CN103303417A - 碳纤维自行车车架和自行车 - Google Patents

Abstract

一种碳纤维自行车车架包括主体和导线。主体是由多个碳纤维管体接合而成。导线则设置在至少其中一个碳纤维管体的一管壁中，且导线的端穿出碳纤维管体。同时也公开了一种包括上述碳纤维自行车车架的自行车。上述的碳纤维自行车车架以及自行车易于与电子装置整合，以提供信息和娱乐功能。

Description

碳纤维自行车车架和自行车

技术领域

本发明涉及一种自行车车架和自行车，特别涉及一种碳纤维自行车车架和自行车。

背景技术

由碳纤维复合材料所制成的自行车车架具有重量轻和高强度等优点，因此，已广泛在业界中采用。近年来，自行车不仅是一种交通工具，更可作为健身以及休闲的工具。许多小型化电子产品，例如智能便携式装置、功率/踏频/转速感测器、轨迹记录器或多媒体播放装置等，也由于骑乘安全、运动休闲、信息娱乐的需求被开发出来。无线式的电子产品虽然可以避免缆线的限制，但是其较为昂贵且较为耗电，而且只能传送无线信号，无法传送电力，例如照明电子器材所需的电力。有线式的电子产品则需考虑缆线的配置。暴露在自行车车架外的缆线不仅影响美观，还可能产生安全上的顾虑。综上所述，如何整合碳纤维车架以及相关电子产品及简化其操作便是目前极需努力的目标。

发明内容

本发明提供一种碳纤维自行车车架和自行车，其是在碳纤维车架的管件制造过程中将导线甚至是电子装置整合在碳纤维自行车车架内，不同于目前业界中只在自行车组装厂组装时，才能装入导线的做法，也可以减少在安装电子装置时破坏车架结构的情况。

一种碳纤维自行车车架，包括：主体，该主体是由多个碳纤维管体接合而成；以及导线，该导线设置在至少其中一个所述碳纤维管体的管壁中，且该导线的一端穿出所述碳纤维管体。

一种自行车，包括：碳纤维自行车车架，包括：主体，该主体是由多个碳纤维管体接合而成；以及导线，该导线设置在至少其中一个所述碳纤维管体的管壁中，且该导线的一端穿出所述碳纤维管体；前轮，该前轮设置在所述碳纤维自行车车架的前侧；后轮，该后轮设置在所述碳纤维自行车车架的后侧；转向部件，该转向部件与所述前轮连接，用以控制所述前轮的行进方向；以及传动部件，该传动部件与所述后轮连接，用以转换使用者的踩踏力以驱动所述后轮。

以下将通过具体实施例配合所附图详细说明，会更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达到的功效。

附图说明

图1是示出本发明一实施例的碳纤维自行车车架的剖面结构的剖面图。

图2是示出本发明一实施例的具有管道的碳纤维管体的剖面结构的剖面图。

图3是示出本发明另一实施例的碳纤维自行车车架的剖面结构的剖面图。

图4是示出整合在本发明一实施例的碳纤维自行车车架的电子装置的方框图。

图5是示出本发明一实施例的自行车的示意图。

主要部件符号说明

10：主体

11a～11e：碳纤维管体

11f：玻璃纤维材料

111：管道

112a：第一开口

112b：第二开口

12：导线

13a：无线射频识别标签

13b：电子装置

13c：感测接点

13d：移动电池模块

131：储存单元

132：全球定位系统模块

133：处理单元

134：通信模块

135：电池模块

136：充电电路

137：加速度感测器

20：前轮

30：后轮

40：转向部件

50：传动部件

具体实施方式

参照图1和图2，本发明的实施例的碳纤维自行车车架包括主体10和导线12。主体10是由多个碳纤维管体11a～11e所接合而成。需注意的是，除了图1所示的车架结构外，在特定情况下，车架一词也包括把手、前叉以及座管等部件。导线12则设置在至少其中一个碳纤维管体11a～11e的管壁中，且导线12的一端穿出碳纤维管体11a～11e。例如，碳纤维管体11a～11e至少其中一个具有一管道(conduit)111。在图1以及图2所示的实施例中，管道111是设置在碳纤维管体11a的管壁中，且管道111的一端连通到碳纤维管体11a的外部，并在碳纤维管体11a的外表面形成第一开口112a。但不限于此，管道111也可依需求设置在碳纤维管体11b、11c、11d或11e处。导线12设置在管道111中，且导线12的一端经由第一开口112a穿出碳纤维管体11a即可将导线12设置在碳纤维管体11a～11e的管壁中。

在一实施例中，管道111的另一端也可连通到碳纤维管体11a的外部，并在碳纤维管体11a的外表面形成第二开口112b。而导线12的另一端可经由第二开口112b穿出碳纤维管体11a。导线12可用以传送电源和/或信号。例如，管道111可在制造碳纤维自行车车架时，在管道111的预定位置处设置芯材，待车架或碳纤维管体加热成型后再移除芯材即可形成管道111。但不限于此，导线12也可在制造过程中直接层压在碳纤维管体的管壁中，且导线12与碳纤维管体彼此电性独立。例如，在制造碳纤维管体时，可将以绝缘胶体包覆的导线12置于层层贴附的碳纤维材料之间，待后续加热压合时，导线12即包覆在碳纤维管体的管壁中。

在一实施例中，第一开口112a的位置可靠近自行车的把手端，而第二开口112b可靠近自行车的座椅端。根据此结构，设置在把手端的电子装置(例如多媒体播放、导航、行车记录、通信装置、触控面板等)即可经由管道111中的导线12与设置在座椅端的车架上的电子装置(例如电池模块)电性连接。

在一实施例中，本发明的碳纤维自行车车架还包括天线(未示出)，其设置在其中一个碳纤维管体11a～11e内，例如在碳纤维管体11a～11e的内表面或管壁中。天线与碳纤维管体电性连接。天线可经由导线12与外部电子装置电性连接。例如，碳纤维管体内的天线可靠近自行车的把手端设置，并经由穿出碳纤维管体的管壁的导线12与智能型便携式装置电性连接。根据此结构，碳纤维管体可作为智能型便携式装置的天线的延伸，以加强通话质量、社区网络连接或卫星定位信号的接收等。

在一实施例中，本发明的碳纤维自行车车架还包括连接端(未图示)，其与导线12电性连接，并设置在第一开口112a侧或第二开口112b侧。连接端具有至少一个导电接点，以使外部电子装置易于与导线12电性连接。

参照图3，在一实施例中，本发明的碳纤维自行车车架还包括无线射频识别标签（Radio Frequency Identification tag,RFID tag)13a。RFIDtag13a能够以玻璃纤维材料11f覆盖并将RFID tag13a贴附于碳纤维管体11a～11e其中一个的外表面，以避免碳纤维材质的碳纤维管体11a～11e影响RFID tag13a的通信质量。RFID tag13a可储存自行车的拥有者、制造/买卖的记录或简单的维修记录。或者，RFID tag13a可储存特定地点的标记，以证明该自行车曾经到过此特定地点。通过读取器读取RFID tag13a所储存的信息即可知道自行车的拥有者和相关记录，因此，以非正规渠道取得的自行车较不易贩售给第三人，以达到吓阻窃贼销赃的效果。此外，由于RFID tag13a是利用玻璃纤维材料11f包覆并贴附在碳纤维管体11a～11e上，一旦破坏RFID tag13a外层的玻璃纤维材料11f，也会造成车架受损或结构强度降低，因而可阻止窃贼取出RFID tag13a。

在一实施例中，本发明的碳纤维自行车车架可包括电子装置13b，其设置在碳纤维管体11a～11e至少其中一个的内侧，并与导线12的另一端电性连接。如此，设置在碳纤维管体11a内的电子装置13b可经由导线12与外部电性连接。例如，电子装置13b可与外部电子装置电性连接以交换信息。或者电子装置13b可与外部电源电性连接，以取得外部电源进行充电或作为在工作时所需的电力。

参照图4，例如，电子装置13b可以是轨迹记录器，其包括储存单元131、全球定位系统(Global Positioning System,GPS)模块132以及处理单元133。GPS模块132用以产生位置坐标。处理单元133与GPS模块132以及储存单元131电性连接。处理单元133用以将GPS模块132所产生的位置坐标以及相对应的时间戳(time stamp)储存在储存单元131中，以记录自行车曾经行经的路径。

优选地，电子装置13b还包括通信模块134以及一加速度感测器137，其分别与处理单元133电性连接。通信模块134可将GPS模块132所产生的位置坐标传送至远端电子装置。例如，通信模块134可以是无线区域网路模块或为移动通信模块(例如GSM、GPRS、CDMA、WCDMA、WiMAX、LTE等)。依据上述结构，当自行车被窃贼碰触时，加速度感测器137可侦测到异常的震动或移动，此时，处理单元133可透过通信模块134立即发出信息或拨号给指定电话号码，以通知使用者。另外，使用者可在自行车失窃时得到自行车目前的位置，也即GPS模块132所产生的位置坐标，由此协助自行车的拥有者找回自行车。可以理解的是，电子装置13b可以内建天线，也可以将前述设置在碳纤维管体的管壁内的天线作为天线。

在一实施例中，电子装置13b可经由导线12获取外部电源(例如移动电源)，以作为在工作时所需的电力，因此，电子装置13b可不另外设置电池模块。但不限于此，电子装置13b也可包括电池模块135，其用以提供电子装置13b在工作时所需的电力。优选地，电子装置13b还包括充电电路136，其与电池模块135电性连接。如上所述，充电电路136可经由导线12与外部电源电性连接。因此，当电子装置13b经由导线12与外部电源电性连接时，充电电路136即可对电池模块135进行充电。根据此结构，即使电子装置13b未与外部电源电性连接，电子装置13b仍能在电池模块135的电力耗尽前提供自行车的相关位置或行经的路径。

参照图5，本发明的一实施例的自行车包括碳纤维自行车车架10、前轮20、后轮30、转向部件40以及传动部件50。碳纤维自行车车架10的详细结构已如上所述，在此不再赘述。前轮20以及后轮30分别设置在碳纤维自行车车架10的前侧和后侧。转向部件40与前轮20连接，用以控制前轮20的行进方向。例如，转向部件40包括把手以及前叉等已知的自行车部件。传动部件50与后轮30连接，用以转换使用者的踩踏力以驱动后轮30。例如，传动部件50包括曲柄、左右踏板、齿轮以及链条等已知的自行车部件，通过使用者的踩踏可带动后轮30转动，进而驱动自行车前进。

在一实施例中，本发明的自行车可包括感测器，用以感测使用者的心电图和/或心率信号。例如，感测器包括两个感测接点13c，其分别设置在转向部件40的把手两端的手握处。根据此结构，当使用者手握把手骑乘自行车时，利用手掌或手指与设置在把手上的感测接点13c接触即可测得使用者的运动心电图和心率信号。或者，感测接点可分别设置在自行车的座垫。依据此结构，使用者骑乘自行车时，其左右臀部分别接触座垫上的左右感测接点13c，也可测得使用者的运动心电图和心率信号。当发现运动心电图波形或心率指数有任何异常时，自行车上或远端的监控系统可发出警示信号以提醒使用者放慢骑车速度或暂时休息。另外，心电图/心率感测系统也可以感测使用者的精神指数，用以监控使用者的精神状况。例如，心电图/心率感测系统感测到使用者精神疲惫时，可发出警示信号以提醒使用者暂时休息或不适宜再继续骑车。如上所述，感测接点13c也可经由配置在碳纤维管体内的导线12与感测器电性连接。

在一实施例中，本发明的自行车可包括移动电池模块13d，其设置在碳纤维管体的外侧，例如悬挂在碳纤维自行车车架10的外侧。移动电池模块13d与导线12电性连接，如此，移动电池模块13d即可经由导线12将电力提供到外部电子装置，例如多媒体播放器、便携式装置、感测器、轨迹记录器、预先设置在手把表面的触控面板或按键等。手把表面的触控面板或按键可作为各项电子功能的快速操作界面。

综合上述，根据本发明的碳纤维自行车车架以及自行车，在制造过程中将导线整合在碳纤维自行车车架内，如此可避免在安装电子装置时需钻孔而破坏车架结构。此外，碳纤维自行车车架可先用套件封闭管道的开口，待需要配置导线时再打开管道，如此可避免车架的管道内积垢而难以安装缆线。另外，可通过整合RFID tag或GPS模块等电子装置在碳纤维自行车车架内以达到防盗的效果，进而降低自行车的失窃率。或者，通过设置各类感测器(如心电图和/或心率感测器、踏频/转速/功率感测器、温湿度/空气质量/紫外线/沙尘量/臭氧量/降水概率感测器等)，可即时监控自行车骑乘者的生理、骑乘、周围环境的状况。

以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但不能以此限定本发明的范围。凡是根据本发明所揭示的精神而做出的等同改变或改进，仍应包括在本发明的权利要求范围内。

Claims (31)

1.一种碳纤维自行车车架，其特征在于，包括：

主体，所述主体是由多个碳纤维管体接合而成；以及

导线，所述导线设置在至少其中一个所述碳纤维管体的管壁中，且所述导线的一端穿出所述碳纤维管体。

2.根据权利要求1所述的碳纤维自行车车架，其特征在于，所述导线层压在所述碳纤维管体的所述管壁中，且所述导线与所述碳纤维管体电性独立。

3.根据权利要求1所述的碳纤维自行车车架，其特征在于，所述主体具有管道，所述管道设置在至少一个所述碳纤维管体的所述管壁中，所述管道的一端连通到所述碳纤维管体的外部，并形成第一开口；所述导线设置在所述管道中，且所述导线经由所述第一开口穿出所述碳纤维管体。

4.根据权利要求3所述的碳纤维自行车车架，其特征在于，所述管道的另一端连通到所述碳纤维管体的外部，并形成第二开口，且所述导线的另一端经由所述第二开口穿出所述碳纤维管体。

5.根据权利要求1所述的碳纤维自行车车架，其特征在于，还包括：

天线，所述天线设置在其中一个所述碳纤维管体内，并与所述碳纤维管体电性连接，且所述天线经由所述导线与外部电子装置电性连接。

6.根据权利要求1所述的碳纤维自行车车架，其特征在于，还包括：

连接端，所述连接端与所述导线电性连接，并设置在所述导线的外露端，所述连接端具有至少一个导电接点。

7.根据权利要求1所述的碳纤维自行车车架，其特征在于，还包括：

无线射频识别标签，所述无线射频识别标签由玻璃纤维材料覆盖并贴附在其中一个所述碳纤维管体的外表面。

8.根据权利要求1所述的碳纤维自行车车架，其特征在于，还包括：

转向部件，所述转向部件与所述主体连接，用以控制所述碳纤维自行车的行进方向，所述转向部件包括：

把手；以及

感测器，所述感测器包括两个感测接点，所述两个感测接点分别设置在所述把手两端的手握处，所述感测器用以感测使用者的心电图和/或心率信号。

9.根据权利要求1所述的碳纤维自行车车架，其特征在于，还包括：

座垫，所述座垫与所述主体连接；以及

感测器，所述感测器包括两个感测接点，所述两个感测接点分别设置在与使用者的两侧臀部接触的所述座垫的表面，所述感测器用以感测所述使用者的心电图和/或心率信号。

10.根据权利要求1所述的碳纤维自行车车架，其特征在于，还包括：

电子装置，所述电子装置设置在其中一个所述碳纤维管体内，并与所述导线的另一端电性连接，以使所述电子装置经由所述导线与外部电子装置或外部电源电性连接。

11.根据权利要求10所述的碳纤维自行车车架，其特征在于所述电子装置包括轨迹记录器，所述轨迹记录器包括：

储存单元；

全球定位系统模块，所述全球定位系统模块用以产生位置坐标；以及

处理单元，所述处理单元与所述全球定位系统模块以及所述储存单元电性连接，用以将所述位置坐标以及相对应的时间戳储存在所述储存单元中。

12.根据权利要求11所述的碳纤维自行车车架，其特征在于所述轨迹记录器还包括：

通信模块，所述通信模块与所述处理单元电性连接，用以将所述位置坐标传送到远端电子装置。

13.根据权利要求12所述的碳纤维自行车车架，其特征在于所述轨迹记录器还包括：

加速度感测器，所述加速度感测器与所述处理单元电性连接，用以感测所述碳纤维自行车车架的异常震动或移动。

14.根据权利要求11所述的碳纤维自行车车架，其特征在于所述轨迹记录器还包括：

电池模块，所述电池模块用以提供所述轨迹记录器在工作时所需的电力。

15.根据权利要求14所述的碳纤维自行车车架，其特征在于所述轨迹记录器还包括：

充电电路，所述充电电路与所述电池模块电性连接，所述充电电路经由所述导线与所述外部电源电性连接，以对所述电池模块进行充电。

16.根据权利要求1所述的碳纤维自行车车架，其特征在于，还包括：

移动电池模块，所述移动电池模块设置在所述碳纤维管体的外侧，并与所述导线电性连接，以使所述移动电池模块经由所述导线将电力提供到外部电子装置。

17.一种自行车，其特征在于，包括：

碳纤维自行车车架，包括：

主体，所述主体是由多个碳纤维管体接合而成；以及

导线，所述导线设置在至少其中一个所述碳纤维管体的管壁中，且所述导线的一端穿出所述碳纤维管体；

前轮，所述前轮设置在所述碳纤维自行车车架的前侧；

后轮，所述后轮设置在所述碳纤维自行车车架的后侧；

转向部件，所述转向部件与所述前轮连接，用以控制所述前轮的行进方向；以及

传动部件，所述传动部件与所述后轮连接，用以转换使用者的踩踏力以驱动所述后轮。

18.根据权利要求17所述的自行车，其特征在于，所述导线层压在所述碳纤维管体的所述管壁中，且所述导线与所述碳纤维管体电性独立。

19.根据权利要求17所述的自行车，其特征在于，所述主体具有管道，所述管道设置在至少一个所述碳纤维管体的所述管壁中，所述管道的一端连通到所述碳纤维管体的外部，并形成第一开口；所述导线设置在所述管道中，且所述导线经由所述第一开口穿出所述碳纤维管体。

20.根据权利要求19所述的自行车，其特征在于，所述管道的另一端连通到所述碳纤维管体的外部，并形成第二开口，且所述导线的另一端经由所述第二开口穿出所述碳纤维管体。

21.根据权利要求17所述的自行车，其特征在于，所述碳纤维自行车车架还包括：

天线，所述天线设置在其中一个所述碳纤维管体内，并与所述碳纤维管体电性连接，且所述天线经由所述导线与外部电子装置电性连接。

22.根据权利要求17所述的自行车，其特征在于，所述碳纤维自行车车架还包括：

连接端，所述连接端与所述导线电性连接，并设置在所述导线的外露端，所述连接端具有至少一个导电接点。

23.根据权利要求17所述的自行车，其特征在于，所述碳纤维自行车车架还包括无线射频识别标签，所述无线射频识别标签由玻璃纤维材料覆盖并贴附在其中一个所述碳纤维管体的外表面。

24.根据权利要求17所述的自行车，其特征在于，还包括：

感测器，所述感测器包括两个感测接点，所述两个感测接点分别设置在所述转向部件的把手两端的手握处或与使用者的两侧臀部接触的座垫的表面，所述感测器用以感测所述使用者的心电图和/或心率信号。

25.根据权利要求17所述的自行车，其特征在于，所述碳纤维自行车车架还包括电子装置，所述电子装置设置在其中一个所述碳纤维管体内，并与所述导线的另一端电性连接，以使所述电子装置经由所述导线与外部电子装置或外部电源电性连接。

26.根据权利要求25所述的自行车，其特征在于，所述电子装置包括轨迹记录器，所述轨迹记录器包括：

储存单元；

全球定位系统模块，所述全球定位系统模块用以产生位置坐标；以及

处理单元，所述处理单元与所述全球定位系统模块以及所述储存单元电性连接，用以将所述位置坐标以及相对应的时间戳储存在所述储存单元中。

27.根据权利要求26所述的自行车，其特征在于，所述轨迹记录器还包括：

通信模块，所述通信模块与所述处理单元电性连接，用以将所述位置坐标传送到远端电子装置。

28.根据权利要求27所述的自行车，其特征在于，所述轨迹记录器还包括：

加速度感测器，所述加速度感测器与所述处理单元电性连接，用以感测所述碳纤维自行车车架的异常震动或移动。

29.根据权利要求26所述的自行车，其特征在于，所述轨迹记录器还包括：

电池模块，所述电池模块用以提供所述轨迹记录器在工作时所需的电力。

30.根据权利要求29所述的自行车，其特征在于，所述轨迹记录器还包括：

充电电路，所述充电电路与所述电池模块电性连接，所述充电电路经由所述导线与所述外部电源电性连接，以对所述电池模块进行充电。

31.根据权利要求17所述的自行车，其特征在于，还包括：

移动电池模块，所述移动电池模块设置在所述碳纤维管体的外侧，并与所述导线电性连接，以使所述移动电池模块经由所述导线将电力提供到外部电子装置。

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