CN206781962U - 由齿条和齿轮组成的驱动系统而推进的车辆 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种由齿条和齿轮组成的驱动系统而推进的车辆。本实用新型的车辆包括相对于框架固定在适当位置的第一轨道。第一轨道从第一位置沿直线延伸到第二位置。第一齿条可沿着第一轨道的直线前后移动。第一齿条沿着齿条的至少一侧延伸。第一小齿轮联接到框架并且包括第一小齿轮,该第一小齿轮可旋转并与第一齿条啮合,使得当第一齿条沿着第一轨道从第一位置移动到第二位置时,第一小齿轮沿第一方向旋转第二位置。驱动组件联接到框架和第一小齿轮,并且驱动组件将第一小齿轮在第一方向上的旋转运动转换为车辆的运动。

Description

由齿条和齿轮组成的驱动系统而推进的车辆
技术领域
总体而言,本实用新型涉及人力推进车辆例如自行车的领域。更具体地说,本实用新型涉及将齿条和小齿轮驱动系统用于把使用者施加的驱动力高效转换成车辆向前运动的驱动系统。
背景技术
普通人力车辆运动效率低。常规的人力驱动的车辆,例如自行车,是由大致位于前轮和后轮中间的轴组合而成。垂直地固定在踏板起动车轴上的是踏板曲轴,在其端部是从自行车向外突出的踏板。这些踏板提供使用者或骑手利用由人体产生的推进力。自行车踏板曲轴通常具有链轮,该链轮接合驱动后轮的链条,这样当人力驱动自行车的踏板曲轴时,将会迫使车轴链轮向前旋转从而带动自行车向前移动。因此,自行车驱动系统的起动曲轴,车轮轴,踏板和整个起动运动构造限制了骑车者从而迫使他或她的脚和腿只能够以大体上圆形的运动来驱动自行车的踏板曲轴。
传统的人力驱动车辆浪费人类能量。以自行车为例,人力蹬踏曲轴以驱动链轮旋转运动导致空转和浪费的能量,因为脚踏力仅在蹬踏力导致位移时而且移动的距离和驱动力在相同方向时才能产生有有效的驱动力。换句话说,只有当蹬踏力推动曲柄并使曲柄向下移动一定的距离时,该驱动力才起作用。因此,人力蹬踏曲轴的整个360度受迫旋转的能量超过50%被浪费而并没有被用来驱动自行车。因此,整个过程是低效的。
现有的解决方案也限制了机械效率的有效发挥。当前所有这些解决方案都在尝试更改链轮齿轮比,或者重新安排链轮的位置和方向。然而,由于链轮和链条之间总是存在着比较大的啮合间隙,所有具有链轮的蹬踏旋转驱动系统在 本质上总是低效率的。类似地,轴驱动自行车具有更大的摩擦力并且需要克服更大转动惯量,并且这些驱动系统并没有获得任何的机械效率。无论链和轴传动的自行车都具有低效蹬踏的圆周运动的一个共同特点。
典型的人力自行车通常也仅适用于一个骑者。这是因为在典型的自行车上只能有一个人在任何给定的时间内能够推进它。由于典型的人力自行车只有一个驱动链轮并且只具有一对踏板以推动后轮或前轮,如果有成年乘客坐在后部或中间框架上而当只能有一个自行车驱动者,则该自行车难以移动且不适用。
实用新型内容
以下意图旨在简要介绍本实用新型的简要概述,从来没有旨在限制本实用新型范围的意图。
以下所陈述的一些实施范例的示范性目的是通过提供一种新颖人力驱动的车辆从而找到上述问题的根本解决方案,该解决方案拥有可以直接连接到的一个自由转动前叉结构与多于一个的车把以用于车辆移动方向的控制,还有多于一个以上的主框架结构并且拥有多骑手抓杆以适合多于一个的骑手和/或乘客。
以下所陈述的一些实施范例的示范性目的是通过提供一种新颖人力驱动的车辆从而找到上述问题的根本解决方案,该解决方案所述车轮轴构造并直接与多于一个小齿轮和棘轮组件单元连接在一起,与多于一个直线运动轴承组件单元相连,与多于一个直线运动承载轨道组件单元以引导多于一个齿条齿轮平滑且适当地旋转小齿轮组件单元相连,与多于一个齿条传动双向运动控制组件单元系统和多于一个车轮双向运动控制组件单元系统相连,并且拥有多于一对的踏板可以安装在每个踏板上或者从每个踏板移除以使得多个人力车驱动者和/或多个乘客能够直接地、同时地、间歇地推进每个单独的车轮,和/或沿着直线运动在双向运动方向上移动多于一个齿条,迫使小齿轮与轮一起通过多个棘轮和棘爪组件单元系统一起旋转。这种单人和/或多用户人力驱动的车辆具 有自行车,三轮车,四轮和五轮和六轮自行车,割草机,前轮驱动轮椅,后轮驱动轮椅,船舶车辆,水陆两用车辆,水陆两用车辆,陆空车辆,陆上、海上和空中车辆等多种实施方案。
在一些实施例中,该主结构允许车辆支撑多于单轮组件并且支撑多于一个鞍座以使多于一个的骑者和/或多于一个的乘客安全地坐下。
在一些实施例中,车轮组件具有轮轴,车轮轴能够制造成并且直接和/或间接地与多于一个的小齿轮以及多于一个的相应的棘轮机构或辊斜坡超越离合器或楔块离合器或单向自由轮离合器或一个离合器滚针轴承组件或拉制杯滚子离合器/轴承或者任何等效装置一起工作以允许小齿轮与相应的棘轮机构或滚子斜坡超越离合器或楔块离合器或者单向飞轮离合器接合,单向离合器滚针轴承组件或拉伸杯滚子离合器/轴承或者任何等效装置以使轮子向前旋转一个方向或与相应的棘轮机构或滚子斜坡超越离合器或楔块离合器或单向飞轮离合器或单向离合器/单向离合器滚针轴承组件或拉制杯滚子离合器/轴承或者任何等效装置以使轮子向前旋转一个方向或与相应的棘轮机构或滚子斜坡超越离合器或斜坡离合器或单向飞轮离合器或单向离合器/单向离合器滚针轴承组件或拉伸杯滚子离合器/轴承或者任何等效装置,以便不在相反方向上旋转车轮。
在一些实施例中,车轮组件具有轮毂,轮毂优选地在轮毂的两侧内构造有一对棘轮环。这些轮毂内部棘轮环被构造成直接与一对对应的小齿轮以及其一个以上的对应的棘轮爪和弹簧机构配合以允许小齿轮与相应的棘轮机构接合以使轮向前旋转在一个相同的方向,或者与相应的棘轮机构脱离,以便在相反的一个相同的方向上不旋转车轮。
在一些实施例中,车轮组件具有轮毂,该轮毂在其两侧上构造有多于一个的相应棘轮爪和弹簧机构,以与一对相应的小齿轮以及作为小齿轮的一部分的棘轮环匹配,但不与轮毂的一部分一同起作用以允许小齿轮与相应的棘轮机构 接合,以使得车轮沿同一个方向旋转,或者与相应的棘轮机构脱离,从而在相反方向上根本不旋转车轮。
在一些实施例中,该人力推进车辆具有多于一个的齿条,其直接与对应的直线运动承载轨道组件单元(包括直线运动轴承,直线运动轴承外环和直线运动承载轨道)连接,使得齿条始终与直线运动承载轨道组件单元从开始到结束一起移动,并且始终将其线性驱动运动保持在仅仅相同的单一的固定直线中并且同时始终保持其线性驱动运动仅仅发生在相同的一个平面上而使相应的啮合小齿轮旋转。
在一些实施例中,该人力推进车辆具有多于一个的小齿轮,其直接或间接地通过惰轮或过桥齿轮和/或外齿轮系和/或内齿轮系和/或周转齿轮系和/或行星齿轮系和/或齿轮箱和/或任何等效装置与其相应的齿条啮合连接并与其直线运动承载轨道组件单元(包括直线运动轴承,直线运动轴承外环和直线运动承载轨道)或者任何等效装置连接在一起移动,使得齿条始终沿着直线运动轴承承载轨道从开始到结束在一起移动,并且始终将其线性驱动运动保持在仅仅相同的单一的固定直线中并且同时始终保持其线性驱动运动仅仅发生在相同的一个平面上而使相应的啮合小齿轮旋转。
在一些实施例中,该人推进车辆具有多于一个的直线运动支承轨道组件单元,其以这样的方式安装在车辆主框架结构上,使得其不仅能够引导其相应的直线运动轴承和直线运动轴承内外圈的运动以使直线运动轴承和直线运动轴承内外圈能够在直线运动承载轨道上与附接的相应齿条平滑地平移,而且能够保证齿条与齿轮仅仅在相同的一个平面上始终正确啮合。直线运动轴承轨道组件单元可以是一系列多于一个的滚轴或者滚子球轴承辊或任何等同的装置,其装配到直线运动轴承内外环中以引导整个直线运动轴承组件仅在一个相同的平面和直线上线性和平滑地移动。
在一些实施例中,该人力推进车辆具有多于一个齿条传动双向运动控制组件单元系统,以提供一对齿条传动双向运动控制。齿条双向运动控制组件单元 系统可以配置和使用在车轮中的任何一个和/或用于所有车轮中。圆轮形式和/或滚轴或者滚子球轴承辊或任何等同的装置所构成的双向运动控制组件单元系统可以构造和使用在车辆车轮中的任何一个车轮中和/或用于所有车辆的车轮中。
在一些实施例中,该人推进车辆具有多于一对踏板,以沿不同方向、高度和方向安装(或移除)在每个或所有线性运动支撑轨道组件单元上,以允许多于一个骑手驱动该车辆。
在一些实施例中,该人力推进车辆还可以彼此互相连接或整体结合,形成并联形式的多于一个的相同基本独立单元,或优选地形成串联形式的多于一个的相同基本独立单元而构成另一整个完整单元车辆,或可以根据需要使当前最多容纳四个车手的车辆形式加倍而构成或三倍而构成另一整个完整单元车辆。
在一些实施例中,该人力推进车辆可以被构造和配置为各种各样的自行车车辆,例如自行车车辆,三轮自行车车辆,自行车陆地兼海上车辆和或者自行车陆地兼海上和空中汽车车辆等,并且可以形成任何组合形式的整个完整的各种各样的自行车车辆。
在一些实施例中,该人力推进车辆可以被构造和配置为各种各样的自行车车辆,例如自行车车辆,三轮自行车车辆,自行车陆地兼海上车辆和或者自行车陆地兼海上和空中汽车车辆等,并且可以形成任何组合形式的整个完整的各种各样的自行车车辆。该人力推进车辆所构成的各种各样的自行车车辆可以和太阳能板和/或用于电池额外充电电力和/或用于次级或二次或备用动力电源的任何电子设备组合以便满足在各种紧急情况下,在上坡行驶的情况下,在需要行驶长距离行程的情况下,以及在需要额外动力或电力来源,或在该车辆所配备太阳能板或电池需要充电的情况下满足对所需的额外或备用动力或备用电力的总体需要。
在一些实施例中,该人力推进车辆的主要驱动齿条和驱动小齿轮之间的传动构造可以制造成其主要驱动齿条直接地驱动并旋转其直接啮合的驱动小齿轮从而带动车轮向前移动通过人力驱动或踩踏主要驱动齿条使得齿条始终沿着直线运动轴承承载轨道从开始到结束在一起移动。基于相同原理,该人力推进车辆的主要驱动齿条和驱动小齿轮之间的传动构造也同样可以制造成其主要驱动齿条通过其啮合的桥接过渡的空负荷旋转齿轮而间接地驱动/旋转驱动小齿轮从而带动车轮向前移动,或其主要驱动齿条通过外齿轮系和/或内齿轮系和/或周转齿轮系和/或行星齿轮系和/或齿轮箱和/或任何等效装置,从而间接地驱动/旋转驱动小齿轮从而带动车轮向前移动。
在一些实施例中,该人力推进车辆可以利用多于一个的对应的棘轮机构或滚子坡道超越离合器或楔块离合器来实现踏板齿条直接地和/或间接地驱动/旋转小齿轮之间的动力接合过程或动力分离过程(动力恢复过程)。踏板齿条直接地和/或间接地驱动/旋转小齿轮之间的动力接合过程的实现是利用多于一个的单向自由轮离合器或单向离合器滚针轴承组件或拉伸杯滚子离合器/轴承或任何等效装置,一起共同联合起作用以允许小齿轮与相应的棘轮机构或滚子斜坡超越离合器或楔块离合器互相结合以便使轮子向前旋转在相同的一个方向上。踏板齿条直接地和/或间接地驱动/旋转小齿轮之间的动力分离过程(动力恢复过程)的实现是利用单向自由轮离合器或单向离合器滚针轴承组件或拉制杯滚子离合器/轴承或任何等效装置之间的互相脱离,或是利用与相应的棘轮机构或滚子斜坡超越离合器或楔块离合器之间的互相脱离,或者实现与单向自由轮离合器或单向离合器滚针轴承组件或拉伸杯滚子离合器/轴承或任何等效装置之间的互相脱离,以便使踏板齿条的直线运动实现驱动小齿轮的空载运行从而不在相反的(动力恢复过程)方向上旋转车轮。
在一些实施例中,该人力推进车辆的骑手和/或乘客坐在他或她的鞍座上以直线运动推进他或她的相对应的一对踏板。当踏板移动时,附接的直线轴承移动。此后,踏板与连接的齿条始终与相同的同一直线且仅在相同一个平面上 一起移动,因齿条的同一直线移动而驱动啮合的小齿轮旋转。因此,当踏板移动方向与人体的向前推进运动方向一致时,它被定义为是踩踏驱动(驱动动力)行程;齿条旋转小齿轮以使其棘轮机构与轮结合。车轮旋转并向前移动。同时,另一相对应的踏板与及其线性运动轴承和齿条传动装置则处于与准备好用于其踩踏(驱动动力)行程位置相反的运动方向上。在齿条双向运动控制组件单元系统的控制下,其踏板与齿条和驱动小齿轮一起在相反方向上旋转驱动小齿轮,它们现在都位于在非蹬踏驱动的动力恢复行程中而被与其棘轮机构脱离结合而实现其相对应的空载运行,与此同时,车轮将继续保持其相同的旋转运动方向并向前移动。因此,当其踏板与齿条和驱动小齿轮在其相对应的相反的运动方向上不能驱动车轮旋转。因此,在任何给定时间,当该人力推进车辆的每对踏板在骑乘者的驱动下无论其是同时地或间歇地或持续地重复上述具有踩踏(驱动动力)行程和/或非踩踏(动力恢复)行程的运动时,车辆与乘客将一起向前移动。
在一些实施例中,该人力推进车辆充分有效地利用人体自然运动的最大能量以最大机械效率优点和最大效率推进车辆。在一些实施例中,该人推进车辆具有携带多于一个骑手和/或乘客的能力,同时允许任何骑手和/或乘客或所有骑手和/或乘客单独地和同时地在任何给定的时间能有效地驱动该人力推进车辆。
在一些实施例中,该人力推进车辆可用作独立组件单元车辆的人力推进车辆,也可以彼此并联或串联连接,以适合具有主框架结构的多于四个的车手和/或乘客,以及具有多于一个的车轮组件和车轴直接或间接地与多于一个的驱动小齿轮,齿轮系,行星齿轮系,棘轮组件单元或辊斜坡超越离合器或楔块离合器或单向自由轮离合器或单向离合器滚针轴承组件或拉制杯滚子离合器/轴承或任何等效装置在一起,与多于一个的直线运动轴承组件单元,多于一个直线运动轴承轨道组件单元以引导多于一个的齿条以平滑且适当地旋转小齿轮组件单元,多于一个以上的齿条齿轮双向运动控制组件单元系统,可以安装或 移除的多于一对的踏板,以使得多于一个的骑乘者和乘客能够同时地或间歇地或恒定地直接推动每个单独的车轮在多于一个的棘轮和棘爪组件单元系统的帮助下通过一起在直线运动的双向方向上移动的多于一个的齿条以迫使多于一个的小齿轮与多于一个的车轮同时一起旋转。本实用新型所包括的这种单人和/或多用户人力驱动的车辆具有自行车,三轮车,四轮和五轮,和六轮自行车,割草机,前轮驱动轮椅,后轮驱动轮椅,水运工具车辆,水陆两用车辆,陆上空中车辆,陆上,海上和空中车辆等的各种各样的实施例,以及上述各种各样实施例的任何组合形式。
根据本实用新型的示例性实施例,该人力推进车辆的实施例公开了一种车辆,该种车辆包括一种框架和在该种框架上相对于该框架固定就位的第一轨道。该第一轨道从第一位置沿同一直线延伸到第二位置。第一齿条被安装在第一轨道上并且可沿着第一轨道做同一直线上的和相同一个平面上的同一直线上的往返来回移动。第一齿条包括沿着至少一侧延伸的第一齿条齿轮。第一小齿轮联接到轴和框架;所述的第一小齿轮包括至少第一小齿轮,所述第一小齿轮能够旋转并与所述第一齿条啮合,使得随着所述第一齿条沿着所述第一轨道从所述第一位置移动到所述第二位置,所述第一小齿轮在第一方向上转动。一种驱动组件将被联接到框架和第一小齿轮,并且该驱动组件可以将第一小齿轮在第一方向上的旋转运动转换成车辆的向前运动。
根据本实用新型的另一示例性实施例,该人力推进车辆的实施例公开了一种制造车辆的方法,该制造车辆的方法包括在车辆的车框架上提供第一轨道并且相对于车框架固定就位。第一轨道从第一位置沿同一直线延伸到第二位置。该方法还包括将第一齿条安装在第一轨道上,使得第一齿条能够沿着第一轨道做同一直线上的和相同一个平面上的同一直线上的往返来回移动。第一齿条包括沿着至少一侧延伸的第一齿条齿轮。该方法还包括将第一小齿轮联接到轴和框架。第一小齿轮包括第一小齿轮,其可旋转并与第一齿条啮合,使得随着第一齿条沿着第一轨道从第一位置移动到第二位置时,第一小齿轮将沿第一方向上转动。该方法还包括将一种驱动组件联接到框架和第一小齿轮。该驱动组件并且可以将第一小齿轮在第一方向上的旋转运动转换成车辆的向前运动。
根据本实用新型的另一示例性实施例,该人力推进车辆的实施例公开了一种用于车辆的驱动系统。该驱动系统包括在车辆的框架上的第一轨道,并且包括了该第一轨道相对于固定在框架上的适当位置,因而该第一轨道可以实现从第一位置沿同一直线延伸到第二位置。第一齿条被安装在第一轨道上并且能够沿着第一轨道做同一直线上的和相同一个平面上的同一直线上的往返来回移动。并且该第一齿条包括沿着至少一侧延伸的第一齿条齿轮。该车辆驱动系统的第一小齿轮将被联接到轴和框架上,并且该第一小齿轮包括第一小齿轮,该第一小齿轮可旋转并与第一齿条齿轮啮合,使得当第一齿条沿着第一轨道从第一位置移动到第二位置时,第一小齿轮将沿第一方向转动。该驱动系统还包括了将驱动组件联接到框架和第一小齿轮,该驱动组件并且可以将第一小齿轮在第一方向上的旋转运动转换成车辆的向前运动。
在阅读了各个附图和附图中所示出的优选实施例的以下详细描述之后,本实用新型上文所提到的所有的这些实施例优点和其它优点对于本领域普通技术人员将无疑是显而易见的。
附图说明
本实用新型所代表的优选实施例参考附图以及详细说明如下:
图1显示了根据本实用新型的示例性实施例的人力驱动车辆的整体视图。
图2进一步说明了如上所述图1所示的人力驱动车辆的分解图。
图3显示了如上所述图1所示的人力驱动车辆的主框架结构图。
图4描述了没有主框架结构的人力推进车辆的前左视图。
图5显示了没有主框架结构的人力推进车辆的后左视图。
图6显示了前轮棘轮轮毂剖面视图和细节视图。
图7表示后轮棘轮轮毂剖面视图和细节图。
图8描述了前轮组件左手侧分解视图和详细视图。
图9显示了前轮组件的左手侧剖面视图和细节视图。
图10显示了前轮组件左手侧小齿轮及其轴承,棘爪和弹簧基座。
图11显示了当作为整个组件放在一起时前轮组件左手侧小齿轮及轴承,棘爪和弹簧构造图。
图12显示了左手侧小齿轮及其轴承,棘爪和弹簧装置的前轮组件分解图,以及如何将它们放在一起的细节视图。
图13显示了前轮组件的右手侧分解和详细视图。
图14显示了前轮组件的右手侧剖面视图和细节视图。
图15显示了前轮组件右手侧小齿轮及其轴承,棘爪和弹簧基座视图。
图16显示了当作为整个组件放在一起时前轮组件右手侧小齿轮及轴承,棘爪和弹簧构造图。
图17显示右手侧小齿轮及其轴承,棘爪和弹簧装置的前轮组件分解图,以及如何将它们放在一起的细节视图。
图18显示了后轮组件的左手侧分解和详细视图。
图19显示了后轮组件的左手侧剖面视图和细节视图。
图20表示后轮组件左手侧小齿轮及其轴承,棘爪和弹簧基座视图。
图21显示了当作为整体组装在一起时,后轮组件左手侧小齿轮及轴承,棘爪和弹簧构造视图。
图22显示了左手侧小齿轮及其轴承,棘爪和弹簧装置的后轮组件分解图以及如何将它们放在一起的细节视图。
图23显示了后轮组件的右手侧分解和详细视图。
图24显示了后轮组件的右手侧剖面视图和细节视图。
图25显示了后轮组件右手侧小齿轮及其轴承,棘爪和弹簧基座。
图26显示了当作为整体组装在一起时,后轮组件右手侧小齿轮及其轴承,棘爪和弹簧构造。
图27显示了右手侧小齿轮及其轴承,棘爪和弹簧装置的后轮组件分解图,以及如何将它们放在一起的细节视图。
图28显示了用于前轮左手侧的直线运动轴承,直线运动承载轨道和齿条组件视图。
图29显示了用于前轮左手侧的直线运动轴承,直线运动承载轨道和齿条组件的分解图。
图30显示了用于前轮右手侧的直线运动轴承,直线运动承载轨道和齿条组件视图。
图31显示了用于前轮右手侧的直线运动轴承,直线运动承载轨道和齿条组件的分解图。
图32显示了用于后轮左手侧的直线运动轴承,直线运动承载轨道和齿条组件视图。
图33显示了用于后轮左手侧的直线运动轴承,直线运动承载轨道和齿条组件的分解图。
图34显示了用于后轮右手侧的直线运动轴承,直线运动承载轨道和齿条组件视图。
图35显示了用于后轮右手侧的直线运动轴承,直线运动承载轨道和齿条组件的分解图。
图36显示了用于中间骑手双向控制系统的小齿轮及其轴承,用于在动力行程和恢复行程期间在双向运动中控制踏板和联接的齿条视图。
图37显示了用于中间骑手双向控制系统的左手侧的直线运动轴承,直线运动承载轨道和齿条组件视图
图38显示了如何将直线运动轴承,直线运动承载轨道和齿条组件一起用于中间骑手双向控制系统的左手侧的分解图。
图39显示了用于中间骑手双向控制系统的右手侧的直线运动轴承,直线运动承载轨道和齿条组件视图。
图40显示了如何将直线运动轴承,直线运动承载轨道和齿条组件一起用于中间骑手双向控制系统的右手侧的分解图。
图41显示了人力推进车辆的不同视角的总体视图。
图42显示了人力推进车辆的主要部件,包括主框架结构和直线运动支承轨道组件单元,双向控制组件单元,齿条,鞍座,踏板等视图。为简单起见,图中排除了人力推进辆的轮子。
图43显示了直接从原框架设计人力推进车辆衍生简化后得到的简化的单骑手自行车视图。
图44显示了直接从原设计人力推进车辆获得的简化的框架设计单骑者自行车,其具有一个骑手的简化框架,且具有中间齿条和小齿轮双向线性运动控制系统(示例中的上下双向运动控制)视图。
图45显示了直接从原始人力推进车辆获得的简化的一个单骑手自行车,其具有一个骑手的简化框架,并且具有一个后置形式单轮/辊的双向线性运动控制系统的视图。
图46显示了直接从原始人力推进车辆获得的简化的一个单骑者自行车,其具有一个骑手的简化框架,并且具有一个后置形式双轮/辊的双向线性运动控制系统被设计放置在后框架结构构件内视图。
图47显示了简化的单骑者折叠自行车的分解和详细视图,该简化的单骑乘者折叠自行车是直接从具有一个骑手的简化框架,并且具有一个后置形式双 轮/辊的双向线性运动控制系统被设计放置在后框架结构构件内的形式正如上述图46衍生简化后获得的视图。
图48显示了有最多四个骑手和/或乘客的示例性三轮车实施例的总体分解图。
图49显示了有最多四个骑手和/或乘客的三轮车实施例的两个后轮及其车轮轴架子组件分解图。
图50显示了有最多三个骑手和一个乘客的示例性三轮车实施例的总体分解图。
图51显示了有最多三个骑手和一个乘客的三轮车实施例的两个后轮及其车轮轴架子组件分解图。
图52显示了具有割草机功能的人力驱动的三轮车割草机的示例性实施例,人力驱动割草机可与三轮车的手把连接并且可被设计而放置于车辆的前部和/或在后部。另一个实施例中的割草刀片可被设计而放置于车辆后部的视图。
图53显示了人力驱动的三车轮轮椅的示例性实施例由前轮中的双手动力驱动前行的视图。
图54显示了人力驱动的两车轮轮椅的示例性实施例由在两个后轮中由双手动力驱动前行的视图。
图55显示了此设计和构造并配置有浮船,后螺旋桨以及自动方向盘和方向舵的人力驱动的水陆两用车辆的示例性实施例的视图。
图56显示了该用作人类推进的水陆两栖车辆的船体的构造部分的视图,如上述图55所示的船体部分。
图57显示了该人力驱动的水陆两用车辆的示例性实施例的视图,其设计和构造并配置有浮船,后推进螺旋桨以及三个水推进器车轮,但没有如上述图55所述的自动方向盘和方向舵。
图58显示了该人力驱动的水陆两用车辆的示例性实施例的视图,其设计和构造并配置有浮船,后推进螺旋桨以及三个水陆两用的车轮和自动方向盘和方向舵。
图59显示了该人力水陆两用车辆用作潜水艇的示例性实施例的视图,其设计和构造并配置有水密封设计的外壳(用作潜水艇),后螺旋桨以及三个水陆两用车轮和自动方向盘和方向舵。
图60显示出了多用户人力推进陆地车辆兼飞行器的主要结构的一个实施例的不同视图和细节图,在这些视图中为简单和清晰起见而没有显示出飞行器的机翼。
图61显示了多用户人力推进陆地车辆兼飞行器前部的主要结构的一个实施例的前左侧主要放大图和细节图,在这些视图中为简单和清晰起见而没有显示出飞行器的机翼(与图60所示相同没有机翼)。
图62显示了多用户人力推进陆地车辆兼飞行器前部的主要结构的一个实施例的后左侧主要放大图和细节图,在这些视图中为简单和清晰起见而没有显示出飞行器的机翼(与图60所示相同没有机翼)
图63显示了被设计和配备了两个机翼和一个稳定器的多用户人力推进陆地车辆兼飞行器的一个完好整体实施例的整体视图。
图64显示了这种多用户人力推进陆地车辆兼飞行器的一个实施例的放大视图和详细视图(与图63所示相同设有两个机翼和一个稳定器)。
图65显示了该单用户人力推进陆地车辆兼飞行器的实施例的总体视图,其人力驱动的动力来源是由一个用户的双手和双脚共同驱动供能并显示其设有两个机翼和一个稳定器。
图66显示了该单用户人力推进陆地车辆兼飞行器的实施例的总体放大视图,其人力驱动的动力来源是由一个用户的双手和双脚共同驱动供能并显示其设有两个机翼和一个稳定器。
图67显示了该多用户人力推进陆海空车辆的实施例的放大视图和详细视图。
图68进一步解释了如图67所示的该多用户人力推进陆海空车辆的实施例的整体和详细视图。
图69显示了通过在车轮两侧的滚子坡道超越离合器/滚子自由轮(具有多于一个滚子)以接合或脱离轮毂并且通过使键与键槽联结到车轮轴的方法或任何其它等效装置而使车轮轴与轮毂这两者互相连接成一体的方法应用到一个车轮的实施例视图,这些实施例视图包括了能在任何可能的踩踏位置和在任何可能的相对于垂直或水平水平的角度的踩踏方向的视图。
图70显示了通过在车轮两侧的滚子坡道超越离合器/滚子自由轮(具有多于一个滚子)以接合或脱离轮毂并且通过使轮毂与单向离合器滚子轴承组件或拉深滚子离合器/轴承或任何其它等效装置而使车轮轴与轮毂这两者互相连接成一体的方法应用到一个车轮的实施例视图,这些实施例视图包括了能在任何可能的踩踏位置和在任何可能的相对于垂直或水平水平的角度的踩踏方向的视图。
图71显示了通过在车轮两侧的滚子坡道超越离合器/滚子自由轮(具有多于一个滚子)以接合或脱离轮毂并且通过使用至少一个齿或槽或任何其它等效装置或等效配合而使车轮轴与轮毂这两者互相连接成一体的方法应用到一个车轮的实施例视图,这些实施例视图包括了能在任何可能的踩踏位置和在任何可能的相对于垂直或水平水平的角度的踩踏方向的视图。
图72显示了通过在踏板齿条和从动轮小齿轮之间使用至少一个外齿轮系的方法应用到一个车轮的实施例视图,其中在具有单向离合器辊的轮的两侧中的轮毂和轮轴之间具有至少一个齿或槽或任何其它等效装置或任何其它等效配合连接滚针离合器/轴承或与车轮轴的任何等效装置连接,这些实施例视图 包括了能在任何可能的踩踏位置和在任何可能的相对于垂直或水平水平的角度的踩踏方向的视图。
图73显示了通过在踩踏齿条齿轮和从动轮小齿轮之间使用至少一个的内齿轮系/周转齿轮系/行星齿轮系的方法应用到两轮实施例的两个分解图,其具有至少一个齿或槽或在具有单向离合器滚针轴承组件或拉伸杯滚子离合器/轴承和/或与轮轴的任何等效装置连接的轮子两侧的轮毂和轮轴之间的等效配合连接,这些实施例视图包括了能在任何可能的踩踏位置和在任何可能的相对于垂直或水平水平的角度的踩踏方向的视图。
图74显示了通过在车轮两侧的滚子坡道超越离合器/滚子自由轮(具有多于一个滚子)以接合或脱离轮毂并且通过使键与键槽联结到车轮轴的方法或任何其它等效装置而使车轮轴与轮毂这两者互相连接成一体的方法应用到两个车轮的实施例视图,这些实施例视图包括了能在任何可能的踩踏位置和在任何可能的相对于垂直或水平水平的角度的踩踏方向的视图。
图75显示了通过在车轮两侧的滚子坡道超越离合器/滚子自由轮(具有多于一个滚子)以接合或脱离轮毂并且通过使轮毂与单向离合器滚子轴承组件或拉深滚子离合器/轴承或任何其它等效装置在踏板轴两侧直接驱动轮小齿轮的蹬齿条齿轮而使车轮轴与轮毂这两者互相连接成一体的方法应用到两个车轮的实施例视图,这些实施例视图包括了能在任何可能的踩踏位置和在任何可能的相对于垂直或水平水平的角度的踩踏方向的视图。
图76显示了在具有单向离合器滚针轴承组件或拉深滚子离合器/轴承或或任何其它等效装置通过在车轮两侧的两个踩踏齿条齿轮和从动齿轮小齿轮之间使用至少一个的外齿轮系的两轮实施例视图,这些实施例视图包括了能在任何可能的踩踏位置和在任何可能的相对于垂直或水平水平的角度的踩踏方向的视图。
图77显示了在具有单向离合器滚针轴承组件或拉深滚子离合器/轴承或或任何其它等效装置通过在车轮两侧的两个踩踏齿条齿轮和从动齿轮小齿轮之间使用至少一个的外齿轮系的两轮实施例视图。其通过在轮轴两侧的对应轴,小齿轮和轮轴之间的键与键槽连接以及单向离合器滚针轴承组件或牵引杯式滚子离合器/轴承连接到至少一个齿轮轴上,这些实施例视图包括了能在任何可能的踩踏位置和在任何可能的相对于垂直或水平水平的角度的踩踏方向的视图。
图78显示了通过在踩踏齿条齿轮和从动轮小齿轮之间使用至少一个的内齿轮系/周转齿轮系/行星齿轮系的方法应用到两轮实施例的视图。其通过它们在轮轴两侧的相应轴,小齿轮和车轮轴之间的连接以及单向离合器滚针轴承组件或拉伸杯滚子离合器/轴承或连接到至少一个齿轮轴的任何等效装置,并且具有至少一个齿或槽或在具有单向离合器滚针轴承组件或拉伸杯滚子离合器/轴承和/或与轮轴的任何等效装置连接的轮子两侧的轮毂和轮轴之间的等效配合连接,这些实施例视图包括了能在任何可能的踩踏位置和在任何可能的相对于垂直或水平水平的角度的踩踏方向的视图。
图79显示了通过在踩踏齿条齿轮和从动轮小齿轮之间使用至少一个的内齿轮系/周转齿轮系/行星齿轮系的方法应用到两轮实施例的实施方案的分解视图。其通过它们在轮轴两侧的相应轴,小齿轮和车轮轴之间的连接以及单向离合器滚针轴承组件或拉伸杯滚子离合器/轴承或连接到至少一个齿轮轴的任何等效装置,并且具有至少一个齿或槽或在具有单向离合器滚针轴承组件或拉伸杯滚子离合器/轴承和/或与轮轴的任何等效装置连接的轮子两侧的轮毂和轮轴之间的等效配合连接,这些实施例视图包括了能在任何可能的踩踏位置和在任何可能的相对于垂直或水平水平的角度的踩踏方向的视图。
图80表示了上述实施例中的每一个实施例是如何可以与太阳能电池板和/或电池充电组合以形成第二级辅助的补充电源以根据需要为这些车辆提供辅助的或电池充电组合动力以形成第二级动力的视图。
附图标记列表
6.表示如图61和图62所示的用于连接或连接圆圆锥齿轮环的轮缘
8.如图67和图68所示的用于支持陆上,海上和空中车辆的附加螺旋桨的子结构
10.如图60至图68所示的飞行车辆的主体结构
11.在图1中所示的双人自行车
12.前轮用圆锥齿轮环500
14.小圆锥齿轮啮合12圆锥齿轮环
16.左侧后轮用圆锥齿轮502
18.小圆锥齿轮啮合16圆锥齿轮环
20.右侧后轮用圆锥齿轮502
22.小圆锥齿轮啮合,带20个圆锥齿轮环
24.大圆锥齿轮
26.小圆锥齿轮
28.大圆锥齿轮轴
30.中间中推推进器
32.中央后推力推进器
34.中央后高提升螺旋桨
36.中央前推力推进器
38.小圆锥齿轮轴
40.左右轮前推力推进器
42.左右前轮高提升螺旋桨
44.左右轮后推力推进器
46.前轮后推力推进器
48.前轮高升螺旋桨
50.前轮高推力推进器
52.飞行器前翼
54.飞机中翼
56.飞机的稳定器和方向舵
60.推进手柄的右手边
62.推进手柄的左手边
70.中部中低螺旋桨
72.左后侧低螺旋桨
74.右后侧低螺旋桨
76.小圆锥齿轮啮合圆锥齿轮环16
78.小圆锥齿轮啮合圆锥齿轮环20
100.人类推进车辆的主框架
102.鞍座和轮子的子框架
104.用于并行或串联扩展连接的扩展子帧#1
106.用于并行或串联扩展连接的扩展子帧#2
108.支持后一轮双向控制系统,如图45所示
110.如图44所示的中间双向控制系统的简化框架
112.用于后一轮双向控制系统的简化框架,如图45所示
114.用于后两个轮/辊双向控制系统的简化框架,如图46所示
116.用于后两个轮/辊的柔性连接器/电缆双向控制系统,如图46所示
120.车把手总成
122.支架用于双向控制系统
124.手柄杆
130.前叉基座
132.子框架,前叉左手边
134.副框架,前叉右侧
136.前叉左侧的脱落支架
138.前叉右侧的退出支架
140.鞍座/座椅#1
142.鞍座/座椅#2
144.鞍座/座椅#3
146.鞍座/座椅#4
150.中间子帧用于双向控制系统
152.具有固定枢转铰链的前框架,如图15所示。47
154.具有旋转铰链的后框架,如图15所示。
156.附接/连接/焊接到前框架的固定枢转铰链,如图15所示。47
158.连接/连接/焊接到后框架的旋转铰链,如图15所示。47
160.后叉基座
162.后叉的左手侧
164.后叉右侧
166.后叉左手侧的退出支架
168.后叉右侧的压板支架
172.人力车把手和手动卷割机之间的连接框架,如图52所示
174.手动割草机
176.立式草刀
178.人力车辆手把和手动割草机之间的连接器,如图52所示
180.人力车辆车把连接器和手动割草机的连接框架之间的适配器,如图52所示
182.垂直切割刀片的子架
184.中轴驱动大圆锥齿轮
186.小圆锥齿轮与184啮合和/或与其它圆锥齿轮啮合
188.草刀垂直轴
190.水平轴,用于从轮轴传输动力
200.字形轮左手侧的直线轴承外圈
202.前轮左手侧的齿轮齿轮
220.前轮左手侧的直线轴承轨道
240.字形轮右侧的直线轴承外圈
242.前轮右侧的齿轮齿条
250.双向控制系统
252.双向控制系统的不可延伸弯曲连接器
254.支架#1连接在直线轴承外圈的左手侧和不可延伸的弯曲连接器之间
256支架#2连接在直线轴承外圈的右侧和不可延伸的弯曲连接器之间
260.前轮右侧的直线轴承轨道
292.直线轴承外圈左手侧的止动器#1
294.直线轴承外圈右侧的止动器#2
300.中间双向控制系统左手侧的直线轴承外圈
302.中间副方向控制系统左手侧的齿条齿轮
310中间双向控制系统左手侧的直线轴承轨道
320.椅子,如图53所示
322.轮椅主框架如图53所示
324.右侧推进推动手柄
326.左手推进推动手柄
328.前驱动轮椅的小手把,如图53所示
330.后轮驱动轮椅主框架,如图1所示。54
332.后轮驱动轮椅脚轮
334.左手推进推动手柄
336.右侧推进推动手柄
350.中间双向控制系统右手侧的直线轴承外圈
352.中间副方向控制系统右手侧齿条
360.中间双向控制系统右手侧的直线轴承轨道
370.小齿轮用于中间双向控制系统
372.中间副方向控制系统的小齿轮的轴承#1
374.中间副方向控制系统的小齿轮齿轮轴承#2
392中间双向控制系统直线轴承外圈右,左手侧的止动器#3
400.用于后轮左手侧的直线轴承外圈
420.后轮左手侧的直线轴承轨道
440.后轮右侧的直线轴承外圈
442.后轮右侧的齿轮齿条
450.适用于一个骑手的齿条齿轮自行车
452.齿条齿轮驱动系统适用于一个骑手的齿条和小齿轮自行车
460.后轮右侧的直线轴承轨道
492.直线轴承外圈左手侧的4号止动器
494.直线轴承外圈右侧的5号止动器
500.人力车前轮合成组件
502.通常的/正常的前轮和/或后轮,无棘轮机构集成到车轮
510.前轮轴
512.前轮轴轴承,左侧
514.前轮轴轴承,右侧
520.前轮小齿轮,棘爪和弹簧合成组件,左侧
522.棘爪#1
524.棘爪#1的弹簧
526.棘爪#2
528.棘爪#2的弹簧
530.棘轮#3
532.棘爪#3的弹簧
534.棘爪#4
536.棘轮爪#4的弹簧
538.轴承,小齿轮侧
540.轴承,棘爪侧
550.后轮毂
552.棘轮机构的齿
560.前轮小齿轮,棘爪和弹簧组件,右侧
562.棘爪#1
564.棘轮爪#1的弹簧
566.棘爪#2
568.棘爪#2的弹簧
570.棘爪#3
572.棘爪#3的弹簧
574.棘爪#4
576.棘轮爪#4的弹簧
578.轴承,小齿轮侧
580.轴承,棘爪侧
600.后轮总成组件
610.后轮轴
612.后轮轴轴承,左手侧
614.后轮轴轴承,右侧
620.后轮小齿轮,棘爪和弹簧组件,左手侧
622.棘爪#1
624.棘爪#1的弹簧
626.棘爪#2
628.棘轮爪#2的弹簧
630.棘爪#3
632.棘爪弹簧#3
634.棘爪#4
636.棘轮爪#4的弹簧
638轴承,小齿轮侧
640轴承,棘爪侧
660.后轮小齿轮,棘爪和弹簧组件,右侧
662.棘爪#1
664.棘轮爪#1的弹簧
666.棘爪#2
668.棘爪#2的弹簧
670.棘爪#3
672.棘轮棘爪#3的弹簧
674.棘爪#4
676.棘轮爪#4的弹簧
678.轴承,小齿轮侧
680.轴承,棘爪侧
684.如图49所示的三轮车实施例中的半轴和连接器的轴承。
700.踏板#1:车手#1的左手侧
710.踏板#2:车手#1的右手侧
720.踏板#3:车手#2的左手侧
722.踏板#4:车手#2的右手侧
730.踏板#5:车手#3的左手侧
732.踏板#6:车手#3的右手侧
740.踏板#7:车手#4的左手侧
742.踏板#8:车手#4的右手侧
746.踏板#9:如图48所示的用于三轮车实施例中的骑手#4的左手侧。
748.踏板#10:如图48所示的用于三轮车实施例中的骑手#4的右手侧。
750.三轮车前轮和框架组件,如图48所示。
752.三轮车后轮和车轴框架合成组件
754.如图49所示的三轮车实施例中的正常轮502和车轴的连接器
756.车轴轴架
758.车轴
762.将连接器754连接到车轴758的键
764.用于将棘轮轮毂774和778连接到车轴758或其它等效装置的键
772.右侧小齿轮和棘爪合成组件
774.右侧棘轮毂与772匹配件
776.左侧小齿轮和棘爪合成组件
778.左手侧棘轮毂与776匹配件
782.用于三轮车实施例中的三个乘客和/或乘客的轴
800.双向控制系统车轮轴螺栓
802.用于将柔性连接器252连接到400和/或440的螺栓,如图2所示
804.折叠自行车铰链安全螺栓,如图47所示
810.沉头螺栓#1,前轮,左侧直线运动承载轨道220螺栓
812.沉头螺栓#2,前轮,左侧直线运动承载轨道220螺栓
814.沉头螺栓#3,前轮,右侧直线运动轴承轨道260螺栓
816.沉头螺栓#4,前轮,右侧直线运动轴承轨道260螺栓
820.棘轮毂和连接器的止动螺钉,如图49所示的三轮车实施例
821.螺栓,(最好是内六角头螺栓),齿条和线性外环连接螺栓
822.螺栓(最好是内六角头螺栓),齿条和直线外环连接螺栓
824螺栓,(最好是内六角头螺栓),齿条和线性外环连接螺栓
826.螺栓(最好是内六角头螺栓),齿条和直线外环连接螺栓
830.埋头螺栓#5,中间双向控制系统,左侧直线运动承载轨道310螺栓
832.中间双向控制系统小齿轮370的轴螺栓
834.沉头螺栓#6,中间双向控制系统,左侧直线运动承载轨道310螺栓
836.用于连接踏板720和直线运动外环300的沉头螺栓#7,用于连接踏板722和直线运动外环350的沉头螺栓#21
838.用于连接踏板720和直线运动外环300的沉头螺栓#8,用于连接踏板722和直线运动外环350的沉头螺栓#22
840.沉头螺栓#9,用于连接踏板720和直线运动外环400和沉头螺栓#23,用于连接踏板722和直线运动外环440
842.用于连接踏板720和直线运动外环400的沉头螺栓#10,用于连接踏板722和直线运动外环440的沉头螺栓#24
850.埋头螺栓#11,后轮,左侧直线运动承载轨道420螺栓
852.沉头螺栓#12,后轮,左侧直线运动承载轨道420螺栓
854.沉头螺栓#13,后轮,右侧直线运动轴承轨道460螺栓
856.埋头螺栓#14,后轮,右侧直线运动轴承轨道460螺栓
860.螺栓#1(最好是内六角头螺栓),齿条和直线外环螺栓
862.螺栓#2(最好是内六角头螺栓),齿条和直线外环螺栓
864.螺栓#3(最好是内六角头螺栓),齿条和线性外环螺栓
868.螺栓#4(最好是六角头螺栓),齿条和直线外环螺栓
870.螺栓#5(最好是内六角头螺栓),齿条和直线外环螺栓
872.螺栓#6(最好是内六角头螺栓),齿条和线性外环螺栓
874.螺栓#7(最好是内六角头螺栓),齿条和线性外环螺栓
876.螺栓#8(最好是内六角头螺栓),齿条和线性外环螺栓
878.埋头螺栓#15,中间双向控制系统,右侧直线运动承载轨道360螺栓
880埋头螺栓#16,中间双向控制系统,右侧直线运动承载轨道360螺栓
882.埋头螺栓#17,连接器252用支架254螺栓连接到直线运动外环200
884.埋头螺栓#18,连接器252螺栓连接到支架254
886.埋头螺栓#19,连接器252用支架256螺栓连接到线性运动外环240
888.埋头螺栓#20,连接器252螺栓连接到支架256
892.直动止动螺栓,用于止动器292
894.直动止动螺栓,用于止动器294
896.直动止动螺栓,用于止动器392
898.直动止动螺栓,用于止动器492
900.直线运动止动螺栓,用于止动器494
910.用于水陆两用车辆和陆地,海上和空中车辆的船,如55。图56。图67,和图68所示
911.方向盘和方向舵的子框架,如图55和图56所示
912.支撑人力车辆中间框架的子框架,如图55和图56所示
914.支撑人力车辆后左侧框架的子框架,如图55和图56所示
916.支撑人力车辆右后侧框架的子框架,如图55和图56所示
918.舵与928连接,如图55所示
920.水螺旋桨如图55所示
922.后轮轴锥齿轮
924.中心锥齿轮
926.中心锥齿轮轴
928.远程或手动控制方向盘,附有方向舵918
930.前水推进轮
932.右后侧和左侧水推进轮
934.前两栖推进轮
936.后右侧和左侧水陆两用推进轮
938.两栖推进轮的中心支撑外缘
940.橡胶附着在水推进轮板的所有顶部
942.橡胶附着在所有中心支撑外缘
944.如图59所示的水陆两用车辆的防水密封,透明和可拆卸的海底罩
946.用于水陆两用车辆的前轮防水密封箱,如图59所示
950.如图69至图73所示的在轮毂上没有棘轮的人力驱动的车轮组件
952.人力车辆的踏板可以在右手侧和左手侧使用
951.轮轴
954.安装在人力车辆踏板上的齿轮齿轮可用于右手侧和左手侧
955.轴空转或桥式小齿轮
956.小齿轮安装在滚轮凸轮/内圈上,带有键-968连接
958.怠速或桥式小齿轮,用于相对于踩踏运动相反侧的旋转方向的反向旋转方向
960.滚轮斜坡超越离合器的凸轮/内圈左侧
962.滚轮斜坡超越离合器的凸轮/内圈右侧
964.滚轮斜坡超越离合器的滚轮
966.滚轮坡道超程离合器的弹簧
968.滚柱坡道超速离合器和/或其它等效装置(如1000,1002和1004)的小齿 轮安装键-956
970.单向自由轮离合器或楔块式离合器或单向离合器滚针轴承组件或拉丝滚子离合器/轴承或拉拔式滚针轴承或任何等效装置或机构
972.在轮毂和小齿轮之间至少有一个齿或槽连接器的连接器,使得当踩踏(动力)行程的小齿轮时,轮和小齿轮可以一起旋转
974.轮毂上的齿匹配并与连接器972一起旋转啮合
980.当踏板952处于踩踏行程时,最大的齿轮与小齿轮958一起旋转
982小齿轮与最大齿轮980啮合,并与次级大齿轮984一起旋转
984.次级大齿轮,与轮轴小齿轮956啮合,并与更小的小齿轮982一起旋转
986.单向自由轮离合器或楔块离合器或单向离合器滚针轴承组件或拉丝杯滚子离合器/轴承或拉拔筒滚针轴承或任何等效装置/机构
990.行星齿轮系/行星齿轮组总成的内齿圈
991.行星小齿轮/小齿轮
992.具有与惰轮958和齿条954啮合的小齿轮组件的行星架
994.连接器在轮毂和小齿轮之间至少有一个齿或槽连接器,使得当小齿轮在踏板行程时,两个轮和小齿轮可以一起旋转,类似于974,但不同尺寸
996.单向自由轮离合器或楔块式离合器或单向离合器滚针轴承组件或拉丝滚子离合器/轴承或拉拔式滚针轴承或任何等效装置/机构
998.太阳齿轮带单向离合器滚针轴承996或等效装置
1000.连接器轮毂,带键固定到轮轴782
1002.滚轮坡道超越离合器的凸轮/内圈左侧
1004.滚轮坡道超越离合器的凸轮/内圈右侧
1006.小齿轮与单向自由轮离合器或楔块离合器或单向离合器滚针轴承组件或拉缸滚子离合器/轴承或拉深外圈滚针轴承或任何等效装置/机构
1008.单向自由轮离合器或楔块式离合器或单向离合器滚针轴承组件或拉丝滚子离合器/轴承或拉拔式滚针轴承或任何等效装置/机构
1010.轮驱动小齿轮,带键连接到轮轴782
1012.将车轮从动小齿轮固定到车轮轴782上的键
1020.充电电池
1022.太阳能电池板
1024.发电机/交流发电机
1026.电机
1028.发电机/交流发电机充电控制器
1029.电机控制器
1030.太阳能面板充电控制器
1032.用于离岸公用电源插座的插头
1034.发电机/交流发电机驱动齿轮通过纺车
1036.发电机/交流发电机驱动传动齿轮,用于通过齿轮系或皮带或链条或电缆或任何等效装置直接或间接驱动连接
1038.齿轮,由电机通过驱动传动齿轮驱动,用于通过齿轮系或皮带或链条或电缆或任何等效装置直接或间接驱动连接
1039.电机驱动传动齿轮,以便直接或间接通过齿轮系或皮带或链条或电缆或任何等效装置旋转轮
1042.辅助的二次可充电电池
1044.表示用于各种电气或电子设备的电气或电子适配器或连接电缆,例如用于智能手机,GPS(全球定位系统),iPod(苹果手机),Kindle(电子书),收音机,自行车头灯,心率监测器,防盗报警器,人力车辆定位器或骑手安全的USB电源适配器监控/报警,冷却风扇或任何类似的小工具等等。
具体实施方式
图45表示根据本实用新型的示例性实施例的具有齿条和小齿轮驱动系统452的自行车450的透视图。自行车450包括主体框架112,前轮502,后轮600,把手杆120,座椅142以及齿条和小齿轮驱动系统452.该驱动系统452被安装到框架112上并且联接到后轮600上以用于向后轮600提供旋转力以便在骑乘者的向前驱动动力下推进自行车450沿前方向移动。
在该图45示例中的驱动系统452由包括右侧组件和左侧组件的一对齿轮齿条组件形成。右侧组件包括联接到线性轴承外圈440的齿条442.齿条442和线性轴承外圈440一起安装在固定轨道460上,并且可以沿着线性轴承外环440上下滑动。齿条442具有沿着后边缘的多个齿轮齿,并与安装在后轮600的轮毂550的右侧的圆形小齿轮660啮合。右侧脚踏板742联接到线性轴承外圈440并且第一齿条442互相联结,从而允许骑车者向齿条442施加向下的力,以便其沿着轨道460向下方向移动齿条442。轨道460被安装到框架112的向下叉部分并且平行于框架的向下叉,该向下叉大致将车轮600区域等分成两半。为了确保轨道460被牢固地安装,轨道460在该实施例中经由至少两个连接点安装到框架112,这两个连接点之间的距离为轨道460的总长度的至少百分之八十。
在该图45示例中的左侧机架组件具有类似的功能部件,包括联接到线性轴承外圈420的左侧齿条402.齿条传动装置402和线性轴承外圈420一起安装在固定轨道420上,并且可以沿着线性轨道420上下滑动。齿条402类似地具有多个齿轮齿沿着后边缘,并且与安装在后部轮毂550的左侧中的另一个圆形小齿轮620啮合。左侧轨道420的定位和安装类似于右侧轨道460,但是在自行车450的另一侧。
在向前方向上驱动啮合的小齿轮620,660旋转的特定齿条402,442的运动在本文中被称为该齿条的动力驱动行程(动力行程)。来自小齿轮620,660的沿向前方向转动的旋转力被传递到后轮600,使后轮600沿向前方向旋转并 且使自行车450向前方向沿着地面移动。类似地,不沿着向前方向驱动接合的小齿轮620,660的特定齿条402,442的运动在这里被称为用于该齿条402,442的空载动力行程(恢复行程)。根据这些如上所述的定义,右侧齿条442的动力行程是在右侧齿条442沿着其轨道460向下滑动并且使右侧小齿轮660沿向前方向旋转的期间。同样,左侧齿条402的动力行程是在齿条402沿其轨道420向下滑动并且使左侧小齿轮620沿向前方向旋转的期间。
如图45所示,双向滑轮250安装在框架112上的一对右侧和左侧轨道460,420上方,线缆252绕过双向滑轮250并且与相对应的右侧和左侧齿条442,402连接(例如,线缆252连接到每个线性轴承外环440,420)。滑轮250和相联的缆索252一起用作双向控制单元,确保当左右齿条442,402中的一个沿向下方向移动时,右齿条442和左齿条402中的另一个将在向上方向上移动,反之亦然。这样,当第二齿条442,402中的任何一个齿条处于恢复行程(向上移动)时,第一齿条442,402中的任何一个齿条则将处于动力行程(向下移动)反之亦然。
如图45所示,在右侧和左侧的每一侧上,小齿轮组件被设计制造成仅当沿向前方向(即仅在作功的动力行程期间)旋转时才能将旋转力从小齿轮660,620传递到后轮600。为了实现这个目的,在每个小齿轮组件中包括了相匹配的棘轮机构。当任何一个小齿轮660,620中的某一特定小齿轮沿向前方向转动时,棘轮机构将使该特定小齿轮660,620与轮毂550中的相应棘轮齿552啮合(参见图21和图26中描述的进一步的细节),在此动力驱动行程中,由于该特定小齿轮660,620施加的是旋转驱动力而转动车轮600向前进方向上移动.或者反之,当任何一个小齿轮660,620中的特定一个小齿轮沿向后方向转动时,棘轮机构将使该特定小齿轮660,620与轮毂550中的相应棘轮齿552脱离,而使得车轮600可继续沿着前进方向旋转移动,而脱离的小齿轮660,620沿向后方向旋转(空载动力行程)。该棘轮机构以这种方式用作离合装置,其啮合作用是将允许左右齿条和其啮合的小齿轮组件中的每一个轮齿与后轮 600啮合而驱动车轮旋转,当自行车450的相应一个脚踏板742,740被骑乘者向下推动(在动力行程期间),其脱离作用是当与其相应的任何一个脚踏板742,740被向上拉动时则与相其对应的后轮600脱离而空载运行(空载动力行程),这是由于当自行车450的相应的另一个脚踏板742,740中的另一个被骑手推下而产生的结果。
如图45所示,脚踏板742,740垂直于齿条轨道460,420的滑动方向。在右侧,轨道460从固定直线中的第一位置延伸到第二位置,并且右侧脚踏板742垂直于该线。同样地,在左侧,轨道420从固定直线中的第一位置延伸到第二位置,并且左侧脚踏板740垂直于该线。人的腿非常适合驱动直线运动。通过以这种方式构造轨道460,420和脚踏板742,740,脚踏板742,740自然地容纳骑手的脚,并且骑车者施加在每个脚踏板742,740上的向下的力平行于线性轴承外圈沿其轨道460,420的任何运动。当轨道460,420安装在框架112上并相对于框架112固定在适当位置时,当在特定脚踏板上施加恒定的线性向下的力时724,740,恒定扭矩作为向前驱动施加到相应的圆形小齿轮660,620和后轮600。因此,骑车人可以受益于沿其腿的直线和左侧线性运动的直线和固定性质,其与线性轴承外圈一起与其轨道460,420一起,以便在每个侧面上对整个向下作用行程施加最大扭矩。
在图32中,用图解说明了如图45中所述自行车450其中左侧齿条齿轮组件部分的顶视图,底部视图,侧视图和投影视图。图33表明了如图32中所述左侧齿条齿轮组件的组装图,展示出了该左侧齿条齿轮组件部分所有的构造部件是怎样和如何组装而相互被连接在一起的。如上所述图中所示,本实施例中的左侧机架组件部分包括了线性轴承外圈400和齿条402,该齿条402被用螺栓870,872固定地安装在线性轴承外圈400上。线性轴承外圈400被用来作为直线性移动的环绕轨道以便保持齿条402能自由地沿着轨道420呈直线型的上下滑动,同时能将线性轴承外环400和齿条402有效地的组合连接在一起。并且能够使用沉头螺栓850,852将轨道420安装到对应的自行车框架上。在 线性轴承外圈400和轨道420之间可以包括滚子,滚珠轴承,润滑剂和/或其它减少摩擦的方法/装置,以促进平滑的直线型滑行移动。
在图34中,用图解说明了如图45中所述自行车450其中右侧齿条齿轮组件部分的顶视图,底部视图,侧视图和投影视图。图35表明了如图34中所述右侧齿条齿轮组件的组装图,展示出了该右侧齿条齿轮组件部分所有的构造部件是怎样和如何组装而相互被连接在一起的。如图所示,该右侧机架组件具有与上述并在图32和图33中所示的左侧机架组件相同的结构。具体地说,如上所述图中所示,本实施例中的右侧机架组件部分包括了线性轴承外圈440和齿条442,该齿条442被用螺栓874,876固定地安装在线性轴承外圈440上。线性轴承外圈440被用来作为直线性移动的环绕轨道以便保持齿条442能自由地沿着轨道460呈直线型的上下滑动,同时能将线性轴承外圈440和齿条442有效地的组合连接在一起。并且能够使用沉头螺栓854,856将轨道460安装到对应的自行车框架上。在线性轴承外圈440和轨道460之间可以包括滚子,滚珠轴承,润滑剂和/或其它减少摩擦的方法/装置,以促进平滑的直线型滑行移动。
在图21中,用图解说明了如图45中所述自行车450中的左侧小齿轮组件的投影视图和侧视图。图22表明了图21所示的左侧的小齿轮主要构成部件的组装图。展示出了该左侧小齿轮主要构成部件是怎样和如何组装而相互被连接在一起的。如图所示,本实施例中的左侧小齿轮组件还包括用于与左侧齿条402啮合的圆形小齿轮620。该圆形小齿轮620还包括了围绕该小齿轮的较大直径部分的周边的多个棘爪622、626、630、634。这些棘爪与左侧小齿轮的较大直径部分一起被插入到后轮毂550的左侧中。每个棘轮爪622、626、630、634由多个弹簧中的相应一个弹簧624、628、632、636保持在其正常位置。第一个轴承638被安装于最接近小齿轮620的端部,第二个轴承640则被安装于最靠近棘爪622、626、630、634的一侧。
在图26中,用图解说明了如图45中所述自行车450中的右侧小齿轮组件的投影视图和侧视图。图27表明了图26所示的右侧的小齿轮主要构成部件的组装图。展示出了该右侧小齿轮主要构成部件是怎样和如何组装而相互被连接在一起的。如图所示,本实施例中的右侧小齿轮组件还包括用于与右侧齿条442啮合的圆形小齿轮660。该圆形小齿轮660还包括了围绕该小齿轮的较大直径部分的周边的多个棘爪662、666、670、674。这些棘爪与右侧小齿轮的较大直径部分一起被插入到后轮毂550的右侧中。每个棘轮爪662、666、670、674由多个弹簧中的相应一个弹簧664、668、672、676保持在其正常位置。第一个轴承678被安装于最接近小齿轮660的端部,第二个轴承680则被安装于最靠近棘爪662、666、670、674的一侧。
在图18和19中,用图解说明了后轮600的左侧的投影,分解,截面和其它详细视图,显示出了左侧和右侧小齿轮组件是怎样和如何安装在后轮毂550中的。在图23和24中,用图解说明了后轮600的右手侧的投影,分解,截面和其它详细视图,显示出了左侧和右侧小齿轮组件是怎样和如何安装在后轮毂550中的。如图所示,车轴610通过两个小齿轮620和660的中心,并且还通过轮毂550的中心。这三个部件中的每一个都可围绕车轴610旋转,而车轴610在该实施例中并不旋转,而是被固定到自行车的框架112上,并且为支撑自行车450,其框架112,和支撑骑车者的重量的后轮600提供结构上的支持。
通过将左侧和右侧小齿轮620,660安装在车轮600的轮毂550内,来自小齿轮的沿向前方向的旋转力可以有效地传递到轮毂550,轮毂550使车轮旋转并使自行车的向前移动作为车轮相对地面滚动的结果。在左侧和右侧的轮毂550的内周包括多个棘齿552.该棘齿552被设计并且构成一定角度,使得当小齿轮620,660向驱动方向的旋转时,棘齿552将与棘轮爪622、626、630、634、662、666、670、674中的任何一个相啮合,从而能使小齿轮620,660在向前方向上旋转车轮。然而,该棘齿552所构成这一角度可使得当小齿轮620、660沿向后方向旋转时,轮毂上的棘轮齿将沿着棘爪622、626、630、634、 662、666的后侧面自由滑动(空载行程)从而能使当小齿轮620、660在向后的方向(在向前的相反方向)上自由旋转而不会阻碍或者停止车轮600的向前运动。
如图45所示的齿条和齿轮驱动系统452和自行车450的操作。类似于用户如何骑一辆典型的自行车,除了如典型的自行车所做的那样,但不是以圆周运动来驱动和蹬踏脚踏板,而是通过骑车者呈直线型的上下驱动和蹬踏齿条和小齿轮驱动系统452的脚踏板740,742线性的运动来驱动自行车450。具体地说,骑车人是通过直线型的向下蹬踏和推动右侧脚踏板742来开始推动自行车的向前运动,从而迫使右侧齿条442使右侧相啮合的小齿轮660向前方向旋转和转动。从而迫使在右侧小齿轮上的四个棘爪662、666、670、674中的至少一个与轮毂550上的棘轮齿啮合,而使右侧小齿轮660的向前旋转可以传递到自行车450的后轮600,从而迫使自行车450向前移动。
在右侧齿条442直线型的向下移动的时间期间,即在右侧的动力行程期间,左侧齿条402被包括滑轮250和电缆252在内的双向控制单元拉动而沿直线向上移动。左侧圆形小齿轮620则沿向后方向旋转,因此左侧的棘轮爪622、626、630、634则相对于轮毂550中的棘轮齿552向后(空载越过)滑动,从而不会阻碍或者停止车轮600的向前运动,从而自行车450的向前移动也不会停止因此,该左侧齿条是处于空载以及恢复行程,而右侧处于驱动的作功行程中。当骑车人切换到对左脚踏板740施加向下的驱动力时,左侧进入驱动的作功行程,并且上述过程重复,左侧将自行车向前移动,而右侧进入恢复行程。
在一些实施例中,该齿条和小齿轮驱动系统452实现了相对于现有的以圆周运动来驱动和蹬踏自行车脚踏板从而驱使自行车450向前移动的自行车设计的多种机械效率和增强扭矩优点。在如图45所示的该实施例的物理结构中,在整个动力驱动行程期间,骑车者在该侧的动力驱动行程期间在特定的某侧上施加在齿条442,402上的向下的驱动力将能够始终保持与小齿轮660,620的啮合齿大致垂直的位置。以这种方式,在动力驱使行程期间向下推动齿条442 的整个直线的驱动运动被用于向后轮600施加的旋转扭矩,并且由骑车者施加的恒定的向下的沿直线的驱动力将成为最大的恒定的扭矩而直接的施加到车轮600上的。这些都是与传统的自行车不同,在常规自行车中,骑车人的向下力的角度在踏板的三百六十度旋转期间仅在某些单独的时间内处于垂直踏板杆的位置。在常规自行车中,由骑车者产生的恒定向下的力仅在向下的力垂直于踏板杆时才可能产生最大扭矩。为了补偿,传统踏板自行车的骑车人必须尝试通过人为地改变在踏板上施加的力的角度来改变在圆周方向上施加的扭矩,这是非常困难和累人的繁重的工作。
此外,由于两点之间的最短距离是直线,在一些实施例中,该齿条和小齿轮驱动系统452受益于最小化的最短的骑车人的腿/脚必须移动的距离,以便将特定的直线型驱动力量的动力转送给车轮600。例如,在所有机械装置和结构的机械传动比都相等和相同的条件下,该直线型驱动齿条442,402将能够以最短的距离沿直线以实现后轮600特定的旋转驱动力量其所涉及的骑车者的脚踏板的移动距离比在任何曲线中(例如在圆形中)所需要的蹬踏距离更短,以实现相同的后轮600的旋转量和移动距离量。在这一种构造中,该齿条小齿轮驱动系统452,在特定的某一侧上从其上部位置移动到其下部位置的齿条442,402的单个动力行程能够使后轮向前方向转动三个完整的圆圈。相比之下,在典型的圆周旋转运动脚踏的踏板自行车中,由特定的某一侧的脚踏踏板驱动旋转的一个完整的圆周运动仅能够导致车轮转动一圈,因为它仅仅是其垂直运动的部分的分力才有助于使车轮旋转(即仅当踏板力在整个圆周运动过程中垂直于踏板时的运动才能起到驱动车轮旋转的作用)。因此,除了在直线(恒定方向)上比在曲线(不断变化的方向)上更容易施加和转送人力驱动力的事实之外,通过避免圆形蹬踏,该齿条和齿轮驱动系统452的直线型驱动力量的机械效率和增强扭矩的优点就有了进一步增加和提高。
如图1所示的根据本实用新型的示例性实施例的具有多个齿条和小齿轮驱动系统的双人自行车11。如图所示,该双人自行车11可以被配置用于四个 骑手,其中包括全部联接到自行车框架100上的前把手杆120,第一座椅140,第二座椅142,第三座椅144和第四座椅146。如图1所示的该双人自行车11还包括了其中的前轮500和后轮600,并且每个车轮500,600也包括了整套用于在向前方向上推动前轮500和后轮600的直线型脚踏板驱动的齿条和小齿轮驱动系统。
如图1所示,该双人自行车11,在前轮500上的齿条和小齿轮驱动系统在结构上类似于先前针对图45中所描述的单人自行车上的齿条和小齿轮驱动系统452。具体地说,在图1中所示的前轮500包括了一对左和右齿条组件,每个左齿条组件和右齿条组件分别与相应的一对左右小齿轮组件中的一个小齿轮啮合。同样,每个直线线性轴承外环240,200将保持并与其每个侧面相互联结的齿条242,202共同一起沿着其轨道220和260在恒定的直线方向上滑动和延伸。与此同时,每个线性轴承外环240,200将进一步联接到其相应的脚踏板700,710而允许坐在前座140上的第一骑乘者通过交替的直线方向上地向下驱动而按压左侧和右侧脚踏板700,710来向前驱动前轮。
如图1所示,该双人自行车11,在前轮500上的驱动系统中包括并且安装了在该驱动组件上方的框架上的滑轮250系统,该滑轮250系统可实现并用于作为双向直线运动控制系统,以确保在前轮500上的驱动组件上的左侧齿条202和右侧齿条242可以通过在与其相应联结的轨道220,260上能够彼此相互沿着相反的方向滑动。缆线252围绕双向轮250的外圆周之间后通过与前右侧线性轴承外环240和前左侧线性轴承外环200彼此相互连接,从而实现与相应的右侧和左侧齿条242和202的双向相反方向的直线运动。
如图1所示中,该前轮500上所有的驱动组件的各种部件的其余结构和部件均类似于先前对于图45中的自行车450的后轮600所述的所有的结构和部件。因此,为了简洁,这里省略重复的描述。然而,为了完整性,从图8-17中,用图解说明了包括左侧和右侧小齿轮和轮组件的双人自行车11的前驱动组件系统的各种部件的详细图,从图28-31中,用图解说明了用于左侧和右侧 机架组件的前驱动组件的各种部件的详细图。在上述标题为“附图标记列表”的部分中提供了在这些附图中使用的附图标记的详细描述。
在实际操作中,如图1所示,坐在前座140上的前骑手对其特定侧的向前的踏板700,710施加向下的力,这力将进一步转化为在该侧的后齿条202,242上的向下的力。该向下的力及可用作为车轮的驱动动力,从而迫使前轮500该侧上的小齿轮520,560沿着向前的方向转动。类似于上述图45中所设置在前轮500和前轮小齿轮520,560之间的棘轮机构或其它等效装置,将为其提供类似于上文针对图1所述的相互啮合和相互脱离功能。从而确保前轮的驱动小齿轮520,560各自仅在向前的方向上驱动前轮500。在某一特定侧的动力驱动行程结束时,坐在前座140上的驾驶员可以在另一侧上开始动力驱动行程,并且在车轮500与小齿轮520,560之间另一侧上的棘轮机构或其它等效装置和或其它的脱离装置将确保现在正在另一侧的小齿轮520,560始终可以沿着向前的方向驱动前轮500。
在图1所示的实施例中,后轮600上的齿条和小齿轮驱动系统具有与前轮500上不相同的人力驱动双向控制系统构造。从图18-27中,用图解说明了包括左右侧小齿轮和车轮组件的双人自行车11的后驱动组件系统的各种部件的详细图。类似于前轮500的的各种组件,后轮600的的各种组件由两对单独的左右齿条和小齿轮组件形成。后齿条和小齿轮被设计而构成一对驱动组件系统用来驱动后轮600,并且该后一对齿条组件及其相关联的小齿轮组件的总体结构与前面描述的图32-35和图21,图26,和图18-19所示的结构非常相似。为了简洁,这里省略了对相似部分的重复描述。
与图1所示的后轮600驱动系统的不同之处和其中的优点在于,不是利用滑轮250和电缆252用作为对于后部一对齿条组件400,440的相反方向直线运动的双向控制单元系统,而是利用中间齿轮370与其相互对应啮合的一对齿条部件组件来共同一起实现相反方向直线运动的双向控制。该对应的一对齿条部件组件被安装在自行车的框架100上而处于在该对应的座椅142下方的中间 区域内,并且包括其中的左右齿条部件组件。其中该左中侧的齿条组件包括与左后侧轨道420平行延伸的中部对应轨道310,如图3所示。可滑动左齿条302被安装在其线性轴承外环300上以形成中间左齿条组件,并且在其向内侧的面上具有齿轮齿从而可以与中心小齿轮370相互啮合。以类似的方式,中间右齿条组件包括与右后侧轨道460平行延伸的中部对应轨道360,可滑动右齿条352被安装在其直线轴承外环350上以形成中间右齿条组件系统,并且在其向内侧的面上具有齿轮齿从而可以与中心小齿轮370相互啮合。在左中侧支撑中间齿条302的线性轴承外环300的底部和在后左侧支撑的后齿条402的线性轴承外环400的底部之间是通过左脚踏板平台720而相互连接在一起.同样,在右中侧的支撑其中间齿条352的线性轴承外环350的底部和在后右侧支撑的后齿条442的线性轴承外环440的底部之间是通过右脚踏板平台722而相互连接在一起。这样,左侧齿条302可以沿左侧轨道310上下滑动,右侧齿条352可以沿着右侧轨道360上下滑动。
为了代替滑轮250和相关联的缆索252作为相反方向直线运动的双向运动控制单元系统,在本实施例中通过使用被安装于框架上(中间的/中部的)第三种小齿轮370同时啮合中间左侧齿条302和中间右侧齿条352来共同一起实现左侧后脚踏板730,740和右侧后脚踏板732,742相反方向直线运动的双向控制系统。如前所述,在该构造中,该中间左齿条302和中间右齿条352都是被设计而成为齿面向内侧并面向彼此。这样,在两个中间齿条302,352之间,中心小齿轮370可以同时啮合这两个中间齿条302和352,并且迫使中间左齿条302和中间右齿条352在它们各自的轨道310,360上彼此沿相反的方向行进。这两个中间齿条302和352以及与中间小齿轮370之间的相互相反方向的啮合作用而构成的上下双向方向直线运动的控制单元系统,从而可以实现在每个蹬踏行程之后自然地使每个腿可以自由地上下运动。
因为踏板平台720将线性轴承外环300和400连同其相互连接的齿条302和402全部都连接在一起,其中两个中间齿条302,352被连接到它们的同一 侧后齿条402,442,所以中间和后脚踏板730,740,踏板平台720和左侧的齿条302,402将总是作为一个整体单元而全部一起同步移动。同样,因为踏板平台722将两个线性轴承外环350和440连同其相互连接的齿条352和442全部都连接在一起,中间和后脚踏板732,742,踏板平台722和右侧的齿条齿轮352,442将总是作为一个整体单元而全部一起同步移动。此外,由于中间小齿轮370被设计而放置于在中间左侧齿条302和中间右齿条齿轮352之间,因而其左右侧将被迫沿彼此相反的直线方向移动。
在这种构造中,左侧踏板平台720和右侧踏板平台722是可由坐在第二座椅142上的第二骑乘者使用的脚踏板。同样地,提供附加侧脚踏板730,732以供可以坐在第三座椅144上的第三骑手使用。最后,提供向后的脚踏板740,742用于由坐在第四座椅146上的第四骑手使用。以这种方式,坐在这三个后座142,144,146上的这三个骑车者可以一起或分别或单独地或以任何组合向右侧踏板722,732,742中的任一个施加向下的力,这转化为在右侧后齿条442上的向下的驱动力。该向下的驱动力用作类似于如上所述的动力驱动行程,迫使该侧的后轮小齿轮660沿向前方向转动。被设置在右侧后轮毂550和后轮小齿轮660之间的棘轮机构或类似于上述图45中所述的另一脱离装置。将确保后小齿轮660仅沿向前方向驱动后轮600。在右侧的动力驱动行程结束时,三个骑手的任何某一组合的蹬踏形式都可以在左侧开始其动力驱动行程,并且在左侧的轮600和小齿轮620之间的棘轮机构或其它分离装置将确保左侧的小齿轮620也沿向前的方向驱动后轮600。
在如图1所示的双人自行车中。该实施例中,在每一个前轮和后轮500,600的上提供了独立的向前驱动。前轮500包括了允许第一乘客沿向前方向驱动前轮的一对齿轮齿条组件。前面一对齿条和齿轮组件的左侧和右侧的双向控制系统通过滑轮250来实现,滑轮250具有连接到其线性轴承外环200和240的电缆252以及将它们全部都相互连接在一起的齿条齿轮202,242。对于后轮600,它独立于前轮500,其后一对齿条402,442允许一个或多个其它骑手 在向前的方向上驱动后轮600。其左右侧齿条的相反方向的双向直线运动的控制,则是通过对位于该双人自行车中部的一对齿条302,352以及与其相互啮合而位于该对齿条之间的一个小齿轮370来实现。
在如图1所示的前轮500,皮带滑轮250与相关联的电缆/缆索252作为一个双向控制装置/方法,以确保右侧前踏板710和左侧前踏板700具有相反的和交替的做功的动力驱动行程和恢复行程。类似地,在后轮600上,对应部分的一对齿条组件与它们之间的中间小齿轮370相结合作为双向控制装置/方法,确保右侧后踏板722,732,742和左侧后踏板720,730,740具有相反的和交替的动力驱动行程和动力恢复行程。在一些实施例中,当单个驾驶者将驱动一对齿条和小齿轮组件的踏板时,使用滑轮型双向控制装置/方法,例如在图1所示的双人自行车的前轮500上进行的。(以及前面针对图45描述的在单轮自行车的后轮上)。或者,当多个乘客将驱动单个车轮时,如图1所示的双人自行车的后轮600所示,通过使用被安装于框架上(中间的/中部的)第三种小齿轮370同时啮合中间左侧齿条302和中间右侧齿条352来共同一起实现左侧后脚踏板730,740和右侧后脚踏板732,742相反方向直线运动的双向控制系统。
将相互对应的中间齿条组件设计和安装于自行车框架中部用于多个骑手的相反方向直线运动的双向控制装置的一个原因是连接左侧的齿条302,402的踏板平台720和连接右侧的齿条353,442的平台722,可以作为容纳一个或多个骑手的较长的脚踏板。另外,由于在任一侧上都有两个齿条302,352或402,442,当使用这种类型的相反方向直线运动的双向控制装置时,存在更多的位置来为多个骑手安装脚踏板。例如,如图1所示,后脚踏板包括连接每侧上的中间和后部齿条组件的踏板平台720,722,安装到后部齿条外环400,440的面向外的踏板730,732,以及面向后的脚踏板740,742。如果要容纳更多的乘客,则可以以类似的方式添加更多的脚踏板,例如安装脚踏板到中间的搁架外环300,350上的侧面或前面。
在其它实施例中也可以使用其它类型的双向控制装置,以使左右齿条和小齿轮组件具有适于人类骑乘者交替地推动左右腿的交替动力行程。例如,在图46和图47说明了另一实施例中的单骑手自行车,包括具有用作相反方向直线运动的双向控制装置的双辊114被设计和安装于一个不同的并且简化的框架112,152上。在该实施例中,柔性电缆116经由安装在自行车的框架上的双滚轮114在后轮600上方连接右侧线性轴承外环440和左侧线性轴承外环400。该双辊114的操作非常类似于滑轮250,但却是通过两个辊的结构来实现。因此摩擦最小,并且双辊114与柔性缆索116一起用来迫使右侧齿条442和左侧齿条402沿着它们各自的轨道在相反方向上移动。
尽管在上述示例中使用棘轮机构作为脱离装置,以在齿条442的动力和恢复行程期间分别接合和脱离小齿轮660以驱动轮毂550,但在其它实施例中也是可以采用其它类型的脱离装置的。一些脱离装置的示例包括如上所述的单向棘轮机构和单向离合器机构,其也可以与齿轮系组合。图69-71说明了多个单向离合器机构,其可以用于接合小齿轮以在动力行程期间沿向前方向驱动车轮,并且脱离小齿轮956以在在恢复动力行程期间不可以向后方向上驱动车轮950。图72-73说明了具有单向离合器机构的齿轮系的使用。
尽管上述示例迄今为止仅仅集中于运用于自行车中,其中使车辆向前移动所驱动的组件是车轮,但是本文公开的直线齿条和小齿轮驱动车轮的系统也可以在其它实施例中与其它类型的车辆和驱动组件一起使用。例如,各种类型的陆上车辆,例如自行车,推车,割草机,三轮车,串联双人自行车,社交或伙伴自行车,躺椅自行车,轮椅等都可以采用该直线齿条和小齿轮驱动系统作为驱动组件来推进车轮。同样,其它类型的陆地车辆可以用本文公开的齿条和小齿轮驱动系统来驱动其它的驱动组件,例如也称为油箱踏板,履带轨道等的连续履带。该齿条和小齿轮驱动系统实际运用于各种类型的其它陆地车辆的各种实施例也已经在图48和图68中表示出了。水车,例如船,水轮船,水陆两用车辆等都可以具有这样的驱动组件,该驱动推进组件就是由本文所公开的由直 线齿条和小齿轮驱动系统设计的推进器。根据各种实施例结合而成的该直线齿条和小齿轮驱动系统的各种类型的其它陆地车辆的示例在图55-59和图67-68中表示出了。诸如飞机,直升机,滑翔机,超轻型飞机等的飞行器可以具有作为由本文公开的齿条和小齿轮驱动系统推进的推进器的驱动组件。根据各种实施例结合而成的该直线齿条和小齿轮驱动系统的各种类型的其它各种飞行器以及其它陆地车辆的示例在图60-68和图67-68中表示出了。如上述实施例所示,它也可以形成包括海陆空在内的各种车辆运载体的各种不同类型和形式的组合。
虽然上述描述该直线齿条和小齿轮驱动系统迄今为止主要集中于其配对部件互相联结到齿条402,442的脚踏板740,742上,从而允许使用者推动齿条402,442并由此驱动小齿轮620,660,但是其它类型的施力结构可用于其它的实施例中。例如,在其它实施例中可以使用可移动手臂柱或手柄。臂杆和手柄的实施例子表示在图52和图53中。
虽然上述描述迄今为止集中在当齿条齿轮402,442被推离骑手时,及被推动离开用户时该直线齿条驱动小齿轮组件系统而构成的动力驱动行程;但是该动力驱动行程也可以被配置为当驱动齿条齿轮402,442被骑手推动而被拉向开用户时,及齿条齿轮402,442被拉向使用者。例如,当用户的重量不足以在向下方向上实现足够强的推力时,与用户的拉力相对应的动力驱动行程可能是有益的。上述脚踏车辆可以通过添加脚带或脚托架而转换为向上拉动方向成为动力驱动行程,将踏板保持到骑手的脚的踏板底部通过添加脚带固定在骑手的脚周围,从而导致在踏板的动力驱动时间期间内脚踏车辆的脚踏板被朝着向使用者的身体向上拉的方向。为了仍然可以沿向前方向驱动车轮,齿条齿轮402,442面向前的一侧被设计用于齿轮齿,使得当齿条沿着其轨道420,460由骑车人被向上拉时小齿轮620,660将向前转动车轮。
下面公开了各种示例性实施例的进一步细节。
本文公开了人力推进车辆,其利用人力直线运动的潜力来推进车辆向前移动,同时提高效率和机械优点,并减少摩擦损失。图1,图2,图41,图43,图44,图45,图46,和图47~80表示出了根据不同示例性实施例的处于组装状态的本实用新型的整体透视图,等距视图和投影视图。人力驱动车辆包括主框架结构100、110、112,其包括了在图3中更详细地示出的各种子框架和结构构件。主框架结构100、102如图1和图43所示,或110如图44所示,或112如图45所示,是将其构造成附属前轮组件500或502通过轮轴510(如图8所示)连接到脱离支架136和138,如图3所示,和后轮组件600通过轮轴610(如图18所示)连接到脱离支架166和168,如图3所示。因此,车辆的主框架结构提供了附接多于一个车轮(参见如图41所示的前轮500和后轮600)并且支撑多于一个的车手和/或乘客坐在车辆上的方式(参见车座140、142、144、146以适应至少一个到最多四个车手和/或乘客,如图41和图1和图2所示)。
图6和图7表示出了前轮和后轮的左视图,右视图,截面图和详细视图。该车辆轮毂在左手侧和右手侧具有两个内棘轮环,棘轮机构具有棘齿。棘轮机构的齿的陡峭倾斜的边缘被构造成在左手侧和右手侧上朝向相同的向前移动方向。在其车轮毂内的两个轴承座提供了将轴承512,514和车轮轴510安装在车轮中心的方式,以允许车轮500自由且平滑地旋转,如图6,图8和图13所示。对于轮600,在其车轮毂内也具有两个轴承座,用于在车轮中心安装轴承612、614和车轴610,以允许车轮600自由且平滑地旋转,如图7,图18和图23所示。在一些实施例中,该车轮组件可以具有独特的车轮毂,该车轮毂在其两侧上构造有多于一个的对应的棘轮爪和弹簧机构,以与一对相应的小齿轮以及作为小齿轮的一部分的棘轮环相匹配,虽然不是属于轮车毂的一部分但是却可以和轮车毂共同一起起作用,以允许小齿轮与相应的棘轮机构接合,以使得车轮沿一个方向旋转,或者与相应的棘轮机构脱离,从而不在相反的方向上旋转车轮。
图8和图9表示出了前车轮500左手侧小齿轮520,轴承512,轮轴510,轴承514和前车轮右侧小齿轮560如何完整和优选地安装在一起。此外如图10,图11和图12所示,左手侧小齿轮520与四个棘爪:522、526、530和534以及其对应的弹簧:524、528、532和536结合成一体,被设计和安装于以如图所示这种的方式可以使得这四个棘爪:522、526、530和534能够精确地与车轮毂500内部的内部棘轮环的相应棘轮齿匹配啮合,以彼此锁定和接合,从而使车轮能够一起向前内部的内部棘轮环的相应棘轮齿匹配啮合方向旋转和移动(如图8和图9所示),或者这四个棘爪可容易地向上滑动并越过车轮毂500内部的内棘轮环的棘齿的轻微倾斜的边缘,因为其相应的弹簧是处于被压缩的状态,因而使得当小齿轮520沿脱离相互啮合的非限制向后方向旋转时,每个棘爪滑过内棘轮环的每个齿的尖端,使得小齿轮不会使车轮在相反的方向上旋转,而是刚好空载运行。
图13和图14表示出了前车轮500右手侧小齿轮560,轴承514,轮轴510,轴承512和前车轮左手侧小齿轮520如何完整和优选地安装在一起。此外如图15,图16和图17所示,右手侧小齿轮560与四个棘爪:562、566、570和574以及其对应的弹簧:564、568、572和576结合成一体,被设计和安装于以如图所示这种的方式可以使得这四个棘爪:562、566、570和574能够精确地与车轮毂500内部的内部棘轮环的相应棘轮齿匹配啮合,以彼此锁定和接合,从而使车轮能够一起向前内部的内部棘轮环的相应棘轮齿匹配啮合方向旋转和移动(如图13和图14所示),或者这四个棘爪可容易地向上滑动并越过车轮毂500内部的内棘轮环的棘齿的轻微倾斜的边缘,因为其相应的弹簧是处于被压缩的状态,因而使得当小齿轮560沿脱离相互啮合的非限制向后方向旋转时,每个棘爪滑过内棘轮环的每个齿的尖端,使得小齿轮不会使车轮在相反的方向上旋转,而是刚好空载运行。
图18和图19表示出了后车轮600左手侧小齿轮620,轴承612,轮轴610,轴承614和后车轮右侧小齿轮660如何完整和优选地安装在一起。此外如图 20,图21和图22所示,左手侧小齿轮620与四个棘爪:622、626、630和634以及其对应的弹簧:624、628、632和636结合成一体,被设计和安装于以如图所示这种的方式可以使得这四个棘爪:622、626、630和634能够精确地与车轮毂600内部的内部棘轮环的相应棘轮齿匹配啮合,以彼此锁定和接合,从而使车轮能够一起向前内部的内部棘轮环的相应棘轮齿匹配啮合方向旋转和移动(如图18和图19所示),或者这四个棘爪可容易地向上滑动并越过车轮毂600内部的内棘轮环的棘齿的轻微倾斜的边缘,因为其相应的弹簧是处于被压缩的状态,因而使得当小齿轮620沿脱离相互啮合的非限制向后方向旋转时,每个棘爪滑过内棘轮环的每个齿的尖端,使得小齿轮不会使车轮在相反的方向上旋转,而是刚好空载运行。
图23和图24表示出了后车轮600右手侧小齿轮660,轴承614,轮轴610,轴承612和后车轮左手侧小齿轮620如何完整和优选地安装在一起。此外如图25,图26和图27所示,右手侧小齿轮660与四个棘爪:662、666、670和674以及其对应的弹簧:664、668、672和676结合成一体,被设计和安装于以如图所示这种的方式可以使得这四个棘爪:662、666、670和674能够精确地与车轮毂600内部的内部棘轮环的相应棘轮齿匹配啮合,以彼此锁定和接合,从而使车轮能够一起向前内部的内部棘轮环的相应棘轮齿匹配啮合方向旋转和移动(如图23和图24所示),或者这四个棘爪可容易地向上滑动并越过车轮毂600内部的内棘轮环的棘齿的轻微倾斜的边缘,因为其相应的弹簧是处于被压缩的状态,因而使得当小齿轮660沿脱离相互啮合的非限制向后方向旋转时,每个棘爪滑过内棘轮环的每个齿的尖端,使得小齿轮不会使车轮在相反的方向上旋转,而是刚好空载运行。
在一些实施例中,第一种类的齿条与小齿轮相互啮合的相反方向的双向控制组件单元系统完整和优选地被使用在后车轮中由坐在车座142,车座144和车座146上的骑车人和/或乘坐者。图36表示出了小齿轮370是如何与其轴承372和374被安装在一起并且通过其轴螺栓832(如图3所示)螺栓连接到车 辆子框架150,从而完整地允许小齿轮370围绕其轴螺栓自由且平滑地旋转,并且可适合同时与中间齿条302的左手侧和中间齿条352的右手侧啮合(如图1,图2,图3,图4,图5,图41和图42所示)。图37和图38以及图39和图40表示出了一对中间左手侧齿条302和右手侧齿条352被完整地用螺栓821和822和824和826相互连接在直线运动轴承外环300和350上(如图37,图38,图39和图40所示)。一对直线运动承载轨道310和360完整和优选地通过沉头螺栓830,834,878和880而连接到子框架150(如图1,图2,图3,图4,图5,和图41所示),其被完整和优选地允许直线运动轴承外环300和350沿着其直线运动轴承轨道310和360自由且平滑地移动,同时具有最小的摩擦和摩擦损失。由于齿条302和352被完整和优选地附接到直线运动轴承外环300和350,所以当直线运动轴承外环300和350被人力推动以便沿着其轴线直线移动时,齿条传动装置302和352便可以沿着其相应的线性轨道310和360处于在上下(双向)的直线运动中。因此,小齿轮370连同其在左手侧和右手侧上的完整和优选啮合的齿条302和352被用作用于车鞍座142,车鞍座144,以及车鞍座146上的骑车人的第一双向控制组件单元系统,(如图1,图2,图3,图4,图5和图41所示)。
在一些实施例中,在前轮中的第二种类的滑轮或滑辊双向控制组件单元系统是由坐在车鞍座140上的骑车人使用。它也可以用在后车轮上,如图45和图46所示,或具有相同和/或各种或不同材料,构造和布置的所有车轮。参见图1,图2,图3,图4,图5,图41,图42,图45,和图46所示的示范性的实施例。该双向控制组件单元系统的滑轮250被安装到子框架中的支架122上,并通过螺栓轴800来共同一起支撑该双向控制组件单元系统。如图4所示,不可延伸的弯曲连接器252围绕滑轮250的左手端通过螺栓882和884螺栓连接到直线运动外环200和托架254。同样,连接器252的右手端被用螺栓886和888螺栓连接到直线运动外环240和支架254,如图4所示。因此,当直线性 运动外环200被踏板700朝向一个方向移动时,另一相应的直线性运动外环240被迫通过滑轮250和连接器252而朝向相反的方向移动。
第一对齿条202和242被完整和优选地利用螺栓860和862和864和868(如图28,图29,图30,和图31所示)而与直线运动轴承外圈200和240连接)。一对直线运动承载轨道220和260被完整和优选地通过沉头螺栓810,812,814和816连接到子框架132和134(如图1,图2,图3,图4,图5,和图41和图42所示),其被完整和优选地允许直线运动轴承外圈200和240随其直线运动轴承轨道220和260一起自由且平滑地沿着直线移动,且具有最小的摩擦和摩擦损失。由于齿条202和242被完整和优选地附接在直线运动轴承外环200和240上,所以当直线运动轴承外环200和240被人力驱动以使其沿着其轴向直线移动时,齿条齿轮传动装置202和242可以在其相应的直线性轨道220和260上下(双向)运动。
第二对齿条402和442被完整和优选地利用螺栓870和872和874和876(如图32,图33,图34,和图35所示)而与直线运动轴承外圈400和440连接)。一对直线运动承载轨道420和460被完整和优选地通过沉头螺栓850,852,854和856连接到子框架162和164(如图1,图2,图3,图4,图5,和图41和图42所示),其被完整和优选地允许直线运动轴承外圈400和440随其直线运动轴承轨道420和460一起自由且平滑地沿着直线移动,且具有最小的摩擦和摩擦损失。由于齿条402和442被完整和优选地附接在直线运动轴承外环400和440上,所以当直线运动轴承外环400和440被人力驱动以使其沿着其轴向直线移动时,齿条齿轮传动装置402和442可以在其相应的直线性轨道420和460上下(双向)运动。
如图3所示的副框架132和134上的脱落支架136和138被完整和优选地以这样的方式构造,以便支撑和握住前车轮轴510从而允许齿条和齿轮传动装置的小齿轮520和560能处于与其对应的齿条202和242完美地啮合的位置,使得直线齿条202和242沿着直线移动,而导致相应的小齿轮520和560旋转, 如图1,图2图3,图4,图5,图41,和图42所示。类似地,如图3所示的副框架162和164上的脱落支架166和168被完整和优选地以这样的方式构造,以便支撑和握住后车轮轴610从而允许齿条和齿轮传动装置的小齿轮620和660能处于与其对应的齿条402和442完美地啮合的位置,使得直线齿条402和442沿着直线移动,而导致相应的小齿轮520和560旋转,如图1,图2图3,图4,图5,图41,和图42所示。
在示例性的实施例中,一个骑乘者坐在脚踏车鞍座140上,并且能够交替地并且恒定地以蹬踏脚踏板700和710的直线运动来推动车辆前轮。当脚踏板700被迫沿着直线运动轨道220被向下推时,齿条202处于推进的动力驱动行程,使小齿轮520连同其四个棘爪一起旋转,以便与在轮毂内的棘轮齿啮合,如图1,图2,图8,和图9所示;因此,而导致车轮向前移动。同时,如图5所示的另一个脚踏板710被迫通过具有滑轮250和不可延伸的弯曲连接器252的双向控制组件单元系统而向上移动,此时该齿条242处于非驱动推进的动力恢复行程,从而使小齿轮560以相反的方向旋转而导致其四个棘爪与在轮毂内的棘齿中脱离啮合,如图1,图2,图8,和图9所示。当脚踏板700到达推进行程的终点时,如图5所示,直线运动外环200被止动板292迫使停止。同时,另一个脚踏板710将被迫向上移动并准备好到其下一个轮回的推进驱动动力行程。当脚踏板710被迫沿着直线运动轨道260被向下推时,齿条242处于推进的动力驱动行程,使小齿轮560连同其四个棘爪一起旋转,以便与在轮毂内的棘轮齿啮合,如图1,图2,图13,和图14所示;因此,而导致车轮向前移动。同时,如图5所示的另一个脚踏板700被迫通过具有滑轮250和不可延伸的弯曲连接器252的双向控制组件单元系统而向上移动,此时该齿条202处于非驱动推进的动力恢复行程,从而使小齿轮520以相反的方向旋转而导致其四个棘爪与在轮毂内的棘齿中脱离啮合,如图1,图2,图13,和图14所示。当脚踏板710到达推进行程的终点时,如图5所示,直线运动外环240被止动板294迫使停止。同时,另一个踏板700将被迫向上移动并准备好到其下 一个轮回的推进驱动动力行程。通过重复上述推进行程,坐在鞍座140上的驾驶者可沿向前方向推进车辆。
除了上述允许一个骑乘者坐在鞍座140上并通过一对脚踏板700和710推动车辆的前轮的实施例之外,其它实施例允许另外三个骑乘者坐在鞍座142,鞍座144和鞍座146上可选择地,间歇地,恒定地或同时地以直线运动蹬踏三对脚踏板以推进车辆后车轮(如图41和图42所示)。该三对脚踏板:720和722,730和732,以及740和742,它们被设计配置和安装在同一个后车轮的一对直线运动线性外环400和440上,它们可以被设计配置和安装在分别具有不同位置,高度和取向(如图4,图5,和图41所示)。利用与上述相同的原理,当这三对踏板中的任一个沿着它们的直线运动轨道420或460被向下推时,齿条402或442处于推进行程,以使小齿轮620或660连同其四棘爪与在轮毂内的棘轮齿啮合,如图18和图19所示。因此,车轮向前移动。同时,相对应的脚踏板则通过如图5所示的双向控制组件单元系统向上移动,然后其相对应的齿条402或442则处于非驱动推进行程并旋转小齿轮620以及其四个棘爪与在车轮毂内的棘齿中脱离啮合,如图18和图19所示。当踏板中的任何一个达到驱动推进行程的终点时,线性运动外环300连同400或350连同440一起被迫停止移动由于止动器392与止动器492或止动器494共同一起的止动功效,如图5所示。同时,相对的相应踏板被迫向上移动,并准备好用于其下一个轮回的推进驱动动力行程。通过重复上述推进行程,坐在鞍座142和/或鞍座144和/或鞍座146上的三个额外的骑乘者可以推动车辆交替地,间歇地,恒定地或同时地向前移动。
根据上述的示例性实施例,该人力直线推进的车辆提供了,在任何给定的时间内可由每个个体骑手(或乘客),或在任何给定的相同时间内由所有驾驶者(或乘客),或在任何给定的时间内可以同时一起推动车辆一起,而实现以间歇地或分开地方式推动车辆一起向前移动。
在其它实施例中,该人力直线推进车辆提供了以供优选地坐在车鞍座142上的骑手并且用踏板720和722踩踏的一个人使用的实施例,如图1,图5,图41,图42,和图43所示。在一些实施例中,包括从前轮齿条齿轮202和242,直线运动轴承外环和200和240,直线运动支承轨道220和260以及双向控制组件单元系统250和252以及鞍座140,鞍座144,鞍座146,踏板700和710,730和732,以及踏板740和742在内都的所有零部件都是可以被卸载和拆除或者被重新组装而成为一个整体,以减少车辆的总重量。在需要添加第二骑乘者的情况下,如图1,图5,和图41所示,鞍座144和踏板730和732可以被优选地安装成适合于第二个骑乘者推动车辆。在需要添加第三个骑乘者的情况下,鞍座140,踏板700和710以及前轮齿条齿轮202和242,直线运动轴承外环和200和240,直线运动轴承轨道220和260以及双向控制组件单元系统250和252可以优选地安装成适合于第三个骑手推进车辆,如图1,图5,图41,图42,和图43所示。在需要添加第四个骑乘者的情况下,如图1,图5,图41,图42,和图43所示,可以优选地安装鞍座146和踏板740和742以适合第四个骑乘者推动车辆。
在其它实施例中,它公开了该由一个人使用的人力直线推进车辆,其可以适合骑乘者优选地坐在车鞍座142上并且利用蹬踏脚踏板720和722而推进车辆,如图1,图5,图41和图44所示,具有简化车框架110和正常前轮502。如图所示,其前轮齿条齿轮202和242,直线运动轴承外环和200和240,直线运动轴承轨道220和260以及双向控制组件单元系统250和252以及车鞍座140,车鞍座144,车鞍座146和脚踏板700和710,脚踏板730和732,脚踏板740和742都是可以被卸载和拆除或者被重新组装而成为一个整体,以减小车辆的总重量,如图1,图5,图41,图42,和图44。
在其它实施例中,该被公开的由一个人使用的人力直线推进车辆,其可以适合骑乘者优选地坐在车鞍座142上并且利用踩踏脚踏板740和742而推进车辆,如图1,图5,图41,图42,和图45所示,具有简化车框架110和正常 前轮502,该正常前轮502是没有装配齿条202和242,直线运动轴承外环和200和240,直线运动轴承轨道220和260的普通轮。一个滑动车轮的双向控制组件单元系统250和252及其支撑件108安装在其后主框架110上,如图45所示。
在其它实施例中,该被公开的由一个人使用的人力直线推进车辆,其可以适合骑乘者优选地坐在车鞍座142上并且利用踩踏脚踏板740和742而推进车辆,如图1,图5,图41,图42,和图46所示,具有简化车框架110和正常前轮502,该正常前轮502是没有装配齿条202和242,直线运动轴承外环和200和240,直线运动轴承轨道220和260的普通轮。此双向控制组件单元系统250和252及其两个滑动轮/辊114及其柔性连接器(电缆)116被设计和安装于其主框架112构件上,如图46所示的方式。
在其它实施例中,该如上所述的由多于一个人使用的人力直线推进车辆可以被设计安装和构造为折叠自行车。例如,如图47所示的用于一个人的折叠自行车,其可以适合骑乘者优选地坐在其车鞍座142上并且利用踩踏脚踏板740和742踏板而推进车辆,如图1,图5,图41,图42,图46,和图47所示,该折叠自行车还具有简化的前框架152被附接/连接/焊接而固定枢转铰链156两端,其后框架154被附接或连接或焊接旋转铰链158和正常的前轮502上,该前轮502是没有装配齿条202和242的正常轮,其直线运动轴承双向控制组件单元系统250和252及其两个轮/辊114及其柔性连接器/电缆116被设计和安装于其主框架112构件上,如图47所示的方式。在正常的循环条件下,前框架和后框架都通过铰链安全螺栓804连同其垫圈和螺母被牢固地连接一起。当处于折叠状态时,使用者需要将安全螺栓804取出,如图47所示。然后自行车则可以通过围绕其枢轴的旋转铰链158与156固定枢转铰链两端折叠为一体从而成为一个折叠的自行车整体。
在其它实施例中,人力直线推进车辆可被设计配置和构造为具有四个骑手或三个骑手和坐在鞍座146上的一个乘客的三轮车,如图48,图49,图50, 图51所示。在图48和图49中,用图片清晰地说明了该三轮车设计可具有四个骑手的最好的实施例。这种三轮车可以与前述自行车实施例相同的方式在前轮上推进。而两个后轮502则可以通过其自身的键762和键槽的联结方式而与其连接器754紧固和固定连接到其自身的车轴758上,如果这两个车轴758旋转,则对应的车轮502旋转。当人力直线型推进脚踏板720和722,730和732以及746和748被驱动时,其对应的齿条移动并导致其对应的小齿轮组件772和776连同其附接的棘爪一起转动。然后,其对应的棘轮环774和778旋转。因为棘轮环774和778通过其自身的键764和键槽的联结方式和固定螺钉820被连接到其相应的车轴758上。因此,当棘轮环774和778旋转时,两个后轮502及车轴758将一起旋转并导致两个后轮向如图48和图49所示的向前的方向移动。而图50和图51则说明了被设计配置和构造为具有三个骑手配置的三轮车的实施例,这种三轮车可以具有与自行车相同的实施例方式而被设计配置和构造为在前轮上推进的实施例方式。因为坐在车鞍座146上的第四个乘客没有安装对应于鞍座146上的任何踏板。两个后轮502通过其自身的键762和键槽的联结方式和固定螺钉820通过其连接器754紧固和固定到同一车轴782上。如果车轴782旋转,相应的两(2)个车轮502旋转。当人力直线推进脚踏板720和722以及730和732被驱动时,其对应的直线齿条移动并导致其对应的小齿轮组件772和776连同其附接的棘爪一起旋转。然后,其对应的棘轮环774和778旋转。棘轮环774和778通过其自身的键764和键槽的联结方式和固定螺钉820一起连接到其车轴782上.因此,当棘轮环774和778旋转时,两个后轮502及其车轴782旋转,并且导致两个(2)后车轮502向前的方向旋转,从而导致两个后轮和整人力直线推进车辆的向前移动,如图50和图51所示。
在其它实施例中,该单个和/或多个用户的人力直线推进车辆可被设计配置和构造为同时具有割草机功能的人力直线推进车辆。该手动卷轴割草机可以被设计配置在该单个和/或多个用户的人力直线推进车辆的前部,中间或后部 位置。它也可以具有其自身的垂直草切割刀片,由其后轮轴通过一对啮合的圆锥齿轮驱动,如图52所示。在一些实施例中,手动卷轴割草机174被设计配置而优选地利用其子框架172的构造。该子框架172通过其连接器178和适配器180与人力三轮车车辆连接。当人力驱动三轮车车辆移动时,手动割草机向前移动并割草。在另一个实施例中,人力三轮车车辆具有草切割刀片176,其通过人力直线蹬踏运动经由后轮轴配置和推进。当后轮轴旋转时,大圆锥齿轮184驱动其与啮合的小圆锥齿轮186旋转,圆锥齿轮水平轴190将旋转一对其与啮合的小圆锥齿轮186,它们由其子框架182支撑。当人力三轮车车辆向前移动时,而导致其对应的该对小圆锥齿轮186也旋转时,草切割刀片176通过其竖直轴188而旋转和切割草而成为割草机,如图52所示。
在其它实施例中,该单个和/或多个用户的人力直线推进车辆可被设计配置和构造为如图53所示的由前轮推进的轮椅。在一些实施例中,该轮椅的椅子320被支撑在其主框架322上。当该力人直线推进前轮驱动轮椅以其右手侧推进而推动手柄324和左手侧推进而推动手柄326交替推进时,其右侧线性轴承外环240和左侧线性轴承外环200将移动其附接啮合的齿条202和242连同其直线运动承载轨道220和260一起移动。这导致其相应的小齿轮520和560与其车轴一起旋转并使前轮向前移动,该人力推进的轮椅将向前移动,如图53所示。左手侧的操作原理与上述的右手侧相同,通过重复上述推进行程,该人力推进的轮椅的向前移动将继续进行。而较小的手柄328将允许推进驱动手柄324和326的自由移动以适应有限的空间。
在其它实施例中,该单个和/或多个用户的人力直线推进车辆可被设计配置和构造为如图54所示的由两个后轮推进的轮椅。如图54所示。在一些实施例中,该轮椅的椅子320与两个后轮椅脚轮332一起被设计配置而支撑在其主框架330上。当该由两个后轮人力推进的轮椅600,以其右手侧推进而推动手柄336和左手侧推进而推动手柄334交替推进时,其右侧线性轴承外环440和左侧线性轴承外环400将移动其附接的齿条402和442连同其直线运动承载轨 道420和460一起移动。这导致其相对应啮合的小齿轮620和660与其车轴一起旋转并使两个后轮向前移动,该人力推进的轮椅将向前移动,如图54所示。左手侧的操作原理与上述的右手侧相同,通过重复上述推进行程,该人力推进的两个后轮的轮椅的向前移动将继续进行,如图54所示。
在其它实施例中,该单个和/或多个用户的人力直线推进车辆如图50和图51所示的,它可被设计配置和构造为具有所有正常陆地的车轮和的水陆两用的车轮和车辆以及附接有舵和中心水螺旋桨的手动控制方向盘等等,如图55和图56所示。在该一些实施例中,船910被设计配置和构造成优选地具有可用于方向盘928和方向舵918以及结构构件912、914和916的子框架911,以适当地支撑如图55和图56所示的人直线推进车辆。利用三个正常陆地用的车轮(常规轮),该实施例可以在陆地中使用。当蹬踏后脚踏板时,齿条402和442使相对应啮合的小齿轮620和660旋转,而使后轮轴782旋转,如图50和图51所示。它使圆锥齿轮922旋转,因为圆锥齿轮922是被连接到后轮轴782上的。所以当圆锥齿轮922旋转时,它将旋转与其啮合的齿轮926.这使得水螺旋桨920旋转以形成水螺旋桨中心系统,推动船910连同其人力推进车辆在水和/或海上向前移动,如图55和图56所示。因此,它可以在陆地和在水上使用实现作为水陆两用的人力直线推进车辆。
在其它实施例中,该单个和/或多个用户人力直线推进车辆,它可被设计配置和构造成为仅仅具有所有水推进器的车轮以及中心水螺旋桨的水上运输工具和车辆,如图57所示。在该一些实施例中,船910被设计配置和构造成优选地具有结构构件912,914,和916,以适当地支撑如图57所示的人力直线推进车辆。所有三个车轮被设计配置和构造为仅仅能在水中专用的水推进车轮,如图57所示。除了加上中心水螺旋桨920之外,该单个和/或多个用户人力直线推进水上车辆的操作原理与上述的相同,当用人力以直线踩踏后脚踏板时,船与其人力直线推进的水上运输车辆将向前移动。
在其它实施例中,该单个和/或多个用户人力直线推进车辆,它可被设计配置和构造成为具有水陆两用的两栖车轮的水陆两用车辆以及附接有方向舵和中心水螺旋桨的手动控制方向盘组件,如图58所示。在一些实施例中,船910被设计配置和构造成优选地具有用于方向盘928和舵918,以及具有结构构件912、914和916的子框架911,以适当地支撑如图58所示的人力直线推进车辆和中心水螺旋桨920。所有三个车轮被设计配置和构造成在陆地和水中适用的水陆两用的两栖车轮,前水陆两栖车轮934和两个后水陆两用的两栖车轮936,如图58所示。当以上述的相同的工作原理踩踏后脚踏板时,船与其人力直线推进车辆将向前移动。中心轮辋加强件938被牢固地连接到上述的轮辋和每个水推进器板。在中心轮辋938和每个水推进器板的外边缘上被设计配置和构造成为与橡胶940和942连接,使得所有的轮子都可以在水上推进并同时可以在陆地上移动,以成为陆地和水陆两用的两栖车轮,如图58所示。
在其它实施例中,该单个和/或多个用户人力直线推进车辆,它可被设计配置和构造成为具有所有水陆两用的两栖车轮的水陆两用车辆以及连接有方向舵918和中心水螺旋桨920的手动控制方向盘928,如图59所示。在一些实施例中,如图59所示,将密封和透明的上盖944与防水密封的前轮壳体946一起添加在顶部。这种人力直线推进车辆可以用作水陆两用车辆和海底潜艇车辆。
在其它实施例中,诸如图50和图51所示的单个和/或多个用户人力直线推进车辆,它可被设计配置和构造成为陆地和空中车辆,其中所有的陆地车轮连同其后轮轴驱动的中间推力和升力螺旋桨一起驱动它们的推力和升力螺旋桨,如图60,图61,图62,图63,图64,图65,和图66所示。在一些实施例中,该人力直线推进车辆可被优选地设计配置和构造成为与如图50和图51所示的人力直线推进的三轮车车辆一起使用。作为该陆上航空器车辆的基本主要组成部件。该陆上航空器车辆的主框架10为位于中央位置的中间驱动推进系统,为一个前轮和两个后轮推进系统(每个该推进系统都具有由每个车轮驱 动的两个高空推力推进螺旋桨和一个高空提升螺旋桨),为飞行机翼52和54以及飞行稳定器56提供基本构造配置和基本结构和基础设施的支撑。
该位于中央位置的中间驱动推进系统包括大圆锥齿轮24,小圆锥齿轮26,中央中间位置的推力推进器30,中后侧后推力推进器32,中后侧后推力推进器34和中央前推力推进器36。前车轮推进系统包括大圆锥齿轮环12,其与前轮500上的轮缘6连接组装成为一个整体,并且与小圆锥齿轮14啮合,如图60和图61所示。当前轮向前移动时,大圆锥齿轮环12(其被设计配置而被联接到前轮500上的轮辋6上)与前轮一起转动,并且由于该大圆锥的齿轮12的齿数远比与其啮合的小伞齿轮14的齿数多得很多,因而小圆锥齿轮14的快速旋转将会导致其前轮高空后推力螺旋桨推进器46,前轮高空推力螺旋桨推进器48,和前轮高空前推力螺旋桨推进器50全部高速旋转飞行。类似地,后左侧车轮推进系统也包括大圆锥齿轮环16,该大圆锥齿轮环16被设计配置而联接到左后轮502的轮缘6上,并能与后左侧车轮一起转动而驱动与之啮合的小圆锥齿轮18,如图60和图61所示。
当该后左手侧车轮向前移动时,大圆锥齿轮环16与后左手侧车轮一起旋转,并且由于很大的齿轮传动比而使其啮合的小圆锥齿轮18快速旋转,这导致其后左手侧车轮后高空推力推进器40,后左手侧车轮高空升力推进器42和后左手侧车轮前推力推进器44全部以高速旋转飞行。后右侧推进系统以上述相同的驱动原理,后右侧车轮推进系统包括大圆锥齿轮环20,其被设计配置而被构造和连接到右后车轮502的轮缘上并与右后车轮502一起转动,同时与小锥齿轮22啮合,如图60和图61所示。当后右侧车轮向前移动时,大锥齿轮环20与后右侧轮一起旋转,并且由于很大的齿轮传动比而使其啮合的小圆锥齿轮22快速旋转,这导致其右后侧车轮后高空后推力螺旋桨40,右后侧车轮高空升力螺旋桨42和后右侧前车轮高空推力螺旋桨推进器44全部以高速旋转飞行。它与中央中间驱动系统的方式相同。当后轮车轴通过蹬踏力旋转时,大锥齿轮24旋转并迫使其啮合的小锥齿轮26旋转。这导致中心推力螺旋桨推 进器30,中央后高空推力螺旋桨推进器32,中央后高空升力螺旋桨推进器34和中央前高空推力螺旋桨推进器36以高速旋转飞行。在上述实施例中,大圆锥齿轮24和/或大齿轮环12、16和20的每级驱动组装部件都可以通过其旋转轴28和38被设计配置而构造成为适合并驱动推进多于一个的小圆锥齿轮(例如小圆锥齿轮26)。在图60,图61,和图62中所显示的细节图R,AA,和AD,以及细节图AF进一步提供了这些实施例的良好图示。
在其它实施例中,该单用户人力直线推进车辆可以被设计配置和构造为陆空车辆,其中所有陆地车轮连同其后车轮轴驱动的中间推力和升力螺旋桨一起驱动它们的推力和升力螺旋桨,如图65和图66所示。这些单个飞行员的实施例基于与上述相同的原理。在这些实施例中,一个飞行员优选地坐在鞍座142上以利用其脚踏板720和740驱动推进两个后轮502,并以右手侧的推进推动手柄60和左手侧的推进手柄62驱动而推动前轮500,并与飞行机翼52和54,飞行稳定器56一起向前移动和向上飞行,如图65和图66所示,并类似于上述的前轮驱动的轮椅实施例。
在其它实施例中,该单个和/或多个用户人力直线推进车辆可以被设计配置和构造为具有船体的陆地,海上和空中的陆海空三栖车辆,所有陆地车轮驱动它们的推力和升力螺旋桨以及其后轮轴驱动动力中心则驱动其推力和提升螺旋桨,如图67和图68所示。在一些实施例中,船910被设计配置和构造成支撑上述多用户人力直线推进的陆海空三栖车辆。利用附加的副框架8,可使用在右后侧的锥齿轮78与大锥齿轮环20啮合,和使用在左后侧的锥齿轮76与大锥齿轮环16啮合,该人力直线推进的陆海空三栖车辆可以具有额外附加的三个水螺旋桨70、72和74,如图67和图68所示,以允许其在陆地,海洋和空中上操作而向前移动和向上飞行。
除了使用如上所述的棘轮机构之外,在其它实施例中,滚子坡道超越离合器或楔块离合器或单向飞轮离合器和/或单向离合器滚针轴承组件或拉伸杯滚子离合器/轴承或任何等效装置,如图69和图70所示,可以用于一起来共同 起作用,以允许滚子坡道和小齿轮接合以旋转车轮或脱离互相联结,以允许实现与棘轮机构相同的负载或者空载的作用。当在车轮的左手侧的脚踏板952被人力直线推进而压下时,作为踏板动力驱动行程,齿条齿轮使相应啮合的小齿轮956逆时针转动,如图69中的细节图B和图C所示。
由于该小齿轮被用键968联结到轴上,如图69所示,连接到滚子坡道超越离合器凸轮/内座圈,小齿轮与单向离合器滚针轴承组件或拉丝杯滚子离合器/轴承(970)如图70及其细节图D和细节图E所示的任何其它等效装置,离合器凸轮/内圈的逆时针方向旋转则作为动力驱动方向。当内部构件在驱动方向上旋转时,滚子964与轮毂和内座圈之间的这两个接触表面之间的摩擦力将会使得每个滚子964楔紧,从而将内部和外部构件轮毂锁定在一起或接合离合器而驱动整个车轮向前移动。当外部蹬踏和蹬动的动力驱动源是沿着该相同方向驱动外部构件并且内部构件运行较慢或静止时,摩擦力将会使滑动辊964抵抗弹簧966力而移动并进入该空穴开口的较大部分,而使离合器脱离接合,如图69和图70中所示,这样将使得整个车轮可以在车轮的右手侧上自由地且平滑地超越内座圈/凸轮而实现空载运行移动,反之亦然,如细节图C所示。此外,由于齿条可以适当地啮合并且在整个360度角位置旋转小齿轮,如果踏板位于几乎垂直的踏板行程位置和齿条位于几乎近似水平,如图69至图72所示,则这就是例如躺椅自行车或三轮车的实际应用的实施例。因此,在不同实施例中的,该人力推进车辆具有可以实际应用于在相对于垂直位置或相对于水平位置的任何角度中使用,并且可以在以任何可能的踩踏位置和方向中使用的特征。
除了使用如上所述的棘轮机构之外,在图71中,用图解说明了一个车轮950的实施例,在该实施例中,在车轮的两侧中的轮毂和轮轴951之间具有至少一个齿或槽或其它任何等效装置配合连接972和974到轮轴951和单向离合器滚针轴承组件或拉制杯滚子离合器/轴承970或其它任何等效装置上,如图 71所示,并具有可以实际应用于在相对于垂直位置或相对于水平位置的任何角度中使用,并且可以在以任何可能的踩踏位置和方向中使用的特征。
除了使用如上所述的棘轮机构之外,在其它实施例中,在图72中,用图解说明了一个车轮950的实施例,在踩踏齿条齿轮954和从动轮小齿轮956之间具有至少一个的外齿轮系(包括与大齿轮980啮合的齿轮982,和与次级大齿轮984啮合的轮齿轮956),同时具有至少一个齿或槽或任何其它等效适配连接件974装置在车轮950两侧的轮毂和轮轴之间,并具有将单向离合器滚针轴承组件或牵引杯滚子离合器/轴承986连接到轮轴的任何其它等效装置。如图72所示,并具有可以实际应用于在相对于垂直位置或相对于水平位置的任何角度中使用,并且可以在以任何可能的踩踏位置和方向中使用的特征。
除了使用如上所述的棘轮机构之外,在其它实施例中,在图73中,用两个分解图说明了一个车轮的实施例,在脚蹬架齿条954和从动轮小齿轮(太阳齿轮998或992)之间具有至少一个的内部齿轮系/行星齿轮系/行星齿轮系(包括行星齿圈990,太阳齿轮998,行星架和小齿轮组件992以及行星小齿轮991),在该车轮的两侧的轮毂和轮轴之间具有至少一个齿或槽或任何其它等效装置配合连接件994,并其同时具有单向离合器滚针轴承组件或拉拔杯滚子离合器/轴承996或连接在轴和齿轮小齿轮(太阳齿轮998或992)之间的或任何其它等效装置。如图73所示,并具有可以实际应用于在相对于垂直位置或相对于水平位置的任何角度中使用,并且可以在以任何可能的踩踏位置和方向中使用的特征。
除了使用如上所述的棘轮机构之外,在其它实施例中,图74说明了在车轮轴782的两侧中的滚子坡道超越离合器/滚子自由轮(具有多于一个滚子964)的两个车轮502的实施例,以接合或脱离连接器轮毂1002和1004,能够通过其中键764和键槽联结到车轮轴并具有相对于垂直或水平方向呈任何角度的任何可能的踩踏位置和方向。工作原理类似于如上所述并在图69和图70中所示出。
该滚子坡道超越离合器或楔块离合器或单向超越离合器和/或单向离合器滚针轴承组件或拉深滚子离合器/轴承或任何其它等效装置,如图74所示,可被共同一起用于以允许滚子坡道和小齿轮啮合以旋转车轮的负载作用或脱离啮合的空载作用,其工作原理类似于棘轮机构相同的工作原理。当在车轮的左手侧的踏板952被压向下时,直线性运行移动的齿条齿将逆时针转动相应的小齿轮(键合在连接器1002上)时,这是作为踏板的动力驱动行程,如图74中的右侧的细节图L和M所示。由于小齿轮被用键764或968联结到轴上通过滚子坡道超越离合器凸轮/内圈或离合器凸轮/内圈,所以小齿轮向逆时针方向旋转是作为动力驱动行程而设计配置的。
当内部构件在驱动方向上旋转时,滑动滚子964与车轮连接器轮毂和内圈之间的这两个接触表面之间的摩擦力使得每个滚子964楔紧,从而将内部和外部构件,即车轮连接器与轮毂锁定在一起,离合器啮合运转使整个车轮向前移动。当外部蹬动源沿该相同方向驱动外部构件并且内部构件运行较慢或静止时,摩擦力使滑动滚子964抵抗弹簧966力而移动并进入空穴开口的较大部分,使离合器脱离接合,如图74中所示的细节图L和M,使得整个车轮可以在车轮的右手侧上自由且平滑地超越内座圈/凸轮而进入空载运转,反之亦然,如细节图M所示。此外,由于齿条可以在整个360度角位置中适当地啮合和旋转小齿轮,如果踏板如图69至图80所示位于接近垂直的踏板行程位置和几乎水平的齿条,则我们将容易地制造卧式自行车或三轮车,例如。因此,这种用人力推进的车辆可以在相对于垂直或水平水平的任何角度的任何可能的踩踏位置和方向中使用。由于轮轴782被键接(764或968)到连接器754上,当轮轴如图74所示旋转时,车轮子将转动。框架756和/或任何其它等同的框架结构可用于正确地附接前轮和/或后轮和/或任何可能的车轮,以形成类似于图1至图80所示的三轮车或四轮车实施例。
除了使用如上所述的棘轮机构之外,图75表示出了在车轮轴的两侧直接驱动脚蹬齿条齿轮而驱使小齿轮1006旋转的两个车轮502的实施例,该实施 例通过单向离合器滚针轴承组件或拉制杯滚子离合器/轴承1008或配合的任何其它等效装置配合进入到轮轴782的外径和小齿轮1006内部的孔中以接合旋转轮轴或脱离,从而允许小齿轮与轮轴之间实现负载或者空载运行,并且能够以任何可能的相对于垂直或水平呈任何角度的位置和方向来实现有效的直线型驱动蹬踏移动。由于轮轴782被键接(764或968)到连接器754,当如图74所示的轮轴旋转时,车轮子转动。框架756和/或任何其它等同的框架结构可用于正确地附接前轮和/或后轮和/或任何可能的车轮,以形成类似于图1至图80所示的三轮车或四轮车实施例。
除了使用如上所述的棘轮机构之外,在其它实施例中,在图76中,用图解说明了两个车轮502的实施例,在踩踏齿条齿轮954和从动轮小齿轮956之间具有至少一个的外齿轮系(包括与大齿轮980啮合的齿轮982,和与次级大齿轮984啮合的小轮齿轮982),以及与轮轴782一起旋转的从动轮小齿轮956,同时具有至少一个齿或槽或任何其它等效适配连接件974装置在车轮502两侧的轮毂和轮轴之间,并具有将单向离合器滚针轴承组件或牵引杯滚子离合器/轴承986连接到轮轴782的任何其它等效装置。如图76所示,并具有可以实际应用于在相对于垂直位置或相对于水平位置的任何角度中使用,并且可以在以任何可能的踩踏位置和方向中使用的特征。由于轮轴782被键接(764或968)到连接器754,当轮轴如图74所示旋转时,车轮子转动。框架756和/或任何其它等同的框架结构可用于正确地附接前轮和/或后轮和/或任何可能的车轮,以形成类似于图1至图80所示的三轮车或四轮车实施例。
除了使用如上所述的棘轮机构之外,在其它实施例中,在图77中,用图解说明了两个车轮502的实施例,在踩踏齿条齿轮954和从动轮小齿轮1010之间具有至少一个的外齿轮系(包括与大齿轮980啮合的齿轮982,和与次级大齿轮984啮合的小齿轮982),以及与轮轴782一起旋转并通过键1012和键槽联结车轮从而将两侧的车轮固定在轮轴782上。以及与轮轴782一起旋转的从动轮小齿轮956,同时具有至少一个齿或槽或任何其它等效适配连接件974 装置在车轮502两侧的轮毂和轮轴之间,脚踏板的蹬踏步进是通过单向离合器滚针轴承组件或拉丝杯滚子离合器/轴承986或连接在大齿轮980轴之间的任何其它等效装置来实现,并具有将单向离合器滚针轴承组件或牵引杯滚子离合器/轴承986连接到轮轴782的任何其它等效装置。如图76所示,并具有可以实际应用于在相对于垂直位置或相对于水平位置的任何角度中使用,并且可以在以任何可能的踩踏位置和方向中使用的特征。由于轮轴782被键接(764或968)到连接器754,当轮轴如图74所示旋转时,车轮子转动。框架756和/或任何其它等同的框架结构可用于正确地附接前轮和/或后轮和/或任何可能的车轮,以形成类似于图1至图80所示的三轮车或四轮车实施例。
除了使用如上所述的棘轮机构之外,在图78中,用图解说明了两个车轮502的实施例,在脚蹬踏板齿条954和行星小齿轮954(太阳齿轮998或992)之间的内齿轮系/行星齿轮系/行星齿轮系(包括行星齿圈990,太阳齿轮998,行星架和小齿轮组件992以及行星小齿轮991),在该车轮的两侧的轮毂和轮轴之间具有至少一个齿或槽或任何其它等效装置配合连接件754,如图76所示。在轮毂两侧的轮毂和轮轴之间具有单向离合器滚针轴承组件或拉制滚子离合器/轴承996或连接在轴和小齿轮(太阳齿轮998或992)之间的任何其它等效装置。如图78所示,并具有可以实际应用于在相对于垂直位置或相对于水平位置的任何角度中使用,并且可以在以任何可能的踩踏位置和方向中使用的特征。框架756和/或任何其它等同的框架结构可以用于正确地附接前轮和/或后轮和/或车轮,以形成类似于图1至图80所示的三轮或四轮车实施例。
除了使用如上所述的棘轮机构之外,在图79中,用图解说明了两个车轮502的实施例,在脚蹬踏板齿条954和从动轮小齿轮(太阳齿轮998或992)或行星小齿轮954之间的内齿轮系/行星齿轮系/行星齿轮系(包括行星齿圈990,太阳齿轮998,行星架和小齿轮组件992以及行星小齿轮991)(太阳齿轮998或992),在该车轮的两侧的轮毂和轮轴之间具有至少一个齿或槽或任何其它等效装置配合连接件754,如图79所示。在轮毂两侧的轮毂和轮轴之间具有单向离合器滚针轴承组件或拉制牵引杯式滚子离合器/轴承996或连接在轴和小齿轮(太阳齿轮998或992)之间的任何其它等效装置。并具有可以实际应用于在相对于垂直位置或相对于水平位置的任何角度中使用,并且可以在以任何可能的踩踏位置和方向中使用的特征。框架756和/或任何其它等同的框架结构可以用于正确地附接前轮和/或后轮和/或车轮,以形成类似于图1至图80所示的三轮或四轮车实施例。
除了如上所述使用棘轮机构和传统的人力推进车辆之外,在其它实施例中,图80说明了上述实施例如何可以与太阳能电池板和/或电池组合以形成第二或次级补充电源,以根据需要为这些实施例中的人力推进车辆车辆提供动力,例如,在类似于一个车轮外部齿轮系实施例中所示(类似于图72中所示),作为第二或次级补充电源的该太阳能电池板1022或充电电池,可以通过插头1032联结到公用插座的电力电源和/或充电电池电力电源给电池充电,以便可以在紧急情况下用作额外的和/或次要的电力和/或主要电力和/或应急电力电源,或在上坡行驶的情况下,或在需要达到长行驶距离的情况下,以及在需要为任何电子设备1042和/或1044供电或充电的情况下,为这些实施例中的人力推进车辆车辆提供需要的补充动力电力电源。
例如图63所示,通过在上述人力推进车辆的机翼52和54的顶部上添加太阳能电池板1022,并且将添加了太阳能电池板的机翼52和54设计和安装于陆地,海洋和空中交通工具的上述人力推进车辆实施例中的任何一个,除了人力可以直线驱动该陆海空三栖车辆之外,该陆海空三栖车辆可以具有用于供电的第二或次级补充电源和次级太阳能电源来驱动车辆。这里简要说明一下的上述实施例是如何工作的。当使用人力在推进行程上直线驱动蹬踏板952时,齿条使车轮通过外齿轮系向前移动,如图72和图80所示。同时,车轮的旋转通过齿轮1034和1036而旋转发电机1024,以产生电力并通过电池充电控制器1028给充电电池1020。因此,充电的电池1020可以作为电力供应器通过其电动机控制器1029以向马达1026供电,通过齿轮1038和动力传输链路 1039,以推进车辆向前移动。来自电池的其它电力功率输出1020,可以通过电动机控制器1029向多于一个电气和/或电子适配器供电,以便为智能电话,智能手机,GPS(全球定位系统),iPod(苹果手机),Kindle(电子书),收音机,自行车头灯,心率监测器,防盗报警器,人力车辆定位器或骑手安全的USB电源适配器监控/报警,冷却风扇或任何类似的小工具等等供电。此外,该太阳能电池板1022或充电电池1020,可以通过插头1032和它们的充电控制器1030联结到公用插座的电力电源和/或充电电池电力电源给太阳能电池板1022和充电电池1020充电,以便满足在各种紧急情况下,在上坡行驶的情况下,在需要行驶长距离行程的情况下,以及在需要额外动力或电力来源,或在该车辆所配备太阳能板或电池需要充电的情况下满足对所需的额外或备用动力或备用电力的总体需要。
在一些实施例中,如上所述的人力直线推进车辆通过线性齿条传动直接旋转小齿轮以使车轮旋转向前,或者线性齿条传动通过空转齿轮,过渡桥齿轮,齿轮系,齿轮箱,外齿轮系,内齿轮系,行星齿轮系和行星齿轮系,以实现如图1至图80所示的不同的旋转方向,位置,取向,扭矩传递以及齿轮比和机械效率等优点。
在一些如图1至图80所示的实施例中,如上所述的人力直线推进车辆如多骑乘者或单用户自行车,三轮车,四轮车,折叠自行车,躺椅自行车,轮椅,水运车辆工具,水陆两用/两栖车辆,两栖和海底/潜艇车辆,以及陆上,海上和空中的陆海空三栖车辆,它可单独用作基本独立单元使用,并且其能够由多于一个人(多达四(4)人)装配和推动。此外,作为基本独立单元车辆的这种人力驱动车辆也可以彼此完全地和/或部分地与多于一个相同或不同的基本独立完整单元车辆和/或部分完全地单元车辆并联连接或连接优选地(例如串联和/或双自行车)或串联(例如并排地作为社交的两轮,三轮或四轮自行车),以形成另一完整和/或部分完全单元车辆,或者具有推进和踩踏系统,或者在每个车轮和/或车轮轴上设有和配置人力直线推进和踩踏系统或没有设有和配 置人力直线推进和踩踏系统,以根据需要增加或减少本车辆的设计配置和负载多骑乘者的能力。
在上所述的一些实施例中,该人力直线推进单轮和/或多用户车辆可以被用在任何具有车轮的轮式的车辆中,可以被设计配置和安装于前轮作为前轮驱动或被设计配置和安装于后轮作为后轮驱动。该人力直线推进移动可以或被设计配置成任何角度相对于垂直或水平位置,因为齿条可以以任何角度适当地与小齿轮啮合。因而骑车人和/或乘客可以坐在任何位置(即躺卧位置),例如图69至图80中示出的前轮驱动轮椅和后轮驱动轮椅。因此,这种人力直线性齿条齿轮的直线性运动,可以直接或间接地通过一系列齿轮系来驱动和旋转小齿轮,从而可以驱动车轮以及整个车辆一起向前移动。所以本实用新型可以被设计配置和安装于在相对于垂直或水平的任何方向或任何角度,并且可以被设计配置和安装而被使用于任何车轮上的任何位置,任何方向,或任何角度。
在上所述的一些实施例中,该人力直线推进单人和/或多用户车辆被制成为各种具有封闭的空气动力学优势和保护免受天气和互相碰撞的伤害的自行车车,并且可以具有多于一个的车轮,可用于拖拉婴儿车和/或拖车组合和/或在前部,中部和后部位置携带杂货箱,并且可以用并联和/或串联的方式安装和布置这些附件。如图1至图80所示,这些车辆可以由人用腿力或手力来直线驱动任何车轮或驱动所有车轮从而使得整个车辆一起向前移动。
在上所述的一些实施例中,该人力直线推进单轮车辆和/或多用户车辆可以被设计配置和安装于而用于任何轮式的车辆中,并且可以被用来推进多于一个车轮和/或可以被用来推进多个车轮中的任何车轮,并且可以直接推进车轮本身或推进车轮轴(例如三轮车实施例)。该人力直线推进车辆可以安装和拆卸伞和/或罩(即遮阳伞,伞罩)以保护使用者和/或乘客免受水,雨和雪的影响,如图1至图80所示的那样,上所述的人力直线推进车辆如多骑乘者或单用户自行车,三轮车,四轮车,折叠自行车,躺椅自行车,三轮车,和前轮驱动的轮椅和后轮驱动的轮椅,水运车辆工具,水陆两用/两栖车辆,两栖和海底/潜艇车辆,以及陆上,海上和空中的陆海空三栖车辆水陆两用实施例。
在上所述的一些实施例中,该人力直线推进单个和/或多个用户车辆可以被设计配置和安装于而由多于一个的骑乘者用户和/或乘客推进,并且它们允许多于一个的骑乘者或乘客通过在直线运动的双向方向上移动多于一个齿条以迫使小齿轮在不同时间,或同时,或间歇地和/或恒定地同时一起驱动这些车辆的单个车轮或多个车轮轴齿轮与车轮一起旋转从而使得整个车辆一起向前移动,这是通过多于一个棘轮和棘爪组件单元系统或滚子斜坡超越离合器或楔块离合器或单向飞轮离合器或单向离合器滚针轴承组件或拉深滚子离合器/轴承或任何其它等效装置相互之间的共同作用来一起实现的,如图1至图80所示。
在上所述的一些实施例中,该人力直线推进单人和/或多用户车辆具有独特的主框架和子框架结构,其与传统的三角形自行车框架完全不同。在这些实施例中,主框架可以是单独/独立使用的基本单元组件车辆,或者与整个完整组件单元或部分组件单元并联或串联连接和/或连接在一起,该基本单元可以有或者是没有与它们的人力直线推进系统相互连接到一起,如图1至图80所示。
在上所述的一些实施例中,该人力直线推进单人和/或多个用户车辆在车轮或车轮轴中的任一个中具有多于一个的直线驱动推进系统。它们在每个直线驱动推进系统中可以具有多于一个的双向控制组件单元。该车轮双向控制系统可用于任何车轮,包括任何前轮和后轮。该双向控制系统的/柔性连接器252的滑轮250和不可延伸的弯曲连接器252可以是任何匹配形式和相应的构造或任何其它等效装置,例如如果滑轮250是有齿的/链轮或齿轮轮或槽轮,即链轮,同步齿带轮或槽轮,则相应的连接器252将是链条,同步齿带或电缆/线以匹配其滑轮,以便和相应的构造匹配来一起实现正常工作,如图1至图80所示。
在上所述的一些实施例中,该人力直线推进单人和/或多个用户车辆的每个和/或每个单独部件可以在尺寸的大或小,尺寸的精确程度,制造商,风格,材料,表面处理,颜色和构造上相同或不同。只要是适合,实用,合乎逻辑的配置和安装,和合理的工程设计,对组件的尺寸的大或小,尺寸的精确程度,制造商,风格,材料,表面处理,颜色和配置没有限制,如图1至图80所示。
在上所述的一些实施例中,该人力直线推进的单人和/或多用户车辆具有多于一组的任何部件,例如车轮,轮毂,棘轮机构,双向控制系统,直线运动轴承和轨道,齿条齿轮和小齿轮,鞍座,踏板,推进手把,方向盘,船,螺旋桨,翼,稳定器,方向舵,罩,伞,遮阳伞,伞罩和婴儿车拖车组合等等,都可以基于所有者/用户的偏好和所需的用户数量,根据需要从该人力直线推进的车辆上拆卸下来或重新装配和安装到该直线推进的人力车辆上,如图1至图80所示。
在上所述的一些实施例中,该人力直线推进单人和/或多个用户车辆具有在轮毂上或轮轴毂上的棘轮环并且设计成将棘轮爪及其弹簧放置在小齿轮上。然而,相同的原理也可以应用于这些人力直线推进车辆,以被构造和构造成在轮毂或轮轴毂上具有棘轮爪及其弹簧,并且设计为将棘轮环一起放置在小齿轮上,以具有类似功能,如图1至图80所示。
本实用新型所公开的该人力直线推进车辆的许多部件都可以是独立的单独部件或者被集成到其它部件中一起从而被设计配置而形成组合的子组件和/或构造和安装或集成到车辆框架或子框架结构中而成为一个整体结构。例如,用于双向控制系统的支架支撑件122可以优选地安装在手柄杆的任何部分上,以与手柄一起自由移动而成为一个整体结构。然而,支架122还可以被设计配置和构造为手把杆的一部分,使其不能被移除或者是容易安装或拆除安装的完全分离的部件。与所有直线运动支承轨道220、260、310、360、420和460相同,它们可以被设计配置而优选地成为独立的独立部件,易于其根据需要安装或拆卸,或者被构造和形成或集成到框架为不能拆卸或拆卸的框架结构的永久 部分。类似地,轮辋6可以被设计配置而优选地构造和形成或集成到车辆车轮框架的一部分中,使得大伞齿轮环可以容易地安装或卸载在车轮的两侧或仅容纳在车轮的一侧。然而,轮缘6也可以成为在将大圆锥齿轮环安装/连接到其上之前首先安装在车轮上的独立分离部件,如图1至图80所示。
在上所述的一些实施例中,该人力直线推进单人和/或多用户车辆可以作为锻炼设备或作为娱乐和/或锻炼设备和/或作为通勤和/或运输车辆和/或如图1至图80所示的任何发电装置。它们的线性轨道/轨迹可以是多于一个滑辊子和/或一系列滑辊子或其它等效的直线性运动引导装置。
在上所述的一些实施例中,该人力直线推进单人和/或多用户车辆的每个部件和/或子组件之间的连接和接头,由于其具有容易安装和拆卸的特殊性,它们可以被设计配置而可以使用螺栓连接/螺钉连接/连接方法。然而,它们也可以被设计配置可以使用其它连接和连接方法,例如焊接连接用于框架结构,钎焊连接或铆接连接,鞍座上的夹紧和锁定等,只要是适合实用的,和/或合乎逻辑的设计配置和安装,并且实施了合理的和可用的工程设计,如图1至图80所示。
在一些实施例中,通过在上述自行车和/或三轮车实施例上添加一个或多个车轮,该人力直线推进单车和/或多个用户车辆可以被设计配置而将其变为四轮或五轮或六轮车等。在齿条和小齿轮之间增加空转齿轮和/或齿轮系,其可以改变齿轮比和踩踏位置或取向到车轮的相对侧,并保持车轮沿向前方向移动。该设计的灵活性可以使得在上所述的无穷数字的车轮式的车辆实施例中设计配置和实施任何齿轮比和在任何位置或取向上添加任意数量的车轮,并且可以在车轮的两侧直线踩踏从而可以驱动车轮以及整个车辆一起向前移动,如图1至图80所示。
在上所述的一些实施例中,如图1至图80所示,该人力直线推进单人和/或多用户车辆可以被设计配置而将其变为实用的自行车,三轮车,四轮车,五轮车,六轮车,割草机,前轮驱动的轮椅和后轮驱动的轮椅,船车,水陆两用 车辆,两栖和海底车辆,潜艇车辆,水陆两用和潜艇车辆,陆运车辆,陆上,海上和空中的陆海空三栖车辆。每个上述实施例和车辆类型可以彼此组合以形成相同和/或相似的,新的和/或不同的实施例车辆或转换成另一个(例如将自行车转换成三轮车)。同样,上述实施例中的每一个可以与太阳能电池板和/或电池组合以形成初级或次级电源,以根据需要为这些车辆提供动力。例如,通过在机翼52和机翼54的顶部上添加太阳能电池板,如图1至图80所示,以及如上所述地在陆地,海洋和飞行器的的陆海空三栖车辆实施例中的任何一个上,则该陆地,海洋和空中三栖车辆,除了可以用人力驱动该人力直线推进的车辆之外,则也可以具有次级太阳能电源为该车辆提供动力。
该人力直线推进单人和/或多用户车辆的许多实施例可以被优选地设计配置用齿条,小齿轮,小圆锥齿轮环和大圆锥齿轮等,如图1至图80所示。然而,用于这些人力直线推进单人和/或多用户车辆的任何齿轮或任何其它部件都是没有任何限制的,只要是适合,实用,合乎实用逻辑的配置和安装,和有合理的工程设计的整体结构和构造,也可以使用任何其它类型的齿轮或任何其它功能等同部件和/或子组件和/或组件,或任何其它等效装置,或任何其它等效部件和/或子组件和/或组件。
在上所述的一些实施例中,该人力直线推进单人和/或多用户车辆可以被设计配置而将其变为实用的自行车,三轮车,四轮车,五轮车,六轮车,割草机,前轮驱动的轮椅和后轮驱动的轮椅,船车,水陆两用车辆,两栖和海底车辆,潜艇车辆,水陆两用和潜艇车辆,陆运车辆,陆上,海上和空中的陆海空三栖车辆。每个上述实施例和车辆类型可以彼此组合以形成相同和/或相似的,新的和/或不同的实施例车辆或转换成另一个种类的车辆(例如将自行车转换成三轮车)。如图1至图80所示,所有上述实施例都可以被优选地设计配置从而可将其组件,子组件和/或组件,或任何其它等效装置添加或减少到其简化或复杂版本,并且可以彼此转换和/或相互替换以满足实用需要。
在上所述的一些实施例中,齿条和小齿轮驱动系统位于轮毂(自行车版本)或轮轴(三轮车版本)中的车轮的中心。具体地说,在这些实施例中,齿条和小齿轮驱动系统可以被设计和安装于直接推动车轮的位置而没有第二驱动枢转点并且也不位于第二位的枢转点上,例如在典型的自行车现有技术设计中人力驱动系统的链轮或踏板起动轴处总是位于第二位的枢转点上。根据上所述的一些实施例的齿条齿轮和小齿轮驱动系统中,呈直线型的踏板的动力/回复行程总是沿着固定的同一个直线上和同一个平面上移动,并且总是沿着齿条的前进和后退的来回往返动作而直接驱动小齿轮。被驱动的小齿轮位于车轮的中心位置,或者在车轮毂内部中心位置(自行车版本)或者在车轮中心轴(三轮车版本)上。在上所述的一些实施例中,虽然可以在齿条和小齿轮之间增加外部和/或内部齿轮系;然而,这些空转齿轮和/或外部/内部齿轮系仅被设计和用于改变旋转方向或改变齿轮比,并且不一定用于实现车辆的向前运动,它们的功能仅是像附件一样起一些附加的额外效果或特征的作用。根据一些实施例的齿条齿轮和小齿轮驱动系统被固定/联接/附接到其自己的车轮上(自行车版本)或其自身的车轮轴(三轮车版本)上,它们拥有其自身的一对踏板,其自身的双向控制系统,它们自己的棘轮机构系统,以及它们自己独特的支撑框架。以这种方式,这些齿条和小齿轮传动系统实施例可以被设计和安装而应用于前轮,后轮,以及具有任何双向控制系统(在如果需要双向控制的情况和/或条件下)的所有车轮和/或任何轮式车辆上。
虽然已经结合优选实施例描述了本实用新型,但是应当理解,本领域技术人员可以对本实用新型进行各种修改,添加和变更。例如,虽然上述描述集中在成对的齿条和小齿轮驱动系统-由左侧和右侧中的每一侧而成对,在其它实施例中,齿条,轨道和小齿轮可以被设计和设置为齿条和小齿轮驱动系统仅仅只是在一侧。小齿轮可以包括诸如棘轮机构的分离装置,使得齿条能够在恢复行程期间返回,而不会阻止车轮或另一个驱动组件的向前旋转。在另一个示例性修改中,可以采用除了棘轮和单向离合器系统之外的机械脱离装置。例如, 齿条齿轮可以在恢复行程期间从小齿轮机械地脱离,或者小齿轮可以通过其设计要求选择适用的和合乎逻辑的任何机械机构使其实现从轮毂中机械性地脱离。在一些实施例中,齿条可以远离小齿轮的端部行进,以在不使用棘轮机构的情况下实现脱离,因为齿条不再连接到小齿轮。同样,棘轮机构或其它分离装置可以位于齿条和驱动组件例如轮毂之间的任何阶段。例如,脱离装置可以被设计和安装于与位于小齿轮和车轮之间的任何齿轮系统中。在另一个示例中,脱开装置可以位于齿条和小齿轮之间,例如当齿条在恢复冲程期间物理性地被移除或以其它方式与小齿轮隔离时。
在上所述的一些实施例中,所有轨道固定在框架上,所有直线型线性轴承外环都是可移动的,并且与相应的一个轨道一起呈固定的直线型滑动或延伸,并且所有其它可移动部件联接/连接到其直线轴承外环上。可安装在直线型线性轴承外圈/外环上的部件的示例包括齿条,缆绳252,踏板(3个不同的踏板),中间踏板720和722。因此,当蹬踏时,线性轴承外圈总是沿其轨道在固定的的同一个直线上和同一个平面上移动,连同其齿条,缆索252,所有踏板(3个不同的踏板),中间踏板720和722等等。然而,使用可滑动地直线型线性轴承外环来联接/连接所有其它可移动部件不是实现上所述的一些实施例中唯一和必须的要求。例如,在其它实施例中,可滑动地直线型线性轴承“内环”可以被设计配置其自己独特的安装支架而附接到齿条齿轮上来联接/连接所有其它可移动部件,而不是使用直线型线性轴承外环。该直线型线性轴承内环安装支架可以被设计配置其自己独特的插入模式并安装在齿条上的环形滑动物体或其它滑动槽内,以实现可滑动地固定到轨道的内环组合和内环直线型齿条。在另一个示例中,齿条可以被设计构建为单一的整体单元,其中没有单独的外环或其它安装硬件;相反,齿条本身包括狭槽或其它合适的装置以安装到轨道上并且沿着直线型轨道滑动,并且齿条本身也包括沿着一侧延伸的齿条齿,以用于与小齿轮啮合。
在上所述的另一些修改示例中,可以省略双向控制,并且两侧可以彼此同时地具有其动力冲程。可以使用单向控制单元来确保两侧在相同方向和相同时间移动。例如,可以通过简单地将右和左侧脚踏板彼此连接,使得它们不能独立地移动而形成简单的单向控制单元。如果需要单向齿条移动,则可以以类似的方式在右侧和左侧中的任一侧之间进行连接。或者,两侧可具有独立的动力和恢复冲程,使得在左侧和右侧的动力和恢复冲程之间没有关系。为了实现这种构造,每一侧的齿条和小齿轮组件完全独立于其它另一侧,并且包括了任何完全独立的机械装置诸如棘轮机构等等的分离装置,以允许一侧在任何时间处于动力/回复行程,而不论其另一边的行程状况如何也互不干扰。
在常规自行车中已知的其它部件和技术也可以被包括在上所述的一些实施例中以及其它实施例中。示例包括用户可选择的齿轮,例如十六速或十八速等,以适应不同的地形水平。类似地,手制动器,铃,前灯和后灯,安全反射器等。由于这些部件是公知的,为了简洁省略了详细的描述。
在上述说明中使用的诸如向下和向前的各种方向是参照与车辆相邻的环境而言。例如,沿向前方向转动的车轮或圆形小齿轮旨在表示使车轮和/或车辆相对于环境在向前方向上移动的自旋方向。向前通常是骑手所面对的方向,但是在其它实施例中,向前也可以是车辆移动所需的任何方向。同样,向下方向通常意味着重力拉动物体的方向,即,在用户下方。然而,根据车辆在环境中的取向和用户的就座位置,向下也可以是指其它方向。
在上所述的另一示例性修改中,主体框架可以是单个集成单元,或者可以包括可以联接在一起的多个不同部分,例如前轮车胎子框架和靠背框架,不同的骑手框架等。如在上述描述中,术语“耦合联结到”旨在表示部件之间的任何种类的连接,无论是直接连接还是经由诸如夹具或适配器的一个或其它部件的间接连接。另外,术语“耦合联结到”还旨在涵盖其中被描述为在此耦合联结在一起的离散组件的两个部分被替代地制造为单个整体连接单元的实施例。例如,图45中所示的轨道420和460可以是安装到自行车框架112的单独组 件或者是自行车框架112本身的整体部分。在上面的描述中,术语“骑手”旨在包括车辆的骑手或例如驾驶员,乘客或旅行者的另一用户的任何用户。
在上述所有的特征和实施例的所有组合和排列都可以与本实用新型结合使用。

Claims (20)

1.一种车辆,包括:
一个框架;
第一轨道,其可以被设计和设置在所述的框架上并且相对于所述的框架被固定在适当位置,其中所述第一轨道可以从第一位置沿直线延伸到第二位置;
第一齿条,其可以被设计和安装在所述的第一轨道上并且能够沿着所述的第一轨道做直线的往返来回移动,而且该第一齿条总是沿着固定的同一个直线上和同一个平面上做直线的往返来回移动,其中所述第一齿条包括可以沿着至少一侧延伸的第一齿条齿;
第一小齿轮,其可以被设计和安装联接到所述框架上,其中所述的第一小齿轮包括第一小齿轮,所述的第一小齿轮能够旋转并与所述的第一齿条啮合,当所述的第一齿条沿着所述的第一轨道从所述的第一位置移动到第二位置时,使得该第一小齿轮能够在第一方向上转动和/或旋转;和
一种驱动组件可以被设计和安装联接到所述的框架和所述的第一小齿轮上,所述的驱动组件可以和能够将所述的第一小齿轮在所述的第一方向上的旋转运动转换成所述车辆的向前方向上的运动。
2.根据权利要求1所述的车辆,其中:所述的驱动组件可以被设计安装而能够围绕轴和/或轮轴和/或车轴旋转;所述的第一小齿轮可以被设计安装而能够沿着所述的轴和/或轮轴和/或车轴定位并且还能够围绕所述的轴和/或轮轴和/或车轴旋转;所述的第一小齿轮在所述第一方向上的旋转能够使所述的驱动组件也沿着所述的第一方向旋转;和所述的驱动组件在第一方向上的旋转能够通过使驱动组件与车辆的环境相互作用而产生车辆的向前移动。
3.根据权利要求2所述的车辆,其中:所述的第一小齿轮可以被设计安装而位于所述的驱动组件的轮毂内;所述的第一小齿轮沿着所述的第一方向旋 转所述的驱动组件,使得在所述的车辆向前移动期间,所述的驱动组件仅沿着所述的第一方向转动;和所述的轴和/或轮轴和/或车轴被设计安装而固定在所述的框架上,使得它不能够被移动也不能够与车轮一起旋转。
4.根据权利要求2所述的车辆,其中:所述的第一小齿轮可以被设计安装而耦合联接到所述的轴和/或轮轴和/或车轴上;所述的第一小齿轮沿着所述的第一方向旋转所述的车轴,使得在所述的车辆向前移动期间,所述的车轴仅仅在所述的第一方向上转动;所述的车轴可以被设计安装而耦合联接到所述驱动组件上;和所述的驱动组件可以被设计安装而能够使其由于车轴的旋转而旋转。
5.根据权利要求2所述的车辆,还包括:在所述的第一小齿轮和所述的驱动组件之间可以被设计安装相互脱离的方法和装置;其中当所述的第一齿条沿着所述的第一轨道从所述的第二位置移动到所述的第一位置时,所述的第一小齿轮通过所述的第一齿条在第二方向上转动;和所述的相互脱离的方法和装置用于在所述的第一小齿轮沿着所述的第二方向转动的同时使所述的第一小齿轮与所述的驱动组件相互脱离。
6.根据权利要求5所述的车辆,其中所述的驱动组件仅仅能够通过所述的第一小齿轮在所述的第一方向上旋转而能够通过使驱动组件与车辆的环境相互作用而产生车辆的向前移动。
7.根据权利要求2所述的车辆,还包括:在所述的框架上的第二轨道,可以被设计安装而能够使其被固定在相对于所述的框架的适当位置,其中所述的第二轨道能够沿着直线从第三位置延伸到第四位置;第二齿条,其可以被设计和安装联接在所述的第二轨道上并且能够沿着所述的第二轨道做直线的往返来回移动,其中所述的第二齿条包括沿着所述的第二齿条的至少一侧延伸的第二齿条齿;和第二小齿轮,其可以被设计和安装联接到所述的框架上,其中所述的第二小齿轮包括第二小齿轮,所述的第二小齿轮能够旋转并与所述的第 二齿条啮合,使得当所述的第二齿条沿着所述的第二轨道从所述的第三位置移动到第四位置时,使得该第二小齿轮能够在第一方向上转动和/或旋转;其中所述的驱动组件可以被进一步设计和安装联接到所述的框架和所述的第二小齿轮上;和所述的驱动组件可以和能够将所述的第二小齿轮在所述的第一方向上的旋转运动转换成所述车辆的向前方向上的运动。
8.根据权利要求7所述的车辆,所述的车辆是自行车,其中所述的驱动组件包括车轮或轮子和螺旋桨;其中:所述的第二小齿轮不仅可以被设计安装而耦合联接到所述的轴和/或轮轴和/或车轴上,而且能够沿着所述的车轴定位,并且还可以使其也围绕着所述的车轴旋转;所述的第二小齿轮在所述的第一方向上的旋转使所述的驱动组件也沿着所述的第一方向旋转。
9.根据权利要求8所述的车辆,其中所述第一轨道在所述的车辆的第一侧上,并且所述第二轨道在所述的车辆的第二侧上;其中:所述的第二小齿轮可以被设计安装而位于所述的驱动组件的轮毂内;所述的第二小齿轮沿着所述的第一方向旋转所述的驱动组件,使得在所述的车辆向前移动期间,所述的驱动组件仅沿着所述的第一方向转动;和所述的轴和/或轮轴和/或车轴被设计安装而固定在框架上,它不能够被移动也不能够与车轮一起旋转。
10.根据权利要求8所述的车辆,其中:所述的第二小齿轮可以被设计安装而耦合联接到所述的轴和/或轮轴和/或车轴上;所述的第二小齿轮沿着所述的第一方向旋转所述的车轴,使得在所述的车辆向前移动期间所述的车轴仅仅在所述的第一方向上转动;所述的车轴可以被设计安装而耦合联接到所述驱动组件上;和所述的驱动组件可以被设计安装而能够由于车轴的旋转而旋转。
11.根据权利要求8所述的车辆,还包括:在所述的第二小齿轮和所述的驱动组件之间可以被设计安装相互脱离的方法和装置;其中当所述的第二齿条沿着所述的第二轨道从所述的第四位置移动到所述的第三位置时,所述的第二小齿轮通过所述的第二齿条在第二方向上转动;和所述的相互脱离的方法和装 置用于在所述的第二小齿轮沿着所述的第二方向转动的同时使所述的第二小齿轮与所述的驱动组件相互脱离。
12.根据权利要求11所述的车辆,其中所述的驱动组件仅仅能够通过所述的第二小齿轮在所述的第一方向上旋转而能够通过使驱动组件与车辆的环境相互作用而产生车辆的向前移动。
13.根据权利要求5、6、11或12中任一项所述的车辆,其中所述的相互脱离的方法和装置即分离装置包括单向棘轮机构和/或单向离合器机构和/或单向轴承或任何其它等效装置或机构。
14.根据权利要求8所述的车辆,还包括:可以被设计安装而能够耦合联结到所述的第一齿条和所述的第二齿条的双向控制装置;其中所述第一轨道和所述的第二轨道彼此沿着直线平行延伸;和该双向控制装置可以被设计安装而能够用于使第一齿条和第二齿条在它们各自的轨道中沿着彼此相反的直线方向移动。
15.根据权利要求14所述的车辆,其中所述的双向控制装置包括可以被设计安装在所述的框架上的滑轮,所述的滑轮电缆可以被设计安装而能够将所述的第一齿条通过所述的滑轮电缆而与所述的第二齿条相互连接。
16.根据权利要求15所述的车辆,其中:所述的第一齿条通过第一平台连接到第一相互对应的齿条部件;所述的第二齿条通过第二平台连接到第二相互对应的齿条部件;和双向控制装置包括第三小齿轮,该第三小齿轮不仅可以被设计安装而处于在第一相互对应的齿条部件和第二相互对应的齿条部件之间而且能够被联接到所述的框架上,与此同时该第三小齿轮也能够与第一相对应的齿条和第二相对应的齿条同时相互啮合,从而迫使第一相对应的齿条和第二相对应的齿条分别沿着它们各自的轨道而在彼此相反的方向上做直线的往返来回移动。
17.根据权利要求16所述的车辆,其中:所述的第一平台和所述的第二平台可以是任何形式的人力驱动车辆的人力驱动脚踏板;由此所述的车辆的一个或多个骑手和/或乘客可以通过向第一平台和第二平台交替地施加人力而驱动车辆向前移动。
18.根据权利要求16所述的车辆,还包括:右侧人力驱动脚踏板可以被设计安装而能够联接到所述第一齿条上;和左侧人力驱动脚踏板可以被设计安装而能够联接到所述第二齿条上;由此所述的车辆的一个或多个骑手和/或乘客可以通过交替地向右侧脚踏板和左侧脚踏板交替地施加人力而驱动车辆向前移动。
19.根据权利要求16所述的车辆,还包括:右侧臂立柱杆可以被设计安装而能够联接到所述第一齿条上;和左侧臂立柱杆可以被设计安装而能够联接到所述第二齿条上;由此所述的车辆的一个或多个骑手和/或乘客能够通过向右侧臂立柱杆和左侧臂立柱杆可以通过交替地向右侧脚踏板和左侧脚踏板交替地施加人力而驱动车辆向前移动。
20.根据权利要求7所述的车辆,其中:所述的第一齿条,所述的第二齿条,所述的第一轨道,所述的第二轨道,所述的第一小齿轮和所述的第二小齿轮全部一起可以被设计安装而能够组装成为整个一体而分别构成匹配成对的第一齿条和第二齿条分别与各自相应的小齿轮的组装件;和该车辆还包括具有与第一齿条和小齿轮组件相同结构的一个或多个成对的附加齿条和小齿轮的相互匹配的组装对,所述的一个或多个成对的附加齿条和小齿轮组件当中的每一个将会分别向相应的一个或多个附加驱动组件提供驱动力,其中:所述的框架可以被划分为多个子框架,所述的多个子框架可以由用户有选择性地附接和拆卸;和每个子框架可以包括至少一个的匹配成对的附加齿条和齿轮组件以便向其中的至少一个的附加驱动组件提供驱动的动力。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112185230A (zh) * 2020-09-21 2021-01-05 山东工业职业学院 一种齿条传动摆臂机构
US20230211848A1 (en) * 2021-12-31 2023-07-06 Boseco, Inc. Cargo tricycle
IT202200000245A1 (it) * 2022-01-10 2023-07-10 Torino Politecnico Dispositivo per la conversione del moto alternativo in moto rotatorio continuo

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