[实用新型]独轮车

说明书

本实用新型涉及独轮自行车。

目前，自行车仍为主要的交通工具，它给人们日常生活带来许多方便，可是现有的自行车仍是两轮结构，车身较长、重量重，同时也加大了行驶阻力。现已出现的独轮自行车还未达到实用的程度，它存在如下问题：1、无纵向平衡机构，因此现有的独轮车在行驶中难以保持纵向平衡，所以会骑两轮车的人很难驾驭。2、由于没有变速装置，骑起来费力，可行驶的速度不理想。3、受结构限制，难以增设车把、衣架、车梯等部件，这些都降低了它的实用性能。

本实用新型的目的在于克服上述已有技术存在的问题，提供一种设置有纵向平衡机构、变速机构、车把和衣架等机构，实用性强、轻便、快捷的独轮车。

本实用新型以如下技术方案实现：包括车轮、车架、车座、脚蹬及平衡机构，其特征在于平衡机构由轮辐4上安装有透孔式齿圈3；悬臂2；悬臂2的上端和曲柄轴7同心安装在轴壳8的外端，悬臂2的中部活动安装同心圆齿轮22，悬臂2的下端用悬臂轴1同轴安装V型车架11和外扇型齿轮23，该齿轮与同心圆齿轮22的下部相啮合，与外扇型齿轮23同体的反相杆19上端装有防前倾偏心齿轮18,V型车架11前上端安装车把，前下部固定安装内扇型齿轮21，该齿轮与同心圆齿轮22上部啮合，V型车架11的后部偏上处安装防后倾偏心齿轮17，后上端水平向设置滑道，滑道内安装由弹簧控制的可动式车座14构成。所述的轴壳8内设置有变速机构，变速机构的变速控制器12安置在车把上。所述的滑道，其后方用调位拉杆15安装有衣架16。

本实用新型所具有的有益效果：1、由于本实用新型设置有由防后倾偏心齿轮17和防前倾偏心齿轮18为核心构成的纵向平衡机构，即可防前倾，又可防后倾，实现了纵向前后倾平衡，骑行时平稳。又由于设置有由限位弹簧控制的可动式车座及车把，可保持车座在骑行中处于最佳的平衡状态。该车在静止时，由于设置有车梯支撑不倒，设置有衣架，可放适当的重物，这是其它独轮车所没有的。在轴壳内安置有变速机构，骑行者可根据外界条件合理的分配其体力，当采用高速挡，在平坦的路面上加快骑行时轻快舒适，在逆风及上桥、上坡采用低速挡减速慢行时省力而稳定。该独轮车解决了现有独轮车所有的弱点和不足，并具有实用性。

附图说明：

附图为独轮车结构示意图。

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型。附图给出了本实用新型一种最佳结构，它设置有车轮20，车轮20由车轮辐4和轴壳8及车带构成，车轮20上安置透孔式齿圈3，该齿圈类似于大内齿轮，与内齿轮所不同的是每个齿的根部都是透孔的，故称谓透孔式齿圈，在制造时可与车轮辐4制成一体，也可以制成独立部件镶嵌在轮辐4上。它必须得略小于车圈，而且应是个很标准的圆。由于考虑到在泥泞道路上行驶时为减少泥泞的淤积，故将其设计成为透孔式的。车轮20的中心位置设置有悬挂部件即悬臂2，悬臂2上端孔与曲柄轴7同心活动安装在轴壳8的外端，悬臂2的中部安装有同心圆齿轮22，悬臂2的下端安装悬臂轴1，在悬臂轴1上同轴依次活动安装有V型车架11和外扇型齿轮23，在此还需进一步说明的是，悬臂2除了连结车轮20及V型车架11以外，它的另一主要作用恰好就在于通过它的两端将曲柄轴7与V型车架11即悬臂下端轴1分开一段距离。由于V型车架11的全部重量也包括骑行时人体的重量均作用在悬臂下端轴1上，使悬臂2垂直干地面。V型车架11前端下部安装有内扇型齿轮21，前上端安装车把，上述的同心圆齿轮22上部与V型车架11成一体的内扇齿轮21啮合，下部与反向杆19下端成一体的外扇型齿轮23啮合，V型车架11后偏上部位装有防后倾偏心齿轮17，在V型车架11后上端水平向安装有滑道，滑道内安装限位弹簧13，限位弹簧13一端固定在滑道一端，另一端固定安装在滑道内车座的支承部件上，在弹簧13的作用下可使可动式车座14水平向移动，滑道的后端用调位拉杆15安装有衣架16，外扇型齿轮23上端与反相杆19连成一体，反相杆19的上端装有防前倾偏心齿轮18，轴壳8内安装有变速机构，变速机构的控制器12安置在车把上，曲柄轴7安装曲柄6，设置有脚蹬5，挡泥板10，在V型车架11后下部设置有车梯24。

工作原理：当V型车架11向后倾斜时，以V型车架轴心为定点，以纵向防后倾偏心齿轮17轴心为动点所划出的弧线在规定的区域内，都会与透孔式齿圈3的某一点交会。也就是说，当纵向防后倾偏心齿轮17随着V型车架11接近区域内两弧线的交会点时，防后倾偏心齿轮17的最短半径就会与透孔式齿圈3啮合，限制其越过交会点，使V型车架11不再继续倾斜。如果此时车轮20不动，则V型车架11被限制在倾斜角度内停止不动。如此时车轮20向前转动，那么，纵向防后倾偏心齿轮17将随着透孔式齿圈3的转动而旋转，在旋转过程中纵向防后倾偏心齿轮17的半径逐渐增长，带动V型车架11向原位置返回，直至纵向防后倾偏心齿轮17旋转180°，半径增加到最长为止。此时，V型车架11由向后倾斜被校正到垂直位置即指倾斜前的位置，而纵向防后倾偏心齿轮17也与透孔式齿圈3完全脱离，实现了纵向后倾平衡。当前倾时，纵向防前倾偏心齿轮18安装在反向杆19的上端，正常时位于V型车架后下侧位置下面；反向杆19的下端孔与V型车架11尖端的孔及悬臂2下端轴1三者同心、同轴连接。此外，同心圆齿轮22轴固定在悬臂2的中间，该齿轮上部与V型车架一体的内扇型齿轮21啮合，下部与反向杆19下端一体的外扇型齿轮23啮合。如果V型车架11向前倾斜，与V型车架11一体的内扇型齿轮21也随着绕轴1向前转动，并将转动力传给同心圆齿轮22，进而带动与反向杆19一体的外扇型齿轮23。通过系列运动传递，到达反向杆19上端时，已经形成了与V型车架11倾斜方向相反的转动。也就是说，当V型车架11向前倾斜时，反向杆19就向后倾斜，二者在摆动中角度不相等，方向相反。随着V型车架11向前倾斜角度增大，使反向杆19上端的纵向防前倾偏心齿轮18的最短半径压向透孔式齿圈3并与其啮合，同样，也是纵向防前倾偏心齿轮18随着透孔式齿圈3的向前转动而旋转，直至旋转180°，半径增加到最长，推动反向杆19返回原位置为止。此时，V型车架11由向前倾斜被校正回到垂直位置即指倾斜前的位置，实现了纵向前倾平衡。所不同的是，纵向前倾平衡的校正过程没能向纵向后倾平衡校正那样直接通过偏心齿轮来完成的；而是由纵向防前倾偏心齿轮18、通过反向杆19、同心圆齿轮22及内扇型齿轮21和外扇型齿轮23间接传递来完成的。同时，衣架16、调位拉杆15、可动式车座14及限位弹簧13可做为相对静止状态中的平衡调节部分，这里的相对静止状态是以车轮为参考系的。这两部分在独轮车的平衡系统内都有各自的独立性，互不干涉。后者的平衡调节，其目的主要是为了在衣架16上负载重量时，能通过以V型车架11上的可动式车座14为中心点的重心，能够及时地得到调整而设置的。因此，无论是在相对静态或动态中，只要有物体重量作用在衣架16上，可动式车座14都将随时被动地被调整，以保持相对静态中的平衡状态。衣架16在没有物体重量作用时，由限位弹簧13的弹力将可动式车座14限制在滑道的后端位置上，这是单人骑行时的人体最佳平衡位置，在此位置上，可动式车座14的中心在曲柄轴7的垂直线后边即假想线，将此垂直线定为独轮车的纵向平衡的垂直重心线，符合相对静态平衡条件。当有一定重量的物体压在衣架16上面时，衣架16的后端就会绕前端的定轴向下摆动，摆动角度的大小取决干衣架16上的物体重量与限位弹簧13的弹性，还有从衣架16前端定轴至连接调位拉杆的动轴之间的长度。当然，对弹簧13的弹性妥善选择也是很重要的。除此以外，物体愈重，衣架16下摆的角度愈大；可动式车座14沿滑道向前平移的距离也愈大，在物体重量作用下，与衣架前端连接的调位拉杆15推动车座14沿滑道向前平移，接近曲柄轴7的垂直重心线；同时压缩弹簧13，直至物体重量与被压缩的限位弹簧13的弹力相互抵消之后，可动式车座14停止向前移动，此时的车座位置仍然是骑行中的最佳平衡位置。在此过程中，可动式车座14的中心最大的平移距离有时能与垂直重心线重合，但不能越过垂直重心线。其约束理由是，因为人在骑行时，两手扶住车把，身体上部向前倾斜，其中的一部分重量已经压向车把，而车把离垂直重心线的距离较远，所以强调车座的中心不能越过垂直重心线。当车停放时，独轮车可由车梯24支撑不倒；当单人骑行时，如车座位置未变，平衡条件不受破坏；则两个偏心齿轮均不与透孔式齿圈接触。此时是骑行中的理想状态。一旦这种理想状态在瞬间遭到破坏，则平衡系统内将各自自动予以校正。也就是说，在正常骑行过程中，前后瞬间倾斜是暂时的，而稳定的平衡状态是持续长久的，如果人们经过长时期的骑行独轮车锻炼之后，那么，将随着时间的推移，由依赖于车内的平衡系统保持纵向平衡状态，逐步转变为适应自身保持平衡状态，而对平衡系统的依赖也就降到最低限度。为了让骑行者能够根据外界条件合理的运用自己的体力，使得在平坦的路面上加快骑行时轻快舒适则采用高速挡，在逆风及上桥、上坡减速慢行时省力而稳定则采用低速挡。