可与通常的脚推进结合的用于自行车的手臂推进系统 本发明涉及一种用于自行车的手臂推进系统,可与通常的脚推进结合使用,包括两个固定在相互处于特定位置的一连接件和转动销的端部的曲柄,从而其自由端与抓手相连,位于并绕平行于连接曲柄的轴线转动,接下来通过一链轮和链条或一小轴或一皮带等连接到自行车的前轮。
通常的自行车的使用的最大限制是只用腿部的肌肉驱动,手臂提供自行车的方向,稳定和制动而不提供任何拉力。
为解决上述问题,现有技术提供了许多为自行车提供动力的系统,包括腿和骨盆或者甚至腿和手臂地动作的结合。
然而,所有上述系统不能为使用者提供足够的平衡和/或降低可操作性和/或使用非常复杂,昂贵和沉重的机构。
在美国专利No.632,797中描述了一种自行车,带有一曲柄形式的手杆并用于通过与后轮相连而实现手臂的拉力。该转动手杆转动一带齿的轮,而该带齿的轮通过一非常长的链连接到设在由踏板操作的通常的链轮附近的另一个链轮。
上述专利的缺点是从手杆到踏板轮毂的非常长的连续链条在手杆转动以驱动自行车时会扭绞。
多年以后,加拿大专利No.606713面临同样的问题,该专利试图防止连接到移动后轮的踏板的小齿轮并用于转动手杆的链条的扭绞,从而获得大量连接到传动轴的齿轮和链条,即使当手杆转动时也允许链条的附着。所述机构非常复杂并且非常重。
意大利专利申请No.48237 A/86示出了将拉力直接应用到前轮来代替后轮,其中,一叉与通常支承手杆的中心管成整体,叉尖朝上,并且上端设置一可由骑车者用手操作的踏板键盘,并通过一链条连接到设有小齿轮的前轮轮毂。
该自行车设有插入轮毂中的反踏板制动器。
这种类型的自行车通过应用靠近手杆的同种踏板而利用与由腿产生的运动相等的运动。
所述装置的明显的缺点是缺少稳定性并难以为自行车导向,因为手臂不会像使用通常的手杆一样位于相互对称的位置。该专利申请的同一发明人试图在另一专利申请No.RM 95 A 000 608中解决该问题,其中,与踏板键盘一起设有一第二固定手杆和一第二鞍座,靠近固定手杆安装,并且骑车者可用胸部靠在其上以在驱动一双牵引自行车时找到更好的平衡。
在西班牙专利申请No.523432和德国专利No.DT 243677A1中进一步提出使用杠杆或杠杆系统的双牵引自行车。
所述自行车装置试图利用骑车者的手臂拉杠杆或手杆在后轮上产生辅助牵引。
该装置相当缺乏稳定性且机构非常复杂。
与之相反,根据本发明的手臂推进系统已被证实完全稳定,易于生产,操纵,并且安全。
下面描述的系统涉及将动力传输应用到任何种类自行车的前轮,而且代替和/或支持已有的结构,获得由手臂的肌肉力操作的完全独立的牵引系统,可与通常的机构结合或交替使用。
根据本发明,手臂推进系统可与通常的脚推进结合,而没有其它混合推进系统的上述不便,它包括一设置在通常的手杆附近的曲柄系统;由于该对曲柄连接到手杆支架,每当自行车方向改变时它跟随手杆。
因而,骑车者以通常的方式使用固定手杆仅用于改变方向或制动。或者,如果他抓住曲柄,他可用手臂和手完全平衡地使用前牵引进行同步圆周和平行运动,同时他可控制方向。
事实上,在运动过程中,由于通过手臂和手施加到曲柄上的力总是同一力,因而骑车者易于控制自行车并为其导向,因此,不会引起前叉上的振动或横向力。
此外,像手杆一样侧向移动静止或转动的曲柄,可对前轮以及整个自行车很好地进行导向。
在根据本发明的一个可能的变化中,系统消除了通常的固定手杆。在这种情况下,固定手杆的功能通过最终阻止曲柄的转动的机构而获得,曲柄一旦被阻止但仍连接到手杆支架则成为一个很好的手杆。或者,如果它们没被阻止,它们可自由转动,因而即使继续为自行车导向也可传递运动。
一旦所述曲柄被阻止,其缺点是:在反转过程中(例如,为了移动自行车),自行车的前轮通过链条将运动传递到与连接曲柄的销成整体的链轮;如果链轮被阻止,则它们防止所述前轮的反转,自行车必须向后拉。
根据本发明的系统的目的是解决所有上述问题,为此目的,本发明的一个优选和最佳实施例提供了:
-一种用于阻止曲柄的特定的系统,一旦运转,初始链轮保持在其销上自由转动,因而,如果自行车要反转,不会将前轮的运动传递到所述曲柄;
-一种具有减速齿轮的链条传动系统,减速齿轮具有多个不同直径的齿轮,与已经描述的提供任何从曲柄到前轮的传动系统的变型不同,它可达到三个目的:
-较小的前阻碍;
-更好的外观;
-由于所述系统被包在一例如盒的小尺寸保护壳体中,因而在意外碰撞时具有更大的安全性;
-一种与曲柄块无关的用于阻止抓手的系统;
-以通常的方式装配制动杆,其中,钢缆总是保持预定的位置,以防止扭结,而不妨碍曲柄的转动。
下面详细描述根据本发明的系统,该系统包括:
-以特定的方式安装在与之相连的转动销的端部的两个曲柄;
-连接到手杆连接件的叉支架,允许罩住安装在轴承上的曲柄的转动销以及作为减速齿轮系统的一部分的两个链轮和连接它们的链条;
-一圆柱形的”连接“件,与连接曲柄的转动销同轴并成整体,其中,所述件在其两个侧面具有齿或阶梯或其它形状,从而其一侧插入大链轮的一侧上的相同形状的表面中,另一侧插入叉支架盒的内侧上的相同形状的表面中;
-一同轴链轮,以这种方式安装在用于在两个曲柄之间转动和连接的销上,以自由转动并通过带齿的链条或齿轮连接到一较小的链轮,它们均装在一叫做“盒”的容器中;
-一第三链轮,通过一中心销以同轴方式固定到小链轮,而小链轮又通过带齿的链条或例如皮带或小轴等的其它传动件连接到自行车前轮轮毂;
-两个抓手,用于抓住曲柄,可绕其自身轴线空转或可阻止曲柄。
应理解,整个销可通过选择机构朝向大链轮或朝向所述盒的与大链轮相对的壁移动;在第一种情况下,它将插入凸轮缘的侧壁中,从而允许通过曲柄牵引;相反地,如果转动销到达相对的壁,它将插入固定盒的壁中,从而阻止所述曲柄。
在一个等同功能变型中,用于曲柄的转动和连接件的销不侧向移动;只有圆柱形连接装置移动。在这种情况下,与曲柄销同轴的圆柱形连接件具有一中心形状孔,沿与其一起转动的曲柄销滑动。
当连接件已通过适当的杠杆等侧向移动时,连接件连接到与曲柄销同轴的大链轮,从而连接到销或结构的固定部分,从而防止曲柄销的转动。
一旦骑车者决定使用前牵引,他将连接件朝向链轮移动,使其插入所述连接件,并通过一圆形和平行同步移动臂手作用在抓手上,这样获得销的向前运动,它使带齿凸轮缘移动,从而将运动传递到自行车的前轮。
所述减速齿轮的最佳组合使用一与曲柄销同轴的链轮,包括30个齿并通过8节距类型的链条与一9齿链轮连接。
在销连接到所述9齿链轮的轴线上设置一17齿链轮,并通过通常的链条连接到自行车的前轮的变换齿轮。在运动过程中,骑车者可对自行车进行控制和导向,因为骑车者施加在曲柄上的力总是相等,因而不会引起作用在前叉上的振动或侧向力;此外,使曲柄向前移动,则前轮也转动,给予自行车所需的方向。因此,所述曲柄机构像一个其上装有制动杆的真的手杆一样起作用。当骑车者特别是在市区想只用脚牵引时,他希望曲柄完全静止或曲柄以及抓手在任何角度都完全静止。
为此目的,选择机构使连接件朝向盒的刚性壁移动,从而阻止曲柄,然后通过下述系统阻止曲柄。
用于抓手的阻止系统用于一个设在各曲柄端部,另一个设在抓手圆柱体的底部上的两个齿或阶梯或其它形状的互补表面的接合。
当抓手到达自行车的中心,表面相互接合,阻止抓手和曲柄之间的相对转动。
当抓手朝向外侧移动时,表面也相互移动,允许抓手绕曲柄自由转动。成形表面允许在绕其轴线的许多角度位置阻止抓手,从而允许骑车者抓住抓手的很多选择。
由按钮操作的选择系统防止不是骑车者故意地使抓手意外地侧向移动,确保抓手的自由转动或阻塞位置。
当两者均处于阻塞位置(曲柄阻塞/抓手阻塞)时,骑车者将骑着一辆完全普通的自行车。
下面参照示出一个优选实施例的附图详细说明本发明。附图中:
图1示出带手臂推进系统的自行车的前视图;
图2示出自行车的上前部的侧视图;
图3和4示出安装在合适的柱11上的抓手10的截面图;
图5示出抓手上形成的齿或凸纹;
图6示出抓手10的选择机构14的细节。
在所示的实施例中,曲柄的底销转动,而连接件沿曲柄销的轴向移动。
图中清楚地示出两个同轴链轮1,2,它们通过两根链条3,4分别连接到绕所述曲柄的转动销6空转的主链轮5和固定到自行车前轮的变速轮组。
具体地说,图1示出连接件7,与曲柄销6一起转动并在其上滑动。所述连接件7在其两侧具有带齿表面,交替与分别设在与曲柄销6同轴的主链轮5的侧部或支承曲柄的结构8的固定部分上的两个相同的表面接合。
一适当的选择系统9允许连接件7在销6上移动以与一个或另一个带齿表面接合。
移动抓手10以及相应的圆柱11,从而使两个带齿表面相互移开(如图3中所示),抓手10可绕曲柄12转动,而沿相反的方向移动抓手10(如图4中所示),则圆柱体11和曲柄12的两个成形表面相互接合,阻止抓手10绕曲柄12移动。
所述曲柄12具有两个环形槽13,以适当的距离设置,其中插入一选择装置14,该选择装置具有保持圆柱体11和抓手10在另外两个自由或阻挡位置的功能。
作为链条3和相关的链轮的等同替换,可提供一系列齿轮。