[发明专利]由齿条和齿轮组成的驱动系统而推进的车辆

说明书

本发明涉及一种由齿条和齿轮组成的驱动系统而推进的车辆。本发明的车辆包括相对于框架固定在适当位置的第一轨道。第一轨道从第一位置沿直线延伸到第二位置。第一齿条可沿着第一轨道的直线前后移动。第一齿条沿着齿条的至少一侧延伸。第一小齿轮联接到框架并且包括第一小齿轮，该第一小齿轮可旋转并与第一齿条啮合，使得当第一齿条沿着第一轨道从第一位置移动到第二位置时，第一小齿轮沿第一方向旋转第二位置。驱动组件联接到框架和第一小齿轮，并且驱动组件将第一小齿轮在第一方向上的旋转运动转换为车辆的运动。

技术领域

总体而言，本发明涉及人力推进车辆例如自行车的领域。更具体地说，本发明涉及将齿条和小齿轮驱动系统用于把使用者施加的驱动力高效转换成车辆向前运动的驱动系统。

背景技术

普通人力车辆运动效率低。常规的人力驱动的车辆，例如自行车，是由大致位于前轮和后轮中间的轴组合而成。垂直地固定在踏板起动车轴上的是踏板曲轴，在其端部是从自行车向外突出的踏板。这些踏板提供使用者或骑手利用由人体产生的推进力。自行车踏板曲轴通常具有链轮，该链轮接合驱动后轮的链条，这样当人力驱动自行车的踏板曲轴时，将会迫使车轴链轮向前旋转从而带动自行车向前移动。因此，自行车驱动系统的起动曲轴，车轮轴，踏板和整个起动运动构造限制了骑车者从而迫使他或她的脚和腿只能够以大体上圆形的运动来驱动自行车的踏板曲轴。

传统的人力驱动车辆浪费人类能量。以自行车为例，人力蹬踏曲轴以驱动链轮旋转运动导致空转和浪费的能量，因为脚踏力仅在蹬踏力导致位移时而且移动的距离和驱动力在相同方向时才能产生有有效的驱动力。换句话说，只有当蹬踏力推动曲柄并使曲柄向下移动一定的距离时，该驱动力才起作用。因此，人力蹬踏曲轴的整个360度受迫旋转的能量超过50％被浪费而并没有被用来驱动自行车。因此，整个过程是低效的。

现有的解决方案也限制了机械效率的有效发挥。当前所有这些解决方案都在尝试更改链轮齿轮比，或者重新安排链轮的位置和方向。然而，由于链轮和链条之间总是存在着比较大的啮合间隙，所有具有链轮的蹬踏旋转驱动系统在本质上总是低效率的。类似地，轴驱动自行车具有更大的摩擦力并且需要克服更大转动惯量，并且这些驱动系统并没有获得任何的机械效率。无论链和轴传动的自行车都具有低效蹬踏的圆周运动的一个共同特点。

典型的人力自行车通常也仅适用于一个骑者。这是因为在典型的自行车上只能有一个人在任何给定的时间内能够推进它。由于典型的人力自行车只有一个驱动链轮并且只具有一对踏板以推动后轮或前轮，如果有成年乘客坐在后部或中间框架上而当只能有一个自行车驱动者，则该自行车难以移动且不适用。

发明内容

以下意图旨在简要介绍本发明的简要概述，从来没有旨在限制本发明范围的意图。

以下所陈述的一些实施范例的示范性目的是通过提供一种新颖人力驱动的车辆从而找到上述问题的根本解决方案，该解决方案拥有可以直接连接到的一个自由转动前叉结构与多于一个的车把以用于车辆移动方向的控制，还有多于一个以上的主框架结构并且拥有多骑手抓杆以适合多于一个的骑手和/或乘客。

以下所陈述的一些实施范例的示范性目的是通过提供一种新颖人力驱动的车辆从而找到上述问题的根本解决方案，该解决方案所述车轮轴构造并直接与多于一个小齿轮和棘轮组件单元连接在一起，与多于一个直线运动轴承组件单元相连，与多于一个直线运动承载轨道组件单元以引导多于一个齿条齿轮平滑且适当地旋转小齿轮组件单元相连，与多于一个齿条传动双向运动控制组件单元系统和多于一个车轮双向运动控制组件单元系统相连，并且拥有多于一对的踏板可以安装在每个踏板上或者从每个踏板移除以使得多个人力车驱动者和/或多个乘客能够直接地、同时地、间歇地推进每个单独的车轮，和/或沿着直线运动在双向运动方向上移动多于一个齿条，迫使小齿轮与轮一起通过多个棘轮和棘爪组件单元系统一起旋转。这种单人和/或多用户人力驱动的车辆具有自行车，三轮车，四轮和五轮和六轮自行车，割草机，前轮驱动轮椅，后轮驱动轮椅，船舶车辆，水陆两用车辆，水陆两用车辆，陆空车辆，陆上、海上和空中车辆等多种实施方案。