專利名稱：椅座式雙驅(qū)動自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交通工具，是在本人原發(fā)明項(xiàng)目“高速自行轎車”(發(fā)明專利申請?zhí)?9109215.3，于1991年6月26日公開；實(shí)用新型申請?zhí)?0200313.5，于1991年9月25日授予專利權(quán))和“雙驅(qū)動仿生高速自行車”(發(fā)明專利申請?zhí)?2105865.9)原理基礎(chǔ)上改進(jìn)完善而設(shè)計(jì)出的一種新型兩輪高速自行車。
在人類科技發(fā)展史上，自行車堪稱為一項(xiàng)偉大的發(fā)明。由于自行車具有著獨(dú)特并且無與倫比的方便實(shí)用、省能源、無污染、占地面積小，以及造價(jià)低廉等等諸多方面的優(yōu)勢。方使其不但能夠風(fēng)行世界成為人類所擁有過的數(shù)量最大的一種交通工具，并且能夠時(shí)經(jīng)兩個(gè)世紀(jì)而歷久不衰。即使在現(xiàn)代化工業(yè)高度發(fā)展的今天以及在今后相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，由人力來驅(qū)動的交通工具仍將會起到它無可替代的重要作用。尤其在當(dāng)前人類所面臨的能源短缺環(huán)境污染等世界性公害日趨嚴(yán)重的情況下，在盡可能廣的范圍內(nèi)充分利用自行車這種低能耗無污染的交通工具來取代機(jī)動車輛的人類良好愿望，則更進(jìn)一步地顯示它的必要性和急迫性。
雖然自行車具備著人所共知的多種優(yōu)越性，但也不可避免地仍然存在著許多明顯的缺陷與設(shè)計(jì)不合理之處，有些甚至是亟待改進(jìn)的關(guān)鍵性問題。大致歸納一下即為1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)傳統(tǒng)自行車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求人的騎姿必須采用彎腰曲背的姿式。而這種明顯違反人類生理特點(diǎn)的錯(cuò)誤姿勢伴隨著自行車的問世競能經(jīng)歷二百余年雷打不動延續(xù)至今，確乎令人感到不可思議。這種錯(cuò)誤的騎姿不但會造成人力功能上的浪費(fèi)，并且極易使人疲勞，長途騎行尤其如此。
2、不符合人類運(yùn)動的生理特點(diǎn)，能量浪費(fèi)大從生理學(xué)角度來看，當(dāng)人類在做諸如行走或跳躍類的全身性運(yùn)動時(shí)，其四肢會本能地做相互交錯(cuò)地協(xié)調(diào)運(yùn)動。這樣才能使人體功能得到正常和充分地發(fā)揮。若要在運(yùn)動中限制上肢的運(yùn)動和配合工作，則不但會極大地影響其運(yùn)動功能，并會明顯地導(dǎo)致和加速身體的疲勞。騎自行車本是人類步行或跑步行為的替代或延續(xù)，理應(yīng)是一種全身性的運(yùn)動。但由于傳統(tǒng)自行車設(shè)計(jì)不合理，騎者在騎車過程中只能將雙臂一直固定于車把上。這樣不僅使兩臂功能無法得到正常發(fā)揮，反而會降低腿部的工作效率并增大全身性的疲勞。另外不論從理論上或是實(shí)踐中均已證明人類僅用上肢力即可驅(qū)動自身前進(jìn)。所以不論哪一方面來看，在騎車中限制上肢的配合運(yùn)動都不能不說是一種巨大的體力體能浪費(fèi)。再者這種彎腰曲背的騎姿還會使前進(jìn)中的空氣阻力明顯增大，從而極大地影響到自行車的前進(jìn)速度。
3、重心高、不安全傳統(tǒng)自行車由于本身結(jié)構(gòu)所限，其車座不得不設(shè)計(jì)偏高，使騎者坐上車座后大都雙腳無法接觸地面。這樣重心偏高所帶來的后果除上述所講增大空氣阻力外，同時(shí)還帶來了諸如穩(wěn)定性差，以及上下車不便等不安全因素，當(dāng)遇有突發(fā)性情況時(shí)就極易釀成交通事故。
4、車座結(jié)構(gòu)對人體有害傳統(tǒng)自行車車座大都面積偏小且呈三角形，現(xiàn)流行的變速車、山地車等更有座面日趨減小的趨勢。這樣勢必使人在騎車時(shí)不得不將全身重量集中于會陰部位狹小的三角區(qū)并使此部位長期受到嚴(yán)重?cái)D壓。久而久之，就會起到泌尿生殖系統(tǒng)某些器官的器質(zhì)性病變，其危害對于中老年人和婦女尤為嚴(yán)重。如此等等。
從當(dāng)前世界性的自行車改進(jìn)與發(fā)展的趨勢來看，其發(fā)展主流似乎只是在車身的用料和花色品種上下工夫。帶有功能性、根本性的改進(jìn)方案則如鳳毛麟角。在有關(guān)如何進(jìn)一步提高車速方面，確也曾出現(xiàn)過一些諸如把鏈條傳動改為齒輪傳動或鋼索傳動之類的改進(jìn)，還有一些則是在自行車上增設(shè)直流電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)之類的輔助設(shè)施等等。而從實(shí)際上來看，上述諸如此類的改進(jìn)有的僅屬于枝節(jié)性的改良，沒有多大的實(shí)際意義。另有的則仍是在向機(jī)動化方向發(fā)展，早已不屬于“自行”車的研討范疇。所以在迄今為止的很長一段時(shí)期內(nèi)，有關(guān)自行車的改革與創(chuàng)新方面的工作一直處于一種徘徊不前的停頓狀態(tài)，其節(jié)奏大大落后于當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了對自行車越來越高的世界性的社會需求。
本發(fā)明就是針對上述情況，依據(jù)有關(guān)基礎(chǔ)機(jī)械力學(xué)、人體力學(xué)以及空氣動力學(xué)等有關(guān)理論而設(shè)計(jì)的一種既保留了傳統(tǒng)自行車的全部優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又符合人類運(yùn)動的生理特點(diǎn)并能大幅度地節(jié)省體力和提高時(shí)速，安全舒適，造價(jià)低廉，并且極有益于駕駛者身體健康的新式高速自行車。其主要特點(diǎn)一是把傳統(tǒng)自行車三角形鞍座改為帶靠背的新式椅座，椅面高度較之傳統(tǒng)自行車大幅度降低。騎者的騎姿也由傳統(tǒng)的彎腰曲背式改為舒適的后仰式。從而獲得驅(qū)車時(shí)的最佳蹬力效果并使前進(jìn)中的空氣阻力大大減少，同時(shí)也使車的安全性和穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。另外又根據(jù)人類運(yùn)動時(shí)手腳交錯(cuò)協(xié)調(diào)運(yùn)動的生理特點(diǎn)在車把部位增設(shè)了可單手或雙手同時(shí)操作的前輪驅(qū)動加力裝置。使騎者在驅(qū)車時(shí)可手腳并用協(xié)調(diào)運(yùn)動。通過上述改變自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改變傳統(tǒng)驅(qū)車方式等等途徑，以達(dá)到保證騎者在舒適省力和安全的前提下使車速得到明顯提高的目的。
本發(fā)明的主要結(jié)構(gòu)結(jié)合
如下圖1為椅座式雙驅(qū)動自行車主視圖。
圖2為椅座式雙驅(qū)動自行車俯視圖。
圖3為椅座式雙驅(qū)動自行車車把結(jié)構(gòu)圖。
圖4為椅座式雙驅(qū)動自行車椅座主視圖。
圖5為椅座式雙驅(qū)動自行車椅座俯視圖。
其中圖1和圖2中的1為車架，2為車把，3為前車輪，4為車椅座，5為車椅座支架，6為后車輪，7為腳蹬，8為腳蹬曲柄，9為后驅(qū)動大鏈輪，10為后驅(qū)動鏈條，11為后飛輪，12為前加力手柄，13為前加力曲柄，14為前加力大鏈輪，15為前加力傳動鏈條，16為前加力鏈條支輪，17為前叉，18為前飛輪。
圖3中的19為車把立管，20為車把中心軸，21為車把中心軸軸承座，22為車把左把管，23為車把右把管。其中車把中心軸軸承座21與車把左把管22為固定連接；車把中心軸20由車把中心軸軸承座21和車把左把管22軸向中心部通過。前加力大鏈輪14與車把中心軸20同心并以銷或鍵等方式固定于通過車把中心軸軸承座21和車把左把管22的右軸部位，并且車把中心軸20的右軸端與車把右把管23以螺紋或銷、鍵等形式固定連接。
圖4和圖5中的24為椅背主架，25為椅座座墊座墊俯視圖為前窄后寬梯形狀，內(nèi)裝彈性填充物，26為椅座靠墊，27為調(diào)節(jié)高低用立管，28為前后調(diào)節(jié)架，29為調(diào)節(jié)緊固螺栓，30為座簧。
圖5中的31為座簧支板。
實(shí)施過程分條敘述如下1、后輪驅(qū)動椅座式雙驅(qū)動自行車的后輪驅(qū)動方式與傳統(tǒng)自行車基本相同。所不同者是減少了騎傳統(tǒng)自行車時(shí)的助蹬過程，具體程序?yàn)轵T者可直接坐于車椅座4上(此時(shí)雙腳可全部著地)，雙手握車把2，起一腳踏動腳蹬7，并由此帶動腳蹬曲柄8使后驅(qū)動大鏈輪9向前轉(zhuǎn)動并通過后驅(qū)動鏈條10使后飛輪11同向轉(zhuǎn)動，從而帶動后車輪6前轉(zhuǎn)。雙腳如此輪番踏動，自行車即向前進(jìn)。
2、前輪驅(qū)動(加力)前輪驅(qū)動即加力過程可根據(jù)騎者的熟煉程度分為雙手和單手兩種驅(qū)動加力操作方式。
雙手操作方式為騎者坐于車椅座4上兩手分別握車把2兩端的前加力手柄12以相互交替的方式向前同向轉(zhuǎn)動，通過兩端的前加力曲柄13使車把中心軸20帶動固定于右軸部的前加力大鏈輪14同向轉(zhuǎn)動，并通過前加力傳動鏈條15使前飛輪18帶動前車輪3向前轉(zhuǎn)動，由此完成前輪驅(qū)動即加力的全過程。
單手操作過程為左手握與車把中心軸軸承座21固定連接的車把左把管22，右手握車把2右端的加力手柄12向前轉(zhuǎn)動，其余機(jī)械傳動過程與雙手操作過程完全相同，并由此來完成單手驅(qū)動加力的操作過程。
在前輪驅(qū)動即加力過程中，無論由雙手或由單手操作，車把中心軸軸承座21和與之固定連接的車把左把管22始終處于靜止而不是轉(zhuǎn)動的狀態(tài)中。
根據(jù)人體運(yùn)動力學(xué)有關(guān)原理分析，雙手與雙腿同時(shí)參與驅(qū)車運(yùn)動不僅不會失去平衡，反而會使自行車前進(jìn)與身體狀態(tài)更加穩(wěn)定，經(jīng)實(shí)踐證實(shí)結(jié)論亦然。
考慮到有關(guān)轉(zhuǎn)向，造型等項(xiàng)原因，本發(fā)明的前車輪直徑一般小于后車輪。
3、轉(zhuǎn)向由于本發(fā)明的車把2在自行車轉(zhuǎn)向時(shí)其兩端所劃運(yùn)動軌跡為水平方向旋轉(zhuǎn)，而本發(fā)明的前驅(qū)動(加力)過程中前加力手柄12的運(yùn)動軌跡為以車把中心軸20為圓心的垂直方向旋轉(zhuǎn)，兩種旋轉(zhuǎn)軌跡互不干擾，故而本發(fā)明的車把2同時(shí)兼有前驅(qū)動(加力)和轉(zhuǎn)向的兩種功能，經(jīng)實(shí)踐證實(shí)結(jié)論亦然。
4、車椅座位置調(diào)整為適應(yīng)不同騎者身高等各方面條件的不同，本發(fā)明的車椅座4設(shè)計(jì)為可根據(jù)需要做前后或高低方向的適當(dāng)調(diào)整。其部件功能為通過提高或降低調(diào)節(jié)高低用立管27來調(diào)整車椅座的高低程度；通過調(diào)節(jié)緊固螺栓29在前后調(diào)節(jié)架28中的前后位置來調(diào)整車椅座4的前后位置。
本發(fā)明的制動系統(tǒng)與現(xiàn)有自行車相同。
本發(fā)明的有關(guān)原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在增加前后車輪并根據(jù)增加前后車輪所需在調(diào)整有關(guān)傳動軸和其它相應(yīng)傳動結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，亦可設(shè)計(jì)為三輪客貨車或三輪及四輪自行轎車。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)與積極效果1、符合人體運(yùn)動生理特點(diǎn)，省力、效率高由于本發(fā)明的驅(qū)動方式為四肢協(xié)調(diào)運(yùn)動，符合人體運(yùn)動生理特點(diǎn)，因而除能在騎行過程中大幅度地減少體能浪費(fèi)外，還可通過將彎腰曲背的傳統(tǒng)騎姿改變?yōu)槭孢m的半后仰姿式以獲得騎行時(shí)的最佳蹬力效果。同時(shí)新增設(shè)的車椅座靠背反作用力也可起到明顯的助蹬和助力作用，從而保證騎者在驅(qū)車過程中體力的大量節(jié)省并使車速顯著提高。
2、舒適，明顯有益于健康新增設(shè)的車椅座靠背和座墊面積的擴(kuò)大均增大了人體與椅座的接觸面積。這樣除能明顯地減少身體的局部壓力使人感到舒適外，還能有效地防止和杜絕騎傳統(tǒng)自行車所流行的所謂“自行車病”的發(fā)生與蔓延。
3、重心低、安全由于本發(fā)明中的車椅座較之傳統(tǒng)自行車車座高度大幅度降低，使騎者在車椅座上雙腳即可全部踏牢地面。這樣除能大量減少行進(jìn)中的空氣阻力外，同時(shí)也便于駕駛者隨心所欲地處理各種突發(fā)情況，從而極大地提高騎者在騎行過程中的人身安全系數(shù)。
4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，并且占地面積小，易于存放，故而有著極大的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。
5、本發(fā)明同時(shí)兼有著節(jié)約能源，防止污染和有益于人體健康等明顯優(yōu)點(diǎn)，有著巨大的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求1.一種椅座式雙驅(qū)動自行車，其特征在于它的車座為帶靠背的椅式車座并且座面高度要低于傳統(tǒng)自行車座高度，車把部位裝有可在雙腳驅(qū)動后車輪的同時(shí)利用單手或雙手同時(shí)操作來驅(qū)動前車輪的前驅(qū)動加力系統(tǒng)設(shè)施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椅座式雙驅(qū)動自行車，其特征在于它的車把是由車把中心軸、車把中心軸軸承座，車把左右把管、前驅(qū)動鏈輪、左右加力手柄和左右加力曲柄等部件所組成，其中車把左把管與位于車把中部的車把中心軸軸承座為同心固定連接，車把中心軸從車把左把管和與之固定連接的車把中心軸軸承座的軸向中心通過并且其右端與車把右把管以螺紋或銷、鍵等形式相連接，車把兩端均固定連接有前加力手柄和前加力曲柄。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的椅座式雙驅(qū)動自行車，其特征在于前驅(qū)動加力系統(tǒng)系由車把前加力大鏈輪、前加力鏈條和前飛輪等所構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椅座式雙驅(qū)動自行車，其特征在于車座為靠背椅式車座，系由椅背主架、椅座座墊、椅座靠墊、調(diào)節(jié)高低用立管、前后調(diào)節(jié)架、緊固螺栓、座簧以及座簧支板等部件所構(gòu)成，其中椅座座墊為前窄后寬梯形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椅座式雙驅(qū)動自行車，其特征在于它是一種兩輪自行車，前車輪直徑小于后車輪。
專利摘要椅座式雙驅(qū)動自行車的主要特點(diǎn)是它仍是一種兩輪自行車，車座為帶靠背的新式椅座，椅面高度較之傳統(tǒng)自行車座高度大幅度降低。騎姿也由傳統(tǒng)的彎腰曲背式改為舒適的低姿后仰式，從而獲得驅(qū)車時(shí)的最佳蹬力效果并使前進(jìn)中的空氣阻力大大減少。同時(shí)又依據(jù)人類生理特點(diǎn)在車把部位增設(shè)了可用單手或雙手同時(shí)操作的前輪驅(qū)動加力裝置，可使人在驅(qū)車時(shí)手腳并用協(xié)調(diào)用力以使體能得充分發(fā)揮。
文檔編號B62M1/00GK2149341SQ9320005
公開日1993年12月15日 申請日期1993年1月3日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月3日
發(fā)明者馮偉民 申請人:馮偉民