CN102774456B - 一种把横管与车座间距可调节的自行车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种把横管与车座间距可调节的自行车，它包括前轮、后轮、前叉、后叉、车把架、车架、车座、驱动机构以及一个用于调整把横管与车座之间间距的调节定位机构，调节定位机构主要由支撑套管、转动连接件以及长度调节机构组成，其中，支撑套管的上部套在把立管的下部，并且与把立管以周向可相对转动的方式相连接，支撑套管的下部与前立管相铰接；转动连接件为一轴向可弯曲、周向能与把立管同步转动的构件，转动连接件位于支撑套管内，转动连接件的上端与把立管固定连接，下端与前叉从前立管中伸出的上端固定连接，前叉通过转动连接件与把立管保持同步周向转动。该自行车能够调整把横管与车座间距，提高骑行的舒适度。

Description

一种把横管与车座间距可调节的自行车

技术领域

本发明涉及一种自行车，具体是指一种把横管与车座间距可调节的自行车。

背景技术

自行车是一种节能环保的交通工具，它曾经是我国城乡主要的交通工具之一。目前，随着经济及技术的发展，在城市里四轮机动车、轨道交通早已成为人们出行的主要交通工具，但是，随着人类活动对地球污染的日益加重，使得原来逐渐淡出城市生活的自行车又开始获得人们的青睐。现有自行车中一般分为可折叠自行车或不可折叠的自行车，均包括前轮、后轮、前叉、后叉、把手架、车架、车座以及驱动车轮转动的驱动装置，现有的驱动机构主要包括脚踏驱动和电力驱动，后者称为电动自行车。现有的把手架一般主要由把横管和把立管构成，把横管安装在把立管上部，把立管下端则与连接在前轮轮轴上的前叉连接，以便车架包括骑车者在转向时通过转动把横管带动前叉同步周向转动，从而控制前轮转向。而把立管又定位在车架前端的前立管中，并能在前立管中转动。

在现有的自行车和电动自行车中，无论是可折叠自行车或不可折叠的自行车，车座与把横管之间的间距均是固定不能大幅度随意调节，特别是那种车架为倒三角形结构的自行车对应所述间距更是固定不变的，故难以适应身形较为高大或者较为矮小的骑车者对该间距需加大或者缩短的需求，导致这些骑车者不能把车座与把横管之间的距离调整到舒适的骑行位置。若车座至把横管之间的间距过大，骑车者骑行时需要伸长手臂、低哈腰、高抬头，使骑车者的颈椎腰椎长时间受压，容易对身体造成损伤；若车座至把横管之间的间距过小，则由于骑车者手脚难以伸展，使车座、脚蹬、把手三支点受力分配不适当，不但转弯不灵便，骑车的安全度降低；还会使骑车者会阴部受力较大，易导致会阴周围血流受阻，长此以往还可能会引起男性骑车者罹患前列腺炎甚或不育的危险，从而影响骑车者的身体健康。

发明内容

本发明的目的是提供一种把横管与车座间距可调节的自行车，该自行车在不影响把横管带动前叉同步周向转动以实现前轮转向的情况下，还能够通过调节定位机构可以将把立管沿自行车的长度方向即纵向前、后摆动到合适的位置再加以定位，以使把横管与车座之间的间距适合各种身形的骑行者的骑行，既保证骑行的舒适灵活性，提高骑行的安全度，又能避免对身形较高或者较矮的骑车者的身体健康造成不良影响。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现的：一种把横管与车座间距可调节的自行车，它包括前轮、后轮、前叉、后叉、车把架、车架、车座以及驱动机构，其中，车把架包括把横管和把立管，车架则包括前立管、车架前管和车架后管，前立管位于车架前管的前端，其特征在于：所述自行车还增设一个用于调整把横管与车座之间间距的调节定位机构，所述调节定位机构主要由支撑套管、转动连接件以及长度调节机构组成，其中，支撑套管的上部套在把立管的下部，并且与把立管以周向可相对转动的方式相连接，所述支撑套管的下部与所述前立管相铰接；所述转动连接件为一轴向可弯曲、周向能与把立管同步转动的构件，转动连接件位于支撑套管内，转动连接件的上端与把立管固定连接，下端与前叉从前立管中伸出的上端固定连接，前叉通过转动连接件与把立管保持同步周向转动，所述长度调节机构由长度调节件和定位件组成，所述定位件设置在车架前管上，所述长度调节件沿其长度方向设置可调节长度并可与定位件配合定位的调节结构，该长度调节件的一端铰接在支撑套管上，另一端则在调节结构中选定某一个长度位置与所述定位件相配合定位，以使支撑套管、长度调节件与车架前管构成三角结构，通过长度调节件上不同长度位置的定位与车架前管上的定位件配合，来调节把立管与车架前管之间的角度，从而实现把横管与车座之间的间距调节或折叠。

本发明通过在自行车的把立管和前叉之间增设调节定位机构，使把立管在调节定位机构中的支撑套管和长度调节机构的共同作用下能够纵向前、后摆动到适合骑车者舒适骑行的位置上定位，从而达到调整把横管与车座之间的间距和折叠的目的，让骑车者可根据自身身高来调整把横管与车座之间的间距，以便让自行车能适应各种体型的骑车者舒适骑行的需求，有利于骑车者的身体健康；同时，该调节定位机构中的转动连接件起传递扭矩的作用，即将把立管的扭矩传递给前叉，因此需要它具有轴向可弯曲、周向能与把立管同步转动既可偏角又可偏心的双重功能，以便骑车者在骑行时转向时，转动把立管，把立管通过转动连接件带动前叉同步转向，以满足自行车骑行时的转向需求，同时转动连接件又能保证把立管在调节把横管与车座之间的间距时灵活自如。但转动连接件并不起支撑把立管的作用，把立管的支撑构件是所述的支撑套管，通过支撑套管上端与把立管的活动连接方式来实现。

本发明所述长度调节机构的长度调节件和定位件的安装位置也可以与前文所述位置对调，即定位件设置在支撑套管上，长度调节件一端铰接在车架前管上，另一端则在调节结构中选定一个位置与定位件配合定位。

本发明所述长度调节机构的长度调节件和定位件可以分别是长形的调节板和定位销，所述定位销设置在车架前管上，所述调节板沿其长度方向设置有数个定位销孔或定位槽，所述调节板的一端铰接在支撑套管上，另一端则选择其中一个定位销孔或定位槽与所述定位销相配合定位。

本发明中所述的转动连接件可以采用多种结构方式，优选的结构方式是选用既能偏角又能偏心的伸缩万向节，或者旋切连轴器，所述伸缩万向节和旋切连轴器均为现有产品，可直接选购。

为进一步加强支撑套管与前立管之间的连接强度，本发明可以做如下改进：所述调节定位机构还增设加强铰接板，所述支撑套管的下端通过所述加强铰接板铰接在所述前立管上，所述加强铰接板固定连接在前立管的上部，所述支撑套管的下端则铰接在加强铰接板上。

本发明的一种实施例是：所述支撑套管的下端与加强铰接板之间采用对锁螺丝相铰接，方便可靠。

本发明所述支撑套管的上部与把立管以周向可相对转动的方式相连接可以采用以下的实施方式：所述支撑套管的上端口设置径向外凸的下环形板，把立管的下端口则具有径向外凸的上环形板，所述上环形板与下环形板之间设有滑动法兰轴承，该滑动法兰轴承套装在把立管上，所述上环形板与下环形板通过立管螺帽相连接，以实现支撑套管与把立管之间周向可相对转动的连接，所述立管螺帽套装在把立管上，且位于上环形板的上方，所述立管螺帽与上环形板之间设有滑动轴承，所述立管螺帽与所述下环形板相螺接。

本发明还可以做以下的改进：即支撑套管的上部与把立管的下部采用滑动轴承副相连接，以使把立管相对于支撑套管的转动更为轻松灵活。

本发明中，所述支撑套管具有铰接耳，所述调节板铰接在铰接耳上，铰接耳的下端还固定连接有扭簧，扭簧与调节板相连，向调节板提供一个向上的扭矩以抵住定位销，防止调节板自行脱离定位销。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

(1)本发明的自行车能够实现调节把横管与车座之间的间距的目的，在不影响把横管带动前叉同步转动以实现前轮转向的情况下，骑车者可按自身身高来灵活调整把横管与车座之间的间距，使得自行车能够适应各种体型的骑车者舒适骑行的需求，有利于骑车者的身体健康。同时通过采用既能偏角又能偏心的伸缩万向节或旋切连轴器连接把立管和前叉，既能保证骑行转向时把立管和前叉同步周向转动，又能保证把立管在纵向调节时灵活自如。该调节定位机构中的转动连接件起传递扭矩的作用，即将把立管的扭矩传递给前叉，因此需要它具有轴向可弯曲、周向能与把立管同步转动既可偏角又可偏心的多重功能，以便骑车者在骑行转向时，把立管通过转动连接件带动前叉同步转向，以满足自行车骑行时的转向和平衡的需求，同时转动连接件又能保证把立管在调节把横管与车座之间的间距时灵活自如。但转动连接件并不起支撑把立管的作用，把立管的支撑构件是所述的支撑套管，通过支撑套管上端与把立管的活动连接方式来实现。

(2)本发明应用于折叠自行车时，把立管不但能纵向调节位置，还能够在自行车折叠时做折叠，将把立管折向车架前管，达到进一步收拢自行车的目的。。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明自行车实施例一的整体结构示意图；

图2是本发明自行车实施例一折叠后的整体结构示意图；

图3是本发明自行车实施例一的局部结构示意图，显示自行车伸展时调节定位机构的整体结构；

图4是本发明自行车实施例一的另一局部结构示意图，显示自行车折叠后调节定位机构的整体结构；

图5是图3的左视图；

图6是图5的剖视图；

图7是本发明自行车实施例一中调节定位机构的爆炸图；

图8是本发明自行车实施例二的整体结构示意图；

图9是本发明自行车实施例二折叠后的整体结构示意图；

图10是图8的局部结构左视图；

图11是图10的剖视图；

图12是本发明自行车实施例二中调节定位机构的爆炸图；

附图标记说明

1、前立管；2、车架前管；3、把立管；4、支撑套管；5、加强铰接板；6、前叉；7、伸缩万向节；8、对锁螺丝；9、上固定螺丝；10、下固定螺丝；11、立管螺帽；12、下环形板；13、上环形板；14、铰接耳；15、调节板；16定位销；17、扭簧；18、定位槽；19、支撑铰接板；20、旋切连轴器；21、车座；22、前轮；23、后轮；24、后叉；25、把横管；26、车架后管；27、滑动法兰轴承；28、滑动轴承；29、滑动轴承；30、滚动轴承

具体实施方式

实施例一

如图1至图7所示的一种把横管与车座间距可调节的自行车，它包括前轮22、后轮23、前叉6、后叉24、车把架、车架、车座21以及驱动机构，其中，车把架包括把横管25和把立管3，车架则包括前立管1、车架前管2和车架后管26，前立管1位于车架前管2的前端，前叉6从前立管1中伸出，前叉6的上端设有滚动轴承30，该自行车还增设一个用于调整把横管25与车座21之间间距的调节定位机构，调节定位机构主要由支撑套管4、转动连接件以及长度调节机构组成，其中，支撑套管4的上部套在把立管3的下部，并且与把立管3以周向可相对转动的方式相连接，调节定位机构还增设加强铰接板5，支撑套管4的下端通过加强铰接板5铰接在前立管1上，加强铰接板5固定连接在前立管1的上部，支撑套管4的下端则铰接在加强铰接板5上，支撑套管4的下端与加强铰接板5之间采用对锁螺丝8相铰接；转动连接件为一轴向可弯曲、周向能与把立管3同步转动的构件，该转动连接件选用既能偏角又能偏心的伸缩万向节7，伸缩万向节7位于支撑套管4内，伸缩万向节7的上端与把立管3的下端通过上固定螺丝9固定连接，下端与前叉6从前立管1中伸出的上端通过下固定螺丝10固定连接，前叉6通过伸缩万向节7与把立管3保持同步周向转动，实现自行车骑行时必要的平衡、左右转动以及转弯，该长度调节机构由长度调节件和定位件组成，定位件设置在车架前管2上，长度调节件沿其长度方向设置可调节长度并可与定位件配合定位的调节结构，该长度调节件的一端铰接在支撑套管4上，另一端则在调节结构中选定某一个长度位置与定位件相配合定位，以使支撑套管4、长度调节件与车架前管2构成三角结构，通过长度调节件上不同长度位置的定位与车架前管2上的定位件配合，来调节把立管3与车架前管2之间的角度，从而实现把横管25与车座21之间的间距调节和折叠。

本实施例中的支撑套管4的上部为筒形的管体，下部为向下伸出呈叉形的支撑铰接板19，支撑套管4的支撑铰接板19通过对锁螺丝8铰接在加强铰接板5上。采用叉形的支撑铰接板19防止调节定位机构在纵向转动时支撑套管4的管壁会对伸缩万向节7的转动形成干涉。该支撑套管也可以直接采用整个管体结构，或者采用上部为筒形的管体，下部沿轴向开槽的结构，只要支撑套管能铰接在加强铰接板上并且不会影响伸缩万向节的转动即可。

本实施例中，长度调节机构的长度调节件和定位件分别是长形的调节板15和定位销16，定位销16设置在车架前管2上，调节板15沿其长度方向设置有五个定位槽18，定位槽18构成调节板15的调节档，调节板15的一端铰接在支撑套管4上，另一端则选择其中一个定位槽18与定位销16相配合定位。支撑套管4的外侧壁具有铰接耳14，调节板15铰接在铰接耳14上，铰接耳14的下端还固定连接有扭簧17，扭簧17与调节板15相连，向调节板15提供一个向上的扭矩以抵住定位销16，防止调节板15自行脱离定位销16。本实施例中调节板15沿其长度方向设置的数个定位槽也可以采用定位销孔替代。

本实施例中，支撑套管4的上部与把立管3的下部通过立管螺帽11套接，具体连接结构为：支撑套管4的上端口设置径向外凸的下环形板12，把立管的下端口则具有径向外凸的上环形板13，上环形板13与下环形板12之间设有滑动法兰轴承27，该滑动法兰轴承27套装在把立管3上，上环形板13与下环形板12通过立管螺帽11相连接，以实现支撑套管4与把立管3之间周向可相对转动的连接，同时能够轴向承受把立管的上拉力以及下压力，立管螺帽11套装在把立管3上，且位于上环形板13的上方，立管螺帽11与上环形板13之间设有滑动轴承28，立管螺帽11与下环形板12相螺接，该机构能够承托把立管3的下压力和上拉力，在把立管3的下端和支撑套管4之间设置有滑动轴承29，以使把立管3相对于支撑套管4的转动更为轻松灵活。

作为本实施例的变换，所述调节定位机构也可以省去加强铰接板5，即支撑套管4的下部与直接与前立管1的上端相铰接。

本实施例中的伸缩万向节7的顶端插入把立管3内螺接，底端插入前叉6内螺接，伸缩万向节7具有轴向可弯曲颈向能同歩，既可偏角又可偏心的功能，由其连接把立管3和前叉6，调节及折叠把立管3时灵活自如，骑行转向时把立管3和前叉6同歩一致。骑行时立管螺帽11内的上、下环形板12支撑骑行人的下压和上拉力，骑行转向及平衡转动把横管25时，与把立管3连接的伸缩万向节7带动前叉6同步转动，调节车座21至把横管25之间的间距时，压下调节板15，向后拉动把横管25，使定位销16进入合适的调节档内即可，折叠把立管3时，压下调节板15，将把立管3折倒在车架前管2上即可。

实施例打开把立管3及调节把横管25与鞍座间距时，压下调节板15至合适位置时，松开调节板15，使定位销16进入调节档的定位槽18内即可。本实施例折叠把立管3时，压下调节板15，后拉把横管25使其折倒在车架前管2上即可。

本实施例中的车架的结构以及转动连接件的结构同样可应用到普通自行车中，也可以应用于各种电动车中。

实施例二

如图8至图12所示的一种把横管与车座间距可调节的自行车，和实施例一不同的是，该实施例中的转动连接件选用既能偏角又能偏心的旋切连轴器20，来替代伸缩万向节7，具有相同的功能。

本发明的上述多个实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种把横管与车座间距可调节的自行车，它包括前轮、后轮、前叉、后叉、车把架、车架、车座以及驱动机构，其中，车把架包括把横管和把立管，车架则包括前立管、车架前管和车架后管，前立管位于车架前管的前端，其特征在于：所述自行车还增设一个用于调整把横管与车座之间间距的调节定位机构，所述调节定位机构主要由支撑套管、转动连接件以及长度调节机构组成，其中，支撑套管的上部套在把立管的下部，并且与把立管以周向可相对转动的方式相连接，同时能够轴向承受把立管的上拉力以及下压力，所述支撑套管的下部与所述前立管相铰接；所述转动连接件为一轴向可弯曲、周向能与把立管同步转动的既能偏角又能偏心的伸缩万向节，伸缩万向节位于支撑套管内，伸缩万向节的上端与把立管固定连接，下端与前叉从前立管中伸出的上端固定连接，前叉通过伸缩万向节与把立管保持同步周向转动，所述长度调节机构由长度调节件和定位件组成，所述定位件设置在车架前管上，所述长度调节件沿其长度方向设置可调节长度并可与定位件配合定位的调节结构，该长度调节件的一端铰接在支撑套管上，另一端则在调节结构中选定某一个长度位置与所述定位件相配合定位，以使支撑套管、长度调节件与车架前管构成三角结构，通过长度调节件上不同长度位置的定位与车架前管上的定位件配合，来调节把立管与车架前管之间的角度，从而实现把横管与车座之间的间距调节。 

2.根据权利要求1所述的把横管与车座间距可调节的自行车，其特征在于：所述长度调节机构的长度调节件和定位件分别是长形的调节板和定位销，所述定位销设置在车架前管上，所述调节板沿其长度方向设置有数个定位销孔或定位槽，所述调节板的一端铰接在支撑套管上，另一端则选择其中一个定位销孔或定位槽与所述定位销相配合定位。 

3.根据权利要求2所述的把横管与车座间距可调节的自行车，其特征在于：所述调节定位机构还增设加强铰接板，所述支撑套管的下端通过所述加强铰接板铰接在所述前立管上，所述加强铰接板固定连接在前立管的上部，所述支撑套管的下端则铰接在加强铰接板上。 

4.根据权利要求3所述的把横管与车座间距可调节的自行车，其特征在于：所述支撑套管的下端与加强铰接板之间采用对锁螺丝相铰接。 

5.根据权利要求1所述的把横管与车座间距可调节的自行车，其特征在于：所述支撑套管的上端口设置径向外凸的下环形板，把立管的下端口则具有径向外凸的上环形板，所述上环形板与下环形板之间设有滑动法兰轴承，该滑动法兰轴承套装在把立管上，所述上环形板与下环形板通过立管螺帽相连接，以实现支撑套管与把立管之间周向可相对转动的连接，所述立管螺帽套装在把立管上，且位于上环形板的上方，所述立管螺帽与上环形板之间设有滑动轴承，所述立管螺帽与所述下环形板相螺接。 

6.根据权利要求2至4任一项所述的把横管与车座间距可调节的自行车，其特征在于：所述支撑套管的上端口设置径向外凸的下环形板，把立管的下端口则具有径向外凸的上环形板，所述上环形板与下环形板之间设有滑动法兰轴承，该滑动法兰轴承套装在把立管上，所述上环形板与下环形板通过立管螺帽相连接，以实现支撑套管与把立管之间周向可相对转动的连接，所述立管螺帽套装在把立管上，且位于上环形板的上方，所述立管螺帽与上环形板之间设有滑动轴承，所述立管螺帽与所述下环形板相螺接。

7.根据权利要求6所述的把横管与车座间距可调节的自行车，其特征在于：所述支撑套管具有铰接耳，所述调节板铰接在铰接耳上，铰接耳的下端还固定连接有扭簧，扭簧与调节板相连，向调节板提供一个向上的扭矩以抵住定位销，防止调节板自行脱离定位销。 

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