CN101450696A - 箱体式折叠自行车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种箱体式折叠自行车。它包括带前叉和前车轮的前车架竖杆、前车架横杆、带传动系统的中轴、中车架和带后轮的后车架；有外形对称尺寸相同的前后箱体对合而与中轴转动连接，前车架竖杆和前车架横杆安装在前箱体内侧，中车架和后车架安装在后箱体内侧，前车架竖杆与前车架横杆前端活动连接，前车架横杆与中轴旋转连接，中车架与中轴固定连接而上端连接鞍座，后车架与中轴旋转连接。本发明在折叠后外观成箱体，箱体美观，同时起到了便捷与防止车体机构与他人相接触。

Description

箱体式折叠自行车

技术领域

本发明涉及一种折叠式自行车，特别是一种箱体式折叠自行车。

背景技术

随着人们生活节奏的日益加快，对于一种便捷的交通工具的需要也日益迫切。以公共交通(如公共汽车和地铁)为主，可折叠自行车为辅的交通工具将是城市交通的发展方向。

根据《轨道交通乘客守则》规定，乘客携带的物品重量不得超过20千克，长、宽、高之和不得超过1.8米，体积不得大于0.15立方米，传统的折叠自行车正好符合相关规定，可以进入车厢。不过，地铁运营部门表示，此类物品容易影响到其他乘客。

根据某媒体统计，某早晨高峰时段内，先后有11辆折叠自行车进入车厢，其中只有一辆车被套上了塑料包装。虽然携带自行车进车厢的人占乘客比例不大，但大部分车子是“赤裸裸”地进车厢。

对于目前折叠自行车“不穿衣”的情况，地铁运营部门表示，《轨道交通乘客守则》虽然允许折叠自行车进入车厢，但也增加了“不得影响其他乘客乘车”的内容，“如果对车厢内的其他乘客产生影响，那么我们也有可能将惹事的自行车‘请’出车厢”。

目前市场上已有很多类型的可折叠自行车。现有的折叠车较普通自行车体积略小，典型的折叠自行车是将普通自行车的三角结构车架简化，使前轮、前叉、把手通过一根连杆与鞍座部分连接，并通过一种折叠——锁紧机构使连杆可以在当中翻折，从而达到折叠的功能。但目前的这些自行车折叠后都存在一些问题，如外形不紧凑、车轮、踏板和把手大多都暴露在外面等，这些暴露在外的部件既给携带者带来不便，又有可能在拥挤的公共场所对他人造成一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于针对已有折叠自行车存在的缺陷，提供一种箱体式折叠自行车。折叠后车轮和绝大多数的部件都隐藏在箱体内，自行车外形成为一个较大的旅行箱，可供一个人单手拖带。且折叠简便，前、后轮的折叠一步完成。

该自行车具有两种工作状态：第一形态为自行车使用状态，见图1和图2，外观类似现有的普通坐式自行车，只是车体上附带箱体，但绝不会影响骑行。通过安装在前车架竖杆1、前车架横杆2、中轴3、中车架4、后车架5上的锁紧装置，保证车体的稳步运行。第二种形态为折叠成箱体形式，见图3和图4，方便携带。通过解开第一形态下的锁紧装置，纵向翻转前箱体6，通过一组轮系传动的折叠机构，自行车的前车架竖杆1、前车架横杆2和后车架5将带着前、后车轮自动旋转并合并，最终形成最紧凑形态，随着前、后箱体6、7的合并，自行车形成箱体形式，见图4。折叠后的自行车，外形犹如一个手提箱，底部装有拖轮8，拖动方便。

为了达到上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种箱体式折叠自行车，包括一个带前叉和前车轮的前车架竖杆、一个前车架横杆、一个带传动系统的中轴、一个中车架和一个带后车轮的后车架5，其特征在于：

1)有外形对称、尺寸相同的前、后箱体对合而与所述中轴转动连接；

2)所述前车架竖杆和前车架横杆安装在所述前箱体内侧；而所述中车架和后车架安装在后箱体7的内侧；

3)所述前车架竖杆与所述前车架横杆的前端活动连接；

4)所述前车架横杆与中轴旋转连接；

5)所述中车架与中轴固定连接，其上端活动连接鞍座；

6)所述后车架与中轴旋转连接。

在上述箱体式折叠自行车中，所述前箱体与前车架横杆、后箱体与中车架固联。

在上述箱体式折叠自行车中，所述前车架竖杆与前车架横杆的活动连接结构是：前车架竖杆外侧垂直固定连接一根横梁，该横梁空套在前车架横杆前端的孔中；在折叠和展开过程中，横梁可以在此孔内平动或转动，进而实现前车轮的平移；当前车架竖杆旋转到完全展开位置时，该横梁上有两个紧定螺钉锁紧前车架竖杆相对于前车架横杆的位置。

在上述箱体式折叠自行车中，所述前车架横杆与后车架空套在中轴上，实现旋转连接。

在上述箱体式折叠自行车中，所述前车架竖杆、前车架横杆、后车架之间安装一套传动轮系机构，通过前车架横杆到齿轮，再到前车架竖杆，以及从前车架横杆到钢丝绳轮，再到后车架的两条传动路线，使以前车架竖杆、前车架横杆以及后车架的折叠旋转运动相互关联。

在上述箱体式折叠自行车中，所述中车架与中轴通过螺钉固定连接。

在上述箱体式折叠自行车中，所述中车架内有一套锁紧机构、在拔出、插入鞍座的过程中，通过滑块的上下移动，可以在折叠前、后锁紧或松开前车架横杆、中车架和后车架之间的相对位置，从而使车架定型或解锁。

本发明与现有技术相比较，主要有如下显而易见的实质性特点和显著优势：本发明在折叠后外观成箱体，无明显自行车部件暴露在外。其折叠原理区别于目前的折叠自行车，采用旋转的折叠方式，并且在翻转时，只要简单地旋转前箱体，就可以达到将整个车架、前后轮、把手、都包容在箱体内的目的。箱体美观，同时起到了便携与防止车体机构与他人相接触的目的。

附图说明

图1是本发明的一个示例，不带箱体的车体展开形态图。

图2是图1示例带有箱体的车体展开形态图。

图3是图1示例的不带箱体的折叠形态图。

图4是图1示例带有箱体的折叠形态图。

图5是图1示例的机构结构原理示意图。

图6是前车架横杆与前箱体的连接示意图。

图7是图6中B-B处剖面图

图8是后车架与后箱体的连接示意图。

图9是前车架竖杆和前车架横杆及前轮的连接示意图。

图10是图9中A-A处剖面图

图11是图10中B-B处剖面图

图12是传动机构结构示意图。

图13是图12的机构原理结构简图。

图14、图15、图16是本发明中车架的结构示意图。

具体实施方式

本发明的一个优先实施例结合附图说明如下：

参见图1、图2、图3、图4和图5，本箱体折叠式自行车，包括一个带前叉9和前车轮25的前车架竖杆1、一个前车架横杆2、一个带传动系统的中轴3、一个中车架4和一个带后车轮26的后车架5，其特征在于：

1)有外形对称、尺寸相同的前、后箱体6、7对合而与所述中轴3转动连接；

2)所述前车架竖杆1和前车架横杆2安装在所述前箱体6内侧；而所述中车架4和后车架5安装在后箱体7的内侧；

3)所述前车架竖杆1与所述前车架横杆2的前端活动连接；

4)所述前车架横杆2与中轴3旋转连接；

5)所述中车架4与中轴3固定连接，其上端活动连接鞍座24；

6)所述后车架5与中轴3旋转连接。

本箱体式折叠自行车的折叠机构具体分为六大部分：

1.前轮-前叉机构：包括前轮25，前叉9，把手和用于锁定前叉的一些部件。

2.前车架机构：包括前车架竖杆1、前车架横杆2、用于锁紧前叉的锁紧部件和一部分折叠机构部件。

3.中车架机构：包括中车架4、鞍座24、锁紧装置等部件。

4.中轴机构：包括中轴3、踏板、和主要的折叠机构部件。

5.后车架机构：包括后车架5、后轮26、链轮、飞轮、链条等部件。

6.箱体机构：包括两个外形尺寸相同的前箱体6和后箱体7及其上的一些连接部件。

如图5所示，在以上六大部分中，前车架横杆2、后车架5可以分别绕自行车中轴3按一定关系旋转，中车架4与中轴3固定联接，前、后车架旋转时中车架4和中轴3相对于地面这个惯性坐标系固定不动。前箱体6与前车架横杆2固联，后箱体7与中车架4固定联接(图中未画出)，即在折叠过程中，中轴3、中车架4、后箱体7这三大部件相对地面是静止的。在上述三大部件之间有一套旋转折叠机构，使通过简单地旋转前箱体就可以让以上除中轴和中车架机构外的各个部件同时按照各自轨迹旋转，达到一步折叠的目的。

本箱体式折叠自行车的结构特点是：

(1).上述前箱体6与前车架横杆2、后箱体7与中车架4固联。前箱体6和后箱体7之间无传动关系，仅附着在车架上。

(2).上述的前车架竖杆1通过其上的一根横梁1’空套在前车架横杆2前端的孔中，并在特定情况下，横梁1’可以在此孔内平动或转动。在此孔中另有一套锁紧机构用于锁紧前车架竖杆1相对于前车架横杆2的角度位置。

(3).前车架横杆2与后车架5空套在中轴3上。中车架4与中轴3固定连接，相互间不能移动或转动。

(4).上述前车架竖杆1、前车架横杆2、后车架5之间通过一套传动轮系机构连接。使以上3个部件的折叠旋转运动相互关联，其中任何一个部件运动都能牵动其它2个部件的运动。

(5).在中车架4内存在有一套锁紧机构、它可以在折叠后锁紧前车架横杆2、中车架4和后车架5之间的相对位置，从而使车架定型，保证自行车在骑行时稳定。

如图6和图7所示，上述前箱体6通过螺纹配合与前车架横杆2固联，分别接合在前车架横杆2的前端(1个螺纹连接)和后端圆盘外缘(3个螺纹连接)。前箱体6与前车架横杆2之间一旦固定，就不能相对移动。前车架横杆2随前箱体翻6转而翻转。

如图8、图14、图15和图16所示，上述后箱体7通过三根金属连杆分三处与中车架4连接。连杆连接在中车架4的两个半车架4.1、4.2以螺栓螺母连接的地方，见图中分别标有I、II、III处。连接后的后箱体7与中车架4无相对运动。

如图9、图10和图11所示，上述前车轮通过前轴10连接在前叉9上。前叉9通过上档、上叉腕和下档、下叉腕组成的两套滚动轴承与前车架竖杆1连接联接。前车架竖杆1通过其上的横梁1’与前车架横杆2连接，并在特定情况下进行平动或转动运动。

由于自行车的前、后车轮在本发明中须翻转折叠。为避免干涉，前车轮在折叠前必须平移以错开后车轮。如图10所示，本发明通过横梁1’在前车架横杆2前端圆孔内的平移来实现前车架竖杆1的平移，进而实现前车轮的平移。在展开自行车，即前车架竖杆1旋转时，此横梁还起到了前车架竖杆1的旋转轴的作用。当旋转到特定位置时，如图1所示的位置，就必须锁定前车架竖杆1的相对于前车架横杆2的角度位置。

为此，如图10所示，有一钢丝绳轮11，在其上定有一紧定螺钉12，此螺钉12轻压在横梁1’的削边上面，使横梁无法在前车架横杆2前端的孔内旋转，但不影响横梁1’的左右平移。13是弹簧。当在使用状态时，即图示位置，旋紧拧在前车架横杆2上紧定螺钉14，将紧定螺钉14按紧在横梁的削边上，此时，由于紧定螺钉14的压力，横梁1’相对于前车架横杆2将被定死，即不能平移也不能旋转。当机构要进行旋转时，旋开紧定螺钉14，此时，由于钢丝绳的牵制(相当于钢丝绳轮11与钢丝绳轮19此时“啮合”)，前车架竖杆1只能平移而不能旋转。由于松开了紧定螺钉14，在弹簧13的作用下，前车架竖杆1会自动向前车架横杆2靠拢。此时转动前箱体6，就能够井然有序地进行折叠运动了。

图12为上述传动轮系机构的机构图，图13是图12的简化形式，其中前车架横杆2是主动件，15、16、17、18为齿轮，11、19、20、21、22、23为钢丝绳轮。前车架横杆2与齿轮18及钢丝绳轮20固联，他们共同绕中轴3旋转。钢丝绳轮21和22固定联接，他们套在由中车架4底部延伸出来的支架上。钢丝绳轮23与后车架5固联，他们同样一起绕中轴3旋转。该轮系需完成当前车架横杆2相对于中轴3旋转时带动后车架5同时相对中车架4旋转，以及带动前车架竖杆1相对前车架横杆2的旋转，所以前车架的竖杆1相当于安装在前车架横杆2上的一个行星轮，即绕前车架横杆2旋转，又绕中轴3旋转。

如图14、图15和图16所示，上述中车架4通过螺纹配合与中轴3固联，由于内部需要装配部件，中车架由左右两个半车架4.1、4.2拼接而成。两个半块结构基本对称，仅中车架4.1底端与中轴3连接处与中车架4.2有所不同。如图15所示，中车架4.1通过一组螺纹孔与中轴3上相应的螺纹孔对接。中车架4.2通过中车架边线上的四组螺栓螺母配合与4.1接合。

中车架4内部开有滑槽，上方和中部的滑槽中嵌有滚动轴承，轴承之间以连杆连接，下方滑槽内放置有带有斜度的滑块27，当将鞍座从中车架上方的圆孔中插入时，可推动上方和中部滑槽中的滚动轴承，进而推动滑块27向下移动。在前车架横杆2和后车架5的相应位置上，分别开有对应的带斜度的滑槽。当展开自行车完毕时，即旋转机构运作完毕时，插下鞍座，可以将滑块27插入2、5对应的开槽内，起到锁紧机架的作用。拔出鞍座时，嵌在中车架中部滑槽的弹簧28会将滑块27弹起，进而解锁机构。

箱体式折叠自行车的使用方法：

一、自行车折叠过程

1)机构解锁：松开前车架横杆2前端的紧定螺钉14，通过弹簧13的力，使前、后车轮25、26错位。

2)使将鞍座24从中车架4内拔出，从而解开中车架4内部的锁紧机构，使车架可以旋转。

3)向后转动前箱体6，直至前箱体6与后箱体7重合。如图7、8所示，由于前箱体6与前车架横杆2固联，故向上转动前箱体6时，可以带动前车架横杆2以相同的角速度旋转，通过与前车架横杆2固联的齿轮18，带动空套在中轴3支架上的齿轮17，齿轮17与齿轮16固联，模数相同但齿数不同，通过齿轮17和齿轮16的传动，可以带动齿轮15旋转，进而使与之固联的钢丝绳轮19与前车架横杆2以不同的角速度绕中轴3旋转，进而可以在转动的过程在两者之间中产生角度差。同时，钢丝绳轮11空套在前车架横杆2另一头，它与钢丝绳轮19之间以钢丝绳连接，绕向相反。由于之前钢丝绳轮19与前车架横杆2存有角度差，并由钢丝绳轮19将这个角度差经钢丝绳放大传递给钢丝绳轮11。又由于钢丝绳轮11与前车架竖杆1连接，这样就可以拖动“行星轮”前车架竖杆1、前叉9、前轮等部件按照预定的轨迹旋转。

在另一传动方向，由于钢丝绳轮20与前车架横杆2固连，故向上转动前箱体6时，可以带动钢丝绳轮20旋转。再经钢丝绳传动，带动空套在中车架4底部延伸出来的支架上的一对固联钢丝绳轮21、22旋转，进而带动钢丝绳轮23旋转。由于后车架5与钢丝绳轮23固联，因而经上述步骤，就能在转动前箱体6的时候，使后车架5的自动旋转。既当前箱体6与后箱体7合拢的时候后车架5带同后轮26达到如图2所示的位置。

经上述折叠过程，能使机构各部分达到如图2所示的位置，此时自行车几乎所有的部件都收拢在前、后箱体6、7所包含的空间内。

4)在箱体上另安装有箱锁，可以锁紧箱体。最后翻转踏板，再将鞍座插回入箱体内(收起后的机架设有供鞍座固定的位置)，整个折叠过程完成。

当整个机构和成箱体形式后，通过安装在中车架4并延伸出箱体外的一对小车轮8，可以让使用者方便地拖动箱体(见图2)。

二、自行车的展开过程

自行车的展开过程实际上是折叠过程的逆过程。需要注意的是，在移动前车轮25使其与后车轮26保持同一平面的过程中，需要用手推动前车架竖杆1的横梁1’直至固定点，使前车轮25与后车轮26处于同一竖直平面。此时，再拧紧紧定螺钉14，锁紧前车架。

Claims (7)

1.一种箱体式折叠自行车，包括一个带前叉(9)和前车轮(25)的前车架竖杆(1)、一个前车架横杆(2)、一个带传动系统的中轴(3)、一个中车架(4)和一个带后车轮(26)的后车架(5)，其特征在于：

a.有外形对称、尺寸相同的前、后箱体(6、7)对合而与所述中轴(3)转动连接；

b.所述前车架竖杆(1)和前车架横杆(2)安装在所述前箱体(6)内侧；而所述中车架(4)和后车架(5)安装在后箱体(7)的内侧；

c.所述前车架竖杆(1)与所述前车架横杆(2)的前端活动连接；

d.所述前车架横杆(2)与中轴(3)旋转连接；

e.所述中车架(4)与中轴(3)固定连接，其上端活动连接鞍座(24)；

f.所述后车架(5)与中轴(3)旋转连接。

2.根据权利要求1所述的箱体式折叠自行车，其特征在于所述前箱体(6)与前车架横杆(2)、后箱体(7)与中车架(4)固联。

3.根据权利要求1所述的箱体式折叠自行车，其特征在于所述前车架竖杆(1)与前车架横杆(2)的活动连接结构是：前车架竖杆(1)外侧垂直固定连接一根横梁(1’)，该横梁(1’)空套在前车架横杆(2)前端的孔中；在折叠和展开过程中，横梁(1’)可以在此孔内平动或转动，进而实现前车轮的平移；当前车架竖杆(1)旋转到完全展开位置时，该横梁(1’)上有两个紧定螺钉(12、14)锁紧前车架竖杆(1)相对于前车架横杆(2)的位置。

4.根据权利要求1所述的箱体式折叠自行车，其特征在于所述前车架横杆(2)与后车架(5)空套在中轴(3)上，实现旋转连接。

5.根据权利要求4所述的箱体式折叠自行车，其特征在于所述前车架竖杆(1)、前车架横杆(2)、后车架(5)之间安装一套传动轮系机构，通过前车架横杆(2)到齿轮(18)，再到前车架竖杆(1)，以及从前车架横杆(2)到钢丝绳轮(20)，再到后车架(5)的两条传动路线，使以前车架竖杆(1)、前车架横杆(2)以及后车架(5)的折叠旋转运动相互关联。

6.根据权利要求1所述的箱体式折叠自行车，其特征在于所述中车架(4)与中轴(3)通过螺钉固定连接。

7.根据权利要求6所述的箱体式折叠自行车，其特征在于在所述中车架(4)内有一套锁紧机构、在拔出、插入鞍座的过程中，通过滑块(25)的上下移动，可以在折叠前、后锁紧或松开前车架横杆(2)、中车架(4)和后车架(5)之间的相对位置，从而使车架定型或解锁。

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