专利名称：脚踏装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有改进的座位定位结构的脚踏装置。
背景技术：
通常，脚踏自行车、练习自行车、某些康体器械等(下文中称为“脚踏装置”)有座位，以便使用户能够在进行脚踏的同时坐在上面。为了使不同体格的人能够使用同一脚踏装置，提供了可调节定位的座位结构。该座位结构具有夹在座位杆一端上的座位，且该座位杆的相对端可调节地定位在直的座位管内，同时不能或几乎不能水平调节。因此，现有技术的脚踏装置提供的座位杆调节只是为了适应骑乘者的腿长差别。对于手臂长度和躯干长度的差别，可以对前车架部分和把手进行调节。现有技术的装置也不能调节成使其适应相同高度的骑乘者之间的躯干长度和手臂长度的差别。而且，现有技术的装置的座位结构也不能调节成使其适合不同体格的骑乘者，同时保持用于腿的足够空间，以便使骑乘者能高效进行脚踏，同时保持坐在提供(在解剖学上)正确支承的位置上。因此，现有技术的装置并不能对所有体格的人都提供足够好的可调节性。
因此，现有技术的脚踏装置的很多用户持续遭受疼痛和不舒服，因为他们在进行脚踏的同时坐在处于不正确的脚踏位置处的座位上。该不正确的脚踏位置使得骑乘者疼痛和不舒服，且使得骑乘者以低效率的脚踏动作来进行脚踏，该低效率的脚踏动作需要很费力地进行脚踏，因此使得身体很快疲劳。
脚踏装置的设计者通过采用不同车架规格来使更多人能够骑乘在正确的脚踏位置。一些制造商有七种不同的车架规格，用于特定型号的脚踏装置。但是，即使有这么多车架规格，它们也不能提供适合所有用户的各种体格所需的所有调节。而且，制造和库存多种不同车架规格将使成本效益降低，因为需要更多的夹具和车架材料来用于制造，且批发商和零售商需要更多储存空间来库存多种不同车架规格的脚踏装置。
因此，最流行的直立自行车(山地车、城市自行车、混合型车)制造成多种车架规格。一些主要自行车制造商的车架规格的实例是*Trek USA-FUEL 90型男式-S、M、L、XL 女式-XS、SM7200FX型男式-15″、17″、20″、22″女式-17″、20″*Raleigh USA-SC200型男式-16″、18′、20″、22″女式-16″、19″*Fuji-Regis型男式-S、M、L 女式-15″、18″*Schwinn-Mesa GS型男式-15″、17″、19′、21′、23′尽管有很多车架规格，但是在这些自行车中，用户定制的调节行为限制为这样，即座位杆可以垂直调节高度，且使用普通“导轨”系统的座位的前后调节很小，加上把手位置的调节。这样的调节并不能提供对座位的垂直和水平位置的精细增量调节，以便满足具有不同躯干、手臂和腿的长度的相同高度骑乘者的要求，同时不能很容易地同时在两个平面内进行调节。
本发明人注意到，现有技术的脚踏装置的总体设计不能提供用于合适脚踏位置的、在解剖学上的正确支承。这些设计的实例是“山地车”设计、混合型车/城市自行车设计、以及某些练习器械的设计。
山地车自行车的流行“山地车”结构采用竖直座位管作为车架的后侧部分，并有在前侧部分的矮宽把手。该结构导致“脊柱弯曲”的骑乘位置，其中，骑乘者的大部分体重向前作用在座位的前部(座位角或前鞍部)。这时，骑乘者的体重由会阴和胯部中心区域支承，因此使骑乘者相当不舒服。骑乘者的该不正确支承也使得骑乘者的大腿内侧、胯部中心和生殖器产生擦伤和发炎，引起疼痛和更加不舒服。正确的是，骑乘者的体重由坐骨粗隆(坐骨)支承。
山地车的矮宽把手结构使得骑乘者的上身向前弯曲，以便用手抓住把手。该弯曲导致隔膜收缩，且在手和臂上有很大压力。
“脊柱弯曲”位置还会引起身体收缩，并使脚踏动作的效率低。为了进行更有效的脚踏动作，骑乘者必须离开座位骑行。
混合型车/城市自行车由于消费者对山地车的上述缺点的反感，出现了“混合型”自行车，同时城市自行车已经持续在欧洲和日本使用多年。
与山地车相比，这些自行车具有更高的把手，形成很小的脊柱弯曲位置。但是它不能使骑乘者处于在解剖学上正确支承的位置，还使骑乘者太靠前，以致于不能进行最容易和高效的脚踏。
练习器械用于在康体活动中使用户进行脚踏的练习/静止自行车以及练习器械都不能使骑乘者处于在解剖学上正确支承的位置。且它们的座位不能充分调节以满足较大范围的不同体格骑乘者。
斜靠式自行车最近发展了斜靠式自行车，以便克服由山地车和混合型车/城市自行车产生的缺点。这种自行车使骑乘者处于几乎仰卧的位置，同时踏板向前远离骑乘者身体。尽管斜靠式自行车能够提供更高效的脚踏动作，且就座时支承点更大并更舒适，但是它很难控制和操纵。它们还有安全问题，因为它们很低，以致于汽车驾驶员很难看见它们。与其它自行车一样，它们不能充分进行座位调节以适合不同体格的骑乘者。
这种自行车还很难停车、储存、装船和运输。
发明目的本发明的目的是基本解决或在一定程度上减轻一个或多个现有技术的缺点。
发明简介因此，在一个方面，本发明涉及一种脚踏装置，它包括车架组件，该车架组件有前侧部分和后侧部分，该后侧部分有空心座位管；以及座位杆，该座位杆由所述座位管支承，并包括安装装置，用于安装座位，以便使用户能够在进行脚踏时就座，该座位杆和座位管布置成使座位在安装时支承在相对于后侧部分而可调节的位置处。该座位管具有基本弯曲部分，该弯曲部分布置成在其中容纳座位杆的相容弯曲部分，且该座位管和座位杆的弯曲部分设置成使所安装的座位的位置沿着相对于所述后侧部分向上和向后延伸的弯曲轨道进行伸缩调节。因此，座位的位置可选择地调节成适应一定范围的、具有不同高度和体格的用户中的任意一个。
优选是，脚踏装置还包括一对用于脚踏的踏板，且座位杆和车架组件布置成使坐在座位上的用户能够充分在踏板的后面，以便使腿不会收缩并进行高效脚踏动作，同时使用户处于基本直立脚踏的位置。
优选是，本发明的脚踏装置布置成使用户的座位位置可调节，以便适合他/她个人的体格，并使他/她能够在解剖学上得到正确支承，并能够进行高效脚踏动作，同时采用各种前车架设计和把手类型，以便适合骑乘者个人对最终骑乘形式的喜好。
该就座位置不需要通常形成于普通技术的脚踏装置的座位中的前部角或前鞍部。本发明的合适座位是本申请人的美国专利No.6045180的主题，该文献整个被本文参引。
脚踏装置通常有可调节定位的把手，该把手布置在车架组件的前侧部分上。用户在踏板后面的可调节定位与可调节把手组合将使得用户能够获得在解剖学上正确支承的座位位置。这也有助于消除手和臂上的压力。
车架组件可以有车架下舌(down tube)，该车架下舌布置成支承把手。在一种形式中，脚踏装置包括车头管，该车头管在车架组件的所述前侧部分上；以及把手杆，该把手杆的一端布置成用于固定把手，它的相对端布置成用于固定在车头管内，并相对于该车头管可调节地定位。这样，把手的高度可以调节成适合各个用户。
把手可以有基本U形的中间部分，在该中间部分的各自由端有手柄。把手杆的所述一端可以布置成这样，即在固定于合适方位之前，把手的中间部分可旋转至该合适方位。这使得手柄可以前后调节。
优选是，座位布置成可相对于座位杆倾斜，这样，它相对于座位杆的倾斜位置可以选择性地进行调节。
优选是，夹持装置可以用于在任意所述可调节位置处将座位杆夹持在所述座位管上。
因此，根据本发明该方面的脚踏装置能够通过单个调节动作对座位位置进行上下定制调节。座位杆和车架组件的结构可以制成为这样，即座位位置可以调节而适合相对较大范围的用户高度和体格变化。因此，制造商、批发商和零售商只需要储存两种规格的车架，以便用于所有用户的预计高度和体格变化。
附图的简要说明为了能够更容易理解和实施本发明的系统，下面将参考附图进行说明，这些附图表示了本发明的非限定实施例，附图中
图1是示意表示本发明的脚踏自行车的侧视图；图2是表示用于在弯曲轨道中调节图1所示的自行车的座位的结构的详图；图3是图2中所示的结构的正视图；图4和5表示了图1中所示的自行车的把手的详图；图6表示了图1的自行车调节成适用于1.5米高的人时的情况；以及图7表示了图1的自行车调节成适用于1.88米高的人时的情况。
附图的详细说明首先介绍图1中所示的本发明第一实施例的脚踏装置，图中表示了正在由骑乘者100使用的脚踏自行车10。该自行车10有车架组件，该车架组件由基本弯曲的座位管12和车架下舌14形成；座位16，该座位16固定在基本弯曲的座位杆18上；把手20，该把手20固定在把手杆22上，该把手杆22在车架组件的车头管24内锁定于选定高度处；以及一对踏板26，该对踏板26与相应的曲柄臂28连接。
可以看出，骑乘者100坐在踏板26的后面。通过使用具有可升高的手柄的把手20，骑乘者100可以在基本直背的情况下进行脚踏，并可以在解剖学上得到正确支承。在该位置，骑乘者100可以以最佳效率和力量来进行脚踏。
参考图2和3，本实施例的座位16并没有普通的前鞍部，因为骑乘者100由坐骨粗隆支承。该座位16基于申请人在上述美国专利中所述的座位。
座位16通过夹持结构32支承在直立栓柱30上。该栓柱30和夹持结构32设置成允许座位16进行一定范围的倾斜调节。因为栓柱30固定在座位杆18的上端，因此，该座位杆18相对于座位管12的定位使得座位16能够沿高度方向和前后方向进行调节。尽管未示出，但是应当知道，一夹持装置用于将座位杆18夹持在座位管12上并处于由骑乘者选定的位置。弯曲的座位管12和座位杆18确定了弯曲轨道，如图2中的点划线所示。该轨道确定为使得自行车10能够由较大范围体格的用户舒适地使用。
参考图4和5，本实施例的把手20有基本U形的中间部分34以及从该中间部分34的自由端向外伸出的手柄。支撑部件38连接在中间部分22的两臂上。把手20通过把手杆32固定就位，该把手杆32的高度可以通过定位在车头管24内合适高度并以本领域公知方式固定就位而进行调节。如图4所示，把手20的角度位置也可以通过旋转该把手20然后固定在合适角度位置而进行调节。
图6表示了自行车10在由1.5米高的骑乘者100使用时的情况。为了舒适骑乘，将座位杆18定位成基本完全进入座位管12内。对于大约1.88米高的用户，座位杆18处于伸出位置，如图7所示。在这两个位置，骑乘者都能够得到正确支承，并可以以最佳效率来进行脚踏。
本发明人采用了计算机设计处理，该计算机设计处理涉及在“Human Scale”模拟软件上使用人类学数据和生物化学分析，以便确定(a)自行车车架、(b)座位管和座位杆、(c)踏板和曲柄、以及(d)把手杆和把手的几何形状和尺寸，从而使所有体格的骑乘者都能够坐在个人最佳骑乘位置，并能够沿所述弯曲轨道对座位位置进行精细调节，以便适合各骑乘者的不同躯干长度、腿长度和手臂长度。
个人的最佳骑乘位置的因素包括以下组合
(a)使骑乘者的身体直接从坐骨粗隆(坐骨)下面进行骨骼支承；(b)相对于踏板充分向后定位，以便消除骑乘者的腿部收缩，或者至少将该收缩减至最小，并由腿提供最大杠杆作用，以便使脚踏效率最佳；(c)在脚踏过程中没有与腿的任何干涉；(d)消除手、臂和肩的压力；以及(e)消除隔膜的收缩以及对肺功能(呼吸)的约束。
由计算机设计处理得出的人体测量数据显示，只需要两种车架规格的本发明装置就可以使座位位置(骑乘位置)充分调节，以便适应所有高度和体格的骑乘者。较小的车架可以制成为适合直到5′10″的骑乘者，而较大的车架适合5′8″和更高的骑乘者。在两种车架规格之间的交叠是为了适应具有相同高度但手臂长度、腿长度和躯干长度不同的骑乘者。
尽管上面已经给出了本发明的示例，但是本领域技术人员显然知道，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对它们进行多种变化和改变。
权利要求
1.一种脚踏装置，包括车架组件，该车架组件有前侧部分和后侧部分，该后侧部分有空心座位管；以及座位杆，该座位杆由所述座位管支承，并包括安装装置，用于安装座位，以便使用户能够在进行脚踏时就座，该座位杆和座位管布置成使座位在安装时被支承在相对于后侧部分可调节的位置处，其中，该座位管具有基本弯曲部分，该弯曲部分布置成在其中容纳座位杆的相容弯曲部分，且该座位管和座位杆的弯曲部分设置成使所安装的座位的位置沿着相对于所述后侧部分向上和向后延伸的弯曲轨道而进行伸缩调节；因此，座位的位置可选择地调节成适应一定范围的、具有不同高度和体格的用户中的任意一个。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括一对用于使用户进行脚踏的踏板，且座位杆和车架组件布置成这样，即，使坐在所安装的座位上选定位置处的用户能够充分在踏板的后面，以便使腿处于基本不收缩的状态，并进行高效脚踏动作，同时使用户处于基本直立脚踏的位置。
3.根据权利要求1所述的装置，其中弯曲轨道设置成使所安装的座位可调节至一定位置，以便适合具有不同体格的多个骑乘者的任意一个，并使所述骑乘者在坐于座位上时能够在解剖学上受到正确支承，并且不管前侧部分以及支承在该前侧部分上的把手的结构如何，都能够以高效脚踏动作进行脚踏。
4.根据权利要求3所述的装置，其中把手相对于前侧部分布置在可调节的位置，用户在踏板后面位置的可调节性与把手的可调节性组合将使得用户能够获得在解剖学上正确支承的座位位置，并基本消除用户的手和臂上的压力。
5.根据权利要求3所述的装置，其中，前侧部分有车架下舌；车头管，该车头管固定在车架下舌上；以及把手杆，该把手杆的一端用于固定把手，它的相对端用于固定在车头管上，并相对于该车头管可调节地定位。
6.根据权利要求5所述的装置，其中把手有基本U形的中间部分，在该中间部分的各自由端有手柄，把手杆的所述一端可以布置成这样，即把手的中间部分可旋转调节，以便固定在选定方位，从而使得手柄前后调节。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所安装的座位布置成可相对于座位杆可调节地倾斜，以便固定在选定倾斜方位。
8.根据权利要求1所述的装置，其中夹持装置用于在任意所述可调节座位位置处将座位杆夹持在所述座位管上。
全文摘要
一种脚踏装置(10)，包括车架组件，其有前侧部分和后侧部分，后侧部分有空心座位管(12)；以及座位杆(18)，座位杆由座位管(12)支承。座位杆(18)有安装装置(30)，用于安装座位(16)，以使用户能在进行脚踏时就座。座位杆(18)和座位管(12)布置成使座位(16)在安装时支承在相对于后侧部分可调节的位置处。座位管(12)具有基本弯曲部分，该弯曲部分中容纳座位杆(18)的相容弯曲部分，且座位管(12)和座位杆(18)的弯曲部分使安装的座位(16)可沿相对于后侧部分向上和向后延伸的弯曲轨道进行伸缩调节。弯曲轨道使座位位置可选择调节成适应一定范围的具有不同高度和体格的用户中。该装置(10)可有一对踏板(26)，踏板使坐在座位上的用户能充分在踏板的后面，以使腿不会收缩并进行高效脚踏动作，同时使用户处于基本直立脚踏的位置。
文档编号B62K21/18GK1555324SQ02818184
公开日2004年12月15日 申请日期2002年8月30日 优先权日2001年9月17日
发明者彼得·D·克拉顿, 彼得 D 克拉顿 申请人:艾塞迪尔股份有限公司