CN109665017A - 踏板驱动自行车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种踏板驱动自行车，包括：前轮组件，其包括前轮分总成、前叉、车把；车架；踏板组件，其包括踏板轴、一对踏板、一对踏板传动连杆；一对复位弹簧组件，其对称分布在所述车架的两侧，所述复位弹簧组件包括滑动连接复位弹簧导向套、复位弹簧导向杆以及两端与二者分别抵接的复位弹簧；后轮组件，其包括一对传动摇臂、一对单向轴承、后轮传动轴、行星齿轮架、太阳齿轮、齿圈、后轮轮毂、后轮轮胎。本发明能够由人体重力驱动，通过双脚交替踩踏实现动力平稳输出，配合折叠结构实现高度、长度的双向折叠，具有折叠体积小、便于携带的优点。

Description

踏板驱动自行车

技术领域

本发明涉及交通工具。更具体地说，本发明涉及一种踏板驱动自行车。

背景技术

随着国内城市化进程的加快，城市交通污染和道路拥堵问题日益突出，近几年很多企业都在致力于研究更小更便捷的短途交通工具。传统自行车的驱动模式中，人是坐姿驾驶，基本只能靠腿部发力驱动，人的双脚需要呈圆周式踩踏转动，当踩踏行程到上止点和下止点时动力输出为零，到中间时输出扭力达到峰值，如此交替循环，在自行车比赛的冲刺阶段运动员都会离开座椅，用全身发力来提高动力输出。传统自行车的驱动存在以下问题：一方面，动力为起伏较大的波形输出，所以部分能量被无效做功消耗掉，另一方面，人不断做腿部的屈伸运动，力量是由小变大，而传统自行车的输出扭力是由小变大再变小的过程，特别是在末段，人体力量最大时传动扭力却非常小甚至为零，与人体力量分配不匹配，容易感到疲惫。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种踏板驱动自行车，其能够由人体重力驱动，通过双脚交替踩踏实现动力平稳输出，配合折叠结构实现高度、长度的双向折叠，具有折叠体积小、便于携带的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种踏板驱动自行车，包括：

前轮组件，其包括前轮分总成、前叉、车把；

车架；

踏板组件，其包括踏板轴、一对踏板、一对踏板传动连杆，所述踏板轴垂直于行进方向穿设于所述车架的前端，一对踏板的一端与所述踏板轴铰接、另一端与一对踏板传动连杆的一端铰接，一对踏板的另一端的铰接点上方形成脚踏面；

一对复位弹簧组件，其对称分布在所述车架的两侧，所述复位弹簧组件包括滑动连接复位弹簧导向套、复位弹簧导向杆以及两端与二者分别抵接的复位弹簧，所述复位弹簧导向套的一端铰接在所述前叉上，所述复位弹簧导向杆的一端铰接在该侧的踏板的一端上，所述复位弹簧的弹性拉力使所述脚踏面未受到踩踏力时由水平状态绕所述踏板轴向上转动至倾斜状态；

后轮组件，其包括一对传动摇臂、一对单向轴承、后轮传动轴、行星齿轮架、太阳齿轮、齿圈、后轮轮毂、后轮轮胎，一对传动摇臂分别与一对踏板传动连杆的另一端铰接，一对单向轴承外接一对传动摇臂、内接所述后轮传动轴的两端，所述单向轴承设置为：踩踏力驱动传动摇臂转动方向为锁死状态，所述后轮传动轴与所述行星齿轮架固接，所述行星齿轮架与所述太阳齿轮、所述齿圈啮合，所述齿圈的齿数大于所述太阳齿轮，所述太阳齿轮与所述后轮轮毂固接，所述齿圈通过齿圈固定罩固接在所述车架的后端上。

优选的是，所述传动摇臂包括一体成型的第一部分与第二部分，所述第一部分为固定套设在所述单向轴承外部的圆柱状结构，所述第二部分沿所述第一部分的切线延伸形成径向凸出结构，所述第二部分的端部形成与所述踏板传动连杆铰接的铰接点。

优选的是，所述踏板传动连杆的两端分别设有沿其长度方向延伸的第一导向孔、第二导向孔，第一导向轴穿过所述踏板的另一端与第一导向孔，实现所述踏板与所述踏板传动连杆的铰接，第二导向轴穿过所述第二部分与第二导向孔，实现所述传动摇臂与所述踏板传动连杆的铰接，所述第一导向孔、所述第二导向孔的长度设置为：所述脚踏面呈所述水平状态转动至所述倾斜状态时，所述踏板与所述踏板传动连杆形成朝下的钝角且逐渐减小。

优选的是，所述前叉外周自上至下依次设有第一铰接点和第二铰接点，所述车架前端位于所述踏板轴后方设有第四铰接点，所述踏板驱动自行车还包括：

梯形上连杆，其一端铰接在所述第一铰接点上、另一端铰接在所述第四铰接点上，所述梯形上连杆上垂直于行进方向设有上连杆固定轴；

梯形下连杆，其一端铰接在所述第二铰接点上、另一端铰接在所述踏板轴上，所述梯形下连杆的长度小于所述梯形上连杆，所述复位弹簧导向套的一端铰接在所述梯形下连杆上；

三角限位拉杆，其一端铰接在所述第二铰接点上，所述三角限位拉杆上靠近其另一端处设有U形导向槽，所述导向槽的任一路径宽度略大于所述上连杆固定轴的外径，供所述上连杆固定轴穿设，所述导向槽内部设有弹性弧形限位片，所述限位片的中部固定在所述导向槽，所述限位片未受外力时，其两端分别朝向所述导向槽的两端翘起，并抵顶所述上连杆固定轴于所述导向槽的其中一端；

一对便携拖轮，其对称分布在所述车架的两侧，并轴承安装在在所述踏板轴的两端；

其中，所述上连杆固定轴位于所述导向槽远离第二铰接点的一端时，前轮轮胎与后轮轮胎位于同一行驶面上，所述上连杆固定轴位于所述导向槽靠近第二铰接点的一端时，所述前叉平行于所述车架，前轮轮胎与一对便携拖轮位于同一行驶面上。

优选的是，所述车把为一对V形子车把，所述车把通过压紧组件与所述前叉转动连接；

所述子车把的上端形成持握端、下端设有转动结构，所述转动结构的一侧设有内滑动斜面，所述转动结构还设有位于中心的第一贯通孔与位于上下方的一对第二贯通孔，一对第二贯通孔的圆心位于所述第一贯通孔的同一条直径上；

所述压紧组件包括一对压紧杆、一对压紧弹簧、定位板、一对固定拉杆、拉紧轴、压紧盖板、一对定位钢珠，所述定位板设有一对第三贯通孔，所述压紧盖板固定在车身上，所述压紧盖板设有一对第四贯通孔，所述定位板的一侧设有与所述内滑动斜面配合的外滑动斜面，所述外滑动斜面上还设有上滑槽、下滑槽，一对固定拉杆分别穿过一对第一贯通孔、一对第四贯通孔，一对固定拉杆的一端设有内螺纹，一对压紧杆分别穿过一对压紧弹簧伸入一对第三贯通孔，与一对固定拉杆固定连接，将一对定位钢珠卡设在所述外滑动斜面与所述内滑动斜面之间，所述定位钢珠的外径略大于所述第二贯通孔的直径，一对固定拉杆的下端设有上缺口，所述压紧盖板预留有下缺口，所述上缺口、下缺口形成收纳所述拉紧轴的空间，所述上缺口限制所述拉紧轴垂直于一对固定拉杆设置，所述下缺口限制所述拉紧轴除旋转以外的运动，所述拉紧轴伸出所述压紧盖板的部分设有操纵其旋转的手柄；

其中，所述上缺口设置为：所述手柄转动至下极限位置时，所述拉紧轴抵顶一对固定拉杆朝向手柄的方向移动，一对压紧弹簧顶紧所述定位板挤压所述压紧盖板，所述外滑动斜面伸入所述内滑动斜面，一对定位钢珠受力卡设在所述上滑槽、下滑槽与一对第二贯通孔的连接处，限制车把的旋转；所述手柄转动至上极限位置时，一对压紧弹簧顶紧一对压紧杆远离手柄的方向移动，所述外滑动斜面远离所述内滑动斜面，所述定位板与所述压紧盖板分离至一对定位钢珠不受力，不妨碍车把的旋转。

优选的是，所述前叉包括伸缩立管、转向轴套管、前叉分总成，所述车把通过压紧组件与所述伸缩立管转动连接，所述伸缩立管通过传动组件、滑动套筒与所述转向轴套管滑动连接，所述转向轴套管底部通过前叉分总成轴承连接前轮分总成，所述第一铰接点、所述第二铰接点均位于所述转向轴套管上，所述上连杆固定轴位于所述导向槽靠近第二铰接点的一端时，所述转向轴套管平行于所述车架；

所述伸缩立管的上端与所述压紧盖板固定连接，所述伸缩立管内部沿轴向设有第五贯通孔，所述伸缩立管的下端向下延伸一对弹性片；

所述传动组件包括传动钢丝、滑动销、传动弹簧，所述传动钢丝的上端安装在所述拉紧轴上，所述传动钢丝穿过所述第五贯通孔，所述传动钢丝的下端安装在所述滑动销上，所述滑动销自上至下包括杆部、块部，所述块部的外径大于所述杆部的外径，所述传动弹簧套设在所述杆部，所述传动弹簧的上端、下端分别抵顶在所述伸缩立管的底面和所述块部的顶面，所述块部的外周设有外滑动锥面；

所述滑动套筒内部设有与所述外滑动锥面配合的内滑动锥面，所述滑动套筒外部与一对弹性片可拆卸连接，且连接处位于所述滑动套筒设有所述内滑动锥面的部分；

所述转向轴套管内部沿轴线向设有第六贯通孔，所述转向轴套管的上部同轴设有尺寸较小的固定套筒；

其中，所述手柄转动至上极限位置时，所述传动钢丝提升所述滑动销至所述外滑动锥面脱离所述内滑动锥面，一对弹性件不受力，所述伸缩立管、一对弹性片、所述滑动套筒形成的联动结构可沿轴向自由滑动于所述固定套筒内部；所述手柄转动至下极限位置时，所述传动弹簧推动滑动销至所述外滑动锥面伸入所述内滑动锥面，一对弹性件受外胀力，所述联动结构的外尺寸大于所述固定套筒的内径。

优选的是，所述外滑动斜面、所述内滑动斜面均为圆台状，所述压紧杆的伸入方向上，所述外滑动斜面的外径逐渐减小，所述内滑动斜面的外径逐渐减小。

优选的是，所述拉紧轴的径向剖面为类优弧弓形，所述压紧杆的伸入方向上，所述上缺口的竖向剖面包括扇形部分和方形部分，所述扇形部分的圆心角为90°，所述扇形部分的线性边与所述方形部分的边长相接，所述扇形部分的半径、所述拉紧轴的半径、所述方形部分的边长相等，所述手柄转动至上极限位置时，所述拉紧轴的线性部呈竖直设置，且与所述上缺口远离所述方形部分的边长贴合，所述手柄转动至下极限位置时，所述拉紧轴的弧形部与所述上缺口的扇形部分的弧形边贴合，且所述拉紧轴的线性部靠近所述压紧杆的一端高于远离所述压紧杆的另一端；

所述手柄为匚形结构，所述手柄的两个端部与所述拉紧轴固定连接，所述手柄转动至下极限位置时，所述手柄呈竖直向下的平面；所述手柄转动至上极限位置时，所述手柄呈倾斜向上的平面。

优选的是，所述外滑动锥面、所述内滑动锥面均为圆台状，所述外滑动锥面的外径自上至下逐渐减小，所述内滑动锥面的内径自上至下逐渐减小。

优选的是，所述伸缩立管、所述转向轴套管为铝质，所述滑动套筒、所述固定套筒为塑料材质。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、本发明的踏板驱动结构驱动行程非圆周模式，而是夹角往复运动，传动力矩更接近于峰值力矩，当一只脚动力输出行程快结束时可以快速抬起另一只脚继续进行动力输出，动力输出更加平稳持续；

第二、本发明的踏板驱动结构与人体输出力量分布完全相符，在人体动力输出最大的末段传动扭力也达到峰值，相对于传统的自行车驱动方式，本发明的踏板驱动结构更符合人体力学；

第三、本发明踏板驱动结构为站立驱动，能更加有效的利用人体自身重力及腰腹力量发力，健身效果更好；

第四、本发明的踏板驱动结构更加扁平化，用连杆取代飞轮链条传动，用行星齿轮组在后轮轮毂内增加传动速比，更加有效的利用了空间，便于进行高效的折叠设计。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一种技术方案的展开结构示意图；

图2为本发明的一种技术方案的折叠结构示意图；

图3为本发明的驱动分总成零件示意图；

图4为人体力学示意图；

图5为本发明的一种技术方案的一侧踏板踩踏示意图；

图6为本发明的一种技术方案的另一侧踏板踩踏示意图；

图7为本发明的一种技术方案的后轮剖视图；

图8为本发明的一种技术方案与单铰链结构的折叠效果对比示意图；

图9为本发明的一种技术方案的车身折叠示意图；

图10为本发明的一种技术方案的前叉零件示意图；

图11为本发明的一种技术方案的前叉剖视图；

图12为本发明的一种技术方案的车把折叠剖视图；

图13为本发明的一种技术方案的车把伸缩剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-7所示，本发明提供一种踏板驱动自行车，包括：

前轮组件，其包括前轮分总成(包括但不局限于前轮轮胎37、前轮轮毂38、前轮传动轴39等结构)、前叉(包括但不局限于管体、前叉分总成，前叉分总成包括一对叉架42、减震弹簧43等)、车把3(其可以为T形车把3或一对V形车架4，具有导向和持握结构即可)；

车架4，其为行驶时平行于地面类似于工字形的结构，具有安装部件、传递动力的功能，车架4的两端均具有用于铰接的通孔，车架4上还具有用于加强其稳定性的连杆、用于连接前轮组件并供其活动套设的固定轴、用于固定后轮组件的连接部；

踏板组件，其包括踏板轴5、一对踏板6、一对踏板传动连杆7，所述踏板轴5垂直于行进方向穿设于所述车架4的前端，踏板6的两端均具有用于铰接的通孔，踏板6的上部靠近一端处还具有耳板，一对踏板6的一端与所述踏板轴5铰接、另一端与一对踏板传动连杆7的一端铰接，一对踏板6的另一端的铰接点上方形成脚踏面；

一对复位弹簧组件，其对称分布在所述车架4的两侧，所述复位弹簧组件包括滑动连接复位弹簧导向套8、复位弹簧导向杆9以及两端与二者分别抵接的复位弹簧10，复位弹簧10为拉簧，即受到拉力伸长后进行回弹至初始状态，所述复位弹簧导向套8的一端铰接在所述前叉上，所述复位弹簧导向杆9的一端铰接在该侧的踏板6的一端上，所述复位弹簧10的弹性拉力使所述脚踏面未受到踩踏力时由水平状态绕所述踏板轴5向上转动至倾斜状态；

后轮组件，其包括一对传动摇臂11、一对单向轴承12、后轮传动轴13、行星齿轮架14、太阳齿轮15、齿圈16、后轮轮毂17、后轮轮胎18，传动摇臂11为具有异形连接部的套筒状结构，一对传动摇臂11分别与一对踏板传动连杆7的另一端铰接，一对单向轴承12外接一对传动摇臂11、内接所述后轮传动轴13的两端，所述单向轴承12设置为：踩踏力驱动传动摇臂11转动方向为锁死状态，即从图1-2的视角，踩踏力驱动传动摇臂11逆时针转动，即单向轴承12逆时针为锁死状态，也就是说，向下踩踏脚踏面的过程中，复位弹簧10被外力拉伸，传动摇臂11逆时针旋转，后轮传动轴13不会随着其逆时针旋转，后轮轮毂17也就不会顺时针旋转，反之，向上抬起脚踏面的过程中，复位弹簧10在弹性力作用下回弹，传动摇臂11顺时针旋转，后轮传动轴13随着其顺时针旋转，后轮轮毂17逆时针旋转，自行车向前行进，所述后轮传动轴13与所述行星齿轮架14固接，所述行星齿轮架14与所述太阳齿轮15、所述齿圈16啮合，所述齿圈16的齿数大于所述太阳齿轮15，提高转速比，人用其自身重力使传动摇臂11旋转不足1圈，但却能够带动后轮轮毂17旋转多圈，所述太阳齿轮15与所述后轮轮毂17固接，所述齿圈16通过齿圈固定罩35固接在所述车架4的后端上。

在上述技术方案中，踏板6在复位弹簧10的作用下，始终处于翘起状态，人踩踏在脚踏面上时踏板6绕踏板轴5向下转动，带动踏板传动连杆7推动传动摇臂11转动，传动摇臂11内钢接单向轴承12，单向轴承12在驱动时摇臂转动方向为锁死状态，摇臂将转动扭力传递给后轮传动轴13，后轮传动轴13与后轮轮毂17内的行星齿轮架14钢接，后轮轴带动行星齿轮架14转动，由于齿圈16被固定在车架4上，行星齿轮架14与齿圈16形成相对运动，并把动力传递给固定在后轮轮毂17上的太阳齿轮15，最终驱动后轮轮毂17转动实现提高转速比的动力输出，当停止踩踏脚踏面或抬起踏板6，传动摇臂11静止或反向运动时，单向轴承12呈开放状态，单向轴承12与后轮轮轴枢接，后轮轮毂17可继续向前转动，使用时双脚可以交替踩踏，也可以同时踩踏，完全用人体重力驱动车辆。

本发明的踏板驱动结构驱动行程非圆周模式，而是夹角往复运动，传动力矩更接近于峰值力矩，当一只脚动力输出行程快结束时可以快速抬起另一只脚继续进行动力输出，动力输出更加平稳持续；如图2所示，踏板驱动结构与人体输出力量分布完全相符，在人体动力输出最大的末段传动扭力也达到峰值，相对于传统的自行车驱动方式，本发明的踏板驱动结构更符合人体力学；踏板驱动结构为站立驱动，能更加有效的利用人体自身重力及腰腹力量发力，健身效果更好；踏板驱动结构更加扁平化，用连杆取代飞轮链条传动，用行星齿轮架14在后轮轮毂17内增加传动速比，更加有效的利用了空间，便于进行高效的折叠设计。

在另一种技术方案中，如图3所示，所述传动摇臂11包括一体成型的第一部分与第二部分，所述第一部分为固定套设在所述单向轴承12外部的圆柱状结构，所述第二部分沿所述第一部分的切线延伸形成径向凸出结构，所述第二部分的端部形成与所述踏板传动连杆7铰接的铰接点，第二部分可以为夹设踏板传动连杆7的一对耳板，也可以为杆体或块体，固定轴穿过第二部分、踏板传动连杆7的通孔，实现传动摇臂11与踏板传动连杆7的铰接，从图1-2的视角，踩踏力驱动踏板6与踏板传动连杆7发生相对转动，推动传动摇臂11逆时针转动，当单向轴承12开放状态时，能够更好地将动力传递给后轮传动轴13。

在另一种技术方案中，如图3所示，所述踏板传动连杆7的两端分别设有沿其长度方向延伸的第一导向孔、第二导向孔，第一导向轴穿过所述踏板6的另一端与第一导向孔，实现所述踏板6与所述踏板传动连杆7的铰接，第二导向轴穿过所述第二部分与第二导向孔，实现所述传动摇臂11与所述踏板传动连杆7的铰接，所述第一导向孔、所述第二导向孔的长度设置为：所述脚踏面呈所述水平状态转动至所述倾斜状态时，所述踏板6与所述踏板传动连杆7形成朝下的钝角且逐渐减小。当第一导向孔、第二导向孔具有一定轴向长度时，一系列的联动能够在狭小空间小幅度调整，使踏板6与踏板传动连杆7的相对转动、踏板传动连杆7相对于传动摇臂11的转动更自如，能量传递效率更高。

在另一种技术方案中，如图3、5-6所示，所述前叉外周自上至下依次设有第一铰接点和第二铰接点，第一铰接点、第二铰接点可以为带通孔的一对耳板，所述车架4前端位于所述踏板轴5后方设有第四铰接点，第四铰接点可以为固定在车架4上的一根固定轴，所述踏板驱动自行车还包括：

梯形上连杆19，其一端铰接在所述第一铰接点上(梯形上连杆19的一端设有固定轴穿过第一铰接点的一对耳板实现铰接)、另一端铰接在所述第四铰接点上(第四铰接点的固定轴穿过梯形上连杆19另一端的通孔实现铰接)，所述梯形上连杆19上垂直于行进方向设有上连杆固定轴；

梯形下连杆20，其一端铰接在所述第二铰接点上(梯形下连杆20的一端设有固定轴穿过第二铰接点的一对耳板实现铰接)、另一端铰接在所述踏板轴5上(踏板轴5穿过梯形下连杆20另一端的通孔实现铰接)，所述梯形下连杆20的长度小于所述梯形上连杆19，使前叉呈近似竖直状态便于掌控车把3，所述复位弹簧导向套8的一端铰接在所述梯形下连杆20上，相较于安装在前叉上，缩小了复位弹簧10的长度需求，便于生产和使用；

三角限位拉杆21，其一端铰接在所述第二铰接点上(梯形上连杆19的一端设有的固定轴穿过第一铰接点的一对耳板、三角限位拉杆21一端的通孔实现铰接)，所述三角限位拉杆21上靠近其另一端处设有U形导向槽，导向槽沿三角限位拉杆21延伸一端距离，该距离的长短决定前叉的折叠幅度，所述导向槽的任一路径宽度略大于所述上连杆固定轴的外径，供所述上连杆固定轴穿设，所述导向槽内部设有弹性弧形限位片36，所述限位片36的中部固定在所述导向槽，所述限位片36未受外力时，其两端分别朝向所述导向槽的两端翘起，并抵顶所述上连杆固定轴于所述导向槽的其中一端；

一对便携拖轮22，其对称分布在所述车架4的两侧，并轴承安装在在所述踏板轴5的两端，便携拖轮22可采用耐磨材质，无需轮胎罩设；

其中，所述上连杆固定轴位于所述导向槽远离第二铰接点的一端时，如图3-4所示，前轮轮胎37与后轮轮胎18位于同一行驶面上，便携拖轮22悬空，自行车处于非折叠状态，所述上连杆固定轴位于所述导向槽靠近第二铰接点的一端时，如图6所示，前轮轮胎37与后轮轮胎18呈对角状态，所述前叉平行于所述车架4，前轮轮胎37与一对便携拖轮22位于同一行驶面上，可通过拖动自行车，前轮轮胎37与便携拖轮22接触地面，实现地面滑动。

在上述技术方案中，梯形上连杆19和梯形下连杆20的两端通过固定轴分别枢接在车架4和前叉上，形成梯形结构，三角限位拉杆21一端枢接在前叉下端的梯形下连杆20固定轴上，另一端通过导向槽枢接在上连杆固定轴上，形成三角结构，因在梯形结构中加入了三角结构，所以前叉与车架4之间的连接是刚性连接，同时踏板6被复位弹簧10拉动翘起，当需要折叠时，向上搬动三角限位拉杆21，克服限位片36阻力，使上连杆固定轴从导向槽右侧的限位空间退出，三角限位拉杆21在折叠方向上不再具有限位作用，在梯形结构的引导下，同时将前轮分总成向后轮轮胎18及车架4收缩，大幅压缩前后轮轴距和高度，实现前后和上下的双向折叠，当折叠到位后，在限位片36的作用下，将上连杆固定轴卡入导向槽左侧的限位空间，锁止折叠状态，同时踏板6复位弹簧10处于释放状态，对踏板6没有约束，踏板6向下折叠。

如图8所示，通过4铰链梯形连杆折叠结构，可实现折叠目标的可控移位，与单铰链折叠结构对比，可将影响折叠后体积的前轮组件定向移位，以大幅度减小折叠后的长度和高度。

在另一种技术方案中，如图10-12所示，所述车把3为一对V形子车把，所述车把3通过压紧组件与所述前叉转动连接；

所述子车把的上端形成持握端、下端设有转动结构40，所述转动结构40的一侧设有内滑动斜面，内滑动斜面为一凹槽状结构，可以为内径均匀的圆柱状结构，也可以为具有内径均匀变化的倾斜圆台状结构，只要能实现外滑动斜面相对于内滑动斜面作靠近或远离的活动均可，所述转动结构40还设有位于中心的第一贯通孔与位于上下方的一对第二贯通孔，第一贯通孔位于中心处，一对第二贯通孔的圆心位于所述第一贯通孔的同一条直径上；

所述压紧组件包括一对压紧杆23、一对压紧弹簧24、定位板25、一对固定拉杆26、拉紧轴27、压紧盖板28、一对定位钢珠29，所述定位板25设有一对第三贯通孔，所述压紧盖板28固定在前叉上，所述压紧盖板28设有一对第四贯通孔，第一贯通孔、第二贯通孔、第三贯通孔、第四贯通孔的开口方向一致，与行进方向一致，所述定位板25的一侧设有与所述内滑动斜面配合的外滑动斜面，外滑动斜面为一凸出状结构，可以为外径均匀的圆柱状结构，也可以为具有外径均匀变化的倾斜圆台状结构，所述外滑动斜面上还设有上滑槽、下滑槽，沿圆周轴向或母线设置，一对固定拉杆26分别穿过一对第一贯通孔、一对第四贯通孔，一对固定拉杆26的一端设有内螺纹，一对压紧杆23分别穿过一对压紧弹簧24伸入一对第三贯通孔，与一对固定拉杆26固定连接，压紧杆23可以为螺丝，也可以为具有外螺纹的杆状结构，将一对定位钢珠29卡设在所述外滑动斜面与所述内滑动斜面之间，所述定位钢珠29的外径略大于所述第二贯通孔的直径，车把3转动过程中，定位钢珠29停留在外滑动斜面与内滑动斜面之间，不受力且不会随之转动，车把3定位在展开或折叠位置时，定位钢珠29被夹紧，卡设在上滑槽、下滑槽与一对第二贯通孔处，一对固定拉杆26的下端设有上缺口，所述压紧盖板28预留有下缺口，所述上缺口、下缺口形成收纳所述拉紧轴27的空间，上缺口和下缺口会发生相对的运动，当手柄旋转至锁紧状态，上缺口相对于下缺口向右偏移，锁紧状态下，上缺口和下缺口形成的空间略大于拉紧轴27径向剖面(因为拉紧轴27的径向剖面不是满圆)，拉紧轴27上部抵触上缺口、下部抵触下缺口，固定拉杆26不再发生位移，所述上缺口限制所述拉紧轴27垂直于一对固定拉杆26设置，即垂直于行进方向设置，所述下缺口限制所述拉紧轴27除旋转以外的运动，即仅能够绕其轴线旋转，不能发生任何位移，所述拉紧轴27伸出所述压紧盖板28的部分设有操纵其旋转的手柄，手柄的形状不作限定；

其中，所述上缺口设置为：所述手柄转动至下极限位置时，所述拉紧轴27抵顶一对固定拉杆26朝向手柄的方向移动，一对压紧弹簧24顶紧所述定位板25挤压所述压紧盖板28，所述外滑动斜面伸入所述内滑动斜面，一对定位钢珠29受力卡设在所述上滑槽、下滑槽与一对第二贯通孔的连接处，限制车把3的旋转；所述手柄转动至上极限位置时，一对压紧弹簧24顶紧一对压紧杆23远离手柄的方向移动，所述外滑动斜面远离所述内滑动斜面，所述定位板25与所述压紧盖板28分离至一对定位钢珠29不受力，不妨碍车把3的旋转。

在上述技术方案中，V形车把3与前叉的固定部可以为带有锥面凹槽的圆柱体，拉紧轴27与压紧盖板28枢接，可以绕轴线自由旋转，在每个锥形头内装有两个定位钢珠29，与定位板25上打开和折叠位置的上滑槽、下滑槽配合限定车把3转动位置，压紧盖板28通过拉紧轴27、固定拉杆26、压紧杆23、压紧弹簧24将V形车把3的圆柱体夹在中间，通过控制夹紧力的大小限定车把3转动。拉紧轴27与压紧盖板28枢接，可通过手柄使拉紧轴27在压紧盖板28上的下缺口内转动，其穿过固定拉杆26的上缺口，并限定固定拉杆26的轴向移动，拉紧轴27上有一个凹面，当转动拉紧轴27凹面与固定拉杆26接触时，对车把3的加紧力最小，当转动到圆周面时夹紧力最大。夹紧力的大小可以通过松紧度调节螺丝进行调节。

在另一种技术方案中，如图10-13所示，所述前叉包括伸缩立管1、转向轴套管2、前叉分总成(连接前轮与转向轴套管2的一对叉架42及减震弹簧43等部件)，所述车把3通过压紧组件与所述伸缩立管1转动连接，所述伸缩立管1通过传动组件、滑动套筒34与所述转向轴套管2滑动连接，所述转向轴套管2底部通过前叉分总成轴承连接前轮分总成，所述第一铰接点、所述第二铰接点均位于所述转向轴套管2上，所述上连杆固定轴位于所述导向槽靠近第二铰接点的一端时，所述转向轴套管2平行于所述车架4；

所述伸缩立管1的上端偏心处与所述压紧盖板28的底部固定连接，所述伸缩立管1内部沿轴向设有第五贯通孔，所述伸缩立管1的下端向下延伸一对弹性片30，弹性片30为具有一定弧度的面状结构，一对弹性片30形成外胀开口；

所述传动组件包括传动钢丝31、滑动销32、传动弹簧33，所述传动钢丝31的上端安装在所述拉紧轴27上，拉紧轴27的旋转，带动传动钢丝31的收放，所述传动钢丝31穿过所述第五贯通孔，所述传动钢丝31的下端安装在所述滑动销32上，所述滑动销32自上至下包括杆部、块部，所述块部的外径大于所述杆部的外径，块部可以为圆台或圆锥状结构，所述传动弹簧33套设在所述杆部，所述传动弹簧33的上端、下端分别抵顶在所述伸缩立管1的底面和所述块部的顶面，所述块部的外周设有外滑动锥面，外滑动锥面为一凸出状结构，可以为外径均匀的圆柱状结构，也可以为具有外径均匀变化的倾斜圆台状结构，只要能实现外滑动锥面相对于内滑动锥面作靠近或远离的活动均可；

所述滑动套筒34内部设有与所述外滑动锥面配合的内滑动锥面，内滑动锥面为一凹槽状结构，可以为内径均匀的圆柱状结构，也可以为具有内径均匀变化的倾斜圆台状结构，所述滑动套筒34外部与一对弹性片30可拆卸连接，可以通过卡扣的连接方式实现二者联动，且连接处位于所述滑动套筒34设有所述内滑动锥面的部分，滑动套筒34的变形带动一对弹性片30胀开；

所述转向轴套管2内部沿轴线向设有第六贯通孔，所述转向轴套管2的上部同轴设有尺寸较小的固定套筒41，固定套筒41为具有收纳腔的结构；

其中，所述手柄转动至上极限位置时，所述传动钢丝31提升所述滑动销32至所述外滑动锥面脱离所述内滑动锥面，一对弹性件不受力，形成与伸缩立管1外周尺寸一致的的延伸面，所述伸缩立管1、一对弹性片30、所述滑动套筒34形成的联动结构可沿轴向自由滑动于所述固定套筒41内部；所述手柄转动至下极限位置时，所述传动弹簧33推动滑动销32至所述外滑动锥面伸入所述内滑动锥面，一对弹性件受外胀力，形成略大于伸缩立管1外周的延伸面，所述联动结构的外尺寸大于所述固定套筒41的内径。

在上述技术方案中，将传动钢丝31锁紧在拉紧轴27上，当转动拉紧轴27松开车把3时，传动钢丝31同时被拉紧，钢丝的另一端与滑动销32连接(固定连接或枢接均可，能实现联动即可)，在复位弹簧10的共同作用下，拉动滑动销32往复运动，当滑动销32被拉起后，其两侧的锥面与滑动套筒34内滑动锥面脱离开，失去对一对弹性片30定位外胀开口的胀紧力，这时向下推动车把3，一对弹性片30被挤压向内弹性形变，内滑动锥面、外滑动锥面脱离开，伸缩立管1可以向下折叠，反之伸缩立管1会被锁紧无法上下移动。采用上述技术方案折叠效果好，由于车把3为V形结构，在进行车把3宽度折叠的同时也进行了高度折叠，同时在配合伸缩折叠，可以大幅提高车把3折叠效果。联动式折叠结构效率更高，一个步骤完成两个折叠动作，车把3折叠更快捷简单。

在另一种技术方案中，所述外滑动斜面、所述内滑动斜面均为圆台状，所述压紧杆23的伸入方向上，所述外滑动斜面的外径逐渐减小，所述内滑动斜面的外径逐渐减小。便于安置定位钢珠29，使得转动车把3的过程中，定位钢珠29不随之转动，实现两个定位点的卡设定位锁紧。

在另一种技术方案中，如图12所示，所述拉紧轴27的径向剖面为类优弧弓形，即包括优弧与弦形成的形状，拉紧轴27的径向剖面所在的圆定义为A圆，所述压紧杆23的伸入方向上，所述上缺口的竖向剖面包括扇形部分和方形部分，所述扇形部分的圆心角为90°，扇形部分为A圆的1/4，所述扇形部分的线性边与所述方形部分的边长相接，所述扇形部分的半径、所述拉紧轴27的半径、所述方形部分的边长相等，所述手柄转动至上极限位置时，所述拉紧轴27的线性部呈竖直设置，且与所述上缺口远离所述长方形部分的竖向边贴合，所述手柄转动至下极限位置时，拉紧轴27旋转抵顶与之贴合的长方形部分的竖向边，带动固定拉杆26向右侧移动，直至压紧弹簧24压紧定位板25，所述拉紧轴27的弧形部与所述上缺口的扇形部分的弧形边贴合，且所述拉紧轴27的线性部靠近所述压紧杆23的一端高于远离所述压紧杆23的另一端，此时拉紧轴27的线性部远离所述压紧杆23的另一端伸入下缺口，固定拉杆26被限位，拉紧杆不再发生位移，定位板25压紧在压紧盖板28上；

所述手柄为匚形结构，便于持握，所述手柄的两个端部与所述拉紧轴27固定连接，所述手柄转动至下极限位置时，车把3被锁定，所述手柄呈竖直向下的平面，不干涉人驾驶，也不干涉折叠后的其他部件收纳；所述手柄转动至上极限位置时，车把3松动，可绕固定拉杆26转动，所述手柄呈倾斜向上的平面，符合人体力学，一边调整手柄，一边调整车把3。在另一种技术方案中，所述外滑动锥面、所述内滑动锥面均为圆台状，所述外滑动锥面的外径自上至下逐渐减小，所述内滑动锥面的内径自上至下逐渐减小。便于内滑动锥面可以顺利进入、脱离外滑动锥面，轻松实现对一对弹性片30的外胀。

在另一种技术方案中，所述伸缩立管1、所述转向轴套管2为铝质，具有较好的机械性能，所述滑动套筒34、所述固定套筒41为塑料材质，便于发生形变，减小铝质部件的相互磨损。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.踏板驱动自行车，其特征在于，包括：

前轮组件，其包括前轮分总成、前叉、车把；

车架；

踏板组件，其包括踏板轴、一对踏板、一对踏板传动连杆，所述踏板轴垂直于行进方向穿设于所述车架的前端，一对踏板的一端与所述踏板轴铰接、另一端与一对踏板传动连杆的一端铰接，一对踏板的另一端的铰接点上方形成脚踏面；

一对复位弹簧组件，其对称分布在所述车架的两侧，所述复位弹簧组件包括滑动连接复位弹簧导向套、复位弹簧导向杆以及两端与二者分别抵接的复位弹簧，所述复位弹簧导向套的一端铰接在所述前叉上，所述复位弹簧导向杆的一端铰接在该侧的踏板的一端上，所述复位弹簧的弹性拉力使所述脚踏面未受到踩踏力时由水平状态绕所述踏板轴向上转动至倾斜状态；

后轮组件，其包括一对传动摇臂、一对单向轴承、后轮传动轴、行星齿轮架、太阳齿轮、齿圈、后轮轮毂、后轮轮胎，一对传动摇臂分别与一对踏板传动连杆的另一端铰接，一对单向轴承外接一对传动摇臂、内接所述后轮传动轴的两端，所述单向轴承设置为：踩踏力驱动传动摇臂转动方向为锁死状态，所述后轮传动轴与所述行星齿轮架固接，所述行星齿轮架与所述太阳齿轮、所述齿圈啮合，所述齿圈的齿数大于所述太阳齿轮，所述太阳齿轮与所述后轮轮毂固接，所述齿圈通过齿圈固定罩固接在所述车架的后端上。

2.如权利要求1所述的踏板驱动自行车，其特征在于，所述传动摇臂包括一体成型的第一部分与第二部分，所述第一部分为固定套设在所述单向轴承外部的圆柱状结构，所述第二部分沿所述第一部分的切线延伸形成径向凸出结构，所述第二部分的端部形成与所述踏板传动连杆铰接的铰接点。

3.如权利要求2所述的踏板驱动自行车，其特征在于，所述踏板传动连杆的两端分别设有沿其长度方向延伸的第一导向孔、第二导向孔，第一导向轴穿过所述踏板的另一端与第一导向孔，实现所述踏板与所述踏板传动连杆的铰接，第二导向轴穿过所述第二部分与第二导向孔，实现所述传动摇臂与所述踏板传动连杆的铰接，所述第一导向孔、所述第二导向孔的长度设置为：所述脚踏面呈所述水平状态转动至所述倾斜状态时，所述踏板与所述踏板传动连杆形成朝下的钝角且逐渐减小。

4.如权利要求3所述的踏板驱动自行车，其特征在于，所述前叉外周自上至下依次设有第一铰接点和第二铰接点，所述车架前端位于所述踏板轴后方设有第四铰接点，所述踏板驱动自行车还包括：

梯形上连杆，其一端铰接在所述第一铰接点上、另一端铰接在所述第四铰接点上，所述梯形上连杆上垂直于行进方向设有上连杆固定轴；

梯形下连杆，其一端铰接在所述第二铰接点上、另一端铰接在所述踏板轴上，所述梯形下连杆的长度小于所述梯形上连杆，所述复位弹簧导向套的一端铰接在所述梯形下连杆上；

三角限位拉杆，其一端铰接在所述第二铰接点上，所述三角限位拉杆上靠近其另一端处设有U形导向槽，所述导向槽的任一路径宽度略大于所述上连杆固定轴的外径，供所述上连杆固定轴穿设，所述导向槽内部设有弹性弧形限位片，所述限位片的中部固定在所述导向槽，所述限位片未受外力时，其两端分别朝向所述导向槽的两端翘起，并抵顶所述上连杆固定轴于所述导向槽的其中一端；

一对便携拖轮，其对称分布在所述车架的两侧，并轴承安装在在所述踏板轴的两端；

其中，所述上连杆固定轴位于所述导向槽远离第二铰接点的一端时，前轮轮胎与后轮轮胎位于同一行驶面上，所述上连杆固定轴位于所述导向槽靠近第二铰接点的一端时，所述前叉平行于所述车架，前轮轮胎与一对便携拖轮位于同一行驶面上。

5.如权利要求4所述的踏板驱动自行车，其特征在于，所述车把为一对V形子车把，所述车把通过压紧组件与所述前叉转动连接；

所述子车把的上端形成持握端、下端设有转动结构，所述转动结构的一侧设有内滑动斜面，所述转动结构还设有位于中心的第一贯通孔与位于上下方的一对第二贯通孔，一对第二贯通孔的圆心位于所述第一贯通孔的同一条直径上；

所述压紧组件包括一对压紧杆、一对压紧弹簧、定位板、一对固定拉杆、拉紧轴、压紧盖板、一对定位钢珠，所述定位板设有一对第三贯通孔，所述压紧盖板固定在车身上，所述压紧盖板设有一对第四贯通孔，所述定位板的一侧设有与所述内滑动斜面配合的外滑动斜面，所述外滑动斜面上还设有上滑槽、下滑槽，一对固定拉杆分别穿过一对第一贯通孔、一对第四贯通孔，一对固定拉杆的一端设有内螺纹，一对压紧杆分别穿过一对压紧弹簧伸入一对第三贯通孔，与一对固定拉杆固定连接，将一对定位钢珠卡设在所述外滑动斜面与所述内滑动斜面之间，所述定位钢珠的外径略大于所述第二贯通孔的直径，一对固定拉杆的下端设有上缺口，所述压紧盖板预留有下缺口，所述上缺口、下缺口形成收纳所述拉紧轴的空间，所述上缺口限制所述拉紧轴垂直于一对固定拉杆设置，所述下缺口限制所述拉紧轴除旋转以外的运动，所述拉紧轴伸出所述压紧盖板的部分设有操纵其旋转的手柄；

其中，所述上缺口设置为：所述手柄转动至下极限位置时，所述拉紧轴抵顶一对固定拉杆朝向手柄的方向移动，一对压紧弹簧顶紧所述定位板挤压所述压紧盖板，所述外滑动斜面伸入所述内滑动斜面，一对定位钢珠受力卡设在所述上滑槽、下滑槽与一对第二贯通孔的连接处，限制车把的旋转；所述手柄转动至上极限位置时，一对压紧弹簧顶紧一对压紧杆远离手柄的方向移动，所述外滑动斜面远离所述内滑动斜面，所述定位板与所述压紧盖板分离至一对定位钢珠不受力，不妨碍车把的旋转。

6.如权利要求5所述的踏板驱动自行车，其特征在于，所述前叉包括伸缩立管、转向轴套管、前叉分总成，所述车把通过压紧组件与所述伸缩立管转动连接，所述伸缩立管通过传动组件、滑动套筒与所述转向轴套管滑动连接，所述转向轴套管底部通过前叉分总成轴承连接前轮分总成，所述第一铰接点、所述第二铰接点均位于所述转向轴套管上，所述上连杆固定轴位于所述导向槽靠近第二铰接点的一端时，所述转向轴套管平行于所述车架；

所述伸缩立管的上端与所述压紧盖板固定连接，所述伸缩立管内部沿轴向设有第五贯通孔，所述伸缩立管的下端向下延伸一对弹性片；

所述传动组件包括传动钢丝、滑动销、传动弹簧，所述传动钢丝的上端安装在所述拉紧轴上，所述传动钢丝穿过所述第五贯通孔，所述传动钢丝的下端安装在所述滑动销上，所述滑动销自上至下包括杆部、块部，所述块部的外径大于所述杆部的外径，所述传动弹簧套设在所述杆部，所述传动弹簧的上端、下端分别抵顶在所述伸缩立管的底面和所述块部的顶面，所述块部的外周设有外滑动锥面；

所述滑动套筒内部设有与所述外滑动锥面配合的内滑动锥面，所述滑动套筒外部与一对弹性片可拆卸连接，且连接处位于所述滑动套筒设有所述内滑动锥面的部分；

所述转向轴套管内部沿轴线向设有第六贯通孔，所述转向轴套管的上部同轴设有尺寸较小的固定套筒；

其中，所述手柄转动至上极限位置时，所述传动钢丝提升所述滑动销至所述外滑动锥面脱离所述内滑动锥面，一对弹性件不受力，所述伸缩立管、一对弹性片、所述滑动套筒形成的联动结构可沿轴向自由滑动于所述固定套筒内部；所述手柄转动至下极限位置时，所述传动弹簧推动滑动销至所述外滑动锥面伸入所述内滑动锥面，一对弹性件受外胀力，所述联动结构的外尺寸大于所述固定套筒的内径。

7.如权利要求5所述的踏板驱动自行车，其特征在于，所述外滑动斜面、所述内滑动斜面均为圆台状，所述压紧杆的伸入方向上，所述外滑动斜面的外径逐渐减小，所述内滑动斜面的外径逐渐减小。

8.如权利要求5所述的踏板驱动自行车，其特征在于，所述拉紧轴的径向剖面为类优弧弓形，所述压紧杆的伸入方向上，所述上缺口的竖向剖面包括扇形部分和方形部分，所述扇形部分的圆心角为90°，所述扇形部分的线性边与所述方形部分的边长相接，所述扇形部分的半径、所述拉紧轴的半径、所述方形部分的边长相等，所述手柄转动至上极限位置时，所述拉紧轴的线性部呈竖直设置，且与所述上缺口远离所述方形部分的边长贴合，所述手柄转动至下极限位置时，所述拉紧轴的弧形部与所述上缺口的扇形部分的弧形边贴合，且所述拉紧轴的线性部靠近所述压紧杆的一端高于远离所述压紧杆的另一端；

所述手柄为匚形结构，所述手柄的两个端部与所述拉紧轴固定连接，所述手柄转动至下极限位置时，所述手柄呈竖直向下的平面；所述手柄转动至上极限位置时，所述手柄呈倾斜向上的平面。

9.如权利要求6所述的踏板驱动自行车，其特征在于，所述外滑动锥面、所述内滑动锥面均为圆台状，所述外滑动锥面的外径自上至下逐渐减小，所述内滑动锥面的内径自上至下逐渐减小。

10.如权利要求9所述的踏板驱动自行车，其特征在于，所述伸缩立管、所述转向轴套管为铝质，所述滑动套筒、所述固定套筒为塑料材质。