專利名稱：自行車的人力推進裝置的制作方法
本申請是本人于1998年9月8日提交的美國專利申請No.09/149,768的部分繼續(xù)申請。
本發(fā)明涉及人力推進裝置。本發(fā)明特別適用于例如兩輪自行車等人力自行車。對于兩輪自行車，本裝置通過騎車人施加于本裝置的腳蹬上的力推動自行車。
現有技術中已知多種推力和傳遞裝置用于自行車和其它人力自行車如健身自行車。最常見的是，自行車由通過適宜的傳遞裝置與一個或多個車輪連接的腳蹬推動或操縱，騎車人蹬踏腳蹬時，腳蹬就穿過自行車架的中心軸沿繞該軸的環(huán)形運動路徑旋轉。
1996年3月5日授權給本發(fā)明人的美國專利No.5496051公開了用于推動人力自行車的裝置，包括第一和第二腳蹬，腳蹬沿隔開的直線運動路徑移動。腳蹬通過傳動序列與自行車的驅動輪連接，這個傳動序列包括細長的，包圍用于驅動自行車的旋轉曲軸的柔性傳遞元件。
本申請人于1998年9月8日提交的美國專利申請No.09/149768公開了一種人力推進裝置，它包括一個有樞軸互連連接件的柔性傳遞件，當腳蹬從伸出位置移動到收回位置時，這些連接件在一個本裝置的旋轉元件和一個腳蹬之間共同形成一個彎曲的自行支持的結構。
本發(fā)明也涉及可用來驅動自行車的人力推進裝置，其中，腳蹬通過細長的柔性傳遞裝置有效地與自行車的驅動輪連接。然而，在本發(fā)明裝置和美國專利N05496051以及上文引述的專利申請的裝置之間有很多不同，本發(fā)明裝置的特征在于，其結構簡單、可靠以及易于操作。
本發(fā)明的人力推進裝置包括第一和第二腳蹬以及腳蹬導衛(wèi)裝置。定裝裝置將腳蹬安裝在腳蹬導衛(wèi)裝置上，以便腳蹬在收回和伸出位置之間反復運動。
本裝置還包括安裝于自行車架上的第一旋轉曲軸和第二旋轉曲軸，以及一旋轉驅動件。
腳蹬互連裝置互連第一和第二腳蹬，并且可操作地在一個腳蹬被施加于其上的力壓下從而從其收回位置移動到其伸出位置時，將另一個腳蹬從其伸出位置移動到其收回位置。
傳遞裝置與第一和第二腳蹬及第一和第二曲軸有機連接，交替地將工率從第一和第二腳蹬通過第一和第二旋轉曲軸傳遞給旋轉驅動元件，響應腳蹬沿導衛(wèi)裝置從其收回位置到其伸出位置的交替下壓運動，將扭矩傳遞給旋轉驅動元件。
傳遞裝置包括與腳蹬互連裝置固定且與曲軸接合的曲軸接合裝置，用于在腳蹬互連裝置移動時旋轉曲軸。
本發(fā)明的其它特征、優(yōu)點以及目的參見以下說明和附圖會變得清楚。附圖中

圖1是一個自行車的側視圖，示出根據本發(fā)明構造成的裝置的優(yōu)選結構部件；圖2是表示本裝置優(yōu)選結構組件的示意后視圖；圖3是表示本裝置優(yōu)選組件的局部側視圖；圖4是大比例放大的立面圖，表示一個鏈、一個與鏈固定的腳蹬安裝件和有關結構，包括鏈上的互連驅動元件和一個在由圖3中雙箭頭4--4勾出的區(qū)域中的旋轉曲軸；
圖4A是取自沿圖4中4A--4A線的斷開或按局部橫斷面的部分優(yōu)選組件圖；圖4B是一個表示腳蹬安裝件、導槽和有關結構的詳細情況的平面放大圖；圖4C是大比例放大了的本裝置采用的鏈的一個部分和相連的驅動元件的透視圖；和圖5是一個示意說明本裝置采用的包括一個離合器和軸承裝配的結構的斷面放大圖。
現參照附圖，裝有本發(fā)明裝置的自行車10包括架12和兩個輪14、16。輪14由與傳統(tǒng)的多鏈輪齒輪組件15連接的鏈18驅動。
通過任何適合的裝置與架12連接的是組件20。組件20包括罩19和軸承21(見圖5)。罩19和軸承21內的鏈輪軸23是可轉動軸頸連接的。可轉動驅動鏈輪或驅動元件22固定到鏈輪軸23上，緊靠罩19并且從中向外伸出。驅動鏈輪或驅動元件22是圓周環(huán)形的并且環(huán)繞其外圓周有與鏈18嚙合的齒。元件22可旋轉而通過中間鏈18驅動輪14。
位于靠近組件20相對兩端的是第一旋轉曲軸24和第二旋轉曲軸26，曲軸與鏈輪軸23同軸。清楚起見，僅將曲軸24示于圖1，然而，如圖1所見，無論第一旋轉曲軸24還是第二旋轉曲軸26的順時針旋轉，都會造成驅動元件22、鏈18和輪14的旋轉。
再看圖5，曲軸24和26分別被軸頸連接于離合器和軸承裝配27、29上。離合器和軸承裝配可以是傳統(tǒng)結構，圖中示意地表示出來。曲軸24、26各自的順時針旋轉(如圖1所示)通過裝配27、29的單向離合器促使鏈輪軸23和驅動元件22旋轉。然而，單向離合器能使曲軸24和26在不影響鏈輪軸和驅動元件動作情況下逆時針旋轉。
自行車架12包括兩個確定內側或軌道36的槽型的平行架32。簡單清楚起見，僅示出了一個這種架32，應理解，另一架32具有相同的結構，唯一不同的是位于示出架的另一側。本發(fā)明人的美國專利No.5496051可作為采用并排的兩個軌道引導自行車推進機構的兩腳蹬的動作這一設想的參考資料，并且這專利的教導被包括在此，用作參考。
在圖示實施例中，每個架(見圖4和4B)都有形成于其中并且沿其長度延伸的平行凹部38。凹部38容納由硬質材料例如鋼或其它適宜的摩擦系數小的材料制成的細長的桿狀元件39，該件在軌道中為有效地與裝于裝置中的腳蹬結合在一起的輥40按下述方式起導衛(wèi)件作用。
輥40由將腳蹬42、44安裝到本發(fā)明裝置的其他部件上的安裝件的部分構成。腳蹬42、44與兩個腳蹬安裝件46連接并且從它們中突出，腳蹬可在安裝件的腳蹬安裝軸48上旋轉。輥40允許腳蹬安裝件和腳蹬沿架32的軌道36自由地上下移動。
通過腳蹬的腳蹬安裝件與每個腳蹬連接的是細長的柔性件50，這個柔性件50在本公開實施例中是一個由多個樞軸互連鏈連接元件52構成的環(huán)形鏈。簡單和清楚起見，鏈50和下文要評述的，有機地連接于該處的其它結構，在圖1中未予表示。然而，以下說明可參照圖2至4C。
鏈50形成一個繞輥54、56的連續(xù)的套。輥可自由旋轉地被固定到軸58的相對端。軸58穿過兩個可以任何適合的方式與自行車架12固定的套管60。如圖2和3所示，法蘭62在每個套管60的兩側被牢固地固定到軸58上。在每個法蘭62及其有關的套管60之間都有4個螺旋壓縮彈簧64。
鏈50包括直鏈段66、68。腳蹬安裝件46之一與鏈段66固定而另一個安裝件46與鏈段68固定。腳蹬42的下降促使鏈50順時針旋轉(如圖2所見)，并使腳蹬44及其有關安裝件46上移至上升或收回位置。由于鏈50以如圖2中所見的逆時針方向旋轉，上升后的腳蹬44的下降會同樣地促使腳蹬42返回到其上升或收回位置。腳蹬沿平行的直線移動輥路徑移動。彈簧64將軸58偏壓向相對于自行車的架12預先確定的位置。輥54、56向鏈50施加反向力，這種反向力沿基本上平行于腳蹬和有關的安裝件的直線移動路徑的軸線方向。鏈段66、68相互平行并且平行于腳蹬和腳蹬安裝件的直線移動路徑鏈50形成套，可與軸58一起，作為一個單元相對于架12，沿輥響應于施加到腳蹬上的力給予鏈50的反向力的軸線，可移動和可替換。目的是吸收腳蹬交替下降造成的對鏈的振動并且促使在裝置工作期間腳蹬之間平穩(wěn)轉換。
鏈段66、68穿過一個在旋轉曲軸24、26和可旋轉地安裝在架12上的導衛(wèi)或支承輥70之間形成的間隙。每個曲軸都包括一個曲軸本體72，該本體72的外圓周可以配有任何適合的分開的側板74。
在側板74之間延伸并且可旋轉地安裝于其上的是雙端短軸或輥76。如圖4可最清楚看到，短軸或輥76在分開位置上由與鏈50上固定的接受器80接受。某些短軸76容納在某些接受器中。這樣，鏈50沿順時針方向或者沿逆時針方向的移動都會引起曲軸24、26的旋轉。鏈移動期間，一個曲軸順時針旋轉而另一個逆時針旋轉，很清楚，一個具體的曲軸的旋轉方向取決于與其可解除地連接的鏈段的移動方向。
每個腳蹬的下降將促使曲軸的旋轉，進而促使自行車的驅動元件22的旋轉，推動自行車。與此同時，鏈50將工作，將沒被下壓的腳蹬移動到其上升或收回位置。在自行車被推動的同時，這種工作循環(huán)不斷地重復。
權利要求
1.一種用于推動有一個車架的自行車的人力推進裝置，該推進裝置包括第一腳蹬；第二腳蹬；由裝于上述車架上的分開的第一和第二軌道構成的腳蹬導衛(wèi)裝置；將上述第一和第二腳蹬安裝到上述腳蹬導衛(wèi)裝置上的安裝裝置，用于上述第一和第二腳蹬在收回和伸出位置之間的往復移動，上述安裝裝置包括第一安裝件和第二安裝件，其中，第一安裝件聯接著第一腳蹬，并支持上述第一腳蹬同時可相對于上述第一軌道滑動，第二安裝件聯接著第二腳蹬并支持上述第二腳蹬同時可相對于上述第二軌道滑動；可轉動地安裝在上述架上的第一旋轉曲軸；可轉動地安裝在上述架上的第二旋轉曲軸；與上述第一和第二曲軸連接并且可轉動地安裝在上述架上的旋轉驅動元件；傳遞裝置起作用地與所述第一和第二腳蹬以及所述第一和第二旋轉曲軸連接，將功率通過所述第一和第二曲軸由所述第一和第二腳蹬交替?zhèn)鬟f到所述旋轉驅動元件，響應所述腳蹬沿所述腳蹬導衛(wèi)裝置從其所述收回位置到其所述伸出位置的交替下降運動，將扭矩傳遞給旋轉驅動元件；可移動地安裝在所述架上的腳蹬互連裝置，互連所述第一和第二腳蹬并且可操作地在一個腳蹬被施加在其上的力降下從而從其收回位置移動到其伸出位置時，將另一個腳蹬從其伸出位置移動到其收回位置，所述傳遞裝置包括與所述腳蹬互連裝置固定并且與所述曲軸接合的曲軸接合裝置，以便在所述腳蹬互連裝置移動時，旋轉所述曲軸。
2.根據權利要求1的推進裝置，其特征在于，每個所述曲軸都包括分開的第一驅動元件，所述曲軸接合裝置有分開的固定在所述腳蹬互連裝置上的第二驅動元件，用于配合所述第一驅動元件。
3.根據權利要求2的推進裝置，其特征在于，至少部分第一或者第二驅動元件具有用于可解除地接受另一些第一或第二驅動元件的接受器。
4.根據權利要求2的推進裝置，其特征在于，所述腳蹬互連裝置包括一個形成連續(xù)套的柔性件，所述第一和第二安裝件在柔性件的分開位置上被固定到所述柔性件上。
5.根據權利要求4的推進裝置，還包括接合所述柔性件并且迫使所述柔性件朝向所述曲軸以促進所述第一驅動元件和所述第二驅動元件接合的裝置。
6.根據權利要求2的推進裝置，其特征在于，每個所述曲軸都包括一個曲軸本體和固定到所述曲軸本體上的分開的側板，所述第一驅動元件在所述分開的側板間延伸且與之相連。
7.根據權利要求6的推進裝置，其特征在于，所述第一驅動元件包括雙端軸，該軸兩端可旋轉地安裝到所述側板上。
8.根據權利要求4的推進裝置，還包括支持所述架上的所述柔性件的支持裝置，以保證由所述柔性件形成的套響應一個腳蹬下壓而相對于所述架的轉動，所述第一腳蹬下降引起的由柔性件形成的套的轉動方向與所述第二腳蹬下降引起的由柔性件形成的套的轉動方向相反。
9.根據權利要求8的推進裝置，其特征在于，所述支持裝置包括一個第一輥和一個與所述第一輥分開的第二輥，在由柔性件形成的套的兩端，所述柔性件繞所述第一和第二輥的部分延伸。
10.根據權利要求2的推進裝置，還包括裝在所述架上并且相對于所述架可移動的輥安裝裝置，所述第一和第二輥在分開的位置被可旋轉地安裝于所述輥安裝裝置上。
11.根據要求10的推進裝置，還包括與所述輥安裝裝置有效地連接在一起的偏壓裝置，相對于所述架向一個預定的位置偏壓所述輥安裝裝置。
12.根據權利要求9的推進裝置，其特征在于，所述第一和第二輥對所述柔性件施加反向力，所述腳蹬沿平行的直線移動路徑移動，所述反向力沿著一個基本上平行于所述直線移動路徑的軸線。
13.根據權利要求12的推進裝置，其特征在于，由所述柔性件形成的套包括兩個基本上相互平行并且平行于所述直線移動路徑的鏈段。
14.根據權利要求12的推進裝置，其特征在于，響應施加在腳蹬上的力，柔性件形成的套作為一個整體可沿所述軸線相對于所述架移動或替換，以便吸收所述腳蹬交替下降造成的所述柔性件的振動，并促使在所述裝置工作期間所述腳蹬之間平穩(wěn)轉換。
全文摘要
用于自行車的人力推進裝置,包括由一個環(huán)形的細長柔性件互連的第一和第二腳蹬。驅動元件與柔性件固定,該柔性件將驅動元件接合于兩個曲軸上,以便向自行車的驅動輪提供扭矩。在柔性件旋轉時曲軸旋轉。
文檔編號B62M1/24GK1256224SQ9912580
公開日2000年6月14日 申請日期1999年11月24日 優(yōu)先權日1998年11月24日
發(fā)明者喬治·T·法默斯 申請人:喬治·T·法默斯