CN2384848Y - 两前轮驱动后单轮转向式自行轿车 - Google Patents

Abstract

本车采用前轮驱动,后轮转向的基本布局,它有变速器、差速器、刹车机构;有靠背角度可随人体变化的座椅;有两个前驱动车轮和一个后转向车轮及“舵扇”;为方便操纵和上下车,还设置了可折曲的方向盘。它的两个前驱动车轮的旋转平面始终平行,且左右推力大小相等,彻底消除了这类车的因转向需要而人为设置的“前束”或因转向空间限制而无法使用大尺寸车轮的弊端。

Description

两前轮驱动后单轮转向式自行轿车

本实用新型涉及一种带差速器的前双轮驱动，后单轮转向的自行轿车。

资料表明，普通自行车在标准速度为16公里时，有三分之一能量用于克服空气阻力；当时速为32公里时，有一半能量在克服空气阻力，而当时速为48公里比赛速度时，90％的能量在克服空气阻力。显而易见，减少空气阻力是提高车速的一个主要措施。″自行轿车″就是在这种背景下诞生的，它能有效的减少空气阻力，使车速有较大的提高。

“自行轿车”在十多年前杂志上就有发表，近几年在《中国专利》、《参考消息》中也有不少国内外的资料图片介绍，都以半躺骑行为特征，具有风阻小，车速快，省力舒适的特点，已有十多个不同的设计风格，本人认为其中最具代表性的只有两类。一类是两前轮转向，后单轮推进的形式；另一种是单前轮转向，两后轮一侧推进的设计，但到目前为止，这些车种由于自身的一些不足，并没有推广与应用。

我们先研讨两前轮转向，后单轮推进的模式，它的推力中心始终作用于车体形心，所以推进效率较高，根据九六年《参考消息》和“奔向未来的自行车”文摘的介绍，这类车的时速已达45-50公里。赞叹之余，我们也清醒地看到，这种车的潜力并没有充分发挥出来，它的转向部分有三点不足：1、必须有“前束”；2、车体太宽；3、不能使用大尺寸车轮。“前束”是汽车拖拉机调整前轮的常用术语，其作用是改善车辆转向时的两轮不和谐状态，而人为地调整成前窄后宽，调整量一般在8-12毫米。这种车在不转弯时，两轮的旋转平面就不平行了，也就导致了一定分力损失，这对以人力推进的车辆，不能不引起重视。另由于采用汽车拖拉机的转向机构，致使转向车轮在宽度方向上远伸车体，导致车体宽大，对使用停放带来诸多不便，此车固有的优点在这里被抵消不少。还有它因转向空间限制，只能使用滚动阻力较大的小尺寸车轮。在《搬运》丛书有这样的试验结果：“车轮直径越大，越轻便”；在同样载重2000磅时，运动6英寸车轮需要50磅力，而运动12英寸车轮时只需20磅力，所以不难看出，在运转空间许可的情况下，适当的采用大尺寸车轮，也是一条提高推进效率的好办法。

我们再看另一类，一个前轮转向两个后轮的一侧推进方案，它的传动路线与普通的人力货运三轮车相仿，推进力不在车体中心，而在后双轮的其中一侧，这样的结果是，分力损失太大是这类车效率不高的主要原因；再有因前轮转向而人体又要半躺骑行，驱动时腿得伸展到不碰前轮的程度，所以导致车体太长，而坐椅后面的空间没有被利用等缺点。

综上认识，本实用新型是要提出一种改进的推力中心作用点合理、没有分力影响、不使车体太宽太长、轮径较大、骑行操纵轻松的两前轮驱动后单轮转向式自行轿车。

本实用新型的目的是这样实现的，在差速器的作用下，用两个前轮驱动用一个后轮转向，它能使车体的长宽度得以控制，由于转向轮和驱动轮运转空间余度很大，可方便设置26和28英寸大尺寸车轮而不影响骑行和转弯，这对提高车速或减轻骑行体耗，提高效率起到积极作用。另三个车轮直径相同，给安装维修带来方便。

本车采用技术成熟的赛车用10级变速系统，它能满足行车各路况对档位的需求。它的六片飞轮组，是旋紧在差速器外壳的外伸螺纹上的，它和差速器组成一个总成部件便于安装。另外前、后变速钮都平齐的设置在位于右侧的刹车杆上，它与方向盘距离很近，这给操纵带来便利。

差速器是本车的主要部件，它由外壳、伞齿轮和两个行星伞齿轮组成，两个伞齿轮中心开有花键孔，用以保证其配合的同心度和为半轴的方便插入或退下提供便利。它内部的运行情况和汽车差速器原理相同。它的主要作用是，不论何种路况，两半轴输出转矩能同步增减，由于半轴与驱动轮刚性联接，转矩同步增减的输出特性，在这里被最终利用；它维持了推力中心始终作用于车体形心。另外，差速器的外壳表面可充当抱闸的拖带轮，当向后拉动刹车杆时，抱带就抱住差速器外壳，使其减速或停止，这也就控制了左右驱动轮。另外后转向轮的钳形闸也与刹车杆连动，使三个车轮被同时控制。

座椅和车架间是用可分合的卡子固定的，它可前后调整，以适应不同身高的要求，座椅上面的靠背可转动一定角度，能随人体姿势的改变随时变化，它起到人体与靠背间应力均匀分布的作用，有助于减少骑行疲劳。

后转向轮的叉架上，有一个外形像扇子的我们称之为“舵扇”的部件，它随后轮叉架支撑中心转动。轮缘采用大拉深绳槽，用以保证在各种振动颠簸下，绳不出槽，舵扇两转角处各设有钢丝绳松紧器，以方便舵绳的安装和调整。

因方向盘有较高的操纵灵敏和可靠性，它能使操纵变得轻松自如，所以本车选用了它，方向盘的最下方有一个绳轮，上面缠有钢丝绳，绳的两头分别导入滑线管通到后面的舵扇槽中，再通过舵扇上的松紧器调好锁定。这种由方向盘与绳轮、滑线管与钢丝绳、舵扇与松紧器三单元组成的转向系统十分灵敏可靠，不存在转向时的松旷、振颤和卡滞现象，且舵角每侧可达45度以上。

另外，为方便上下车，本车设有方向盘杆可折曲的装置，在方向盘下部有一个上下滑动的卡管，用手上提就可漏出折曲装置，这时即可向前推动方向盘，使座椅前部空间一下宽敞许多。提及的是，方向盘上有用颜色作的提示折曲方向的标记；前倾后的方向盘可在前方左右摆动一定角度，骑行者既可左侧上下车，也可右侧上下车。当准备骑行时只需向后拉动方向盘到尽头，卡管便会自动落下，使折曲装置锁定，从而使方向盘又进入可操纵状态。

实用新型的具体结构由以下的实施侧及其附图给出。

附图1为实用高效的自行轿车轴测图。

本车由车架(22)，两驱动轮(16)和后转向轮(10)构成主体支撑于地面。座椅骨架(13)与车架间是用卡子(14)固定的；骑行者坐在靠背角度可调(8)的座椅(15)上，双脚蹬动踏板(1)，链轮(23)上的链条经过由前拔链器(2)和后拔链器确定的档位，将动力传到差速器(18)。(注这部分上面有防护罩未表)经半轴又传给两个驱动轮，迫使车辆运动。方向盘(7)下面的绳轮(21)，上绕有三圈钢丝绳(20)，钢丝绳与绳轮间的磨擦力，足以使它们之间不发生滑动，钢丝绳的两头分别导入滑线管(12)滑线管两端分别设有并联支架(19)。由滑线管导出的钢丝绳，交叉后分别导入舵扇(9)的槽中；交叉的目的是保证方向盘控制下的转弯方向一致，两绳并不相碰。另为转向和夜间骑行安全，还设置了卡口式手控信号，照明灯(4)。行进中扭动平齐设置的前、后变速钮(6)，就可控制前、后拨链器，它们也是用滑线管(3)传递动作的。当向后拉动刹车杆(5)，抱带(17)和后轮上钳形闸同时动作，钳形闸的滑线管(11)是从车下通到前面与刹车杆端部的小摇臂连接的。

附图2，表述差速器、六片飞轮组及左右半轴的相互关系。

轴承外壳(1)是车架的一部分，半轴(2)与伞齿轮(7)联接处开有花键槽，它给安装维修带来方便。六片飞轮组(3)是用螺纹与差速器端盖联接的。胶塞(4)是封堵板孔兼油孔用的通轴(5)上装有两个行星伞齿轮(6)，装后用洋冲在轴孔边的外壳上对面铆两点即可，以方便日后维修。调整垫片(8)是采用尼龙基塑料片最好。它刚中有柔，工艺性好，对改善各齿轮间的啮合减少磨擦损失起一定作用。两端盖(9)平面上钻有紧固用板孔，边缘处车制了细扣螺纹，它拧入外壳(11)并上紧。(10)为铜轴套。差速器外壳可充当抱闸的抱带轮。

附图3，表述了方向盘，折曲装置和绳轮间关系。

电笛是安装在方向盘轮毂(2)的空腔内的(未表)，声音由孔(1)传出，它用自行车那种已标准的五号电池供电的双音频机芯。方向盘轮毂由螺栓(3)和楔母(4)配合胀紧在舵杆(6)上，这部分与普通自行车车把锁定原理一样。另可折曲装置其实就是一个研配精度较高的“合页”，它由管插件(7)、(12)及轴(13)组成，舵杆伸直时卡管(5)能自由下落，卡住舵杆，它的积累间隙应控制在0.1毫米之内。绳轮(11)和撑管(10)是用胀管器胀接的。楔母(9)螺栓(8)的作用也和自行车车把锁定原理一样。

附图4，表述了舵扇、钢丝绳及其松紧器的配合情况。

舵扇骨架(2)上左右分别开有一个横孔，分别穿入螺栓(3)由滑线管支架(8)固定的滑线管(7)，光顺地引出钢丝绳与舵扇槽相切。这里两线相交，并不相碰。钢丝绳(6)端部进入一个较长的螺母(4)，此螺母是致关重要的，螺母壁厚应在2.5毫米以上，钢丝绳端部与螺母端部互穿长度不小于15毫米，然后压扁(5)封定。由于压扁螺母的一端在舵扇槽中没有转动条件，所以只要拧动螺栓即可调整其松紧度，调好后翻折止动垫片(1)使其一头折向骨架管，一头折向螺栓扳方。

注：下述的权利要求，只以附图1说明。

Claims (4)

1、一种两前轮驱动后单轮转向式自行轿车有两个前驱动轮(16)一个后转向轮(10)；其特征在于两个前驱动轮中间有一个差速器(18)，后转向轮叉架上方有一个舵扇(9)，在差速器前方设有可折曲的方向盘(7)，方向盘前方设有脚蹬(1)和变速链轮(23)，本车还设有靠背可调的座椅(8)、(15)。

2、根据权利要求1所述的自行轿车，其特征是三个车轮直径相同，且可使用26和28英寸的标准车轮。

3、根据权利要求1所述的自行轿车，其特征是方向盘最下方有一个绳轮(21)，其上绕有钢丝绳(20)，是经滑线管(12)通到舵扇的，舵扇上还设有松紧器。

4、根据权利要求1所述的自行轿车，其特征是差速器外壳可充当抱带轮，刹杆(5)上设有两个变速钮(6)。

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