CN102991267A - 一种可折叠车轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可折叠车轮，属于车轮技术领域，该车轮包括分段的轮圈、轮圈连接装置、轮圈支架、辐条和轴套装置，所述轮圈包括外胎、内胎和钢圈；所述轮圈连接装置包括铰接在相邻钢圈之间的两个圆锥齿轮、固定该圆锥齿轮的齿轮套、连接相邻钢圈的卡栓装置和连通内胎的轮圈导气管；所述轮圈支架包括用于支撑的伸缩杆和铰接在伸缩杆之间的齿轮组，伸缩杆铰接在轮圈连接装置与轴套装置之间；所述辐条的一端固定连接在钢圈上，另一端铰接在轴套装置上。本发明的可折叠车轮，折叠、收纳简便，节省空间，同时结构简单、紧凑，易于保养和维护。
Description
技术领域
本发明属于车轮技术领域，特别是一种可折叠车轮。
背景技术
自行车由于轻便、环保、实用方便等特点，成为人们生活中常用的代步工具，但是由于自行车体积较大，不便随身携带、运输。为此，人们对自行车进行了改进。现有技术中，已有可折叠自行车，但是即便是进行折叠，自行车的车轮形状是固定的，不可进行进一步缩小，从而限制了自行车折叠后在体积上的进一步缩小，不利于人们的携带。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的缺点，本发明的目的在于提供一种便于折叠携带、节省空间的可折叠车轮。
技术方案：一种可折叠车轮，包括分段的轮圈、轮圈连接装置、轮圈支架、辐条和轴套装置，所述轮圈包括外胎、内胎和钢圈；所述轮圈连接装置包括铰接在相邻钢圈之间的两个圆锥齿轮、固定该圆锥齿轮的齿轮套、连接相邻钢圈的卡栓装置和连通内胎的轮圈导气管；所述轮圈支架包括用于支撑的伸缩杆和铰接在伸缩杆之间的齿轮组，所述伸缩杆铰接在轮圈连接装置与轴套装置之间；所述辐条的一端固定连接在钢圈上，另一端铰接在轴套装置上。
优选的，所述轮圈均匀分段。
优选的，所述轮圈均分为偶数段，优选均分为6段或8段；所述伸缩杆和齿轮组的个数与轮圈偶数段数对应。
优选的，所述轮圈各段两端均成圆锥弧面状，所述钢圈的两端均设有与圆锥齿轮固定连接的装置，该装置设有一贯穿孔；所述齿轮套内设有两个突出的轴，该轴的轴心设有一贯穿孔；所述两个圆锥齿轮分别套装在该轴上且相互啮合，圆锥齿轮的轴心也设有一贯穿孔；其中，所述的三个贯穿孔贯通。
优选的，所述轮圈导气管穿过所述贯穿孔，再穿过钢圈将内胎连通。
优选的，所述的轮圈导气管是两头为钢管，中间为橡胶管的气密性装置，并与内胎密闭连接。
优选的，所述轮圈的两端设有用于安装卡栓装置的凹槽；所述卡栓装置的一端固定在轮圈的凹槽内，另一端铰接在相邻轮圈的凹槽内。
优选的，所述伸缩杆由用于支撑的伸缩的杆和相对于杆底端旋转的连接机构组成，所述伸缩杆的顶端铰接在轮圈连接装置的齿轮套上；所述齿轮组中，两个齿轮为一组；其中，相邻的伸缩杆连接齿轮组中不同的齿轮。
优选的，所述轴套装置包括外轴套、内轴套和配合轴套支架使用的齿轮安放装置，所述外轴套和内轴套通过滚轮连接。
本发明中，轮圈均分成段，每段轮圈有独立的外胎、内胎和钢圈，而内胎又非完全独立，在完成组装后各内胎之间不论是折叠还是展开的状态都是通过轮圈连接装置中的轮圈导气管相连；该轮圈连接装置包括两个圆锥齿轮、一个齿轮套、轮圈导气管和卡栓装置；各段轮圈的钢圈两端都设有与轮圈连接装置中的圆锥齿轮固定连接的结构，圆锥齿轮底端有一与钢圈连接的结构，该连接结构为一个略小于圆锥底面的圆柱，在圆柱之上是一个能与钢圈两端处连接结构相契合的类长方体结构；齿轮套内部有两个突出轴，该轴可将两个圆锥齿轮固定住，但两圆锥齿轮能相对于轴转动同时齿轮相互啮合；卡栓装置一端固定在钢圈上，一端铰接在相邻钢圈上，可打开或者固定相邻钢圈，从而控制轮圈段的开合；轮圈支架包括用于支撑的伸缩杆和铰接在伸缩杆之间的齿轮组，伸缩杆铰接在轮圈连接装置与轴套装置之间，在折叠过程中，伸缩杆随着轮圈的运动转动，同时伸缩杆因带动相邻齿轮组的转动而带动相邻伸缩杆的联动；辐条的一端固定连接在钢圈上，另一端铰接在轴套装置上，轴套装置可控制辐条的张紧与放松，方便折叠。
轮圈可均分为偶数段，伸缩杆和齿轮组的个数与轮圈偶数段数对应；其中轮圈段数与伸缩杆数量和齿轮组数量相等，只要满足可折叠即可。
轮圈各段两端均成圆锥弧面状，这样车轮可在轮子充气状态下完成折叠展开的一系列动作，无需再加气，同时折叠过程中，相邻轮圈折叠不会对轮圈产生挤压，顺畅自然；轮圈中钢圈的两端与圆锥齿轮固定连接的装置设有一贯穿孔，齿轮套内设有两个突出的轴，该轴的轴心设有一贯穿孔，两个圆锥齿轮分别套装在该轴上且相互啮合，圆锥齿轮的轴心也设有一贯穿孔，以上的三个贯穿孔贯通；轮圈导气管穿过所述贯穿孔，再穿过钢圈将内胎连通；综上，轮圈导气管穿过内胎相互连接的过程中，穿过轮圈连接装置，在轮圈与轮圈之间形成一个类V字形的路径；其中，轮圈导气管是两头为钢管，中间为橡胶管的气密性装置，其钢管部与圆锥齿轮和钢圈的孔固定，并与内胎密闭连接保证各段内胎通气。
卡栓装置由两块可转动连接的卡片和一紧固片组成；两块卡片铰接后，有两个自由端，其中第一自由端与钢圈可转动连接；第二自由端开叉呈L状，该紧固片的两端开叉侧面呈L状，第二自由端与紧固片开叉处相连，紧固片固定在相邻钢圈的凹槽内；第二自由端在车轮展开状态时与紧固片紧密扣死，在车轮处于折叠状态时与钢圈啮合。
伸缩杆由用于支撑的伸缩的杆和相对于杆部旋转的连接机构组成，伸缩杆的一端铰接在轮圈连接装置的齿轮套上；齿轮组中两个齿轮为一组；伸缩杆和齿轮组交错并排分布在轴套装置表面上，其中，各齿轮组中两个齿轮的中心连线与轴套轴线平行；伸缩杆和齿轮分别与轴套可转动连接，伸缩杆的连接结构与齿轮可转动连接，其连接点位于伸缩杆转动轴线与它相连的齿轮的轴线交点处；并且相邻的伸缩杆连接齿轮组中不同的齿轮，使得伸缩杆转动时，相邻的齿轮转动带动齿轮组中另一齿轮联动，从而带动相邻伸缩杆联动；该伸缩杆杆顶部由一孔状连接结构组成，该结构连与轮圈连接装置可转动连接。
该轴套装置由内轴套，外轴套和齿轮安放装置组成，外轴套与轮圈支架各部可转动连接，外轴套为一中空圆柱体，其表面有凸起的U形结构，分别用于安放齿轮组和伸缩杆，外轴套两端分别有相等数量的孔，以轴套轴线为对称线对称分布且垂直于轴线，内轴套也为一中空的圆柱体，一端为内齿轮结构，该齿轮结构的直径大于内轴套主体圆柱体直径且略小于外轴套内壁的直径，内轴套从侧面看呈T形，在内轴套主体部分两侧有一向内凹陷圆环形结构，在该圆环形结构表面的法线方向设有孔，该孔在圆环形结构表面以圆环的轴为对称轴环形对称均匀排布，该孔从凹陷部分一直穿出内轴套两侧，辐条穿过外轴套的孔一直穿到内轴套两端的凹陷部分，再通过内轴套两端的孔嵌入销钉将辐条固定，内外轴套用滚轮连接，齿轮安放装置由圆柱形齿轮套、齿轮盖、齿轮、齿轮和卡片组成，用于安放齿轮。
工作原理:折叠本发明的可折叠车轮时，首先将轮圈连接装置上的卡栓拉下至可折叠模式，旋转轴套装置上的齿轮使辐条处于放松状态，此时相邻的轮圈段之间可通过轮圈连接装置转动，同时可通过轮圈支架中伸缩杆的旋转带动与之铰接的齿轮组转动；然后选定两个相邻轮圈段，两只手分别握住所选圈段并将其向下对折旋转，此时这两个轮圈段之间的轮圈连接装置中两个圆锥齿轮啮合相对于轴转动，同时所选定的轮圈段各自相邻的轮圈段受牵动开始运动，使得与该相邻圈段的相连的另一圆锥齿轮转动，该圆锥齿轮的转动能带动与之啮合的圆锥齿轮转动，接着传递给下一个相邻的轮圈段，以此联动，使得每个轮圈逐渐竖起；伸缩杆顶部由一孔状连接结构组成，该结构与轮圈连接装置转动连接，在选定的轮圈逐渐竖起垂直于原所在平面的过程中，由于选定轮圈之间的伸缩杆的转动，带动轴套支架中相邻齿轮组的转动，使得该伸缩杆的相邻伸缩杆逆向转动，以此类推，发生联动反应，此时伸缩杆逐渐偏离原来所在平面并与轴套装置所在平面形成一定的夹角，最终趋于垂直；最后在轮圈外周用力向轴套装置中心推压，伸缩杆受力顺应收缩，轴套装置逐渐被轮圈及伸缩杆包裹在折叠中心；在这个过程中，辐条因其柔软的特性，跟随轮圈的折叠路径较为规则地收起在轮圈的包围内，各轮圈段通过轮圈连接装置以及轮圈支架同时向内折叠收缩成类橄榄球形状。
展开折叠后的本发明可折叠车轮时，选定两个相邻轮圈段，需稍发力将两段恢复展开时连接方式，车轮便产生与折叠时的逆运动，最终展开成整圆，然后将卡栓拉上卡主至展开模式，最后旋转轴套装置上的齿轮使辐条处于拉紧状态，即完成车轮展开。
有益效果：与现有技术相比，本发明的可折叠车轮，通过将轮圈均匀分段，采用轮圈连接装置、轮圈支架、辐条和轴套装置配合联动，不仅使得车轮在折叠、收纳简便，节省空间的同时，便于携带，同时该车轮结构简单、紧凑，易于保养和维护。
附图说明
图1是本发明车轮展开图；
图2是本发明车轮轮圈连接装置的图；
图3是本发明车轮卡栓装置部位的图；
图4是本发明车轮轴套装置部位的图；
图5是本发明车轮轴套装置部位的侧视图；
图6是本发明轴套装置的立体图；
图7是本发明车轮折叠过程中的图；
图8是本发明车轮折叠好后的主视图；
图9是本发明车轮折叠好后的俯视图；
图10是本发明车轮折叠好后的仰视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-6，该可折叠车轮，包括轮圈1，轮圈连接装置2、轮圈支架3、辐条4和轴套装置5。其中，轮圈1均分为六段，轮圈1各段均各自包括外胎11、内胎和钢圈12；其中轮圈连接装置2包括两个圆锥齿轮21、齿轮套22、卡栓装置23和轮圈导气管，其中，圆锥齿轮21轴心设有一贯穿孔，齿轮套22上设有两个突出的成六十度角的轴，且圆锥齿轮22分别铰接在该轴上且相互啮合，该轴的轴心设有一贯穿孔，以上圆锥齿轮21轴心的贯穿孔和该轴的轴心的贯穿孔重合，轮圈导气管通过该孔将轮圈内胎连接起来；卡栓装置23由两块卡片231和一紧固片232组成；每个轮圈的两端都设有连接机构与圆锥齿轮21相连；轮圈支架3包括六根伸缩杆31和六个齿轮组32，每个齿轮组32包括两个齿轮；轴套装置5包括外轴套51、内轴套52和齿轮安放装置53；辐条4固定连接在轮圈和轴套装置5之间。
其中，轮圈1两端设有连接机构与圆锥齿轮21相连；伸缩杆31由可伸缩的杆和可相对杆部旋转的连接结构组成，该连接结构为一圆柱体，其一端有垂直于圆柱体轴线的孔；齿轮组32中的齿轮两端都有突出的轴，且一端的轴突出明显，在端头处有一与轴线垂直的孔，齿轮两个为一组，并排排在轴套5的表面上，与轴套轴线平行，伸缩杆31和齿轮组32分别与轴套5可转动连接，其中伸缩杆31和齿轮组32交错分布，伸缩杆31的连接结构与轴套可转动连接，其连接点位于伸缩杆31转动轴线与它相连的齿轮的轴线交点处，并且相邻的伸缩杆31连接齿轮组32不同的齿轮，该伸缩杆31主体由三节可伸缩的杆组成，杆顶部由一孔状结构组成，该孔状结构与轮圈连接装置可转动连接。
同时，该轴套装置5由外轴套51、内轴套52和齿轮安放装置53组成，外轴套51与轮圈支架3各部可转动连接，外轴套51为一中空圆柱体，其表面有凸起的U形结构，分别用于安放齿轮组32和伸缩杆31，外轴套5两端分别有三十个孔，以轴套轴线为对称线对称分布且垂直于轴线，内轴套52也为一中空的圆柱体，一端为内齿轮结构，该齿轮结构的直径大于内轴套52主体圆柱体直径且略小于外轴套51内壁的直径，内轴套52从侧面看呈T形，在内轴套52主体部分两侧有一向内凹陷圆环形结构，在该圆环形结构表面的法线方向有30个孔，该孔在圆环形结构表面以圆环的轴为对称轴环形对称均匀排布，该孔从凹陷部分一直穿出内轴套52两侧，辐条4穿过外轴套51的孔一直穿到内轴套52两端的凹陷部分，再通过内轴套两端的孔嵌入销钉将辐条固定；内外轴套通过滚轮连接。齿轮安放装置53由圆柱形齿轮套531、齿轮盖532、齿轮533和齿轮534和卡片组成，圆柱形齿轮套表面有三个圆孔，其中两个用于安放齿轮，另一个供车轴穿过；齿轮盖表面有5个孔，其中四个为圆孔，用于固定齿轮、车轴和卡片，另一个孔为一呈圆弧状的条形孔，其圆心位于固定卡片的孔的圆心处；齿轮533在主体（主体为一齿轮结构）两端有突出的轴部，其中一面的轴的末端也有齿轮结构，该齿轮结构穿过圆柱形齿轮套其中的一个孔与内轴套一端的内齿轮啮合，齿轮534主体（主体为一齿轮结构）两端也有突出的轴，其中一面的轴的直径略小于主体的直径，大于另一面轴的直径，该轴有一长方体的中空部分，另一面的轴有齿轮结构，该齿轮结构与齿轮533的主体齿轮啮合，齿轮534固定在圆柱形齿轮套和齿轮盖的孔中，卡片呈半圆弧状，一端有一钩状结构，该结构与齿轮534的主体齿轮啮合后可固定其运动，另一端有一突出的圆柱体，该圆柱体可穿过圆柱形齿轮套的圆弧状的条形通孔，通过移动该圆柱体而达到固定和松开齿轮534的作用，在贴近钩状结构的部位有一孔，该孔与齿轮盖表面的孔通过销钉固定，使得卡片可绕该孔旋转，通过齿轮安放装置53，当旋转齿轮534时就可使内外轴套做相对运动；辐条4为柔软的钢丝部件，辐条4穿过外轴套装置两端的孔状结构再与轮圈固定连接，通过内外轴套的相对运动从而达到辐条4在张紧和放松两个状态间的转换。
工作过程：如图7-10，折叠本发明的可折叠车轮时，首先将轮圈连接装置2上的卡栓23拉下至可折叠模式，旋转轴套装置5上的齿轮使辐条4处于放松状态，此时相邻的轮圈段之间可通过轮圈连接装置2转动，同时可通过轮圈支架3中伸缩杆的31旋转带动与之铰接的齿轮组32转动；然后选定两个相邻轮圈段，两只手分别握住所选圈段并将其向下对折旋转，此时这两个轮圈段之间的轮圈连接装置2中两个圆锥齿轮21啮合相对于轴转动，同时所选定的轮圈段各自相邻的轮圈段受牵动开始运动，使得与该相邻圈段的相连的另一圆锥齿轮转动，该圆锥齿轮的转动能带动与之啮合的圆锥齿轮转动，接着传递给下一个相邻的轮圈段，以此联动，使得每个轮圈逐渐竖起；伸缩杆31顶部由一孔状连接结构组成，该结构与轮圈连接装置2转动连接，在选定的轮圈1逐渐竖起垂直于原所在平面的过程中，由于选定轮圈1之间的伸缩杆的转动，带动轴套支架中相邻齿轮组的转动，使得该伸缩杆的相邻伸缩杆逆向转动，以此类推，发生联动反应，此时伸缩杆逐渐偏离原来所在平面并与轴套装置5所在平面形成一定的夹角，最终趋于垂直；最后在轮圈1外周用力向轴套装置5中心推压，伸缩杆31受力顺应收缩，轴套装置5逐渐被轮圈1及伸缩杆包裹在折叠中心；在这个过程中，辐条4因其柔软的特性，跟随轮圈1的折叠路径较为规则地收起在轮圈1的包围内，各轮圈段通过轮圈连接装置以及轮圈支架同时向内折叠收缩成类橄榄球形状。
展开折叠后的本发明可折叠车轮时，选定两个相邻轮圈段，需稍发力将两段恢复展开时连接方式，车轮便产生与折叠时的逆运动，最终展开成整圆，然后将卡栓23拉上卡主至展开模式，最后旋转轴套装置5上的齿轮使辐条4处于拉紧状态，即完成车轮展开。
Claims (9)
1.一种可折叠车轮，其特征在于：包括分段的轮圈（1）、轮圈连接装置（2）、轮圈支架（3）、辐条（4）和轴套装置（5），所述轮圈（1）包括外胎（11）、内胎和钢圈（12）；所述轮圈连接装置（2）包括铰接在相邻钢圈（12）之间的两个圆锥齿轮（21）、固定该圆锥齿轮（21）的齿轮套（22）、连接相邻钢圈的卡栓装置（23）和连通内胎的轮圈导气管；所述轮圈支架（3）包括用于支撑的伸缩杆（31）和铰接在伸缩杆（31）之间的齿轮组（32），所述伸缩杆（31）铰接在轮圈连接装置（2）与轴套装置（5）之间；所述辐条（4）的一端固定连接在钢圈（12）上，另一端铰接在轴套装置（5）上。
2.根据权利要求1所述的一种可折叠车轮，其特征在于：所述轮圈（1）均匀分段。
3.根据权利要求1所述的一种可折叠车轮，其特征在于：所述轮圈（1）均分为偶数段，优选均分为6段或8段；所述伸缩杆（31）和齿轮组（32）的个数与轮圈偶数段数对应。
4.根据权利要求1所述的一种可折叠车轮，其特征在于：所述轮圈（1）各段两端均成圆锥弧面状，所述钢圈（12）的两端均设有与圆锥齿轮（21）固定连接的装置，该装置设有一贯穿孔；所述齿轮套（22）内设有两个突出的轴，该轴的轴心设有一贯穿孔；所述两个圆锥齿轮（21）分别套装在该轴上且相互啮合，圆锥齿轮的轴心也设有一贯穿孔；其中，所述的三个贯穿孔贯通。
5.根据权利要求4所述的一种可折叠车轮，其特征在于：所述轮圈导气管穿过所述贯穿孔，再穿过钢圈（12）将内胎连通。
6.根据权利要求5所述的一种可折叠车轮，其特征在于：所述的轮圈导气管是两头为钢管，中间为橡胶管的气密性装置，并与内胎密闭连接。
7.根据权利要求1所述的一种可折叠车轮，其特征在于：所述轮圈（1）的两端设有用于安装卡栓装置（23）的凹槽；所述卡栓装置（23）的一端固定在轮圈的凹槽内，另一端铰接在相邻轮圈的凹槽内。
8.根据权利要求1所述的一种可折叠车轮，其特征在于：所述伸缩杆（31）由用于支撑的伸缩的杆和相对于杆底端旋转的连接机构组成，所述伸缩杆（31）的顶端铰接在轮圈连接装置（2）的齿轮套（22）上；所述齿轮组（32）中，两个齿轮为一组；其中，相邻的伸缩杆（31）连接齿轮组（32）中不同的齿轮。
9.根据权利要求1所述的一种可折叠车轮，其特征在于：所述轴套装置（5）包括外轴套（51）、内轴套（52）和配合轴套支架（3）使用的齿轮安放装置（53），所述外轴套（51）和内轴（52）套通过滚轮连接。
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