本發(fā)明涉及車輛領(lǐng)域，尤其涉及一種四輪驅(qū)動自行車。

背景技術(shù)：

兩輪自行車非常普及成熟，新設(shè)計(jì)新樣式百花齊放。再看四輪自行車，在旅游景點(diǎn)有四輪腳踏自行車，兩人乘坐，由于笨重不靈活，不能行走崎嶇道路，搬動困難、停放占地，它與兩輪自行車相比顯然是多此一舉，有畫蛇添足之嫌，雖然有設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品問世但鮮有推廣。兩輪自行車也有它的不足，騎車需要掌握平衡，停下后坐在車上會倒，只能前進(jìn)不能倒車，不能轉(zhuǎn)急彎，少部分人終身不會也不敢騎車。這樣一看，目前四輪自行車好像還有平穩(wěn)這一優(yōu)點(diǎn)。設(shè)想騎四輪自行車能感覺像駕駛四輪越野車，乘坐平穩(wěn)舒適，可選多種功能，轉(zhuǎn)向靈活、進(jìn)退自如，可通過崎嶇道路，騎車過程給人感受好像在開四輪小轎車。如果新設(shè)計(jì)真能做出這種效果，一定會有更多人喜歡四輪自行車。為達(dá)此目的，下面提出一種設(shè)計(jì)——四輪驅(qū)動自行車。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上現(xiàn)有問題，本發(fā)明提供一種四輪驅(qū)動自行車。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)以上目的，采用如下方案：一種四輪驅(qū)動自行車，包括車架，所述車架上分別連接有輪子機(jī)構(gòu)、變速與四輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)、剎車機(jī)構(gòu)、輪子懸掛機(jī)構(gòu)和方向機(jī)構(gòu)，所述剎車機(jī)構(gòu)嵌入于輪子機(jī)構(gòu)內(nèi)，

所述車架包括設(shè)有前后各設(shè)有輪子機(jī)構(gòu)安裝軸套，所述輪子機(jī)構(gòu)安裝軸套間通過鋼管和第一矩形鋼管連接，所述第一矩形鋼管上方固定連接有方向盤控制桿軸承座，所述鋼管上設(shè)有軸承座，所述鋼管向下凹陷處連接有旋轉(zhuǎn)腳踏軸承座，所述鋼管上方設(shè)有坐墊，所述輪子機(jī)構(gòu)安裝軸套上固定有第二矩形鋼管；

所述輪子機(jī)構(gòu)由垂直旋轉(zhuǎn)軸套、伸縮輪架和輪子組成，所述垂直旋轉(zhuǎn)軸套中心設(shè)有垂直空心傳動軸，所述垂直旋轉(zhuǎn)軸套通過碗頭軸承固定在垂直套管上，所述垂直旋轉(zhuǎn)軸套的側(cè)面開鍵槽孔并且安裝平鍵，所述伸縮輪架的立軸上加工有鍵槽，所述伸縮輪架的立軸安裝插入垂直旋轉(zhuǎn)軸套內(nèi)，所述垂直旋轉(zhuǎn)軸套上端安裝有頂部錐齒輪與方向控制鏈輪，所述頂部錐齒輪配套設(shè)有頂部錐齒輪軸承，所述伸縮輪架末端連接有輪子機(jī)構(gòu)懸掛軸承以及軸承，所述軸承下方設(shè)有底部錐齒輪和末級錐齒輪，所述末級錐齒輪與雙聯(lián)軸承相連接，所述雙聯(lián)軸承分別通過鏈條和鏈輪連接有飛輪，所述輪子通過輪子軸承和輪子主軸與伸縮輪架相連接；

所述變速與四輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)由變速系統(tǒng)與離合器以及分別通過前輪驅(qū)動鏈條和后輪驅(qū)動鏈條連接的兩個差速器，所述變速系統(tǒng)與離合器包括前變速器和后變速器，前變速器和后變速器通過變速鏈條連接，所述前變速器連接有旋轉(zhuǎn)腳踏和左手控制桿，所述后變速器連接有右手控制桿，所述后變速器中心貫穿有空心花鍵軸，所述空心花鍵軸內(nèi)部設(shè)有前輪離合器手柄，所述后變速器外圍設(shè)有后變速器鏈輪，所述前輪離合器手柄通過前輪離合器與鏈輪和后輪離合器與鏈輪對稱設(shè)有后輪離合器手柄，所述差速器通過傳動軸與輪子機(jī)構(gòu)驅(qū)動軸連接，所述輪子機(jī)構(gòu)驅(qū)動軸連接有錐齒輪，所述差速器中間依次設(shè)有大錐齒輪和小錐齒輪，所述大錐齒輪與小錐齒輪之間設(shè)有與傳動軸相垂直的中心軸，所述差速器還包括有差速器鏈輪；

所述剎車機(jī)構(gòu)包括剎車盤及緊鎖裝置，所述剎車盤及緊鎖裝置上方分別依次連接有拉桿與杠桿,所述杠桿與剎車鋼絲繩相連接，所述剎車鋼絲繩外圍設(shè)有鋼絲繩套管，所述鋼絲繩套管貫穿于豎直空心傳動軸內(nèi)部，所述杠桿上部剎車鋼絲繩處通過雙列軸承連接有支架，所述雙列軸承設(shè)于軸承限位套上；

所述輪子懸掛機(jī)構(gòu)由壓簧固定及調(diào)節(jié)裝置和懸掛承重杠桿構(gòu)成，所述壓簧固定及調(diào)節(jié)裝置固定連接于車架上，所述懸掛承重杠桿通過銷子與車架1活動連接，所述懸掛承重杠桿與伸縮輪架通過輪子機(jī)構(gòu)承載軸承相連接，所述輪子機(jī)構(gòu)承載軸承配套設(shè)有雙邊帶滑動鍵槽軸承座，所述雙邊帶滑動鍵槽軸承座501通過滑動銷子懸掛承重杠桿連接；

所述方向機(jī)構(gòu)包括前輪方向盤與操作桿和后輪方向盤與操作桿，所述后輪方向盤與操作桿上設(shè)有四輪同步轉(zhuǎn)向手柄及操作桿，所述前輪方向盤與操作桿和后輪方向盤與操作桿通過同步轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條相連接，所述后輪方向盤與操作桿于同步轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條下方設(shè)有離合器，所述前輪方向盤與操作桿和后輪方向盤與操作桿分別連接前輪轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條、后輪轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條，所述前輪轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條、后輪轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條上各設(shè)有導(dǎo)向鏈輪用于協(xié)助調(diào)節(jié)方向，所述后輪方向盤與操作桿通過傳動軸與后輪轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條連接，所述傳動軸與后輪方向盤與操作桿、后輪轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條相接處地方設(shè)有相互嚙合的錐齒輪組。

作為進(jìn)一步說明，所述垂直套管設(shè)于輪子機(jī)構(gòu)安裝軸套兩端。

作為進(jìn)一步說明，所述伸縮輪架可跟隨垂直旋轉(zhuǎn)軸套做360°轉(zhuǎn)向運(yùn)動。

本四輪驅(qū)動自行車各部分工作原理：

輪子機(jī)構(gòu)工作原理：差速器布置在左右兩個輪子機(jī)構(gòu)上方中間位置，差速器左、右端的輸出扭矩，通過水平傳動軸及錐齒輪，帶動輪子機(jī)構(gòu)頂部錐齒輪旋轉(zhuǎn)。頂部錐齒輪為正六邊形軸孔，垂直空心傳動軸其上部為六角光桿，安裝時穿過頂部錐齒輪軸孔，可上下滑動并且與錐齒輪同步轉(zhuǎn)動，其下端與底部錐齒輪固定連接，并帶動底部錐齒輪旋轉(zhuǎn)，底部錐齒輪的旋轉(zhuǎn)，帶動末級錐齒輪旋轉(zhuǎn)，又帶動鏈輪、鏈條、飛輪，最終驅(qū)動輪子旋轉(zhuǎn)。由于左、右輪架帶動輪子同步轉(zhuǎn)向過程中，會造成輪子機(jī)構(gòu)上的錐齒輪相對旋轉(zhuǎn)，并且左邊輪子有正轉(zhuǎn)驅(qū)動力則右邊輪子必為反轉(zhuǎn)驅(qū)動力，差速器有自動調(diào)節(jié)左右輪轉(zhuǎn)速的功能，可消除這種不利影響因素。因此，輪子機(jī)構(gòu)可滿足：驅(qū)動輪子旋轉(zhuǎn)、控制輪子轉(zhuǎn)向、保障輪子自由升降這三種運(yùn)動互不影響。

變速與四輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)工作原理：

1.變速系統(tǒng)與離合器部分：采用山地自行車變速系統(tǒng)，關(guān)鍵在后變速器上做了改進(jìn)，增加離合器及前、后輪差速器的驅(qū)動鏈輪。其改進(jìn)為：將后變速器的軸改為空心花鍵軸，在花鍵軸上分別設(shè)置后輪離合器與鏈輪、前輪離合器與鏈輪。

該系統(tǒng)工作原理：腳蹬旋轉(zhuǎn)腳踏便帶動鏈輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動，花鍵軸轉(zhuǎn)速的變換通過左手控制桿，選擇前變速器的三種不同齒數(shù)鏈輪，通過右手控制桿，選擇后變速器的六種不同齒數(shù)鏈輪，通過變速鏈條的連接與傳動，花鍵軸共輸出3×6共18種轉(zhuǎn)速。花鍵軸旋轉(zhuǎn)，通過后輪離合器與鏈輪、前輪離合器與鏈輪，經(jīng)過前輪驅(qū)動鏈條、后輪驅(qū)動鏈條，帶動前、后輪差速器運(yùn)轉(zhuǎn)。操作左、右離合器手柄，可選擇三種驅(qū)動方式：前、后輪同步驅(qū)動，即四輪驅(qū)動；前輪驅(qū)動；后輪驅(qū)動。

2.差速器工作原理：跟汽車差速器工作原理一樣，但結(jié)構(gòu)更簡單，其作用是自動分配左右輪轉(zhuǎn)速。動作順序?yàn)椋烘湕l帶動差速器及旋轉(zhuǎn)筒體轉(zhuǎn)動，筒體上中心軸又帶動小錐齒輪旋轉(zhuǎn)，小錐齒輪又帶動大錐齒輪旋轉(zhuǎn)。直線行駛過程中，左右輪轉(zhuǎn)速相同，大錐齒輪與旋轉(zhuǎn)筒體同步轉(zhuǎn)動，差速器兩端的傳動軸同步轉(zhuǎn)動；轉(zhuǎn)彎過程中，左右輪轉(zhuǎn)速不同，兩個大錐齒輪可產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，兩端輸出軸自動匹配左右輪轉(zhuǎn)速。

3.變速與四輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)工作原理：腳蹬變速系統(tǒng)的腳踏做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，變速系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)并根據(jù)需要改變轉(zhuǎn)速，變速系統(tǒng)又帶動前輪及后輪差速器轉(zhuǎn)動，差速器兩端軸輸出的轉(zhuǎn)動扭矩，通過軸端錐齒輪分別傳遞給四個輪子機(jī)構(gòu)的頂部錐齒輪，最終驅(qū)動四個輪子旋轉(zhuǎn)。

輪子懸掛機(jī)構(gòu)工作原理：懸臂支撐杠桿的內(nèi)端通過絞鏈固定在車架上，外端通過可滑動絞鏈固定在輪子機(jī)構(gòu)的下部伸縮輪架的承重軸承上。車架及載荷的重量通過壓簧作用在懸臂支撐桿外端，再傳遞到下部伸縮輪架的承重軸承上，最終作用在四個輪子上；輪子懸掛裝置功能：每個輪子隨地面高低變化自動升降，讓四個輪子始終與地面接觸，有減振作用。

方向機(jī)構(gòu)工作原理：功能：控制前輪轉(zhuǎn)向；控制后輪轉(zhuǎn)向；控制前后四個輪子同步轉(zhuǎn)向；控制四輪車原地左右旋轉(zhuǎn)。說明：前輪與后輪的左右輪子(輪架)，正常情況下始終保持為同一個方向并且同步轉(zhuǎn)動方向，由于設(shè)置有裝置可使得左右輪相對旋轉(zhuǎn)60°，再把四個輪子旋轉(zhuǎn)到特定方向，四輪車便能做原地旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果：

四輪驅(qū)動自行車設(shè)計(jì)為單人騎坐，一輛車匯集娛樂、健身、代步工具為一體。

采用四輪驅(qū)動，有三種驅(qū)動方式；前、后輪可任意轉(zhuǎn)向，設(shè)置兩個方向盤分別控制前、后輪轉(zhuǎn)向；驅(qū)動機(jī)構(gòu)有三個獨(dú)特功能：1、輪子任意轉(zhuǎn)向不影響輪子驅(qū)動力傳遞；2、可變速；3、左右輪通過差速器自動分配轉(zhuǎn)速。

該車有三種驅(qū)動方式，用兩個方向盤控制轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)彎靈活且可做各個方向的運(yùn)動，輪子懸掛裝置又保障四輪車能通過崎嶇道路，因此使用它娛樂性強(qiáng)；采用旋轉(zhuǎn)腳踏來驅(qū)動，騎坐過程起到健身作用；此車有四個輪子，又有四輪平衡及減振裝置，乘坐平穩(wěn)舒適，環(huán)保安全，能做代步交通工具。

該車的變速機(jī)構(gòu)、剎車裝置采用山地自行車的全套部件，僅做局部改裝，其他主要部件也采用自行車標(biāo)準(zhǔn)件，技術(shù)成熟可靠，便于加工制造。

附圖說明

圖1為本四輪驅(qū)動自行車整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本四輪驅(qū)動自行車車架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本四輪驅(qū)動自行車輪子機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4、圖5、圖6為本四輪驅(qū)動自行車變速與四輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)及其細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7、圖8、圖9為本四輪驅(qū)動自行車剎車機(jī)構(gòu)及其細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本四輪驅(qū)動自行車輪子懸掛機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11、圖12為本四輪驅(qū)動自行車方向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作更為詳細(xì)、完整的說明。

一種四輪驅(qū)動自行車，包括車架1、所述車架1上分別連接有輪子機(jī)構(gòu)2、變速與四輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)3、剎車機(jī)構(gòu)4、輪子懸掛機(jī)構(gòu)5和方向機(jī)構(gòu)6，所述剎車機(jī)構(gòu)4嵌入于輪子機(jī)構(gòu)2內(nèi)，其特征在于：

所述車架1包括設(shè)有前后各設(shè)有輪子機(jī)構(gòu)安裝軸套102，所述輪子機(jī)構(gòu)安裝軸套102間通過鋼管104和第一矩形鋼管103連接，所述第一矩形鋼管103上方固定連接有方向盤控制桿軸承座108，所述鋼管104上設(shè)有軸承座106，所述鋼管104向下凹陷處連接有旋轉(zhuǎn)腳踏軸承座107，所述鋼管104上方設(shè)有坐墊101，所述輪子機(jī)構(gòu)安裝軸套102上固定有第二矩形鋼管105；

所述輪子機(jī)構(gòu)2由垂直旋轉(zhuǎn)軸套203、伸縮輪架206和輪子211組成，所述垂直旋轉(zhuǎn)軸套203中心設(shè)有垂直空心傳動軸220，所述垂直旋轉(zhuǎn)軸套203通過碗頭軸承205固定在垂直套管218上，所述垂直旋轉(zhuǎn)軸套203的側(cè)面開鍵槽孔并且安裝平鍵204，所述伸縮輪架206的立軸上加工有鍵槽，所述伸縮輪架206的立軸安裝插入垂直旋轉(zhuǎn)軸套203內(nèi)，所述垂直旋轉(zhuǎn)軸套203上端安裝有頂部錐齒輪201與方向控制鏈輪202，所述頂部錐齒輪201配套設(shè)有頂部錐齒輪軸承219，所述伸縮輪架206末端連接有輪子機(jī)構(gòu)懸掛軸承217以及軸承216，所述軸承216下方設(shè)有底部錐齒輪207和末級錐齒輪208，所述末級錐齒輪208與雙聯(lián)軸承215相連接，所述雙聯(lián)軸承215分別通過鏈條214和鏈輪213連接有飛輪212，所述輪子211通過輪子軸承209和輪子主軸210與伸縮輪架206相連接；

所述變速與四輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)3由變速系統(tǒng)與離合器以及分別通過前輪驅(qū)動鏈條322和后輪驅(qū)動鏈條323連接的兩個差速器，所述變速系統(tǒng)與離合器包括前變速器302和后變速器306，前變速器302和后變速器306通過變速鏈條305連接，所述前變速器302連接有旋轉(zhuǎn)腳踏301和左手控制桿303，所述后變速器306連接有右手控制桿303，所述后變速器306中心貫穿有空心花鍵軸312，所述空心花鍵軸312內(nèi)部設(shè)有前輪離合器手柄307，所述后變速器306外圍設(shè)有后變速器鏈輪311，所述前輪離合器手柄307通過前輪離合器與鏈輪310和后輪離合器與鏈輪309對稱設(shè)有后輪離合器手柄308，所述差速器通過傳動軸317與輪子機(jī)構(gòu)驅(qū)動軸321連接，所述輪子機(jī)構(gòu)驅(qū)動軸321連接有錐齒輪320，所述差速器中間依次設(shè)有大錐齒輪319和小錐齒輪318，所述大錐齒輪319與小錐齒輪318之間設(shè)有與傳動軸317相垂直的中心軸314，所述差速器還包括有差速器鏈輪313；

所述剎車機(jī)構(gòu)4包括剎車盤及緊鎖裝置409，所述剎車盤及緊鎖裝置409上方分別依次連接有拉桿408與杠桿407,所述杠桿407與剎車鋼絲繩401相連接，所述剎車鋼絲繩401外圍設(shè)有鋼絲繩套管402，所述鋼絲繩套管402貫穿于豎直空心傳動軸220內(nèi)部，所述杠桿407上部剎車鋼絲繩401處通過雙列軸承404連接有支架406，所述雙列軸承404設(shè)于軸承限位套上405；

所述輪子懸掛機(jī)構(gòu)5由壓簧固定及調(diào)節(jié)裝置506和懸掛承重杠桿504構(gòu)成，所述壓簧固定及調(diào)節(jié)裝置506固定連接于車架1上，所述懸掛承重杠桿504通過銷子505與車架1活動連接，所述懸掛承重杠桿504與伸縮輪架206通過輪子機(jī)構(gòu)承載軸承502相連接，所述輪子機(jī)構(gòu)承載軸承502配套設(shè)有雙邊帶滑動鍵槽軸承座501，所述雙邊帶滑動鍵槽軸承座501通過滑動銷子503懸掛承重杠桿連接；

所述方向機(jī)構(gòu)6包括前輪方向盤與操作桿601和后輪方向盤與操作桿603，所述后輪方向盤與操作桿603上設(shè)有四輪同步轉(zhuǎn)向手柄及操作桿602，所述前輪方向盤與操作桿601和后輪方向盤與操作桿603通過同步轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條604相連接，所述后輪方向盤與操作桿603于同步轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條604下方設(shè)有離合器605，所述前輪方向盤與操作桿601和后輪方向盤與操作桿603分別連接前輪轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條608、后輪轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條609，所述前輪轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條608、后輪轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條609上各設(shè)有導(dǎo)向鏈輪610用于協(xié)助調(diào)節(jié)方向，所述后輪方向盤與操作桿603通過傳動軸607與后輪轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條609連接，所述傳動軸607與后輪方向盤與操作桿603、后輪轉(zhuǎn)向鏈輪及鏈條609相接處地方設(shè)有相互嚙合的錐齒輪組606。

所述垂直套管218設(shè)于輪子機(jī)構(gòu)安裝軸套102兩端。

所述伸縮輪架206可跟隨垂直旋轉(zhuǎn)軸套203做360°轉(zhuǎn)向運(yùn)動。

實(shí)施例：如圖所示，本四輪驅(qū)動自行車在使用時，騎行者乘坐于坐墊101上，雙手分別控制前輪方向盤與操作桿601和后輪方向盤與操作桿603，車做代步工具使用，按習(xí)慣不用后輪方向盤與操作桿603把它鎖緊，采用前輪方向盤與操作桿601控制轉(zhuǎn)向，在前輪方向盤與操作桿603下方左右兩邊有前后輪剎車手柄，雙手不離方向盤便可以控制剎車；車做娛樂玩具使用時，可選擇不用前輪方向盤與操作桿601把它鎖緊，采用后輪方向盤與操作桿控制轉(zhuǎn)向；為增加趣味性，可選擇用兩個方向盤來控制轉(zhuǎn)向，左右手各操作一個方向盤，將前、后輪轉(zhuǎn)到正前方向，把四輪同步轉(zhuǎn)向離合器合上，并且采用四輪驅(qū)動模式，此時無論轉(zhuǎn)動哪個方向盤，四個輪子便做同步、同向轉(zhuǎn)動，輪子指向哪個方向，車就可以向那個方向做直線運(yùn)動；轉(zhuǎn)90°車可以橫向行駛；轉(zhuǎn)180°車可以倒退。

顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。