CN104986279A - 手脚同时驱动的健身三轮车 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种手脚同时驱动的健身三轮车，其特征在于包括两个前轮和一个后轮、驱动部分、传动部分，驱动部分用来通过人的手脚运动产生驱动力，传动部分用来将驱动力传递到车轮，其中，驱动部分包括摇臂、以及脚踏板，分别用于手握和脚踏，以通过人的手脚运动带动摇臂和脚踏板前后摆动，产生驱动力，其中，传动部分包括连接到摇臂的摇臂齿轮、以及连接到脚踏板的脚踏齿轮，摇臂齿轮和脚踏齿轮相互咬合，分别沿前后方向转动，并将驱动力传递到后轮。上述健身三轮车采用双手双脚同时驱动的方式，比传统自行车单脚驱动力矩增加数倍，使骑行即快又省力，并使人体全方位运动，尤其是对上肢和腹部进行充分锻炼，可作为户外健身的优选器材。
Description
技术领域
本发明涉及人力车技术领域，尤其涉及一种手脚同时驱动的健身三轮车。
背景技术
目前市场上带手动驱动的自行车主要有以下两种形式：1、与常规脚踏车的传动方式一致的手摇式，这种方式由于摇臂较短，用手臂驱动比较吃力，且手脚协调性不好，身体姿势固定，相对传统脚踏车而言，这种驱动对速度提升和健身效果都没有什么变化；2、简易摇杆结构，即，在两轮脚踏车的基础上加装摇杆，使手脚同时驱动自行车，这种结构可以手脚同时驱动，出力大，可以使自行车更快，缺点是手摇臂由于需要前后摆动，对前轮转向控制性很差，降低了自行车的稳定性和安全性，并且由于稳定性差而导致骑车人的舒适性差。
发明内容
本发明针对现有技术中的上述缺点进行了改进，主要鉴于以上第二种摇杆式自行车的缺点，进行全新改进设计。本发明的实施例采用倒三轮形式。即，前面两个小轮，后面一个大轮，这样既增加了自行车的稳定性和舒适性，又达到手脚协调一致共同驱动自行车的目的。
根据本发明的实施例，提出了一种手脚同时驱动的健身三轮车,其特征在于包括两个前轮和一个后轮、驱动部分、传动部分，所述驱动部分用来通过人的手脚运动产生驱动力，所述传动部分用来将所述驱动力传递到所述后轮，其中，所述驱动部分包括摇臂(1)、以及脚踏板(8)，分别用于手握和脚踏，以通过人的手脚运动带动所述摇臂(1)和所述脚踏板(8)前后摆动，产生所述驱动力，其中，所述传动部分包括连接到所述摇臂(1)的摇臂齿轮(6)、以及连接到所述脚踏板(8)的脚踏齿轮(7)，所述摇臂齿轮(6)和所述脚踏齿轮(7)相互咬合，随着所述摇臂(1)和所述脚踏板(8)的前后摆动而前后转动，并将所述驱动力传递到所述后轮。
根据本发明的实施例，所述传动部分还包括与脚踏齿轮(7)固定在一起的前牙盘(9)、以及与所述前牙盘(9)和所述后轮的后牙盘(12)连接的链条(10)，所述脚踏齿轮(7)经由链条(10)，将所述驱动力传递到所述后牙盘(12)，从而带动后轮转动。
根据本发明的实施例，所述手脚同时驱动的健身三轮车还包括固定在车身上的限位杆(15)，其中，所述摇臂齿轮(6)是沿前后方向设置的扇形齿轮盘，其上具有环形槽，所述限位杆(15)插入所述环形槽，从而限定所述脚踏齿轮(7)和所述摇臂齿轮(6)的转动角度范围。
根据本发明的实施例，所述限位杆(15)和所述环形槽配合，使得所述摇臂(1)和所述脚踏板(8)的前后摆动的角度范围为50°。
根据本发明的实施例，所述传动部分还包括圆盘形的飞轮(13)、小牙盘(11)、中轴(14)，其中，所述脚踏齿轮(7)是沿前后方向设置的扇形齿轮盘，通过中轴(14)连接到脚踏板(8)，随着脚踏板(8)的前后摇动而前后转动，其中，脚踏齿轮(7)与脚踏板(8)、中轴(14)和飞轮(13)内圈固定在一起，而飞轮(13)外圈同前牙盘(9)固定在一起，其中，所述飞轮(13)与脚踏齿轮(7)共轴，所述驱动力通过脚踏齿轮(7)传递到飞轮(13)，并通过在飞轮(13)、小牙盘(11)和后牙盘(12)上咬合的链条(10)，将驱动力传递到后牙盘(12)，再传递到后轮。
根据本发明的实施例，所述手脚同时驱动的健身三轮车还包括转向部分，所述转向部分包括双转向节(2)、转向片(3)、转向连杆(4)、转向滑块(5)，其中，所述摇臂(1)插入双转向节(2)的孔内，并可绕孔轴线(A)自由旋转，带动固定在摇臂(1)上的转向片(3)一起转动，并推动转向滑块(5)及转向连杆(4)一起做左右水平运动，转向连杆(4)与前轮的悬架组成平行四边形连杆转向机构，从而实现前轮转向。
根据本发明的实施例，所述飞轮(13)是旋式飞轮，其外圈通过转接板与前牙盘(9)固定，内圈通过螺纹与中轴(14)固定，其中，所述飞轮(13)内部具有棘轮离合器，起到单方向传动驱动力的力矩的作用。
根据本发明的实施例，在摇臂(1)和脚踏板(8)相对运动时，飞轮(13)内圈和外圈啮合，并带动前牙盘(9)转动，从而驱动三轮车向前运动，反之，当摇臂(1)和脚踏板(8)反向运动时，飞轮(13)内圈与外圈分离，前牙盘(9)不动，摇臂(1)和脚踏板(8)空载复位。
根据本发明的实施例，当摇臂(1)在前置位置、脚踏板(8)在后置位置时，人的手臂前伸，两腿弯曲，此时，人的手臂开始后拉、两腿同步前伸，以将所述驱动力传递到所述后轮。
根据本发明的实施例，所述手脚同时驱动的健身三轮车还包括制动部分，所述制动部分包括转臂(17)、转轴(18)、制动臂(16)、制动线(19)、后轮制动器(20)、制动片(21)，在制动时，一脚踩制动臂(16)，通过与之固定在一起的转轴(18)和转臂(17)，拉动制动线(19)，制动线(19)拉动固定在车身上的后轮制动器(20)，使之夹紧固定在后轮上的制动片(21)。
本发明的有益效果主要在于：1、双手双脚同时驱动，比传统自行车单脚驱动力矩增加数倍，使骑行即快又省力，可做长距离旅行；2、这种驱动方式使人体全方位运动，尤其是对上肢和腹部进行充分锻炼。可作为户外健身的优选器材。
附图说明
图1为示出根据本发明的实施例的手脚同时驱动的健身三轮车的工作原理的局部示意图。
图2为示出根据本发明的实施例的手脚同时驱动的健身三轮车的传动部分的局部示意图。
图3为示出根据本发明的实施例的手脚同时驱动的健身三轮车的转向部分的局部示意图。
图4为示出根据本发明的实施例的手脚同时驱动的健身三轮车的制动部分的局部示意图。
图5为示出根据本发明的实施例的手脚同时驱动的健身三轮车的使用状态的示意图。
图6为示出根据本发明的实施例的手脚同时驱动的健身三轮车的整体结构的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明，由此，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。
本领域的技术人员能够理解，尽管以下的说明涉及到有关本发明的实施例的很多技术细节，但这仅为用来说明本发明的原理的示例、而不意味着任何限制。本发明能够适用于不同于以下例举的技术细节之外的场合，只要它们不背离本发明的原理和精神即可。
另外，为了避免使本说明书的描述限于冗繁，在本说明书中的描述中，可能对可在现有技术资料中获得的部分技术细节进行了省略、简化、变通等处理，这对于本领域的技术人员来说是可以理解的，并且这不会影响本说明书的公开充分性。
图6为示出根据本发明的实施例的手脚同时驱动的健身三轮车的整体结构的示意图。图1为示出根据本发明的实施例的手脚同时驱动的健身三轮车的工作原理的局部示意图。图2为示出根据本发明的实施例的手脚同时驱动的健身三轮车的传动部分的局部示意图。
如图1、2、6所示，根据本发明的实施例的手脚同时驱动的健身三轮车具有三个车轮，其中两个车轮在前(下面简称为“前轮”)，一个轮子在后(下面简称为“后轮”)。该健身三轮车主要包括驱动部分、传动部分、转向部分、制动部分。
所述驱动部分主要包括摇臂1、脚踏板8，分别用于手握和脚踏，以通过人的手脚运动产生驱动力。由于双手和双脚能够同时发力作用于摇臂1和脚踏板8，致使传动力矩比普通自行车大很多倍。因此，作为示例，采用两级链条传动结构(见后)，形成大齿比，能够使骑行速度大为增加。作为示例，摇臂1和脚踏板8的前后最大摆动幅度约50°，由限位杆15和摇臂齿轮6上的环形槽组成限位装置。所述驱动部分的具体工作方式需要结合其它部分来说明，这将在下面的段落中呈现。
所述传动部分主要包括摇臂齿轮6、脚踏齿轮7、链条10、前牙盘9、后牙盘12、飞轮13、小牙盘11、中轴14、限位杆15，其中，摇臂齿轮6为沿前后方向设置的扇形齿轮盘，连接到摇臂1，随着摇臂1的前后摇动而前后转动，并且摇臂齿轮6与脚踏齿轮7咬合，脚踏齿轮7也是沿前后方向设置的扇形齿轮盘，通过中轴14连接到脚踏板8，随着脚踏板8的前后摇动而前后转动，这样，借助上述齿轮，摇臂1和脚踏板8、摇臂齿轮6和脚踏齿轮7形成前后同步摇动的关系，以共同产生驱动力。中轴14上还设置有圆盘形的飞轮13，其与脚踏齿轮7共轴(中心均为中轴14的轴线C)，驱动力通过脚踏齿轮7传递到飞轮13，并通过在飞轮13上咬合的链条传递到后牙盘12(经由小牙盘11)，再传递到后轮。限位杆15固定在车身上，并插入到摇臂齿轮6的中空部分(环形槽)，用来限制脚踏齿轮7和摇臂齿轮6的前后转动角度。
具体地，摇臂齿轮6固定在双转向节2上，并使二者轴线B重合。当双手作用于摇臂1绕轴线B向人体方向摆动时，转矩通过双转向节2带动摇臂齿轮6旋转。摇臂齿轮6将转矩传递给与之啮合的脚踏齿轮7。脚踏齿轮7同脚踏板8、中轴14和飞轮13内圈固定在一起，而飞轮13外圈同前牙盘9固定在一起，中轴14、前牙盘9和飞轮13具有共同的轴线C，其也是脚踏板8的转动柄的转轴。这样，通过脚踏齿轮7同时将来自摇臂1和脚踏板8的驱动力矩传递给固定在中轴14上的飞轮13。并通过飞轮13传递给前牙盘9。通过前牙盘9和链条10的传动，最终传递给后轮，驱动三轮车前行。
飞轮13可采用普通自行车的旋式飞轮，外圈通过转接板与前牙盘9固定，内圈通过螺纹同中轴14固定。飞轮13内部的棘轮离合器起到单方向传动力矩的作用，即摇臂1和脚踏板8相对运动时，飞轮13内圈和外圈啮合并带动前牙盘9转动，从而驱动三轮车向前运动，反之，当摇臂1和脚踏板8反向运动时，飞轮13内圈与外圈分离，前牙盘9不动，摇臂1和脚踏板8空载复位。
注意，上面的说明仅为示例，转矩传递方式也可采用现有的人力车所采用的其它方式，为了使说明书的描述简明，在此不再赘述。
图5为示出根据本发明的实施例的手脚同时驱动的健身三轮车的使用状态的示意图。
下面参照图5说明人体运动方式。随着摇臂1的摆动，人体运动状态也随之变化，当摇臂1在前置位置、脚踏板8在后置位置——屈体位时，手臂前伸，两腿弯曲，呈蓄势状态。此时双手双脚同时开始给三轮车施加驱动力，飞轮13的内外圈啮合，通过两级链条传动驱动三轮车前行。当摇臂1摇动到后置位置、脚踏板8伸展到前置位置——伸展位时，施加驱动力的过程结束，人体呈现伸展状态。此时双腿伸直蹬出，身体后倾，双手将摇臂1拉回到腹部位置。然后身体再次前伸，双腿收回，整个身体回复到初始位置——屈体位，此过程是复位过程，飞轮13内外圈分离，人体四肢对三轮车不施加驱动力。以此类推，屈体位→伸展位→屈体位→伸展位循环往复。
图3为示出根据本发明实例的手脚同时驱动的健身三轮车的转向部分的局部示意图。
如图3所示，所述转向部分主要包括双转向节2、转向片3、转向连杆4、转向滑块5。参照图3，将所述转向部分的结构特点和工作方式简述如下。
摇臂1插入双转向节2的孔内，并可绕孔轴线A(图2)自由旋转。带动固定在摇臂1上的转向片3一起转动，并推动转向滑块5及转向连杆4一起做左右水平运动。转向连杆4与车轮悬架组成平行四边形连杆转向机构，实现车轮转向。
注意，上面的说明仅为示例，前轮转向的方式可采用现有的人力车(尤其是前轮为双轮的人力车)所采用的各种方式，为了使说明书的描述简明，在此不再赘述。
图4为示出根据本发明的实施例的手脚同时驱动的健身三轮车的制动部分的局部示意图。
所述制动部分主要包括转臂17、转轴18、制动臂16、制动线19、后轮制动器20、制动片21、制动把22。
作为示例，制动部分可采用脚刹和手刹并用的结构，手刹采用通用自行车碟片式制动方式，左右前轮分别对应左右手控制制动。手刹通过制动把22进行，属于辅助制动，可采用现有的人力车的制动方式。另一方面，主要制动力源于后轮的脚刹结构，其中，在脚刹制动时，左脚踩制动臂16，通过与之固定在一起的转轴18和转臂17，拉动制动线19，制动线19拉动固定在车架上的后轮制动器20，使之夹紧固定在后轮上的制动片21，达到制动目的。
注意，上面的说明仅为示例，制动的方式可采用其它现有的人力车所采用的各种方式，为了使说明书的描述简明，在此不再赘述。
与现有脚踏自行车，三轮车相比，本发明的三轮车有如下优点：1、倒三轮结构，使车体运动时更加安全平稳；2、出力大，可四肢同时驱动，使骑行速度更快；3、全身性的运动，非常适合做健身运动器材；4、传统脚踏车采用双脚几乎垂直向下蹬的方式驱动，因此车座与脚踏板水平距离很小，为骑行需要，车座必然要做的很窄。结果对臀部造成局部压力大，长时间骑行甚至会造成损伤，相比之下，本发明的三轮车可以按照人体工学的要求设计各种舒适性座椅。
本发明涉及的三轮车脚踏板前移很多，双脚向前下方蹬，因此车座宽度不受骑行限制，可做的宽大、舒服。大大减轻对臀部的压力，使骑行更加舒适。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围之中。
Claims (10)
1.一种手脚同时驱动的健身三轮车，其特征在于包括两个前轮和一个后轮、驱动部分、传动部分，所述驱动部分用来通过人的手脚运动产生驱动力，所述传动部分用来将所述驱动力传递到所述后轮，
其中，所述驱动部分包括摇臂(1)、以及脚踏板(8)，分别用于手握和脚踏，以通过人的手脚运动带动所述摇臂(1)和所述脚踏板(8)前后摆动，产生所述驱动力，
其中，所述传动部分包括连接到所述摇臂(1)的摇臂齿轮(6)、以及连接到所述脚踏板(8)的脚踏齿轮(7)，所述摇臂齿轮(6)和所述脚踏齿轮(7)相互咬合，随着所述摇臂(1)和所述脚踏板(8)的前后摆动而前后转动，并将所述驱动力传递到所述后轮。
2.根据权利要求1所述的手脚同时驱动的健身三轮车，其特征在于，所述传动部分还包括与脚踏齿轮(7)固定在一起的前牙盘(9)、以及与所述前牙盘(9)和所述后轮的后牙盘(12)连接的链条(10)，所述脚踏齿轮(7)经由链条(10)，将所述驱动力传递到所述后牙盘(12)，从而带动后轮转动。
3.根据权利要求1所述的手脚同时驱动的健身三轮车，其特征在于还包括固定在车身上的限位杆(15)，其中，所述摇臂齿轮(6)是沿前后方向设置的扇形齿轮盘，其上具有环形槽，所述限位杆(15)插入所述环形槽，从而限定所述脚踏齿轮(7)和所述摇臂齿轮(6)的转动角度范围。
4.根据权利要求3所述的手脚同时驱动的健身三轮车，其特征在于，所述限位杆(15)和所述环形槽配合，使得所述摇臂(1)和所述脚踏板(8)的前后摆动的角度范围为50°。
5.根据权利要求2所述的手脚同时驱动的健身三轮车，其特征在于，所述传动部分还包括圆盘形的飞轮(13)、小牙盘(11)、中轴(14)，
其中，所述脚踏齿轮(7)是沿前后方向设置的扇形齿轮盘，通过中轴(14)连接到脚踏板(8)，随着脚踏板(8)的前后摇动而前后转动，
其中，脚踏齿轮(7)与脚踏板(8)、中轴(14)和飞轮(13)内圈固定在一起，而飞轮(13)外圈同前牙盘(9)固定在一起，
其中，所述飞轮(13)与脚踏齿轮(7)共轴(C)，所述驱动力通过脚踏齿轮(7)传递到飞轮(13)，并通过在飞轮(13)、小牙盘(11)和后牙盘(12)上咬合的链条(10)，将驱动力传递到后牙盘(12)，再传递到后轮。
6.根据权利要求1所述的手脚同时驱动的健身三轮车，其特征在于还包括转向部分，所述转向部分包括双转向节(2)、转向片(3)、转向连杆(4)、转向滑块(5)，
其中，所述摇臂(1)插入双转向节(2)的孔内，并可绕孔轴线(A)自由旋转，带动固定在摇臂(1)上的转向片(3)一起转动，并推动转向滑块(5)及转向连杆(4)一起做左右水平运动，转向连杆(4)与前轮的悬架组成平行四边形连杆转向机构，从而实现前轮转向。
7.根据权利要求5所述的手脚同时驱动的健身三轮车，其特征在于，所述飞轮(13)是旋式飞轮，其外圈通过转接板与前牙盘(9)固定，内圈通过螺纹与中轴(14)固定，
其中，所述飞轮(13)内部具有棘轮离合器，起到单方向传动驱动力的力矩的作用。
8.根据权利要求7所述的手脚同时驱动的健身三轮车，其特征在于，在摇臂(1)和脚踏板(8)相对运动时，飞轮(13)内圈和外圈啮合，并带动前牙盘(9)转动，从而驱动三轮车向前运动，反之，当摇臂(1)和脚踏板(8)反向运动时，飞轮(13)内圈与外圈分离，前牙盘(9)不动，摇臂(1)和脚踏板(8)空载复位。
9.根据权利要求1所述的手脚同时驱动的健身三轮车，其特征在于，当摇臂(1)在前置位置、脚踏板(8)在后置位置时，人的手臂前伸，两腿弯曲，此时，人的手臂开始后拉、两腿同步前伸，以将所述驱动力传递到所述后轮。
10.根据权利要求1所述的手脚同时驱动的健身三轮车，其特征在于还包括制动部分，
所述制动部分包括转臂(17)、转轴(18)、制动臂(16)、制动线(19)、后轮制动器(20)、制动片(21)，
在制动时，一脚踩制动臂(16)，通过与之固定在一起的转轴(18)和转臂(17)，拉动制动线(19)，制动线(19)拉动固定在车身上的后轮制动器(20)，使之夹紧固定在后轮上的制动片(21)。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106476958A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-03-08 | 浙江逗哈科技股份有限公司 | 一种偏摆式车辆上的偏摆及转向机构 |
| WO2023066284A1 (zh) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | 上海国诣机器人科技有限公司 | 划桨脚踏自行车 |
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2015
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| WO2023066284A1 (zh) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | 上海国诣机器人科技有限公司 | 划桨脚踏自行车 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151021 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |