裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種腳蹬驅動的、裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車，加上使用懸掛式腳蹬組件或者橢圓形車輪，在應用性能的各個方面都有了很大的提高。不僅具有較高的側向穩(wěn)定性，而且增加了騎行的安全性，減少了摔倒的危險性。為該領域增添了一個新變種的獨輪車。
【專利說明】裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車
【技術領域】
[0001]本發(fā)明提出了一種裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車。更確切地說，是一種用腳蹬(Pedal)驅動的、裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車。
【背景技術】
[0002]獨輪自行車已為業(yè)內人士所熟知，最常見的是用腳蹬驅動的、帶有座位的獨輪車，它們廣泛地用于娛樂與雜技表演。作為一種娛樂與健身的器材而言，獨輪車是很難學會騎行的?！半y學”雖然促進了娛樂性的競賽，但同時也減少了許多人的“學騎”興趣。
[0003]還有一種不帶座位的獨輪車，五年前就已經有不少的產品在市場上銷售了(參閱:維基解密，Wikipedia, the free encyclopedia)。因為它沒有車座,騎起來更難掌控平衡，所以，大家普遍稱它為“終極輪(Ultimate wheel) ”、或稱作“難騎輪(Impossiblewheel)”。(有時將一種無座位的、腳踏板固定的獨輪車也稱作“難騎輪”)。騎行這種不帶座位的獨輪車比設有座位的獨輪車更需要技巧的原因是:騎車時，在驅動腳蹬的過程中，車輪會倒向側面，致使車子失去左右的平衡；不設座位的獨輪車，車子的每一側，騎車人的腿與車只有一個接觸點，亦即騎車人踏在腳蹬上的腳是車與人之間唯一的接觸點；只靠一個接觸點，加上車子又是可以前后左右自由運動的，很難使騎車人與車子的相對位置，在與垂直地面的方向上控制得基本不變或基本一致。所以要想阻止車輪以不希望的角度倒下來是極其困難的。否則，騎車人只有用腿來摩擦未蓋住的車輪，以期阻止車輪的側倒，所以騎行無座位的獨輪車則要更加困難些，需要更多的技巧。
[0004]因此，市場上需要一臺能用腳蹬驅動的站立式的獨輪車，并且要具有較高的側向穩(wěn)定性，能用來替代以前的常規(guī)產品，能用來作為騎行較困難類型的獨輪車的訓練器材，或者能為該領域增添一個新變種的獨輪車。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是要制備一種要比目前的產品具有較高側向穩(wěn)定性的、能夠較精確地被騎車人操控的獨輪車。為使車子穩(wěn)定，本發(fā)明的獨輪車，在腳蹬的上方裝置了一個穩(wěn)腿部件，該穩(wěn)腿部件是朝向腳蹬的上方伸展的，穩(wěn)腿部件上有一靠腿板。當騎車人的腳就位在腳蹬上踏動時，騎車人腿的內側始終能與靠腿板保持接觸。騎車人用腿的內側對靠腿板施加壓力，可以減少在踏動腳蹬的過程中所發(fā)生的不必要的傾側，從而增加了車子騎行的穩(wěn)定性，同時也增加了車子在轉彎、上下坡與粗糙路面行駛時的精確操控的效率。
[0006]通過分析，可以發(fā)現獨輪車與踩高蹺保持平衡的原理是相同的，獨輪車與踩高蹺的操作者是使得輪子或高蹺的移動，以及通過肢體的移動來控制重心的位置，從而來保持平衡的。這里所說的重心，是指操作者與車子合成一個整體時的重心，操作者與車子之間的位置在垂直方向上基本不變的話，兩者整體的重心位置也是基本不變的。對于獨輪自行車來說，如果操作者與車子之間的位置不斷在變化，或不能在垂直方向上保持基本一致的話，操作者與車子各自的重心位置是各自在改變的，則操作者與車子合成一個整體時的重心也在不斷的變動，操作者與車子也就無法保持平衡，因為操作者很難站穩(wěn)在腳蹬上，即使對于較熟悉操控技巧的人也是很難穩(wěn)定地操控車子行進。
[0007]踩高蹺在我國已有很古老的歷史了。今人所用的高蹺，有雙蹺、單蹺之分。雙蹺多綁扎在小腿上，單蹺則以雙手各持著每根高蹺的頂端。無論哪種高蹺每邊都是有兩個固定的連接點，雙蹺是腳踩處與小腿上的綁扎處兩個連接點，單蹺是足蹬處與手握處兩個連接點。這兩個固定的連接點使得操作者與高蹺混成一體，在與地面的垂直方向上保持有一個共同的重心。因此，操作者與高蹺能夠保持平衡，不但能穩(wěn)定行進，還能表演種種節(jié)目的文武特技了。操作者的每條腿與每根高蹺之間只有一個連接點是玩不成高蹺的。考察踩高蹺的原理后，可以發(fā)現站立在腳蹬上獨輪自行車操作者的每只腳，只有在腳蹬上的一個連接點，如果有兩個固定的連接點的話，才能使操作者站穩(wěn)在腳蹬上，穩(wěn)定地操控車子行進或做其他的工作。
[0008]因此，本發(fā)明提出的站立式獨輪車主要是改變了以前業(yè)內所提出的獨輪自行車的結構，在腳蹬的上方設置了一個與車體相連的穩(wěn)腿部件，它的作用是使騎車人的腿能夠靠住車體，除了腳蹬上的蹬足處以外，增加了一個基本固定的連接點，使騎車人的每條腿與車體之間有了兩個連接點后，騎車人就可在腳蹬上站穩(wěn)，穩(wěn)定地操控車子了。每個穩(wěn)腿部件上裝置有靠腿板，分別用來供騎車人的兩腿接觸相靠，使得雙腳在踏動腳蹬的過程中，兩腿始終可與靠腿板保持接觸相靠。從而，提高了車子騎行的穩(wěn)定性與操控的精確性。
[0009]本發(fā)明的某些實例提出了可使用橢圓形的車輪。眾所周知，在兩個腳蹬循環(huán)轉動的周期中，兩個腳蹬垂直地成一直線時，造成施力的“死點”，對車輪施加轉動力矩有著本質上的困難。使用橢圓形車輪的獨輪車可以克服這個困難。
[0010]業(yè)內有經驗人士在結合圖紙審閱下文的詳細敘述后，可以進一步了解本發(fā)明的技術特點以及其它有關的優(yōu)點了。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是根據本發(fā)明所提出的，裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車的一種實施方案的透視圖。
[0012]圖2是上述圖1獨輪車的側視圖。
[0013]圖3是根據本發(fā)明所提出的，裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車的另一種實施方案的透視圖。在輻條上設置了導軌。
[0014]圖4是根據本發(fā)明所提出的，裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車的又一種實施方案的透視圖。具有橢圓形的車輪。
[0015]圖5是上述圖4獨輪車的側視圖。
[0016]圖6是根據本發(fā)明所提出的，裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車的又一種實施方案的透視圖。裝有懸掛式的腳蹬組件。
[0017]圖7是上述圖6獨輪車的側視圖。
[0018]這些實例，將在下文中詳述。
【具體實施方式】
[0019]參閱圖1與圖2，這是本發(fā)明所提出的一種裝有穩(wěn)腿部件的站立式的獨輪車100。獨輪車100包括有單個車輪110、兩個腳蹬120與兩個穩(wěn)腿部件130。兩個腳蹬120分別與車輪110相配接，用來驅動車子100。穩(wěn)腿部件130與腳蹬120相配接，連接在每個腳蹬120的內側。車輪110只有單根輻條111，跨接在車輪的直徑上。在其他實例中，輪子的結構可能與目前已知的技術稍有不同。兩個腳蹬120分別可轉動地設置在車輪110的兩側，它們能支撐騎車人，供騎車人站立，使騎車人能使用腳蹬120來驅動車輪110.。每個穩(wěn)腿部件130包括有一根垂直的連桿131，它通常是從腳蹬120處向上伸展出來的。(這里對穩(wěn)腿部件130描述時所用的“方向向上”與“方向垂直”等用語，是對車子100在使用時的方位而言的，圖1圖示了使用時車子100的方位。這里所指的方向是指“通?！币饬x的方向，不是“準確”含義上的方向，因為穩(wěn)腿部件130是隨著腳蹬120旋轉的，所以在踩動腳蹬的過程中，騎車人腿的朝向會歷經小小的變化)。每個垂直連桿131上附有一個靠腿板132，它的表面與高度位置正好能支撐住騎車人的腿。所以兩個穩(wěn)腿部件，各具有一個靠腿表面，各自與所述的腳蹬組件相配接后，當騎車人站在腳蹬上騎行時，騎車人的兩腿都能與靠腿表面保持接觸。
[0020]在圖1與圖2所示的獨輪車100上，垂直連桿131是連接腳蹬120與靠腿板132的一根支撐桿；然而，在另外的實例中，穩(wěn)腿部件130的結構稍有不同。例如，垂直連桿131可以用鉸鏈來連接，可以向下朝著腳蹬120的方向折疊收攏起來，(但是，不能朝著輪子方向來折疊，因為騎車人的腿是朝著腿的內側方向施力的，所以垂直連桿131必須為此保持剛性)。除此以外，垂直連桿131與腳蹬120可以用同一種材料一體化地成型?；蛘撸怪边B桿131與靠腿板132可用同一種材料一體化地成型。
[0021]穩(wěn)腿部件上設置有一個靠腿表面，本實例中是靠腿板的靠腿表面。當騎車人的腳站在腳蹬120上后，將腿放到靠腿板132的位置，騎車人腿內側對靠腿板132施壓，與靠腿板132靠緊，騎車人的腿得到了支撐。騎車人在踏動腳蹬的循環(huán)中，兩條腿都始終是與靠腿板132靠緊的。騎車人的每條腿與車子之間增加為兩個連接點，因此增加了車子側面的穩(wěn)定性。與騎車人的腿與車子之間只有腳與腳蹬一個連接點相比，騎車人就能比較容易地操控獨輪車了。騎車人的每條腿與車子有兩個連接點與只有一個連接點之間效果的差別與“高蹺”相同，也是很明顯的。眾所周知，假如操作者的每條腿與每根“高蹺”之間只有一個連接點是玩不成“高蹺”的，操作者的腳與“高蹺”的踏腳板連接以外，小腿部位還需要與“高蹺”的向上延伸桿綁住才行，有了兩個連接點后，才能做各種“高蹺”表演。不過，獨輪車的第二個連接點，小腿與靠腿板132之間是不能捆綁固定的，為了確保安全，要允許騎車人能隨時不受限制地將腿與車脫離，從車上安全地跳下來。顯然，設置了靠腿板132以后，隨著側向穩(wěn)定性的增加，騎車人能更容易地操控車子的方向；在斜坡或崎嶇不平的地形上行駛時，騎車人能更容易地穩(wěn)定在車上；在騎行時以及在上下車時，騎車人能更容易地防止非故意的側向傾斜翻倒?？客劝?32可以用稍為柔軟的一類材料(如:橡膠)制成。車子兩側的靠腿板132與腿接觸表面可具有稍微凹陷的曲面，與騎車人的腿部內側接觸面大致擬合。穩(wěn)腿部件130可以設置得略微向外傾側，以利于騎車人易于對靠腿板132施壓。這些性能都是有利于騎車人的腿部通過摩擦與靠腿板132保持良好的力學連接。
[0022]因為車子兩側的穩(wěn)腿部件130與腳蹬120結合后的重心位置不在腳蹬120轉軸中心的附近，當騎車人的腿尚未就位時，車子兩側的穩(wěn)腿部件130會繞著踏腳板120的轉軸中心自由地朝前或朝后倒下來，無法使兩塊靠腿板132之間保持一定的距離，所以在兩個穩(wěn)腿部件130之間要設置一條連接帶140。連接帶140使得兩塊靠腿板132不會移動超出一定的距離，當騎車人的腿使一側的穩(wěn)腿部件130處于垂直的位置時，另一側的穩(wěn)腿部件130也會處于相似的位置，兩塊靠腿板132之間就會始終保持一定的距離。連接帶140可以采用不同樣式或不同的材料，如:彈性綁帶或塑性柔條(圖1、圖2中所示)，配接在兩條垂直連桿131的上部。
[0023]另一個使兩塊靠腿板132保持一定距離的方法是在每個腳蹬120的下方附加一個重物，使得穩(wěn)腿部件130與腳蹬120結合后的重心位置低于腳蹬120的轉軸中心，更加靠近地面。此時，即使騎車人的兩腿尚未就位時，穩(wěn)腿部件130通常也是傾向于垂直地站立著的，不會前后倒下來的。
[0024]如圖1與圖2所示，車輪輻條111上有多個連接點121，它們是供連接腳蹬120用的。兩個腳蹬120與車輪110中心的間距是可以根據演出與愛好供騎車人選擇的。車輪輻條111上的多個連接點121就是改變兩個腳蹬120之間距離時選用的連接點。
[0025]圖3顯示了另一種能改變兩個腳蹬120之間距離的實施方案。該實例中，在輻條111上設有一條導軌122，使得兩個腳蹬120能夠沿著軌道滑動，可用來精細地控制所連接的兩個腳蹬120的距離與位置。導軌122也可以是滑軌，當兩個腳蹬120在為了推動車子的踏動過程中，兩個腳蹬120之間的距離可以設置成可變動的組態(tài)。此時，兩個腳蹬120是被施有偏壓的(用彈簧或其它方法)，偏壓消除后，是會自動地回復原狀的。亦即當兩個腳蹬120不受外力時，互相與車輪110的中心保持有一定的距離，當受到外力時，兩個腳蹬120之間的距離會變遠或變近(變遠還是變近是取決于駕車人所施力的方向與大小)，當外力撤銷后，兩個腳蹬120之間回復到原定的距離。眾所周知，在常規(guī)情況下，腳蹬在踏動循環(huán)的某些點位時是很難施加推力力矩的，由于滑軌122所設置的組態(tài)，是可以自動調節(jié)腳蹬120與車輪110中心之間的距離，因此這種配置使得駕車人在這些點位也能容易地施出推力力矩，推動車子運行。由此可見，本實例的技術特點是:因為腳蹬組件上的腳蹬120是可轉動地連接在輻條111上的，所以腳蹬120是通過輻條111可轉動地與車輪相連接的，每個腳蹬120各自有一條轉動的軸線，兩個腳蹬120的兩條轉動軸線之間的距離是可以調節(jié)的，換句話說，腳蹬組件與車輪之間轉動連接的轉動軸線，與車輪的轉動軸線之間的距離是可以調節(jié)的。
[0026]圖4與圖5顯示了本發(fā)明所提出的另一個實例，圖4是獨輪車200的透視圖，圖5是獨輪車200的側視圖。在該實例中，獨輪車200與圖1、圖2上的獨輪車100不同之處在于，使用橢圓形的車輪210代替了圓形的車輪110。其他部件都是相似的，腳蹬與穩(wěn)定化部件設置在單根輻條211上。橢圓形的車輪可以補償某些點位時對車輪施加力矩的困難，特別是當兩個腳蹬處在垂直的一條直線上時最為困難。同樣，獨輪車200也可設置滑動導軌，其功能也如同上文所述。
[0027]圖6與圖7顯示了本發(fā)明所提出的又一個實例，圖6是獨輪車300的透視圖，圖7是獨輪車300的側視圖。在該實例中，獨輪車300的左右兩個腳蹬320都不是直接配接在輻條311上，每個腳蹬320只是腳蹬組件310中的一個部件。每個腳蹬組件310是由一個腳蹬320與一條連桿321所組成。每個腳蹬組件310是通過轉軸322與輻條311可轉動地相配接。322是一個連接件，可以是轉軸，也可以是轉動銷一類的可轉動的連接件，已為業(yè)內人士所熟知。每個腳蹬組件310中，腳蹬320是剛性地配接在連桿321的一端，連桿321的另一端通過轉軸322與輻條311可轉動地配接。連桿321的兩端在配接處以外，都可以延伸出一小段長度的連桿，從圖6與圖7上可見，腳蹬320是配接在連桿321的端部，而連桿321的另一端在轉軸322處配接后，還向上延伸出一小段長度的連桿。在轉軸322處，整個腳蹬組件310能夠繞軸轉動，該轉軸基本上是垂直于車輪的轉動平面。整個腳蹬組件310好像是懸掛在轉軸322處，它的轉動是獨立于車輪的，與車輪的轉動互不干擾。這種懸掛式腳蹬組件的設計，使得腳蹬320的轉動特性不同于常規(guī)腳蹬系統(tǒng)中腳蹬的轉動特性。對于常規(guī)的腳蹬驅動系統(tǒng)中的腳蹬來說，當騎車人為了驅動獨輪車行進踩動腳蹬時，腳蹬是繞著車輪的轉軸轉動的，腳蹬的轉動中心是輪軸。然而，當腳蹬組件310在使用時，騎車人為了驅動車輛，為了支撐騎車人自身的重量，通常對腳蹬320施加一個向下的力。因為轉軸322的轉動是獨立于車輪的轉動，所以在整個踩踏腳蹬的一個循環(huán)中，腳蹬320始終傾向于保持在低于轉軸322的位置上。懸掛式腳蹬組件中的腳蹬，由于有一段連桿的距離補償，使得它的轉動軌跡的中心離地的高度低于車輪的輪軸。(參閱本人申請的另一個專利，人力車用的懸掛式腳蹬組件，申請?zhí)?2013104681074，2013-10-11)。所以，當騎車人騎行時，腳蹬320的踩蹬表面是低于連桿321的轉動軸線。較低位置的腳蹬以及最終使得騎車人重心的降低，增加了車輛騎行的穩(wěn)定性，減少了車輛騎行的難度，上車更方便，下車(無論是計劃好的下車，還是無準備的下車)更安全、更舒適。
[0028]在圖6與圖7所示的獨輪車300上，同樣也設置了穩(wěn)腿部件330。穩(wěn)腿部件330中的垂直連桿331可以是腳蹬組件310中的連桿321 —體化的延伸。垂直連桿331與連桿321共用轉軸322?？客劝?32同樣是設置在垂直連桿331的頂端。
[0029]從上述幾個實例可見，使用了穩(wěn)腿部件、懸掛式腳蹬組件或者橢圓形車輪的站立式獨輪車，在應用性能的各個方面都有了很大的提高。具有較高的側向穩(wěn)定性，是能用來替代以前的常規(guī)產品，作為騎行獨輪車的訓練器材，也能為該領域增添一個新變種的獨輪車。
[0030]雖然以上敘述的各種實施方案包含了許多特定的細節(jié)，但是不應構成對實施方案包括范圍的限制，而且也不應僅僅限于目前提出的這些特定方案的圖示上。因此，這些實施方案的涵蓋范圍應該由所附的權利要求及其相應的文件所確定的，而不是由上述給出的實例所決定的。此外，還應該理解為本發(fā)明還能作進一步的改動。本專利旨在涵蓋根據本發(fā)明的原理所進行的各種變化、用途或改良；也涵蓋了與本發(fā)明所揭示的已知方案或實施方案有所偏離，但仍然從屬于本發(fā)明技術及其應用原理的范圍。
【權利要求】
1.一種裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車是有如下部件構成: 一個車輪； 兩個腳蹬組件，可轉動地設置在所述車輪的左右兩側，供騎車人站立及用來驅動所述獨輪車的運行； 兩個穩(wěn)腿部件，各具有一個靠腿表面，并各自與所述的腳蹬組件相配接，當騎車人站在所述的腳蹬組件上騎行時，騎車人的兩腿都與靠腿表面保持接觸。
2.根據權利要求1所述的裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車，其特征在于，所述穩(wěn)腿部件上的靠腿表面是一個相應的凹陷表面。
3.根據權利要求1所述的裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車，其特征在于，所述穩(wěn)腿部件的靠腿表面是用柔性材料制成的。
4.根據權利要求1所述的裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車，其特征在于，所述的腳蹬組件與車輪之間是可轉動地連接的，該轉動連接的轉動軸線與所述車輪的轉動軸線之間的距離是可以調節(jié)的。
5.根據權利要求1所述的裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車，其特征在于，所述的車輪是橢圓形的。
6.根據權利要求1所述的裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車，其特征在于，所述的每個腳蹬組件包括有:一個腳蹬，它設有供騎車人踩蹬的表面；以及一條連桿，連桿的一端是與所述的腳蹬相配接，連桿的另一端是可轉動地配接在車輪的側面，連桿的轉動軸線與車輪的轉動平面相交；當騎車人操作時，腳蹬的踩蹬表面是低于連桿的轉動軸線。
7.根據權利要求6所述的裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車，其特征在于，所述的腳蹬與所述的連桿是剛性地相連接的。
8.根據權利要求6所述的裝有穩(wěn)腿部件的站立式獨輪車，其特征在于，所述的腳蹬與所述的連桿是可轉動地相連接的。
【文檔編號】B62K1/00GK103481982SQ201310493130
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權日:2013年10月21日
【發(fā)明者】陳和 申請人:陳和