由齿条和齿轮组成的驱动系统而推进的车辆技术方案

本发明专利技术涉及一种由齿条和齿轮组成的驱动系统而推进的车辆。本发明专利技术的车辆包括相对于框架固定在适当位置的第一轨道。第一轨道从第一位置沿直线延伸到第二位置。第一齿条可沿着第一轨道的直线前后移动。第一齿条沿着齿条的至少一侧延伸。第一小齿轮联接到框架并且包括第一小齿轮，该第一小齿轮可旋转并与第一齿条啮合，使得当第一齿条沿着第一轨道从第一位置移动到第二位置时，第一小齿轮沿第一方向旋转第二位置。驱动组件联接到框架和第一小齿轮，并且驱动组件将第一小齿轮在第一方向上的旋转运动转换为车辆的运动。

A vehicle propelled by a drive system consisting of rack and gear.

The invention relates to a vehicle propelled by a drive system composed of rack and gear. The vehicle of the invention includes a first track fixed at the appropriate position relative to the frame. The first track extends from the first position along the straight line to the second position. The first rack can move along the straight line of the first track. The first rack extends along at least one side of the rack. The first pinion is connected to the frame and includes a first pinion, which can be rotated and meshed with the first rack so that when the first rack moves from the first position to the second position along the first track, the first pinion rotates the second position in the first direction. The driving assembly is connected to the frame and the first gear, and the driving assembly converts the rotation motion of the first gear in the first direction into the motion of the vehicle.

【技术实现步骤摘要】
由齿条和齿轮组成的驱动系统而推进的车辆
总体而言，本专利技术涉及人力推进车辆例如自行车的领域。更具体地说，本专利技术涉及将齿条和小齿轮驱动系统用于把使用者施加的驱动力高效转换成车辆向前运动的驱动系统。
技术介绍
普通人力车辆运动效率低。常规的人力驱动的车辆，例如自行车，是由大致位于前轮和后轮中间的轴组合而成。垂直地固定在踏板起动车轴上的是踏板曲轴，在其端部是从自行车向外突出的踏板。这些踏板提供使用者或骑手利用由人体产生的推进力。自行车踏板曲轴通常具有链轮，该链轮接合驱动后轮的链条，这样当人力驱动自行车的踏板曲轴时，将会迫使车轴链轮向前旋转从而带动自行车向前移动。因此，自行车驱动系统的起动曲轴，车轮轴，踏板和整个起动运动构造限制了骑车者从而迫使他或她的脚和腿只能够以大体上圆形的运动来驱动自行车的踏板曲轴。传统的人力驱动车辆浪费人类能量。以自行车为例，人力蹬踏曲轴以驱动链轮旋转运动导致空转和浪费的能量，因为脚踏力仅在蹬踏力导致位移时而且移动的距离和驱动力在相同方向时才能产生有有效的驱动力。换句话说，只有当蹬踏力推动曲柄并使曲柄向下移动一定的距离时，该驱动力才起作用。因此，人力蹬踏曲轴的整个360度受迫旋转的能量超过50％被浪费而并没有被用来驱动自行车。因此，整个过程是低效的。现有的解决方案也限制了机械效率的有效发挥。当前所有这些解决方案都在尝试更改链轮齿轮比，或者重新安排链轮的位置和方向。然而，由于链轮和链条之间总是存在着比较大的啮合间隙，所有具有链轮的蹬踏旋转驱动系统在本质上总是低效率的。类似地，轴驱动自行车具有更大的摩擦力并且需要克服更大转动惯量，并且这些驱动系统并没有获得任何的机械效率。无论链和轴传动的自行车都具有低效蹬踏的圆周运动的一个共同特点。典型的人力自行车通常也仅适用于一个骑者。这是因为在典型的自行车上只能有一个人在任何给定的时间内能够推进它。由于典型的人力自行车只有一个驱动链轮并且只具有一对踏板以推动后轮或前轮，如果有成年乘客坐在后部或中间框架上而当只能有一个自行车驱动者，则该自行车难以移动且不适用。
技术实现思路
以下意图旨在简要介绍本专利技术的简要概述，从来没有旨在限制本专利技术范围的意图。以下所陈述的一些实施范例的示范性目的是通过提供一种新颖人力驱动的车辆从而找到上述问题的根本解决方案，该解决方案拥有可以直接连接到的一个自由转动前叉结构与多于一个的车把以用于车辆移动方向的控制，还有多于一个以上的主框架结构并且拥有多骑手抓杆以适合多于一个的骑手和/或乘客。以下所陈述的一些实施范例的示范性目的是通过提供一种新颖人力驱动的车辆从而找到上述问题的根本解决方案，该解决方案所述车轮轴构造并直接与多于一个小齿轮和棘轮组件单元连接在一起，与多于一个直线运动轴承组件单元相连，与多于一个直线运动承载轨道组件单元以引导多于一个齿条齿轮平滑且适当地旋转小齿轮组件单元相连，与多于一个齿条传动双向运动控制组件单元系统和多于一个车轮双向运动控制组件单元系统相连，并且拥有多于一对的踏板可以安装在每个踏板上或者从每个踏板移除以使得多个人力车驱动者和/或多个乘客能够直接地、同时地、间歇地推进每个单独的车轮，和/或沿着直线运动在双向运动方向上移动多于一个齿条，迫使小齿轮与轮一起通过多个棘轮和棘爪组件单元系统一起旋转。这种单人和/或多用户人力驱动的车辆具有自行车，三轮车，四轮和五轮和六轮自行车，割草机，前轮驱动轮椅，后轮驱动轮椅，船舶车辆，水陆两用车辆，水陆两用车辆，陆空车辆，陆上、海上和空中车辆等多种实施方案。在一些实施例中，该主结构允许车辆支撑多于单轮组件并且支撑多于一个鞍座以使多于一个的骑者和/或多于一个的乘客安全地坐下。在一些实施例中，车轮组件具有轮轴，车轮轴能够制造成并且直接和/或间接地与多于一个的小齿轮以及多于一个的相应的棘轮机构或辊斜坡超越离合器或楔块离合器或单向自由轮离合器或一个离合器滚针轴承组件或拉制杯滚子离合器/轴承或者任何等效装置一起工作以允许小齿轮与相应的棘轮机构或滚子斜坡超越离合器或楔块离合器或者单向飞轮离合器接合，单向离合器滚针轴承组件或拉伸杯滚子离合器/轴承或者任何等效装置以使轮子向前旋转一个方向或与相应的棘轮机构或滚子斜坡超越离合器或楔块离合器或单向飞轮离合器或单向离合器/单向离合器滚针轴承组件或拉制杯滚子离合器/轴承或者任何等效装置以使轮子向前旋转一个方向或与相应的棘轮机构或滚子斜坡超越离合器或斜坡离合器或单向飞轮离合器或单向离合器/单向离合器滚针轴承组件或拉伸杯滚子离合器/轴承或者任何等效装置，以便不在相反方向上旋转车轮。在一些实施例中，车轮组件具有轮毂，轮毂优选地在轮毂的两侧内构造有一对棘轮环。这些轮毂内部棘轮环被构造成直接与一对对应的小齿轮以及其一个以上的对应的棘轮爪和弹簧机构配合以允许小齿轮与相应的棘轮机构接合以使轮向前旋转在一个相同的方向，或者与相应的棘轮机构脱离，以便在相反的一个相同的方向上不旋转车轮。在一些实施例中，车轮组件具有轮毂，该轮毂在其两侧上构造有多于一个的相应棘轮爪和弹簧机构，以与一对相应的小齿轮以及作为小齿轮的一部分的棘轮环匹配，但不与轮毂的一部分一同起作用以允许小齿轮与相应的棘轮机构接合，以使得车轮沿同一个方向旋转，或者与相应的棘轮机构脱离，从而在相反方向上根本不旋转车轮。在一些实施例中，该人力推进车辆具有多于一个的齿条，其直接与对应的直线运动承载轨道组件单元(包括直线运动轴承，直线运动轴承外环和直线运动承载轨道)连接，使得齿条始终与直线运动承载轨道组件单元从开始到结束一起移动，并且始终将其线性驱动运动保持在仅仅相同的单一的固定直线中并且同时始终保持其线性驱动运动仅仅发生在相同的一个平面上而使相应的啮合小齿轮旋转。在一些实施例中，该人力推进车辆具有多于一个的小齿轮，其直接或间接地通过惰轮或过桥齿轮和/或外齿轮系和/或内齿轮系和/或周转齿轮系和/或行星齿轮系和/或齿轮箱和/或任何等效装置与其相应的齿条啮合连接并与其直线运动承载轨道组件单元(包括直线运动轴承，直线运动轴承外环和直线运动承载轨道)或者任何等效装置连接在一起移动，使得齿条始终沿着直线运动轴承承载轨道从开始到结束在一起移动，并且始终将其线性驱动运动保持在仅仅相同的单一的固定直线中并且同时始终保持其线性驱动运动仅仅发生在相同的一个平面上而使相应的啮合小齿轮旋转。在一些实施例中，该人推进车辆具有多于一个的直线运动支承轨道组件单元，其以这样的方式安装在车辆主框架结构上，使得其不仅能够引导其相应的直线运动轴承和直线运动轴承内外圈的运动以使直线运动轴承和直线运动轴承内外圈能够在直线运动承载轨道上与附接的相应齿条平滑地平移，而且能够保证齿条与齿轮仅仅在相同的一个平面上始终正确啮合。直线运动轴承轨道组件单元可以是一系列多于一个的滚轴或者滚子球轴承辊或任何等同的装置，其装配到直线运动轴承内外环中以引导整个直线运动轴承组件仅在一个相同的平面和直线上线性和平滑地移动。在一些实施例中，该人力推进车辆具有多于一个齿条传动双向运动控制组件单元系统，以提供一对齿条传动双向运动控制。齿条双向运动控制组件单元系统可以配置和使用在车轮中的任何一个和/或用于所有车轮中。圆轮形式和/或滚轴或者滚子球轴承辊或任何等同的装置所构成的双向运动控制组件单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆，包括：一个框架；第一轨道，其可以被设计和设置在所述的框架上并且相对于所述的框架被固定在适当位置，其中所述第一轨道可以从第一位置沿直线延伸到第二位置；第一齿条，其可以被设计和安装在所述的第一轨道上并且能够沿着所述的第一轨道做直线的往返来回移动，而且该第一齿条总是沿着固定的同一个直线上和同一个平面上做直线的往返来回移动，其中所述第一齿条包括可以沿着至少一侧延伸的第一齿条齿；第一小齿轮，其可以被设计和安装联接到所述框架上，其中所述的第一小齿轮包括第一小齿轮，所述的第一小齿轮能够旋转并与所述的第一齿条啮合，当所述的第一齿条沿着所述的第一轨道从所述的第一位置移动到第二位置时，使得该第一小齿轮能够在第一方向上转动和/或旋转；和一种驱动组件可以被设计和安装联接到所述的框架和所述的第一小齿轮上，所述的驱动组件可以和能够将所述的第一小齿轮在所述的第一方向上的旋转运动转换成所述车辆的向前方向上的运动。

【技术特征摘要】
1.一种车辆，包括：一个框架；第一轨道，其可以被设计和设置在所述的框架上并且相对于所述的框架被固定在适当位置，其中所述第一轨道可以从第一位置沿直线延伸到第二位置；第一齿条，其可以被设计和安装在所述的第一轨道上并且能够沿着所述的第一轨道做直线的往返来回移动，而且该第一齿条总是沿着固定的同一个直线上和同一个平面上做直线的往返来回移动，其中所述第一齿条包括可以沿着至少一侧延伸的第一齿条齿；第一小齿轮，其可以被设计和安装联接到所述框架上，其中所述的第一小齿轮包括第一小齿轮，所述的第一小齿轮能够旋转并与所述的第一齿条啮合，当所述的第一齿条沿着所述的第一轨道从所述的第一位置移动到第二位置时，使得该第一小齿轮能够在第一方向上转动和/或旋转；和一种驱动组件可以被设计和安装联接到所述的框架和所述的第一小齿轮上，所述的驱动组件可以和能够将所述的第一小齿轮在所述的第一方向上的旋转运动转换成所述车辆的向前方向上的运动。2.根据权利要求1所述的车辆，其中：所述的驱动组件可以被设计安装而能够围绕轴和/或轮轴和/或车轴旋转；所述的第一小齿轮可以被设计安装而能够沿着所述的轴和/或轮轴和/或车轴定位并且还能够围绕所述的轴和/或轮轴和/或车轴旋转；所述的第一小齿轮在所述第一方向上的旋转能够使所述的驱动组件也沿着所述的第一方向旋转；和所述的驱动组件在第一方向上的旋转能够通过使驱动组件与车辆的环境相互作用而产生车辆的向前移动。3.根据权利要求2所述的车辆，其中：所述的第一小齿轮可以被设计安装而位于所述的驱动组件的轮毂内；所述的第一小齿轮沿着所述的第一方向旋转所述的驱动组件，使得在所述的车辆向前移动期间，所述的驱动组件仅沿着所述的第一方向转动；和所述的轴和/或轮轴和/或车轴被设计安装而固定在所述的车架上，使得它不能够被移动也不能够与车轮一起旋转。4.根据权利要求2所述的车辆，其中：所述的第一小齿轮可以被设计安装而耦合联接到所述的轴和/或轮轴和/或车轴上；所述的第一小齿轮沿着所述的第一方向旋转所述的车轴，使得在所述的车辆向前移动期间，所述的车轴仅仅在所述的第一方向上转动；所述的车轴可以被设计安装而耦合联接到所述驱动组件上；和所述的驱动组件可以被设计安装而能够使其由于车轴的旋转而旋转。5.根据权利要求2所述的车辆，还包括：在所述的第一小齿轮和所述的驱动组件之间可以被设计安装相互脱离的方法和装置；其中当所述的第一齿条沿着所述的第一轨道从所述的第二位置移动到所述的第一位置时，所述的第一小齿轮通过所述的第一齿条在第二方向上转动；和所述的相互脱离的方法和装置用于在所述的第一小齿轮沿着所述的第二方向转动的同时使所述的第一小齿轮与所述的驱动组件相互脱离。6.根据权利要求5所述的车辆，其中所述的驱动组件仅仅能够通过所述的第一小齿轮在所述的第一方向上旋转而能够通过使驱动组件与车辆的环境相互作用而产生车辆的向前移动。7.根据权利要求2所述的车辆，还包括：在所述的框架上的第二轨道，可以被设计安装而能够使其被固定在相对于所述的框架的适当位置，其中所述的第二轨道能够沿着直线从第三位置延伸到第四位置；第二齿条，其可以被设计和安装联接在所述的第二轨道上并且能够沿着所述的第二轨道做直线的往返来回移动，其中所述的第二齿条包括沿着所述的第二齿条的至少一侧延伸的第二齿条齿；和第二小齿轮，其可以被设计和安装联接到所述的框架上，其中所述的第二小齿轮包括第二小齿轮，所述的第二小齿轮能够旋转并与所述的第二齿条啮合，使得当所述的第二齿条沿着所述的第二轨道从所述的第三位置移动到第四位置时，使得该第二小齿轮能够在第一方向上转动和/或旋转；其中所述的驱动组件可以被进一步设计和安装联接到所述的框架和所述的第二小齿轮上；和所述的驱动组件可以和能够将所述的第二小齿轮在所述的第一方向上的旋转运动转换成所述车辆的向前方向上的运动。8.根据权利要求7所述的车辆，所述的车辆是自行车，其中所述的驱动组件包括车轮或轮子和螺旋桨；其中：所述的第二小齿轮不仅可以被设计安装而耦合联接到所述的轴和/或轮轴和/或车轴上，而且能够沿着所述的车轴定位，并且还可以使其也围绕着所述的车轴旋转；所述的第二小齿轮在所述的第一方向上的旋转使所述的驱动组件也沿着所述的第一方向旋转。9.根据权利要求8所述的车辆，其中所述第一轨道在所述的车辆的第一侧上，并且所述第二轨道在所述的车辆的第二侧上；其中：所述的第二小齿轮可以被设计安装而位于所述的驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李满，李杨洋，
申请(专利权)人：李满，李杨洋，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA