CN104743052B - 一种运动式座凳非机动车 - Google Patents

Abstract

本发明一种运动式座凳非机动车，其特征在于：手把分上手把和纵立管连接的是下横向手把，上手把左右设有前后刹车拨把，拨把上钢绳孔和用支头螺钉固定连接，套环上钢绳穿过弹簧，穿过与手把固定连接套管靠山，再穿过套管与设在横手把上左右刹车拨把连接，上右手把上还设有座凳锁拨把和支架，拨把连接钢绳和套管，拨把上覆盖有“△”形保险塞和柄与手把活动连接，柄与支架之间有弹簧，拨把上钢绳和套管与导轨箱前锁座锁轴上横杆固定连接，横杆一端与支架活动连接，另一端与锁轴活动连接，锁轴头部有弯钩与锁座活动连接，锁座与横杆之间有弹簧的锁轴可前后移动的一套控制装置，座凳处在运动低位成为锁轴：拴，钩，塞可锁的。

Description

一种运动式座凳非机动车

技术领域

本发明涉及非机动车领域，具体涉及一种利用运动式座凳进行辅助驱动的运动式座凳非机动车。

背景技术

自行车作为一种简便的交通工具，已经与人们的日常生活紧密相连，随着人们对环境要求，对自行车的需求，同时对自行车的要求也越来越高，从1816年法国出现第一辆木头固定式座凳自行车，摘自《机械创新设计》，发展至今，将近200年的历史，自行车已经得到很大改进和更新。例如：用脚踏单动力单速自行车，发展成用脚踏单动力的两个大小直径双链轮，通过前后链条换档器，使链条可啮合多个不同直径的单飞轮进行转动，可进行多速变换，从而带动车轮前进。

长期以来，传统固定式座凳自行车确实给人们的出行带来方便，它不需要油耗和电能，有利环保。但是随着时代发展和科技进步，人们对自行车这个简便的交通工具，提出更高标准和要求，长期以来人们一直渴望解决，在踏自行车过程中，双脚踏下去所产生的反作用力都消耗在体内，白白浪费，骑车者坐在座凳上所具有的势能白白浪费，还有座凳下的弹簧被压缩以后，无法释放能量而白白浪费。同时确保骑自行车安全，可靠，方便第一。

发明内容

一种运动式座凳非机动车，包括：车身，主动轮，被动轮，座凳，车把手，撑脚和踏脚板，踏脚板与主链轮连接，主链轮通过主链条与主飞轮连接，主飞轮与主动轮连接，该座凳下方车身，设有往复式齿轮箱，往复式齿轮箱内设有往复式齿轮传动机构，座凳与导轨轴连接，导轨轴固定有一弹簧靠山，弹簧靠山与往复式齿轮箱之间设有弹簧，导轨轴下端通过往复式齿轮传动机构与辅助链轮连接，辅助链轮通过辅助链条与辅助飞轮连接，辅助飞轮与主动轮连接，其特征在于：手把分上手把和纵立管连接的下横向手把，上手把左右设有前后刹车拨把，左右刹车拨把上设有刹车套环，刹车套环上设有钢绳和钢绳孔，钢绳穿过钢绳孔，用支头螺钉固定连接，下横手把上设有左右刹车拨把，套环上钢绳穿过弹簧，穿过与手把固定连接的套管靠山，再穿过套管与设在横手把上的左右刹车拨把连接，上右手把上还设有座凳锁拨把和支架，拨把连接钢绳和套管，拨把上覆盖有“△”形保险塞和位于保险塞上的柄，与手把活动连接，柄与支架之间有弹簧；拨把上钢绳和套管，与导轨箱前设有的锁座锁轴上的横杆固定连接，横杆一端与支架活动连接，另一端与锁轴活动连接，锁轴头部有弯钩，锁轴与锁座活动连接；右手拨把在钢绳和套管、在回位弹簧、锁座和横杆的作用下，可实行锁轴前后移动，成为一套控制装置；座凳下端设有紧固器，紧固器上设有螺钉横轴，骑行中座凳紧固器螺钉横轴向下运动到最低位，与导轨箱相碰，右手拨把一捏，锁轴即可向后移动，对紧固器上的螺钉横轴，实行“十”字交叉连接，对座凳上下运动，采取“拴，钩，塞”可锁的制动措施。

座凳下面设有紧固套圈，紧固套圈上面设有圆孔，圆孔下面设有开口，套圈下端设有紧固器，紧固器上设有螺钉和支头螺钉，支头螺钉与设在导轨轴上圆孔配合，套圈下端与导轨轴固定连接，套圈上端开有弯折面，通过螺钉与座凳固定连接。

导轨轴分成三段，上段圆柱形与座凳固定连接，上部设有圆孔，下部设有内螺纹和圆孔，中段圆柱形，上部设有外螺纹与上段螺纹匹配连接中段中部设有内螺纹的弹簧靠山匹配连接，中段下部设有圆孔和弹簧销与下段连接，下段前后两侧分别设置前齿条和后平面条，在下端尾部分成两段，段面为斜面，用铰链连接。

座凳和弹簧靠山之间设有导轨箱，导轨箱上设有对穿圆孔与导轨轴上的弹簧销对应，导轨轴穿过导轨箱，导轨轴两侧设有与导轨轴互相垂直的一组前后圆销轴，导轨轴为圆柱形，圆销轴上设有与导轨轴互相配合的内凹的圆弧面滚动滑轮，滚动滑轮两侧的圆销轴上设有轴套。

如前述 的运动式座凳非机动车，其特征在于导轴箱前面设有锁座和锁轴，锁轴前端设有孔，孔与横杆一头活动连接，横杆另一端与设在导轨箱上的支架用铰链连接，横杆中间设有孔，孔内设有钢绳和锲子作固定连接，钢绳穿过弹簧和导轨箱，导轨箱后面设有套管靠山，钢绳穿过套管靠山并与右手把上的锁轴拨把连接，套管靠山到锁轴拨把之间设有套管，锁轴与锁座活动连接，锁轴前端设有圆孔，圆孔内设有开口销活动链接，开口销后面设有填圈，垫圈与锁座之间设有弹簧，锁轴后端设有弯钩。

导轨轴下端分别设有齿条和平面条，往复式齿轮传动装置包括与平面条相配合的上下两只凹槽形滚动滑轮机构，凹槽形滚动滑轮机构设有圆销轴，平面条的背后是齿条，齿条与对面设置的大齿轮啮合连接，大齿轮与棘轮机构连接，齿轮棘轮机构通过键与传动轴固定连接，齿条的另一面上设有惰轮，齿条通过惰轮与小齿轮啮合连接，小齿轮与棘轮机构连接，齿轮棘轮机构与传动轴固定连接，传动轴的左右两边设有轴承，左边轴承的外档在箱体外设有输出轴，输出轴上设有键和轴，轴套通过键与输出轴固定连接，轴套上设有凹槽，凹槽上设有钢珠，钢珠上面与辅助链轮上的中心轴套内径活动连接，轴套内侧设有轴套座，轴套座上设有开口，该开口与辅助链轮的内侧中心轴套上所设凸块匹配，啮合连接，辅助链轮通过辅助链条与辅助飞轮连接，辅助飞轮与主动轮连接，辅助链轮与齿轮箱之间设有离合器装置。

辅助链轮与往复式齿轮箱之间设有离合器装置，离合器装置包括拨叉和拨叉臂，齿轮箱面上设有拨叉座，拨叉座通过拨叉轴与拨叉臂活动连接，拨叉臂端部设有圆孔、内螺纹和支头螺钉，钢丝绳穿过圆孔由支头螺钉固定连接，齿轮箱上设有弹簧靠山，弹簧靠山与拨叉臂之间设有弹簧，钢绳穿过弹簧和弹簧靠山，并与手把上设置的离合器拨把固定连接，弹簧靠山与离合器拨把之间设有钢丝套管，拨叉头部与辅助链轮内侧为间隙连接，辅助链轮外侧垫圈与轴套外侧垫圈之间设有弹簧，由输出轴上的螺母作固定，螺母上设有支头螺钉。

主动轮与花鼓连接，花鼓与主飞轮和辅助飞轮连接，主飞轮通过花鼓组成棘轮机构，飞轮棘轮机构设有后轴，主飞轮外侧设有圆弧面，圆弧面上设有钢珠，与后轴上的夹头活动连接，夹头外侧设有螺母，主飞轮内侧面顶端设有棘齿，棘齿与设在棘爪靠山上的棘爪啮合连接，棘爪下面与钢丝弹簧连接，钢丝弹簧用棘爪靠山作靠山，在棘爪靠山与花鼓腔之间设有调整片，棘爪靠山为圆柱形，圆柱形周围设有凸块，与花鼓腔壁所设凹槽匹配，啮合连接，主飞轮内侧面与棘齿交界的圆弧面上设有钢珠，钢珠另一面与花鼓内侧内凹的圆弧面活动连接，花鼓另一侧的辅助飞轮与主飞轮的结构相同，转动方向一致。

主链轮与主飞轮之间的主链条下档，设有齿轮摆动机构，在主链条下档设置张紧齿轮，并且啮合连接，张紧齿轮中间设有螺钉轴，张紧齿轮与螺钉轴之间设置轴套，活动连接，张紧齿轮两侧面设有垫圈，两只垫圈外档设置夹板，往复式齿轮箱上设有螺钉轴，螺钉轴上设有螺母，螺母外档设有短轴套和长轴套，长轴套上设有两个夹板，两个夹板之间设有轴套，在轴套上设有扭转弹簧，其一头用螺钉固定连接在齿轮箱面板上，另一头弯折套在夹板所设的圆孔里，作固定连接，夹板外档的螺钉轴上设有螺母。

本发明通过座凳的上下运动，由导轨轴带动齿轮传动机构转动，从而通过辅助链轮和辅助飞轮带动主动轮转动。本发明可以通过右手把上操作拨把和保险塞柄控制座凳的上下运动与否，对座凳实行“拴，钩，塞”三保险控制，达到安全骑行，方便上下车和实行两用。

附图说明

图1是本发明一实施例的整体结构示意图

图2是图1的俯视图

图3是本发明的前车架、中间车身和后车架，三大部分示意图

图4是上手把和下横手把设置的刹车拨把、座凳锁拨把、保险塞和离合器拨把之间的连接结构示意图

图5是套环式刹车器在手把上的连接结构示意图

图6是“△”形头部保险塞与座凳锁支架、拨把和手把套、垫圈在手把上的连接示意图

图7是图6的剖视图

图8是座凳、导轨轴、导轨箱以及座凳锁和防尘罩之间的连接示意图

图9是座凳、导轨轴和弹簧靠山的连接示意图

图10是导轨轴与导轨箱和滚动滑轮之间的连接示意图

图11是图10的俯视图

图12是中间车身结构示意图

图13是往复式齿轮箱与防尘罩之间的连接结构示意图

图14是往复式齿轮传动装置结构示意图

图15是图14的俯视图

图16是辅助链轮与离合器之间的结构示意图

图17是拨叉结构示意图

图18是齿轮棘轮机构示意图

图19是齿轮棘轮与导轨轴上的齿条啮合示意图

图20是主飞轮和辅助飞轮与花鼓之间的棘轮结构示意图

图21是飞轮棘轮机构示意图

图22是链条上摆动机构俯视示意图

图23是本发明的动力机构示意图

图24是本发明横式三轮车结构示意图

图25是本发明“一”字型两只齿轮箱四飞轮三轮车结构示意图

图26是图21的俯视图

图27是弹簧工作示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

图中：W1、被动轮，W2、主动轮，W3、主动轮，1、弯折面，2、撑脚，3、踏脚板，4、刹车器拨把，5、手把，6、主链轮，7、辅助链轮，8、离合器拨把，9、主链条， 10、辅助链条，11、张紧器夹板，12、主飞轮，13、辅助飞轮，14、螺销轴，15、弹簧，16、弹簧靠山，17、齿轮箱，18、座凳，18′、下降时座凳，18″、上升时座凳，19、前车架，20、导轨箱，21、圆孔，22、紧固套圈，23、导轨轴，23′、上段，23″、中段， 23″′、下段，24、齿条，25、平面条，26、防震圈，27、前支架靠山，28、螺钉，29、中间车架，30、花鼓，31、滚动滑轮，32、张紧器夹板，33、张紧齿轮，34、弹簧销， 35、螺母，36、支架座，37、圆销轴，38、轴套，39、钢珠，40、中轴，41、锁座，42、锁轴，43、螺纹，44、开口销，45、刹车器，46、钢绳，47、柄，48、大齿轮，49、小齿轮，50、软垫，51、横杆，52、开口，53、紧固器，54、三轮车后支架，55、轴承孔，56、轴承，57、横杆支架，58、调整片，59、辐丝孔，60、传动轴，61、输出轴，62、轴套座，63、钢丝弹簧，64、键，65、棘爪靠山，66、棘爪，67、棘齿，68、拨叉轴，69、导轨箱底座，70、套环，71、中间惰轮，72、套管靠山，73、后轴，74、夹头，75、凸块，76、圆弧面，77、锲子，78、凹槽，79、防尘罩，80、刹车盘，81、箱罩靠山，82、座凳锁拨把，83、拨把支架，84、内凹圆弧面，85、竖立管，87、套管， 88、三轮车主轴，89、垫圈，90、辐丝，91、弯钩，92、拨叉臂，93、拨叉座，94、拨叉，95、保险塞，96、花盘轴，97、圆环，98、支头螺钉，99、后车架，100、空档， 101、铰链，102、感应式发电机，103、灯座支架， 104、电线，105、灯，106、前轮轴，107、前叉，108、开关，

图1、图2、图3是一种运动式座凳非机动车，包括前车架19，中间车架29，，后车架99，主动轮W2，被动轮W1，座凳18，车把5和踏脚板3，踏脚板3与主链轮6连接，主链轮6通过主链条9与主飞轮12连接，主飞轮12与主动轮W2连接，辅助链轮7与往复式齿轮传动机构中的输出轴61连接，辅助链轮7通过辅助链条10与辅助飞轮13连接，辅助飞轮13与主动轮W2连接，其特征在于该座凳18下方的中间车架29设有往复式齿轮箱17，往复式齿轮箱17内设有往复式齿轮传动机构，座凳18与导轨轴23连接，导轨轴23固定有一弹簧靠山16，弹簧靠山16与往复式齿轮箱17之间设有弹簧15，导轨轴23下端通过往复式齿轮传动机构，与辅助链轮7连接，该辅助链轮7通过辅助链条10与辅助飞轮13连接，辅助飞轮13与主动轮W2连接，设置前被动轮W1为小轮，后主动轮W2为大轮，这样一方面能够缩短整个车身长度，而且为转弯带来方便，不影响车速，并在前轮轴106中心设有感应式发电机102，前叉107设有灯座支架103，支架103上设有灯105，在灯105与发电机102 之间设有电线104连接，夜间骑行时，只要打开设在灯105上的开关108即有灯光照明，有利于夜间行车安全。在坐凳锁42与导轨箱20之间周围设有防尘罩79，齿轮箱17周围设有上下防尘罩79。

图4图5是根据骑运动式座凳自行车，采用高低位手把5而设计的，捏低位于手把 5骑行时有利于重心前移，使座凳18上下运动更为方便，轻快，捏高位手把5骑行时有利于重心后移，坐着更舒服，高低位手把轮换骑则效果更佳，普通自行车上有左右一套刹车系统，为了方便和安全行车，有必要在低位横向手把5上，再设置左右刹车拨把4，轮圈(W1，W2) 边上的刹车器45仍用原来的。具体方法如图所示，在低位横手把5上设置左右刹车拨把4，拨把4上的钢绳46和套管87与空心套管靠山72连接，钢绳46再穿过弹簧15和套环70，其中空心套管靠山72与手把5固定连接，高位刹车拨把4可在套环70内左右移动，当骑车者在捏低位手把5骑行时，一旦遇到问题左右手捏住低位刹车拨把4时，套环70在钢绳46 和套管87作用下，套环70牢牢扣住左右高位刹车拨把4，并且分别向左右移动，轮圈上的刹车器45则立即产生刹车效果，将车刹住，松手后套环70在回位弹簧15作用下套环70回到原来位置，起到在捏低位手把5骑行与捏高位手把5骑行一样效果，碰到问题能立即刹车，达到安全行车。在左手把5上还设有离合器拨把8，钢绳46和套管87与齿轮箱17下面的拨叉臂92连接。

图6图7是座凳锁拨把82支架83和保险塞95，手把套98与手把5之间的连接示意图。上右手把5上设有座凳锁拨把82和支架83，拨把82的移动能够带动设在座凳锁拨把 82与座凳锁支架83上的钢绳46移动，同时造成拨把82与支架83之间形成“△”形空档100，钢绳46和套管87与横杆支架57上的横杆51连接，座凳锁支架83与手把套98之间设有保险塞95和垫圈89保险塞95前端呈“△”形，中间为圆环97在座凳锁支架83上设有螺钉 28和弹簧靠山16，在弹簧靠山16与圆环97之间设有回位弹簧15，用螺钉固定，保险塞95 就覆盖在座凳锁拨把82头部，当拨把82捏住时，就会与座凳锁支架83分离出现一个呈“△”形空档100，在弹簧15作用下，正好被“△”形保险塞95填补，座凳锁拨把82无法还原，起到保险作用，若要拨把还原位置，必须用手捏座凳锁拨把82和用手指拨动保险塞95上的手指柄47，让“△”形保险塞95脱离空档100，拨把82恢复原位。

图8是座凳18和导轨轴23，导轨箱20以及座凳锁42之间的连接示意图。座凳18 下方设有紧固套圈22，紧固套圈22与导轨轴23连接，由紧固套圈22上的紧固器53螺钉28 固定，其螺钉28中间还可作座凳18停止运动的固定靠山，导轨箱20上方设有防震圈26，起到避震效果。座凳18下导轨箱前设有锁轴42和锁座41导轨箱20上面设有防震圈26，锁轴42前端设有孔21与横杆51活动连接，横杆51下端与导轨箱20连接的支架57用铰链101 连接，横杆51中间圆孔21设有钢绳46和锲子77，导轨箱20后面设有套管靠山72，锁轴 42上设有开口销44和垫圈89，在垫圈89和锁座41之间设有弹簧15，锁轴后端设有弯钩91，弯钩91可以与紧固器51上螺钉28呈“十”形交叉钩住，座凳18处于运动下止点，使用时，骑车者坐在座凳18上，用右手捏座凳锁拨把82，用食指拨保险塞柄47即可打开“△”形保险塞95，锁轴42即可向前移动，使锁轴42与紧固器51上横向螺钉28，脱离“十”形，这时座凳18就可以上下运动。

图9是座凳18、导轨轴23和弹簧靠山16之间的连接示意图。从图中可以看出导轨轴23分成三段，上段23′是圆柱形与座凳18固定连接，上段23′的下端与中段23″的上端用螺纹43连接，并用弹簧销34作固定，中段23″螺纹43中间与设有内螺纹43的弹簧靠山16 固定连接，旋转弹簧靠山16可以改变座凳18上下运动距离。中段23″与下段23″′用弹簧销34 固定连接，下段23″′前后分别设置前齿条24和平面条25，齿条24下端分成上下两段，呈斜面形由铰链101单向旋转连接。座凳18、导轨轴23和弹簧靠山16三者组合成一体，简称“三者一体。”弹簧靠山16上设有防震圈26。

图10和图11是导轨轴23与导轨箱20和滚动滑轮31之间的连接示意图。导轨箱 20设在座凳18和弹簧靠山16之间，导轨箱20中间设有圆孔21与导轨轴23上段23′弹簧销 34对应。便于调换导轨轴23上段23′，方法用细圆钢对准圆孔21处即可凿出弹簧销34，旋出上段管23′换上适合自己长度的导轨轴上段23′，导轨轴23穿过导轨箱20，导轨轴23两侧设有与导轨轴23互相垂直的一组前后圆销轴37，导轨轴23为圆柱形，一组前后圆销轴37 上设有前后滚动滑轮31，滚动滑轮31面为内凹的圆弧面84，与导轨轴23的圆柱面相匹配，这样，导轨轴23位于前后两个滚动滑轮31之间，对导轨轴23的上下运动起到导向作用。导轨箱20另一侧设有圆孔21，用螺钉28与后车架99固定连接，起到稳定中间车架29作用，两只滚动滑轮31的左右两边圆销轴37上，设有轴套38，轴套38与圆销轴37连接能够限制滚动滑轮31左右窜动，从而限制了导轨轴23的左右摆动。

图12是中间车架29的结构示意图。座凳18下面设有导轨箱20，导轨箱20底座69与中间车架29固定连接，车架29下端通过车架座36由螺钉28与往复式齿轮箱17固定连接，前车架座36上面设有防尘罩靠山81由螺钉28作固定，在弹簧靠山16与齿轮箱17之间设有弹簧15，导轨轴23能够随着座凳18上的压力变化，而作上下运动。

图13是往复式齿轮箱17与前车架19与后车架99、中间车架29和两只防尘罩45连接示意图。齿轮箱17为长方形，左右面板上设有四个互相对应的轴承孔55，前面通过螺钉28与前车架19固定连接，后面通过螺钉28与后车架99固定连接，齿轮箱17上面通过螺钉28与中车架 29的底座36固定连接，防尘罩靠山81与前螺钉28连接，与防尘罩靠山81连接的弯钩91上设有防尘罩，在箱体17下方设有“7”形防尘罩79，“7”形防尘罩79由上部和下部组成并用铰链 101连接，开口连接处，用螺钉28和弹簧15分别将上下两部分连接，下部防尘罩79可沿铰链101 旋转，由弹簧15自动闭合。这样新式自行车在行驶中碰到障碍物就可以与导轨轴23尾端一起旋转，障碍物过后，一起下落没有防碍，达到无障碍防尘作用。

图14、图15、图16、图17、图18、图19是往复式齿轮传动装置结构示意图。导轨轴 23下端两侧分别设有平面条25和齿条24，往复式齿轮传动机构包括后平面条25与之相匹配的上下两只凹槽形滚动滑轮31，活动连接，凹槽形滚动滑轮机构设有轴承56和圆销轴37，上下两只对应凹槽形滚动滑轮31，能确保导轨轴23下端的平面条25和齿条24平稳上下运动，还能不让座凳18左右摇摆。平面条25的背后是齿条24与对面设置的大齿轮48啮合连接，大齿轮48 与棘轮机构连接，齿轮棘轮机构通过键64与传动轴60固定连接。齿条25上的另一面通过设置的惰轮71与小齿轮49啮合连接，小齿轮49与棘轮机构连接，齿轮棘轮机构与传动轴60固定连接，传动轴60的左右两边设有轴承56，左边轴承56的箱体17外设有输出轴61，输出轴61上设有轴套38，轴套38通过键64与输出轴61固定连接，轴套38上设有凹槽78，凹槽78上设有钢珠 39，钢珠39上面与辅助链轮7上的中心轴套38内径活动连接，轴套38上设有轴套座62，轴套座 62上设有开口52，轴套38通过轴套座62上开口52，与辅助链轮7中心轴套38内侧上的凸块75，啮合连接，只要输出轴61发生转动，轴套38通过输出轴61上的键64，也会转动，轴套座62带动辅助链轮7转动，辅助链轮7通过辅助链条10与辅助飞轮13连接，辅助飞轮13与主动轮W2 连接，因此，只要输出轴61能够转动，主动轮W2也能随之转动。辅助链轮7与往复式齿轮箱 17之间设有拨叉离合器，拨叉离合器装置包括拨叉94和拨叉臂92，拨叉臂92头部设有圆孔21，圆孔21中设有拨叉轴68，拨叉轴68与拨叉座93连接，拨叉座93通过螺钉28与齿轮箱17固定连接，拨叉臂92尾部设有圆孔21、内螺纹43和支头螺钉28，钢丝绳46穿过圆孔21，通过支头螺钉28与拨叉臂92固定连接，往复式齿轮箱17底部设有弹簧靠山16，固定连接，弹簧靠山16与拨叉臂92之间设有弹簧15，钢丝绳46穿过弹簧15和弹簧靠山16，与设在手把5上的离合器拨把 8固定连接，弹簧靠山16与离合器拨把8之间的钢丝绳46上，设有套管87，拨叉94与辅助链轮7 间隙连接，辅助链轮7能够轻松左右来回移动。因此，新式自行车需要后退时，主动轮W2要受到辅助链条10和往复式齿轮传动机构的牵制，无法后退，这时，只要用左手捏住离合器拨把8，拨叉94就会转动，让辅助链轮7中心轴套38内侧面上的凸块75，与轴套座62上的开口52 分离，车子就可以后退。由于在轴套38外档两只垫圈89之间设有弹簧15，当后退结束，左手上的离合器拨把8放松，拨叉94在弹簧15作用下，就会回到原来位置。辅助链轮7在弹簧15作用下，向里档移动，使得辅助链轮7中心轴套38内侧凸块75，与轴套座62上的开口52啮合连接，主动轮W2又恢复正常转动。在垫圈89外档的输出轴61上设有螺母35固定，为了防止螺母35 在运转中旋转便在螺母35设有支头螺钉28。

导轨轴23下端的齿条24与左边大齿轮48棘轮啮合连接，当导轨轴23作向上运动时，齿条24也作向上运动，并带动大齿轮48棘轮作逆时针方向转动，因大齿轮48内圈设有棘齿67，其棘齿67平面与棘爪66平面啮合，棘齿67和棘爪66在钢丝弹簧63作用下，成为间歇啮合连接，棘爪66的圆柱形根部与棘爪靠山65活动链接，钢丝弹簧63另一端与棘爪靠山65连接，而发挥弹性作用，棘爪靠山65通过设在传动轴60上的键64，而与传动轴60 固定连接，当导轨轴23作向上运动时，齿条24带动大齿轮48，大齿轮48内圈棘齿67带动棘爪66，棘爪66带动棘爪靠山65，棘爪靠山65带动传动轴60作逆时针方向转动，使主动轮W2向前转动，当导轨轴23作向下运动时，下端齿条24，只能带动大齿轮48空转，因棘齿67与棘爪66不能啮合。但是，当导轨轴23作向下运动时，通过惰轮71的转向作用，使小齿轮49内圈的棘齿67对棘爪66发挥了逆时针转动作用，使得传动轴60也作逆时针方向转动，使主动轮W2向前运动，同理，当导轨轴23作向下运动时，大齿轮48内圈上的棘齿 67与棘爪66不啮合，而不发挥作用。因此，无论导轨轴23作向上或向下运动，导轨轴23 下端齿条24都能让传动轴60作逆时针方向转动，使主动轮W2向前运动，导轨轴23的上下运动有互补作用，效率达到100％。

图20图21是主飞轮12和辅助飞轮13与花鼓30之间的棘轮结构剖面示意图。主动轮W2通过辐丝90与花鼓30连接，花鼓30与主飞轮12和辅助飞轮13连接，主飞轮12 通过花鼓30组成齿轮棘轮机构，齿轮棘轮机构设有后轴73，主飞轮12外侧设有圆弧面76，圆弧面76上设有钢珠39，与后轴73上的夹头74活动链接，夹头74外侧设有螺母35，主飞轮12内侧面顶端设有棘齿67，棘齿67与设在棘爪靠山65上的棘爪66啮合连接，棘爪66 下面与钢丝弹簧63连接，钢丝弹簧63用棘爪靠山65作钢丝弹簧靠山，在钢丝弹簧作用下，棘齿67与棘爪66间歇啮合连接，在棘爪靠山65与花鼓30腔之间，设有调整片58，能够确保棘爪66与棘齿67的有效啮合连接。棘爪靠山65为圆柱形，圆柱形周围设有凸块75，与花鼓30腔壁所设凹槽78匹配啮合连接，这样主飞轮12上的棘齿67推动棘爪66，再由棘爪 66推动棘爪靠山65转动，棘爪靠山65就能推动花鼓30转动。主飞轮12内侧面与棘齿67 交界的圆弧面76上，设有钢珠39，钢珠39另一面与花鼓30内侧内凹的圆弧面76活动连接，这样，主飞轮12与花鼓30之间的转动，就会非常灵活。同理，花鼓30另一侧的辅助链轮7 带动辅助链条10，辅助链条10再带动辅助飞轮13，辅助飞轮13带动花鼓30和主动轮W2 作向前运动。

图22是主链轮6上的摆动机构俯视图。主链轮6与主飞轮12之间的主链条9下档设有齿轮33摆动机构，由于新式自行车上设有两根链条(9、10)，为了平衡两根链条(9、 10)的松紧度，以辅助链条10的适当松紧度为基准，在主链条9下档设有齿轮33摆动机构，使过长的主链条9保持有效松紧度，便于骑车者骑行。在主链条9下档，设有张紧齿轮33，并且啮合连接，张紧齿轮33通过螺钉轴28上的轴套38与螺钉轴28活动连接，张紧齿轮33 两侧面到两个夹板32之间，设有垫圈89。往复式齿轮箱17上设有螺销轴14，螺销轴14上设有螺母35，起到固定螺销轴14的作用，螺母35外档设有短轴套38和长轴套38，长轴套 38上设有两个夹板32，两个夹板32之间设有轴套38，在两个夹板32之间的轴套38上，设有扭转弹簧15，其一头用螺钉28固定连接在齿轮箱17上，另一头弯折套在夹板32所设的圆孔21内，作固定连接，这样，夹板32在以螺销轴14为转动圆心，以夹板长为半径，在扭转弹簧15的作用力下，夹板32头部的齿轮33便作顺时针方向摆动，使得偏松的主链条9拉紧，便于正常运转。夹板32外档的螺销轴14上用螺母35作固定。

图23是本发明动力机构示意图。座凳18与导轨轴23连接，导轨轴23与齿轮箱 17里的齿轮传动机构连接，只要座凳18作上下运动，辅助链轮7就会带动辅助链条10作逆时针方向转动，同时，带动花鼓30上的辅助飞轮13作逆时针方向转动，也带动主动轮W2 向前转动。

图24是本发明的另一实施例的示意图。该实施例与前面实施例的区别，在于该实施例是往复式座凳横向三轮车，即设有两个主动轮W2，在原来传统三轮车上，设置了往复式座凳自行车的辅助动力驱动装置，其中自行车后车架19与三轮车的后车架54固定对接，自行车上的主链条9与三轮车的主链条9对接，对接后的主链条9，仍然与传统三轮车上的主飞轮12连接。

使用时，当座凳18处于下止点时，座凳18下紧固器53上的螺钉28横轴被锁轴 42以“十”形卡住和钩住，右座凳锁拨把82处于收紧状态，拨把82与支架83的空档100 被“△”形头部的保险塞95塞住，因此座凳18在“卡住、钩住、塞住”三保险状态下可以像骑普通自行车一样方便上车，踩几脚后需要借助自身重力和弹簧15弹力作为动力源，则可立即用右手捏座凳锁拨把82，用食指拨保险塞柄47，让保险塞95“△”形头部脱离“△”空档100，这时座凳18和锁轴42在人的压力和弹簧15作用下，自动退回原来位置。如果要下车，则在下车之前脚不要踩，让座凳18处于下止点，用右手捏座凳拨把82，下面锁轴42 就能以“十”形卡住、钩住螺钉28横轴，手把15上的保险塞95“△”形头部在弹簧15作用下，会自动落在座凳锁拨把82和座凳锁支架83之间的“△”形空档100里。骑行时，1. 先用右脚从上止点蹬踏脚板3，踏到下止点，这时，人体有上升力，作用力与反作用力相等， 2.弹簧15在座凳18下止点时，弹簧15向上弹力最大，向上推动座凳18，3.同时，双手捏住手把5，作人体配合向上动作，这时，骑车者便轻松到了上止点，踩力越大上升越快，车速越快，导轨轴23自动向上运动，自动产生推动力，自动产生加速度，这时的车轮运动，一是惯性力在起作用，二是脚踏力在起作用，三是弹簧15的弹力在发生作用，因此，车轮运动是三个合力作用所至。当座凳18到了上止点，这时，左脚在上不要踏，让骑车者人体自重自动自然下落，座凳18从上止点运动到下止点，这时，导轨轴23自动向下运动，又自动产生推动力，自动产生加速度，车轮又向前运动，一是惯性力在起作用，二是人的重力在起作用。然后不断地重复原来动作，让主动轮W2向前转动。需要后退时，只要用左手捏住离合器拨把8，下面的辅助链轮7上的凸块75，就会脱离轴套座62上的开口52，使得车轮可以后退，后退结束，让离合器拨把8恢复原位，使辅助链轮7上的凸块75在弹簧15作用力下，自动进入轴套座62上的开口52，便啮合复位。

图25和图26是本发明的又一实施例的示意图。该实施例的主要区别在于该实施例是“一”字型三轮车，即设有两个往复式齿轮驱动装置，相当于两辆摆动式座凳自行车的组合，其中省掉了一只前车轮W1，它的主要车轮结构是W1、W2、W3。其中W2和W3分别与两只往复式齿轮箱17连接，其中，第一车轮W1、和第二车轮W2之间的结构与运动式座凳自行车结构相同，往复式齿轮箱17前面与前车架99由螺钉28固定连接，齿轮箱17后面与后车架19固定连接，在主动轮W2与主动轮W3之间，前车架99的前端与后车轴73 固定连接，前车架99的后端与往复式齿轮箱17的前面固定连接，齿轮箱17的后面与后车架 19的前端固定连接，后车架19的后端与后车轴73固定连接，前导轨箱20与后导轨箱20之间用中间接管86和螺钉28固定连接，中间接管86上设有后手把5，该后手把5上同样设有刹车器拨把4，离合器拨把8，座凳锁拨把82，骑行方法与运动式座凳横向三轮车相同。

图27是弹簧15工作图。弹簧15的长度一般为300mm～500mm，外圈直径为 25mm～50mm，弹簧15的钢丝直径为3mm～5mm。

现在根据一个实施例来分析弹簧的工作情况。弹簧总长Ho是355毫米，钢丝直径 d是3.5毫米，外径D是28毫米，中径D2是24.5毫米，总圈数n1是37圈，有效工作圈数 n是35圈，弹簧材料是碳素弹簧钢。求：H1＝300mm时，即弹簧压缩55毫米放在圆柱形支架内的最小工作压力是多少？H2＝200mm，即向下再压缩100毫米，共压缩155毫米时的最大工作压力是多少？极限变形量和极限工作压力是多少？剪切弹性模量G＝78500MP_a

求出弹簧刚度P′：P′＝G·d⁴/8D₂ ³·n＝78500×3.5⁴/8×24.5³×35＝2.86N/mm

求出压缩55毫米时的工作压力是F1＝(H0-H1)·P′＝55×2.86＝157N化成公斤是16公斤，

求出压缩155毫米时的工作压力是F2＝(H0-H2)·P′＝155×2.86＝443N化成公斤是45公斤，

根据弹簧15设计时还应考虑在最大载荷作用下各圈之间仍有一定的间距S1保证此时弹簧仍有弹性。S1的大小推荐为S1＝0.1d≥0.2mm

根据要求极限间距S1＝0.1d＝0.1×3.5＝0.35毫米

每圈最小安全节距是t＝d+S1＝3.5+0.35＝3.85毫米

工作有效圈数35圈时的最小安全高度是Ha＝n·t＝35×3.85＝135毫米

两端各并紧1圈并磨平，则实际极限高度是H3＝Ha+2d＝135+7＝142毫米

弹簧极限变形量H0-H3＝355-142＝213毫米

弹簧的极限载荷F3＝(H0-H3)·P′＝213×2.86＝609N

通过计算，最大工作变形量小于极限变形量，弹簧安全可靠。

设：骑车者体重一般为65公斤，座凳和导轨轴等重量忽略不计，1.当骑车者坐在座凳上处于运动下限，用右脚从上踏到底，左脚不踏，这时右脚下有一个反作用力向上，2. 利用弹簧处于下限155毫米，自动向上弹力最强是45公斤，3.同时再利用手柄扶持力作人体向上运动，用脚用力向下踩踏，踩踏力没有浪费，既为主链轮带来驱动力，又为人体向上运动带来方便，同时又为弹簧的弹力，自动作用在辅助链轮上带来驱动力，带来加速度，踩踏力越大上升速度越快，作用力越强，上升到100毫米，弹簧靠山上面碰到导轨箱底座而停止运动；这时车速在弹簧作用力下得到提速，这时骑车者处于上限，弹簧处于压缩55毫米时的高度，弹力16公斤，骑车者利用自重65公斤减去弹力16公斤，再减去手和脚支撑在自行车上的重量约为15公斤，剩34公斤压力自动向下运动，运动到100毫米时，紧固器碰到导轨箱盖上的防震圈而停止运动；再次自动产生加速度，这时车速再次得到提速。根据平时踏传统自行车经验，两只脚交替踏，用力3至10公斤，就足以让传统自行车较快速度前进，现在直接把弹力和自重压力通过导轨轴作用在齿轮箱里，将会产生轻快和预料不到的良好技术效果，这时左脚在上右脚在下，用同样方法踩踏，达到与右脚踩踏一样效果。而且导轨轴无论处于上升还是下降运动，始终能保持辅助链轮转动工作，达到了在设计时所要求的目的：齿轮传动机构在运转过程中起上下互补作用，效率达100％。

显然，本发明的这种运动式座凳非机动车，在骑行过程中，座凳的上下运动与否，可方便控制实行两用；座凳一旦被锁轴锁住，实行“拴、钩、塞”三保险控制；骑行中便可安全方便上下车。另一个优点是，传动结构简单，与骑普通自行车一样，所不同的是，在骑行中会让骑车者发生自然的上下起伏，这样对四肢，腰部、颈部和内脏器官，以及血液循环都将起到意想不到的良好健身作用。

本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上作任何变化，凡是利用座凳连接导轨轴和齿条，导轨轴上连接弹簧靠山和弹簧，以及依靠座凳和导轨轴作运动件和滑轮作承导件，作上下运动，均落在本发明的保护范围之内。此外，将圆柱形中间车身改为方形车身，导轨运动件改为方形运动件，承导件改为滑轮，把弹簧靠山与方形导轨轴连接，在弹簧靠山下面设置弹簧，导轨轴穿在弹簧中间，导轨轴下端设置齿条，都是本发明的一种变形，均应认为在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种运动式座凳非机动车，包括：车身，主动轮，被动轮，座凳，车把手，撑脚和踏脚板，踏脚板与主链轮连接，主链轮通过主链条与主飞轮连接，主飞轮与主动轮连接，该座凳下方车身，设有往复式齿轮箱，往复式齿轮箱内设有往复式齿轮传动机构，座凳与导轨轴连接，导轨轴固定有一弹簧靠山，弹簧靠山与往复式齿轮箱之间设有弹簧，导轨轴下端通过往复式齿轮传动机构与辅助链轮连接，辅助链轮通过辅助链条与辅助飞轮连接，辅助飞轮与主动轮连接，其特征在于：手把分上手把和纵立管连接的下横向手把，上手把左右设有前后刹车拨把，左右刹车拨把上设有刹车套环，刹车套环上设有钢绳孔，钢绳穿过钢绳孔，用支头螺钉固定连接，下横手把上设有左右刹车拨把，套环上钢绳穿过弹簧，穿过与手把固定连接套管靠山，再穿过套管与设在横手把上左右刹车拨把连接，上右手把上还设有座凳锁拨把和支架，拨把连接钢绳和套管，拨把上覆盖有“△”形保险塞和位于保险塞上的柄，与手把活动连接，柄与支架之间有弹簧；拨把上钢绳和套管，与导轨箱前设有的锁座锁轴上的横杆固定连接，横杆一端与支架活动连接，另一端与锁轴活动连接，锁轴头部有弯钩，锁轴与锁座活动连接；右手拨把在钢绳和套管、在回位弹簧、锁座和横杆的作用下，可实行锁轴前后移动，成为一套控制装置；座凳下端设有紧固器，紧固器上设有螺钉横轴，骑行中座凳紧固器螺钉横轴向下运动到最低位，与导轨箱相碰，右手拨把一捏，锁轴即可向后移动，对紧固器上的螺钉横轴，实行“十”字交叉连接，对座凳上下运动，采取“拴，钩，塞”可锁的制动措施。

2.如权利要求1所述的运动式座凳非机动车，其特征在于所述座凳下面设有紧固套圈，紧固套圈上面设有圆孔，圆孔下面设有开口，套圈下端设有紧固器，紧固器上设有螺钉和支头螺钉，支头螺钉与设在导轨轴上圆孔配合，套圈下端与导轨轴固定连接，套圈上端开有弯折面，通过螺钉与座凳固定连接。

3.如权利要求1所述的运动式座凳非机动车，其特征在于其特征在于导轨轴分成三段，上段圆柱形与座凳固定连接，上部设有圆孔，下部设有内螺纹和圆孔，中段圆柱形，上部设有外螺纹与上段螺纹匹配连接，中段中部与设有内螺纹的弹簧靠山匹配连接，中段下部设有圆孔和弹簧销与下段连接，下段前后两侧分别设置前齿条和后平面条，在下端尾部分成两段，段面为斜面，用铰链连接。

4.如权利要求1所述的运动式座凳非机动车，其特征在于座凳和弹簧靠山之间设有导轨箱，导轨箱上设有对穿圆孔与导轨轴上的弹簧销对应，导轨轴穿过导轨箱，导轨轴两侧设有与导轨轴互相垂直的一组前后圆销轴，导轨轴为圆柱形，圆销轴上设有与导轨轴互相配合的内凹的圆弧面滚动滑轮，滚动滑轮两侧的圆销轴上设有轴套。

5.如权利要求1所述的运动式座凳非机动车，其特征在于导轴箱前面设有锁座和锁轴，锁轴前端设有孔，孔与横杆一头活动连接，横杆另一端与设在导轨箱上的支架用铰链连接，横杆中间设有孔，孔内设有钢绳和锲子作固定连接，钢绳穿过弹簧和导轨箱，导轨箱后面设有套管靠山，钢绳穿过套管靠山并与右手把上的锁轴拨把连接，套管靠山到锁轴拨把之间设有套管，锁轴与锁座活动连接，锁轴前端设有圆孔，圆孔内设有开口销活动连接 ，开口销后面设有垫 圈，垫圈与锁座之间设有弹簧，锁轴后端设有弯钩。

6.如权利要求3所述的运动式座凳非机动车，其特征在于导轨轴下端分别设有齿条和平面条，往复式齿轮传动装置包括与平面条相配合的凹槽形滚动滑轮机构，凹槽形滚动滑轮机构设有圆销轴，平面条的背后是齿条，齿条与对面设置的大齿轮啮合连接，大齿轮与棘轮机构连接，齿轮棘轮机构通过键与传动轴固定连接，齿条的另一面上设有惰轮，齿条通过惰轮与小齿轮啮合连接，小齿轮与棘轮机构连接，齿轮棘轮机构与传动轴固定连接，传动轴的左右两边设有轴承，左边轴承的外档在箱体外设有输出轴，输出轴上设有键和轴套，轴套通过键与输出轴固定连接，轴套上设有凹槽，凹槽上设有钢珠，钢珠上面与辅助链轮上的中心轴套内径活动连接，轴套内侧设有轴套座，轴套座上设有开口，该开口与辅助链轮的内侧中心轴套上所设凸块匹配，啮合连接，辅助链轮通过辅助链条与辅助飞轮连接，辅助飞轮与主动轮连接，辅助链轮与齿轮箱之间设有离合器装置。

7.如权利要求6所述的运动式座凳非机动车，其特征在于辅助链轮与往复式齿轮箱之间设有离合器装置，离合器装置包括拨叉和拨叉臂，齿轮箱面上设有拨叉座，拨叉座通过拨叉轴与拨叉臂活动连接，拨叉臂端部设有圆孔、内螺纹和支头螺钉，钢丝绳穿过圆孔由支头螺钉固定连接，齿轮箱上设有弹簧靠山，弹簧靠山与拨叉臂之间设有弹簧，钢丝绳穿过弹簧和弹簧靠山，并与手把上设置的离合器拨把固定连接，弹簧靠山与离合器拨把之间设有钢丝套管，拨叉头部与辅助链轮内侧为间隙连接，辅助链轮外侧垫圈与轴套外侧垫圈之间设有弹簧，由输出轴上的螺母作固定，螺母上设有支头螺钉。

8.如权利要求1所述的运动式座凳非机动车，其特征在于主动轮与花鼓连接，花鼓与主飞轮和辅助飞轮连接，主飞轮通过花鼓组成棘轮机构，飞轮棘轮机构设有后轴，主飞轮外侧设有圆弧面，圆弧面上设有钢珠，与后轴上的夹头活动连接，夹头外侧设有螺母，主飞轮内侧面顶端设有棘齿，棘齿与设在棘爪靠山上的棘爪啮合连接，棘爪下面与钢丝弹簧连接，钢丝弹簧用棘爪靠山作钢丝弹簧靠山，在棘爪靠山与花鼓腔之间设有调整片，棘爪靠山为圆柱形，圆柱形周围设有凸块，与花鼓腔壁所设凹槽匹配啮合连接，主飞轮内侧面与棘齿交界的圆弧面上设有钢珠，钢珠另一面与花鼓内侧内凹的圆弧面活动连接，花鼓另一侧的辅助飞轮与主飞轮的结构相同，转动方向一致。

9.如权利要求1所述的运动式座凳非机动车，其特征在于主链轮与主飞轮之间的主链条下档，设有齿轮摆动机构，在主链条下档设置张紧齿轮，并且啮合连接，张紧齿轮中间设有螺钉轴，张紧齿轮与螺钉轴之间设置轴套，活动连接，张紧齿轮两侧面设有垫圈，两只垫圈外档设置夹板，往复式齿轮箱上设有螺钉轴，螺钉轴上设有螺母，螺母外档设有短轴套和长轴套，长轴套上设有两个夹板，两个夹板之间设有轴套，在轴套上设有扭转弹簧，其一头用螺钉固定连接在齿轮箱面板上，另一头弯折套在夹板所设的圆孔里，作固定连接，夹板外档的螺钉轴上设有螺母。

10.如权利要求1所述的运动式座凳非机动车，其特征在于弹簧的长度为300～500mm，外圈直径为25～50mm，弹簧（ 15） 的钢丝直径为3～5mm。