CN1814501A - 多功能链式自行车驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能链式自行车的驱动装置，所述驱动装置将通过正、反向蹬踏板使自行车前进的驱动装置的组成部件配置在后轮轴及踏板轴的右侧，将上坡蹬踏板装置及踏板定位装置的组成部件配置在自行车踏板轴的左侧及左侧踏板臂上。

Description

多功能链式自行车驱动装置

【技术领域】

本发明涉及能够实现多种蹬踏板模式的链式自行车。

【背景技术】

骑自行车是一种很好的运动。适当地进行骑自行车运动，可以向大腿肌肉供给大量血液，增大心率，有益于身体健康。而且不会像慢跑一样，频繁对腿部进行冲击。

对于基本的自行车结构，自行车使用者通过蹬踏安装在踏板轴上的一对踏板，可以使踏板轴旋转，通过外接于所述踏板轴的链轮齿，靠车链来驱动自行车的后轮。

对于向前行驶的典型的自行车，自行车使用者为了使踏板以与向前行使的前轮相同的方向旋转，给踏板施加作用力。下面规定向前行驶时，与自行车前轮旋转方向相同的方向为正向，相反为反向。并用正向、反向对自行车其它组成部件的旋转方向进行说明。

现在使用的自行车中既有通过正向蹬踏板使自行车前进的，也有通过反向蹬踏板使自行车前进的。能够实现多种蹬踏板模式的自行车公开于美国专利第5918894号，此自行车具有：在踏板轴右侧通过与踏板链轮齿相连的两个单向离合器及正齿轮或锥齿轮的组合，通过正向蹬踏板使自行车前进的运行装置；利用一个单向离合器和多个锥齿轮及控制盘，进行上坡蹬踏板的上坡蹬踏板装置；可以选择性地决定踏板位置的踏板定位装置。所以，自行车使用者可以实现多样的蹬踏板模式。

但是，以往的能够实现多样蹬踏板模式的自行车，由于在踏板轴右侧配置了三个装置，即运行装置、上坡蹬踏板装置及踏板定位装置，所以造成两踏板的间隔加宽，骑自行车时人的两腿要张开的很大。而且，右侧踏板与左侧踏板相比，向外凸出很多，骑自行车时人的一条腿要张得比另一条腿大，所以上坡时，无法有效地将力量传递到踏板，同时蹬踏板也比较困难。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种链式自行车，该自行车将通过正、反向蹬踏板使自行车前进的驱动装置的组成部件配置在后轮轴及踏板轴的右侧，将上坡蹬踏板装置及踏板定位装置的组成部件配置在自行车踏板轴的左侧及左侧踏板臂上，使得骑自行车人无需将腿张开很大，就能容易地实现多样蹬踏板模式。

为了实现以上目的，本发明涉及的链式自行车的驱动装置，将通过正、反向蹬踏板使自行车前进的驱动装置的组成部件配置在后轮轴及踏板轴的右侧，将上坡蹬踏板装置及踏板定位装置的组成部件配置在自行车踏板轴的左侧及左侧踏板臂上。

【附图说明】

图1是本发明实施方式的整体立体图。

图2是通过前方运行装置得以实施的蹬踏板模式示意图。

图3是可以实现双脚摆动的另一个实施方式的结构立体图。

图4是踏板上具备的脚蹬装置的立体图，其中图4a是脚蹬装置处于水平状态的示意图，图4b是脚蹬装置处于竖直状态的示意图。

图5是可以与双脚摆动连贯实施的蹬踏板模式示意图。

图6是踏板轴左侧的组成部件的详细结构的截面图。

图7是通过上坡蹬踏板装置及踏板定位装置得以实施的蹬踏板模式示意图。

图8是表示将上坡蹬踏板装置及踏板定位装置与踏板轴连接起来的分解立体图。

图9是表示定位盘上形成的收容空间部的立体图。

图10是从内侧看过去的上坡蹬踏板装置及踏板定位装置的分解立体图。

图11是表示图10中上坡蹬踏板装置及踏板定位装置的部分结合的分解立体图。

图12是上坡蹬踏板装置及踏板定位装置的截面图。

【具体实施方式】

下面参照实施方式对本发明涉及的自行车进行说明如下。

如图1所示，本发明涉及的链式自行车，在踏板轴6的左侧及左侧踏板臂4上具有上坡蹬踏板装置100及选择性地决定踏板2、3之间相对位置的踏板定位装置200，同时在自行车后轮轴380的右侧及踏板轴的右侧具有通过正、反向蹬踏板使自行车前进的前方运行装置300。

与以往相同，左侧踏板2及右侧踏板3分别插入到装在踏板轴6上的踏板臂4、5。与以往链式自行车相同，没有图示的前轮及后轮分别外接固定于前轮毂和后轮毂上。后轮毂385通过附图中给出的没有数字标记的轴承，可正、反向旋转地外接于后轮轴380。踏板链轮齿15也和以往链式自行车一样，固定外接于踏板轴6。

如图1所示，后轮轴380的右侧具有内接有只能正向旋转的已知的单向离合器383、384的第一及第二后轮链轮齿381、382。所述的已知单向离合器383、384通过图1所示的没有数字标记的轴承外接于后轮轴380，并能够正、反向自由旋转。

所述的第一单向离合器383的基部正向固定内接于后轮毂385的前端，所述第二单向离合器384的基部正向固定内接于所述第一单向离合器383的前端。

没有图示的后轮框上可旋转地安装了空转滚轴90。循环链95缠绕在踏板链轮齿15、第一及第二后轮链轮齿381、382及空转滚轴90的周围。上述踏板臂4、5固定于踏板轴6，与踏板轴6一起旋转。

通过上述结构，当以正向力F来蹬踏板以使踏板轴6正向旋转时，循环链95从踏板链轮齿15的上方开始，依次经过第二后轮链轮齿382的上方和下方、空转滚轴90的上方和下方、第一后轮链轮齿381的下方和上方，最终回到原来开始位置的踏板链轮齿15的下方和上方，传递动力。

另外，当反向蹬踏板以使踏板轴6反向旋转时，循环链95依次经过踏板链轮齿15的上方和下方、第一后轮链轮齿381的上方和下方、空转滚轴90的下方和上方、第二后轮链轮齿382的下方和上方，最终回到原来开始位置的踏板链轮齿15的上方，传递动力。

当通过正向蹬踏板来正向旋转踏板链轮齿15，以使循环链95沿F向运行时，第二后轮链轮齿382将正向旋转，第一后轮链轮齿381将反向旋转，第二后轮链轮齿382经由第二单向离合器384及第一单向离合器383，驱动固定内接于后轮的后轮毂385，第一后轮链轮齿381将在第一单向离合器383上自由旋转。

当反向蹬踏板时，第一后轮链轮齿381经由第一单向旋转离合器383，正向驱动正向固定内接于后轮的后轮毂385，而第二后轮链轮齿382在第二单向离合器384上自由反向旋转。

通过以上结构，自行车使用者可以任意以正、反两方向蹬踏板。通过这种结构可以实现的蹬踏板模式有正向蹬踏板、反向蹬踏板、左侧剪式蹬踏板以及右侧剪式蹬踏板(参照附图2)。

双脚摆动

在上述实施方式中，只是将踏板臂4、5的位置上移，其余结构相同。

如图3所示，踏板臂4、5相互平行，且均指向自行车的上方。踏板臂4、5分别固定于踏板轴6。

在本实施方式中，自行车使用者的鞋可以固定于踏板2、3上，但也要容易从踏板上脱离。参照图4，对将上述自行车使用者的鞋固定在踏板上的结构说明如下。

图4给出了一个踏板具备的脚蹬装置。

如图4a及图4b所示，此脚蹬装置400具有一端固定安装于踏板臂4或5的前端且向外突出的固定轴401、以及可旋转地安装在所述固定轴401上的整体呈矩形的踏板基部402。

所述的脚蹬装置400包括硬材质(比如钢)的脚蹬基部410。此脚蹬基部具有可以围绕上述踏板基部402的四个侧面中除要配置带圈(strap)420的侧面以外的所有侧面的大小和形状，其一端可旋转地贯通于所述固定轴401，另一端可旋转地贯通于固定安装在踏板基部402上的固定轴403，并由固定轴401、403支撑。

在这里，所述固定轴403外接有弹簧403a，上述螺旋弹簧403a的一端固定于踏板基部402，另一端固定于脚蹬基部410，并使上述带圈(strap)420及上述脚蹬基部410以固定轴403为中心，沿反向蹬踏板方向旋转。此外，在所述踏板基部402的外侧壁上向外凸出形成有止动槛404，可以限制带圈(strap)420及脚蹬基部410沿反向蹬踏板方向的旋转，限制脚蹬基部410另一侧的运动，使脚蹬基部410及带圈(strap)420只能从竖直状态运动到水平状态、或从水平状态运动到竖直状态。

上述脚蹬装置400的一端通过插入式连接安装于被固定轴401贯通的一侧的脚蹬基部410的前端，另一端安装在被固定轴403贯通的一侧的脚蹬基部410的前端，并可以向与蹬踏板运动无关的方向(在本图中为脚蹬基部410处于竖直状态时，后轮侧方向)迅速解除结合状态。所述的脚蹬装置400在中央还具有塑料材料的带圈(strap)420，可以通过已知的长度可变装置425，改变其整体长度，以符合蹬踏板的脚的大小。

对于相对所述带圈(strap)420的另一端，被固定轴403贯通的一侧的脚蹬基部410的前端沿着图4中脚蹬基部410处于竖直状态时的后轮侧方向迅速解除结合状态的装置，举例说明如下。

被所述固定轴403贯通的一侧的脚蹬基部410的前端，沿着图4中脚蹬基部410处于竖直状态时的后轮侧方向开口，反向形成了封闭的收容部411。固定于通过缔结装置固定在收容部411外侧壁411a的弹簧片412上的圆筒形部413，通过收容部411外侧壁形成的贯通孔414向收容部411内侧凸出，带圈(strap)420的另一端具有与收容部411内部空间相对应的形状和大小，所以脚蹬基部410处于竖直状态时，带圈(strap)420的另一端可以沿后轮侧方向相对于被固定轴403贯通的一侧的脚蹬基部410前端，很方便地迅速解除结合状态。这种可以迅速解除的装置，也可以是通过踏板外侧作用力使其解除结合状态的弹簧锁装置。

所述脚蹬装置400还包括脚蹬基部水平状态维持装置430，所述水平状态维持装置430在踏板基部402形成的共同部S上弹性凸出，贯通形成共同部S的踏板基部402的外壁，并可以卡在被固定轴403贯通的一侧的脚蹬基部410形成的凹槽405上。此脚蹬基部水平状态维持装置430，包括圆筒形部431；一端固定于圆筒形部431的一侧，另一端贯通形成共同部S的一个侧壁并凸出，并且贯通侧壁和圆筒形部431之间的弹簧433的第一杆(rod)部432；一端固定于圆筒形部431的另一侧，另一端贯通形成共同部S的另一个侧壁并凸出，并且与用于限制另一端凸出量的凸出限制片436成为一体的第二杆部434；贯通圆筒形部431中间的弹簧436，上下贯通圆筒形部431，且上下凸出并能上下弹性出入的凸出435。所述第二杆部434的前端配置了当脚蹬基部410从竖直状态向水平状态转变时，具有与形成所述凹槽405的侧面凸出接触，且能够使第二杆部434后退，使第二杆部434的前端从凹槽405脱离的形状和大小的凸面434a。

这种结构的脚蹬装置400，在脚蹬基部410处于水平状态时，自行车使用者可以用脚将凸出435推向踏板臂4、5侧，使第二杆部434从凹槽405脱离，脚蹬基部410以固定轴403为中心旋转，脚蹬基部410通过弹簧403a的力转变为竖直状态，同时通过止动槛404和弹簧403a的助力，维持竖直状态。在脚蹬基部410处于竖直状态时，自行车使用者通过用脚对与脚蹬基部410结合的带圈(strap)向前轮侧加压，使脚蹬基部410以固定轴403为中心旋转，脚蹬基部410抵抗弹簧403a的力，转变为水平状态，此时后退的第二杆部434受到弹簧433的压力而前进，其前端插入到脚蹬基部410的凹槽405中，维持水平状态。所以，自行车使用者在压住凸出435的状态下踩踏板，就可以稳定地在踏板基部处于水平状态或竖直状态时蹬踏板。

自行车使用者可以通过脚蹬装置400的助力，同时压下踏板2、3，也可以同时推起踏板2、3。可以通过正向双脚蹬踏板及反向双脚蹬踏板来向后轮10传递动力。特别是，如果自行车使用者正向踩踏板2、3，固定于踏板臂4、5的踏板轴6将正向旋转。通过踏板轴6的正向旋转来使后轮10也正向旋转。如果自行车使用者反向踩踏板2、3，则踏板轴6将反向旋转。通过踏板轴6的反向旋转来使后轮10正向旋转。

根据本实施方式，自行车使用者可以如图5所示，进行正向双脚蹬踏板、反向双脚蹬踏板、摇动向下蹬踏板等模式。

上坡

图1及图6给出了上坡蹬踏板装置100的实施方式。即，与配置在踏板轴6右侧的图1中前方运行装置300一起作用，将踏板2、3同时向相反方向旋转，使踏板交互往返运动，以使自行车前进。

在本实施方式中，踏板轴6通过接合器向左侧扩张，能够添加上坡蹬踏板装置100。踏板轴6左侧添加的部件是两个链轮齿32、34，没有图示的框架上添加的部件是两个空转滚轴40、41。

所述空转滚轴40、41通过循环链35与上述两个链轮齿32、34联动。所述空转滚轴40、41分别在相对框架上下设置的轴承44、45内旋转的上下配置的反转轴42、43上旋转。所述链轮齿32固定外接于踏板轴6，链轮齿34在轴承36上相对踏板轴6自由旋转。

上述循环链35从链轮齿32的上部开始，依次经过空转滚轴40的下方及上方、链轮齿34的上方及下方、空转滚轴41的上方及下方，最后返回到链轮齿32的下方及上方，按此顺序缠绕在链轮齿32、34和空转滚轴40、41上。根据以上结构，链轮齿32和链轮齿34相互反向旋转。

左侧踏板臂4可以在轴承47上相对踏板轴6自由旋转。由于本实施方式中设置了相互反向旋转的链轮齿32、34，所以即使踏板2、3不相对反向旋转，踩任意一个踏板，都会使另一个踏板相对踩踏板的方向反向旋转。链轮齿32通过循环链35与链轮齿34联动，如图6所示，链轮齿34通过卡片38固定于踏板臂4，所以右侧踏板3在和踏板轴6同方向旋转的同时，左侧踏板2与踏板轴6反方向旋转。

借助于如上结构的上坡蹬踏板装置100，自行车可以通过踏板交互往返摆动前进。此实施方式最适合于进行强化大腿、臀部等肌肉的上坡腿部运动。

通过此实施方式，自行车使用者，可以以前方平行交互、后方平行交互、半月形交互向下、右侧反向旋转、左侧反向旋转、前方上坡、后方上坡、右侧双向、左侧双向(参照图7)等模式进行蹬踏板操作。

详细说明为，通过图1及图3的结构，固定在踏板轴6的踏板臂5正、反向旋转，使没有图示的后轮正向旋转，以使自行车前进。

从图1、图3及图6中可以看出，当左侧踏板臂4正向旋转时，通过连接驱动左侧踏板臂4和链轮齿34的卡片38，左侧踏板臂4和链轮齿34都将正向旋转。通过这个动作，链轮齿32将通过一个循环链35及两个空转滚轴40、41反向旋转。由于链轮齿32固定于踏板轴6，所以踏板轴6与链轮齿32一起反向旋转。由于踏板臂4在轴承47上相对踏板轴6旋转，所以踏板轴6与踏板臂4的旋转方向相反。通过踏板轴6的反向旋转，踏板链轮齿15反向旋转，由此，第二后轮链轮齿382将反向旋转，第一后轮链轮齿381通过循环链95将正向旋转。通过第一后轮链轮齿381的正向旋转，与第一后轮链轮齿381关联的单向离合器383将与第一后轮链轮齿381配合，正向驱动后轮毂385，于是后轮将正向旋转。

当左侧踏板臂4反向旋转时，链轮齿34也通过卡片38反向旋转。通过这个动作，链轮齿32将通过一个循环链35及两个空转滚轴40、41正向旋转。由于链轮齿32固定在踏板轴6，所以踏板轴6也将正向旋转。通过踏板轴6的正向旋转，与第二后轮链轮齿382关联的单向旋转离合器384与第二后轮链轮齿382配合，正向驱动后轮毂385，以使后轮正向旋转。

由于以上结构，自行车使用者可以分别使用踏板2、3，通过交替正反向的摆动(上坡蹬踏板)来使自行车前进。

踏板相对位置

要注意的是，本发明的实施方式，无论两个踏板旋转的方向相同还是相反，两个踏板的旋转速度都是相同的。无论哪种情况，相对位置都是很重要的。它们的位置，可以通过将踏板臂4、5固定在踏板轴6、链轮齿34上的特定的相对位置，用多种方法决定。

踏板相对位置及踏板相对旋转的远距离操作

在道路上骑自行车时，能够根据自行车使用者的意愿，实现对踏板相对位置及踏板相对旋转进行选择已成为趋势。这一点如图1、图6及图8至图12所示，可以通过踏板定位装置200得以实现。踏板定位装置200包括定位盘210、离合器部250、将在定位盘210的指定位置上选择性定位的卡片38移送到三端的移动装置280。如图6及图8至图12所示，定位盘210固定于链轮齿34，在踏板轴6上自由旋转。

所述离合器部250位于踏板臂4的基部4a。所述踏板臂4通过离合器250可以在踏板轴6上选择性地自由旋转或一起旋转。跟随踏板臂4的卡片38的运动，通过操作安装在踏板臂4上的移动装置280来实现。

如图6、图8及图9所示，所述定位盘210在链轮齿34上具有三个可以插入卡片38的收容空间部。所述三个收容空间部与所述踏板轴6具有相同的中心线，位置呈放射状，而且周长各不相等。

具体说明如下。上述三个收容空间部包括：位于相对踏板轴6中心线放射状长度最小的位置上的环状的第一收容空间部211；位于相对踏板轴6中心线放射状长度最大位置上的，具有与卡片38相应大小和形状的第二收容空间部212；位于第一收容空间部211和第二收容空间部212之间，且在两端部中正向侧的一个端部放射状线相对第二收容空间部212的二等分线与正向蹬踏板方向成20度角，另一个端部放射状线相对第二收容空间部212的二等分线与反向蹬踏板方向成35度角，并且呈环形的第三收容空间部213。

此外，所述定位盘210还包括：底部固定于链轮齿34的环状根部214，以及前端通过链轮齿34形成的贯通孔，在将球217、218向卡片38侧凸出安装的状态下向外放射状延伸，且分别位于第三收容空间部213两端部附近的两个弹簧平板S1、S2。

所述离合器部250置于通过轴承47从可旋转地外接于踏板轴6的踏板臂4的基部4a向安装踏板的反方向凸出形成的凸出部4b。在基部4a的内沿，弹簧内装器251外接于踏板轴6，与基部4a以齿条式结合。为了防止弹簧内装器251的脱离，垫片252抵在弹簧内装器251及基部4a的内侧，通过缔结装置固定于基部4a，通过轴承253可旋转地外接于踏板轴6。

所述弹簧内装器251在安装踏板2的反方向部位形成有相对踏板轴6的中心轴线成放射状地90度切开的切开部254。在形成切开部254的两侧面形成有钻孔(bore)257、258，其中内置有两个相向凸出的弹簧255、256。

此外，在上述凸出部4b还形成有与切开部254相通的收容部259。此收容部259可滑动地容纳有固定部260和凸出的杆262，所述凸出的杆262为了能够上下移动所述固定部260，与固定部260的前端相抵且其基端为了将收容部259的内部空间和外部相连，通过凸出部4b上形成的贯通孔261。

为防止所述固定部260和所述杆262脱离，在所述垫片252外沿放射状凸出形成有防止脱离片263。

所述固定部260具有其他两个部分260a、260b，其大小和形状可以形成能够安装在所述杆262前端的底座264，并能够选择性地插入到踏板轴6外沿形成的多个切口型槽(A、B、C、D)中。

贯通上述贯通孔261的所述杆262的基部与固定外接于可旋转地安装在凸出部4b的凸轮轴266上的加压凸轮265接触，所述凸轮轴266上固定外接了可以旋转凸轮轴266的L形手柄267。

所述踏板轴6上形成的多个切口形槽在本实施方式中共有四个。与踏板臂4沿长度方向的二等分线在一条线上的对角线两端配置有两个切口形槽A、C，以踏板和远处的切口形槽A为中心，向两侧成35度角，配置有其余的两个切口形槽B、D。

对于这种结构的所述离合器部250，当加压凸轮265不对杆262加压时，踏板臂4自由地在踏板轴6周围旋转。首先，在加压凸轮265不起加压作用时，转动踏板臂4，将固定部260的前端对准踏板轴6周围形成的切口形槽(A至D)中的一个槽，然后启动加压凸轮265，对杆262加压，由此所述固定部260的前端将插入到上面的一个槽中，踏板臂4将固定于踏板轴6，与踏板轴6共同旋转。

所以，所述离合器部250可以将左侧踏板固定于所述切口形槽(A至D)的相应位置上，以实现下面多样的踏板运动模式。

即，在所述卡片38插入到所述第一收容空间部211的状态下，如果通过离合器部250，将左侧踏板固定于切口形槽(A)，则左右踏板臂4、5就会成180度角，如图2所示，可以进行正、反向蹬踏板；如果固定于切口形槽(C)，则左右踏板臂4、5平行，如图5所示，可以进行双脚蹬踏板；如果固定于切口形槽(B或D)，则在上坡时左右侧踏板中的一个踏板向下直立，另一个踏板相对向上直立的位置向前或向后倾斜约35度，所以虽然没有在图2中给出，但是可以进行左侧或右侧剪式蹬踏板，使上坡变得容易。

所述移动装置280安装在踏板臂4上，在踏板臂4的基部4a，配置于踏板侧，可以沿踏板臂4向三端前进或后退。

为此，所述移动装置280包括，与在定位盘210限定的位置上选择性定位的卡片38一起运动的搬运器290及将搬运器290移送到三端的控制部270。

上述移动装置280包括：踏板臂4的基部4a附近的踏板臂的一部分4c为了能够将移动装置280的搬运器290可滑动地移送到三端，向定位盘210侧凸出，沿踏板臂4的长度方向延伸，并在上面和底面沿长度方向形成凹槽81的轨道片80；背对轨道片80的踏板臂的一部分4c上形成的用于限制搬运器290的向上或向下运动，并将搬运器290可以脱离地安装在踏板臂4的一部分4c上的切开部82。

所述搬运器290在两腿部292、292的内侧面沿长度方向形成有可以滑动地插入到轨道片80的凹槽81中的凸出片291，并包括形成于与轨道片80前面相对的基部294的内侧，与形成于轨道片80的前面、并向踏板侧凸出容纳加压弹簧83的收容槽84相对的槽293，通过收容槽84和槽293容纳处于加压状态的加压弹簧83，并维持两腿部292、292的间隔，以及支撑向定位盘210侧凸出形成的卡片38的维持片295，形成于两腿部292、292中定位盘210侧的两腿部292、292前端的钩状部290a。

为了将钩状部290a安装在或脱离于轨道片80，所述搬运器290具有停止片290b，所述停止片290b通过缔结装置固定于钩状部290a的两腿部292、292中与定位盘210相反一侧的两腿部292、292的另一侧前端，并在结合时，能够在切开部82内的一定距离范围内进行滑动。

所述控制部270安装于两个腿部292、292中的一个腿部292的一侧，并能够脱离，且能够选择性地卡在与控制部270相对的踏板臂4上面沿长度方向以一定间隔形成的两个卡槽85、85上。详细说明如下。

所述控制部270包括：可旋转地安装在凸出形成于钩状部290a的腿部292、292中一个腿部292上面的轴承部296上的旋转轴271；外接于所述旋转轴271一端，与旋转轴271一起旋转的摆动杆272；一端通过弹簧273插入到形成于轴承部296的钻孔296a中，能够沿垂直于旋转轴271的轴线的方向弹性上升或下降，而另一端呈球形且凸出于钻孔296a的停止棒274；可脱离地安装在一个腿部292的容器270a；为了使在停止棒274另一端上形成的球形部274a能够以弹性上升或下降的状态凸出的切开部275；在所述切开部275的两侧容器270a部位以小于卡槽83、85的间隔形成的贯通孔276、276；以与踏板臂4上形成的两个贯通孔276、276的间隔相同的间隔，分别与贯通孔276、276相对，在腿部292形成的两个贯通孔297、297；两端之间形成落差部278a、278a，一端具有与卡槽85、85的大小和形状相同能够卡在踏板臂4形成的卡槽85、85，另一端外接于配置在落差部278a、278a与容器270a之间的弹簧279，贯通容器270a的贯通孔并凸出，在中心部位形成有能够卡在摆动杆272上的提升卡片278b、278b的两个插销部278、278。此外，为了将摆动杆272以旋转轴271为中心进行摆动，所述控制部270还包括在摆动杆272的中心成一体竖直的手柄H。手柄H包括当通过手柄H使摆动杆272摆动时，与停止棒274的球状部274a弹性加压接触，并能跳过球状部274a的滑动凸出片，只要自行车使用者不旋转手柄H，就会一直保持摆动杆的位置。

通过以上结构，如果自行车使用者使手柄处于“O”的位置，则邻近踏板轴6的插销部278将解除摆动臂272的压力，通过弹簧279的力，其前端将卡在踏板轴6侧的卡槽85上，而远离踏板轴6的插销部278将受到摆动臂272的作用，其前端将从远离踏板轴6的卡槽85中脱离。此时，卡片38将插入到第一收容空间部211。这里，离合器部250的固定部260的前端插入到踏板轴6形成的切口形槽(A至D)中的一个槽中，如图2及图5所示，可以实现多样的蹬踏板模式。

如果自行车使用者使手柄处于“P”的位置，则邻近于踏板轴6侧的插销部278将受到摆动臂272的压力作用，其前端从邻近踏板轴6的卡槽85中脱离的同时，搬运器290将沿踏板臂4的轨道片80通过加压弹簧83前进，接着远离踏板轴6的插销部278将解除摆动臂272的压力，通过弹簧279的力，插销部的前端将卡在远离踏板轴6的卡槽85中。此时，卡片38将插入到定位盘210的第三收容空间部213。如果离合器部250的固定部260的前端没有插入到踏板轴6形成的切口形槽(A至D)中的任何一个槽中，如图7所示，则在多样的蹬踏板模式中，特别是前方上坡和后方上坡蹬踏板将变得容易。

如果自行车使用者重新将手柄位于“O”的位置，则在两个插销部278、278的前端从两卡槽85、85中脱离的同时，搬运器290将沿着踏板臂4的轨道片80通过加压弹簧83前进，直到搬运器290的停止片290b弹性碰撞到形成切开部82的踏板侧壁，卡片38将插入到定位盘210的第二收容空间部212。如果离合器部250的固定部260的前端没有插入到踏板轴6形成的切口形槽(A至D)中的任何一个槽中，如图7所示，则可以进行多样的蹬踏板模式。

此外，当搬运器290前进到与踏板侧壁弹性碰撞的位置时，自行车使用者用脚对搬运器290或控制部270加压，卡片38可以选择性地位于三个收容空间部211、212、213中的一个内，以实现多样的蹬踏板模式。

在以上说明中做了很多限制，但这并不是对本发明的范围进行限制，只不过是本发明代表性的实施方式。可以提出更多其它实施方式。

所以，不应该根据实施方式，而是应该根据法定范围的权利要求范围进行发明的范围判定。

【发明效果】

本发明涉及的自行车可以让使用者不用将两腿张得很大，就能够调整使用者的大腿、小腿、下腹等身体各上部及侧面肌肉的状态，实现大范围的运动。

Claims (14)

1、一种多功能链式自行车的驱动装置，所述驱动装置将通过正、反向蹬踏板使自行车前进的驱动装置的组成部件配置在后轮轴及踏板轴右侧，将上坡蹬踏板装置及踏板位置确定装置的组成部件配置在自行车踏板轴左侧及左侧踏板臂上，其特征是：

前方运行装置(300)，包括：

固定外接于踏板轴(6)的右侧，并与踏板轴(6)一起旋转的踏板链轮齿(15)；

分别固定外接安装有前轮毂及后轮毂(385)的前轮及后轮；

通过轴承可以相对后轮毂(385)正、反向旋转的后轮轴(380)；

置于所述后轮轴(380)右侧，内接有只能正向旋转的已知的单向离合器(383、384)的第一及第二后轮链轮齿(381、382)；

可旋转地安装在后轮框上的空转滚轴(90)；以及

缠绕在所述踏板链轮齿(15)、所述第一及第二后轮链轮齿(381、382)及所述空转滚轴(90)周围的循环链(95)；

在这里，所述已知的单向离合器(383、384)通过轴承外接于后轮轴(380)，可以正、反向自由旋转；

所述第一单向离合器(383)的基部正向固定内接于后轮毂(385)的前端，所述第二单向离合器(384)的基部正向固定内接于所述第一单向离合器(383)的前端；

通过正向(F)蹬踏板来使踏板轴(6)正向旋转时，所述循环链(95)从踏板链轮齿(15)的上方开始，依次经过第二后轮链轮齿(382)的上方和下方、空转滚轴(90)的上方和下方、第一后轮链轮齿(381)的下方和上方，最终回到原来位置的踏板链轮齿(15)的下方和上方，传递动力。

2、如权利要求1所述的多功能链式自行车的驱动装置，其特征是：

所述踏板(2、3)分别具有用于固定自行车使用者的鞋子的脚蹬装置；

所述脚蹬装置(400)，包括：

整体呈矩形的踏板基部(402)，所述踏板基部的一端固定安装于踏板臂(4或5)的前端，并可旋转地安装在向外凸出的固定轴(401)上；

硬材质(比如钢)的脚蹬基部(410)，所述脚蹬基部具有可以围绕上述踏板基部(402)的四个侧面中除配置带圈(420)的侧面以外的所有侧面的大小和形状，其一端可旋转地贯通于固定轴(401)，另一端可旋转地贯通于固定安装在踏板基部(402)上的固定轴(403)，并由固定轴(401、403)支撑；

塑料材料的带圈(420)，所述带圈的一端通过插入式连接安装于被固定轴(401)贯通的一侧的脚蹬基部(410)的前端，另一端安装在被固定轴(403)贯通的一侧的脚蹬基部(410)的前端，并可以向与蹬踏板运动无关的方向迅速解除结合状态，其中央通过已知的长度可变装置(425)可以改变其整体长度；

脚蹬基部水平状态维持装置(430)，所述脚蹬基部水平状态维持装置在踏板基部(402)上形成的指定的共同部(S)上弹性凸出，贯通于形成所述共同部(S)的踏板基部(402)的外壁，并可以卡在被固定轴(403)贯通的一侧的所述脚蹬基部(410)上形成的凹槽(405)上；

其中，所述固定轴(403)外接有一端固定于踏板基部(402)，另一端固定于脚蹬基部(410)的弹簧(403a)，在所述踏板基部(402)的外侧壁上向外凸出形成有止动槛(404)。

3、如权利要求2所述的多功能链式自行车的驱动装置，其特征是：

所述脚蹬基部水平状态维持装置(430)，包括：

圆筒形部(431)；

第一杆部(432)，所述第一杆部的一端固定于所述圆筒形部(431)的一侧，另一端贯通形成共同部(S)的一个侧壁并凸出，并贯通一个侧壁和圆筒形部(431)之间的弹簧(433)后延伸；

第二杆部(434)，所述第二杆部的一端固定于圆筒形部(431)的另一侧，另一端贯通形成共同部(S)的另一个侧壁并凸出，并与限制另一端凸出量的凸出限制片(436)形成一体；

凸出(435)，所述凸出贯通圆筒形部(431)中间的弹簧(436)，上下贯通圆筒形部(431)，上下凸出并能上下弹性出入；

其中，所述第二杆部(434)的前端配置了具有当脚蹬基部(410)从竖直状态向水平状态转变时，与形成凹槽(405)的侧面凸出接触，使第二杆部(434)后退，使所述第二杆部(434)的前端从凹槽(405)脱离的形状和大小的凸面(434a)。

4、如权利要求2或3所述的多功能链式自行车的驱动装置，其特征是：

被所述固定轴(403)贯通的一侧的脚蹬基部(410)的前端，沿脚蹬基部(410)处于竖直状态时的后轮侧方向开口，反向形成了封闭的收容部(411)；

固定于通过缔结装置固定在收容部(411)外侧壁(411a)的弹簧片(412)上的圆筒形部(413)，通过收容部(411)外侧壁形成的贯通孔(414)向收容部(411)内侧凸出；

所述带圈(420)的另一端具有与收容部(411)的内部空间相应的形状和大小。

5、如权利要求1所述的多功能链式自行车的驱动装置，其特征是：

所述上坡蹬踏板装置(100)包括外接于所述踏板轴(6)左侧的两个链轮齿(32、34)、可旋转地安装在自行车架上的两个空转滚轴(40、41)、及缠绕在空转滚轴(40、41)和两个链轮齿(32、34)上的循环链(35)；

其中，所述链轮齿(32)固定外接于踏板轴(6)，所述链轮齿(34)在轴承(36)上相对踏板轴(6)自由旋转；

上述循环链(35)从链轮齿(32)的上部开始，依次经过空转滚轴(40)的下方及上方、链轮齿(34)的上方及下方、空转滚轴(41)的上方及下方，最后返回到链轮齿(32)的下方及上方，按此顺序缠绕在链轮齿(32、34)和空转滚轴(40、41)上。

6、如权利要求1所述的多功能链式自行车的驱动装置，其特征是，所述踏板定位装置(200)包括：

在链轮齿(34)上固定且在踏板轴(6)上自由旋转的定位盘(210)；

置于踏板臂(4)的基部(4a)，可以选择性地在踏板轴(6)上将踏板臂(4)自由旋转或一起旋转的离合器部(250)；

用于将在所述定位盘(210)指定的位置上选择性定位的所述卡片(38)沿踏板臂(4)移送到三端，安装在踏板臂(4)，在踏板臂(4)的基部(4a)配置在踏板侧的移动装置(280)。

7、如权利要求6所述的多功能链式自行车的驱动装置，其特征是：

所述定位盘(210)在链轮齿(34)上具有三个可以插入卡片(38)的收容空间部，所述三个收容空间部与踏板轴(6)具有相同的中心线，位置呈放射状，而且周长各不相等。

8、如权利要求7所述的多功能链式自行车的驱动装置，其特征是：

上述三个收容空间部包括：位于相对踏板轴(6)中心线放射状长度最小的位置上的环状的第一收容空间部(211)；位于相对踏板轴(6)中心线放射状长度最大位置上的，具有与卡片(38)相应大小与形状的第二收容空间部(212)；位于上述第一收容空间部(211)和第二收容空间部(212)之间，且在两端部中正向侧的一个端部放射状线相对第二收容空间部(212)的二等分线与正向蹬踏板方向成15度至20度角，另一个端部放射状线相对第二收容空间部(212)的二等分线与反向蹬踏板方向成大于15至25度、但小于45度的角，并且呈环形的第三收容空间部(213)。

9、如权利要求7或8所述的多功能链式自行车的驱动装置，其特征是：

所述定位盘(210)包括，底部固定于所述链轮齿(34)的环状根部(214)，前端通过链轮齿(34)上形成的贯通孔在将球(217、218)向卡片(38)侧凸出安装的状态下向外放射状延伸，分别位于所述第三收容空间部(213)两端部附近的两个弹簧平板(S1、S2)。

10、如权利要求6所述的多功能链式自行车的驱动装置，其特征是：

所述离合器部(250)安装在通过轴承(47)从可旋转地外接于踏板轴(6)的踏板臂(4)的基部(4a)向安装踏板的反方向凸出形成的凸出部(4b)；

在所述基部(4a)的内沿，弹簧内装器(251)外接于踏板轴(6)，与基部(4a)以齿条式结合；

为了防止所述弹簧内装器(251)的脱离，垫片(252)抵在所述弹簧内装器(251)及所述基部(4a)的内侧，通过缔结装置固定于基部(4a)，通过轴承(253)可旋转地外接于踏板轴(6)；

所述弹簧内装器(251)在安装所述踏板(2)的反方向部位形成有相对踏板轴(6)的中心轴线成放射状90度切开的切开部(254)，在形成所述切开部(254)的两侧面形成有将弹簧(255、256)内置使其相对地凸出的钻孔(257、258)；

在所述凸出部(4b)形成有与所述切开部(254)相通的收容部(259)，所述收容部(259)容纳固定部(260)和杆(262)，所述杆(262)为了使固定部(260)能够上下移动，与固定部(260)的前端相抵，为了将收容部(259)的内部空间和外部相连，其基端通过凸出部(4b)上形成的贯通孔(261)凸出，并且可以滑动；

为防止所述固定部(260)和杆(262)的脱离，在所述垫片(252)外沿放射状凸出形成有防止脱离片(263)；

所述固定部(260)的大小和形状可以形成安装在所述杆(262)前端的底座(264)，并由两个具有能够选择性地插入到踏板轴(6)外沿形成的多个切口型槽中的大小和形状的部分(260a、260b)组成。

贯通所述贯通孔(261)的所述杆(262)的基部与固定外接于可旋转地安装在所述凸出部(4b)上的凸轮轴(266)的加压凸轮(265)接触，所述凸轮轴(266)上固定外接有可以旋转凸轮轴(266)的手柄(267)。

11、如权利要求10所述的多功能链式自行车的驱动装置，其特征是：

所述踏板轴(6)上形成的多个切口形槽共有四个；

两个切口形槽(A、C)配置在与踏板臂(4)沿长度方向的二等分线在一条线上的对角线的两端；

其余的两个切口形槽(B、D)配置在以踏板和远处的所述切口形槽A为中心向两侧成30至40度角的位置。

12、如权利要求6所述的多功能链式自行车的驱动装置，其特征是：

所述移动装置(280)包括与在所述定位盘(210)的指定位置上选择性定位的卡片(38)一起运动的搬运器(290)及将所述搬运器(290)移送到三端的控制部(270)。

13、如权利要求12所述的多功能链式自行车的驱动装置，其特征是：

所述踏板臂(4)的基部(4a)附近的所述踏板臂的一部分(4c)包括：

向所述定位盘(210)侧凸出，沿踏板臂(4)长度方向延伸，并在上面和底面沿长度方向形成有凹槽(81)的轨道片(80)、及

在背对所述轨道片(80)的踏板臂的一部分(4c)上形成的用于限制搬运器(290)的向上或向下运动，并将所述搬运器(290)可脱离地安装在踏板臂(4)的一部分(4c)上的切开部(82)；

所述搬运器(290)包括，

在两腿部(292、292)内侧面沿长度方向形成的可以滑动地插入到轨道片(80)的凹槽(81)中的凸出片(291)，并包括，与形成于轨道片(80)的前面、并向踏板侧凸出容纳加压弹簧的收容槽(84)相对的槽(293)形成于与轨道片(80)前面相对的基部(294)的内侧，通过收容槽(84)和槽(293)容纳处于加压状态的加压弹簧(83)，以及维持两腿部(292、292)的间隔并支撑向定位盘(210)侧凸出形成的卡片(38)的维持片(295)形成于两腿部(292、292)中定位盘(210)侧的两腿部(292、292)前端的钩状部(290a)、及

为了将所述钩状部(290a)安装在或脱离于所述轨道片(80)，通过缔结装置固定于所述钩状部(290a)的所述两腿部(292、292)中与定位盘(210)相反一侧的两腿部(292、292)的另一侧前端，并在结合时，能够在所述切开部(82)内一定距离范围内进行滑动的停止片(290b)；

所述控制部(270)安装于所述两个腿部(292、292)中的一个腿部(292)一侧，并能够脱离，并能够选择性地卡在与控制部(270)相对的踏板臂(4)上面沿长度方向以一定间隔形成的两个卡槽(85、85)上。

14、如权利要求13所述的多功能链式自行车的驱动装置，其特征是：

所述控制部(270)包括：

可旋转地安装在凸出形成于钩状部(290a)的腿部(292、292)中一个腿部(292)上面的轴承部(296)上的旋转轴(271)、

外接于所述旋转轴(271)一端，与旋转轴(271)一起旋转的摆动杆(272)、

一端通过弹簧(273)插入到形成于轴承部(296)的钻孔(296a)中，能够沿垂直于旋转轴(271)的轴线方向弹性上升或下降，而另一端呈球形且凸出于钻孔(296a)的停止棒(274)、

可脱离地安装在所述一个腿部(292)的容器(270a)、

为了使在停止棒(274)另一端上形成的球形部(274a)以能够弹性上升或下降的状态凸出的切开部(275)和切开部(275)两侧容器(270a)部位以小于卡槽(85、85)的间隔形成的贯通孔(276、276)、

以与所述踏板臂(4)上形成的所述两个贯通孔(276、276)的间隔相同的间隔，分别与所述贯通孔(276、276)相对，在所述一个腿部(292)上形成的两个贯通孔(297、297)、

两端之间形成落差部(278a、278a)，一端具有与卡槽(85、85)相同的大小和形状，能够卡在踏板臂(4)上形成的卡槽(85、85)，另一端外接于配置在落差部(278a、278a)与容器(270a)之间的弹簧(279)，贯通容器(270a)的贯通孔(276、276)而凸出，在中心部位形成了具有能够卡在所述摆动杆(272)上的大小和形状的提升卡片(278b、278b)的两个插销部(278、278)、及

为了使摆动杆(272)以旋转轴(271)为中心进行摆动，在摆动杆(272)中心成一体竖直的手柄(H)；

其中，所述手柄(H)包括，当通过手柄(H)来使摆动杆(272)摆动时，与停止棒(274)的球状部(274a)弹性加压接触，并能跳过球状部(274a)的滑动凸出片(Ha)，只要自行车使用者不旋转手柄(H)，就会一直保持摆动杆的位置。

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