CN103481982B - 装有稳腿部件的站立式独轮车 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种脚蹬驱动的、装有稳腿部件的站立式独轮车，加上使用悬挂式脚蹬组件或者椭圆形车轮，在应用性能的各个方面都有了很大的提高。不仅具有较高的侧向稳定性，而且增加了骑行的安全性，减少了摔倒的危险性。为该领域增添了一个新变种的独轮车。

Description

装有稳腿部件的站立式独轮车

技术领域

本发明提出了一种装有稳腿部件的站立式独轮车。更确切地说，是一种用脚蹬(Pedal)驱动的、装有稳腿部件的站立式独轮车。

背景技术

独轮自行车已为业内人士所熟知，最常见的是用脚蹬驱动的、带有座位的独轮车，它们广泛地用于娱乐与杂技表演。作为一种娱乐与健身的器材而言，独轮车是很难学会骑行的。“难学”虽然促进了娱乐性的竞赛，但同时也减少了许多人的“学骑”兴趣。

还有一种不带座位的独轮车，五年前就已经有不少的产品在市场上销售了(参阅：维基解密，Wikipedia，the free encyclopedia)。因为它没有车座，骑起来更难掌控平衡，所以，大家普遍称它为“终极轮(Ultimate wheel)”、或称作“难骑轮(Impossible wheel)”。(有时将一种无座位的、脚踏板固定的独轮车也称作“难骑轮”)。骑行这种不带座位的独轮车比设有座位的独轮车更需要技巧的原因是：骑车时，在驱动脚蹬的过程中，车轮会倒向侧面，致使车子失去左右的平衡；不设座位的独轮车，车子的每一侧，骑车人的腿与车只有一个接触点，亦即骑车人踏在脚蹬上的脚是车与人之间唯一的接触点；只靠一个接触点，加上车子又是可以前后左右***的，很难使骑车人与车子的相对位置，在与垂直地面的方向上控制得基本不变或基本一致。所以要想阻止车轮以不希望的角度倒下来是极其困难的。否则，骑车人只有用腿来摩擦未盖住的车轮，以期阻止车轮的侧倒，所以骑行无座位的独轮车则要更加困难些，需要更多的技巧。

因此，市场上需要一台能用脚蹬驱动的站立式的独轮车，并且要具有较高的侧向稳定性，能用来替代以前的常规产品，能用来作为骑行较困难类型的独轮车的训练器材，或者能为该领域增添一个新变种的独轮车。

发明内容

本发明的目的是要制备一种要比目前的产品具有较高侧向稳定性的、能够较精确地被骑车人操控的独轮车。为使车子稳定，本发明的独轮车，在脚蹬的上方装置了一个稳腿部件，该稳腿部件是朝向脚蹬的上方伸展的，稳腿部件上有一靠腿板。当骑车人的脚就位在脚蹬上踏动时，骑车人腿的内侧始终能与靠腿板保持接触。骑车人用腿的内侧对靠腿板施加压力，可以减少在踏动脚蹬的过程中所发生的不必要的倾侧，从而增加了车子骑行的稳定性，同时也增加了车子在转弯、上下坡与粗糙路面行驶时的精确操控的效率。

通过分析，可以发现独轮车与踩高跷保持平衡的原理是相同的，独轮车与踩高跷的操作者是使得轮子或高跷的移动，以及通过肢体的移动来控制重心的位置，从而来保持平衡的。这里所说的重心，是指操作者与车子合成一个整体时的重心，操作者与车子之间的位置在垂直方向上基本不变的话，两者整体的重心位置也是基本不变的。对于独轮自行车来说，如果操作者与车子之间的位置不断在变化，或不能在垂直方向上保持基本一致的话，操作者与车子各自的重心位置是各自在改变的，则操作者与车子合成一个整体时的重心也在不断的变动，操作者与车子也就无法保持平衡，因为操作者很难站稳在脚蹬上，即使对于较熟悉操控技巧的人也是很难稳定地操控车子行进。

踩高跷在我国已有很古老的历史了。今人所用的高跷，有双跷、单跷之分。双跷多绑扎在小腿上，单跷则以双手各持着每根高跷的顶端。无论哪种高跷每边都是有两个固定的连接点，双跷是脚踩处与小腿上的绑扎处两个连接点，单跷是足蹬处与手握处两个连接点。这两个固定的连接点使得操作者与高跷混成一体，在与地面的垂直方向上保持有一个共同的重心。因此，操作者与高跷能够保持平衡，不但能稳定行进，还能表演种种节目的文武特技了。操作者的每条腿与每根高跷之间只有一个连接点是玩不成高跷的。考察踩高跷的原理后，可以发现站立在脚蹬上独轮自行车操作者的每只脚，只有在脚蹬上的一个连接点，如果有两个固定的连接点的话，才能使操作者站稳在脚蹬上，稳定地操控车子行进或做其他的工作。

因此，本发明提出的站立式独轮车主要是改变了以前业内所提出的独轮自行车的结构，在脚蹬的上方设置了一个与车体相连的稳腿部件，它的作用是使骑车人的腿能够靠住车体，除了脚蹬上的蹬足处以外，增加了一个基本固定的连接点，使骑车人的每条腿与车体之间有了两个连接点后，骑车人就可在脚蹬上站稳，稳定地操控车子了。每个稳腿部件上装置有靠腿板，分别用来供骑车人的两腿接触相靠，使得双脚在踏动脚蹬的过程中，两腿始终可与靠腿板保持接触相靠。从而，提高了车子骑行的稳定性与操控的精确性。

本发明的某些实例提出了可使用椭圆形的车轮。众所周知，在两个脚蹬循环转动的周期中，两个脚蹬垂直地成一直线时，造成施力的“死点”，对车轮施加转动力矩有着本质上的困难。使用椭圆形车轮的独轮车可以克服这个困难。

业内有经验人士在结合图纸审阅下文的详细叙述后，可以进一步了解本发明的技术特点以及其它有关的优点了。

附图说明

图1是根据本发明所提出的，装有稳腿部件的站立式独轮车的一种实施方案的透视图。

图2是上述图1独轮车的侧视图。

图3是根据本发明所提出的，装有稳腿部件的站立式独轮车的另一种实施方案的透视图。在辐条上设置了导轨。

图4是根据本发明所提出的，装有稳腿部件的站立式独轮车的又一种实施方案的透视图。具有椭圆形的车轮。

图5是上述图4独轮车的侧视图。

图6是根据本发明所提出的，装有稳腿部件的站立式独轮车的又一种实施方案的透视图。装有悬挂式的脚蹬组件。

图7是上述图6独轮车的侧视图。

这些实例，将在下文中详述。

具体实施方式

参阅图1与图2，这是本发明所提出的一种装有稳腿部件的站立式的独轮车100。独轮车100包括有单个车轮110、两个脚蹬120与两个稳腿部件130。两个脚蹬120分别与车轮110相配接，用来驱动车子100。稳腿部件130与脚蹬120相配接，连接在每个脚蹬120的内侧。车轮110只有单根辐条111，跨接在车轮的直径上。在其他实例中，轮子的结构可能与目前已知的技术稍有不同。两个脚蹬120分别可转动地设置在车轮110的两侧，它们能支撑骑车人，供骑车人站立，使骑车人能使用脚蹬120来驱动车轮110.。每个稳腿部件130包括有一根垂直的连杆131，它通常是从脚蹬120处向上伸展出来的。(这里对稳腿部件130描述时所用的“方向向上”与“方向垂直”等用语，是对车子100在使用时的方位而言的，图1图示了使用时车子100的方位。这里所指的方向是指“通常”意义的方向，不是“准确”含义上的方向，因为稳腿部件130是随着脚蹬120旋转的，所以在踩动脚蹬的过程中，骑车人腿的朝向会历经小小的变化)。每个垂直连杆131上附有一个靠腿板132，它的表面与高度位置正好能支撑住骑车人的腿。所以两个稳腿部件，各具有一个靠腿表面，各自与所述的脚蹬组件相配接后，当骑车人站在脚蹬上骑行时，骑车人的两腿都能与靠腿表面保持接触。

在图1与图2所示的独轮车100上，垂直连杆131是连接脚蹬120与靠腿板132的一根支撑杆；然而，在另外的实例中，稳腿部件130的结构稍有不同。例如，垂直连杆131可以用铰链来连接，可以向下朝着脚蹬120的方向折叠收拢起来，(但是，不能朝着轮子方向来折叠，因为骑车人的腿是朝着腿的内侧方向施力的，所以垂直连杆131必须为此保持刚性)。除此以外，垂直连杆131与脚蹬120可以用同一种材料一体化地成型。或者，垂直连杆131与靠腿板132可用同一种材料一体化地成型。

稳腿部件上设置有一个靠腿表面，本实例中是靠腿板的靠腿表面。当骑车人的脚站在脚蹬120上后，将腿放到靠腿板132的位置，骑车人腿内侧对靠腿板132施压，与靠腿板132靠紧，骑车人的腿得到了支撑。骑车人在踏动脚蹬的循环中，两条腿都始终是与靠腿板132靠紧的。骑车人的每条腿与车子之间增加为两个连接点，因此增加了车子侧面的稳定性。与骑车人的腿与车子之间只有脚与脚蹬一个连接点相比，骑车人就能比较容易地操控独轮车了。骑车人的每条腿与车子有两个连接点与只有一个连接点之间效果的差别与“高跷”相同，也是很明显的。众所周知，假如操作者的每条腿与每根“高跷”之间只有一个连接点是玩不成“高跷”的，操作者的脚与“高跷”的踏脚板连接以外，小腿部位还需要与“高跷”的向上延伸杆绑住才行，有了两个连接点后，才能做各种“高跷”表演。不过，独轮车的第二个连接点，小腿与靠腿板132之间是不能捆绑固定的，为了确保安全，要允许骑车人能随时不受限制地将腿与车脱离，从车上安全地跳下来。显然，设置了靠腿板132以后，随着侧向稳定性的增加，骑车人能更容易地操控车子的方向；在斜坡或崎岖不平的地形上行驶时，骑车人能更容易地稳定在车上；在骑行时以及在上下车时，骑车人能更容易地防止非故意的侧向倾斜翻倒。靠腿板132可以用稍为柔软的一类材料(如：橡胶)制成。车子两侧的靠腿板132与腿接触表面可具有稍微凹陷的曲面，与骑车人的腿部内侧接触面大致拟合。稳腿部件130可以设置得略微向外倾侧，以利于骑车人易于对靠腿板132施压。这些性能都是有利于骑车人的腿部通过摩擦与靠腿板132保持良好的力学连接。

因为车子两侧的稳腿部件130与脚蹬120结合后的重心位置不在脚蹬120转轴中心的附近，当骑车人的腿尚未就位时，车子两侧的稳腿部件130会绕着踏脚板120的转轴中心自由地朝前或朝后倒下来，无法使两块靠腿板132之间保持一定的距离，所以在两个稳腿部件130之间要设置一条连接带140。连接带140使得两块靠腿板132不会移动超出一定的距离，当骑车人的腿使一侧的稳腿部件130处于垂直的位置时，另一侧的稳腿部件130也会处于相似的位置，两块靠腿板132之间就会始终保持一定的距离。连接带140可以采用不同样式或不同的材料，如：弹性绑带或塑性柔条(图1、图2中所示)，配接在两条垂直连杆131的上部。

另一个使两块靠腿板132保持一定距离的方法是在每个脚蹬120的下方附加一个重物，使得稳腿部件130与脚蹬120结合后的重心位置低于脚蹬120的转轴中心，更加靠近地面。此时，即使骑车人的两腿尚未就位时，稳腿部件130通常也是倾向于垂直地站立着的，不会前后倒下来的。

如图1与图2所示，车轮辐条111上有多个连接点121，它们是供连接脚蹬120用的。两个脚蹬120与车轮110中心的间距是可以根据演出与爱好供骑车人选择的。车轮辐条111上的多个连接点121就是改变两个脚蹬120之间距离时选用的连接点。

图3显示了另一种能改变两个脚蹬120之间距离的实施方案。该实例中，在辐条111上设有一条导轨122，使得两个脚蹬120能够沿着轨道滑动，可用来精细地控制所连接的两个脚蹬120的距离与位置。导轨122也可以是滑轨，当两个脚蹬120在为了推动车子的踏动过程中，两个脚蹬120之间的距离可以设置成可变动的组态。此时，两个脚蹬120是被施有偏压的(用弹簧或其它方法)，偏压消除后，是会自动地回复原状的。亦即当两个脚蹬120不受外力时，互相与车轮110的中心保持有一定的距离，当受到外力时，两个脚蹬120之间的距离会变远或变近(变远还是变近是取决于驾车人所施力的方向与大小)，当外力撤销后，两个脚蹬120之间回复到原定的距离。众所周知，在常规情况下，脚蹬在踏动循环的某些点位时是很难施加推力力矩的，由于滑轨122所设置的组态，是可以自动调节脚蹬120与车轮110中心之间的距离，因此这种配置使得驾车人在这些点位也能容易地施出推力力矩，推动车子运行。由此可见，本实例的技术特点是：因为脚蹬组件上的脚蹬120是可转动地连接在辐条111上的，所以脚蹬120是通过辐条111可转动地与车轮相连接的，每个脚蹬120各自有一条转动的轴线，两个脚蹬120的两条转动轴线之间的距离是可以调节的，换句话说，脚蹬组件与车轮之间转动连接的转动轴线，与车轮的转动轴线之间的距离是可以调节的。

图4与图5显示了本发明所提出的另一个实例，图4是独轮车200的透视图，图5是独轮车200的侧视图。在该实例中，独轮车200与图1、图2上的独轮车100不同之处在于，使用椭圆形的车轮210代替了圆形的车轮110。其他部件都是相似的，脚蹬与稳定化部件设置在单根辐条211上。椭圆形的车轮可以补偿某些点位时对车轮施加力矩的困难，特别是当两个脚蹬处在垂直的一条直线上时最为困难。同样，独轮车200也可设置滑动导轨，其功能也如同上文所述。

图6与图7显示了本发明所提出的又一个实例，图6是独轮车300的透视图，图7是独轮车300的侧视图。在该实例中，独轮车300的左右两个脚蹬320都不是直接配接在辐条311上，每个脚蹬320只是脚蹬组件310中的一个部件。每个脚蹬组件310是由一个脚蹬320与一条连杆321所组成。每个脚蹬组件310是通过转轴322与辐条311可转动地相配接。322是一个连接件，可以是转轴，也可以是转动销一类的可转动的连接件，已为业内人士所熟知。每个脚蹬组件310中，脚蹬320是刚性地配接在连杆321的一端，连杆321的另一端通过转轴322与辐条311可转动地配接。连杆321的两端在配接处以外，都可以延伸出一小段长度的连杆，从图6与图7上可见，脚蹬320是配接在连杆321的端部，而连杆321的另一端在转轴322处配接后，还向上延伸出一小段长度的连杆。在转轴322处，整个脚蹬组件310能够绕轴转动，该转轴基本上是垂直于车轮的转动平面。整个脚蹬组件310好像是悬挂在转轴322处，它的转动是独立于车轮的，与车轮的转动互不干扰。这种悬挂式脚蹬组件的设计，使得脚蹬320的转动特性不同于常规脚蹬***中脚蹬的转动特性。对于常规的脚蹬驱动***中的脚蹬来说，当骑车人为了驱动独轮车行进踩动脚蹬时，脚蹬是绕着车轮的转轴转动的，脚蹬的转动中心是轮轴。然而，当脚蹬组件310在使用时，骑车人为了驱动车辆，为了支撑骑车人自身的重量，通常对脚蹬320施加一个向下的力。因为转轴322的转动是独立于车轮的转动，所以在整个踩踏脚蹬的一个循环中，脚蹬320始终倾向于保持在低于转轴322的位置上。悬挂式脚蹬组件中的脚蹬，由于有一段连杆的距离补偿，使得它的转动轨迹的中心离地的高度低于车轮的轮轴。(参阅本人申请的另一个专利，人力车用的悬挂式脚蹬组件，申请号：2013104681074，2013-10-11)。所以，当骑车人骑行时，脚蹬320的踩蹬表面是低于连杆321的转动轴线。较低位置的脚蹬以及最终使得骑车人重心的降低，增加了车辆骑行的稳定性，减少了车辆骑行的难度，上车更方便，下车(无论是计划好的下车，还是无准备的下车)更安全、更舒适。

在图6与图7所示的独轮车300上，同样也设置了稳腿部件330。稳腿部件330中的垂直连杆331可以是脚蹬组件310中的连杆321一体化的延伸。垂直连杆331与连杆321共用转轴322。靠腿板332同样是设置在垂直连杆331的顶端。

从上述几个实例可见，使用了稳腿部件、悬挂式脚蹬组件或者椭圆形车轮的站立式独轮车，在应用性能的各个方面都有了很大的提高。具有较高的侧向稳定性，是能用来替代以前的常规产品，作为骑行独轮车的训练器材，也能为该领域增添一个新变种的独轮车。

虽然以上叙述的各种实施方案包含了许多特定的细节，但是不应构成对实施方案包括范围的限制，而且也不应仅仅限于目前提出的这些特定方案的图示上。因此，这些实施方案的涵盖范围应该由所附的权利要求及其相应的文件所确定的，而不是由上述给出的实例所决定的。此外，还应该理解为本发明还能作进一步的改动。本专利旨在涵盖根据本发明的原理所进行的各种变化、用途或改良；也涵盖了与本发明所揭示的已知方案或实施方案有所偏离，但仍然从属于本发明技术及其应用原理的范围。

Claims (8)

1.一种装有稳腿部件的站立式独轮车，其特征在于，是有如下部件构成：

一个车轮；

两个脚蹬组件，可转动地设置在所述车轮的左右两侧，供骑车人站立及用来驱动所述独轮车的运行；

两个稳腿部件，各具有一个靠腿表面，每个稳腿部件包括有一根从脚蹬组件处向上伸展出来的垂直连杆，通过垂直连杆各自与所述的脚蹬组件相配接，使得稳腿部件可转动地设置在所述车轮的左右两侧，当骑车人站在所述的脚蹬组件上骑行时，骑车人的两腿都与靠腿表面保持接触。

2.根据权利要求1所述的装有稳腿部件的站立式独轮车，其特征在于，所述稳腿部件上的靠腿表面是一个相应的凹陷表面。

3.根据权利要求1所述的装有稳腿部件的站立式独轮车，其特征在于，所述稳腿部件的靠腿表面是用柔性材料制成的。

4.根据权利要求1所述的装有稳腿部件的站立式独轮车，其特征在于，所述的脚蹬组件与车轮之间是可转动地连接的，该转动连接的转动轴线与所述车轮的转动轴线之间的距离是可以调节的。

5.根据权利要求1所述的装有稳腿部件的站立式独轮车，其特征在于，所述的车轮是椭圆形的。

6.根据权利要求1所述的装有稳腿部件的站立式独轮车，其特征在于，所述的每个脚蹬组件包括有：一个脚蹬，它设有供骑车人踩蹬的表面；以及一条脚蹬组件的连杆，脚蹬组件的连杆的一端是与所述的脚蹬相配接，脚蹬组件的连杆的另一端是可转动地配接在车轮的侧面，脚蹬组件的连杆的转动轴线与车轮的转动平面相交；当骑车人操作时，脚蹬的踩蹬表面是低于脚蹬组件的连杆的转动轴线。

7.根据权利要求6所述的装有稳腿部件的站立式独轮车，其特征在于，所述的脚蹬与所述的连杆是刚性地相连接的。

8.根据权利要求6所述的装有稳腿部件的站立式独轮车，其特征在于，所述的脚蹬与所述的连杆是可转动地相连接的。