dǎo)向部分地沿直線88′，并部分地取決于圓形軌道89。
最后，在靠近腳蹬元件41的圓形軌道處布置一個止動器，并這樣安裝使得扇形齒輪的兩個極端之一將與上述止動器接觸以防止在一個方向上的進一步轉(zhuǎn)動。
將會清楚地知道止動器90和導(dǎo)軌88′及89是自行車固定車架的一部分。
根據(jù)圖13，此緊湊的腳蹬機構(gòu)的工作原理如下見圖13a，上部扇形齒輪85處于轉(zhuǎn)動的有效行程的開始位置，其中為了按箭頭P7方向轉(zhuǎn)動齒輪84，扇形齒輪85與齒輪84嚙合。根據(jù)與圖12相似的作用，桿51的另一端87將沿直軌道88′運動。
仍與齒輪84′相嚙合的下部扇形齒輪根據(jù)箭頭P5轉(zhuǎn)動，在此運動期間共同作用的桿51的其它端87將沿圓形軌道89運動。這個位置如圖13b、13c和13d所表示。
圖13d表示了這樣一個時刻，此時兩個桿51的其它端在一側(cè)脫離了直形軌道88′，而此時另一桿將位于直形軌道的開始處，因而進入如圖13a所描述的位置，注意到用虛線表示的扇形齒輪現(xiàn)在成為了驅(qū)動扇形齒輪，而實線表示的扇形齒輪成為返回扇形齒輪。
從圖13可以看出桿51將不會超過腳蹬元件41的圓形軌道80，因而獲得了與其它結(jié)構(gòu)相比非常緊湊的結(jié)構(gòu)。
因此有可能容易地將根據(jù)圖13的腳蹬機構(gòu)加入到根據(jù)圖1的自行車中，所以無論如何腳蹬41都會在側(cè)視圖所示的前輪的外圓周之內(nèi)。
上面所描述的腳蹬機構(gòu)并不局限用于如圖1所地的小型自行車上。也可以將齒輪84與一鏈傳動連接，連到普通自行車中后輪驅(qū)動的鏈輪上。
本發(fā)明不限于上述的實例。
權(quán)利要求
1.由一主車架組成的兩輪車，主車架上可轉(zhuǎn)動地懸掛有兩個車輪，其中一個車輪被驅(qū)動而另一車輪通過一副車架相對于主車架可轉(zhuǎn)向，除了一個可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向部件外，主車架上還裝有一個鞍形座位部件，這種兩輪車的特征在于用于可轉(zhuǎn)向車輪的副車架位于座位部件的下面，而被驅(qū)動輪位于轉(zhuǎn)向部件的下方，其中在轉(zhuǎn)向部件和副車架之間裝有聯(lián)接機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的車，其特征在于聯(lián)接機構(gòu)由一個與轉(zhuǎn)向部件和副車架鉸接的推/拉桿組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的車，其特征在于被驅(qū)動輪具有一個腳蹬機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的車，其特征在于腳蹬機構(gòu)由一桿組成，桿的一側(cè)鉸接在主車架上而另一側(cè)裝有一腳蹬元件。
5.由一主車架組成的車，主車架上至少有兩個可轉(zhuǎn)動地懸掛的車輪，其中一個車輪被驅(qū)動而另一車輪通過一副車架相對于主車架可轉(zhuǎn)向，除了一個可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向部件外，主車架上還裝有一個鞍形座位部件，并且具有一個與被驅(qū)動車輪共同作用的腳蹬機構(gòu)，這種車的特征在于腳蹬機構(gòu)具有一個桿，桿上有一個與安裝在被驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)軸上的小齒輪相嚙合的異形齒輪，其中桿的一端相對于主車架被導(dǎo)向作往復(fù)運動，而桿的另一端裝有一腳蹬元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的車，其特征在于腳蹬或腳蹬元件具有一曲柄，可轉(zhuǎn)動地繞共同轉(zhuǎn)動軸線安裝，桿的另一端與曲柄鉸接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5和6的車，其特征在于桿的一端部分地在一直線導(dǎo)軌中導(dǎo)向，并部分地在圓形導(dǎo)軌中導(dǎo)向。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的車，其特征在于一個腳蹬元件的異形齒輪和另一腳蹬元件的異形齒輪都永久性地與一齒輪相嚙合，此齒輪與上述的共同轉(zhuǎn)動軸線同軸。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8的車，其特征在于腳蹬機構(gòu)的曲柄長度可調(diào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任何一個權(quán)利要求的車，其特征在于腳蹬為了向內(nèi)折疊連接到一個桿上。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一個權(quán)利要求的車，其特征在于轉(zhuǎn)向車輪的副車架繞一非垂直的轉(zhuǎn)動軸連接到主車架上。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一個權(quán)利要求的車，其特征在于轉(zhuǎn)向部件包括一個托架，托架可轉(zhuǎn)動地與主車架連接，并且在其上鉸接地裝有至少一個轉(zhuǎn)向桿。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一個權(quán)利要求的車，其特征在于座位部件為了向內(nèi)折疊連接到主車架上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-2和11-13中任何一個權(quán)利要求的車，其特征在于被驅(qū)動車輪裝有一個馬達驅(qū)動裝置。
全文摘要
由一主車架組成的兩輪車，主車架上可轉(zhuǎn)動地懸掛有兩個車輪，其中一個車輪被驅(qū)動而另一車輪通過一副車架相對于主車架可轉(zhuǎn)向，除了一個可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向部件外，主車架上還裝有一個鞍形座位部件，其中用于可轉(zhuǎn)向車輪的副車架位于座位部件的下面，而被驅(qū)動輪位于轉(zhuǎn)向部件的下方，并且在轉(zhuǎn)向部件和副車架之間裝有聯(lián)接機構(gòu)，因此由于車輪作用的交換使得有可能直接驅(qū)動前輪，因而兩車輪之間的距離可以大為減小，于是減小了自行車長度，同時保持了相對大的車輪直徑。
文檔編號B62M1/24GK1087864SQ93108149
公開日1994年6月15日 申請日期1993年7月3日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月4日
發(fā)明者蘭根·克里斯丁那·皮魯斯 申請人:蘭根伯格公司