袖珍型站立式运动自行车.pdf

本发明涉及一种袖珍型站立式运动自行车，具有支撑装置，转向装置，折叠装置，驱动装置，自动复位装置，其特征在于：折叠装置以连接车架和转向固定板的中轴为旋转中心，在中轴上安装有一对反向对称布置的曲柄滑块机构，用来使车架与转向固定板之间保持相对位置关系；驱动装置包括连接在车架上的中轴和位于中轴后面的传动轴，在中轴两侧连接有踏杆，踏杆的另一端装有脚踏板，踏杆与固定在传动轴上的曲柄机构连接，传动轴上装有传动齿轮。本发明提供了一种结构小巧、紧凑，折叠方便的自行车。使用时人的双脚站立在左、右踏板上，通过交替踩踏而实现运动，让人真正享受到一种踏步运动的乐趣。

1、  一种袖珍型站立式运动自行车，具有支撑装置，转向装置，折叠装置，驱动装置及自动复位装置，其特征在于：所述的折叠装置是以连接车架(7)和转向固定板(5)的中轴(25)为旋转中心，在中轴(25)上安装有一对用来使车架(7)与转向固定板(5)之间保持相对位置关系的反向对称布置的曲柄滑块机构；所述的驱动装置包括连接在车架(7)上的中轴(25)和位于中轴(25)后面的传动轴(27)，所述中轴(25)两侧铰接有踏杆(14)，所述踏杆(14)的另一端装有可旋转的脚踏板(13)，所述踏杆(14)与固定在传动轴(27)上的曲柄机构滑动连接，所述传动轴(27)上装有传动齿轮，所述传动齿轮的输出端与后轮轴(8)相连。

2、  根据权利要求1所述的袖珍型站立式运动自行车，其特征在于：在中轴(25)上固定安装有由折叠固定座(37)和折叠盖板(38)组成轴向定位的折叠固定装置，所述的转向固定板(5)活套在折叠固定座(37)的外径上。

3、  根据权利要求1所述的袖珍型站立式运动自行车，其特征在于：所述的曲柄滑块机构是在中轴(25)上活套有转板一(33)，在转板一(33)的径向两端，通过转销一(32)反向铰接有一对转板二(34)，转板二(34)的另一端通过转销二(35)各铰接有一滑动柱(36)。

4、  根据权利要求2所述的袖珍型站立式运动自行车，其特征在于：在折叠固定座(37)与转向固定板(5)上开有用于两者相对定位的径向销孔，所述径向销孔与滑动柱(36)相配合。

5、  根据权利要求3所述的袖珍型站立式运动自行车，其特征在于：在转板一(33)与两个销孔的连心线相垂直的另一径向方向上，安装有折叠手柄(39)；在折叠盖板(38)上与折叠手柄相对应的位置开有弧形槽(45)，所述折叠手柄(39)的头部通过弧形槽(45)外露于折叠盖板(38)上。

6、  根据权利要求1或2或3所述的袖珍型站立式运动自行车，其特征在于：在中轴(25)上套有扭转弹簧(40)，所述扭转弹簧的一端连接在折叠固定座(37)上，另一端连接在转板一(33)上。

7、  根据权利要求1所述的袖珍型站立式运动自行车，其特征在于：所述传动齿轮有大齿轮(26)和位于大齿轮后面、与大齿轮啮合的小齿轮(28)，所述大齿轮(26)固定连接在传动轴一(27)上，小齿轮(28)固定连接在传动轴二(29)上。

8、  根据权利要求7所述的袖珍型站立式运动自行车，其特征在于：所述传动轴二(29)上装有与小齿轮(28)同步的大链轮(30)，大链轮(30)内装有与大链轮同轴的飞轮，所述后轮轴(8)上装有小链轮(11)，所述大链轮与小链轮之间通过链条(12)相连。

9、  根据权利要求1所述的袖珍型站立式运动自行车，其特征在于：所述的踏杆(14)的侧面，沿轴向设有腰形槽。

10、  根据权利要求7所述的袖珍型站立式运动自行车，其特征在于：所述传动轴一(27)的两端固定有反向对称布置的曲柄(18)，所述曲柄的一端与曲柄销轴(16)固定连接，所述曲柄销轴(16)上连接有可以在销轴上旋转的滑块(17)，所述滑块(17)与踏杆(14)的腰形槽相配合。

袖珍型站立式运动自行车
技术领域
本发明涉及一种自行车，尤其是涉及一种袖珍型可以折叠，具有健身、娱乐并可作为短程交通工具的自行车。
背景技术
自行车，一个众所周知的产品。在我国上世纪七、八十年代，可以说是一种流行广泛的交通工具。但近年来随着汽车、摩托车、电动车等产业的迅猛发展，自行车因其自身的结构、性能、用途等方面的局限，正在逐渐地淡出交通工具的行列。那么，自行车行业是否到了山穷水尽的地步？当然不是。随着社会的不断发展，人们对物质和精神生活需求的不断提高，自行车向着娱乐、健身、环保节能、短途的交通工具等方面发展已成为一种必然的趋势。由此，自行车结构小巧轻量化、折叠简捷便利化、使用人性化、制造简单化、成本低廉化等也是众多业内人士和消费者的共识。关于解决上述问题的方案，已有很多，但存在诸多不足。
如中国专利CN2740519一种袖珍式自行车，在前轮1上设有向后折叠装置，前钢管4上相连有可伸缩杆5，可进行高低调节的活动手柄杆6；前横梁17插入后横梁套18中并通过二个偏心固定螺丝31可伸缩；后横梁18与后钢管14连接处设有向后折叠装置25，折叠装置底部设有穿孔26，后翻折叠后座垫伸缩杆12穿过后钢管实现折叠；有高低调节装置的座垫伸缩杆12、座垫13、座垫与座垫伸缩杆之间设有折叠装置29；脚蹬杆9由可旋转的内套27和外套28组成，可向车身里面旋转而实现折叠。折叠装置繁多，结构复杂，操作不便。同时该车传动机构由两条链传动来实现，结构不紧凑，整车尺寸大。又如：中国专利CN1740040踏板自行车，此车为三轮式，前轮转向，后轮驱动，车把可折叠。车底架上装有活动踏板，两踏板各连接一链条，两链条的另一端分别固定在飞轮的一个齿上，两飞轮中间装有牙盘，牙盘通过链条传动后轮轴上的飞轮。在前双飞轮轴上装有两弹簧，由弹簧使踏板自动复位。该方案将传统的自行车由脚蹬旋转360°改为由两脚踏板上、下摆动的驱动方式，是一种进步，但仍有不少弊端：采用双飞轮结构作为驱动，左、右踏板是两套独立的驱动系统，驱动线路增多、飞轮数量增多、噪声增大、结构复杂、成本增加，且飞轮在工作中一直是一正一反地交替运动，飞轮内部的内芯及棘爪亦是一正一反地往复交替运动，而飞轮外圈及棘轮是在棘爪的作用下作超越运动，如此一来，两脚踏板驱动时存在着空行程(脚踏板从初始位置向下运动一段行程时实际上并没有驱动牙盘)。同时，采用双飞轮结构，该车是无法实现倒车的。且该车为三轮式，后轮的刹车装置安装较为困难。另外，踏板的自动复位由弹簧来实现并不是可靠的。再如，眼下正风靡全球的A型折叠自行车，重量只有5.5公斤，打开或折叠时仅需10秒钟，折叠后体积约0.03立方米，可以说是人类将传统的自行车结构改进发挥到了一个极限，堪称两轮车世界中的精品。但该车除了短途的代步工具，在娱乐、健身、骑行的趣味性方面尚属欠缺，不能迎合消费者日益增长的生活需求。
发明内容
本发明主要是解决上述技术所存在的不足，从而开发一种结构更加小巧、紧凑，折叠更加便利，具有健身、娱乐、短程的交通工具于一体的袖珍型站立式运动自行车。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种袖珍型站立式运动自行车，具有支撑装置，转向装置，折叠装置，驱动装置及自动复位装置，其特征在于：所述的折叠装置以连接车架及转向固定板的中轴为旋转中心，在中轴上安装有一对反向对称布置的曲柄滑块机构，用来使车架与转向固定板之间保持相对位置关系；所述的驱动装置包括连接在车架上的中轴和位于中轴后面的传动轴，所述中轴为固定轴两侧铰接有踏杆，两者之间可采用铜套或滑动轴承；所述踏杆的另一端装有可旋转的脚踏板，所述踏杆与固定在传动轴上的曲柄机构连接，所述传动轴上装有传动齿轮，所述传动齿轮的输出端与后轮轮轴相连。
对于折叠装置的具体优选结构：
作为优选，在中轴上固定安装有由折叠固定座和折叠盖板组成轴向定位的折叠固定装置，折叠固定装置位于左右两侧车架内，所述的转向固定板活套在折叠固定座的外径上。亦即转向固定板是通过折叠固定座与中轴相连。
作为进一步优选，所述的曲柄滑块机构是在中轴上活套有转板一，转板一位于折叠固定座内，在转板一径向的两端，通过转销一反向铰接有一对转板二，转板二的另一端通过转销二各铰接有一滑动柱。
为了与滑动柱形成对应关系，在折叠固定座与转向固定板上开有用于两者相对定位的径向销孔，所述径向销孔与滑动柱相配合。所述径向销孔在折叠固定座上开有一对；在转向固定板上开有二对，一对用于正常行驶时定位，另一对用于在折叠时(折转一定角度)时定位。
为了方便改变曲柄的位置关系，达到使滑动柱可控地伸缩，在转板一的的另一径向方向上(与两个销孔的连心线相垂直)安装有折叠手柄；在折叠盖板上与折叠手柄相对应的位置开有弧形槽，所述折叠手柄的头部通过弧形槽外露于折叠盖板。其槽的两个端部位置即为折叠手柄的两个工作极限位置。
为了实现滑动柱自动回位，在中轴上套有扭转弹簧，所述扭转弹簧的一端连接在折叠固定座上，另一端连接在转板一上。
对于驱动装置的具体优选结构：
作为优选，所述传动齿轮有大齿轮和位于大齿轮后面、与大齿轮啮合的小齿轮，所述大齿轮连接在传动轴一上，小齿轮连接在传动轴二上。
作为进一步优选，所述传动轴二上装有与小齿轮同步的大链轮，大链轮内装有与大链轮同轴的飞轮，所述后轮轮轴上装有小链轮，所述大链轮与小链轮之间通过链条相连。
为了使踏杆所产生的动力得到传递，所述踏杆的侧面，沿轴向设有腰形槽。
作为更进一步优选，所述传动轴一的两端固定有反向对称布置的曲柄，所述曲柄的一端与曲柄销轴固定连接，所述曲柄销轴上连接有可以在销轴上旋转的滑块，所述滑块与踏杆的腰形槽相配合。所述滑块可以是一个滚动轴承或滚针轴承。
因此，本发明提供了一种结构极为小巧、紧凑，折叠极为方便的自行车。与常规的自行车相比，重量约为其1/3，体积约为其1/4，速度与常规的自行车相当。使用时人的双脚站立在左、右踏板上，通过交替踩踏而实现运动，符合人体的运动习惯，让人真正享受到一种踏步运动的乐趣。
附图说明
图1是本发明的一种结构立体示意图；
图2是图1的正视图；
图3-1是图1的俯视图；
图3-2是图1各运动构件的旋转轴心线示意图；
图4-1是图2中A-A处剖切放大图(折叠结构图1)；
图4-2是图1的折叠机构各构件的旋转轴心线示意图；
图5是图2中B-B处剖切放大图(折叠结构图2)；
图6是图2中P处局部放大剖切图(转向结构图)；
图7-1、7-2、8-1、8-2是图1的折叠操作过程中各构件的运动状态示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。
图1-图8中符号说明：
1-前轮(转向轮)，2-前叉，3-扶手架组件，4-扶手杆，5-转向固定板，6-后轮(驱动轮)，7-车架(左右各一)，8-后轮轴，9-轴承，10-轴承座，11-小链轮，12-链条，13-脚踏板(左、右各一)，14-踏杆(左、右各一)，15-防松螺母(左、右各一)，16-曲柄销轴(左、右各一)，17-滑块(左、右各一)，18-曲柄(左、右各一)，19-盖形螺母(左、右各一)，20-垫圈，21-铜套，22-扶手(左、右各一)，23-调节垫，24-锁紧螺母(左、右各一)，25-中轴，26-大齿轮，27-传动轴一，28-小齿轮，29-传动轴二，30-大链轮(带飞轮)，31-车架固定轴，32-转销一，33-转板一，34-转板二，35-转销二，36-滑动柱，37-折叠固定座，38-折叠盖板，39-折叠手柄，40-扭转弹簧，41-螺母，42-转向垫，43-转向衬套，44-转向销轴，45-弧形槽。
O₁-O₁：前轮1转动轴心线；
O₂-O₂：左、右踏杆14转动轴心线(兼折叠转动轴心线)；
O₃-O₃：传动轴一27和大齿轮26转动轴心线；
O₄-O₄：传动轴二29和小齿轮28、大链轮30转动轴心线；
O₅-O₅：后轮轴8和后轮6、小链轮11转动轴心线；
O₆-O₆：左滑块转动轴心线；
O₇-O₇：右滑块转动轴心线；
O₈-O₈：左脚踏板转动轴心线；
O₉-O₉：右脚踏板转动轴心线；
O₁₀-O₁₀：扶手架组件3及前轮1转向轴心线；
O₁₁-O₁₁：转板二34和滑动柱36的转动轴心线；
O₁₂-O₁₂：转板一33和转板二34的转动轴心线；
O₁₃-O₁₃：转板一33和转板二34的转动轴心线；
O₁₄-O₁₄：转板二34和滑动柱36的转动轴心线。
实施例：
本发明是由：转向、驱动、自动复位、支撑、折叠、刹车和一些辅助等装置构成。
转向装置
由前轮1，与前轮相连的前叉2，连接在前叉上的扶手架组件3，装在扶手架组件内的扶手杆4，转向固定板5的两端内嵌有转向衬套43，转向销轴44与转向固定板5铰接一起，并通过螺母41、转向垫42与扶手架组件3和前叉2联接在一起(见图6)。当左右转动扶手22时，即可实现前轮1的向左、向右转动。
驱动装置
主要是由脚踏板13、踏杆14、滑块17、曲柄销轴16、曲柄18、传动轴一27、大齿轮26、小齿轮28、传动轴二29、大链轮30、链条12、小链轮11、后轮轴8和后轮6等组成。脚踏板13(分左、右各一)，分别与踏杆14
(亦分左右)联结在一起，左、右脚踏板可绕O₈-O₈、O₉-O₉自由转动。踏杆14亦可绕O₂-O₂转动，踏杆14内嵌有铜套21，以增加其耐磨性。盖形螺母19，垫圈20用于将踏杆铰接于中轴25上。中轴25通过调节垫23，锁紧螺母24与车架7固定在一起。滑块17始终贴在踏杆14的腰形槽的上表面滑行。左、右滑块17与曲柄销轴16铰接在一起，分别绕O₆-O₆、O₇-O₇自由转动。滑块17可用滚动轴承或滚针轴承来替代，以增加滑行的顺畅。曲柄18一端与曲柄销轴16固定一起，一端与传动轴一27固定在一起，左、右曲柄与传动轴一27连接时方向相反。大齿轮26与小齿轮28相啮合，大、小齿轮26、28分别通过键与传动轴一27、传动轴二29连接在一起。大链轮30内装有飞轮，固定在传动轴二29上，小链轮11与大链轮30通过链条12相啮合。小链轮11与后轮轴8连接为一体，后轮轴8两端配有轴承9，通过轴承座10与车架7装在一起。传动轴一27和传动轴二29两端亦配有轴承装置。由此，该车的驱动路线如图1所示，当右边的脚踏板处于下死点位置，左边的脚踏板从高位踩下时：左脚踏板13向下运动→左踏杆14绕O₂-O₂向下转→曲柄18带动传动轴一27转动(即O₃-O₃转动)→大齿轮26转动→小齿轮28转动→传动轴二29(O₄-O₄)转动→大链轮30转动→小链轮11转动→后轮轴8(O₅-O₅)转动→后轮6(驱动轮)转动。当左边的脚踏板13运行到下死点位置，右边的脚踏板处于高位踩下右脚踏板时：经过与左脚向下运动所传递的相同路径，从而驱动后轮6转动。左、右脚如此交替循环运动，即可驱动整车前行。
自动复位装置
由左、右脚踏板13，左、右踏杆14，左、右滑块17，左、右曲柄18，左、右曲柄销轴16，传动轴一27组成。由于左、右曲柄18与传动轴一27是呈反向对称布置的，当踩下任一边的脚踏板，踏杆向下运动通过曲柄，传动轴一27转动，会使另一端的曲柄反向转动，从而带动相连的另一端踏杆同步向上运动，从而实现自动复位。
支撑系统
是由车架7(分左、右)将各构件有机地连接在一起，车架固定轴31，中轴25分别通过锁紧螺母24，调节垫23将车架7锁紧。
折叠装置
折叠装置以连接车架7和转向固定板5的中轴25为旋转中心，在中轴25上安装有一对用来使车架7与转向固定板5保持相对位置关系的反向对称布置的曲柄滑块机构来实现折叠功能。转板一33是活套在中轴25上的，同时两端分别通过转销一32与转板二34铰接而成；上、下的滑动柱36通过转销二35与转板二34铰接在一起，同时滑动柱36可在折叠固定座37和转向固定板5相对应的孔内上下滑动。转向固定板5活套在折叠固定座37相应的外径上，可绕折叠固定座37的轴线(即O₂-O₂)转动，两端面由折叠固定座37和折叠盖板38来实现轴向定位。折叠固定座37和折叠盖板38是与中轴25固接在一起(见图4-1)。折叠手柄39是和转板一33连结在一起(见图5)，同时可在折叠盖板38的弧形槽45内滑动，弧形槽45的两个端部即是折叠手柄39的两个极限工作位置，(见图7-1、图8-1)。扭转弹簧40空套在中轴25上，一端与折叠固定座37相接，另一端与转板一33相连，以实现滑动柱36能自动回位(见图5)。由此，本发明的折叠是这样实现的：以O₂-O₂为圆心，扳动折叠手柄39逆时针方向转动，带动转板一33逆时针方向转动，通过转板二34拉动上、下滑动柱36同时向内移动，当滑动柱36的头部完全低于转向固定板5的内孔(与折叠固定座37外径相配)时，转向固定板5即可实现绕O₂-O₂自由转动，从而带动与之相连的前轮1及扶手架组件3以O₂-O₂轴线逆时针转动。当转向固定座5上的另一孔位转至与折叠固定座37的孔位相重合时，松开折叠手柄39，在扭转弹簧40的作用下，带动转板一33反向(顺时针)转动，通过转板二34拉动上、下滑动柱36同时向外移动，落入转向固定板5上的内孔中，实现自锁(见图7-1、7-2、8-1、8-2)。其中7-2、8-2所示为去除折叠盖板38后的立体视图。
本发明由左、右踏杆14所组成的驱动系统，也可作为一个辅助的折叠装置(可调整左、右踏杆14的上、下位置)。左右扶手22、脚踏板13亦可做成折叠式的，以期整车折叠后非常小巧，便于携带。其结构和传统的方案类似，在此不再详述。
刹车及辅助装置
本发明的刹车装置可装在驱动轮6上，亦可装在前轮(转向轮)1上，实现前、后刹。其他的一些辅助装置，如支撑脚(停放车时用)，车把手和车铃与传统的结构类似。传动部件均有防护装置，形成闭式传动，对于改善使用的工作条件，提高产品的安全和寿命等，具有很大的实用意义。
本发明仅就最佳实施例作了描述，但不能理解为对本发明实施的其他方式的限制，凡是在本发明基础上进一步的改进和类似的方案，均视为本发明的保护范围。