專利名稱：臂部與腿部驅動的自行車的制作方法
技術領域：
本發明涉及臂部與腿部驅動的自行車，尤其涉及一種可具有非常 高速度的臂部與腿部驅動的自行車，因為除了腿部驅動之外還有臂部 的驅動，并且其也可用于鍛煉臂部。
背景技術：
一般地，自行車方便并廣泛地作為交通工具自古代就已使用，其 可僅僅通過腿部踩踏板促使后輪轉動而操作，而不需要任何燃料。尤 其是近來，騎自行車已幾乎受到每個人的青睞，因為它隨著對健康的 日益關注而被認為是其中一種對健康有益的運動，因為自行車不僅沒 有由于廢氣而引起的環境污染，并且踩壓自行車踏板的踏板運動與人 體所需要的有氧鍛煉相呼應。然而，普通的自行車在推力方面太不完善，以致無法作為長途運 輸工具或山地自行車。因此，變速齒輪已經安裝于自行車上用于增加 推力，并且已有同時驅動前齒輪與后齒輪的建議。然而，因為不可靠 操作及動力傳遞過程中相當可觀的阻力，這種自行車絕大多數無法投 入實際使用。發明內容本發明人基于一種判斷而專門從事開發能夠由臂部并結合腿部 驅動的自行車，即通過改裝到目前為止僅僅由腳部動力驅動的普通自 行車中的固定手柄桿以便使自行車由手來驅動，而增加自行車速度的 能力與同時有助于臂部鍛煉的能力將對改善健康有極大幫助的判斷。作為結果，本發明已經開發出一種具有安全且簡單結構的新穎自 行車，在該自行車中，通過導致手柄桿可移動，并仍然維持自行車的總體平衡，隨后通過促使所產生的運動傳遞到踏板軸，以便與踏板運 動同步地協作，手柄桿的垂直運動可作用于后輪的驅動力上。對應于提供上述自行車，本發明的目的是根據本發明的 一方面并 通過臂部與腿部驅動的自行車而獲得的，該自行車包括手柄桿、前輪、 后輪、手柄軸、與多個零件連4秦的支撐架、用于將踏板運動傳遞到后 輪的踏板軸、前后鏈輪及圍繞鏈輪旋轉的鏈條。其中，進一步提供用板軸的機構，并且手柄桿與踏纟反彼此相對地移動，以便使手柄桿的垂 直轉動與踏板運動同步地協作，且自行車的總體平衡得以維持。優選地，用于垂直地轉動手柄桿的操作機構包括垂直可移動地 設置在手柄桿直線中心位置的手柄轉動軸、 一個或兩個連接到手柄桿 左側邊、右側邊或兩個側邊的4喿作桿及手柄轉動軸支撐件。并且手柄 桿進一步設置成通過操作促動銷而使手柄桿可圍繞作為轉動中心的 手柄桿轉動軸而轉動，該促動銷設置在手柄軸的頂部上，并且上述用 于將手柄桿的轉動力傳遞給踏板軸的機構包括連接到操作桿上且可 通過操作桿的垂直運動而轉動的曲軸；插入到連接于手柄軸支撐部件 的下支撐架的內腔中的轉動軸，該轉動軸用于將手柄桿的驅動力傳遞 給踏板軸；設置于轉動軸一個端部上的柔性接頭；設置在轉動軸另一 個端部上的驅動齒輪；以及安裝于踏板軸周緣上并且與驅動齒輪嚙合 以便將轉動力傳遞給踏板軸的從動齒輪。根據本發明的另，方面，曲軸的 一個端部通過切口槽而連接到設 置于轉動軸內的柔性接頭上，切口槽設置于手柄軸支撐部件內，而曲 軸的另 一個端部則連接到手柄轉動軸支撐件上，以便允許曲軸根據手 柄桿的運動而與操作桿一起轉動。優選地，曲軸為順利操作的目的而 具有u形彎曲形狀或根據桿的數量而具有b形的形狀，并且曲軸也 可以可選地形成直線狀，其中曲軸齒輪與轉動軸齒輪與曲軸安裝在一 起，以便將在手柄桿處產生的4丑矩最終傳遞到ift板軸。附圖簡述

圖1展示了根據本發明代表性實施例的臂部與腿部驅動的自行車的透視圖，展示了總體結構；圖2展示了根據本發明的臂部與腿部驅動的自行車的截面圖；圖3展示了根據本發明的臂部與腿部驅動的自行車的局部透視 圖，展示了將臂力傳遞給與后輪連接的踏板軸的過程；圖4展示了根據本發明的臂部與腿部驅動的自行車的前部透視 圖，展示了用于轉動手柄桿的操作機構的結構；圖5展示了根據本發明且展示于圖4中的臂部與腿部驅動的自行 車的分解透視圖；圖6展示了圖2所示前部的放大截面圖；圖7展示了根據本發明且展示于圖1中的臂部與腿部驅動的自行 車的主視圖，展示了水平特征，且手柄桿保持于非活動狀態；圖8展示了根據本發明且展示于圖7中的臂部與腿部驅動的自行 車的主視圖，展示了當手柄桿在運動狀態中上下移動時操作桿與曲軸 之間的運動關系；圖9展示了根據本發明的臂部與腿部驅動的自行車的分解透視 圖，展示了轉動軸與踏板軸之間的互鎖關系，轉動軸連接于曲軸上并 作為用于將手柄桿扭矩傳遞給，務板軸的機構；圖IO展示了本發明自行車一個部位的截面圖，展示了圖9所示 構件之間的關系；圖11展示了根據本發明的臂部與腿部驅動的自行車一個部位的 截面圖，展示了當臂部與腿部同時動作時兩個踏板與相應構件之間的 連接關系；圖12展示了分解透視圖，展示了本發明臂部與腿部驅動的自行圖13a展示了截面圖，用于展示僅僅當驅動齒輪在沒有與轉動軸 嚙合的情況下轉動時，圖12所示轉動軸與驅動齒輪之間的連接關系；圖13b展示了截面圖，用于展示與圖13a比較，當驅動齒輪與轉 動軸互相嚙合地一起轉動時的關系；圖14展示了根據本發明第二個實施例的臂部與腿部驅動的自行 車的前部透視圖；圖15展示了分解透視圖，用于展示圖14所示的結構；圖16展示了與圖14對應的截面圖；圖17展示了根據本發明第二個實施例并且與圖14對應的臂部與 腿部驅動的自行車的主視圖，展示了水平特征，并且手柄桿維持于非 活動狀態5圖18展示了主視圖，展示了當手柄桿不同于圖17而上下移動時 的操作狀態；圖19展示了根據本發明第三個實施例的臂部與腿部驅動的自行 車的前部透視圖；圖20展示了與圖19有關的分解透視圖； 圖21展示了與圖19有關的截面圖；圖22展示了與圖19有關的主視圖，此時手柄桿在非活動狀態中 表現為水平狀；以及圖23展示了與圖19有關的透視圖，用于展示當手柄桿在操作狀 態中上下移動時的操作狀態。實施本發明的最佳才莫式本發明通過參考附圖而在下面進行了詳細的描述。 圖1到圖13展示了根據本發明第一個代表性實施例的臂部與腿 部驅動的自行車的總體結構，而作為展示于圖1到圖13中的實施例 的變型實施例，圖14到圖18展示了某種場合中的操作關系，操作桿 在該場合中的安裝數量為兩個，且操作桿作為用于垂直轉動本發明手 柄桿的操作機構。此外，圖19到圖23展示了本發明的第三個實施例， 展示了曲軸的另 一個例子，該曲軸作為用于傳遞本發明手柄桿扭矩的機構。如圖1與圖2詳細地描述的那樣，根據本發明的臂部與腿部驅動的自行車包括如普通自行車中的手柄桿6a與6b、前輪和后輪1與2、 踏板12a與12b,并且進一步包括連接到手柄桿6a與6b并且借助手 柄軸支撐部件10a而同時連接到前輪1的手柄軸7,以及踏板軸19, 其用于將踏板12a與12b的運動傳遞到后輪2連同前后鏈輪14a與14b 及圍繞鏈輪循環的鏈條13上。此外，還包括車座(未標號)及多個支撐 架4a、 4b、 4c、 4d、 4e、 4f及4g，用于連接并支撐上述部件。此外，根據本發明的臂部與腿部驅動的自行車包括進一步的操作 機構A，用于上下移動手柄部件6a、 6b之目的，該機構包括手柄轉動 軸3、操作桿11及手柄轉動軸支撐件9;以及用于將手柄桿6a、 6b 的轉動力傳遞給踏板軸19的機構B，該機構包括曲軸5、轉動軸6、 柔性接頭15、驅動齒輪17以及結合到踏板軸19上的從動齒輪18。作為桿支點而定位于手柄桿6a、 6b中心的手柄轉動軸3設置成支撐件9(參考圖5)上移動。另外，手柄軸7的頂部上設置有促動銷8， 促動銷8可經由定位于其頂部的孔8a而與定位于手柄轉動軸3尾部的 孔8b接合或脫離接合，如圖2、 5與圖6所示，其中，促動銷8用于 允許手柄轉動軸3的轉動或固定。轉動地穿過軸承而安裝的手柄轉動 軸3用于允許手柄桿6a與6b纟艮據騎手手部的運動而垂直地運動。定位于手柄軸7、手柄轉動軸3及與其鄰接的手柄轉動軸支撐件 9內部的操作桿11固定到手柄桿6a與6b的左側邊或右側邊，如圖1 到圖6所示，而頂部部件lla則維持著穿過銷釘孔lib的手柄桿6a 與6b的自由傾斜。此外，操作桿11的下部部件llc作為用于將手柄 桿6a與6b的轉動力傳遞給踏板軸19的機構而適當地連接到曲軸5 上。曲軸5連接到操作桿11上，從而使曲軸5可上下移動。從圖2 中可看出曲軸5的一個端部連接到柔性接頭15上，柔性接頭15設置于轉動軸16內，用于將手柄桿6a與6b的轉動力通過設置于手柄軸 7下部部件內的切口槽10b而傳遞給踏板軸19,其中，柔性接頭15 設置于下支撐架4b的空腔內，下支撐架4b又連接到自行車的手柄軸 支撐部件10a上，而曲軸5的另 一個端部則連接到手柄轉軸支撐件9 上，以便允許曲軸5自由地轉動。曲軸5的形狀大約為U形，其中U 形的突出部連接到操作桿11的底部llc上。上述轉動軸16安裝于下支撐架4b的空腔內，如在普通自行車中 那樣，下支撐架4b設置為手柄軸7的手柄軸支撐部件10a與踏板軸 19之間的骨架結構，其中轉動軸16的一個端部連接到柔性接頭15上， 柔性接頭15對應于曲軸5的運動而順利地移動，而轉動軸16的相對 端部上則設置有驅動齒輪17。特別地如圖12中的放大圖所示，驅動齒輪17在其內周緣的相 對對角位置上形成兩個齒部17a，即兩個齒部互相隔開180度。相應 地，轉動軸16的底端上安裝有兩個擺動部件21,每個擺動部件21具 有齒部22，其中擺動部件21可借助彈簧20而彈性地從支撐點21a的 基體上的驅動齒輪17伸出或縮入，以便與齒輪17嚙合或脫離嚙合。如在通常情況中那樣，鏈條13圍繞著兩個鏈輪14a、 14b而安裝。 在根據本發明的臂部與腿部驅動的自行車中，從動齒輪18結合于踏 板軸19上，用于轉動鏈輪14a、 14b，其中從動齒輪18如此設置以至 于由驅動齒輪17所轉動，如圖2及圖9到圖11所示。為了加速上述構造且根據本發明的臂部與腿部驅動的自行車，設 置于手柄軸7的頂部上并用于手柄桿6a與6b的促動銷8被向上拉動， 如圖2所示，以便允許由于促動銷8的緣故而已經與手柄轉動軸3不 可移動的手柄桿6a與6b交替地圍繞手柄轉動軸3轉動，如圖7和圖 8所示。連接到手柄桿6a與6b的操作桿11促使根據上述運動而上下移 動，從而使用于將手柄桿6a與6b的轉動力傳遞給踏板軸19的曲軸5 可圍繞其水平端部而被轉動桿1所轉動，并且與轉動桿11 一起轉動，如圖8所示。因此，曲軸5的轉動通過連接到曲軸5的柔性接頭15而傳遞給 轉動軸16,從而使轉動軸16的轉動導致定位于軸16底部的擺動部件 21在彈簧20的推進力下而彈性地朝著支撐點21a基體上的驅動齒輪 17前進，如圖13所清楚地顯示的那樣，進而使齒部22與驅動齒輪 17的齒部17a嚙合，從而引起后者轉動，進而借此而促使與驅動齒輪 17嚙合并且圍繞踏板軸19而固定的從動齒輪18轉動，以^便最終將手 柄桿6a與6b的扭矩轉移給踏纟反軸19。另一方面，當手柄轉動軸3受到促動銷8限制的時候，用于垂直 轉動手柄桿6a與6b的操作機構A保持不起作用，如圖13a所示。在 這種情況下，當踏板12僅僅由腳所轉動的時候，從動齒輪18及與從 動齒輪連接的驅動齒輪可轉動，而在轉動過程中，由于固定到不動的 轉動軸16上的擺動部件21的彈性緣故，驅動齒輪17的齒部17a很少 受到擺動部件21的齒部22的影響。因此，本發明具有上述構造的臂部與腿部驅動的自行車可以這種 方式操作，從而使左踏板12a為在一次半個循環中升起左手柄桿6a 而降下，而右踏板12b則為在隨后的半個循環中升起右手柄桿6b而 降下，其中當相應踏板向前降下的時候，腿部動力可同時添加上去。相應地，根據本發明的臂部與腿部驅動的自行車可用于使得手柄 桿6a、 6b的用力升起或降下可同步地與腳踏板12a、 12b的下壓運動 協作，同時維持車體的平衡。4艮明顯，本發明自行車的特征在于相 對于完全依靠腿部動力的傳統自行車，臂部動力可均等地投入自行車 的驅動中。現在參考圖14到圖18，圖中所示的臂部與腿部驅動的自行車具 有與圖1到圖13所示的臂部與腿部驅動的自行車相同的構造，除了 用于轉動手柄桿6a、 6b的操作才幾構A內的操作桿11設置于兩個位置 處之外，即設置于手柄桿6a、 6b的左側邊與右側邊，其中與操作桿 11同步地轉動的曲軸5'具有雙U形或b形形狀，以便適于桿ii的運動。特別地如圖15中的分解透4見圖及圖16中的截面圖所示，兩個桿 11分別連接到s形曲軸5'的突出部上。當手柄桿6a、 6b在圖17所 示的處于非活動狀態的促動銷8除去之后而導致上下移動的時候，操 作以與前述第一個實施例相同的方式而發生，如圖18所示。此外，在代表本發明變型實施例的圖19到23中的臂部與腿部驅 動的自行車中安裝有曲軸5"，曲軸齒輪23與轉動軸24作為錐齒輪而 安裝于曲軸5"上。當一個操作桿11與另一個操作桿u連續并交替地降下與升起的時候，曲柄齒輪23在一個方向內轉動，從而導致與該曲柄齒輪嚙合 的齒輪24在恒定方向內轉動，從而通過連接到齒輪24的柔性接頭15 而引起了轉動軸16的轉動。在此，操作桿11的頂部部件lla構造成 使得可以在設置于手柄桿6a、 6b上的環形部件25的幫助下而更順利 地上下移動，如可從圖19到圖21所理解的那樣，而底部部件llc則 連接到具有齒輪23的曲軸5"的相對端部上。操作的后續步驟與前述 實施例相同。根據本發明并如上述那樣構造的臂與腿部驅動的自行車是有利 的，因為手柄桿借助臂部的運動而上下移動，從而將轉動動力傳遞給 踏板軸，進而增加了腳所產生的踏力，用于獲得雙倍自行車跑速，并 且可同步地進行雙臂鍛煉，以便有助于健康。此外，根據本發明的臂與腿部驅動的自行車具有優點手柄桿的 轉動動力可確定地以不同于傳統前后輪方法的簡單方法而傳遞給踏 板軸，同時維持車體的平衡，并且手所產生的轉動動力同步地與踏板 軸轉動時踏板踏力協作，以便于自行車的安全行駛。
權利要求
1.一種臂部與腿部驅動的自行車，包括手柄桿(6a、6b)、前輪(1)、后輪(2)、手柄軸(7)、支撐架(4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g)、踏板(12a、12b)、踏板軸(19)、前后鏈輪(14a、14b)及鏈條(13)，其中，進一步設置用于垂直地轉動所述手柄桿(6a、6b)的操作機構(A)及用于將所述手柄桿(6a、6b)的轉動力傳遞給踏板軸(19)的機構(B)；所述用于垂直地轉動所述手柄桿(6a、6b)的操作機構(A)包括在所述手柄桿(6a、6b)的中心位置處垂直可動地設置的手柄轉動軸(3)；連接到所述手柄桿(6a、6b)的左側邊、右側邊或兩個側邊上的一個或兩個操作桿(11)，所述一個或兩個操作桿根據所述手柄桿(6a、6b)的升起或降下運動而操作；及手柄轉動軸支撐件(9)；所述手柄桿(6a、6b)設置成使得可借助促動銷(8)的操作而圍繞作為轉動中心的所述手柄桿轉動軸(3)而轉動，所述促動銷設置于所述手柄軸(7)的頂部上，所述促動銷設置成連接到所述手柄轉動軸(3)上；所述用于將手柄桿(6a、6b)的轉動力傳遞給踏板軸(19)的機構(B)包括連接到所述操作桿(11)上并且可借助所述操作桿(11)或數個操作桿(11)的垂直運動而轉動的曲軸(5、5′、5″)；插入到與手柄軸支撐部件(10a)連接的下支撐架(4b)的內腔中的轉動軸(16)，所述轉動軸用于將所述手柄桿(6a、6b)的驅動力傳遞給所述踏板軸(19)；設置于所述轉動軸(16)一個端部的柔性接頭(15)；設置于所述轉動軸(16)另一個端部的驅動齒輪(17)；以及從動齒輪(18)，所述從動齒輪(18)安裝于所述踏板軸(19)的周緣上，并且與所述驅動齒輪(17)嚙合，以將轉動力傳遞給所述踏板軸(19)；以及由此，所述手柄桿(6a、6b)與所述踏板(12a、12b)彼此相對地移動，從而導致所述手柄桿(6a、6b)的垂直轉動與所述踏板(12a、12b)的運動同步地協作。
2. 如權利要求l所述的臂部與腿部驅動的自行車，其特征在于，所述曲軸(5、 5')的形狀大致為U形或b形，以便導致所述操作桿(ll) 的順利操作。
3. 如權利要求1所述的臂部與腿部驅動的自行車，其特征在于， 所述曲軸(5")大致形成直線狀，并且曲柄齒輪(23)與轉動軸齒輪(24)設 置成用于互相嚙合地運行。
4. 如權利要求1-3中任何一項所述的臂部與腿部驅動的自行車， 其特征在于，所述驅動齒輪(17)的內周緣上形成兩個彼此相對且相隔 180度的齒部(17a)，并且所述轉動軸(16)的底端上安裝有兩個擺動部 件(21)，每個擺動部件(21)具有用于與齒部(17a)嚙合的齒部(22),所述 擺動部件(21)能夠借助彈簧(20)而彈性地向支撐點(21a)的基體上的所 述驅動齒輪(17)前進，或者從所述驅動齒輪(17)退回，以便與所述齒輪 (17)嚙合或脫離嚙合。
全文摘要
本發明涉及一種臂部與腿部驅動的自行車，包括手柄桿、前輪、后輪、手柄軸、支撐架、踏板、踏板軸、前后鏈輪及鏈條。其中自行車進一步包括用于垂直地轉動手柄桿的操作機構，部件包括手柄轉動軸、操作桿及手柄轉動軸支撐件；及用于將手柄桿的轉動力傳遞給踏板軸的機構，該機構包括曲軸、轉動軸、柔性接頭、安裝于踏板軸上的驅動齒輪及從動齒輪。在本發明具有這種構造的臂部與腿部驅動的自行車中，手柄桿與踏板的共同運動導致由臂部動作引起的手柄桿的垂直轉動與由腿部動作引起的踏板運動同步地協作，借此，自行車的跑速可加倍，并且可同時進行臂部鍛煉。
文檔編號B62M1/12GK101263047SQ200580051279
公開日2008年9月10日 申請日期2005年6月17日 優先權日2005年6月8日
發明者申锜浩 申請人:申锜浩