专利名称：一种用于踏板车的往复式变速踏板结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种踏板车用的往复式变速踏板结构，属于脚踏车技术领域。
背景技术：
在己公开的专利文献中，用于踏板车上的挠式踏板一般是采用平直型挠式踏
板结构，简称平板式踏板，如中国专利ZL01237990. 5和ZL97230502. 5中公开的 踏板车所采用的踏板结构。采用平板式踏板的特点是，在车支架上的安装位置一 般较高，不易把握平稳，踏动时有前倾后仰之感，不利于人力的踏动发力；再有， 由于人进行上下踏动的习惯距离(即幅度)在16cm左右，为此会限制输入动力的 行程，所以现有技术的踏板结构在直立踏动时，总是输入动力(或动能)不足，导 致踏板车速度太低和无法上坡，而且也无结构上的变速效果。
发明内容
针对上述情况，本发明是提供一种符合人体站立踏动发力的、输入动力较大 且有变速效果的踏板车用往复式变速踏板结构。
本发明解决上述技术问题的技术方案是它具有可活动连接在踏板车车支架
(l)上的动力压杆(2),其特点是它还设有动力压杆回位机构(A)，以便使动力压
杆的一端在回位状态时向上挠起，这样也可使整个踏板结构在车支架上的安装位
置低于现有的平直型挠式踏板，从而在使用时重心低；在动力压杆(2)的上端 通过轴(4)活动连接有活动踏板(5)并使该活动踏板分为活动踏板限位端与活动 踏板省力端两部分，在活动踏板限位端的前部与车支架之间设有能限制活动踏板 向上活动范围的活动连接构件(8)。由于活动踏板的中部位置与动力压杆的上端 活动连接，且活动踏板限位端的前端部向上转动的幅度受其设置的活动连接构件 的制约，使得当动力压杆处于完全回位的上挠状态(=最高位的上挠状态)时，活 动踏板的省力端与动力压杆之间总有一定的夹角，即活动踏板的省力端挠起，此 时可有三种踏法，产生三级变速效果第一种是低速踏法，即最初(如用前脚的后跟)只踏动活动踏板省力端的端点，直到活动踏板省力端点向下完成省力行程 为止，此过程由于最大限度地利用了省力行程的作用，故比较省力，然而活动踏 板省力端的端点向下行走的行程虽较大，但动力压杆上端的下降距离则相对较
小，可用于踏板车上坡。此时若继续向下踏动，贝u(如用前脚掌)踏动动力压杆与 活动踏板的连接端点部，直到活动踏板与动力压杆同时处于最低位。这种踏法可 获得最大动力，但整个一次的动力压杆向下行程由两段明显不同的踏下动作行程 完成，实际增加了踏下的行程，尤其是前段的较长踏下行程能提高动能，所以它 是一种中速但力大的踏法或输出动力增大的方法。此外，这种踏动分二段行程完 成的设计有利于前脚平稳发力，其脚的提升与压下也符合人体站立踏动发力规 律，减轻疲劳现象。这就是第二种中速踏法，即(如用前脚的后跟和前脚掌)分别 向下踏动活动踏板省力端的端头和踏动动力压杆与活动踏板的连接端点部，直至 活动踏板与动力压杆同时处于最低位。这种踏法能获得较大的动能和较快的行驶 速度。第三种是高速踏法，即(用前脚掌)只踏动动力压杆与活动踏板的连接端点 部，直至活动踏板与动力压杆同时处于最低位，这是在最短的踏下行程和时间里 让动力压杆迅速完成一次全下行位移，从而达到高速的动力输出，适用于踏板车
高速行使。
在上述踏板结构中，当向下踏动活动踏板省力端点时，活动踏板省力端点向
下的行程(a)与此时活动踏板跟动力压杆连接轴(4)向下的行程(b)的比值(a: b) 一般可以为h 1.2-3.0，最佳比值为l: 1.7-2.3。当紧接着又踏动活动踏板跟 动力压杆连接轴(4)的位置继续输入动力，就完成了动力输入的全行程，增加了 输入动能。这种设计有较好的踏动省力效果和明显的二段动力输出行程。
上述活动踏板限位端的前部与车支架之间的活动连接构件(8)可由其两端分 别与活动踏板限位端的前部和车支架相连接的拉绳、可折叠拉杆或可伸縮拉杆构 成；也可由安装在车支架上的限位挡块构成，活动踏板限位端的前部上缘在动力 压杆处于回位状态时能与限位挡块接触。当活动踏板向上挠至最高位时，拉绳、 可折叠拉杆、可伸縮拉杆或限位挡块会牵拉着或限制着活动踏板，使活动踏板与动力压杆之间形成一定的夹角，以便二段踏动的实现。
上述动力压杆回位机构(A)由回位压杆(9)和随回位压杆连动的回位踏板(10) 构成，回位压杆(9)与动力压杆(2)构成能彼此一上、 一下的挠板式结构。其中， 回位压杆(9)与动力压杆(2)之间连接关系具体包括但不限于以下两种方案 一是 回位压杆与动力压杆两者本身连为一体，直接形成一上、 一下的挠板结构；二是 回位压杆与动力压杆分开，但均同轴(异轴也可)活动连接在车支架上，两者之间 设有回位连接弹簧，该回位连接弹簧可以使回位压杆与动力压杆一上、一下连动。 在此类结构中，第一，回位压杆并不只起动力压杆的回位作用，换言之可设计回 位压杆也输出动力，从而成为动力压杆，此时前、后两动力压杆彼此互为回位杆； 第二，回位压杆(9)、回位踏板(10)可釆用与动力压杆(2)、活动踏板(5)相同的 结构和连接方式，且在回位踏板限位端的前部与车支架之间也设有相同的能限制 踏板活动范围的活动连接构件，这样，挠板结构的前、后各有一套结构相同的往 复式变速踏板结构。
上述动力压杆回位机构(A)也可由设在动力压杆上的拉簧、压簧、扭簧或弹 力绳构成，或者由设在动力压杆或活动踏板上的鞋勾或鞋套构成。弹力的回位机 构或勾套式的回位机构也能使动力压杆在踏下之后回位，不过弹力的回位机构会 对踏下的动力产生一定的阻力，而勾套式的回位机构是向上提起活动踏板与动力 压杆回位的，反复提起回位，容易产生一定疲劳感。同样，由动力压杆、活动踏 板、弹力回位机构(或勾套式回位机构)、限制活动踏板活动范围的活动连接构件 构成的往复式变速踏板结构可为二套系统，并行安装在车支架上。
本发明与现有的平直型挠式踏板相比，具有如下积极效果(l)动力压杆在 回位状态时是往上挠的，可实现动力压杆在车支架上的安装位置相对较低，故使 用时，人的重心低而稳。(2)动力压杆的上、下往复运动的幅度范围设计一般可以不超过16cm，这个幅度比较符合人类往复踏动的习惯，过低则输出动力不足，
上坡无力，过高则容易产生疲劳。这种设计能克服目前市售的站立式往复踏板车
的输出动力不足。(3)活动踏板上的力作用点有二个， 一是活动踏板省力端的端
点，另一个动力压杆的上端点，从而有三种变速的踏法，本发明可视为低速、中
速和高速的三档动力变速踏板机构。这种变速的设计提高了踏板车适应路况的能
力，使其具有一定的代步功能。(4)活动踏板的基本踏下动作由二段踏动行程完
成，例如可先用前脚后跟踏动，然后逐步转在前脚掌上发力，比较符合人面向正
前方向站立时的使用姿式和发力规律。因为，当人面向正前方向站立踏动时，人
体的最佳姿式是抬起的前脚为平放或斜直放，抬起的后脚为斜放或横放；而本发
明在回位状态下，其挠起的活动踏板更有利于前脚平放或斜直放。若采用现有技
术中的平板式踏板，则在正前方向站立时不易踏动发力，而且由于挠式踏板安装
位较高，前、后踏板在使用中会过度倾斜，也易使前脚疲劳和腰部疲劳。(5)本
发明在踏动发力时，能使人体的腰、脚和手保持较舒适的姿式，既利于踏力的发
挥，也利于身体的锻炼。(6)值得一提的是，本发明所提到的"踏板车"是指往
复式踏板车，既包括带手把的踏板车，也包括不带手把的滑板。由于本发明基本
解决了动力输出问题，所以它可用于设计从两轮到四轮、从单动力到双动力、从
前后踏到左右踏、从体育用品到短途运输工具的"踏板车"。本发明同日提交了
实用新型专利申请。
下面结合附图和实施例进一步说明本发明结构。
图1是本发明一结构示意图
图2是动力压杆二段踏下行程示意图
图3-6是图1的变形结构示意图
图7是可折叠拉杆结构示意图
图8是可伸縮拉杆结构示意9是带滑槽拉杆结构示意图
图io是活动踏板上设置的连接预留孔示意图
图11是车支架上的限位挡块结构示意图 图12- 14是本发明另一结构示意图 图15是本发明再一结构示意图 图16-19是本发明再一结构示意图 图20是扭簧连接方式示意图 图21是本发明再一结构示意图 图22是扭簧连接方式示意图 图23是本发明再一结构示意图 图24是扭簧连接方式示意图 图25是本发明再一结构示意图 图26是图25的A-A剖面示意图 图27是鞋套连接方式示意图 图28是鞋套结构示意图 图29-30是本发明再一结构示意图 图31-33是活动踏板与动力压杆之间的连接方式示意图 图34是回位踏板的安装高度示意图
具体实施例方式
实施例l:挠板回位式单动力往复式变速踏板结构。
本实施例的往复式变速踏板结构为挠板回位式单动力往复式变速踏板结构， 见图1，'它具有可活动连接在踏板车车支架1上的动力压杆2，动力压杆2实际 上通过轴3活动连接在车支架1上，动力压杆2的上端通过轴4活动连接有活动 踏板5并使该活动踏板分为限位端6与省力端7两部分，在活动踏板限位端的前 部与车支架之间设有能限制活动踏板活动范围的活动连接构件8，该活动连接构
形成的回位踏板10构成，其中回位压杆9与动力压杆2连为一体，直接构成异V字型挠板结构，从而实现一上、 一下的互动和动力压杆的回位。其中，如图2 所示，向下踏动活动踏板省力端点时，活动踏板省力端点向下的行程(即省力端 点在踏力作用下从最高止点向下行至与动力压杆平行接触或紧贴时的行程)a与 此时活动踏板跟动力压杆连接轴4同步向下的行程b的比值，即a: b—般可以 为l: 1.2-3.0，最佳比为h 1.7-2.3;动力压杆2的动力输入给与其连接的动 力连杆ll，动力连杆11再驱动棘轮12旋转，棘轮的转动力再经变速传动机构 后驱使车轮13转动。
图3-6是图1的变形结构，其特点是车支架离地面相对较低，并带来动力压 杆安装位相对较低，但回位机构的结构约有变化。其中，图3的回位压杆9向上 延伸，并在延伸端部上连接回位踏板10;图4的回位压杆9上通过轴活动连接 有回位连杆14，回位连杆14的另一端通过轴活动连接在回位踏板10上，活动 踏板10的前端部又通过轴活动连接在凸起的车支架1上；图5-6的回位踏板10 的连接方式与图4稍有不同图5中的回位踏板10的中前部与回位连杆14活动 连接，回位连杆的后端部与车支架的后延伸支架15活动连接；图6中的回位踏 板10的近中部而则与凸起的车支架1活动连接，而后端部与回位连杆14活动连 接。所有这些方案都能实现回位踏板与回位压杆相互连动。
在上述诸方案中，活动踏板限位端的前部与车支架之间的活动连接构件8 除可以采用拉绳或拉链之外，还可以采用可折叠拉杆(见图7)、可伸縮拉杆(见 图8)或带滑槽拉杆(见图9)结构。其中，活动踏板5上还可以设有多个与连接构 件8和动力压杆2连接的预留孔16 (见图10)，以实现活动踏板限位端6与省力 端7之间的比例和连接构件8与踏板限位端之间的连接位置可调。当然，活动踏 板省力端7也可以设计伸縮机构，以直接调节踏板省力端的长度(见图10)。此 外，活动踏板限位端的前部与车支架之间的活动连接构件8还可以由安装在车支架上的限位挡块17替代，在活动踏板限位端的前部上缘上可以增设滚轮18，以 减少阻力(见图ll)。
值得指出的是，本实施例的挠板回位式单动力往复式变速踏板结构可以采用 与上述相反的后踏前回位方式，见图12-14。图12中，回位压杆9的上部直接 形成回位踏板10结构；图13中，回位踏板10活动连接在回位压杆9上；图14 中，回位踏板10活动连接在回位压杆9上或通过连杆连接在回位压杆9上，但 回位踏板10的前端活动连接在车支架1上。再有，图14结构还可以采用图15 结构所示的安装方式，这样可以改变动力输出的踏法，即将图14的后踏方式改 为图15的后蹬方式。
实施例2:挠板回位式双动力往复式变速踏板结构。
本实施例的往复式变速踏板结构为挠板回位式双动力往复式变速踏板结构， 见图16-19。图16中，动力压杆2为前后两套，并连为一体，直接构成挠板结 构，在一上、 一下的连动中又相互形成对方的回位机构，其动力输出有独立的两 套棘轮系统，也称为异轴双棘轮结构；图17与图16的结构大致相同，但动力输 出采用同轴双棘轮结构。图18中，动力压杆2也为前后两套，并同轴活动连接 在车支架上，两者之间设有连接回位弹簧19，这样前后两动力压杆也能形成挠 板结构，在一上、 一下的连动中彼此构成对方的回位机构，不过在图18的结构 中，可采前、后同时踏下的踏法；图19与图18的结构大致相同，但动力输出采 用同轴双棘轮结构，后动力压杆2上的动力连杆11设在动力压杆的前端延伸部 上。图18-19的连接回位弹簧19可采用扭簧20取代(见图20)。
实际上，在实施例l所述的诸种挠板回位式往复式变速踏板结构中，多可在 回位压杆上加接一个输出动力的动力连杆而成为双动力往复式变速踏板结构。
实施例3:弹力回位式单动力往复式变速踏板结构。本实施例的往复式变速踏板结构为弹力回位式单动力往复式变速踏板结构，
见图21。图21中，动力压杆2的回位机构A采用拉簧21结构，也可采用图22 所示的扭簧22结构，当然图21-22也可采用压簧结构、图23所示的弹力绳结构 或图25-26所示的鞋勾、鞋套结构。实际上，在实施例1中所述的所有方案的回 位机构都可采用拉簧、压簧、扭簧、弹力绳、鞋勾或鞋套结构实现。 实施例4:弹力回位式左右双动力往复式变速踏板结构。 本实施例的往复式变速踏板结构为弹力回位式左右双动力往复式变速踏板 结构，见图23-29。图23中，左右两套动力压杆2上连接有弹力绳23，两条弹 力绳23连为一体，且挂套在车把上；当然，两条弹力绳也可采用两个扭簧24 取代(见图24)。再有，左右两套动力压杆2的回位机构也可采用设在动力压杆 或活动踏板上的鞋勾25结构(见图25)或鞋套26结构(见图27-28)。图29与图 25结构相同，只是图29中设有座垫支架27;图30与图25不同点在于在图 30结构中，动力压杆2直接固接在棘轮外圈之上，从而省去了动力连杆，同时 设有导向轮28。不过，图23-30所表达的弹力回位式左右双动力往复式变速踏 板结构只能用于三轮或四轮踏板车上，即踏板车的后车轮应有二个(见图26)。
还需指出的是，上述实施例l-3所述本发明结构可用于二轮、三轮或四轮踏 板车(含滑板)。实施例1-4所述本发明结构的活动踏板和动力变速传动机构部分 均可以设置安全隔板。此外，第一，本发明所有实施例中的活动踏板限位端6 的长度也可以设计为与省力端7的长度基本相等(见图31)或者大于省力端7的 长度(见图32);第二，在实施例4的左右踏结构中，本发明可采用图33所示方 式安装，这样在踏下踏板时，活动踏板省力端点与动力压杆轴点4均沿顺时针方 向转下；第三，在本发明带回位踏板的结构中，回位踏板可以有一个高度差h， h值一般不超过16cm(见图34);第四，在本发明所有结构的踏板上均可以安装防滑挡块，使人的前脚或后脚不易在踏板上向前或向后滑动，也可以在踏板的表
面设置沟糟、凸块、凸条或粘合有防滑的橡胶、塑料材料层等；第五，本发明除 了可用于本说明书附图所示的带往复式连杆动力传动机构的踏板车之外，还可以 用于采用齿条齿轮结构、两端拉动的结构或滑动推杆结构等现有动力传动机构的 往复式踏板车中。本发明可与其他动力合并使用，如电动、燃油发动机动力；也 可用于室内的踏板健身车上。
权利要求
1. 一种用于踏板车的往复式变速踏板结构，它具有可活动连接在踏板车车支架(1)上的动力压杆(2)，其特征在于它还具有可使动力压杆的一端向上挠的动力压杆回位机构(A)，动力压杆(2)的上端通过轴(4)活动连接有活动踏板(5)并使该活动踏板分为活动踏板限位端与活动踏板省力端两部分，在活动踏板限位端的前部与车支架之间设有能限制活动踏板活动范围的活动连接构件(8)。
2. 根据权利要求1所述往复式变速踏板结构，其特征在于踏动活动踏板省 力端点时，活动踏板省力端点的向下行程(a)与活动踏板跟动力压杆连接轴(4) 的向下行程(b)的比值(a: b)为l: 1.2-3.0，最佳比值为l: 1.7-2.3。
3. 根据权利要求1所述往复式变速踏板结构，其特征在于活动踏板限位端 的前部与车支架之间的活动连接构件(8)由其两端分别与活动踏板限位端的前部 和车支架相连接的拉绳、链条、可折叠拉杆或可伸縮拉杆构成。
4. 根据权利要求1所述往复式变速踏板结构，其特征在于活动踏板限位端 的前部与车支架之间的活动连接构件(8)由安装在车支架上的限位挡块构成，活动踏板限位端的前部上缘可与限位挡块接触。
5. 根据权利要求l、 2、 3或4所述往复式变速踏板结构，其特征在于动力 压杆回位机构(A)由回位压杆(9)和随回位压杆连动的回位踏板(10)构成，回位压 杆(10)与动力压杆(2)构成能彼此一上、 一下的挠板式结构。
6. 根据权利要求5所述往复式变速踏板结构，其特征在于回位压杆(9)、回 位踏板(10)与动力压杆(2)、活动踏板(5)的结构和连接方式相同，且在回位踏板 限位端的前部与车支架之间也设有能限制踏板活动范围的活动连接构件(8)。
7. 根据权利要求l、 2、 3或4所述往复式变速踏板结构，其特征在于动力 压杆回位机构(A)由设在动力压杆上的拉簧、压簧、扭簧或弹力绳构成。
8. 根据权利要求7所述往复式变速踏板结构，其特征在于动力压杆、活动踏 板、弹力回位机构和限制活动踏板活动范围的活动连接构件为二套，并行安装在车支架上。
9. 根据权利要求l、 2、 3或4所述往复式变速踏板结构，其特征在于动力 压杆回位机构(A)由设在动力压杆或活动踏板上的鞋勾或鞋套构成。
10. 根据权利要求9所述往复式变速踏板结构，其特征在于动力压杆、活动 踏板、勾套式回位机构和限制活动踏板活动范围的活动连接构件为二套，并行安 装在车支架上。
全文摘要
本发明公开了一种用于踏板车的往复式变速踏板结构，它具有可活动连接在踏板车车支架(1)上的动力压杆(2)，其特征在于它还具有可使动力压杆的一端向上挠的动力压杆回位机构(A)，动力压杆(2)的上端通过轴(4)活动连接有活动踏板(5)并使该活动踏板分为活动踏板限位端与活动踏板省力端两部分，在活动踏板限位端的前部与车支架之间设有能限制活动踏板活动范围的活动连接构件(8)。本发明用于二轮至四轮踏板车，踏动方式符合人体站立踏动姿式，易于平稳发力；同时，它具有低、中、高三级变速效果，输出的动力大。
文档编号B62M1/24GK101480987SQ20091005829
公开日2009年7月15日 申请日期2009年2月9日 优先权日2009年2月9日
发明者群 孙 申请人:林苏钦