手驅動前輪腳控制前輪代步器的制造方法
【專利摘要】本發明公開一種手驅動前輪腳控制前輪代步器。它包括手搖手柄、車架、車座、二級傳動變速驅動機構、轉向控制機構；二級傳動變速驅動機構包括四個鏈輪、兩條傳動鏈條、四個錐齒輪以及一個前輪；代步器設有車座，供操作者以坐姿操作此代步器；手搖操作手柄，置于車架前部，操作者通過搖動手柄帶動傳動機構驅動前輪使得代步器前行；轉向控制機構為四連桿傳動機構，與前輪聯接，操作者雙腳放置在轉向踏板上，雙腳前后移動控制前轉向輪，實現轉向。本發明公開的手驅動前輪腳控制前輪代步器，突破傳統代步器的傳動方式與控制方式，手搖式操作，以鏈傳動與齒輪傳動為驅動機構通過前輪驅動代步器；腳控制轉向，以平行四邊形機構為轉向控制機構通過前輪控制方向，從而使操作者全身的協調性機能得到有效的鍛煉，也容易在驅動、轉向方面完成一體化設計。
【專利說明】手驅動前輪腳控制前輪代步器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種由手驅動前輪、腳控制前輪的代步器，是一種適用于兼具健身與娛樂功能性質的代步器。其驅動機構兼轉向機構為鏈輪鏈條與錐齒輪結構，操作者以坐姿進行操作，雙手轉動搖桿搖柄，將操作者手臂的力轉化成鏈輪的轉動，再通過兩級鏈輪的變速以及錐齒輪的傳動，實現代步器的前進驅動。通過操作者腳的前后擺動，實現車體的轉向。
【背景技術】
[0002]傳統的以人力為驅動力的代步器，如自行車等，都是以腳踏為原動力實現驅動，以手部的動作控制轉向。此外，一般的自行車的前輪具有負責轉向的機能，為避免傳動構造與轉向構造相互干涉，因此傳動構造連接至后輪，使后輪成為驅動輪，而負責轉向的前輪則成為一單純的從動輪；而如今，隨著經濟水平和生活質量的不斷提高，人們對于代步器的追求向情趣化、多元化、個性化的方面發展，從交通代步為主向滿足娛樂、健身、康復、休閑等功能轉變。創新型操作的代步器，具有娛樂性、實用性、多樣性的特點，成為現代人所追求的需要。研制新型人機交互方式的代步器是現代代步工具創新開發的必然。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是針對已有技術的缺陷，提供一種手驅動前輪腳控制前輪代步器，突破傳統代步器的操作形式，同時其結構簡單，完全依靠我們人體的生物能驅動代步器前進，同時通過腳控制平行四邊形機構來控制方向，使得整車外形獨特，同時也改變了消費者習慣性通過手控制方向的思維，一定程度上對開發人的大腦以及延緩大腦的衰老有積極的作用。
[0004]為實現上述目的，本發明的構思是:
操作者坐在車座位上，腳放置在前輪左右兩側的腳踏板上，手握手搖手柄。操作者360°手搖轉動手柄，帶動同軸鏈輪轉動，通過鏈傳動以及齒輪傳動機構將手搖力轉換為前輪的驅動力從而實現車子的前行。操作者通過腳前后擺動控制前輪轉向，其傳動構造不干涉前輪原本所具有的轉向構造，使前輪兼具轉向及驅動功能，而后輪則成為單純的從動輪。是兼具代步功能與娛樂健身功能的全新型代步器產品。
[0005]根據上述發明構思，本發明采用以下技術方案:
一種手驅動前輪腳控制前輪二輪代步器，一種手驅動前輪腳控制前輪代步器，包括手搖手柄、二級傳動機構、傳動機構支架、前輪連接架、前輪叉形支架、后輪支架、一個前輪、兩塊腳踏板、轉向機構、前輪、后輪、主轉動軸、車架支桿、車架套管、鎖緊機構和車座，
其特征在于:
所述手搖手柄經二級傳動機構驅動前輪，其結構是:所述搖動手柄連接驅動一個一級主動鏈輪，該一級主動鏈輪通過一級鏈條傳動一個一級傳動鏈輪，并通過同軸一級主動錐齒輪嚙合驅動一級傳動錐齒輪轉動，該一級傳動錐齒輪帶動同軸二級傳動錐齒輪同向旋轉，一級傳動錐齒輪嚙合驅動從動錐齒輪轉動，并通過一個同軸二級主動鏈輪驅動二級鏈條使二級傳動鏈輪旋轉，并同軸帶動所述主轉動軸轉動，從而帶動安裝在主轉動軸上所述的前輪轉動，代步器前進；操作者通過左右手360°連續搖動手搖手柄驅動代步器前進；所述轉向機構實現腳控制前輪，其結構是:通過四個鉸鏈聯接四桿構成一個平面四桿機構，該平面四桿機構的后桿中點處與所述前輪連接架軸承連接，而平面四桿機構的左右桿為兩塊踏板；平面四桿機構的前桿為前轉向連桿，與前輪叉形支架連接，前輪與前轉向連桿轉動副聯接，前輪叉形支架與前輪連接架由軸承聯接，可以水平轉動，前輪連接架與傳動機構支架、后輪支架焊接連接成一體；操作者雙腳放置于踏板上，當車直行無需轉向時，雙腳左右對稱平行放置；當需要左轉時，右腳水平向前，左腳同時同步水平向后，實現前輪向左轉向；需要右轉時，左腳水平向前，右腳同時同步水平向后，實現前輪向右轉向；
上述鏈輪鏈條式手驅手控代步器還具有如下結構特點:
I所述手搖手柄由手柄和搖柄構成，所述手柄為兩端外凸中間內凹的曲線造型，適合人手握拳的形狀，外層橡膠材料增加摩擦力，也使手握更加舒適；手柄與搖柄間隙配合連接，使手搖轉動過程的操作可靠持續；
2所述踏板上表面設有數條外凸的防滑橫紋，當操作者腳放置于踏板上實施轉向操作時，可保障腳底與踏板上表面可靠接合，避免打滑，實現轉向操作準確性；
3所述傳動機構支架與前輪連接架和后輪支架焊接連接成一體，在對應安裝以及主動傳動錐齒輪和二級主動傳動錐齒輪的連接桿兩端的傳動機構支架與前輪連接架架之間焊接一根彎杠以增加機架的整體強度；所述傳動機構支架整體形狀為一個大三角形，各支架焊接后又形成的形狀為6個小三角形；三角形的結構穩定性強，在承受外界壓力或拉力的情況下，三角形與其他多邊形構造相比，具有形狀不變的性質，在較大的力作用下還能保持原狀；
4所述轉向機構其前轉向連桿與后轉向連桿的兩端分別有2個轉動鉸鏈與踏板底部軸承連接，轉向連桿可水平擺動。前轉向連桿與前輪垂直聯接，后轉向連桿通過軸承連接于前輪連接架。整個轉向機構為一個平行四邊形傳動機構，當雙腳前后控制踏板時，實現前輪左右轉向的控制操作。
[0006]5所述鎖緊機構的結構是:一個開口緊固環套于車座支桿上，開口緊固環的開口兩端凸緣通過一個鎖止銷與一個鎖止手柄實現夾緊；當鎖止手柄水平方向轉動時，緊固環開口變松弛，沒有夾緊的作用，車座套管可沿著車座支桿上下移動來調節車座高度，車座調節確定后，反向轉動鎖止手柄緊固環開口迅速收攏，實現車座套管與車座支桿的鎖緊聯接，成為一個整體結構。
[0007]本發明與現有產品相比較有如下突出實質性特點和顯著進步:
I驅動轉向方式的創新:突破傳動前輪轉向后輪驅動的方式，實現前輪兼具驅動及轉向功能，是本發明的最大特點之一。全新的驅動轉向方式，使得驅動轉向結構緊湊，便于一體化設計，同時解決了驅動與轉向互相干涉的問題。
[0008]2操作方式的創新:與傳統操作方式截然不同的手驅動、腳控制型操作，是本發明另一大特點。全新的操作方式，能夠充分發揮人體的潛能，對于人體的腦、手、腳之間的生理和神經系統的調節和開發具有全新的作用和意義。
[0009]3產品結構造型創新:由于車架較低，所以更加安全可靠，老年人也可以方便安全地操作。充分考慮操縱構件、驅動機構、轉向操作等的結構和功能要求，在產品造型上突出產品的特殊語義，彰顯功能，結構清晰，兼具時尚感和趣味性。
[0010]4鏈輪鏈條機構的結構簡單，成本低，拆卸維修方便，使用方便。
[0011]5充分融合人機工程學的原理，在手柄、踏板等處設計符合人機工程學的尺寸與形狀，調節舒適度，體現以人為本的設計理念。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發明實施例的結構示意圖 圖2為本發明傳動驅動機構示意圖
圖3為本發明傳動驅動機構分解圖 圖4為本發明鎖緊機構示意圖 圖5為本發明前輪轉向結構示意圖 圖6為本發明前輪叉形支架部位放大圖 圖7為本發明手搖手柄緊結構示意圖 圖8為本發明車架整體結構示意圖 圖9為本發明車架整體主視圖。
【具體實施方式】
[0013]本發明的優選實施例結合附圖詳述如下:
實施案例一:
參加圖f圖9，本手驅動前輪腳控制前輪代步器，包括手搖手柄(4)、二級傳動機構(I)、傳動機構支架(9)、前輪連接架(11)、前輪叉形支架(2)、后輪支架(10)、一個前輪
[14]、兩塊腳踏板(3)、轉向機構(12)、前輪(14)、后輪(8)、主轉動軸(13)、車架支桿(7)、車架套管(6 )、鎖緊機構(43 )和車座(5 )，
1.所述手搖手柄(4)經二級傳動機構(I)驅動前輪(14)，其結構是:所述搖動手柄(4)連接驅動一個一級主動鏈輪(15),該一級主動鏈輪(15)通過一級鏈條(16)傳動一個一級傳動鏈輪(17)，并通過同軸一級主動錐齒輪(18)嚙合驅動一級傳動錐齒輪(19)轉動，該一級傳動錐齒輪(19)帶動同軸二級傳動錐齒輪(20)同向旋轉，一級傳動錐齒輪(20)嚙合驅動從動錐齒輪(23)轉動，并通過一個同軸二級主動鏈輪(21)驅動二級鏈條(22)使二級傳動鏈輪(24)旋轉，并同軸帶動所述主轉動軸(13)轉動，從而帶動安裝在主轉動軸上所述的前輪(14)轉動，代步器前進；操作者通過左右手360°連續搖動手搖手柄(4)驅動代步器前進;
2.所述轉向機構(12)實現腳控制前輪(14)，其結構是:通過四個鉸鏈(33)聯接四桿構成一個平面四桿機構，該平面四桿機構的后桿(32)中點處與所述前輪連接架(11)軸承連接，而平面四桿機構的左右桿為兩塊踏板(3);平面四桿機構的前桿為前轉向連桿(34)，與前輪叉形支架(2)連接，前輪(14)與前轉向連桿(34)轉動副聯接，前輪叉形支架(2)與前輪連接架(11)由軸承(30 )聯接，可以水平轉動，前輪連接架(11)與傳動機構支架(9 )、后輪支架(10 )焊接連接成一體；操作者雙腳放置于踏板(3 )上，當車直行無需轉向時，雙腳左右對稱平行放置；當需要左轉時，右腳水平向前，左腳同時同步水平向后，實現前輪(14)向左轉向；需要右轉時，左腳水平向前，右腳同時同步水平向后，實現前輪(14)向右轉向；
3.所述車座(5 )與車架支桿(7 )通過車座貪官(6 )連接，車座(5 )通過車座套管(6 )與車座支桿(7)上的鎖緊機構(43)鎖緊放松，可上下調節高度，以適應不同身高，坐高的人操作使用；車座套管(6)有向后10°?15°的傾斜度，符合人體操作時的姿態，使操作者更舒適。
[0014]實施案例二:
本實施例與實施例一基本相同，特別之處如下:
1.所述手搖手柄(4)由手柄(41)和搖柄(42)構成，所述手柄(41)為兩端外凸中間內凹的曲線造型，適合人手握拳的形狀，外層橡膠材料增加摩擦力，也使手握更加舒適；手柄
(41)與搖柄(42)間隙配合連接，使手搖轉動過程的操作可靠持續；
2.所述踏板(3)上表面設有數條外凸的防滑橫紋，當操作者腳放置于踏板上實施轉向操作時，可保障腳底與踏板上表面可靠接合，避免打滑，實現轉向操作準確性；
3.所述傳動機構支架(9)與前輪連接架(11)和后輪支架(10)焊接連接成一體，在對應安裝以及主動傳動錐齒輪(18、19)和二級主動傳動錐齒輪(22、23)的連接桿(27)兩端的傳動機構支架(9)與前輪連接架(11)架之間焊接一根彎杠(35)以增加機架的整體強度；所述傳動機構支架(9)整體形狀為一個大三角形(①)，各支架焊接后又形成的形狀為6個小三角形(②、③、④、⑤、⑥、⑦)；三角形的結構穩定性強，在承受外界壓力或拉力的情況下，三角形與其他多邊形構造相比，具有形狀不變的性質，在較大的力作用下還能保持原狀；
4.所述鎖緊機構(43)的結構是:一個開口緊固環(37 )套于車座支桿(7 )上，開口緊固環(37)的開口兩端凸緣通過一個鎖止銷(38)與一個鎖止手柄(40)實現夾緊；當鎖止手柄(40 )水平方向轉動時，緊固環(37 )開口變松弛，沒有夾緊的作用，車座套管(6 )可沿著車座支桿(7)上下移動來調節車座高度，車座調節確定后，反向轉動鎖止手柄(40)緊固環(37)開口迅速收攏，實現車座套管(6)與車座支桿(7)的鎖緊聯接，成為一個整體結構。
[0015]實施案例三:
參見圖1，本手驅動前輪腳控制前輪代步器，包括一副手搖手柄(4)、一組二級傳動機構(I)、一根傳動機構支架(9)、一根前輪連接架(11)、一個前輪叉形支架(2)、一對后輪支架(10)、一個前輪(14)、兩塊腳踏板(3)、一個轉向機構(12)、一個后輪(8)、一根主轉動軸
(13)、一個車座支桿(J)、一個鎖緊機構(43)、一個車座套管(6)和一個車座位(5)。
[0016]1.有一個轉向機構(12)通過前輪叉形支架(2)，與前輪連接架(11)軸承連接，操作者雙腳放置于踏板(3)上。當車直行無需轉向時，雙腳左右對稱平行放置；當需左轉時，右腳水平向前，左腳同時同步水平向后，實現前輪(14)向左轉向；需右轉時，左腳水平向前，右腳同時同步水平向后，實現前輪(14)向右轉向；
請參閱圖1及圖5，所述轉向機構(12 )中的前轉向連桿(34 )與前輪叉形支架(2 )軸向連接，前輪(14)與前轉向連桿(34)轉動副聯接，轉向機構(12)與前輪連接架(11)由軸承(30 )聯接，可以水平轉動，前輪連接架(11)與傳動機構支架(9 )、后輪支架(10 )焊接連接成一體。
[0017]所述踏板(3)上表面設有數條外凸的防滑橫紋，當操作者腳放置于踏板上實施轉向操作時，可保障腳底與踏板上表面可靠接合，避免打滑，實現轉向操作準確性。
[0018]2.有一個車座(5)與車座支桿(7)通過車座套管(6)連接，車座(5)通過鎖緊機構(43)與車座支桿(7)連接，可上下調整高度，以適應不同身高、坐高的人操作使用。車座支桿(7)有向后10°?15°傾斜度，符合人體操作時的姿態，使操作者更舒適。但該固定車座，可調節車座支架均為自行車的固有結構，因此不進行說明。
[0019]請參閱圖4，所述鎖止機構(43)是一個開口緊固環(37)套于可調節車座支架(7)上，緊固環(37)開口的兩端凸緣通過一個鎖止銷(38)與一個鎖止手柄(40)實現夾緊作用。當鎖止手柄(40)水平方向轉動時，緊固環(37)開口變松弛，沒有夾緊的作用，車座支桿(6)可沿著可調節車座支架(7 )上下移動來調節車座高度，車座調節確定后，反向轉動鎖止手柄(40)緊固環(37)開口迅速收攏，實現車座套管(6)與車座支桿(7)的鎖緊聯接，成為一個整體結構。
[0020]3.有一副手搖手柄(4)與二級傳動機構(I)同軸相聯接。操作者通過左右手360°連續搖動手搖手柄(4)驅動代步器前進。當操作者搖動手柄(4)時，帶動二級傳動機構(I)驅動前輪(14)，使代步器前進；
4.請同時參閱圖2與圖3，所述二級傳動機構(I)包括四個鏈輪(8、10、11、14)，兩根鏈條(9、13)以及四個錐齒輪(18、19、20、23)。一級主動鏈輪(15)與轉軸(25)固定連接，手搖手柄(2)帶動轉軸(25)同軸轉動；一級傳動鏈輪(17)與一級主動錐齒輪(18)同軸固定安裝于轉軸(26);—級傳動錐齒輪與二級主動錐齒輪(20)同軸固定與轉軸(27) ;二級傳動錐齒輪(23)與二級主動鏈輪(21)同軸固定安裝于轉軸(28); 二級傳動從動鏈輪(24)固定安裝在主轉動軸(13)上。一級傳動鏈條(16)張緊安裝在一級主動鏈輪(15)與一級傳動鏈輪(17)上；二級傳動鏈條(22)張緊安裝于二級主動鏈輪(21)與二級傳動鏈輪(24)上。操作者搖動手搖手柄(4),帶動轉軸(25)同步轉動,帶動一級主動鏈輪(15)同軸轉動,通過一級傳動鏈條(16)帶動一級傳動鏈輪(17)，同時帶動同軸的一級主動錐齒輪(18)同軸轉動，通過一級傳動錐齒輪(19)帶動同軸的二級主動錐齒輪(20)轉動，并帶動二級傳動錐齒輪
(23)轉動,從而使得二級主動鏈輪(21)轉動,通過二級鏈條(22)傳動,二級傳動鏈輪(24)帶動主轉動軸(13)同軸轉動，并驅動前輪(14)同軸轉動，從而實現代步器前行運動。一級主動鏈輪(15)齒數大于一級傳動鏈輪(17)，實現轉速一級放大。因此，操作者使用時，手搖一圈，后輪(32)可以轉動多圈，提高代步器的前行速度。
[0021]5.請同時參見圖8及圖9，所述傳動機構支架(9)與前輪連接架(11)、后輪支架
(10)焊接連接成一體，在安裝一級錐齒輪(18、19)與二級錐齒輪(20、23)連接桿(27)的對應位置之間焊接彎杠(35)以增加機架的整體強度。所述傳動機構支架(9)整體形狀為一個大三角形(①)，各支架焊接后又形成的形狀為6個小三角形(②、③、④、⑤、⑥、⑦)。三角形的結構穩定性強，在承受外界壓力或拉力的情況下，三角形與其他多邊形構造相比，具有形狀不變的性質，在較大的力作用下還能保持原狀。
【權利要求】
1.一種手驅動前輪腳控制前輪代步器，包括手搖手柄(4)、二級傳動機構(I )、傳動機構支架(9)、前輪連接架(11)、前輪叉形支架(2)、后輪支架(10)、一個前輪(14)、兩塊腳踏板(3)、轉向機構(12)、前輪(14)、后輪(8)、主轉動軸(13)、車架支桿(7)、車架套管(6)、鎖緊機構(43)和車座(5)， 其特征在于: 1)所述手搖手柄(4)經二級傳動機構(I)驅動前輪(14)，其結構是:所述搖動手柄(4)連接驅動一個一級主動鏈輪(15),該一級主動鏈輪(15)通過一級鏈條(16)傳動一個一級傳動鏈輪(17)，并通過同軸一級主動錐齒輪(18)嚙合驅動一級傳動錐齒輪(19)轉動，該一級傳動錐齒輪(19)帶動同軸二 級傳動錐齒輪(20)同向旋轉，一級傳動錐齒輪(20)嚙合驅動從動錐齒輪(23)轉動,并通過一個同軸二級主動鏈輪(21)驅動二級鏈條(22)使二級傳動鏈輪(24)旋轉，并同軸帶動所述主轉動軸(13)轉動，從而帶動安裝在主轉動軸上所述的前輪(14)轉動，代步器前進；操作者通過左右手360°連續搖動手搖手柄(4)驅動代步器前進; 2)所述轉向機構(12)實現腳控制前輪(14)，其結構是:通過四個鉸鏈(33)聯接四桿構成一個平面四桿機構，該平面四桿機構的后桿(32)中點處與所述前輪連接架(11)軸承連接，而平面四桿機構的左右桿為兩塊踏板(3);平面四桿機構的前桿為前轉向連桿(34)，與前輪叉形支架(2)連接，前輪(14)與前轉向連桿(34)轉動副聯接，前輪叉形支架(2)與前輪連接架(11)由軸承(30 )聯接，可以水平轉動，前輪連接架(11)與傳動機構支架(9 )、后輪支架(10)焊接連接成一體；操作者雙腳放置于踏板(3)上，當車直行無需轉向時，雙腳左右對稱平行放置；當需要左轉時，右腳水平向前，左腳同時同步水平向后，實現前輪(14)向左轉向；需要右轉時，左腳水平向前，右腳同時同步水平向后，實現前輪(14)向右轉向； 3 )所述車座(5 )與車架支桿(7 )通過車座貪官(6 )連接，車座(5 )通過車座套管(6 )與車座支桿(7)上的鎖緊機構(43)鎖緊放松，可上下調節高度，以適應不同身高，坐高的人操作使用；車座套管(6)有向后10°~15°的傾斜度，符合人體操作時的姿態，使操作者更舒適。
2.根據權利要求1所述的手驅動前輪腳控制前輪代步器，其特征在于: 1)所述手搖手柄(4)由手柄(41)和搖柄(42)構成，所述手柄(41)為兩端外凸中間內凹的曲線造型，適合人手握拳的形狀，外層橡膠材料增加摩擦力，也使手握更加舒適；手柄(41)與搖柄(42)間隙配合連接，使手搖轉動過程的操作可靠持續； 2)所述踏板(3)上表面設有數條外凸的防滑橫紋，當操作者腳放置于踏板上實施轉向操作時，可保障腳底與踏板上表面可靠接合，避免打滑，實現轉向操作準確性； 3)所述傳動機構支架(9)與前輪連接架(11)和后輪支架(10)焊接連接成一體，在對應安裝以及主動傳動錐齒輪(18、19)和二級主動傳動錐齒輪(22、23)的連接桿(27)兩端的傳動機構支架(9)與前輪連接架(11)架之間焊接一根彎杠(35)以增加機架的整體強度；所述傳動機構支架(9)整體形狀為一個大三角形(①)，各支架焊接后又形成的形狀為6個小三角形(②、③、④、⑤、⑥、⑦)；三角形的結構穩定性強，在承受外界壓力或拉力的情況下，三角形與其他多邊形構造相比，具有形狀不變的性質，在較大的力作用下還能保持原狀。
3.根據權利要求1所述的手驅動前輪腳控制前輪代步器，其特征在于，所述鎖緊機構(43)的結構是:一個開口緊固環(37)套于車座支桿(7)上，開口緊固環(37)的開口兩端凸緣通過一個鎖止銷(38 )與一個鎖止手柄(40 )實現夾緊；當鎖止手柄(40 )水平方向轉動時，緊固環(37)開口變松弛，沒有夾緊的作用，車座套管(6)可沿著車座支桿(7)上下移動來調節車座高度，車座調節確定后，反向轉動鎖止手柄(40)緊固環(37)開口迅速收攏，實現車座套管(6)與車座支 桿(7)的鎖緊聯接，成為一個整體結構。
【文檔編號】B62M9/02GK103950501SQ201410147324
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月14日 優先權日:2014年4月14日
【發明者】虞世鳴, 楊彥, 胡雯婷 申請人:上海大學