專利名稱：安全防跌自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種車座及腳蹬位置可調(diào)的安全防跌自行車。
目前，傳統(tǒng)自行車的車座及腳蹬在行駛過程中均不可自由調(diào)整。由于自行車屬人力車，為了滿足蹬腳動作的需要，保證長久蹬車的舒適性與良好的地面通過性，車座及腳蹬位置不可設(shè)置太低，這樣便造就騎車時腳掌離地間隙較高，從而降低了行車交通安全率。特別是對騎車技術(shù)不佳及手腳不便的年邁人，在遇事忙亂的驚慌時刻，由于腳底不能及時迅速夠著地面，此時更是力不從心，將導(dǎo)致“摔車”機率大增，嚴(yán)重時甚至造成交通事故。盡管在自行車歷史發(fā)展長河中曾出現(xiàn)過裝備有自動站架或附加輪的防倒安全自行車，卻由于空間布局難以恰當(dāng)處理，尤其是在成人車上設(shè)置時顯得極不雅觀，故此未能被世人廣泛認(rèn)可。在街道交錯繁雜、十字路口遍布的城市鬧區(qū)，車輛總是走走停停，致使騎車者必須頻繁地翻身上下車，造成極大的不便。盡管好些人采取身體前移離座，跨身橫梁上的單腳著地方式，但此方式也仍是人們極不情愿干的事，所以有的人往往寧愿艱難地斜身單腳尖觸地卻懶得身體離座或翻身下車，保持極不舒服的伸腿撐車狀態(tài)(況且此方式也僅是那些腿長或車座低的騎車者才能采用)；更有甚者，則彎彎扭扭地轉(zhuǎn)著車把以保持車身平衡而不愿下車，在行人車輛擁擠的窄小巷道，此方式更是危險重重，而采取跨身橫梁上的單腳點地隨走隨停方式也是令人極不舒服的。適處高科技飛速發(fā)展，新技術(shù)、新產(chǎn)品日新月異的更新拓步時代，以上弊病已成為當(dāng)前自行車王國里眾口皆呼的“祖?zhèn)魃砣毕荨北緦嵱眯滦湍康氖且朔鲜鋈毕?，提供一種車座及腳蹬位置可調(diào)的新型安全防跌自行車，達(dá)到在上述諸類關(guān)鍵環(huán)節(jié)時讓腳掌能充分迅速著地，解決自行車發(fā)生摔車現(xiàn)象的最根本原因，大大增加其安全率與方便性。
本實用新型之目的是這樣實現(xiàn)的，為了實現(xiàn)車座及腳蹬位置在行進(jìn)過程中的自由調(diào)整，其車座、腳蹬系統(tǒng)與車架間采用移動副或轉(zhuǎn)動副形成可動聯(lián)接，通過偏心鎖緊機構(gòu)或其它多種可以隨意控制鎖定狀態(tài)的鎖緊機構(gòu)(詳見下文)進(jìn)行夾結(jié)鎖合，同時通過靈敏輕巧的手控操縱機構(gòu)實現(xiàn)對鎖緊機構(gòu)鎖合狀態(tài)的快捷控制，而空間位移的變換則依靠在解除鎖定進(jìn)入自由狀態(tài)時的機構(gòu)復(fù)位簧件及人身重量或輔助動力來驅(qū)動機構(gòu)完成其相應(yīng)動作。
本實用新型的優(yōu)點是設(shè)計巧妙、結(jié)構(gòu)合理、造型雅觀、實施簡便，可以在行車過程中根據(jù)騎車者的需求及時調(diào)整車座及腳蹬位置，方便隨時地即刻適應(yīng)不同大人小孩及同一騎車者在多樣路況時的需求。特別是對那些技術(shù)不佳及上下車不便的騎車者，尤為顯出優(yōu)勢，可在緊急狀態(tài)下迅速降位使腳充分著地，大大增加其行車安全性，并可解決在十字路口及雜亂擁擠場合斷續(xù)行車時煩人的頻繁上下車及艱難的“叉車”缺陷，此時騎車者可將車座調(diào)至零位下限(腳蹬高度視路面通過性因情而定)，保證在正常落座、正常伸腿的騎車姿態(tài)下讓腳自然夠著地面，達(dá)到與騎摩托車相似的境界，瀟灑雅觀、落落大方，不象傳統(tǒng)的跨身橫梁單足點地隨動隨停方式那樣令人容易共鳴“醒目現(xiàn)眼、有失體態(tài)”之感覺，騎行此車，駕駛者大可體面神氣的僅在起始地與目的地兩地間上下車即可，大大減小其上下車頻率，在人多擁擠場合，此方式還可明顯節(jié)省占地空間，況且忙亂場合下的頻繁急促上下車常是事故的多發(fā)時刻，故此方式可大增其行車安全率，在進(jìn)入通暢路況時又可及時升位，保證最佳舒適灑脫的騎車姿態(tài)。由于車座及腳蹬位置可以分別隨意調(diào)整，所以可因人而異、因情而定，調(diào)制出任意高度的車座、腳蹬及任意車座腳蹬間距。在一般情況下，可以不降腳蹬，但為了更舒適安全，則可根據(jù)行駛路況，拐彎車身傾角幅度來恰當(dāng)調(diào)制腳蹬高度，在路況(包括道路平面度及路線曲折度)很好時，可以將車座連同腳蹬同步平移降位，達(dá)到在不改變腳蹬、車座間距情況下降低騎車整體高度，實現(xiàn)舒適自然的矮化蹬車動作，此時安全系數(shù)極高，很適于老人及小孩騎行，具有“一家三代、一車通用”之特點。另外，也可將二者位置同步平移上升至頂位上限(由于為可調(diào)式，所以其上限規(guī)劃可超出常規(guī)高度)，此時其路面通過性極佳，可在溝渠等特殊路況中行駛。這便是本實用新型所繁衍出的“生理優(yōu)勢”！
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型進(jìn)行具體說明


圖1安全防跌自行車總體布局圖圖6剪式嚙合鎖定機構(gòu)示意圖圖2擺動移位式調(diào)座示意簡圖 圖7降位腳蹬加裝安全輪方案示意簡圖圖3矮化輪自行車擺動移位調(diào)座示意簡圖圖8含動力泵型移位控制液壓系統(tǒng)原理圖圖4擺桿操縱型鎖合機構(gòu)示意圖圖9無動力型移位控制液壓系統(tǒng)原理圖圖5摩擦輪、瓦式鎖合機構(gòu)示意圖其中1、腳蹬調(diào)位控制拉線2、7、36、53車座調(diào)位控制拉線3、前閘拉線4、后閘拉線5、車閘手柄 6、轉(zhuǎn)把式控制器(左右各一)8、17、31偏心鎖塊 9、16、鎖塊復(fù)位壓簧 10、22、26、32車座降位減震鋼簧11、34、41、60、62車座桿 12、33、40、46、48、座桿移動副套管 13、腳蹬移位弧狀滑塊14、中軸 15、弧型移動副(內(nèi)含滑塊復(fù)位簧) 18、21、25、35、44車座復(fù)位彈簧19、24、弧型移動副鎖止機構(gòu) 20、23、平行四桿機構(gòu)27、調(diào)位手柄28、調(diào)位擺桿旋轉(zhuǎn)支點 29、槽銷型換向部件 30、鎖塊偏心支點37、摩擦瓦鎖止復(fù)位鋼簧 38、摩擦瓦 39、摩擦輪42、齒輪 43、齒條45、51、剪式嚙合鎖定器47、49、槽式座桿 50、鎖定器螺孔 52、剪式鎖定器復(fù)位簧54、安全輪 55、安全輪聯(lián)接緊固件56、腳蹬57、車輪 58、降位態(tài)中軸59、剛度加強筋61、63、液壓缸64、復(fù)位泵油動力簧65、偏心鎖塊旋轉(zhuǎn)軸66、車身斜梁 67、三位換向閥68、節(jié)流閥69、液壓泵70、濾油器71、油箱該自行車區(qū)別于傳統(tǒng)自行車的最根本之處在于其車座及腳蹬位置可調(diào)，這樣便解決了騎自行車易出現(xiàn)摔車現(xiàn)象及停車不方便的最主要因素，能及時讓腳著地、充當(dāng)站架，就能防止摔車以及避免煩人的中途上下車，腿長的人較易做到這一點，本實用新型逆向思維，反其意而設(shè)計“腿長與否命中注定，難道車身高度也必因循設(shè)計嗎？只要降低車身高度就可彌補上述缺陷！”考慮到人力車的特點，車身高度太低會有礙于正常騎駛，所以必設(shè)計成可調(diào)式，這便是本實用新型的設(shè)計主旨。
圖1所示為該類自行車第一實施例的總體設(shè)計示意圖，本實施例采用了易于快速控制的偏心鎖塊鎖緊機構(gòu)進(jìn)行限位鎖定，并通過左右車把上的轉(zhuǎn)把式控制器(6)來實現(xiàn)鎖合狀態(tài)的控制；該設(shè)計方案風(fēng)潮美觀，調(diào)控方便、靈敏，可以進(jìn)行精確調(diào)位，讓車座及腳蹬鎖止于可調(diào)范圍內(nèi)的任一位置(對于變速車，此時其前撥鏈器需設(shè)置在弧狀滑塊(13)上)。偏心鎖塊(8、17、31)均具有“借力自鎖”特性，鎖塊(8、31、17、)分別與各自的待鎖定體車座桿(11、34)及腳蹬移位弧狀滑塊(13)進(jìn)行摩擦觸合，其觸合表面以及各移動副磨合區(qū)均為優(yōu)質(zhì)的抗打滑磨擦面，所以可保證及時快捷的可靠鎖定。下面以
圖1中的局部放大圖A為例來分析說明該偏心鎖定機構(gòu)工作過程，在通常鎖定狀態(tài)下，偏心鎖塊(8)、車座桿(11)、座桿移動副套管(12)三者之間緊密接觸，呈擠壓接觸狀態(tài)，鎖塊(8)所受座桿(11)的彈力合力作用線方向通過其旋轉(zhuǎn)軸(65)下方，偏心塊不會發(fā)生轉(zhuǎn)動，整個機構(gòu)呈穩(wěn)定狀態(tài)，車座桿(11)同時受鎖塊(8)及座桿套管(12)的束縛擠壓磨擦，被緊緊鎖定于某一位置，當(dāng)需要調(diào)位時，必先通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)把控制器(6)拉動拉線(7)使鎖塊(8)逆時針旋轉(zhuǎn)，于是解除對座桿的鎖定，使之可以在其座桿移動副套管(12)內(nèi)作自由滑動，此時，如欲升位，則將人體重心移至腳蹬上，讓座桿靠車座復(fù)位彈簧(18)的彈力作用使之向上運動，如欲降位，則靠人體重力作用將車座桿壓下，使之向下運動，當(dāng)移至所需位置時，則可以放松轉(zhuǎn)把控制器(6)，釋放拉線(7)，于是鎖塊(8)靠其復(fù)位壓簧(9)的作用，順時針方向旋轉(zhuǎn)與座桿(11)發(fā)生摩擦觸合，此時只要繼續(xù)向下壓車座桿(11)讓其稍微向下運動一點距離，鎖塊便靠摩擦牽引作用繼續(xù)順時針方向旋轉(zhuǎn)，于是便將(8、11、12)三者緊緊擠壓在一起，完成鎖合定位。這便是本機構(gòu)的“借力自鎖”效應(yīng)。該自行車的操縱過程如下欲降位時，首先通過轉(zhuǎn)把控制器解除鎖緊狀態(tài)，然后則靠人體相應(yīng)部位的重力作用，使其向下運動，待到達(dá)合適位置時則讓調(diào)控轉(zhuǎn)把復(fù)位進(jìn)入鎖定；如要升位，則在解除鎖緊狀態(tài)同時讓人體重心移向此刻的非升位部件(腳蹬或車座)，而讓待升位部件在其自身復(fù)位彈簧作用下向上運動，完成升位。另外注意即使是作降位運動，最好也應(yīng)使身體重心附合其運動移位，以保證自然降位，即應(yīng)盡量使人身參與調(diào)位運作，以免出現(xiàn)速降沖擊碰撞。切記不可同時轉(zhuǎn)動左右轉(zhuǎn)把控制器，這樣會使車座及腳蹬鎖止?fàn)顟B(tài)同時解除，將會出現(xiàn)人身整體下墜的失重現(xiàn)象，加大危險性，同時產(chǎn)生劇震，影響整體車身使用壽命。由于車座較腳蹬更需經(jīng)常調(diào)位，所以按手感習(xí)慣，將車座控制器設(shè)置在右手轉(zhuǎn)把處。左右手轉(zhuǎn)把控制的一般次序為升位時，先升腳蹬后升車座；降位時，先降車座后降腳蹬。
另外，也可生產(chǎn)單純車座位置可調(diào)的安全防跌自行車，此時其主要功能并未減少，卻可大大簡化設(shè)計，降低成本。該類車型的調(diào)位控制系統(tǒng)也可設(shè)計成讓車座鎖止控制器與剎車前閘控制柄合體一處，形成由該控制拉線與車閘拉線合并一處的車閘式控制器，進(jìn)行統(tǒng)一聯(lián)鎖牽動控制，這樣又可進(jìn)一步簡化設(shè)計，因為在一般情況下，剎車可以僅剎后閘，而需要調(diào)位時一般也同時需要減速，即需要單純減速時，僅握動后閘，而需調(diào)位時則應(yīng)握動雙閘，此合體規(guī)劃方式合理，實用，符合安全駕駛原則。
鎖定控制方式也可采用如圖4所示的手柄擺桿操縱型，該實施例中的偏心滑塊(31)通過尾部槽與調(diào)位手柄(27)尾部銷呈銷槽間隙配合，起到換向作用，即當(dāng)手柄(27)順時針轉(zhuǎn)動時，滑塊(31)逆時針轉(zhuǎn)動，反向亦然，這樣符合人的手感習(xí)慣，而且保證了當(dāng)滑塊(31)鎖緊時，手柄(27)能與車身斜梁(66)保持平行，優(yōu)化空間結(jié)構(gòu)，不防礙騎車者的上下車。
圖5所示為鎖定可控連接機構(gòu)的另一實施方案車座桿(41)與齒條(43)連成一體，齒輪(42)與摩擦輪(39)連成一體，齒輪、齒條呈齒牙嚙合關(guān)系配合，可見，車座桿、齒條的移動必然引起齒輪、摩擦輪的旋轉(zhuǎn)，所以，通過控制摩擦輪的轉(zhuǎn)動情況便可控制車座桿的移動。平時，摩擦瓦(38)由鎖止復(fù)位鋼簧(37)緊緊壓著，與摩擦輪呈抱死狀態(tài)，所以摩擦輪不會轉(zhuǎn)動，當(dāng)拉動控制拉線(36)使摩擦瓦克服鋼簧(37)的作用向左運動與摩擦輪分離時，車座桿便進(jìn)入可移動自由狀態(tài)，進(jìn)行調(diào)位。調(diào)至所需位置時釋放拉線，則又重新進(jìn)入鎖止?fàn)顟B(tài)。
圖6所示為又一可控連接機構(gòu)實施例的示意圖，槽式座桿(47、49)通過桿壁上的一系列均勻凹槽與剪式嚙合鎖定器(45、51)的一對剪刀型凸塊配合，實現(xiàn)定位，當(dāng)需調(diào)位時，只要拉緊控制拉線(53)使鎖定器的一對剪刀型凸塊向外分開，脫離與座桿槽的凸凹配合，則可解除鎖定進(jìn)行調(diào)位，調(diào)位結(jié)束后松開拉線(53)，則剪刀型凸塊在復(fù)位簧(52)作用下復(fù)位，卡入座桿凹槽后則可實現(xiàn)定位。
圖2、圖3所示為兩種擺動移位式調(diào)座示意簡圖，該方案的弧型移動副鎖止機構(gòu)(19、24)與前面無異，可以選用前面實施例中的任一方式，其主要不同之處在于車座與車架之間通過平行四桿機構(gòu)(20、23)相連接實現(xiàn)了擺動移位。該方案在調(diào)位時，其車座高度及前后位置均可改變，其優(yōu)勢在于調(diào)座時不影響車座與腳蹬間距，可在降低車座情況下仍能保證直腿蹬車(此時應(yīng)考慮車把高度及縱向后伸度的空間優(yōu)化設(shè)計，以便較好地滿足全工況需求)。另外，此時由于后擺降座至零位后，車座、腳蹬在豎直方向上的位置布局關(guān)系發(fā)生嚴(yán)重錯位，使得腳掌垂地時與腳蹬位置不發(fā)生空間位置干涉，從而實現(xiàn)了更加方便順利的張腿撐車過程，這是該方案的另一特點。
圖7所示為降位腳蹬加裝安全輪方案的示意簡圖，其安全輪(54)半徑尺寸數(shù)據(jù)的選取限定在中軸最大離地間隙與最小離地間隙之間，同時根據(jù)安全輪半徑大小及拐彎車身傾角允許限來調(diào)節(jié)腳蹬(中軸)高度，保證當(dāng)任意三輪著地時，車身能與地面保持適當(dāng)?shù)膬A角，以確保減小安全輪及其軸承間的動應(yīng)力波動極限，此時加裝安全輪后的安全防跌四輪車，可以讓老人、小孩以及不會騎自行車的人實現(xiàn)安全騎駛。由于附加安全輪軸承與中軸的緊固連接呈曲軸關(guān)系，為增加其剛度，相應(yīng)曲柄部位必設(shè)計有加強筋，這樣同時可適當(dāng)增大車身橫向尺寸，有利于提供更大的四輪穩(wěn)定。
在電動助力自行車及高座式微型內(nèi)燃機動力車上，也可加裝含液壓泵的液壓調(diào)位系統(tǒng)(如圖8所示)，該系統(tǒng)具有操縱靈活、方便，調(diào)控精度高，剛性沖擊小等優(yōu)點。需要升位時，將三位換向閥(67)拉至a位，由動力源驅(qū)動液壓泵(69)工作，向液壓缸(61)泵油，于是車座桿(60)便隨活塞上升，此時，還可通過節(jié)流閥A(68)來調(diào)節(jié)其上升速度，待升至所需位置時，將換向閥(67)拉至b位切斷油路，實現(xiàn)對車座桿(60)的定位，需要降位時，將三位換向閥(67)拉至C位，于是車座桿便在人體自重作用下向下推壓活塞，于是液壓油便通過節(jié)流閥B(68)流回油箱(71)，此時可通過節(jié)流閥B控制車座的下降速度，可見在此實施例中車座及腳蹬可以通過液壓動力來驅(qū)動其升位，不必人為移動自身重心靠復(fù)位彈簧升位，而下降過程則具有節(jié)流阻尼特性，其升降速度均可通過節(jié)流閥來實現(xiàn)隨意自由無級控制，提供更為舒適的乘車環(huán)境。在無動力時，可采用如圖9所示的液壓控制系統(tǒng)，該方案的升位動力雖然來源于人體，但用此液壓機構(gòu)代替前文中的機械鎖止機構(gòu)，將具有液壓機構(gòu)的諸多優(yōu)勢，可以實現(xiàn)方便靈敏的平穩(wěn)無級調(diào)速降位控制，此實施例中車座桿(62)的定位及降位過程與圖8所示實施例中無異，唯一不同之處就在于其升位過程不是靠動力液壓泵向液壓缸(63)泵油，而是通過在人體將重心移離車座后，車座、車座桿及油缸活塞在復(fù)位泵油動力簧(64)彈力作用下升位，此時三位換向閥(67)處于a位，于是油箱內(nèi)的液壓油便在液壓缸活塞向上運動中所產(chǎn)生的真空抽吸效應(yīng)下吸入油缸，保證了車座在定位時液壓缸內(nèi)油量充實。
權(quán)利要求1.安全防跌自行車，包括車架、車輪、車把、車座、腳蹬、鏈盤、鏈條等，其特征在于車座及腳蹬安置在可動機件上，可動機件與車架間設(shè)置有可控連接機構(gòu)，該可控連接機構(gòu)由調(diào)位系統(tǒng)及控制系統(tǒng)兩部分組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的安全防跌自行車，其特征在于所述的調(diào)位系統(tǒng)是車座安置在車座桿(11)上，車座桿與座桿套管(12)形成移動副連接，偏心鎖塊(8)與座桿擠壓鎖合；腳蹬機構(gòu)安置在可動滑塊(13)上，滑塊與弧形移動副(15)配合，偏心鎖塊(17)與滑塊擠壓鎖合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全防跌自行車，其特征在于所述的調(diào)位系統(tǒng)是由齒輪齒條(42、43)機構(gòu)與摩擦輪、摩擦瓦(38、39)鎖定機構(gòu)組成的可控調(diào)位機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全防跌自行車，其特征在于所述的車座調(diào)位系統(tǒng)是由剪式嚙合鎖定器(51)與槽式座桿(47)組成的可控調(diào)位機構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全防跌自行車，其特征在于所述的調(diào)位系統(tǒng)是車座桿、腳蹬機構(gòu)分別與各自液壓缸中的活塞相固連，與油箱、濾油器、液壓泵、節(jié)流閥、三位換向閥所組成的含動力泵型液壓可控調(diào)位機構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全防跌自行車，其特征在于所述的調(diào)位系統(tǒng)是車座桿、腳蹬機構(gòu)分別與各自液壓缸中的活塞相固連，活塞下方設(shè)有復(fù)位泵油動力簧，與油箱、濾油器、三位換向閥、節(jié)流閥共同所組成的無動力型液壓可控調(diào)位機構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全防跌自行車，其特征在于車座與車架之間通過平行四桿機構(gòu)(20、23)相連接，與弧型移動副鎖止機構(gòu)(19、24)組合而成的擺動移位式調(diào)位系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車，其特征在于其可控連接機構(gòu)中的控制系統(tǒng)是由轉(zhuǎn)把式控制器(6)及控制拉線所組成，也可以是由控制拉線與車閘拉線合體一處的車閘式控制器組成；或是由調(diào)位手柄(27)連接的擺桿操縱型控制器組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車，其特征在于其腳蹬(56)外側(cè)可以加裝安全輪(54)。
專利摘要安全防跌自行車屬于人力自行車及助力車的設(shè)計及制造技術(shù)領(lǐng)域。設(shè)有在行進(jìn)過程中靈活可調(diào)的車座及腳蹬調(diào)位系統(tǒng),車座及腳蹬安置在可動機件上,可動機件與車架間設(shè)置有可控連接機構(gòu),可在關(guān)鍵時刻迅速降低車身高度,減小離地間隙來確保其安全度與方便性,可大大減小摔車機率及煩人的中途上下車,進(jìn)入正常路況時又可及時升位保證舒適灑脫的騎車姿勢。
文檔編號B62M1/00GK2428395SQ9920435
公開日2001年5月2日 申請日期1999年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月15日
發(fā)明者王國斌 申請人:王國斌