专利名称：一种人力驱动的自行车的制作方法
技术领域：
本发明提出了一种人力驱动的自行车，更确切地说，是提出了一种用人力上下踩动踏板的方式来驱动的自行车。还提出了它的驱动机构。
背景技术：
目前业内人士所熟知的、常规人力驱动的自行车，如像独轮车、两轮车与三轮车等，其中有些自行车的结构是将脚踏板直接与自行车的驱动轮相连(通常在某些独轮自行车与三轮自行车上采用)，脚踏板作圆周运动以驱动车轮前进。另外一些自行车设置了能作圆周运动的曲柄，再通过链条与自行车的驱动轮相连(通常在两轮自行车与高位独轮自行车上采用)，曲柄的圆周运动是由于脚踏板作圆周转动的动作所致。这两种结构都是限制了操作者脚的位置，操作者的脚必须被限制在脚踏板上，与脚踏板一起动作，才能驱动车辆前进。本发明提出了一种人力驱动机构及相应的人力驱动自行车，这种自行车的脚踏板是以多次上下运动的方式，来替代常规自行车上脚踏板作圆周运动的方式，来驱动车辆的前进。脚踏板的上下运动是依靠操作者自己将其体重从一侧移到另一侧来启动的。体重从一侧移到另一侧的往复动作，是人类在步行与爬山时常用的动作。因为这是人类的一个十分自然的动作，所以不仅能很容易地完成，而且能持久地重复完成。本发明也为操作者搁脚的方便，提供了一个比较宽阔的表面，当骑上或要驱动车辆放置其脚的时候，与常规自行车相比，操作者毋须对准位置落脚，该设置使操作者易于驾驭、易于使用。搁脚部位自由度的加大，增加了该车辆休闲游憩的价值，亦即增加了使用该车辆的乐趣。此外，按照本发明原理构造的这种自行车，与常规自行车相比，外观轮廓较低，在某些方面接近常规滑板车的形状。这种外形也比较易于驾驭，易于获准在城市、郊外、里弄与操场等区域使用。
发明内容
诚如前述，因此本发明的目的是要制备一种克服目前业内缺点的、富有乐趣的、价廉的、人力驱动自行车。本发明的另一个目的是给市场提供一种兼容滑板车特性与自行车特性的、满意的、人力驱动自行车。本发明还有一个目的是要提供一种驱动机构，使得该人力驱动车具有良好的人机界面、与人类运动相适应，且在外形与功能方面都能获得操作者的赞赏。本发明提出的人力驱动的自行车，它的主要部件有车架、一个前轮与一个后轮、两个踏脚板、两个单向轴承、两条驱动线等。操作者两脚分别站在两个踏脚板上，使踏脚板上下移动，通过驱动线与单向轴承带动后轮转动，从而驱动自行车前进。本发明的主要内容是，独创性地提出了踏脚板要具有弯曲的底面，每条驱动线能被各自踏脚板弯曲的底面所导向与收纳，使得驱动线在踏脚板底面上最末尾的接触点与驱动轴之间的距离是随踏脚板的高度而变化的。该特点的驱动机构使得本发明提出的人力驱动自行车具有自动、连续调速的功能。业内有经验人士在结合图纸审阅下文的详细叙述后，可以进一步了解本发明的特点以及其它有关的优点了。
图1是根据本发明所提出的人力驱动的自行车的透视图。图2是图1中驱动机构放大了的透视图。图3是图1中所示的人力驱动自行车的侧视图。图示的实例，将在下文中详述。
具体实施例方式参阅图1，这是本发明所提出的一种人力驱动的个人交通器材(自行车)100实施方案的透视图。图2是该人力驱动自行车上的驱动机构120放大了的透视图。参阅图3，这是图1上所示的人力驱动自行车100的侧视图，为了较清楚地解释驱动机构120的功能，该图上缺省掉了某些不重要的部件。自行车100包括有踏脚板110与111、两个车轮、一套驱动机构120与一个车架 190。车架190是与其他所有部件互相适配。自行车100还可以进一步包括有当前自行车与踏步滑板车上的其他部件，如像刹车、撑脚架等部件。在本实施方案中，车轮有两个，一个是前轮，位在后部的另一个是驱动轮130。踏脚板110与111要能支撑住操作者的脚，且可动地配接在车架190的前端，踏脚板在受到操作者体重的压迫时可朝下移动。踏脚板可以是长条状的部件，通常是大致沿着自行车100行进的方向伸展，可以用圆管(如本实施案例)，也可用异型管或板材来制造。每个踏脚板110或111都具有一个弯曲的底面，各自与它的驱动线122或123相连接。本实施方案中，在每个弯曲的踏脚底板上设置一个搁脚的平台，该搁脚的平台有一个平坦的表面，可供操作者舒适地站立。踏脚板110与111通过驱动机构120功能性地与驱动轮130相连接。驱动机构 120包括有驱动轴131以及驱动线122与123。驱动轴131支撑住驱动轮130，驱动线122 与123的一端各自独立地通过单向轴承132与驱动轴131相啮合，驱动线122与123的另一端分别固定住在踏脚板110与111的底部。驱动线122与123的制备方案很多，如可选用钢缆(如本实施案例图所示)，或用链条、软性缆绳类的材料来制备。驱动机构120进而还包括了一种使驱动线122与123可伸展与缩回的机构，该机构已为业内人士所熟知，可用弹簧或滑轮等技术来实现。驱动线122与123的伸展与缩回是与踏脚板110与111的位置变化相对应的。例如，在本实例中，驱动线122与123是缠绕在略微伸出驱动轮130外左右两侧的驱动轴131上，当踏脚板110与111被压下时，驱动线122与123就从驱动轴131上松开；当踏脚板回到原来位置时，驱动绳就再次缠绕到驱动轴上。在两个踏脚板的运动过程中，该机构使驱动线始终保持绷紧的状态。踏脚板110或111的弯曲底面各自设置了导向部件112或113，导向部件可以是用凸起形导轨或凹槽形导轨，也可用导向齿轮等方式来实现。本实施案例图所示是用的导轨。导轨112或113可导向地将部分的被松开的驱动线122或123接收在踏脚板的底面。踏脚板弯曲的底面上的导轨与驱动线相配合，可导向与收纳部分伸展出来的驱动线。当操作者将其体重移至两个踏脚板110与111中的某一个踏脚板上时，该踏脚板会向下移动，拉动驱动线122或123，会对驱动轴131施加一个扭矩(扭矩是朝着单向轴承的非自由旋转的方向)，致使驱动轮130转动，因此推动自行车100向前行进。当操作者随后将其体重从该踏脚板上撤除时，单向轴承132允许驱动线122或123自由地缩回而不会影响驱动轮130的转动。此时，驱动机构120中的驱动轴131上，预设的可使驱动线伸展与缩回的机构，使驱动线缩回，同时使得踏脚板110与111回复到它们原来的位置，该位置也是踏脚板运动行程的最高点。为了持续推动该自行车的前进，操作者可用最习惯的“步行”的运动方式，在踏脚板110与111之间变换其体重就可实现。虽然下面只叙述了自行车100左侧的踏脚板110、驱动线122和导轨112的动作， 但是自行车100右侧的踏脚板111、驱动线123和导轨113的运转是完全相同的。由于踏脚板110底表面是弯曲的，所以踏脚板110与驱动线122之间最末尾的接触点(即是点140 处)是由踏脚板110相对于驱动轴131的高度所决定的。踏脚板110承受了操作者的体重而朝下移动，点140的位置是变化的，从点140到驱动轴131的距离(即距离150)也随着变化，点140越向自行车车尾方向移动，距离150越是减小，于是引起了扭矩的变化以及车辆速度的改变。因此，采用了底面是弯曲的踏脚板的结构，车辆具备了变速的功能。当需要较大的扭矩时(例如，上坡骑行)，因为要将踏脚板压到它们可移动范围的较低处的阻力增加了，使得踏脚板位于较高的位置，距离150较小，能踩动踏脚板的行程较短，也就是操作者只能在较短的行程范围内踩动踏脚板，此时驱动车辆的扭矩较大，而车辆的速度较慢。当需要较小的扭矩时(例如，下坡骑行，或在平地上保持高速行驶)，使踏脚板位于较高位置的阻力很小，踏脚板会落得较低，此时驱动车辆的扭矩较小，距离150较大，可以踩动踏脚板的行程较长，也就是操作者可以在较大的行程内踩动踏脚板，此时车辆的速度较快。由此可见，本发明所提出的踏板驱动的自行车，具有自动调速的功能。实践也证明，在使用时，踏脚板平均高度上的这些变化通常不是由于操作者刻意的调节而发生的，所产生的车辆速度的变化不仅是连续的，而且是自动的。所以，本发明所提出的踏板驱动的自行车可以爬坡， 克服了同类踏板驱动自行车不能爬坡的缺点。从上述具体实施方式
可见，本发明最主要的、独创的技术特征是使用了具有弯曲底面的踏脚板，揭示了本发明所提出的人力驱动自行车可以具有自动、连续调速的功能。使用平坦底面踏脚板的人力驱动自行车不具有自动调速的功能，故而不具有爬坡能力，即使是很小的坡度，也要靠预先高速储能才能冲得上去。本发明所提出的这种人力驱动的自行车与同类的车辆相比，具备了爬坡的能力。因此，本发明所提出的这种人力驱动的自行车也具有了真正的实用性。虽然以上借助了特定的实施方案对本发明做出了描述，但是应该理解为本发明还能作进一步的改动，本专利旨在涵盖根据本发明的原理所进行的各种变化、用途或改良。也涵盖了与本发明所揭示的已知方案或实施惯例有所偏离，但仍然从属于本发明技术及其应用原理的范围。本专利还涵盖了本发明所附权利要求的范围。
权利要求
1.一种人力驱动的自行车，它是由如下部件所构成一组车轮，所述车轮中至少有一个是驱动轮，所述驱动轮是被一条驱动轴所支撑着的；一个车架，所述车架与驱动轴相配接；两个支撑操作者脚的踏脚板，所述踏脚板的底面是弯曲的，每个踏脚板与车架是可动地配接着的；两条与驱动轴相啮合的驱动线，所述驱动线分别与各自的踏脚板相连接，每条驱动线能被各自踏脚板弯曲的底面所导向与收纳，使得驱动线在踏脚板底面上最末尾的接触点与驱动轴之间的距离是随踏脚板的高度而变化的。
2.根据权利要求1所述的人力驱动的自行车，其特征在于，所述的驱动轴上设置了一个使驱动线伸展与收回的机构，当操作者的体重在踏脚板上撤除时，可使踏脚板回复到踏脚板运动行程的最高点，并且在踏脚板的运动过程中，使驱动线始终保持绷紧的状态。
3.根据权利要求1所述的人力驱动的自行车，其特征在于，所述的每个踏脚板弯曲的底面上设有一条导轨，它与驱动线相配合，用来导向与收纳部分伸展出来的驱动线。
4.根据权利要求1所述的人力驱动的自行车，其特征在于，所述的驱动线是用钢缆、或链条、或软性缆绳类的材料来制备的。
全文摘要
本发明提出了一种人力驱动的自行车，它的主要部件有车架、一个前轮与一个后轮、两个踏脚板、两个单向轴承、两条驱动线等。操作者两脚分别站在两个踏脚板上，使踏脚板上下移动，通过驱动线与单向轴承带动后轮转动，从而驱动自行车前进。本发明提出了踏脚板要具有弯曲的底面，每条驱动线能被各自踏脚板弯曲的底面所导向与收纳，使得驱动线在踏脚板底面上最末尾的接触点与驱动轴之间的距离是随踏脚板的高度而变化的。该特点的驱动机构使得本发明提出的人力驱动自行车具有自动、连续调速的功能，是一种兼容滑板车特性与自行车特性的人力驱动自行车，也是一种克服目前业内缺点的、富有乐趣的、价廉的人力驱动自行车。
文档编号B62M1/24GK102259683SQ20101018671
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者陈和 申请人:陈和