带有上肢体辅助驱动装置的自行车 (一)技术领域
本发明涉及一种交通工具，具体地说是一种能利用上肢体给自行车施加辅助前进动力的带有上肢体辅助驱动装置的自行车。
(二)技术背景
目前，人们在骑各类自行车时，只能用双腿加力，当长距离高速骑行或长距离上坡骑行时，需要长时间施加较大的动力，双腿常常处于疲劳状态。此时双臂、胸部、腰部、腹部基本处于休闲状态，感觉较为轻松。传统自行车限制了人的整体力量的发挥，达不到骑自行车时，舒适、轻松、省力、快速的效果。
申请人于2006年3月14日向中国国家知识产权局提交了一项专利申请号为200610043203.4，专利名称为″自行车前轮驱动装置″的发明专利申请，该申请的车座与脚踏的连线与地面接近垂直，在车把的后拉过程中，由于缺少必要的支撑点，上肢体不能充分加力，限制了上肢体力量的发挥。为此，本发明将自行车座和自行车把后移，使脚踏形成了有效的支撑点。有利于整体力量的发挥。
(三)发明内容
本发明的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种设计合理、结构简单、骑行时既能向前推自行车车把为自行车后轮加力，又能向后拉自行车车把为自行车后轮加力，且前推后拉的幅度可自由控制的带有上肢体驱动装置的自行车。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
带有上肢体辅助驱动装置的自行车，包括自行车车架、安装在车架上的前轮和后轮，在车架上设置有转向加力总成和传动换向总成，转向加力总成的动力输入端与自行车把相连接，转向加力总成的动力输出端分别通过动力传动装置与自行车前杈和传动换向总成相连接。
自行车前杈与前轮的轮轴相接从而将自行车把左右旋转的角度通过自行车前杈传送给前轮。
传动换向总成与脚踏链轮相连接从而将自行车把前后推拉产生的动力通过转向加力总成传送给脚踏链轮进而传递给后轮。
上述带有上肢体辅助驱动装置的自行，其转向加力总成包括安装在支架上的安装座、下支架、上支架、连轴器、控制连杆组件、铰接轴和链轮，支架设置在自行车车架上，支架上设置有安装座，安装座上设置有相互铰接的下支架和上支架，连轴器设置在下支架内，连轴器的上轴与自行车把相连接，连轴器的下轴通过控制连杆组件与自行车前杈相连接，在下支架和上支架的铰接轴上设置有位于上支架外侧的链轮。
上述铰接轴的轴线要始终穿过连轴器的十字轴的中心点。
上述带有上肢体辅助驱动装置的自行，其传动换向总成包括安装在支架上的外壳、设置在外壳内的动力输入轴、动力输出轴和换向轴，在动力输入轴上设置有第一主动齿轮和第二主动齿轮，第一主动齿轮和动力输入轴之间设置有超越离合器，第二主动齿轮和动力输入轴之间设置有超越离合器，在动力输出轴上设置有第一从动齿轮和第二从动齿轮，在换向轴上设置有换向齿轮，外壳外侧的动力输入轴上设置有小链轮，外壳外侧的动力输出轴上设置有大链轮，且第一主动齿轮和第一从动齿轮分别与换向齿轮相啮合，第二主动齿轮和第二从动齿轮相啮合，小链轮通过链条与转向加力总成的链轮相连接，大链轮通过链条与脚踏链轮相连接。
上述带有上肢体辅助驱动装置的自行，其自行车把上还设置有锁把机构。
上述带有上肢体辅助驱动装置的自行，其锁把机构包括一设置在自行车前梁上且位于转向加力总成正上方的一段向上弯曲的弧形双梁，且弧形双梁的圆心为连轴器的十字轴的中心点，自行车把从弧形双梁中间穿过，在靠近弧形双梁的自行车把上设置一滑套，位于弧形双梁上方的滑套上活动设置有上防滑块，位于弧形双梁下方的滑套上活动设置有下防滑块，在上防滑块和下防滑块之间的滑套上设置有复位弹簧，在上防滑块上方的滑套上设置有锁把手柄，在下防滑块下方的滑套上设置有锁紧螺母，在下防滑块和转向加力总成的上支架之间设置有限位柱。
锁把时，用手下压滑套上的锁把手柄，使上防滑块沿滑套向下移动，当上防滑块移动到与弧形双梁相接触位置时，如果再继续下压锁把手柄，由于上防滑块不能继续向下移动，在反作用力作用下，滑套向上移动，由于下防滑块下方的滑套上设置有锁紧螺母，所以，下防滑块会与滑套一起向上移动，并最终与弧形双梁紧密接触，从而起到锁把作用。
解锁时，向上提起锁把手柄，此时，在复位弹簧的作用下，上防滑块向上移动动脱离弧形双梁，下防滑块在复位弹簧和重力的双重作用下向下移动动脱离弧形双梁，由于限位柱的存在，下防滑块移动到下限位置时停止移动，当上防滑块和下防滑块之间的复位弹簧回复到原始状态时，上防滑块也停止移动，从而完成解锁目的。
上述带有上肢体辅助驱动装置的自行，其上防滑块的下表面上还设置有防滑材料。
上述带有上肢体辅助驱动装置的自行，其下防滑块的上表面上还设置有防滑材料。
上述带有上肢体辅助驱动装置的自行，其位于弧形双梁两端的中间部位还分别设置有回力弹簧。
在自行车的骑行过程中，自行车把有两种工作状态：
一种是锁把机构处于锁把把状态，锁把机构将自行车把锁住，将自行车把锁定住某一位置，此时自行车把不能前后推拉给自行车施加前进动力，只能左右旋转，左右旋转的角度通过连轴器、控制连杆组件、自行车前杈传递给自行车前轮，以控制自行车的平衡。
另一种是锁把机构处于解锁状态，此时自行车把可以前后推拉施加动力，在推拉的同时也可左右旋转，左右旋转的角度通过连轴器、控制连杆组件、自行车前杈传递给自行车前轮，以控制自行车的平衡；前后推拉的动力通过上支架、铰接轴、铰接轴外侧的链轮、链条传递给传动换向总成外侧的小链轮。
当自行车把向前推动时，带动传动换向总成外侧的小链轮向前转动，动力依次通过小链轮、动力输入轴、第一主动齿轮和动力输入轴之间的超越离合器、第一主动齿轮、换向齿轮、第一从动齿轮、动力输出轴将动力传递到动力输出轴外侧的大链轮上，大链轮依旧向前转动。此时第二从动齿轮带动第二主动齿轮在动力输入轴和第二主动齿轮之间的超越离合器上作向后无负荷转动。
当自行车把向后拉动时，带动传动换向总成外侧的小链轮向后转动，动力依次通过小链轮、动力输入轴、第二主动齿轮和动力输入轴之间的超越离合器、第二主动齿轮、第二从动齿轮、动力输出轴将动力传递到动力输出轴外侧的大链轮上，大链轮改为向前转动。此时，第一从动齿轮通过换向齿轮带动第一主动齿轮在动力输入轴和第一主动齿轮之间的超越离合器上作向前无负荷转动。
传动换向总成将自行车把前后推拉的动力转变成动力输出轴外侧的大链轮向前转动的动力，再通过链条、脚踏链轮、链条、传递到自行下后轮，使自行车后轮持续地向前转动。
本发明的带有上肢体辅助驱动装置的自行车与现有技术相比，所产生的有益效果是：
(1)既能向前推动加力，也能向后拉动加力，避免了划船式的单向用力；
(2)既能大幅度推拉，也可小幅度推拉，增加了自行车的操控性；
(3)在推拉运动的同时，也可左右旋转运动，保证了自行车的平衡；
(4)双腿、双臂、胸部、腰部、腹部的力量可同时发挥作用，再加上回力弹簧的作用，使骑自行车既能实现舒适、轻松、快速的目的，又能达到锻练全身的效果；
(5)由于是一套独立的加力装置，与脚踏相配合，既可手脚并用加力，也可只用手或只用脚加力。
(6)由于本发明安装了自行车把的限位和锁把装置，保证了本发明的安全性和舒适性。
(四)附图说明
附图1为本发明的整体结构示意图；
附图2为本发明的转向加力总成结构示意图；
附图3为本发明的传动换向总成结构示意图；
附图4为图3中第一主动齿轮、换向齿轮和第一从动齿轮的啮合结构示意图；
附图5为图3中第二主动齿轮和第二从动齿轮的啮合结构示意图。
附图6为锁把机构的结构示意图。
图中，1、车架，2、前轮，3、后轮，4、自行车把，5、支架，6、安装座，7、下支架，8、上支架，9、连轴器，10、控制连杆组件，11、铰接轴，12、链轮，13、外壳，14、动力输入轴，15、动力输出轴，16、换向轴，17、第一主动齿轮，18、第二主动齿轮，19、第一从动齿轮，20、第二从动齿轮，21、换向齿轮，22、小链轮，23、大链轮，24、脚踏链轮，25、超越离合器，26、超越离合器，27、自行车前杈，28、弧形双梁，29、滑套，30、上防滑块，31、下防滑块，32、复位弹簧，33、锁把手柄，34、锁紧螺母，35、限位柱，36、防滑材料，37、防滑材料，38、回力弹簧。
(五)具体实施方式
下面结合附图1‑6对本发明的带有上肢体辅助驱动装置的自行车作以下详细地说明。
如附图1所示，本发明的带有上肢体辅助驱动装置的自行车，其结构包括包括自行车车架1、安装在车架1上的前轮2和后轮3，在车架1上设置有转向加力总成和传动换向总成，转向加力总成的动力输入端与自行车把4相连接，转向加力总成的动力输出端分别通过动力传动装置与自行车前杈27和传动换向总成相连接。
自行车前杈27与前轮2的轮轴相接从而将自行车把4左右旋转的角度通过自行车前杈27传送给前轮2。
传动换向总成与脚踏链轮24相连接从而将自行车把4前后推拉产生的动力通过转向加力总成传送给脚踏链轮24进而传递给后轮3。
如附图2所示，转向加力总成包括安装在支架5上的安装座6、下支架7、上支架8、连轴器9、控制连杆组件10、铰接轴11和链轮12，支架5设置在自行车车架1上，支架5上设置有安装座6，安装座6上设置有相互铰接的下支架7和上支架8，连轴器9设置在下支架7内，连轴器9的上轴与自行车把4相连接，连轴器9的下轴通过控制连杆组件10与自行车前杈27相连接，在下支架7和上支架8的铰接轴11上设置有位于上支架8外侧的链轮12；
上述铰接轴11的轴线要始终穿过连轴器9的十字轴的中心点。
如附图3、4、5所示，传动换向总成包括安装在支架5上的外壳13、设置在外壳13内的动力输入轴14、动力输出轴15和换向轴16，在动力输入轴14上设置有第一主动齿轮17和第二主动齿轮18，第一主动齿轮17和动力输入轴14之间设置有超越离合器25，第二主动齿轮18和动力输入轴14之间设置有超越离合器26，在动力输出轴15上设置有第一从动齿轮19和第二从动齿轮(20，在换向轴16上设置有换向齿轮21，外壳13外侧的动力输入轴14上设置有小链轮22，外壳13外侧的动力输出轴15上设置有大链轮23，且第一主动齿轮17和第一从动齿轮19分别与换向齿轮21相啮合，第二主动齿轮18和第二从动齿轮20相啮合，小链轮22通过链条与转向加力总成的链轮12相连接，大链轮23通过链条与脚踏链轮24相连接。
如附图6所示，自行车把4上还设置有锁把机构。该锁把机构包括一设置在自行车前梁上且位于转向加力总成正上方的一段向上弯曲的弧形双梁28，且弧形双梁28的圆心为连轴器9的十字轴的中心点，自行车把4从弧形双梁28中间穿过，在靠近弧形双梁28的自行车把4上设置一滑套29，位于弧形双梁28上方的滑套29上活动设置有上防滑块30，位于弧形双梁28下方的滑套29上活动设置有下防滑块31，在上防滑块30和下防滑块31之间的滑套29上设置有复位弹簧32，在上防滑块30上方的滑套29上设置有锁把手柄33，在下防滑块31下方的滑套29上设置有锁紧螺母34，在下防滑块31和转向加力总成的上支架8之间设置有限位柱35。
上防滑块30的下表面上还设置有防滑材料36，下防滑块31的上表面上还设置有防滑材料37。位于弧形双梁28两端的中间部位还分别设置有回力弹簧38。