CN100364847C - 能展缩的轻便自行车 - Google Patents

Abstract

现在自行车是圆周踏动链轮链条传动，然而圆周踏动是向下施力向上回力向前向后是无效运转踏效仅50%，链轮链条易磨损不耐用，又因折叠自行车折叠的不紧凑携带存放仍不便，为此设计了能展缩的轻便自行车。该车上下踏动、齿条齿轮传动、两档变速、车把前伸力臂在前由其内部操纵车转向，鞍座能大幅度升降，两脚蹬能上下90度转折。该车的踏效高达100%、齿条齿轮传动坚固耐用、两档变速一档时速21里二档时速43里、车把和前车轮向后翻转缩短车长、鞍座降低缩小车高、两脚蹬垂直缩窄车宽且左脚蹬兼车锁和车的支架，折缩后长高各0.68m宽0.18m，近似一个28英寸自行车车轮的体积可以掂着上下楼梯电梯乘坐车船飞机，在轿车的尾箱里也能装几辆，而便于携带存放及外出使用。

Description

能展缩的轻便自行车

技术领域：

本发明涉及自行车，尤其是一种上下踏动齿条齿轮传动能展缩的轻便自行车。

背景技术：

目前，公知的自行车虽有能折叠的，但折叠的不紧凑体积仍较大携带存放不理想。现有的自行车都是圆周踏动链轮链条传动，但是圆周踏动链轮链条传动有两点不足：一是圆周踏动效率低，以圆周踏动的圆作分析，在该圆上画上四条切线，向下的切线是施力，向上的切线是回力，向前向后的切线是无效运转，有效踏动率仅50％；二是链轮链条易磨损不耐用。

发明内容：

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：1、小轮车，2、上下踏动齿条齿轮传动两档变速，3、两脚蹬90度转折垂直时的左脚蹬兼车锁和车的支架，4、鞍座能大幅度的伸缩且有两种伸缩法，5、力臂在前的车把由车把内操纵车的转向，6、车上有工具盒、物品箱。该车伸展时车把和前车轮朝前、鞍座升高、两脚蹬水平，折缩时两脚蹬垂直、鞍座降至最低、前车轮和车把向后转折至帖车身，工具盒物品箱都盖合。

一、小车轮：在骑行舒适和适当车速的前提下尽可能的把车轮缩小，车轮越小车折缩后的体积越小而越便于携带存放。车轮直径为12英寸时，车伸展开高0.9m长0.86m宽0.36m折缩后的高长各为0.68m宽0.18m；上下踏动的踏距是0.2m，按每时踏动6000次，车速一档是：齿条踏距0.2m/次÷齿条从动齿轮周长0.1885m×主动齿轮周长0.5341m÷从动齿轮周长0.314m×后车轮周长0.9576m×6000次/时÷500m/里＝21里/时，二档是：齿条踏距0.2m/次÷齿条从动齿轮周长0.1885m×主动齿轮周长0.65974m÷从动齿轮周长0.1885m×后车轮周长0.9576m×6000次/时÷500m/里＝43里/时。

二、上下踏动齿条齿轮传动两档变速：左右齿条轨分别装固在斜梁和后叉左右边，左右齿条分别活套在左右齿条轨中，左右齿条轨的上端分别与传动轮架左右端相固连，传动轮架内有两个传动轮，传动绳由两个传动轮上边绕过其两头分别与左右齿条上端相连，左右齿条下端分别是左右脚蹬。在传动绳的牵动下，下踏左脚蹬左齿条向下右齿条向上，下踏右脚蹬右齿条向下左齿条向上，左右齿条的向下都带动其从动齿轮和与该从动齿轮同轴的左右主动齿轮向后转，左右主动齿轮的向后转带动其从动齿轮和与该从动齿轮同轴的后车轮向前转而驱车前进。因为左右齿条从动齿轮和左右主动齿轮的从动齿轮都是单向棘轮，所以左右齿条的向上只带动其从动齿轮的外套向前空转，车滑行时也是车轮和左右从动齿轮的外套在转，各齿轮齿条脚蹬都不动。

两档变速的换档机理是：中轴是中空的，在中轴的空腔内活套着一条换档轴，换档轴的左边有正螺纹、右边是反螺纹，在正反联螺纹上各有个相应螺纹的螺套，中轴的左右边各有两道滑槽，这两道滑槽分别与换档轴上的正反螺纹相对应且等距离。左右主动齿轮分别活套在中轴的左右滑槽处。左右主动齿轮和左右从动齿轮各有一个大小齿轮相联体，在左右主动齿轮的大小齿轮之间各有两条螺钉经滑槽与螺套相固联。在换档轴的左右端各有个换档轮，向后转换档轮，换档轴上的正反螺纹带动着各自的螺套，螺套经螺钉带动着左右主动齿轮沿滑槽一同向内移，左右主动齿轮同时移到滑槽的最里端移不动时，堪好左右主动齿轮上的小齿轮与左右从动齿轮上的大齿轮相啮合为一档慢速。同理向前转换档轮也转至转不动时堪好左右主动齿轮上的大齿轮与左右从动齿轮上的小齿轮相啮合为二档快速。该车初设为一档和二档也可以设计为两档以上。

三、两脚蹬能90度转折垂直时的左脚蹬兼车锁和车的支架：在左右齿条的下端各有个拱形豁口，左右脚蹬把柄在拱形豁口中转动连接，各由豁口后边的水平固定弹簧销固定为水平。在左齿条豁口上部装有弹子锁，在右齿条豁口上部装有垂直固定弹簧销，左脚蹬由水平转为垂直时拽水平固定弹簧销上的销环左脚蹬下垂由弹子锁自动锁为垂直即左脚蹬兼车锁：右脚蹬由水平转为垂直也是拽其水平固定弹簧销上的销环右脚蹬下垂由垂直固定弹簧销自动固定为垂直。将垂直的左脚蹬下移触地，拧紧左齿条轨上的齿条固定螺钉则左脚蹬兼车的支架。右脚蹬由垂直返还水平是拽开垂直固定弹簧销往上搬脚蹬搬至水平由水平固定弹簧销自动固定；左脚蹬由垂直返还水平是用钥匙打开弹子锁，将左脚蹬往上搬搬至水平由水平固定弹簧销自动固定。两脚蹬都为水平是车的骑行状，两脚蹬都垂直是其折缩状，左脚蹬垂直触地固定右脚蹬保持水平是车的暂停状。

弹簧销包括销杆、销簧、销板、销环，销杆的前端是半圆状，销杆的中前部有凸出的销簧档，销杆的后端是销环，销簧装在销杆的中后部。将装上弹簧的销杆插入安装孔，使销杆的后端和销环露在销板上圆孔之外，用螺钉把销板固定住。

四、鞍座能伸缩且有两种伸缩法：后叉的顶端是卡口，卡口的前后是松紧卡，在卡口之下固连着中间有孔的托固板，托固板上是颤动簧。鞍座伸缩杆由卡口，经颤动簧中心，托固板上的孔插入后，由颤动销经后叉上左右颤动槽和弹簧上面鞍座伸缩杆的鞍座伸缩孔穿过后留好颤动间隙固定。鞍座的伸缩是变换颤动销穿过的鞍座伸缩孔，这是鞍座的第一种伸缩法，该法能颤动减震。鞍座的第二种伸缩法是将颤动销卸下置于工具盒中，由卡口上的前后松紧卡实现鞍座的伸缩，第二种伸缩法不减震但伸缩快速便捷，这两种鞍座伸缩法可据需要灵活地更换使用。

五、力臂在前的车把由车把内操纵车的转向其操作方法是：前后扭动左右把柄经主绳轮、转向绳、转向轮使前车轮左右摆而转向。车把的上部呈凹字型下部是曲棍状，在凹字形内有左右主绳轮在凹字形外是左右把柄，左右主绳轮与左右把柄分别为一体都装在把柄轴上。在把柄轴的左端有个卡环该卡环扣合左把柄后、主绳轮、转向绳、转向轮都动不了。在车把的曲棍状部位有转轴孔、伸展固定轴孔、折缩固定轴孔。在前叉立管的上端固连着左右装固板，左右装固板上有相对应转轴孔和三个调节固定轴孔。车把由转轴经转轴孔将其转动装连到两装固板之间，再由固定轴经固定轴孔和调节固定轴孔将其固定为伸展状。前叉转动管的顶端固连着转向轮，转向绳在转向轮上绕一圈其两头分别从左右滑轮下穿过，再由上而下的分别在左右主绳轮上绕一圈，然后在回转轮上绕半圈相对接。同时向前扭动右把柄向后扭动左把柄主绳轮带动转向绳，转向绳牵动转向轮而使前车轮左摆，同理左右把柄的反向扭动前车轮向右摆，在车的行驶中经左右把柄的前后扭动操纵车灵活地行驶。该车把的向后折转是卸下固定轴将车把向后翻转后再用卸下固定轴将车把上的折缩固定轴孔与装固板上三个调节固定轴孔中一个相固定，但在整车折缩时需先把前车轮向左后方转至贴车身然后再向后翻转车把，扣合卡环。

六、车上有工具盒、物品箱。

有益效果：

1、折缩后的车长高各0.68m宽0.18m其体积近似一个28英寸自行车的车轮，可掂着上下楼梯电梯，乘坐车船飞机，在轿车的尾箱里也能装带几辆，而便于携带存放及外出便用。

2、上下踏动比圆周踏动效率高一倍，且踏动更便利。

3、齿条齿轮传动比链轮链条传动坚固耐用。

4、两脚蹬垂直时不但缩窄车宽，而且左脚蹬兼车锁和车的支架。

5、车上的工具盒物品箱使车的形状更美观，使用更方便。

6、在物品箱里存个尼龙兜可以随时把折缩后的车装在兜里携带存放。

7、该车体小无需在室外存放而安全。

附图说明；

图1A是车的伸展状态图，图1B是车的折缩状态图

图2是图1A的A向视图

图3是换档部件的结构图。

图4A和图4B是由自行车飞轮外套改装的单向齿轮外套的形状图。

图5A是左脚蹬垂直时形状图，图5B是右脚蹬水平时形状图。

图6是弹簧销的示意图。

图7A是伸缩鞍座的侧视图，图7B是伸缩鞍座的后视图。

图8A是由车把内部操纵车转向的传动系统图，图8B是把柄部件的结构图。

具体实施方式：

由图1A和图1B可以看出左右齿条轨(2)分别装固在后叉(59)和斜梁(60)的左右边，左右齿条(1)活套在左右齿条轨中，左右齿条轨的上端分别与传动轮架(3)的左右端相固连，传动轮架中有两个传动轮(4)，左右齿条的下端分别是左右脚踏(6)。传动绳(5)从两个传动轮上绕过与左右齿条的上端相连。下踏左脚蹬左齿条经传动绳牵动使右齿条及右脚蹬向上，下踏右脚蹬右齿条经传动绳牵动使左齿条及左脚蹬向上，交替踏动交相联动。图4A和图4B是由飞轮外套改装，单向棘轮外套(8)的示意图，其改装仅将链齿改为轮齿。左右齿条从动齿轮(7)和左右从动齿轮(11)都是由自行车飞轮改装的单向棘轮。图2和图3显示中轴(10)是中空的，在其空腔内有换档轴(15)，换档轴的左边有正螺纹(16)右边有反螺纹(17)，在正反螺纹上各有个相应螺纹的螺套(18)，在中轴的左右边各有两道滑槽(19)，左右滑槽分别与换档轴上的正反螺纹相对应且等距离。左右主动齿轮(9)和左右从动齿轮(11)各有一个大小齿轮相联体，左右主动齿轮(9)分别活套在中轴左右滑槽部位上，在左右主动齿轮的大小齿轮之间和左右滑槽之中各有两条螺钉(20)穿过后与螺套(18)相固连。在换档轴(15)的左右端各有个换档轮(21)，向前转换档轮换档轴上的正反螺纹带动左右主动齿轮同步内移，当移至滑槽终端即移不动时左右主动齿轮(9)上小齿轮分别与左右从动齿轮(11)上的大齿轮相啮合即一档，向后转换档轮(21)同理左右主动齿轮上大齿轮分别与左右从动齿轮上的小齿轮相啮合即二档。左右脚蹬的下踏由齿条带动其从动齿轮(7)向后转，又因左右齿条从动齿轮(7)与左右主动齿轮(9)都装在中轴(10)上而左右主动齿轮也向后转，左右主动齿轮的向后转带动与其相啮合的左右从动齿轮(11)向前转，左右从动齿轮(11)又与后车轮(12)联为一体都装在后轴(13)上，所以左右脚蹬的下蹬是驱车前进，左右脚蹬的上提只带动齿条从动齿轮(7)外套向前空转。又因左右从动齿轮(11)是单向棘轮，所以车滑行时齿轮，齿条，脚蹬都不动。

图5A是左脚蹬的垂直状，图5B是右脚蹬的水平状，图6是弹簧销的结构状。在左右齿条(1)的下端有个拱形豁口(22)，左右脚蹬的把柄(61)分别在左右拱形豁口内由脚蹬轴(62)转动连接，由豁口后面的水平固定弹簧销(23)把左右脚蹬(6)固定为水平。左脚蹬由水平转为垂直的作法是拽其水平固定弹簧销上的销环(54)左脚蹬下垂由弹子锁(24)自动锁住即左脚蹬兼车锁，再使其触地后拧紧左齿条轨(2)上的齿条固定螺钉(25)则左脚蹬又兼车的支架。右脚蹬由水平转为垂直是拽其水平固定弹簧销上的销环(54)右脚蹬下垂被垂直固定弹簧销(23)自动固定为垂直。两脚蹬都垂直缩窄车宽。右脚蹬由垂直复原为水平是一手拽其垂直固定弹簧销上的销环(54)一手向上搬该脚蹬则水平固定弹簧销将其自动固定为水平。左脚蹬由垂直复原为水平是用钥匙由钥匙孔(50)打开弹子锁并向上搬该脚蹬则其水平固定弹簧销自动固定为水平。图6所示的弹簧销(23)包括销杆(51)、销簧(52)、销板(53)、销环(54)，销簧装在销杆凸出部位的后边，销环连在销杆的后端，销杆的前端呈半圆状。把装上弹簧的弹簧销插入左右齿条下端各自的位置上，使销杆的后端和销环露在销板上圆孔外，用螺钉把销板固定住。

图7A、图7B所示的有两种伸缩法的伸缩鞍座，其第一种伸缩法是将鞍座伸缩杆(26)由卡口(27)  ，颤动簧(28)的中心、托固板(29)上孔插入后，再由颤动销(30)从后叉(59)上的左右颤动槽(31)，紧靠颤动簧上面的鞍座伸缩孔(32)穿过留好颤动间隙固定住。鞍座的高低是变换鞍座伸缩杆上颤动销穿过的鞍座伸缩孔(32)。鞍座(66)适当升高为骑行高度，降至最低是折缩高度。骑车时鞍座给鞍座伸缩杆施力，鞍座伸缩杆给颤动销施力，颤动销给颤动簧施压而颤动减震。第二种伸缩法是将第一种伸缩法中的颤动销(30)取下并置于工具盒(56)中，然后直接由卡口前后的松紧卡(33)调节鞍座杆的伸缩变换鞍座的高低。第二种鞍座伸缩法不减震，但伸缩快速便捷。两种伸缩法可据需要随时更换使用。

图8A是车把(63)，由其内部操纵车转向的传动系统图，图8B是车把柄部件的结构图。车把的上部为凹字形，在凹字形的外边是左右把柄(35)在凹字形的里边是左右主绳轮(34)，左右把柄和左右主绳轮分别为一体，都套装在把柄柚(36)上。车把(63)的下部呈曲棍状其上有转轴孔(38)伸展固定轴孔(39)，折缩固定轴孔(40)。在前叉立管(41)上端固连着车把的左右装固板(42)，在左右装固板上有相对应的转轴孔(55)，三个调节固定轴孔(43)。车把由转轴(44)经装固板上转轴孔(55)和车把上转轴孔(38)转动装连到左右装固板之间再由固定轴(45)经三个调节固定轴孔(43)中一个和伸展固定轴孔(39)固定为车把的伸展状。前叉转动管(64)的顶端固连着转向轮(47)，转向绳(48)在转向轮上绕一圈，其两头分别从左右滑轮(49)下边穿过，再由上向下的分别在左右主绳轮(34)上绕一圈，然后在回转轮(37)上绕半圈相对接。同时前后扭动左右把柄(35)则主绳轮(34)带动转向绳(48)，转向绳(48)带动转向轮(47)，转向轮(47)带动前车轮(65)左右摆动，从而灵活地驱车前进。该车把(63)的向后翻转是卸下固定轴(45)使车把绕转轴(44)向后翻转至工具盒(56)上，再用卸下固定轴(45)把折缩固定轴孔(40)与三个调节固定轴孔(43)中一个相固定。图8C显示左右把柄(35)、左右主绳轮(34)、把柄轴(36)，卡环(46)的形状和结构。卡环装在把柄轴的左端，当卡环扣住左把柄时主绳轮、转向绳、转向轮都动不了。整车折缩时需先将前车轮向左后方翻转至贴车身再将车把向后翻转固定并扣合卡环。

在图1A、图1B上还显示工具盒(56)、物品箱(57)的形状及组合。

Claims (7)

1.能展缩的轻便自行车包括上下踏动齿条齿轮传动、两档变速、左右脚蹬上下90度转折且垂直时左脚蹬兼车锁和车的支架、鞍座能大幅度的伸缩且有两种伸缩法、力臂在前的车把由其内部操纵车的转向，车上还有工具盒物品箱，其特征在于车伸展时为骑行状，折缩时为存放携带状。

2.据权利要求1所述的能展缩的轻便自行车，其特征在于上下踏动齿条齿轮传动是左右齿条轨(2)分别装固在斜梁(60)和后叉(59)的左右边，其上端分别与传动轮架(3)的左右边相固连，左右齿条(1)分别套装在左右齿条轨(2)中，传动轮架(3)中有两个传动轮(4)，传动绳(5)从两个传动轮上绕过与左右齿条的上端相连接，左右齿条的下端分别是左右脚蹬(6)；左右齿条(1)分别与左右齿条从动齿轮(7)相啮合，左右齿条从动齿轮(7)与左右主动齿轮(9)同轴都装在中轴(10)上，左右主动齿轮(9)上的大小齿轮分别与左右从动齿轮(11)上的小大齿轮交替相啮合，左右从动齿轮(11)与后车轮(12)同轴都装在后轴(13)上；左右齿条从动齿轮(7)和左右从动齿轮(11)都是单向棘轮。

3.据权利要求1所述的能展缩的轻便自行车是两档变速，其特征在于中轴(10)是中空的，在其空腔内有换档轴(15)，在换档轴的左边有正螺纹(16)右边有反螺纹(17)，在正反螺纹上各有个相应螺纹的螺套(18)；在中轴的左右边各有两道滑槽(19)，左右滑槽(19)分别与换档轴上的正反螺纹相对应且等距离；左右主动齿轮(9)和左右从动齿轮(11)各为一个大小齿轮相连体，在左右主动齿轮的大小齿轮之间各有两条螺钉(20)经滑槽(19)穿过与螺套(18)相固连；在换档轴的左右端各有个换档轮(21)，向前转换档轮左右主动齿轮(9)向内移，其上下齿轮分别与左右从动齿轮(11)上大齿轮相啮合即一档，向后转换档轮左右主动齿轮向外移，其上大齿轮分别与左右从动齿轮上小齿轮相啮合即二档。

4.据权利要求1所述的能展缩的轻便自行车，其特征在于左右齿条的下端有个拱形豁口(22)，左右脚蹬的把柄(61)分别在左右豁口中由左右脚蹬轴(62)转动连接，经豁口后边的水平固定弹簧销(23)固定为水平；左脚蹬转折垂直由弹子锁(24)固定即左脚蹬兼车锁，右脚蹬转折垂直由固定弹簧销(23)固定，再将垂直左脚蹬触地拧紧齿条轨上的固定螺钉(25)即左脚蹬兼车的支架。

5.据权利要求1所述的能展缩的轻便自行车，其特征在于鞍座有两种伸缩法，第一种伸缩法是由鞍座杆上的伸缩孔(32)经颤动销(30)调节其伸缩；第二种伸缩法是卸下颤动销(30)由后叉(59)上口的前后松紧卡(33)控制其伸缩。

6.据权利要求1所述的能展缩的轻便自行车，其特征在于车把的上端成凹字形，在凹字形内有左右主绳轮(34)，在凹字形外是与左右上绳轮分别为一体的左右把柄(35)，左右主绳轮和左右把柄都装在把柄轴(36)上，把柄轴左端有个固定左把柄的卡环(46)；车把的下部是曲棍状其上有转轴孔(38)、伸展固定轴孔(39)、折缩固定轴孔(40)；在前叉立管(41)的上端固连着左右装固板(42)，在(42)上有转轴孔(55)，三个调节固定轴孔(43)；车把经其转轴孔(38)和装固板上的转轴孔(55)由转轴(44)转动装连到两装固板之间，再由固定轴(45)经调节固定轴孔(43)和伸展固定轴孔(39)将车把固定为伸展状；在前叉转动管(64)顶端固连着转向轮(47)，转向绳(48)在转向轮(47)上绕一圈半其两头分别从左右滑轮(49)的下边穿过，再在左右主绳轮(34)上由上向下各绕一圈半之后在回转轮(37)上绕半圈相对接。

7.据权利要求1所述的能伸展的轻便自行车，其特征在于车上有工具盒(56)，物品箱(57)。

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