活动零件控制系统和轻型车转向系统和 有这样系统的三轮车 【技术领域】
本发明涉及一种用缆线控制的控制系统，该缆线能够在一种用于轻型车(三轮车，四轮车，自行车，水上工具和滑雪工具)的转向系统上或者一种固定产品(房间内运动装置，医学操练疗法的装置，用于娱乐场的固定娱乐产品)的运动控制系统上使用。
背景技术
通过授予同一个申请人的法国专利2659742，人们知到一种装备了一种驱动系统的三轮车，该驱动系统用于通过一个驾驶者的手和脚的联合的动作获得一种旋转运动。在该文献中描述的三轮车包括一个设置在该三轮车的中间的座子，在该座子上该驾驶者处于半躺地位置。
在底盘上设置一个主动轴，通过设置在底盘端部上的两个驱动曲柄旋转驱动该主动轴。在控制曲柄上安装的、该轴的端部上并列的两个踏板允许驾驶者同步地操作它们。两个控制杆或者驱动臂枢转地安装在座子的每个侧面的该三轮车的底板上，以便能够同时用手使得控制杆相对于该踏板反相地从前向后和从后向前移动。两个连杆设置在该踏板的每一侧，并且一方面通过第一端部固定在这些踏板上，另一方面通过第二端部固定在控制杆上，通过一个大旋转盘，这两个连杆允许了将交替的力从控制杆传动到驱动轮，驱动这些驱动轮的轴的一个链条围绕该大旋转盘卷绕。
通过两个控制杆的联合侧向位移进行该三轮车所装备的转向控制。这对控制杆的可靠性有害并且将会遇到人体工程学的问题。另外，只通过移动这些用于该驱动的控制杆操纵该三轮车，使这些用于该驱动的控制杆同时动作有点儿困难，尤其是如果构思具有降低的曲率半径的拐弯。
另一方面通过HEATH STEVEN C.的美国专利US5775708文献，人们知道一种装备了一种缆线控制系统的驱动车辆。该机械是一个驱动自行车，使用者站在该驱动自行车上。因此加高车把臂并且车把臂包括两个终止于手柄的侧向操纵杆。这些手柄中的任何一个在方向上是可移动的并且由缆线连接到该转向系统上。因此，在使用者进行操纵踏板期间，该车辆的前轮可以通过使用者的手进行方向控制。
然而在该系统中，手柄的动作是独立于其它手柄的动作的。换句话说，这些手柄的动作不一致。由于这种情况导致的缺点在于，在危险情况下，使用者的反应不允许按照意愿地致动待操作的正确的手柄以便挽救该危险情况。
本发明的主要目标因此是提出另外一种可在一种三轮车上使用的转向系统，该系统尤其解决了这些缺点。
因此，本发明的第一个目标是一种通过缆线控制一种装置的可移动的零件的控制系统，该装置包括两个分开的并且分别与第一缆线的第一端相连地可枢转的操纵杆，这两个第一缆线中的每一个的第二端部分别并列地与该转向轴固定，以便通过枢转一个侧向操纵杆控制该可移动的零件取向，从而导致拖动在这两个第一缆线之中的相应的缆线并且从而获得该可移动的零件的运动。
根据本发明，包括一个第二缆线，该第二缆线的第一端部与该相应的第一缆线的第一端部相反地固定在第一侧向操纵杆上，并且该第二缆线的第二端部与该相应的第一缆线的第一端部相反地固定在该第二侧向操纵杆上。该设置允许了这两个操纵杆一个随着另一个从动。因此，操作者对于操纵杆中的一个进行的操作导致另一个操纵杆的相连的运动，即使操作者不致动该第二操纵杆。很容易理解这样易于操纵一种轻型车。另外，在危险的时候或者在发生事故的情况下，操作者对两个操纵杆中的一个的反应将不管该操纵杆是哪个都可以操纵该转向系统。
第二个目标是一种用于车辆的转向系统，该转向系统包括：
-至少一个围绕与一个转向轴垂直的轴旋转安装的转向轮；
-两个分开的并且分别与第一缆线的第一端部相连的枢转侧向操纵杆，这两个第一缆线中的每个的第二端部分别与该转向轴并列地固定，以便通过枢转一个侧向操纵杆控制该转向轮的取向，从而导致拖动在两个第一缆线中的相应的缆线并且从而获得该转向轴的旋转。
根据本发明，包括一个第二缆线，该第二缆线的第一端部与相应的第一缆线的第一端部相反地固定在一个第一侧向操纵杆上，并且该第二缆线的第二端部与相应的第一缆线的第一端部相反地固定在该第二侧向操纵杆上。这个布置允许这两个操纵杆一个随着另一个从动。因此操作者对这些操纵杆中的一个的致动导致了另一个操纵杆的相连的运动，即使操作者没有致动该第二操纵杆。很容易理解到这有利于操纵一种轻型车。另外在困难情况下或者发生事故的情况中，操作者在这两个操纵杆中的一个上的反应将不管该操纵杆怎样都可以致动该转向系统。
在该系统的主要的实施中，使用一个第二缆线，该第二缆线的第一端部与相应的第一缆线的第一端部相反地固定在一个第一侧向操纵杆上，该第二缆线的第二端部与相应的第一缆线的第一端部相反地固定在该第二侧向操纵杆上。
本发明的另一个主要目标是一种使用上述系统的三轮车，两个侧向操纵杆安装在该三轮车两侧并且分别可围绕大致水平的轴旋转，这两个侧向操纵杆分别设置在侧向驱动臂的上端部，该侧向驱动臂本身围绕一个大致水平的轴枢转地安装，以便两个侧向驱动臂沿一个驾驶者的身体分别从一侧同相摆动。
在文献FR2959742中所述的的三轮车中，由驾驶者通过腿和手臂在驱动轮上提供力的传动装置相对较复杂。另外供给控制臂力的传动系统和踏板系统是在中央的，即该传动盘和传动链设置在驾驶者的腿之间。这在一种竞赛三轮车中已经被构思，但是在一种用于大范围的公众，尤其是考虑到安全问题的用于儿童的商业化中必须禁止上述的情况。事实上很容易使手指，手或者甚至脚卡在中央传动系统中并且因此受伤或者破坏该系统。
在这种情况中，设计出该三轮车的驱动臂相联，以便同时并且沿相同方向致动驱动臂，从而通过致动受至少一个驱动轮驱动的连杆系统/传动臂系统，导致推动该三轮车。然后该三轮车具有单独一个设置在该三轮车轴中的、在该驾驶者座子的前面、在曲柄驱动轴上的驱动踏板，以便驱动该三轮车的至少一个驱动轮。
在一个第一变形中，该驱动曲柄轴是该至少一个驱动轮的轴。
在另一个变形中，该驱动曲柄轴驱动一个第一齿轮，该第一齿轮本身通过一个驱动链条，驱动与驱动轮的轴相连的第二齿轮。
最好使用一个围绕这些缆线中的每一个的封套。
出于安全的原因，这些轮子设计为豆状。
【附图说明】
本发明和不同的技术特征将借助后面的描述和相应示出的四幅附图获得很好地理解，附图包括：
图1是本发明的三轮车；
图2是本发明的转向系统的主要图示；
图3是本发明的转向系统中使用的操纵杆；和
图4是本发明的三轮车的实施例的变形。
【具体实施方式】
本发明的控制系统在其应用中被描述用于一种三轮车。
图1示出本发明的一种三轮车的草图，即该三轮车装备了一个根据本发明的转向系统。
该三轮车主要包括一个底盘1，在这里是作为两个前轮的一个驱动轮2和一个空转轮2’，一个作为转向轮的后轮3。可以构思使两个驱动轮配有一个差速器。在该底盘1上在后转向轮3的高度处安装一个座子。
通过与在该座子4上的驾驶者相配的力获得对该三轮车的驱动，其中该驾驶者踩踏一个单独的驱动踏板5使得两个侧向驱动臂6动作。
在中央的并且唯一的驱动踏板5，驾驶者的脚和腿导致了一个配合的运动。对于该驾驶者的手臂来说情况一样，因为该三轮车的驱动臂6同步地并且同相地相联。这种驱动与儿童手摇三轮车的驱动有一点相同。该驱动踏板5安装在一个曲柄轴形式的驱动轴7上，直接驱动该驱动轮2。这两个侧向驱动臂6围绕该底盘1的固定水平轴枢转地安装并且通过一个连杆16连接到驱动轮2上。
本发明三轮车的方向引航是通过两个操纵杆8进行的，这两个操纵杆8分别在一个侧向驱动臂6的端部上旋转安装。因此，完全通过充足地致动这些侧向驱动臂6，驾驶者就可以通过致动这些操纵杆8驾驶该三轮车，其中驾驶者位于该三轮车上。这些操纵杆8还能够装备补充的控制装置，例如制动控制器，有级或者无级变速器，或者喇叭。
这些控制该三轮车的转向的操纵杆8的不同的运动被两个第一缆线传送给后转向轮3，这两个第一缆线分别用其封套10代表并且这两个第一缆线中的任一个通过第一端部固定在两个操纵杆8中的一个上，这两个第一缆线的另一端部固定在一个转向轴9上，该转向轴9上旋转安装该后转向轮3。该转向轴9大致竖直地安装在该底盘上，以便能够使后转向轮3旋转和枢转。
注意到带有中央的单一踏板的驱动系统可以使驾驶者的两腿之间处的空间是自由的。另外允许了操作者穿任何类型的鞋。事实上，在专利FR2651742描述的装置中，在踏板处这些控制杆的靠近要求使用安全鞋。另外该踏板5明显地更加宽敞并且将允许特定的系统固定在医学操练疗法的产品上，特别是用于固定使用者的脚，甚至允许该特定的系统固定在竞赛自行车上。
图2示出本发明的转向系统的原理简图。在该图中示出了两个操纵杆8，该操纵杆8位于两个驱动臂6的端部，这两个驱动臂是侧向的并且彼此相互连接。除了这个元件以外还示出3个缆线，这三个缆线中有两个第一缆线12D和12G和一个第二缆线13。另外3个滑轮14D，14G和15配齐了该系统。
事实上，这两个操纵杆8D，8G分别与两个第一滑轮14D和14G中的一个连接。右侧第一缆线12D使得其第一端部固定在右侧第一滑轮14D上并且确保其第二端部固定在第二滑轮15上。相应的，左侧的第一缆线12G使其第一端部固定该左侧第一滑轮14G上，其第二端部固定在该第二滑轮15上，使得该第二端部与挂有该右侧第一缆线12D的端部相对。
注意到两个第一缆线12D和12G相对地固定在其相应的滑轮14D和14G上。因此，如果操作者以同样的方式同时致动两个操纵杆8D和8G，则两个滑轮中的一个14D或者14G拉动固定在其上的该第一缆线12D或者12G，并且该第一缆线12D或者12G迫使该第二滑轮15沿第一缆线的因此被致动的牵引方向旋转。没有被拉动的另外的第一缆线将不在该第二滑轮15上施加任何作用。相反，如果操作者沿相反方向同时致动两个操纵杆8D和8G，则该第一缆线12D或者12G在该相反方向中将不被拉动也不被牵引，其中该第一缆线12D或者12G沿相反方向使两个操纵杆8D和8G中的一个取向的情况下进行牵引。如果这些操纵杆8D和8G沿相反的方向被加力，则将是另一个缆线本身在该第二滑轮15上沿与该另一个第一缆线施加的牵引方向相反的方向施加牵引。很容易理解通过两个操纵杆8D和8G的同时的致动，该第二滑轮15能够在一个方向和另一个方向中取向。联想到该第二滑轮15与图1的转向轴9连接并且致动后转向轮3。
本发明的重要的特征包括：存在一个第二缆线13，该缆线13使两个第一滑轮14D和14G相连并且该第二缆线13与在这些第一滑轮14D和14G上的两个第一缆线12D和12G的固定点相对。因此这两个操纵杆8D和8G彼此直接相连。这用于使操作者通过两个操纵杆8D和8G中的一个第一操纵杆感觉到施加在该第二操纵杆上的牵引，此时该第二操纵杆被致动使得其第一缆线12G和12D被牵引。换句话说，该系统的使用者可以很好地只使用两个手柄8D和8G中的一个来旋转该第二滑轮15，同时保持这两个操纵杆8D和8G之间的平行性。这样的布置允许了获得后面的多个优势。
首先，在使用该系统来引导一个三轮车或者轻型车时，该特征有助于协调操作者的动作。
另外，允许了在极限情况尤其是事故性场合下该转向系统根据一种反射作出响应，从而带给该操作者绝对的可靠性。事实上，在样的情况中，车辆的转向控制由操作者的反应决定，这些反应能够通过两只手中的一只的手势而成为现实。换句话说，在介入了许多反应中的一种的事故性情况中，如果没有根据本发明的控制系统，不可能依靠操作者头脑的清醒性来控制独立的两个操纵杆8D和8G的同时的协调运动。
两个操纵杆8D和8G的运动的协调性的另一个优势在于：当两个操纵杆8D和8G的同时的运动不相同时，避免了在两个第一缆线12B和12G中出现过大的牵引力。因此避免了两个第一缆线12B和12G的过早的磨损。
具体地说，对于该第二滑轮15来说可以设计一些相对两个第一滑轮14D和14G的直径不同的直径，使得出现一个在两个操纵杆8D和8G的枢转幅度与转向轴的枢转幅度之间的转向比，该第二滑轮15与转向轴连接。例如如果第一滑轮14D和14G具有的直径是60毫米而第二滑轮15具有的直径是45毫米，则出现3/4的转向比。这允许了在使这些第二操纵杆8D和8G仅仅旋转90度时该第二滑轮15旋转120度。这提供了对装备这种转向系统的车辆的大的控制性。
还可以构思实施一个单一缆线形式的三个缆线12D和12G和13，该单一缆线固定在三个滑轮14B，14G和15上。
操纵杆的安装在图3中详细描述。
示出了一个操纵杆8。该操纵杆8围绕相对于侧向驱动臂6固定的旋转轴18枢转地安装。因此使用两个刚性固定在侧向驱动臂6的端部上的法兰17。该安装是通过对应的第一滑轮14进行的，该操纵杆刚性地固定在该滑轮14上。甚至可以设计这两个零件是用单个零件制造的。在该滑轮14上固定两个第一缆线12中的一个的端部22，并且相对地固定该第二缆线13的端部23。注意到该第一缆线12和第二缆线13可以分别被一个封套10环绕，该封套10的端部抵靠在封套止动件19上，该封套止动件19与两个法兰17和侧向驱动臂6相连。这些缆线12和13在该滑轮14上的固定可以通过插入的接头来实现。
未示出的橡胶制防护套可以有利地保护该组件，因此引入了标准的安全特征，防止夹住操作者的手指。
注意到在该系统应用于一个三轮车中，操纵杆8装备了与致动刹车装置、有级或者无级改变速度和可能的喇叭互补的控制装置。
参照附图4，构思了一种实施例，其中踏板5不涉及直接在这些或者该驱动轮上的直接啮合而是在一个设置成与两个或者该驱动轮2的轴偏移的驱动曲柄轴31上啮合。这样的驱动曲柄轴驱动一个第一齿轮32，该第一齿轮32自身驱动传动链条33。该传动链条33环绕在一个第二齿轮34上，该第二齿轮34连接到两个或者该驱动轮2的轴35上。该第一齿轮32是一个多功能装置，因为该齿轮32还允许容纳连杆36，该连杆36在驱动臂6中的一个上枢转地安装，驱动曲柄轴31和第一齿轮32在这种情况中相对于驾驶者的座子来说位于这些驱动轮2之外。这样排出了驾驶者的手夹在该传动和协调运动的系统中，尤其是夹在该连杆36处的危险。传动链条33能够用皮带或者任何其它的传动装置替换，两个齿轮32和34因此可以用皮带轮替换。
注意到驱动轮2已经示出为豆状。这可以避免手或者手指夹在驱动轮2和驱动连杆16或者36之间，因为该豆状倾向于使这些手指或者手仅仅在该豆状的轮盘上滑动。
注意到应该设计在该控制杆的取向角度和由传动连杆36和16的铰接点形成的角度之间的一定的偏差，其中该控制杆上安装该踏板5。
每个运动的死点的合理的相位差(驱动臂6和驱动曲柄轴7或者31)允许了优化该装置的整个效率。
当然可以使连杆16或者36的数目加倍，以便在三轮车的每侧设置一个连杆，以便平衡在该传动系统上的重量和力。
本发明的三轮车可以具有前转向轮也可以具有后转向轮。同样，还可以构思一个驱动轮和两个转向轮。注意到这种驱动还可以适用于其它的车辆，不仅是四轮车和自行车，还可以用于必须在水上，雪上或者冰上作动作的车辆上。该控制系统还可以装备其它固定装置，例如安装在健身房中的体操装置以便在室内进行体育锻炼。还构思使本发明的控制系统适于行为控制的装置和操练疗法的装置。最后一些固定的娱乐装置也可以有利地使用这样的控制系统，特别是在用于儿童的游乐场中的装置。在后面的情况中，本发明的系统概括为一种控制系统，该控制系统控制该娱乐装置中的任何一个装置的活动零件。