专利名称：一种多功能健身自行车的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种既可在较小及较大空间中进行运动，又可完全固定起来使用的多功能健身自行车。
现有的各式健身车及自行车，要么完全固定在某一位置，要么不适于在较小的空间范围(如篮球馆及很多的室内场馆)中进行运动。本发明的目的是要提供一种既可固定又可在较小的空间范围以较低的速度运动，但低速运动时。自设阻力等机构可向人体很好地自动提供相应运动阻力的健身自行车。当然此健身自行车亦可在较大空间范围中使用。
本发明的目的是通过设可变调的阻力系统及相应的惯性蓄能系统及偏心的或非正圆的驱动链轮等结构来实现的。
下面结合附
图1——17对本发明的结构等做较具体的说明其中附图1、2、6、7、8等中所展示的是本多功能健身自行车及其相关结构系统的较整体的原理与结构。
其余各附图中所展示的是本多功能健身自行车及其相关结构系统的较具体的结构图。
如附图1.2等中所示，在健身自行车后轮上部的斜立管<1>之上或在健身自行车中轴，轴座<2>之上，置设具有可自动实现阻力变调等功能的惯性蓄能轮结构<3>，在蓄能轮中心部分的左侧设驱动飞轮<4>，驱动飞轮<4>通过链条与健身自行车后轮<5>上左侧的驱动链轮<6>相连接。乘骑锻炼时，人体双腿等的驱动力通过中轴右侧上的驱动链轮<7>驱动链条<8>传到后轮右侧的驱动飞轮<9>之上，驱动飞轮<9>等带动后车轮旋转，从而使车前进，在此同时设置在后轮中心轴皮左侧的驱动链轮<6>亦将旋转，并通过传递链条<10>、惯性轮上的飞轮<4>等将动力传递给惯性轮<3>并带动其一起旋转，而在蓄能轮<3>外缘圆周等处上所设的摩擦阻力带<11>阻力磁铁<12>等结构，又可向惯性轮<3>从而通过一系列传递系统也向人体提供运动阻力，使锻炼者即使在车速很低的情况下仍可受到较大的运动阻力，并收到较好的锻炼效果。
为使蓄能轮在质量较小的情况下储备较多的动能，可尽可能地增大后车轮<5>中心轴皮左侧上的驱动链轮<6>与惯性轮<3>中心左侧上的驱动飞轮<4>间的加速传递比，即可使驱动链轮<6>的齿数尽可能多些，而驱动飞轮<4>上的齿数尽可能少些。若有必要亦可加设一组中间加速传递链轮及中间加速轴等结构。
为确保本多功能自行车在锻炼乘骑时能较稳定地提供与动力相较对称的阻力，可在其上设能够与脚驱动力同步协调变化阻力调变系统，该阻力调变系统的较具体结构可为在自行车中部立管<13>或前端下斜管<14>等车架管上设一旋转轴结构<15>。在旋转轴结构<15>的右端可设一较小的链轮结构<16>，与之相对应，在自行车中轴<17>之上的右侧靠近中间的位置上设与上面的链轮结构<16>的齿数相同的链轮结构<18>，在链轮结构<18>的外端可设脚力驱动链轮<7>。且链轮结构<18>、脚力驱动链轮<7>与左侧的驱动曲柄<19>之间通过中轴<17>等结构可完全固接在一起，彼此之间不发生任何位置、角度等的变异。而在上面的旋转轴结构<15>的左侧可固定装接一边缘与中心非等距的凸轮结构<20>。在凸轮结构<20>的前面可设一能绕其下面的转轴<21>旋转的推杆结构<22>。在推杆结构<22>下端的若干位置上可通过钢丝、铁链或弹簧等结构<23>与惯性蓄能轮结构<3>外缘上的摩擦阻力带<11>等相连，在推杆结构<22>是上端处可连接一回位弹簧<24>。凸轮结构<20>与旋转轴结构<15>等的配合与装接角度及凸轮外缘的尺寸形态能使当左脚驱动曲柄处于最佳驱动发力位置时，凸轮结构<20>正好能以最长、最远的外缘边面顶推推杆结构<22>的上端，从而使其产生最大的角度位移，相应的推杆结构<22>的下端将对摩擦阻力带<11>产生最大的拉动，从而使其向惯性轮<3>也向整个驱动系统提供最大的运动摩擦阻力。相反，当左脚驱动曲柄<19>(及右脚驱动曲柄<25>)处于最难驱动发力的工作位置时，凸轮结构<20>应旋转至正好以最短(最近)的外缘边面顶推推杆结构<22>的上端，从而使其产生最小的角度位移，相应的推杆结构<22>的下端将对摩擦阻力带结构<11>产生最小的拉动，从而使其向惯性轮<3>也向整个驱动系统提供最小的运动摩擦阻力。如附图3中a、b所示。
为适应采用磁控阻力系统时对阻力“自然”变调的需要，可在左侧凸轮结构<20>的下端延车架中间立管轴线的方向设一上端带有轴承结构<26>的顶推立杆结构<27>，在顶推立杆结构<26>的下端可设阻力磁块<28>等结构，在顶推立杆结构<26>的中间部分可设有固定于车架中部立管<13>之上的带竖直导孔的上下两导板结构<29>、<30>，顶推立杆<27>可正好穿过两竖直导孔并延其所确定的方向上下移动，在立杆结构<27>中间适当的位置上可加设一弹簧推板或推杆结构<31>，在结构<31的下面与下端的导板结构<30>之间可设装一能始终可使顶推立杆<27>自然上移的顶推回位弹簧结构<32>。如附图4所示。
与前面所述的工作原理相同，当左侧的脚驱动曲柄<19>(及右脚驱动曲柄<25>)处于最佳驱动发力的工作位置时，凸轮结构应旋转至正好以最长(最远)处的外缘工作面顶推顶推立杆<27>上端的轴承结构<26>，并使轴承结构<26>带动整个顶推立杆<27>做最大尺寸的下移，从而使顶推立杆<27>下端的阻力磁铁<28>可处于与铁制的惯性轮最近的位置，并产生最大的磁阻力和运动阻力。相反，当左脚驱动曲柄<19>(及右脚驱动曲柄<25>)处于最难驱动发力的工作位置时，凸轮结构<20>应旋转至正好以最短(最近)处的外缘工作面顶推顶推立杆<27>上端的轴承结构<26>，而使整个顶推立杆<27>下端的阻力磁铁<28>等结构处于最上端位置并离铁制惯性轮结构<3>最近，从而产生最小的磁吸力与运动阻力，所用回位弹簧<32>的推张弹力在其工作的任何位置与状态时，都应大于相应位置与状态时磁铁<28>与铁制惯性轮结构<3>间的吸引力，以确保磁铁和整个推杆结构<27>始终具有自动上移的趋势与能力。在车架竖直立管左侧的适当位置上还可设一限位结构<33>，其可使磁铁结构<28>在任何情况下无法与铁制的惯性轮<3>相接触。上述结构与情况如附图4中a、b所示。
本多功能健身自行车上还可采用一种内置传动轴的前轮避震系统，以更好地适应凸凹路面的乘骑，其具体结构可以为在本内置传动轴的前轮避震器的空心导向内套<34>的下面，避震器导向外套<35>之中设避震弹簧<36>，在空心的导向内套<34>的空心之中及避震弹簧<36>上部分之中心设较细的上部传递轴管<37>，在避震弹簧<36>及外套<35>的中间及下端等部分的中心设较粗的下部的传递轴管<38>，上端传递轴管<37>处于下端的传递轴管<38>之中且彼此在径向方向上的配合较紧密，但能确保上轴管<37>与下轴管<38>间可延共同的中心轴线做一定尺寸范围的上下相对移动，以适应整个避震系统不断收缩与伸张的需要。上传递轴管<37>与下传递轴管<38>之间可以以花键结构方式相套接，也可以以其他方式确保上轴管<37>与下轴管<38>间既能可靠地、高效地传递扭矩，又能沿共同的中心轴做一定范围的相对移动。在上部的导向内套<34>的下端部分可为适当加粗的管状形式<39>其与上端较细的管状部分间的垂直过渡部分<40>与可旋装在导向外套<35>之上的限位盖<41>及其它们中间的缓冲弹簧<42>等配合，既可限定上下导向内外套<34>、<35>间的最大轴向伸张(分离)位移，又可使整个减震器在伸张的过程中有必要的缓冲行程，从而提高整个减震器的避震效果。如附图 5等中所示。
乘骑者手驱动动力扭矩可通过设在前驱动轴<43>上的锥形齿轮<44>传递给设在上传递轴(管)<37>顶端的锥形齿轮<45>及其下端的上传递轴(管)<37>之上，再通过下传递轴(管)<38>传递到设在其下端的锥形齿轮<46>之上，最后通过设在棘轮结构(飞轮)之上的锥形齿轮<47>将动力传递给前车轮<48>。如附图5、6等中所示的情况。
在本多功能健身自行车上为适应前驱动摇臂系统可在一定范围内能上下移动的要求，可在前避震器导向内套处于连接板<49>上端的部分上设可上、下移若干位置并能定固锁死的结构系统，其具体的结构形式可为驱动轴系统上端固定部分<50>的下端可固定地设内孔可正好与前避震导向内套<34>的外径相同，并可很好地套接在两个导向内套<34>之上的两个调位连接套管<51>。在每个调位连接套管<51>之上均设带内螺纹等结构的锁孔<52>，与之相对应在每个导向内套相对应的位置上可上下均设若干锁固凹孔<53>。人们可根据情况将整个前驱动轴系统的固定座部分<50>调至所需的高度。然后将两个分别旋接在两个调位连接套管<51>之上锁孔<52>中的固定螺栓<54>充分旋入，并顶锁在导向内套<34>上相应的锁固凹孔<53>之上。从而将整个前驱动摇臂系统锁定在所需的高度上，与此同时，设置于导向内套<34>中的手驱动力传递轴<37>也延其轴心方向上下移动，并被确定在相应的高度位置之上。但其与下端的驱动轴套<38>之间的任何工作(传力)位置的配合仍可满足要求，即可使上下传递轴<37>与轴套<38>之间相接触与配合的部分应具有足够的长度。上述情况如附图6中所示。
根据需要本多功能健身自行车的前驱动轴系统亦可置设于前避震系统的外面，即可独立地设于前避震系统一侧导向内外套<34>、<35>的前面、后面或者侧面。但前驱动轴<37>与下端的驱动轴套<38>的轴心应与避震器导向内外套<34>、<35>的上下串移轴心与下端的驱动轴套<38>完全平行，以确保避震过程与扭矩传递过程的完全不相矛盾。在前驱动轴<37>与下端的驱动轴套<38>的外面仍可(应)加设主要防护性作用的上下套管结构<55>、<56>。上下套管结构<55>、<56>可分别与前避震器的上端导向内套<34>和下端导向外套<35>一体设计。采用上述结构形式时，前驱动摇臂系统的固定座<50>下面的调位连接套管<51>可与上防护套管<55>相配合，相锁接。其具体的配合与锁接方式可与前面所述的避震器内置传递轴的结构形式中的情况相近同。如附图7中所示。
当本多功能健身自行车前面不采用避震结构，而只采用轴传递手驱动扭矩的结构形式，其整个结构可简化为同时起前叉及防护套管等作用的两个前叉立管<57>。两个前叉立管<57>的上端可通过连接板<49>，前转向轴<58>等与车架前转向立管<59>相配合，相连接，前叉立管<57>的下端与前车轮轴等结构相连接，且前叉立管的纵向结构中心线应于前车轮轴的轴心线相交，前驱动传递轴结构置于前叉立管之中，为实现上端整个前驱动摇臂系统的高低位置可调，前驱动传递轴结构仍可分为上端的传递轴<37>与下端的传递轴套<38>两部分，当然也可在上端设传递轴套。下端设传递轴。与前面所述的结构相近同，整个前驱动摇臂系统的固定座<50>下面的调位连接套管<51>可与前叉立管<57>的上端相配合，相互调节，相互锁固，从而实现整个摇臂系统可在一定范围中上下调变位置的需要。如附图8中所示。
根据要求，本多功能健身自行车的前驱动摇臂系统也可设于车架前叉立管<59>的前端、前下端或后下端等位置处。当前摇臂系统设于车架前叉立管<59>的前下端适当位置，并同时考虑设前轮避震系统时，可采用将前摇臂轴<43>的轴心与前避震下臂<60>的摆动中心完全重合的设置方式，从而使前驱动动力在采用链条传递时不因减震过程中前减震下臂<60>的摆动而影响和改变驱动链条的位置及驱动摇臂的角度，从而使手脚间彼此始终处于最佳的相对工作位置。如附图9中所示。
当前驱动摇臂系统设于车架前叉立管<59>的后下端的适当位置，并同时考虑设前轮避震系统时，其前摇臂轴及轴座的轴心也应与相应的前减震下臂<61>的摆动中心完全重合，以同样确保手脚间彼此的驱动位置始终充分相协调。如附图10中所示。
根据要求，本多功能健身自行车的前驱动轴座总成系统的固定可采用一种锁板与键槽相配合的锁固结构方式，既可在自行车前叉立管上部轴心正后端的外部延与轴心相平行的方向开设锁槽(键槽)结构<62>，同时在轴座总成锁固立管<63>的正后端处设有开口的结构部分<64>上加设即可锁接于锁固立管<63>之上，又能凸入前叉立管键槽<62>之中。从而将整个前驱动轴座与前叉立管锁固在一起的锁片结构<64>。
锁片结构<64>的具体结构形式可为在其正面设有两个或多个结构孔<65>，其一侧端可设成直边的形式，且直边部分的厚度可与前叉立管上后端键槽<62>的宽度相同(近同)，以使其能很好地锁于键槽<62>之中，直边最外端边与结构孔<65>中心的距离应与装接后的前驱动轴座锁固立管后端的锁固螺孔<66>的中心与前叉立管上后端的键槽内底的距离相对适应，相近同，锁片<64>装接后处于下端最边缘的形状可为以最下端的结构孔<65>的中心为圆心的圆弧形式，且该圆弧的半径R可等于或小于结构孔<65>的中心距锁板侧端直边的距离L。如附图11、12中所示。
锁片结构<64>的外侧端也可设成直边形式，且在此外直边中间部分附近可设一拆装用小孔<79>，锁片<64>在装接时，可先将其下端的结构孔<65>与轴座锁固立管后下端下面的锁固螺孔<66>相对齐，并使锁片<64>的内直边处于将来可以发挥锁固作用的位置，然后将相应的螺栓<78>旋入下面的锁固螺孔<66>及其相对应的结构孔<65>之中。之后可使锁片结构<64>绕下面的螺栓结构<78>向上、向后旋转，并使其内直边与前叉立管上、后端的键槽<62>完全相锁接，此时锁板结构<64>上端的结构孔<65>会与轴座锁固立管后端上面的锁固螺孔<66>相对齐，此时可将另一相应的螺栓<77>旋入上面已对接好的螺孔<66>与结构孔<65>之中并旋紧，从而使锁片结构<64>可将整个前驱动轴座系统与前叉立管结构很好地锁接在一起，此时锁片结构<64>上的拆装用小孔<79>会露在外面。分别如附图11、12中所示。
拆装时可仍先将处于上端的锁紧螺栓<77>旋松，并撤至于锁片结构<64>上端的结构孔<65>之外，同时旋松下端的锁紧螺栓<78>，然后可用一相应的工具插于锁片结构<64>外端的拆卸孔<79>之中，并向外用力，从而使锁片结构<64>上端绕下面的锁固螺栓<78>旋转并使整个锁片结构<64>的内直边与前叉立管上后端键槽<62>完全相脱离。由于锁片<64>下端的圆形端的半径R小于结构孔<65>的中心距锁板片<64>内侧端直边的距离L，固在下端的锁固螺栓未旋出的情况下，锁片结构<64>也可完全不能起锁固作用，此时可将整个前驱动轴座系统及其上的摇臂系统等绕前叉立管中心旋转180°等角度，以满足整车包装运输等情况的要求。如附图12等中所示。
根据要求，本多功能健身自行车的脚驱动中轴轴座<67>的高度可采用可调节的形式，具体实现结构可为在中轴轴座<67>的上端可只设能插配于车架中间立管<13>下端之中的高低调节连接管<68>，高低调节连接管<68>之上可设若干定固锁孔<69>，车架中间立管<13>下端之上可设锁固螺纹孔及相应的锁固螺栓<70>等，根据情况，可将脚踏中轴轴座<67>向上或向下调至适当高度，并将中间立管<13>下端外面的锁固螺栓<70>旋锁至相应的锁孔<69>之中，从而将高低调节连接管<68>及中轴轴座<67>，脚踏、中轴、驱动链轮等锁定在相应的所需的高度位置之上。如附图9、10中所示。
实现上述脚驱动中轴轴座<67>高度可调节的车架的结构还可为在车架前下管<71>的适当位置处设摆动转轴及轴座结构<72>，脚驱动中轴轴座<67>的前上端设调摆连接臂<73>，调摆连接臂<73>的后端与脚驱动中轴轴座<67>可完全固接为一体，前端设可绕车架前下管<71>上摆转轴或轴座<72>相绞接的结构。通过它们脚驱动轴座<67>与调摆连接臂<73>一起可绕摆转轴及轴座<72>旋摆、起落；脚驱动中轴轴座<67>的上端同时设调节连接臂<74>，调节连接臂<74>的下端与轴座<67>相铰接，上端可设不同高度的若干调位连接孔<75>。通过选择使用不同的调位连接孔<75>与车架上面的定固锁孔<76>相连接，可实现脚驱动中轴轴座<67>在相应范围上的调节及不同高度位置的锁固。车架上面的定固锁孔<76>亦可同时设置多个以供选择使用，调摆连接臂<73>及连接臂<74>亦可设成长短可调节的结构形式。上述情况如附图13中所示。
与前述的结构形式相近同，脚驱动中轴轴座<67>上的调摆连接臂<73>亦可向后设置，其另一端亦可铰接于后面的车架后端的结构部分，甚至是后车轮轴的固定位置处，此时脚驱动中轴轴座<67>上端亦设调节连接臂<74>，其结构与作用可与前述的完全相近同。如附图14中6所示。
根据需要，在脚踏中轴轴座<67>之上亦可同时铰接两个连接管<74>，两个连接管<74>也可同时采用长短可调节的结构形式，而它们的另一端均可选择铰接在车架上面的不同的定固锁孔<76>之上，从而也能实现脚驱动中轴系统在一定范围高度上的调节。如附图14中a所示。
本多功能健身自行车的，鞍座系统还可采用一种能够与乘骑者的手脚骑动过程相配合，相协调地做起落升降等运动的结构方式，从而使乘骑者的整个乘骑过程更近似一种“奔马”的形式，其具体的结构形式可为在车架后上端的适当位置处设一驱动轴座及驱动轴<80>等结构，在驱动轴<80>的右端可设一驱动链轮<81>、驱动链轮<81>可通过链条等结构<96>与后车轮轴皮右端上的固定链轮或飞轮<82>相连接，也可通过链条等结构直接与脚蹬中轴右端上的链轮或飞轮结构<83>相连接，无论是与后轮轴皮上的链轮<82>相连接，还是直接与中轴上的链轮或飞轮结构<83>相连接，各链轮间的传递比(齿数比)，都应使脚驱动中轴每旋转360°时，车架后上端的链轮<81>亦随之旋转360°，从而使与链轮<81>同轴设置的鞍座升降带动轮或带动曲柄<84>亦随之旋转360°，并使通过转轴<85>、立管(立板)<86>等结构相连接，并被带动进行起落进退等运动的鞍座结构<87>完成一个起落进退的升降周期，在鞍座结构<87>前端和车架结构的前上端可分别设两转轴结构<88>与<89>，在转轴结构<88>与<89>之间设连板或连杆结构<90>以帮助鞍座结构实现前后方向的进退运动，鞍座结构<87>前面的连杆<86>与后面的连接立管<立板>结构<90>可采用长短、高低能调节的结构形式，以实现鞍座高度可调节的需要，同时鞍座后下端的转轴结构<85>在鞍座升降带动轮或带动曲柄<84>上的位置，其与带动驱动轴<80>轴心的距离也可采用可调节的结构形式，从而使鞍座结构<87>的起落进退运动的幅度可在一定的范围内进行调节。分别如附图15、16所示。
采用上述可协调起落进退的鞍座系统时，宜配合使用本发明人(孟杰君)在申请号为92112099、0案中所提出的手脚配合的四肢驱动方式，并且通过链条与各链轮配合间的位置选择可使双脚在做相平行的下踏运动时，鞍座结构<87>的后端可正好做由下向上的上抬运动，相反当双腿做相平行的提带运动时，鞍座结构<87>则做相应的下落运动，如此循环，乘骑者的整个乘骑过程则可很近似于“奔马”的运动形式。
为实现上述“奔马”形式的运动方式，在本多功能健身自行车上还可采用下述较简化的结构形式即在使本车的后轮三角架结构采用一种可摆动的结构形式的同时，可在车架中管等的适当位置上设轴座及轴结构<91>在轴结构<91>的一端设链轮或飞轮结构<92>、另一端设凸轮结构<93>链轮结构<92>通过链条<94>与脚驱动中轴上的链轮或飞轮结构<83>相连接；链轮或飞轮结构<92>与结构<83>的齿数应完全相同。从而使脚驱动曲柄及中轴每驱动旋转一周。链轮结构<92><83>亦同时旋转一周并带动凸轮结构<93>旋转一周，此时凸轮结构<93>距旋转中心不等距离的外圆周面将通过转承等旋转结构<95>推动后车轮三角架结构做周期性的摆转运动，从而使整个车架及鞍座结构亦做相应的周期性的起落运动。与前述的情况相同，通过链条结构<94>与链轮结构<92>、<83>的适当角度位置的配合，可使乘骑者在进行双腿平行地踏下驱动时，车架与鞍座处于上浮(上抬)状态，相反，双腿平行地进行提带驱动时，鞍座则处于下落状态，如此周期循环，乘骑者的整个乘骑姿态亦可近似于奔马运动的方式。如附图17中所示。
上述仿“奔马”运动的鞍座系统可起降的结构形式，亦可应用于“奔马机”等形式的固定健身车之上。从而使人们亦能在完全固定的空间位置上做“奔马式”的健身运动。
权利要求
1.一种多功能健身自行车，它由前后车轮、车架、手脚动力驱动系统等组成，其特征是其上还可设有阻力可自动变调的惯性蓄能轮、阻力变调控制系统、可内置传动轴的前避震结构系统等、脚驱动中轴变位结构等，通过采用上述特殊结构，其可使整个健身自行车在较低速运动的情况下仍可储备较大的运动能量，从而使锻炼者既使选择面对较大的运动阻力时仍能很平稳地进行锻炼驱动，内置前驱动轴的前避震结构系统，使该车在采用手驱动装置时仍能很好的实现前轮的避震性。
2.根据权利要求1所述的多功能健身自行车，其特征是为确保本多功能自行车在锻炼乘骑时能较稳定地提供与动力相较对称的阻力，可在其上设能够与脚驱动力同步协调变化阻力调变系统，该阻力调变系统的较具体结构可为在自行车中部立管<13>或前端下斜管<14>等车架管上设一旋转轴结构<15>。在旋转轴结构<15>的右端可设一较小的链轮结构<16>，与之相对应，在自行车中轴<17>之上的右侧靠近中间的位置上设与上面的链轮结构<16>的齿数相同的链轮结构<18>，在链轮结构<18>的外端可设脚力驱动链轮<7>。且链轮结构<18>、脚力驱动链轮<7>与左侧的驱动曲柄<19>之间通过中轴<17>等结构可完全固接在一起，彼此之间不发生任何位置、角度等的变异。而在上面的旋转轴结构<15>的左侧可固定装接一边缘与中心非等距的凸轮结构<20>。在凸轮结构<20>的前面可设一能绕其下面的转轴<21>旋转的推杆结构<22>。在推杆结构<22>下端的若干位置上可通过钢丝、铁链或弹簧等结构<23>与惯性蓄能轮结构<3>外缘上的摩擦阻力带<11>等相连，在推杆结构<22>是上端处可连接一回位弹簧<24>。凸轮结构<20>与旋转轴结构<15>等的配合与装接角度及凸轮外缘的尺寸形态能使当左脚驱动曲柄处于最佳驱动发力位置时，凸轮结构<20>正好能以最长、最远的外缘边面顶推推杆结构<22>的上端，从而使其产生最大的角度位移，相应的推杆结构<22>的下端将对摩擦阻力带<11>产生最大的拉动，从而使其向惯性轮<3>也向整个驱动系统提供最大的运动摩擦阻力。相反，当左脚驱动曲柄<19>(及右脚驱动曲柄<25>)处于最难驱动发力的工作位置时，凸轮结构<20>应旋转至正好以最短(最近)的外缘边面顶推推杆结构<22>的上端，从而使其产生最小的角度位移，相应的推杆结构<22>的下端将对摩擦阻力带结构<11>产生最小的拉动，从而使其向惯性轮<3>也向整个驱动系统提供最小的运动摩擦阻力。为适应采用磁控阻力系统时对阻力“自然”变调的需要，可在左侧凸轮结构<20>的下端延车架中间立管轴线的方向设一上端带有轴承结构<26>的顶推立杆结构<27>，在顶推立杆结构<26>的下端可设阻力磁块<28>等结构，在顶推立杆结构<26>的中间部分可设有固定于车架中部立管<13>之上的带竖直导孔的上下两导板结构<29>、<30>，顶推立杆<27>可正好穿过两竖直导孔并延其所确定的方向上下移动，在立杆结构<27>中间适当的位置上可加设一弹簧推板或推杆结构<31>，在结构<31的下面与下端的导板结构<30>之间可设装一能始终可使顶推立杆<27>自然上移的顶推回位弹簧结构<32>。与前面所述的工作原理相同，当左侧的脚驱动曲柄<19>(及右脚驱动曲柄<25>)处于最佳驱动发力的工作位置时，凸轮结构应旋转至正好以最长(最远>处的外缘工作面顶推顶推立杆<27>上端的轴承结构<26>，并使轴承结构<26>带动整个顶推立杆<27>做最大尺寸的下移，从而使顶推立杆<27>下端的阻力磁铁<28>可处于与铁制的惯性轮最近的位置，并产生最大的磁阻力和运动阻力。相反，当左脚驱动曲柄<19>(及右脚驱动曲柄<25>)处于最难驱动发力的工作位置时，凸轮结构<20>应旋转至正好以最短(最近)处的外缘工作面顶推顶推立杆<27>上端的轴承结构<26>，而使整个顶推立杆<27>下端的阻力磁铁<28>等结构处于最上端位置并离铁制惯性轮结构<3>最近，从而产生最小的磁吸力与运动阻力，所用回位弹簧<32>的推张弹力在其工作的任何位置与状态时，都应大于相应位置与状态时磁铁<28>与铁制惯性轮结构<3>间的吸引力，以确保磁铁和整个推杆结构<27>始终具有自动上移的趋势与能力。在车架竖直立管左侧的适当位置上还可设一限位结构<33>，其可使磁铁结构<28>在任何情况下无法与铁制的惯性轮<3>相接触。
3.根据权利要求1所述的多功能健身自行车，其特征是在本多功能健身自行车上为适应前驱动摇臂系统可在一定范围内能上下移动的要求，可在前避震器导向内套处于连接板<49>上端的部分上设可上、下移若干位置并能定固锁死的结构系统，其具体的结构形式可为驱动轴系统上端固定部分<50>的下端可固定地设内孔可正好与前避震导向内套<34>的外径相同，并可很好地套接在两个导向内套<34>之上的两个调位连接套管<51>。在每个调位连接套管<51>之上均设带内螺纹等结构的锁孔<52>，与之相对应在每个导向内套相对应的位置上可上下均设若干锁固凹孔<53>。人们可根据情况将整个前驱动轴系统的固定座部分<50>调至所需的高度。然后将两个分别旋接在两个调位连接套管<51>之上锁孔<52>中的固定螺栓<54>充分旋入，并顶锁在导向内套<34>上相应的锁固凹孔<53>之上。从而将整个前驱动摇臂系统锁定在所需的高度上，与此同时，设置于导向内套<34>中的手驱动力传递轴<37>也延其轴心方向上下移动，并被确定在相应的高度位置之上。但其与下端的驱动轴套<38>之间的任何工作(传力)位置的配合仍可满足要求，即可使上下传递轴<37>与轴套<38>之间相接触与配合的部分应具有足够的长度。
4.根据权利要求1、3所述的多功能健身自行车，其特征是根据需要本多功能健身自行车的前驱动轴系统亦可置设于前避震系统的外面，即可独立地设于前避震系统一侧导向内外套<34>、<35>的前面、后面或者侧面。但前驱动轴<37>与下端的驱动轴套<38>的轴心应与避震器导向内外套<34>、<35>的上下串移轴心与下端的驱动轴套<38>完全平行，以确保避震过程与扭矩传递过程的完全不相矛盾。在前驱动轴<37>与下端的驱动轴套<38>的外面仍可(应)加设主要防护性作用的上下套管结构<55>、<56>。上下套管结构<55>、<56>可分别与前避震器的上端导向内套<34>和下端导向外套<35>一体设计。采用上述结构形式时，前驱动摇臂系统的固定座<50>下面的调位连接套管<51>可与上防护套管<55>相配合，相锁接。其具体的配合与锁接方式可与前面所述的避震器内置传递轴的结构形式中的情况相近同。
5.根据权利要求1、3所述的多功能健身自行车，其特征是当本多功能健身自行车前面不采用避震结构，而只采用轴传递手驱动扭矩的结构形式，其整个结构可简化为同时起前叉及防护套管等作用的两个前叉立管<57>。两个前叉立管<57>的上端可通过连接板<49>，前转向轴<58>等与车架前转向立管<59>相配合，相连接，前叉立管<57>的下端与前车轮轴等结构相连接，且前叉立管的纵向结构中心线应于前车轮轴的轴心线相交，前驱动传递轴结构置于前叉立管之中，为实现上端整个前驱动摇臂系统的高低位置可调，前驱动传递轴结构仍可分为上端的传递轴<37>与下端的传递轴套<38>两部分，当然也可在上端设传递轴套。下端设传递轴。与前面所述的结构相近同，整个前驱动摇臂系统的固定座<50>下面的调位连接套管<51>可与前叉立管<57>的上端相配合，相互调节，相互锁固，从而实现整个摇臂系统可在一定范围中上下调变位置的需要。
6.根据权利要求1所述的多功能健身自行车，其特征是根据要求，本多功能健身自行车的前驱动摇臂系统也可设于车架前叉立管<59>的前端、前下端或后下端等位置处。当前摇臂系统设于车架前叉立管<59>的前下端适当位置，并同时考虑设前轮避震系统时，可采用将前摇臂轴<43>的轴心与前避震下臂<60>的摆动中心完全重合的设置方式，从而使前驱动动力在采用链条传递时不因减震过程中前减震下臂<60>的摆动而影响和改变驱动链条的位置及驱动摇臂的角度，从而使手脚间彼此始终处于最佳的相对工作位置。当前驱动摇臂系统设于车架前叉立管<59>的后下端的适当位置，并同时考虑设前轮避震系统时，其前摇臂轴及轴座的轴心也应与相应的前减震下臂<61>的摆动中心完全重合，以同样确保手脚间彼此的驱动位置始终充分相协调。
7.根据权利要求1所述的多功能健身自行车，其特征是根据要求，本多功能健身自行车的前驱动轴座总成系统的固定可采用一种锁板与键槽相配合的锁固结构方式，既可在自行车前叉立管上部轴心正后端的外部延与轴心相平行的方向开设锁槽(键槽)结构<62>，同时在轴座总成锁固立管<63>的正后端处设有开口的结构部分<64>上加设即可锁接于锁固立管<63>之上，又能凸入前叉立管键槽<62>之中。从而将整个前驱动轴座与前叉立管锁固在一起的锁片结构<64>。锁片结构<64>的具体结构形式可为在其正面设有两个或多个结构孔<65>，其一侧端可设成直边的形式，且直边部分的厚度可与前叉立管上后端键槽<62>的宽度相同(近同)，以使其能很好地锁于键槽<62>之中，直边最外端边与结构孔<65>中心的距离应与装接后的前驱动轴座锁固立管后端的锁固螺孔<66>的中心与前叉立管上后端的键槽内底的距离相对适应，相近同，锁片<64>装接后处于下端最边缘的形状可为以最下端的结构孔<65>的中心为圆心的圆弧形式，且该圆弧的半径R可等于或小于结构孔<65>的中心距锁板侧端直边的距离L。锁片结构<64>的外侧端也可设成直边形式，且在此外直边中间部分附近可设一拆装用小孔<79>，锁片<64>在装接时，可先将其下端的结构孔<65>与轴座锁固立管后下端下面的锁固螺孔<66>相对齐，并使锁片<64>的内直边处于将来可以发挥锁固作用的位置，然后将相应的螺栓<78>旋入下面的锁固螺孔<66>及其相对应的结构孔<65>之中。之后可使锁片结构<64>绕下面的螺栓结构<78>向上、向后旋转，并使其内直边与前叉立管上、后端的键槽<62>完全相锁接，此时锁板结构<64>上端的结构孔<65>会与轴座锁固立管后端上面的锁固螺孔<66>相对齐，此时可将另一相应的螺栓<77>旋入上面已对接好的螺孔<66>与结构孔<65>之中并旋紧，从而使锁片结构<64>可将整个前驱动轴座系统与前叉立管结构很好地锁接在一起，此时锁片结构<64>上的拆装用小孔<79>会露在外面。
8.根据权利要求1所述的多功能健身自行车，其特征是根据要求，本多功能健身自行车的脚驱动中轴轴座<67>的高度可采用可调节的形式，具体实现结构可为在中轴轴座<67>的上端可只设能插配于车架中间立管<13>下端之中的高低调节连接管<68>，高低调节连接管<68>之上可设若干定固锁孔<69>，车架中间立管<13>下端之上可设锁固螺纹孔及相应的锁固螺栓<70>等，根据情况，可将脚踏中轴轴座<67>向上或向下调至适当高度，并将中间立管<13>下端外面的锁固螺栓<70>旋锁至相应的锁孔<69>之中，从而将高低调节连接管<68>及中轴轴座<67>，脚踏、中轴、驱动链轮等锁定在相应的所需的高度位置之上。实现上述脚驱动中轴轴座<67>高度可调节的车架的结构还可为在车架前下管<71>的适当位置处设摆动转轴及轴座结构<72>，脚驱动中轴轴座<67>的前上端设调摆连接臂<73>，调摆连接臂<73>的后端与脚驱动中轴轴座<67>可完全固接为一体，前端设可绕车架前下管<71>上摆转轴或轴座<72>相绞接的结构。通过它们脚驱动轴座<67>与调摆连接臂<73>一起可绕摆转轴及轴座<72>旋摆、起落；脚驱动中轴轴座<67>的上端同时设调节连接臂<74>，调节连接臂<74>的下端与轴座<67>相铰接，上端可设不同高度的若干调位连接孔<75>。通过选择使用不同的调位连接孔<75>与车架上面的定固锁孔<76>相连接，可实现脚驱动中轴轴座<67>在相应范围上的调节及不同高度位置的锁固。车架上面的定固锁孔<76>亦可同时设置多个以供选择使用，调摆连接臂<73>及连接臂<74>亦可设成长短可调节的结构形式。与前述的结构形式相近同，脚驱动中轴轴座<67>上的调摆连接臂<73>亦可向后设置，其另一端亦可铰接于后面的车架后端的结构部分，甚至是后车轮轴的固定位置处，此时脚驱动中轴轴座<67>上端亦设调节连接臂<74>，其结构与作用可与前述的完全相近同。根据需要，在脚踏中轴轴座<67>之上亦可同时铰接两个连接管<74>，两个连接管<74>也可同时采用长短可调节的结构形式，而它们的另一端均可选择铰接在车架上面的不同的定固锁孔<76>之上，从而也能实现脚驱动中轴系统在一定范围高度上的调节。
9.根据权利要求1所述的多功能健身自行车，其特征是本多功能健身自行车的鞍座系统还可采用一种能够与乘骑者的手脚骑动过程相配合，相协调地做起落升降等运动的结构方式，从而使乘骑者的整个乘骑过程更近似一种“奔马”的形式，其具体的结构形式可为在车架后上端的适当位置处设一驱动轴座及驱动轴<80>等结构，在驱动轴<80>的右端可设一驱动链轮<81>、驱动链轮<80>可通过链条等结构<81>与后车轮轴皮右端上的固定链轮或飞轮<82>相连接，也可通过链条等结构直接与脚蹬中轴右端上的链轮或飞轮结构<83>相连接，无论是与后轮轴皮上的链轮<82>相连接，还是直接与中轴上的链轮或飞轮结构<83>相连接，各链轮间的传递比(齿数比)，都应使脚驱动中轴每旋转360°时，车架后上端的链轮<81>亦随之旋转360°，从而使与链轮<81>同轴设置的鞍座升降带动轮或带动曲柄<84>亦随之旋转360°，并使通过转轴<85>、立管(立板)<86>等结构相连接，并被带动进行起落进退等运动的鞍座结构<87>完成一个起落进退的升降周期，在鞍座结构<87>前端和车架结构的前上端可分别设两转轴结构<88>与<89>，在转轴结构<88>与<89>之间设连板或连杆结构<90>以帮助鞍座结构实现前后方向的进退运动，鞍座结构<87>前面的连杆<86>与后面的连接立管<立板>结构<90>可采用长短、高低能调节的结构形式，以实现鞍座高度可调节的需要，同时鞍座后下端的转轴结构<85>在鞍座升降带动轮或带动曲柄<84>上的位置，其与带动驱动轴<80>轴心的距离也可采用可调节的结构形式，从而使鞍座结构<87>的起落进退运动的幅度可在一定的范围内进行调节。采用上述可协调起落进退的鞍座系统时，宜配合使用本发明人(孟杰君)在申请号为92112099、0案中所提出的手脚配合的四肢驱动方式，并且通过链条与各链轮配合间的位置选择可使双脚在做相平行的下踏运动时，鞍座结构<87>的后端可正好做由下向上的上抬运动，相反当双腿做相平行的提带运动时，鞍座结构<87>则做相应的下落运动，如此循环，乘骑者的整个乘骑过程则可很近似于“奔马”的运动形式。
10.根据权利要求1.、9所述的多功能健身自行车，其特征是为实现上述“奔马”形式的运动方式，在本多功能健身自行车上还可采用下述较简化的结构形式即在使本车的后轮三角架结构采用一种可摆动的结构形式的同时，可在车架中管等的适当位置上设轴座及轴结构<91>在轴结构<91>的一端设链轮或飞轮结构<92>、另一端设凸轮结构<93>链轮结构<92>通过链条<94>与脚驱动中轴上的链轮或飞轮结构<83>相连接；链轮或飞轮结构<92>与结构<83>的齿数应完全相同。从而使脚驱动曲柄及中轴每驱动旋转一周。链轮结构<92><83>亦同时旋转一周并带动凸轮结构<93>旋转一周，此时凸轮结构<93>距旋转中心不等距离的外圆周面将通过转承等旋转结构<95>推动后车轮三角架结构做周期性的摆转运动，从而使整个车架及鞍座结构亦做相应的周期性的起落运动。与前述的情况相同，通过链条结构<94>与链轮结构<92>、<83>的适当角度位置的配合，可使乘骑者在进行双腿平行地踏下驱动时，车架与鞍座处于上浮(上抬)状态，相反，双腿平行地进行提带驱动时，鞍座则处于下落状态，如此周期循环，乘骑者的整个乘骑姿态亦可近似于奔马运动的方式。上述仿“奔马”运动的鞍座系统可起降的结构形式，亦可应用于“奔马机”等形式的固定健身车之上。从而使人们亦能在完全固定的空间位置上做“奔马式”的健身运动。
全文摘要
一种多功能健身自行车，本健身自行车除可具有一般自行车及“仿生跑式”自行车的结构与功能外，其还可以具有一种运动的“固定”健身车的结构与功能，即可在运动的自行车上加设现今固定健身车使用的惯性蓄能轮等结构系统，从而使该车具有较低速运动时仍能储备较大动能等特性，以使乘骑者的健身运动效果更好，同时本健身自行车的脚踏中轴轴座系统还可根据需要在不同高度等位置上进行调节，手驱动轴座系统的高度亦可充分降低。
文档编号B62M1/00GK1616295SQ20031011329
公开日2005年5月18日 申请日期2003年11月14日 优先权日2003年11月14日
发明者孟杰 申请人:孟杰