CN105727539A - 适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，该模拟器包括平衡装置和滚筒装置；平衡装置包括底座、滑动件、回转件以及摆杆；回转件上设有限位装置，底座上固定设有限位销，摆杆末端设有与限位销相匹配的一字槽使得摆杆摆动的同时又能沿限位销前后移动；滚筒装置包括机架以及两个滚筒，机架和滚筒之间设置有一个以上的惯性轮，惯性轮与滚筒相连接传动。该模拟器能在过渡区时利用设置于机架和滚筒之间的惯性轮的惯性来带动滚筒转动，从而带动自行车后轮转动，以完成一个发力区向另一个发力区的平滑过渡，大大的降低滚筒的外径和质量，不仅降低自行车的骑行重心，使儿童、老人及初学者更具安全感，而且方便携带和收纳。

Description

适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器
技术领域
本发明涉及一种健身器材，特别涉及一种与自行车配套使用的适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器。
背景技术
自行车在实际骑行过程中，其实是双脚在自行车左右脚踏板上交替用力的过程，即脚踏板以自行车中轴为圆心，围绕着四个区域(发力区、过渡区、发力区，过渡区)重复做着圆周运动，当从一个发力区向下一个发力区过渡时，就要靠自行车向前运动的惯性来完成平滑过渡。当把自行车放到骑行平衡模拟器上时，人和车都没有实际的前进速度，更不会有向前运动的惯性，这时就必须靠后轮的旋转惯性来模拟自行车向前运动的惯性，从而完成过渡区的平滑过渡。现有的产品为了尽可能模拟真实的骑行效果，滚筒必须具备足够的外径和足够的重量来满足对旋转惯性的要求。滚筒的外径大不仅会导致模拟器的重量大，携带不方便，而且外径大就会导致自行车后轮离地高度大、骑行重心高，对于儿童、老人和初学者来说就会产生恐惧心理，缺乏安全感。
发明内容
本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，该模拟器能在过渡区时利用设置于机架和滚筒之间的惯性轮的惯性来带动滚筒转动，从而带动自行车后轮转动，以完成一个发力区向另一个发力区的平滑过渡，大大的降低滚筒的外径和质量，不仅降低自行车的骑行重心，使儿童、老人及初学者更具安全感，而且方便携带和收纳。
本发明是这样实现的：一种适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，该模拟器包括用来放置自行车前轮的平衡装置和位于平衡装置后方的用来放置自行车后轮的滚筒装置；所述平衡装置包括底座、滑动连接于底座上的滑动件、转动连接于滑动件上的回转件以及固定连接于回转件上的摆杆；所述回转件上设有用来限制自行车前轮左右滑动的限位装置，所述底座上固定设有限位销，所述摆杆末端设有与限位销相匹配的一字槽使得摆杆摆动的同时又能沿限位销前后移动；所述滚筒装置包括机架以及转动连接于机架前后两端且沿左右水平方向设置的两个滚筒，所述机架和滚筒之间设置有一个以上的惯性轮，所述惯性轮与滚筒相连接传动。
为了能降低自行车骑行的重心且方便携带，所述滚筒的直径为16～55mm，所述滚筒的重量为100-5000g。
为了能适应儿童自行车且能降低骑行阻力，使骑行更顺畅，两个滚筒的轴距为100-145mm。
为了在过渡区时能更好地利用惯性轮的惯性带动滚筒转动，所述惯性轮的直径为30-165mm，所述惯性轮的重量为12-460g。
为了使惯性轮能更好地与滚筒进行连接传动，所述惯性轮转动连接于机架上，所述惯性轮上同轴固设有齿轮一，所述滚筒上同轴固设有与齿轮一相啮合传动的齿轮二。
为了更好地模拟自行车的骑行状况，所述限位销位于滑动件运动轨迹的垂直平分线上。
为了提高回转件转动的灵活性，所述滑动件的中部设有轴承座，所述轴承座安装有至少一个轴承，所述回转件中部固定安装有回转轴，所述回转轴插置于轴承的内孔上以实现回转件与滑动件的转动连接。
为了防止回转件、滑动件与底座相互脱开，所述回转轴下端采用螺纹旋装有防脱帽，所述防脱帽的大径端与底座下表面相配合，所述底座上设有与防脱帽运动轨迹相匹配的条形避让槽。
为了保证滑动件在底座上灵活地滑动，所述滑动件上设有若干个用于滑动的滚轮，所述底座上设有与滚轮相配合的滚道。
为了使滑动件不脱离滚道，所述底座的左右两侧分别竖立有限位板；为了减缓滑动件对限位板的碰撞，提高限位板的寿命，每个限位板朝里的端面分别固定安装有缓冲垫。
为了使底座与地面接触更平稳，所述底座的下表面固定安装有胶垫。
较之现有技术而言，本发明具有以下优点：
(1)本发明提供的适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，该模拟器能在过渡区时利用设置于机架和滚筒之间的惯性轮的惯性来带动滚筒转动，从而带动自行车后轮转动，以完成一个发力区向另一个发力区的平滑过渡，大大的降低滚筒的外径和质量，不仅降低自行车的骑行重心，使儿童、老人及初学者更具安全感，而且方便携带和收纳；
(2)本发明提供的适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器在回转件上设有摆杆，回转件一转动，在摆杆的作用下便能迅速带动滑动件左右滑动，仿真度高；
(3)本发明回转件与滑动件的连接采用轴承结构，大大提高了回转件转动的灵活性；
(4)本发明的回转轴下端采用螺纹旋装有防脱帽，无论在携带还是使用过程中，回转件、滑动件与底座都不会相互脱开；
(5)本发明回转件上设有用来限制自行车前轮左右滑动的限位装置，不仅使自行车前轮能更好地带动回转件转动，而且不会因摆动角度过大从回转件上滑落，保证了运动的安全性；
(6)本发明的平衡装置与滚筒装置能根据自行车前后轮距的不同而进行调整，扩大了模拟器与不同规格尺寸自行车配合使用的范围；
(7)本发明不仅结构简单、使用性能可靠、制造成本低，而且携带方便、易于推广应用。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器的三维结构示意图；
图2是图1中平衡装置的三维结构示意图；
图3是图2平衡装置的爆炸视图；
图4是图2中限位装置的多种实施方式的三维结构示意图；
图5是图2中限位装置与回转件合为一体的三维结构示意图；
图6是图1中滚筒装置的三维结构示意图；
图7是图6中滚筒装置的爆炸视图；
图8是滚筒装置另一种实施方式的三维结构示意图；
图9是图8中滚筒装置的爆炸视图；
图10是图1中自行车前轮向左转动时的三维结构示意图；
图11是图1中自行车前轮向右转动时的三维结构示意图；
图12是蹬自行车脚踏时四个区域(发力区、过渡区、发力区、过渡区)的结构示意图。
图中符号说明：1、平衡装置，1-1、底座，1-1-1、条形避让槽，1-1-2、滚道，1-2、滑动件，1-2-1、轴承座，1-2-2、轴承，1-2-3、滚轮，1-3、回转件，1-3-1、回转轴，1-4摆杆，1-4-1、一字槽，1-5、限位装置，1-6、限位销，1-7、防脱帽，1-8、限位板，1-9、缓冲垫，1-10、胶垫，2、滚筒装置，2-1、机架，2-2、滚筒，2-3、惯性轮，2-4、齿轮一，2-5、齿轮二，3、自行车前轮，4、自行车后轮。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明内容进行详细说明：
如图1－图12所示，为本发明提供的一种适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，该模拟器包括用来放置自行车前轮3的平衡装置1和位于平衡装置1后方的用来放置自行车后轮4的滚筒装置2；所述平衡装置1包括底座1-1、滑动连接于底座1-1上的滑动件1-2、转动连接于滑动件1-2上的回转件1-3以及固定连接于回转件1-3上的摆杆1-4；所述回转件1-3上设有用来限制自行车前轮3左右滑动的限位装置1-5，所述底座1-1上固定设有限位销1-6，所述限位销1-6位于滑动件1-2运动轨迹的垂直平分线上，所述摆杆1-4末端设有与限位销1-6相匹配的一字槽1-4-1使得摆杆1-4摆动的同时又能沿限位销1-5前后移动。所述滚筒装置2包括机架2-1以及转动连接于机架2-1前后两端且沿左右水平方向设置的两个滚筒2-2，所述机架2-1和滚筒2-2之间设置有一个以上的惯性轮2-3，所述惯性轮2-3与滚筒2-2相连接传动。所述限位装置1-5的形状不只局限于本实施例的方式，只要能限制自行车前轮3左右滑动即可，可以是如图2所示的形状，也可以是如图4所示的各种形状，也可以是其它形状，可以和回转件1-3做成可拆卸的方式，也可以和回转件1-3做成一体(如图5所示)。
为了能降低自行车骑行的重心且方便携带，所述滚筒2-2的直径为16～55mm，所述滚筒2-2的重量为100-5000g。
为了能适应儿童自行车且能降低骑行阻力，使骑行更顺畅，两个滚筒2-2的轴距为100-145mm。
为了在过渡区时能更好地利用惯性轮的惯性带动滚筒转动，所述惯性轮2-3的直径为30-165mm，所述惯性轮2-3的重量为12-460g。
如图6、图7所示，为了使惯性轮能更好地与滚筒进行连接传动，机架2-1上转动连接有四个惯性轮2-3，每个惯性轮2-3上同轴固设有齿轮一2-4，所述滚筒2-2上同轴固设有与齿轮一2-4相啮合传动的齿轮二2-5。当然也可以采用其它传动方式，如链轮链条传动、皮带皮带轮传动、永磁传动等等，也可以根据需要采用多级传动。惯性轮2-3也可以固定设置在滚筒2-2两侧(如图8、图9所示)，也可以固定设置在滚筒2-2内。
为了更好地模拟自行车的骑行状况，所述限位销1-6位于滑动件1-2运动轨迹的垂直平分线上。
为了提高回转件1-3转动的灵活性，如图3所示，所述滑动件1-2的中部设有轴承座1-2-1，所述轴承座1-2-1并列地安装有两个轴承1-2-2，也可以用一个宽度比较大的轴承1-2-2，轴承1-2-2上方设有轴承压板以限制轴承1-2-2的轴向移动，也可通过安装内孔卡簧的方式限制轴承外圈的轴向移动，所述回转件1-3中部固定安装有回转轴1-3-1，所述回转轴1-3-1插置于两个轴承1-2-2的内孔上以实现回转件1-3与滑动件1-2的转动连接。
为了防止回转件1-3、滑动件1-2与底座1-1相互脱开，如图3所示，所述回转轴1-3-1下端采用螺纹旋装有防脱帽1-7，所述防脱帽1-7的大径端与底座1-1下表面相配合，所述底座1-1上设有与防脱帽1-7运动轨迹相匹配的条形避让槽1-1-1。当然也可以采用其它形式的防脱钩。
为了保证滑动件1-2在底座上灵活地滑动，如图3所示，所述滑动件1-2上设有六个之转动连接的滚轮1-2-3，所述底座1-1上设有与滚轮1-2-3相配合的滚道1-1-2。滚轮1-2-3通过螺栓与滑动件1-2连接，滚轮1-2-3的数量三个以上即可，具体的数量可根据滑动件1-2的长度和承载重量而定。当然也可以采用其它方式的滑动连接，如线轨、硬轨等。
为了使滑动件1-2不脱离滚道，如图2、图3所示，所述底座1-1的左右两侧分别竖立有限位板1-8；为了减缓滑动件1-2对限位板1-8的碰撞，提高限位板1-8的寿命，每个限位板1-8朝里的端面分别固定安装有缓冲垫1-9。
为了使底座1-1与地面接触更平稳，所述底座1-1的下表面固定安装有胶垫1-10。当然也可以采用其它方式，如在底座1-1的下表面安装真空吸盘。
如图12所示，自行车在实际骑行过程中，其实是双脚在自行车左右脚踏板上交替用力的过程，即脚踏板以自行车中轴为圆心，围绕着四个区域(发力区A、过渡区B、发力区C，过渡区D)重复做着圆周运动，当从一个发力区向下一个发力区过渡时，就要靠自行车向前运动的惯性来完成平滑过渡。区域A为蹬左脚踏的发力区，区域C为蹬右脚踏的发力区。将自行车放置于模拟器上时就必须靠后轮的旋转惯性来模拟自行车向前运动的惯性，从而完成过渡区的平滑过渡。
该发明的工作原理为：如图1所示，当自行车骑行模拟器上的人没有扭动自行车车把时，滑动件1-2处于底座1-1上的中间位置。如图10所示，当自行车骑行模拟器上的人向左扭动自行车车把时，放置在限位装置1-5内的自行车前轮3就会拨动回转件1-3以回转轴1-3-1为中心向逆时针方向转动，回转件1-3带动摆杆1-4向右摆动，由于限位销1-6限制了摆杆1-4向右摆动，就迫使回转件1-3上的回转轴1-3-1推着滑动件1-2沿着底座1-1上的滚道1-1-2向左移动，此时限位销1-6与回转轴1-3-1的距离变长，摆杆1-4上的一字槽1-4-1就沿着限位销1-6向前滑动。自行车前轮3移向左侧后，在滚筒2-2上滚动的自行车后轮4便自动向左侧滚动。反之亦然，如图11所示，当自行车骑行模拟器上的人向右扭动自行车车把时，自行车前轮3和自行车后轮4均会向右移动。自行车轮向左、向右移动量的大小和移动速度的快慢与骑车人摆动自行车车把手角度的大小和骑行速度的快慢均成正比，从而实现了骑行平衡的模拟操作。当脚踏处于发力区时，后轮4能通过齿轮二2-5和齿轮一2-4带动惯性轮2-3高速旋转，当脚踏处于过渡区时，由于惯性轮2-3的惯性作用，惯性轮2-3又能通过齿轮一2-4和齿轮二2-5带动滚筒2-2转动，滚筒2-2带动自行车后轮4转动，从而完成一个发力区向另一个发力区的平滑过渡，本发明由于设置了惯性轮，从而能大大的降低滚筒的外径和质量，不仅降低自行车的骑行重心，使儿童、老人及初学者更具安全感，而且方便携带和收纳。
上述具体实施方式只是对本发明的技术方案进行详细解释，本发明并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，其特征在于：该模拟器包括用来放置自行车前轮(3)的平衡装置(1)和位于平衡装置(1)后方的用来放置自行车后轮(4)的滚筒装置(2)；所述平衡装置(1)包括底座(1-1)、滑动连接于底座(1-1)上的滑动件(1-2)、转动连接于滑动件(1-2)上的回转件(1-3)以及固定连接于回转件(1-3)上的摆杆(1-4)；所述回转件(1-3)上设有用来限制自行车前轮(3)左右滑动的限位装置(1-5)，所述底座(1-1)上固定设有限位销(1-6)，所述摆杆(1-4)末端设有与限位销(1-6)相匹配的一字槽(1-4-1)使得摆杆(1-4)摆动的同时又能沿限位销(1-5)前后移动；所述滚筒装置(2)包括机架(2-1)以及转动连接于机架(2-1)前后两端且沿左右水平方向设置的两个滚筒(2-2)，所述机架(2-1)和滚筒(2-2)之间设置有一个以上的惯性轮(2-3)，所述惯性轮(2-3)与滚筒(2-2)相连接传动。
2.根据权利要求1所述的适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，其特征在于：所述滚筒(2-2)的直径为16～55mm，所述滚筒(2-2)的重量为100-5000g。
3.根据权利要求1所述的适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，其特征在于：两个滚筒(2-2)的轴距为100-145mm。
4.根据权利要求1所述的适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，其特征在于：所述惯性轮(2-3)的直径为30-165mm，所述惯性轮(2-3)的重量为12-460g。
5.根据权利要求1所述的适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，其特征在于：所述惯性轮(2-3)转动连接于机架(2-1)上，所述惯性轮(2-3)上同轴固设有齿轮一(2-4)，所述滚筒(2-2)上同轴固设有与齿轮一相啮合传动的齿轮二(2-5)。
6.根据权利要求1所述的适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，其特征在于：所述限位销(1-6)位于滑动件(1-2)运动轨迹的垂直平分线上。
7.根据权利要求1所述的适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，其特征在于：所述滑动件(1-2)的中部设有轴承座(1-2-1)，所述轴承座(1-2-1)安装有至少一个轴承(1-2-2)，所述回转件(1-3)中部固定安装有回转轴(1-3-1)，所述回转轴(1-3-1)插置于轴承(1-2-2)的内孔上以实现回转件(1-3)与滑动件(1-2)的转动连接。
8.根据权利要求7所述的适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，其特征在于：所述回转轴(1-3-1)下端采用螺纹旋装有防脱帽(1-7)，所述防脱帽(1-7)的大径端与底座(1-1)下表面相配合，所述底座(1-1)上设有与防脱帽(1-7)运动轨迹相匹配的条形避让槽(1-1-1)。
9.根据权利要求1所述的适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，其特征在于：所述滑动件(1-2)上设有若干用于滑动的滚轮(1-2-3)，所述底座(1-1)上设有与滚轮(1-2-3)相配合的滚道(1-1-2)。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的适用于儿童的摆杆式自行车骑行平衡模拟器，其特征在于：所述底座(1-1)的左右两侧分别竖立有限位板(1-8)，每个限位板(1-8)朝里的端面分别固定安装有缓冲垫(1-9)。
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