CN113788098A - 一种健身踏步自行车及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种健身踏步自行车，主要结构部分包括连接在车架上的转向装置上的前轮以及将后轮轴连接在底板上的一组后轮；转向装置的高度可以通过高度控制开关来控制；后轮轴上设置有两组齿轮传动系统通过连杆与相应的脚踏板连接在一起；齿轮传动系统由第一齿轮传动系统和第二齿轮传动系统组成：第一齿条上设置有双齿条，分别与主齿轮以及第一小齿轮相啮合；第二齿轮传动系统由通过主齿轮连接的第二齿条和同轴的第二大齿轮和第二小齿轮以及和第二大齿轮啮合的第二驱动轮组成；第二齿条通过铰链和第三连杆相连；驱动轮设置有适时驱动机构，使后轮轴可以单向运动；主齿轮、第一小齿轮和第二小齿轮的轴两端均通过轴承分别固定在车架和底板上。

Description

一种健身踏步自行车及其使用方法

技术领域

本发明涉及自行车领域，特别涉及一种健身踏步自行车。

背景技术

随着科技日益发达，人们的生活水平在不断地提高，同时工作、生活的压力也在不断加大，运动健身的时间越来越少，本应处于青壮年的人们的身体大多处于亚健康状态，因而兼具健身功能的健身踏步自行车作为一种健身代步的出行工具已开始越来越有必要。

现有的自行车是在链轮上设置曲柄，并在曲柄上设置脚蹬，通过左右两只脚轮流给左右脚蹬施力，使得踏板带动曲柄、进而带动链轮转动，起到自行车前行的目的。自行车需要以坐姿骑行，存在的缺陷主要有：长时间弓着背骑行，会对腰椎和颈椎产生损害；长时间坐在鞍座上，容易压迫腿部血流不畅和挤压下体导致例如前列腺等疾病的发生，损害身体健康；由于重心高，稳定性差，操控难度大，以致初学难度大，且不适合儿童和老年人使用；脚蹬踏板通过曲柄带动链轮做圆周运动的方式，在左右脚蹬处于一个竖直面时，力矩为零，属于用力死点，虽在左右脚蹬处于一个水平面时，力矩最大，同时蹬起来很费劲，存在能耗大、做功效率低的缺陷。

发明内容

鉴于以上缺陷，本发明提供了一种健身踏步自行车。本发明成本低廉，原理清晰，结构简单，易于实现，能有效解决当前自行车存在的种种缺陷。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种健身踏步自行车，主要结构部分包括连接在车架上的转向装置上的前轮以及将后轮轴连接在底板上的一组后轮；所述转向装置的高度可以通过高度控制开关来控制；所述后轮轴上设置有两组齿轮传动系统通过连杆与相应的脚踏板连接在一起；所述齿轮传动系统由第一齿轮传动系统和第二齿轮传动系统组成：第一齿轮传动系统由通过主齿轮连接的第一齿条和同轴的第一大齿轮和第一小齿轮以及和第一大齿轮啮合的第一驱动轮组成；所述第一齿条上设置有双齿条，分别与主齿轮以及第一小齿轮相啮合；所述第一齿条通过第一铰链和第一连杆相连；所述第一连杆的另一端和第二连杆分别用铰链与第一脚踏板相连，第二连杆的另一端用第二铰链固定于车架下部；第二齿轮传动系统由通过主齿轮连接的第二齿条和同轴的第二大齿轮和第二小齿轮以及和第二大齿轮啮合的第二驱动轮组成；所述第二齿条上设置有双齿条，分别与主齿轮以及第二小齿轮相啮合；所述第二齿条通过第三铰链和第三连杆相连；所述第三连杆的另一端和第四连杆分别用铰链与第二脚踏板相连，第四连杆的另一端用第四铰链固定于底盘下部；所述第一驱动轮和第二驱动轮设置有适时驱动机构，使得后轮轴可以单向运动；所述主齿轮、第一小齿轮和第二小齿轮的轴两端均通过轴承分别固定在车架和底板上；所述第一驱动轮和第二驱动轮设置的驱动机构为棘轮结构，第一驱动轮和第二驱动轮的齿轮外壳通过棘爪和棘轮与后轮轴相连。

进一步地，所述主齿轮、第一齿条、第一小齿轮、第二齿条、第二小齿轮上的齿牙均为斜齿。

进一步地，所述车架上设置有通过第五铰链和第三连接杆连接的刹车系统；第五铰链的另一端与车架上设置的刹车踏板相连。

进一步地，所述车架上设置有通过第五铰链和第三连接杆连接的刹车系统；第五铰链的另一端与车架上设置的转向装置上设置的刹车把手相连。

进一步地，所述转向装置为一带有插架机构的直线把手，利用转向套与车架连接在一起。

进一步地，所述车架上设置有通过转轴固定在车架上的车座；所述车座上前面设置有通过铰链与前齿条连接的第一连接杆以及设置在车座后部通过铰链与后齿条相连的第二连接杆，前齿条和后齿条可以在离合器的控制下与主齿轮相啮合和断开；所述离合器可以转动到断开和闭合两种状态。

进一步地，所述第一连杆和第三连杆均由通过可以伸缩的连杆锁扣连接的双层杆组成，当连杆锁扣伸出时，第一连杆和第三连杆的长度保持不变，当连杆锁扣伸出缩进去后，第一连杆和第三连杆的长度可随着第一齿条和第二齿条的位置变化而伸缩，同时第一脚踏板和第二脚踏板的位置不变化。

进一步地，所述车架上设置有储物装置。

进一步地，通过所述高度控制开关调整好转向装置的高度后，该健身踏步自行车可以储存在汽车的后备箱中。

一种健身踏步自行车的使用方法，采用上述的健身踏步自行车的使用方法如下：

S1正常骑行：通过高度控制开关把转向装置的高度调整到适合站立的位置；将离合器转动到断开状态，左脚站在自行车的第一脚踏板上，右脚放在第二脚踏板上，双手握住转向装置上的直线把手，左脚和右脚按照正常散步的姿势原地踏步，第一脚踏板会下降时通过第一铰链连接的第一齿条会将主齿轮连带着第二脚踏板向上运动的同时，带动第一小齿轮转动，因为第一小齿轮和第一大齿轮同轴，这样第一大齿轮和第一小齿轮同向运动的同时带动第一驱动轮转动，第一驱动轮转动的同时带动后轮组运动；第二脚踏板向上运动的同时，第二齿条和第一齿条运动方向相反，同时反向驱动第二小齿轮以及同轴的第二大齿轮，第二大齿轮驱动啮合的第二驱动轮，因为连接在第二驱动轮上的棘爪和棘轮齿的方向一致导致第二驱动轮空转，这样只有第一驱动轮带动后轮组向前运动；需要停止时，停止踏步，踩下刹车踏板等健身踏步自行车完全停稳后可以下车；

S2舒适滑行：将连杆锁扣设置为缩进状态，保持第一连杆和第三连杆的长度可以自由伸缩状态，第一脚踏板和第二脚踏板均在最低位置；将离合器转动到闭合状态；坐在车座上，通过高度控制开关把转向装置的高度调整到适合站立的位置；前后晃动车座，健身踏步自行车会在一定速度下前行。

与现有技术比，本发明的有益效果是：

1)本发明原理清晰，结构简单，易于实现，能有效解决当前自行车存在的种种缺陷；

2)本发明不仅可以用作健身器材使用还可以做短途交通工具；

3)本发明成本低廉且在使用过程中无需消耗额外能源。

附图说明

图1为本发明所述健身踏步自行车无滑行功能的结构示意图。

图2为本发明所述健身踏步自行车带有滑行功能的结构示意图。

图3为本发明所述健身踏步自行车有滑行功能的内部结构示意图。

图4为本发明所述健身踏步自行车有滑行功能的驱动部分结构示意图。

图5为本发明所述健身踏步自行车有滑行功能的带有刹车的结构示意图。

图6为本发明所述健身踏步自行车带有储物装置的车架示意图。

图7为本发明所述健身踏步自行车驱动轮适时驱动机构为棘轮的结构示意图。

图8为本发明所述健身踏步自行车底板的结构示意图。

附图标记：

1-车架、2-转向装置、3-前轮、4-后轮轴、5-主齿轮、6-第一齿条、7-第一大齿轮、8-第一小齿轮、9-第一驱动轮、10-第一连杆、11-第二连杆、12-第一脚踏板、13-第二铰链、14-第一铰链、15-第二齿条、16-第二大齿轮、17-第二小齿轮、18-第二驱动轮、19-第三铰链、20-第三连杆、21-第四连杆、22-第二脚踏板、23-第四铰链、24-底板、25-齿轮外壳、26-棘爪、 27-棘轮、28-储物装置、29-转轴、30-前齿条、31-第一连接杆、32-后齿条、33-第二连接杆、 34-第五铰链、35-第三连接杆、36-插架机构、37-转向套、38-刹车系统、39-车座、40-离合器、 41-连杆锁扣、42-高度控制开关。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明采用的具体实施方案如下：

本发明公开了一种健身踏步自行车及其使用方法，图1为本发明所述健身踏步自行车无滑行功能的结构示意图，在本实施例中：主齿轮5、第一齿条6、第一小齿轮8、第二齿条15 和第二小齿轮17上的齿牙均为模数为3的直齿，主齿轮用36齿，第一小齿轮和第二小齿轮以及驱动轮均为7齿，齿条的两个侧面的齿数均为14齿，第一大齿轮和第二大齿轮也用36 齿，车轮选用10寸的不带飞轮的自行车轮，前叉部分借用10寸轮径的折叠自行车前叉，将前轮前叉连接好，按照图1所示将加工好的底板1、第一脚踏板12和第二脚踏板22以及齿轮传动系统组装好，装上10寸的后轮，无滑行功能的健身踏步自行车就组装完成。骑行时通过高度控制开关42把转向装置2的高度调整到适合站立的位置；左脚站在自行车的第一脚踏板12上，右脚放在第二脚踏板22上，双手握住转向装置2上的直线把手，左脚和右脚按照正常散步的姿势原地踏步，第一脚踏板12会下降12厘米左右，下降时通过第一铰链14连接的第一齿条6会将主齿轮5连带着第二脚踏板22向上运动的同时，带动第一小齿轮8转动，因为第一小齿轮8和第一大齿轮7同轴，这样第一大齿轮7和第一小齿轮8同向运动的同时带动第一驱动轮9转动，第一驱动轮9转动的同时带动后轮组运动；第二脚踏板22向上运动的同时，第二齿条15和第一齿条6运动方向相反，同时反向驱动第二小齿轮17以及同轴的第二大齿轮16，第二大齿轮16驱动啮合的第二驱动轮18，因为连接在第二驱动轮18上的棘爪26和棘轮27齿的方向一致导致第二驱动轮18空转，这样只有第一驱动轮9带动后轮组向前运动；棘轮的结构示意图见图7；需要停止时，停止踏步，踩下刹车踏板等健身踏步自行车完全停稳后可以下车。根据正常散步脚抬高12厘米左右和每秒2步的频率，可以根据车轮直径计算出车子的行驶速度为每小时：0.254*3.14*36/7*2*3600＝29.5公里，完全可以达到日常代步的功能，为了保证行车安全还在车架1上设置有通过第五铰链34和第三连接杆35连接的刹车系统38；第五铰链34的另一端与车架1上设置的转向装置2上设置的刹车把手相连，刹车的结构示意图见图5所示。图2为本发明所述健身踏步自行车带有滑行功能的结构示意图，在无滑行功能的基础上将主齿轮5、第一齿条6、第一小齿轮8、第二齿条15和第二小齿轮17上的齿牙均为模数为3的45度斜齿，而且增加起滑动功能的车座39，在车座39 前面设置有通过铰链与前齿条30连接的第一连接杆31以及设置在车座后部通过铰链与后齿条32相连的第二连接杆33，前齿条30和后齿条32可以在离合器40的控制下与主齿轮5相啮合和断开；所述离合器40可以转动到断开和闭合两种状态，组装好后即可达到图2所示的状态，内部结构细节见图3、图4和图5，为了方便携带物体的处理，还在车架1上设置一储物装置28，见图6所示。上述结构中的主齿轮5、第一小齿轮8和第二小齿轮17的轴两端均通过轴承分别固定在车架1和底板24上，底板24的内部结构示意图见图8。将连杆锁扣41 设置为缩进状态，保持第一连杆10和第三连杆20的长度可以自由伸缩状态，第一脚踏板12 和第二脚踏板22均在最低位置；将离合器40转动到闭合状态；坐在车座39上，通过高度控制开关42把转向装置2的高度调整到适合站立的位置；前后晃动车座39，健身踏步自行车会在一定速度下前行。车座39的前后晃动幅度为5厘米，可计算得到健身踏步自行车的滑行速度为29.5*5/12>12公里/小时。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种健身踏步自行车，其特征在于，其主要结构部分包括连接在车架(1)上的转向装置(2)上的前轮(3)以及将后轮轴(4)连接在底板(1)上的一组后轮；所述转向装置(2)的高度可以通过高度控制开关(42)来控制；所述后轮轴(4)上设置有两组齿轮传动系统通过连杆与相应的脚踏板连接在一起；所述齿轮传动系统由第一齿轮传动系统和第二齿轮传动系统组成：第一齿轮传动系统由通过主齿轮(5)连接的第一齿条(6)和同轴的第一大齿轮(7)和第一小齿轮(8)以及和第一大齿轮啮合的第一驱动轮(9)组成；所述第一齿条(6)上设置有双齿条，分别与主齿轮(5)以及第一小齿轮(8)相啮合；所述第一齿条(6)通过第一铰链(14)和第一连杆(10)相连；所述第一连杆(10)的另一端和第二连杆(11)分别用铰链与第一脚踏板(12)相连，第二连杆(11)的另一端用第二铰链(13)固定于车架(1)下部；第二齿轮传动系统由通过主齿轮(5)连接的第二齿条(15)和同轴的第二大齿轮(16)和第二小齿轮(17)以及和第二大齿轮(16)啮合的第二驱动轮(18)组成；所述第二齿条(15)上设置有双齿条，分别与主齿轮(5)以及第二小齿轮(17)相啮合；所述第二齿条(15)通过第三铰链(19)和第三连杆(20)相连；所述第三连杆(20)的另一端和第四连杆(21)分别用铰链与第二脚踏板(22)相连，第四连杆(21)的另一端用第四铰链(23)固定于底盘(1)下部；所述第一驱动轮(9)和第二驱动轮(18)设置有适时驱动机构，使得后轮轴(4)可以单向运动；所述主齿轮(5)、第一小齿轮(8)和第二小齿轮(17)的轴两端均通过轴承分别固定在车架(1)和底板(24)上；所述第一驱动轮(9)和第二驱动轮(18)设置的适时驱动机构为棘轮结构，第一驱动轮(9)和第二驱动轮(18)的齿轮外壳(25)通过棘爪(26)和棘轮(27)与后轮轴(4)相连。

2.根据权利要求1所述的健身踏步自行车，其特征在于，所述主齿轮(5)、第一齿条(6)、第一小齿轮(8)、第二齿条(15)、第二小齿轮(17)上的齿牙均为斜齿。

3.根据权利要求2所述的健身踏步自行车，其特征在于，所述车架(1)上设置有通过第五铰链(34)和第三连接杆(35)连接的刹车系统(38)；第五铰链(34)的另一端与车架(1)上设置的刹车踏板相连。

4.根据权利要求2所述的健身踏步自行车，其特征在于，所述车架(1)上设置有通过第五铰链(34)和第三连接杆(35)连接的刹车系统(38)；第五铰链(34)的另一端与车架(1)上设置的转向装置(2)上设置的刹车把手相连。

5.根据权利要求3或4所述的健身踏步自行车，其特征在于，所述转向装置(2)为一带有插架机构(36)的直线把手，利用转向套(37)与车架(1)连接在一起。

6.根据权利要求5所述的健身踏步自行车，其特征在于，所述车架(1)上设置有通过转轴(29)固定在车架(1)上的车座(39)；所述车座(39)前面设置有通过铰链与前齿条(30)连接的第一连接杆(31)以及设置在车座后部通过铰链与后齿条(32)相连的第二连接杆(33)，前齿条(30)和后齿条(32)可以在离合器(40)的控制下与主齿轮(5)相啮合和断开；所述离合器(40)可以转动到断开和闭合两种状态。

7.根据权利要求6所述的健身踏步自行车，其特征在于，所述第一连杆(10)和第三连杆(20)均由通过可以伸缩的连杆锁扣(41)连接的双层杆组成，当连杆锁扣(41)伸出时，第一连杆(10)和第三连杆(20)的长度保持不变，当连杆锁扣(41)伸出缩进去后，第一连杆(10)和第三连杆(20)的长度可随着第一齿条(6)和第二齿条(15)的位置变化而伸缩，同时第一脚踏板(12)和第二脚踏板(22)的位置不变化。

8.根据权利要求1-7所述的健身踏步自行车，其特征在于，所述车架(1)上设置有储物装置(28)。

9.根据权利要求1-8所述的健身踏步自行车，其特征在于，通过所述高度控制开关(42)调整好转向装置(2)的高度后，该健身踏步自行车可以储存在汽车的后备箱中。

10.一种健身踏步自行车的使用方法，其特征在于，采用权利要求8所述的健身踏步自行车的使用方法如下：

S1、正常骑行：通过高度控制开关(42)把转向装置(2)的高度调整到适合站立的位置；将离合器(40)转动到断开状态，左脚站在自行车的第一脚踏板(12)上，右脚放在第二脚踏板(22)上，双手握住转向装置(2)上的直线把手，左脚和右脚按照正常散步的姿势原地踏步，第一脚踏板(12)会下降时通过铰链连接的第一齿条(6)会将主齿轮(5)连带着第二脚踏板(22)向上运动的同时，带动第一小齿轮(8)转动，因为第一小齿轮(8)和第一大齿轮(7)同轴，这样第一大齿轮(7)和第一小齿轮(8)同向运动的同时带动第一驱动轮(9)转动，第一驱动轮(9)转动的同时带动后轮组运动；第二脚踏板(22)向上运动的同时，第二齿条(15)和第一齿条(6)运动方向相反，同时反向驱动第二小齿轮(17)以及同轴的第二大齿轮(16)，第二大齿轮(16)驱动啮合的第二驱动轮(18)，因为连接在第二驱动轮(18)上的棘爪(26)和棘轮(27)齿的方向一致导致第二驱动轮(18)空转，这样只有第一驱动轮(9)带动后轮组向前运动；需要停止时，停止踏步，踩下权利要求3所述的刹车踏板等健身踏步自行车完全停稳后可以下车；

S2、舒适滑行：将连杆锁扣(41)设置为缩进状态，保持第一连杆(10)和第三连杆(20)的长度可以自由伸缩状态，第一脚踏板(12)和第二脚踏板(22)均在最低位置；将离合器(40)转动到闭合状态；坐在车座(39)上，通过高度控制开关(42)把转向装置(2)的高度调整到适合站立的位置；前后晃动车座(39)，健身踏步自行车会在一定速度下前行。

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