技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种无极变速伞齿轮换挡及车架可伸缩的健身倒三轮自行车。
背景技术
[0002] 目前的自行车多采用双
脚踏板交替用
力做圆周运动，当脚
踏板处于上下垂直
位置时，作用在脚踏板上的力处在死点位置，此时没有驱动力矩驱动自行车前进；当脚踏板处于
水平位置时，使用相同的力，得到的力矩最大，当一只脚踏板从垂直的
顶点做一个圆周运动时，产生的力矩是从零→最大→零→最大→零的周期变化，力矩并不是始终处于最大值，传动效率低。
[0003] 目前，由于自行车轻巧方便，及健身代步与一体，深受大众喜爱，使用广泛。但普通脚踏自行车仅由下肢提供动力，上肢除了掌握方向外，未能充分活动，健身效果有限。
[0004] 大多自行车的传动是通过脚踏运动经
飞轮和链条传递动力，在使用中，掉链条的现象是普遍的，中途将掉下的链条复位，弄脏手，是很尴尬的事，同时，链条上的污渍会轻易污染车辆和
骑车人的裤脚。
发明内容
[0005] 本实用新型的目的是克服上述不足而提供了一种无极变速伞齿轮换挡及车架可伸缩的健身倒三轮自行车。
[0006] 本实用新型的技术方案是：一种无极变速伞齿轮换挡及车架可伸缩的健身倒三轮自行车，包括车架、前轮、后轮、座椅、转弯装置、驱动机构和传动装置，两个前轮安装在车架前部的两侧，一个后轮安装在车架的后部中间；在车架上装有转弯装置、座椅、驱动机构和传动装置，其特征在于，所述的车架由前车架和后车架组成，所述前车架的后端与后车架的前端相互伸缩插接，并用销轴
锁定。
[0007] 所述的传动装置包括
主轴、主动伞齿轮、从动伞齿轮、输出伞齿轮、输入伞齿轮和无极变速装置，主轴通过轴套安装在前车架上，主轴与轴套之间用
花键连接，轴套通过
轴承安装在前车架上；在主轴上装有一对
齿面相对的 主动伞齿轮，在主轴的一端装有能够带动主轴和主动伞齿轮轴向移动的换档机构；从动伞齿轮的轴与主轴垂直地安装在前车架上，从动伞齿轮位于一对主动伞齿轮之间，从动伞齿轮与一对主动伞齿轮相互对应；在前轮的轴上安装输出伞齿轮，该输出伞齿轮与一输入伞齿轮
啮合，在从动伞齿轮的轴与输入伞齿轮的轴之间装有带式无极变速装置。
[0008] 所述的转弯装置包括转向
手柄、操作杆、倒L形
连杆、
传动轴、软轴、前摆杆、连杆和后摆杆，操作杆水平左右横向设置，其中间与倒L形连杆的上端呈T形连接，倒L形连杆的下部与前车架转动连接，倒L形连杆的下端通过传动轴与软轴的前端连接；前摆杆和后摆杆均水平横向设置，前摆杆的一端通过
转轴转动连接在后轮上方的后车架上；后摆杆的同一端固定连接在后轮上方的后叉杆上，在前摆杆与后摆杆对应的另一端之间铰接一根连杆的两端；转轴与软轴的后端固定连接。
[0009] 所述带式无极变速装置的结构是：一主动定锥轮固定在所述的从动伞齿轮的轴上，一主动可动锥轮能够轴向滑动地安装在从动伞齿轮的轴上，该主动可动锥轮与主动定锥轮构成主动带轮，从动伞齿轮的轴为主动带轮轴；在所述的输入伞齿轮的轴上固定安装一个从动定锥轮和一个从动可动锥轮，该从动可动锥轮能够轴向滑动地安装在输入伞齿轮的轴上；该从动可动锥轮与从动定锥轮构成从动带轮，该输入伞齿轮的轴为从动带轮轴；在所述的主动带轮与所述的从动带轮之间安装无极变速带；在该主动可动锥轮和从动定锥轮的外侧装有调速装置。
[0010] 所述的调速装置包括变速调节手柄、移动架、导向销轴，移动架由前后方向设置的中心杆和与其两端垂直连接、并分别朝向左右的两个推臂呈Z形连接，中心杆的前端通过前后设置的导向销轴滑动安装在前车架上；变速调节手柄的前部能够前后摆动地通过
支点连接在前车架上，变速调节手柄的前端设有拨叉，该拨叉与移动架中心杆的后端为一体的球形
接触；移动架的两个推臂分别对应于主动可动锥轮侧和从动可动锥轮侧，在移动架上的推臂与主动可动锥轮和从动可动锥轮的相邻两个面装有一对相斥的磁
铁，彼此留有间距。
[0011] 所述的驱动机构包括脚踏驱动机构，该脚踏驱动机构包括脚踏、脚踏杆、 飞轮，脚踏杆的后端连接脚踏，脚踏杆前端通过飞轮连接在主轴上。
[0012] 所述的驱动机构还包括手动驱动机构，其结构是：一对相互平行的斜向连杆的上端各与一驱动手柄的前端用可拔插销轴连接，能够前后摆动的驱动手柄的支点转动安装于所述的操作杆上，该斜向连杆的下端与脚踏杆的向前延伸部分的前部用一长度补偿器铰接；两个脚踏杆向前延伸部分的末端分别与一根铅直方向的竖向连杆的下端相接，竖向连杆的上端与一根左右横向设置的摆杆的两端铰接，该摆杆的中间与前车架铰接，摆杆的两端能够绕其中间的铰接轴上下摆动。
[0013] 所述的换档机构为行走方式手柄，它由一根连杆及其前端的拨叉和固定在前车架上的支点组成，拨叉通过球形点与所述的主轴一端连接。
[0014] 在所述的前车架上安装车壳，在车壳的上部装有挡
风玻璃；在后车架上安装伸缩棚；在车壳前后装有车灯，在车壳的前方两侧装有
后视镜；在车壳的两侧装有车
门，在车门上安装一
块能够随车
门把手转动的动
磁铁，在车壳上安装与该动磁铁对应的定磁铁。
[0015] 所述的车门与车壳的连接结构是：车壳的侧面
焊接一上下方向的竖套，其内转动插入一倒L形的
连接杆，该连接杆的上端通过横向套与车门转动连接，在连接杆的下部连接一径向的横向杆，设在车门上的
定位销穿在横向杆端部的凹槽内。
[0016] 本实用新型的有益效果是：即可上下往复式脚踏，同时手臂也参与摇摆、还可脚踏与手摇单独动作、无链条传送动力的自行车。锻炼腿部肌肉的同时，也锻炼了上肢肌肉。前后车架可以伸缩，适合于不同身高的人使用；利用伞齿轮变速，结构简单，工作可靠；车架可以伸缩调整长度；利用磁力和带式无极变速装置调速，减小
摩擦力，操作方便。
附图说明
[0017] 图1是本实用新型的主视结构示意图；
[0018] 图2是本实用新型的俯视结构示意图；
[0019] 图3是本实用新型的左视结构示意图；
[0020] 图4是图1中的A-A剖视图(转弯装置后半部分的结构图)；
[0021] 图5是本实用新型驱动机构(驱动手柄与脚踏连接)的结构俯视示意图；
[0022] 图6是图5的B-B剖视图；
[0023] 图7是本实用新型车壳与伸缩棚的立体结构示意图；
[0024] 图8是本实用新型车壳与车门的连接结构示意图；
[0025] 图9是图8的俯视图；
[0026] 图10是本实用新型不带伸缩棚的车壳示意图。
[0027] 附图标记说明：前车架1、雨刮2、里程表3、摩电灯4、前轮5、后轮6、后叉7、后叉杆8、座椅9、主轴10、主动定锥轮14、主动可动锥轮15、无极变速带33、从动定锥轮17、从动可动锥轮18、脚踏20、飞轮21、驱动手柄(兼
刹车手柄和转向手柄)22、变速调节手柄25、后车架26、行走方式手柄28、心率表30、主动带轮轴31、从动带轮轴32、无极变速带33、脚踏杆
41、拨叉43、前摆杆44、连杆45、后摆杆46，倒L形连杆47、传动轴48、操作杆49、转轴50、斜向连杆51、长度补偿器52、竖向连杆53、摆杆54、销轴55、可拔插销轴56、软轴57、铰接点
59、车灯60、横向套61、连接杆62、竖套63、
挡风玻璃64、后视镜65、车门66、伸缩棚67、车壳68、连杆69、销轴70、双向飞轮机构71、输出伞齿73、主动伞齿轮74、从动伞齿轮75、移动架76、磁铁77、输入伞齿轮78、导向销轴80、销轴81。
具体实施方式
[0028] 参看图1-图10，本实用新型一种无极变速伞齿轮换挡及车架可伸缩的健身倒三轮自行车，包括车架、前轮5、后轮6、座椅9、转弯装置、驱动机构和传动装置，所述的车架由前车架1和后车架26组成，前车架1的后端与后车架26的前端相互同轴向滑动插接，二者可以伸缩调节车架的长度，用销轴81锁定。两个前轮5安装在前车架1的两侧，一个后轮6通过后叉7和后叉杆8安装在后车架26的中间。在车架上装有转弯装置、座椅、驱动机构和传动装置。
[0029] 所述的转弯装置包括转向手柄24、操作杆49、倒L形连杆47、传动轴48、软轴(一根用
联轴器连接的两根软轴)57、前摆杆44、连杆45和后摆杆46。操作杆49水平左右横向设置，其中间与倒L形连杆47的上端呈T形连接，倒L形连杆47的下部与前车架1转动连接(铰接点59)，倒L形连杆47的下端通过传动轴48与软轴57的前端连接；前摆杆44水平横向设置，其一 端通过转轴50转动连接在后轮6的上方的后车架26上，后摆杆46水平横向设置，其一端固定连接在后叉杆8上，在前摆杆44与后摆杆46对应的另一端分别与一根连杆45的两端铰接；转轴50与软轴57的后端固定连接；转弯装置的工作原理是：当需要转弯时，通过转向手柄24和操作杆49带动倒L形连杆47的上部(水平部分)左右摆动，倒L形连杆47的下部(铅直部分)转动相应的
角度，同时带动传动轴48也做相应的摆动，后者带动软轴57和转轴50同步转动，转轴50带动前摆杆44摆动，前摆杆44通过连杆45带动后摆杆46同步摆动，后摆杆46带动后叉杆8同步摆动，驱使车辆后轮6摆动相同的角度，实现转弯的目的。
[0030] 所述的传动装置包括主轴10、主动伞齿轮74、从动伞齿轮75、带式无极变速装置和输出伞齿轮73、输入伞齿轮78，主轴10通过轴套安装在前车架1上，主轴10与轴套79之间用键传动，能够在轴套内轴向滑动，轴套通过轴承安装在前车架1上。主轴10上装有一对齿面相对的主动伞齿轮74，在主轴10的一端装有能够带动主轴10和主动伞齿轮74轴向移动的换档机构。从动伞齿轮75的轴与主轴10垂直地安装在前车架1上，从动伞齿轮75位于一对主动伞齿轮74之间，通过主轴10的轴向移动，可以使得从动伞齿轮75能够与一个主动伞齿轮74啮合(
前进档或倒车档)或脱离(空挡)。在前轮5的轴上安装输出伞齿轮73，在从动带轮轴32上安装输入与输出伞齿轮73相互啮合的伞齿轮78，在从动伞齿轮75的轴(主动带轮轴31)与从动带轮轴32之间装有带式无极变速装置。
[0031] 所述的带式无极变速装置的结构是：主动定锥轮14固定在从动伞齿轮75的轴上，主动可动锥轮15通过键安装在从动伞齿轮75的轴上，在无级变速带33的
张力和调速装置(的变速调节手柄25)驱动移动架76的作用下，可轴向移动，与主动定锥轮14形成带传动所需的V形槽，构成主动带轮。从动带轮轴32通过轴承安装在前车架1上。在从动带轮轴32上固定安装从动定锥轮17，从动可动锥轮18通过键安装在从动带轮轴32上。从动可动锥轮18在无级变速带33的张力和变速调节手柄25驱动移动架76的作用下，可轴向移动，与从动定锥轮17形成带传动所需的V形槽，构成从动带轮。在由主动可动锥轮15和主动定锥轮14组成的主动带轮(其轴为主动带轮31)，与由从 动定锥轮17和从动可动锥轮18组成的从动带轮之间安装无极变速带33。
[0032] 所述的调速装置包括变速调节手柄25、移动架76、导向销轴80，移动架76由前后方向设置的中心杆和与其两端垂直连接、并分别朝向左右的两个推臂(呈Z形)组成，中心杆的前端通过导向销轴80安装在前车架1上，导向销轴80上有一导向键，移动架76可做轴向(前后)移动；变速调节手柄25的前部通过支点连接在前车架1上，能够由使用者操作变速调节手柄25绕支点前后摆动，变速调节手柄25的前端有一拨叉，该拨叉与移动架76中心杆的后端为一体的球形接触(连接)，能够推动移动架76前后移动。
[0033] 移动架76的两个推臂分别对应于主动可动锥轮15侧和从动可动锥轮18侧，在主动可动锥轮15和从动可动锥轮18的中心处，移动架76上的推臂与主动可动锥轮15和从动可动锥轮18的相邻两个面装有一对圆形相斥磁铁，彼此有一定的间距，随移动架76的移动和无级变速带33张力的作用，带传动所需的V形槽的宽度得到调整，全新的利用磁铁的相斥原理，无任何磨损。
[0034] 带式无极变速装置无级变速的原理是(参见图3)：当操作变速调节手柄25前端向前摆动时，位于前侧的主动可动锥轮15也同步移动，使得主动带轮V形槽的宽度改变，V形主动带轮的实际
节圆半径变小；与此同时，位于后侧的从动可动锥轮18同步移动(移动方向与主动可动锥轮15相反)，使得从动带轮V形槽变窄，V形从动带轮的实际节圆半径变大。从而使输出转速降低，降低了车速。同理，相反的操作会提高车速。
[0035] 所述的换档机构为：在行走方式手柄28的前端设有拨叉43，行走方式手柄28的前部通过支点连接在前车架1上，拨叉43通过球形点带动主轴10轴向移动，实现前行、
滑行、倒车的功能。当行走方式手柄28处于前进档位时，图5中位于上面的主动伞齿轮74与从动伞齿轮75啮合，上下往复驱动脚踏20和驱动手柄22，通过主动伞齿轮74、从动伞齿轮75和调速装置的传动，带动自行车前进；当行走方式手柄28挂至空档位时，从动伞齿轮75处于空位，车辆处于自由行使状态；当行走方式手柄28处于
倒档位时，图5中位于下面的主动伞齿轮74与从动伞齿轮75啮合，使得从动伞齿轮75旋转方向相反，使车辆倒行。
[0036] 本实用新型的驱动机构包括脚踏驱动机构和手动驱动机构，分别说明如 下：
[0037] 所述的脚踏驱动机构包括脚踏20、脚踏杆41、飞轮21，脚踏杆41的后端连接脚踏20，脚踏杆41前端通过飞轮21连接在主轴10上。通过往复地上下用脚踏动脚踏20，带动主轴10单向同步转动，由主动伞齿轮74把动力传递到从动伞齿轮75，通过带式无极变速装置、输入伞齿轮73和输出伞齿轮78驱动前轮5转动。
[0038] 所述的手动驱动机构，分别安装在座位的前面，驱动机构的结构是：相互平行的连杆51上端与驱动手柄22用销轴连接、可前后摆动，驱动手柄22安装于转向装置中所述的操作杆49上，弯曲的手柄是用螺钉与杆连接，松开螺钉，手柄可以杆为圆心，向里或向外转动，使手握住驱动手柄22的宽窄距离得以调整，以适合每人的舒适度，调整好后，再拧紧。驱动手柄22是可以绕操作杆49的轴线转动的，水平方向是固定的在前后摆动驱动手柄22时，操作杆49是不动的，驱动手柄22的下端分别与一根斜向连杆51的后端用可拔插销轴
56铰接，斜向连杆51的前端与脚踏杆41的向前延伸部分的前部用一长度补偿器52铰接。
两脚踏杆41向前延伸部分的末端分别与一根铅直方向的竖向连杆53的下端相接，竖向连杆53的上端与一根左右横向设置的摆杆54的两端铰接，该摆杆54的中间用销轴55与前车架1铰接，摆杆54的两端可绕销轴55上下摆动。
[0039] 手动驱动机构的动作原理是：当使用者前后摆动驱动手柄22的后端时，驱动手柄22则上下同步摆动，通过与连杆(51)带动脚踏杆(41)绕主轴(10)旋转，当每一驱动机构中一侧的驱动手柄(22)向身体方向拉时，另一侧的脚踏板20以主轴(10)为轴心向下摆动，与该脚踏20相连的脚踏杆41的前端向上抬起，通过连杆53带动摆杆54的同一端向上摆动，另一侧的连杆53则向下摆动，带动另一侧脚踏杆41的前端向下，即另一侧脚踏20向上摆动，形成左右脚踏20交替上下摆动，循环往复。当把驱动手柄(22)的前端与连杆51的后端连接用可拔插销轴56取下后，实现单独脚踏驱动的功能。即具有可同时上下脚踏和前推后拉驱动手柄、也可单独上下脚踏或单独前推后拉驱动手柄的功能。
[0040] 另外，对于特殊城市或丘陵地区，解决上坡吃力的问题，可以通过使用 电动助力，更换在非
驱动轮处。
[0041] 为了适应不同高矮身材的需要，可前后调节后车架26上的座椅9的位置。脚踏20与脚踏杆41之间可以采用铰接结构，使得脚踏20可以伸缩，通过伸缩脚踏20可实现脚踏
力臂的长短。
[0042] 见图7-图10，考虑了即美观，又实用的原则，本实用新型可在前车架1上安装车壳68，在车壳68的上部装有挡风玻璃64；在后车架26上安装伸缩棚67，伸缩棚67可向后伸缩，需用时拉向前方，与挡风玻璃64相接，构成封闭的车厢。在车壳68前后装有车灯60，在车壳68的前方两侧装有后视镜65，前挡风玻璃64高低可调整。在车壳68的两侧装有车门66，车门66的
开关是利用磁铁相吸和相斥的原理，一块磁铁在车壳68上，另一块磁铁在车门66上。当转动车门把手时，磁铁之间会发生角度的变化，产生
磁性的改变。从相吸到相斥，或从相斥到相吸。车门66与车壳68的连接结构是：车壳68的侧面焊接一上下方向(AB方向)的竖套63，其内转动插入一倒L形的连接杆62，连接杆62的上端通过横向套61沿AC方向与车门66转动连接。当开关车门66时，以AB中心为转轴；当需要伸缩时，以AC中心为转轴向上翻起(参见图7中翻起的车门66′)，车门66可以沿BA方向取下。在连接杆62的下部垂直(径向)连接一横向杆621，车门66套在倒L形的连接杆62上，车门
66上的定位销穿在横向杆621端部的凹槽内，在车门66向上伸缩时，定位销沿该凹槽的方向退出。
[0043] 见图10本实用新型可在前车架1上安装车壳68，在车壳68的上部装有挡风玻璃64；在车壳68前后装有车灯60，在车壳68的前方两侧装有后视镜65，前挡风玻璃64高低可调整。即不带车门和车棚。
