所属技术领域：

本发明涉及自行车，尤其是一种上下踏动齿条齿轮传动能展缩的轻便自行车。

背景技术：

目前，公知的自行车虽有能折叠的，但折叠后的携带存放仍不理想。现有的自 行车都是圆周踏动链轮链条传动，但是圆周踏动链轮链条传动有两点不足：一是圆 周踏动效率低，以圆周踏动圆作分析，在该圆上画上四条切线，向下的切线是施力， 向上的切线是回力，向前和向后的切线是无效运转，显然有效踏动率是50％；二是 链轮的轮齿和链条易磨损不耐用。

发明内容：

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：1、缩小车轮；2、上下踏动齿条 齿轮传动两档变速；3、两脚蹬能90度转折，垂直时左脚蹬兼车锁和支架；4、鞍座 能伸缩且有两种伸缩法；5、力臂在前的车把能前后翻转，在车把内由绳轮绳索操纵 车的方向。

该车伸展时车把、前车轮都朝前，鞍座升高，两脚蹬水平；该车折缩时两脚蹬 垂直，鞍座降到最低，前车轮向左后方转至贴车身，车把翻转向后。

一、缩小车轮，在骑行舒适和适当车速的前提下尽可能的把车轮缩小，车轮越 小车折缩后的体积越小而越便于携带存放。车轮直径为12英寸时，车伸展开高0.9m 长0.86m其折缩后的高长各为0.68m；上下踏动的踏距是0.2m，按每时踏动6000次， 车速是：一档，齿条踏距0.2m/次÷齿条从动齿轮周长0.1885m×主动齿轮周长0.5341m ÷从动齿轮周长0.314m×后车轮周长0.9576m×6000次/时÷500m/里＝21里/时，二档， 齿条踏距0.2m/次÷齿条从动齿轮周长0.1885m×主动齿轮周长0.65974m÷从动齿轮 周长0.1885m×后车轮周长0.9576m×6000次/时÷500m/里＝43里/时。

二、上下踏动齿条齿轮传动两档变速，左右齿条轨分别装固在斜梁和后叉的左 右边，左右齿条分别活套在左右齿条轨中。左右齿条轨的上端分别与传动轮架的左 右端相固连，传动轮架内有两个传动轮，传动绳经两个传动轮的上边绕过其两头分 别与左右齿条上端相连，左右齿条的下端分别是左右脚蹬。下踏左脚蹬左齿条经传 动绳、传动轮牵动右齿条向上，下踏右脚蹬右齿条经传动绳、传动轮牵动左齿条向 上。左右齿条从动齿轮是由飞轮改装的单向棘轮，其改装仅将飞轮外套上的链轮轮 齿改为齿轮轮齿。因为左右齿条与其从动齿轮相啮合，其从动齿轮又是单向棘轮， 所以左右齿条的向上只带动齿条从动齿轮的外套向前空转。因为左右齿条从动齿轮 与左右主动齿轮同轴都装在中轴上，左右主动齿轮与左右从动齿轮相啮合，左右从 动齿轮与后车轮同轴都装固在后轴上，所以左右齿条的向下都带动其从动齿轮和左 右主动齿轮一同向后转，左右主动齿轮的向后转带动左右从动齿轮和后车轮一同向 前转而驱车前进。左右从动齿轮也是由飞轮改装成单向棘轮，其改装是将飞轮的外 套改为各有一个大小齿轮的单向棘轮外套。因为左右从动齿轮是单向棘轮且与后车 轮同轴都装固在后轴上，所以车滑行时只有车轮车轴在转，各脚蹬齿条齿轮都不动。

换档的机理是：中轴是中空的，在中轴的空腔内活套着一条换档轴，换档轴的 左边有正螺纹、换档轴的右边是反螺纹，在正反螺纹上各有个相应螺纹的螺套。中 轴的左右边各有两道滑槽，这两道滑槽分别与换档轴上的正反螺纹相对应且等距离。 左右主动齿轮分别活套在中轴的左右滑槽处。左右主动齿轮是各有一个大小齿轮联 为一体的齿轮，在左右主动齿轮大小齿轮之间的联体处各有两条穿钉穿过后，再通 过滑槽与螺套相固连。在换档轴的左右端各有个换档轮，当用脚或手向后转换档轮， 换档轴上的正反螺纹带动着各自的螺套，螺套经穿钉带动着左右主动齿轮沿滑槽一 同向内移，左右主动齿轮同时移到其滑槽的最里端时，堪好左右主动齿轮上的小齿 轮与左右从动齿轮上的大齿轮相啮合为一档慢速。同理向前转换档轮转至转不动时 堪好左右主动齿轮上的大齿轮与左右从动齿轮上的小齿轮相啮合为二档快速。该车 初设为两档也可设计为两档以上。

三、两脚蹬能90度转折垂直时左脚蹬兼车锁和支架，在左右齿条的下端各有个 拱形豁口，左右脚蹬的把柄在拱形豁口中转动连接，由豁口后边的水平固定弹簧销 将脚蹬固定为水平。在左齿条豁口的上部装有弹子锁，在右齿条豁口的上部装有垂 直固定弹簧销。左脚蹬由水平转为垂直时先拽水平固定弹簧销上的销环左脚蹬自动 下垂，同时给它加点下垂力则左脚蹬由弹子锁自动锁为垂直，即左脚蹬兼车锁；右 脚蹬由水平转为垂直也是先拽其水平固定弹簧销上的销环右脚蹬自动下垂，同时给 它施点垂力则由垂直固定弹簧销自动固定为垂直。将垂直后的左脚蹬下移至触地， 拧紧左齿条轨上的齿条固定螺钉则左脚蹬兼支架。右脚蹬由垂直返还水平是一手拽 销环，一手往上搬脚蹬，搬至水平时由水平固定弹簧销自动将其固定；左脚蹬由垂 直返还水平是用钥匙打开弹子锁，将左脚蹬往上搬搬至水平时由水平固定弹簧销将 它自动固定。两脚蹬都为水平是其骑行状，两脚蹬都垂直是其折缩状，左脚蹬垂直 固定触地右脚蹬保持水平是车的暂停状。

弹簧销包括销杆、销簧、销板、销环，销杆的前端是半圆状，销杆的中前部有 凸出的销簧档，销杆的后端是销环。销簧装在销杆的中后部，装好的弹簧销装入其 安装孔内，销杆的后端和销环露在销板上圆孔之外，用螺钉把销板固定住。

四、鞍座能伸缩且有两种伸缩法。后叉的顶端是卡口，卡口的前后是松紧卡， 在卡口之下固连着中间有孔的托固板，托固板上是颤动簧。鞍座伸缩杆由卡口，经 颤动簧中心，托固板上的孔插入后，由颤动销经后叉上部左右颤动槽和弹簧上面鞍 座伸缩杆上的鞍座伸缩孔穿过后留好颤动间隙固定。鞍座的伸缩是变换颤动销穿过 的鞍座伸缩孔，这是鞍座的第一种伸缩法，该法能颤动减震。鞍座的第二种伸缩法 是将第一种伸缩法的颤动销卸下置于工具盒中，直接由卡口上的前后松紧卡松开和 卡紧鞍座伸缩杆实现鞍座的伸缩，第二种伸缩法不减震但伸缩快速便捷，这两种鞍 座伸缩法可据需要灵活地更换使用。

五、力臂在前的车把能前后翻转在车把内由绳轮绳索操纵车的方向。车把有左 右两条夹板组成其上端呈凹字形，其下端是曲棍状，在凹字形内有左右主绳轮，在 凹字形外是左右手把，左右主绳轮与左右手把分别为一体，都装在手把轴上。在手 把轴的左端有个可以固定左手把及左主绳轮的卡环。左右主绳轮的下方是回转绳轮， 在车把的曲棍状部位有左右转动轴孔、左右伸展固定轴孔、左右折缩固定轴孔。在 前叉立管的上部有车把的左右装固板，左右装固板上有左右转动轴孔、左右调节固 定轴孔。车把由转动轴经转动轴孔转动装连到装固板上，再由固定轴将装固板上调 节固定轴孔中一对与车把上的伸展固定轴孔相固定则车把在车上处于伸展状。

前叉上部的前叉转动管活套在前叉立管中，在转动管的顶端固连着转向轮，转 向绳在转向轮上绕一圈，其两头分别从转动轴上的左右滑轮下穿过后由上向下的分 别在左右主绳轮上绕一圈，然后在回转绳轮上绕半圈相对接。向前转右手把右主绳 轮经转向绳使转向轮带动前车轮向左转，相应地回转绳轮向右转、左主绳轮和左手 把向后转，向前转左手把是方向相反作用相同，右左手把的前后往复转动带动转向 轮和前车轮左右转动，而使车灵活地转向前进。

车把向后翻转的作法是先卸下固定轴，再使车把绕转动轴向后翻转，车把向后 翻转后再用卸下的固定轴将车把装固板上的调节轴孔中一对与车把上的折缩固定轴 孔相固定，则向后翻转的车把保持牢稳。为使向后翻转的车把不致使转向绳绷的过 紧而车把上的转动轴孔略为椭圆状。整车折缩时，要在车把向后翻转之前先向前转 右手把，使前车轮转至紧贴在车身左边之后，再把车把向后翻转。向后翻转后车把 由手把轴上的卡环将手把扣住，则前车轮贴在车身上牢稳不动。

本发明的有益效果：1、上下踏动比圆周踏动效率高一倍，上下踏动比圆周踏动 便利，犹如走路慢跑，花同样时间用较少的力能多跑一倍的路。2、折缩后的该车体 积小，近似一个28英寸车轮体积，可装入尼龙兜里，更便于随身携带和存放，在轿 车的尾箱里也能装三辆。3、两脚蹬转折垂直不但缩窄车宽，而且垂直的左脚蹬兼车 锁和支架。4、齿条齿轮传动比链轮链条传动坚固耐用。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的伸展状态图。

图2是本发明的折缩状态图。

图3是图1的A向视图。

图4是换档部件结构图。

图5是齿条从动齿轮(棘轮)外套的示意图。

图6是从动齿轮(棘轮)外套的示意图。

图7是左脚蹬垂直时的形状图。

图8是右脚蹬水平时的形状图。

图9是弹簧销的示意图。

图10是伸缩鞍座的侧视图。

图11是伸缩鞍座的后视图。

图12是车把及由其内部操纵车向的示意图。

图13是左右手把及与其各为一体左右主绳轮的结构示意图。

图中1、左右齿条，2、左右齿条轨，3、传动轮架，4、两个传动轮，5、传动绳，6、左右脚 蹬，7、左右齿条从动齿轮，8、左右齿条从动齿轮外套，9、左右主动齿轮，10、中轴，11、左右 从动齿轮，12、后车轮，13、后轴，14、左右从动齿轮外套，15、换档轴，16、正螺纹，17、反螺 纹，18、螺套，19、滑槽，20、穿钉，21、左右换档轮，22、拱形豁口，23、弹簧销，24、弹子锁， 25、齿条固定螺钉，26、鞍座伸缩杆，27、卡口，28、颤动簧，29、托固板，30、颤动销，31、左 右颤动槽，32、鞍座伸缩孔，33、前后松紧卡，34、左右主绳轮，35、左右手把，36、手把轴，37、 回转绳轮，38、左右转动轴孔，39、左右伸展固定轴孔，40、左右折缩固定轴孔，41、前叉立管， 42、车把左右装固板，43、左右调节固定轴孔，44转动轴，45、固定轴，46、卡环，47、转 向轮，48、转向绳，49、左右滑轮，50、钥匙孔，51、销杆，52、销簧，53、销板，54、销环，55、 车闸，56、工具盒，57、物品箱，58、前叉，59、后叉，60、斜梁，61、脚蹬把柄，62、脚蹬轴， 63、车把，64、前叉转动管，65、前车轮，66鞍座。

具体实施方式：

图1是本发明的伸展状，图2是本发明的折缩状，在图1和图2中可看出左右 齿条轨(2)分别装固在后叉(59)和斜梁(60)的左右边，左右齿条(1)活套在 左右齿条轨中，左右齿条轨的上端分别与传动轮架(3)的左右端相固连，传动轮架 中有两个传动轮(4)，左右齿条轨的下端分别是左右脚踏(6)。传动绳(5)从两个 传动轮上绕过与左右齿条的上端相连，下踏左脚蹬左齿条经传动绳牵动使右齿条及 右脚蹬向上，下踏右脚蹬右齿条经传动绳牵动使左齿条及左脚蹬向上，交替踏动交 相联动。

在图3所示的实施例中，左右齿条(1)各与其从动齿轮(7)相啮合，左右齿 条从动齿轮与左右主动齿轮(9)同轴都装在中轴(10)上，左右主动齿轮与左右从 动齿轮(11)分别相啮合，左右从动齿轮与后车轮(12)同轴都装固在后轴(13) 上。左右齿条从动齿轮(7)和左右从动齿轮(11)都是由飞轮改装的单向棘轮，对 左右齿条从动齿轮(7)的改装仅将飞轮外套上的链轮轮齿改为齿轮轮齿(8)，对左 右从动齿轮的改装是将飞轮外套改为各有一个大齿轮和一个小齿轮的棘轮外套 (14)。因为左右齿条从动齿轮是单向棘轮，所以下踏左右脚蹬分别由左右齿条带动 左右齿条从动齿轮向后转，因为左右齿条从动齿轮(7)与左右主动齿轮(9)同轴， 所以左右主动齿轮也向后转，左右主动齿轮的向后转带动与其相啮合的左右从动齿 轮(11)向前转，左右从动齿轮又与后车轮(12)同轴故左右脚蹬的下踏是驱车前 进，左右脚蹬的上提分别只带动左右齿条从动齿轮外套向前空转。因为左右从动齿 轮(11)也是单向棘轮，所以当车滑行前进时各齿轮、齿条、脚蹬都不动。

图4所示的实施例显示两档变速的结构原理，中轴(10)是中空的，在其空腔 内有换档轴(15)，换档轴(15)的左边有正螺纹(16)右边有反螺纹(17)，在正 反螺纹上各有个相应螺纹的螺套(18)，在中轴的左右边各有两道滑槽(19)，左右 滑槽(19)分别与换档轴上的正反螺纹相对应且等距离。左右主动齿轮(9)是分别 活套在中轴左右滑槽部位上的，左右主动齿轮是各有大小齿轮一个联为一体的，在 大小齿轮的联体部位各有两条穿钉(20)穿过后再通过滑槽与螺套(18)相固连。 在换档轴(15)的左右边各有个换档轮(21)向前转换档轮换档轴上正反螺纹带动 左右螺套、左右螺套带动穿钉、穿钉带动左右主动齿轮都向内移，当移至滑槽终端 左右主动齿轮(9)上小齿轮分别与左右从动齿轮(11)上大齿轮相啮合为一档，向 后转换档轮同理左右主动齿轮上大齿轮分别与左右从动齿轮上的小齿轮相啮合为二 档。

在图7图8图9所示的实施例中，图7是左脚蹬的垂直状，图8是右脚蹬的水 平状，图9是弹簧销的结构状。在左右齿条(1)的下端有个拱形豁口(22)，左右 脚蹬的把柄(61)分别在左右拱形豁口内由脚蹬轴(62)转动连接，由其豁口后面 的水平固定弹簧销(23)把左右脚蹬(6)固定为水平。左脚蹬由水平转为垂直的作 法是拽其水平固定弹簧销上的销环(54)脚蹬自动下垂，同时给它加点下垂力则该 脚蹬被弹子锁自动锁住保持垂直，即左脚蹬兼车锁，再使垂直左脚蹬触地后拧紧左 齿条轨(2)上的齿条固定螺钉(25)则左脚蹬在兼车锁的同时还兼车的支架。右脚 蹬由水平转为垂直的作法是拽其水平固定弹簧销上的销环(54)右脚蹬自动下垂， 也在其下垂中给它加点劲则右脚蹬被垂直固定弹簧销(23)自动固定为垂直。两脚 蹬都垂直能使车的宽度缩窄一半。右脚蹬由垂直复原为水平是一手拽其垂直固定弹 簧销上的销环(54)一手向上搬该脚蹬则水平固定弹簧销将其自动固定为水平。左 脚蹬由垂直复原为水平是用钥匙由钥匙孔(50)打开弹子锁并向上搬该脚蹬则其水 平固定弹簧销将它自动固定为水平。图9所示的弹簧销(23)包括销杆(51)、销簧 (52)、销板(53)、销环(54)，销簧装在销杆凸出部位的后边，销环连在销杆的后 端，销杆的前端呈半圆状。将套合好的弹簧销装在左右齿条下端各自的位置上，使 销杆的后端和销环露在销板上圆孔外，用螺钉把销板固定住。

图10、图11所示的有两种伸缩法的伸缩鞍座，其第一种伸缩法是将鞍座伸缩杆 (26)由卡口(27)、颤动簧(28)的中心、托固板(29)上孔插入后，再由颤动销 (30)从后叉(59)上部的左右颤动槽(31)，紧靠颤动簧上面的鞍座伸缩孔(32) 穿过留好颤动间隙固定住。鞍座的高低是变换鞍座伸缩杆上颤动销穿过的鞍座伸缩 孔(32)。鞍座(66)升高是骑行高度，鞍座(66)降至最低是折缩高度。在骑车中 鞍座给鞍座伸缩杆施力，鞍座伸缩杆给颤动销施力，颤动销给颤动簧施压而颤动减 震。第二种伸缩法是将第一种伸缩法中颤动销(30)取下并置于工具盒(56)中， 然后直接由卡口前后的松紧卡(33)调节鞍座杆的伸缩实现鞍座的高低。第二种鞍 座伸缩法不减震，但伸缩快速便捷，两种伸缩法可据需要随时更换使用。

图12所示的车把(63)是由左右两条夹板平行组成其上部为凹字形，在凹字形 的外边是左右手把(35)其里边是左右主绳轮(34)，左右手把和左右主绳轮各为一 体，两者都装在手把轴(36)上，在左右主绳轮的下部有回转绳轮(37)。车把(63) 的下部呈曲棍状，在曲棍状部位上有左右转动轴孔(38)，左右伸展固定轴孔(39)， 左右折缩固定轴孔(40)。在前叉立管(41)的上部有车把(63)左右装固板(42) 其上有左右转动轴孔(38)，左右调节固定轴孔(43)，车把(63)由转动轴(44) 转动装连到左右装固板(42)上之后再由固定轴(45)经左右调节固定轴孔(43) 中一对和左右伸展固定轴孔(39)固定住是车把的伸展状。前叉(58)上部的前叉 转动管(64)活套在前叉立管(41)中，在前叉转动管的顶端是转向轮(47)，转向 绳(48)在转向轮上绕一圈后其两头分别从左右滑轮(49)的下边穿过，再由上向 下的分别在左右主绳轮(34)上绕一圈，然后在回转绳轮(37)上绕半圈相对接。 向前转右手把，右主绳轮带动转向绳，转向绳带动转向轮，转向轮带动前车轮(65) 向左转，向前转左手把的作用相同方向相反，带动前车轮(65)向右转，左右手把 的同时前后反复转动使车在行驰中灵活地转向。车把(63)向后翻转的作法是卸下 固定轴(45)，使车把绕转动轴(44)向后翻转后再用卸下的固定轴(45)将折缩固 定轴孔(40)与左右调节固定轴孔(43)中的一对相固定。为使翻转后的车把不致 将转向绳(48)绷的过紧，而使车把上的左右转动轴孔(38)略呈椭圆形。图13所 示的是左右手把(35)、左右主绳轮(34)、手把轴(36)、卡环(46)的形状及结构。 图13还显示左右手把分别与左右主绳轮为一体，两者分别装在手把轴的左右边，特 别表明卡环(46)转动装连在手把轴(36)的左端，当卡环扣住手把时各转轮和转 向绳都动不了。因为卡环有固定前车轮(65)的作用，所以整车折缩时需先将前车 轮(65)向左转，转至紧贴车身，再将车把(63)向后翻转。车把(63)向后翻转 之后扣住卡环(46)则转折后的前车轮保持不动。

此外，该车的车闸(55)安装在车的右边；车上有个物品箱(57)，可在箱中储 存个尼龙兜以便将折缩后的该车装在尼龙兜里更便于携带存放。