CN103407538B - 天然竹制自行车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了天然竹制自行车，包括：若干根原竹，以及与原竹连接的金属接头，所述原竹和金属接头构成自行车车架。所述自行车车架包括头管，上管，下管，中管，上叉以及下叉，所述头管，上管，下管，中管，上叉以及下叉均为原竹，所述头管两端分别连接上管和下管的一端，所述上管和下管的另一端通过一中管连接，中管还通过金属接头将上叉以及下叉固定于头管上。金属接头与原竹经环氧树脂胶连接，在常温25℃环境下静态2小时固定。以天然竹子替代自行车上的金属管、板结构。自行车车架本体80%以上的部分，采用了“快速可再生天然材料”竹子，有效减少了“不可再生资源”消耗。

Description

天然竹制自行车

技术领域

本发明属于自行车行业制造技术领域，尤其涉及天然竹制自行车。

背景技术

目前市面上自行车车架都是以黑色金属、有色金属或碳纤维复合材料制作而成，以上产品在制造过程中和制作成品上都存在着以下问题：

1）车架部分均使用“不可再生资源”制作。

2）在加工制造过程中产生废水、废气，产生辐射和大量碳排放，污染环境。

3）从原材料到成品制作完成，工艺复杂，使用设备诸多，制作环节复杂，导致成本居高不下。

4）在产品设计上观念落后，未融入“人体工学”概念，产品重量重，不能吸收自行车行驶过程中由路况引发的，对人体之间的冲击，舒适度差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供天然竹制自行车，以天然竹子替代自行车上的金属管、板结构。自行车车架本体80%以上的部分，采用了“快速可再生天然材料”竹子，有效减少了“不可再生资源”消耗。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

天然竹制自行车，包括：

若干根原竹，

以及与原竹连接的金属接头，所述原竹和金属接头构成自行车车架。

在本发明的一个优选实施例中，所述自行车车架包括头管，上管，下管，中管，上叉以及下叉，所述头管，上管，下管，中管，上叉以及下叉均为原竹，

所述头管两端分别连接上管和下管的一端，所述上管和下管的另一端通过一中管连接，中管还通过金属接头将上叉以及下叉固定于头管上。

在本发明的一个优选实施例中，金属接头与原竹经环氧树脂胶连接，在常温25℃环境下静态2小时固定。

在本发明的一个优选实施例中，所述金属接头依次经下料、氩弧焊接或锻造、磷化及烤漆处理。

在本发明的一个优选实施例中，所述磷化处理目的在于在金属接头的表面形成一层磷酸盐薄膜，包括以下步骤：

1）、酸洗：将金属接头分别浸入常温、不同浓度的三个盐酸槽，除去金属接头表面的氧化膜；

2）、清水冲洗：清水冲洗并清除金属接头表面的盐酸腐蚀产物；

3）、草酸洗：金属接头经草酸洗后立即放入磷化槽；增加金属的活性，以使下一工序生成的皮膜更为致密；

4）、皮膜处理：将金属接头浸入磷酸盐，金属表面与处理液接触，在表面生成不溶性的化合物，附着在金属表面形成皮膜；

5）、清水：清除皮膜表面残余物；

6）、润滑剂：将步骤5）清洗完毕的金属接头，放入皂化池中，反应形成坚硬的金属皂层，可以增加其润滑性能。

在本发明的一个优选实施例中，三个盐酸槽中配置不同浓度的盐酸，分别为5%＜低浓度≤10%，10%＜中等浓度≤20%，20%＜高浓度≤25%，金属接头经过盐酸槽顺序为低浓度到中等浓度再到高浓度酸液。

在本发明的一个优选实施例中，在烤漆处理前进行表面粗化处理，即除去表面粒状杂质并增加一定粗糙度以增加油漆附着力，

所述粗化处理包括至少两遍表面处理；第一遍采用400#水砂纸打磨，第二遍采用800#水砂纸或更细水砂纸进行打磨。

在本发明的一个优选实施例中，所述原竹依次经蒸煮，脱脂、脱糖和防霉、防虫处理，增强原竹韧性及强度。

在本发明的一个优选实施例中，所述蒸煮：用碱水蒸煮原竹2-2.5小时,碱水与水质量比为1:10；

脱脂、脱糖：首次脱脂在30℃～40℃温度下烘烤2-3小时，保温至与户外温度一致：二次脱脂在40℃～50℃温度下烘烤1-2小时；

防霉、防虫：浸泡虫霉灵时长15分钟,虫霉灵与水质量比为1:10。

在本发明的一个优选实施例中，所述原竹选取3至5年竹龄的天然竹子。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

纯天然原竹制作，加工过程，绿色、低碳、环保无污染；

加工工艺简单，设备投入少，适合批量化生产，原材料价格低廉，产品成本低，经济效益显著；

天然竹制材料自行车相对比同等金属材料自行车，重量减轻40%以上。利用竹子强度好，韧性佳，重量轻的特点，融入“人体工学”设计概念，结构简单、坚固耐用，有效吸收骑行过程中的颠簸，提高使用舒适度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明车架结构图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参照图1，天然竹制自行车，包括：若干根原竹，以及与原竹连接的金属接头，原竹和金属接头构成自行车车架。

自行车车架包括头管101，上管102，下管103，中管104，上叉105以及下叉106，该头管101，上管102，下管103，中管104，上叉105以及下叉106均为原竹，该头管101两端分别连接上管102和下管103的一端，该上管102和下管103的另一端通过一中管104连接，中管104还通过金属接头将上叉105以及下叉106固定于头管101上。

金属接头与原竹经环氧树脂胶连接，在常温25℃环境下静态2小时固定，金属接头上还环绕设置一圈固定孔，箍筋环绕固定孔，将原竹和金属接头牢固固定，金属接头通过固定螺栓连接金属接头和原竹；将处理完毕的原竹的表面涂覆油漆。

金属接头依次经下料、氩弧焊接或锻造、磷化及烤漆处理。

金属接头经下料：将毛坯或工件从原材料上分离下来的工序，常用的下料方法有锯断、砂轮切割、剪切、冲铣等。

氩弧焊接：

1、适用范围：本工艺适用于铝合金、不锈钢、铁板、铝等金属的焊接。

2、使用设备及技术参考：

1）使用设备：WSE-500S方波交直流氩弧焊

2）技术参考：

参数	型号
		电源电压(V)	单相380V 50HZ
额定输入容量（KVA）	49
		额定负载持续率（%）	60
空载电压（V）	AC：79 DC：100
		直流输出电流范围（A）	5～500
交流输出电流范围（A）	20～500
		预送气时间（S）	0.3/0.0(在印刷电路板上切换)
气体延时（S）	3～30
		下降时间（S）	0.1～5
弧坑处理	有/无/反复
		清洁宽度	50～70%
可焊板厚（mm）	不锈钢：0.5-12.0 铝：1.5-12.0
		外形尺寸（mm）	740×470×940
重量（kg）	234

注：额定负载率60%是指10分钟时间内，在额定焊接电流下使用6分钟后停止4分钟后在进行焊接。负载率超过额定值后，焊机的温度将上升，超过允许之后，会使焊机情况恶化，烧损焊机。

3、用电安全：

1）在下列情况，一定要通过配电箱的开关将电源切断。

A、当需要接触电源输入或输出端子或需要打开机盖进行内部检查时。

B、当需要检查焊枪或更换配件时。

C、当不需要使用焊枪时。

2）为避免触电，请确认是否可靠接地。

3）对已损坏电缆必须更换新的。

4）在潮湿的地点操作或连接母材电缆时，一定要穿着干燥的工作服，带皮手套和穿橡胶安全鞋。

4、通风换气

为减少焊接气孔形成机率，提高焊接质量，在焊接过程中应做好防风工作。同时焊接过程中会产生微量烟尘及对人体有害的气体，需采取换气措施。

5、光的保护

焊接时会产生特强的弧光和金属飞溅物，所以焊接时使用有足够遮光度的眼镜或焊接用面罩，穿工作服和戴工作手套，以保护眼睛、面部、颈部、手臂及腿部。

6、火灾

在焊接过程中，高温熔化的金属会飞溅到周围地方，应注意以下事项：

ａ）易燃物质要远离焊接操作点。

ｂ）焊接完成后，必须认真检查操作范围内有无易燃物质及时搬离以消除隐患。

7、工作环境

1）不受直接阳光、风雨、湿气、灰尘少的室内。

2）距离墙壁及其他焊机至少30ｃｍ以上。

3）地板为水泥之类坚实、水平的场所。

8、氩弧焊的操作方法

1）焊接时，首先将普通焊／氩弧焊开光拨向氩弧焊，根据工件材质选择直流（ＤＣ）或者交流（ＡＣ），根据工件厚度选择电源，进行焊接。

2）弧坑的填充，在焊接结束端部会有凹坑（弧坑）留下。因为这凹坑的存在会引起裂纹及其他焊接缺陷，所以有必要尽量使它变小。

3）起始电源

通过前面板上的起始电流设定旋钮对起始电流可在5Ａ以上范围内调整。在交流氩弧焊时，电流可调节范围变为20Ａ以上。

4）滞后停气

通过前面板上气体滞后时间设定旋钮将钨极直径定在1.6mm-1.8mm内，滞后停气的时间可以在1-30秒范围内调整。

5）交流氩弧焊接

在交流氩弧焊方式使用时，要注意以下事项：

电缆要尽可能的短，避免使用不必要的延长电缆。

在是用延长电缆的时候，将母材侧电缆与焊炬侧的电缆捆扎起来，包上绝缘带。要尽量将电缆伸直。在无法向上述将电缆伸直时，要将焊炬侧电缆沿母材走行。

6）氩弧焊接条件

磷化处理：

1、目的：除去金属接头表面的氧化膜，并且在金属表面形成一层磷酸盐薄膜，以减少金属接头抽线以及冷墩或成形等加工过程中，对工模具的擦伤。

2、作业流程：

1）、酸洗：将整个金属接头分别浸入常温、浓度为5-25%的三个盐酸槽，其目的是除去金属接头表面的氧化膜。

2）、清水：清除金属接头表面的盐酸腐蚀产物。

3）、草酸：增加金属的活性，以使下一工序生成的皮膜更为致密。

4）、皮膜处理：将金属接头浸入磷酸盐，钢铁表面与化成处理液接触，钢铁溶解生成不溶性的化合物，附着在钢铁表面形成皮膜。

5）、清水：清除皮膜表面残余物。

6）、润滑剂：由于磷酸盐皮膜的摩擦系数并不是很低，不能赋予加工时充分的润滑性，但与金属皂（如钠皂）反应形成坚硬的金属皂层，可以增加其润滑性能。

酸洗

1)盐酸溶液浓度一般控制在5％～25％。每天开始工作前要检查酸洗液浓度，并检查每槽酸液位，当酸槽液位不够时，需根据酸槽浓度添加酸或加水，补充到所需液位；当亚铁粒子浓度较高时，一般不再加入新酸。当酸液浓度小于5%，氯化亚铁含量大于150克/升时，需更换新酸。

2)三个盐酸槽中配置不同浓度的盐酸，分别为5%＜低浓度≤10%，10%＜中等浓度≤20%，20%＜高浓度≤25%，金属接头经过酸池顺序为低浓度到中等浓度再到高浓度酸液，对退火后中碳合金钢只在低浓度和中等浓度酸液中酸洗。

盐酸5%＜低浓度≤10%常温5-15分钟，10%＜中浓度≤20%常温5-10分钟，20%＜高浓度≤25%常温3-5分钟。

酸洗时间与温度、酸液浓度、氧化皮厚度形态及盘料的粗细等有关，具体酸洗时间根据实际情况而定。

3)为了金属接头在酸池中浸泡时间的同步，退火线和非退火线、氧化皮厚与氧化皮薄的盘料不准安排在同一吊钩上生产；

4)待酸洗的材料上不能沾上油污，尤其要防止行车滴油污染材料，如果发现油污，应该先用碱清洗。

5)酸洗时要松捆酸洗，不要扎腰。操作中要认真检查、勤翻料。

6)对于退火异常金属接头表面氧化皮难以除去或表面污垢难以去除的金属接头应在弱酸中浸泡10～20分钟后进行水洗，水洗过后放在酸洗区域外生锈1～2天后，再次酸洗；

7)酸洗作业中，若遇行车损坏或停电等其他特殊状况而不能继续操作时，要注意浸泡在酸中金属接头的品质，并向主管反映处理。

冲洗

1)金属接头从酸洗槽中吊起时应在酸槽上方停留片刻，以防过多的酸液带入水洗槽中；

2)水洗槽中的水保持活水溢流；

3)用水冲洗金属接头上污垢时，连吊杆一起冲洗干净，直到吊杆上滴下来的水无黄色锈水为止；

草酸洗

1)每天开始工作前要先进行溶液分析，当游离酸超标或沉渣过多时，要进行更换；

2)金属接头经草酸洗后要立即放入磷化槽，不能在空中停留时间太长，因金属接头经过酸洗表面活性很强，易生水锈。

磷化：

1)每天工作前要先进行溶液分析，

2)磷化槽的液位一定要能完全覆盖金属接头；

3)磷化大线时不准进行翻料，磷化小线时需进行翻料；

水洗：

1)金属接头从磷化池吊起时，应在磷化槽上方停留片刻，以防过多的磷化药水带入水槽中，破坏水槽水质；

2)磷化后金属接头在水洗时，行车应上下动几下，将金属接头内含的酸彻底洗净，以防过多的酸液带入皂化池中，使皂化剂过早变坏；

3)常检测水槽水的溢流状况，防止水质酸性化，取100ml的水样，按全酸度测定方法，全酸度2pt以下才能使用。

润滑：润滑完毕的金属接头应是用手摸表面光滑且干燥无白色灰尘为最佳。

烤漆：

1）上挂前品检

在上线之前对未涂漆的金属接头进行外观检查；有很大一部分是已涂过漆的不良品，要检查是否可直接喷涂或是要脱除旧漆；脱除旧漆方法，溶剂浸泡清洗或用专用的脱漆剂脱除。

2）、粗化处理，除去表面粒状杂质并增加一定粗糙度以增加油漆附着力；

第一遍：400#水砂纸

第二遍；800#水砂纸或更细

3）、上挂

将金属接头勾于挂具上，挂具导电并随流水线移动；挂具应为导电体，并需接地（针对静电涂装）；挂具一般根据产品的不同特点而定制的；数量很多，整条流水线周转使用

4）、吹尘

除去表面灰尘，毛屑等；压缩空气；静电除尘枪；火焰燃烧；

5）、手工喷涂

在自动喷涂前对电位较低处（如阴影部分，凹部等进行预喷涂，但也是必备的没有自动喷涂设备时的选择，效率不高，产能有限，不稳定因素多，不良率较高，漆膜厚度不均等。手工喷涂的设备主要包括空气压缩机，输气管，空气油水分离器，喷枪，涂料容器，喷漆室等。

喷枪的种类有：1、重力式；2、吸上式；3、压送式

6）、disk喷涂

disk自动喷涂属于静电喷涂的范畴，利用喷涂装置与接地工件之间的高电压差产生静电力，disk以固定速度产生的离心力将涂料甩出，静电雾化涂料后涂覆于工件上，disk上下移动覆盖整个工件范围；

disk喷涂设备实际上是旋盘式静电喷涂设备，也可称为离心力静电雾化设备，旋盘转速为：5000～60000r/min，工作电压为：70～120kv，采用空气马达驱动，静电涂装使用的静电涂料，涂料的电阻值需控制在一定的范围内；

7）、补漆

检查disk喷涂缺陷（少漆，漆薄等）部位进行修补，通过检查可及时发现disk喷涂的缺陷并加以调整，对disk喷涂不到的位置进行喷涂；

8）、预热炉烘烤

以较低温度（如80～150℃）烘烤，使溶剂部分蒸发，湿漆膜流平

9）、主炉烘烤

以较高温度（如180～185℃）强制烘烤，将油漆烤干，流水线速度越快，则温度需调的越高；

10）、品检

检查成品；

11）、下挂包装

取下工件，包装；进入下一加工工序或成品入库；

原竹依次经蒸煮，脱脂、脱糖和防霉、防虫处理，增强原竹韧性及强度。

蒸煮：用碱水蒸煮原竹2-2.5小时,碱水与水质量比为1:10；

脱脂、脱糖：首次脱脂在30℃～40℃温度下烘烤2-3小时，保温至与户外温度一致：二次脱脂在40℃～50℃温度下烘烤1-2小时；

防霉、防虫：浸泡虫霉灵时长15分钟,虫霉灵与水质量比为1:10。

原竹选取3至5年竹龄的天然竹子。

本发明纯天然原竹制作，加工过程，绿色、低碳、环保无污染；

加工工艺简单，设备投入少，适合批量化生产，原材料价格低廉，产品成本低，经济效益显著；

天然竹制材料自行车相对比同等金属材料自行车，重量减轻40%以上。利用竹子强度好，韧性佳，重量轻的特点，融入“人体工学”设计概念，结构简单、坚固耐用，有效吸收骑行过程中的颠簸，提高使用舒适度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.天然竹制自行车，其特征在于，包括：

若干根原竹，

以及与原竹连接的金属接头，所述原竹和金属接头构成自行车车架；所述自行车车架包括头管，上管，下管，中管，上叉以及下叉，所述头管，上管，下管，中管，上叉以及下叉均为原竹，

所述头管两端分别连接上管和下管的一端，所述上管和下管的另一端通过一中管连接，中管还通过金属接头将上叉以及下叉固定于头管上；所述金属接头的表面包覆一层磷酸盐薄膜；所述磷酸盐薄膜由下述步骤制成，1)、酸洗：将金属接头分别浸入常温、不同浓度的三个盐酸槽，除去金属接头表面的氧化膜；

2)、清水冲洗：清水冲洗并清除金属接头表面的盐酸腐蚀产物；

3)、草酸洗：金属接头经草酸洗后立即放入磷化槽；增加金属的活性，以使下一工序生成的皮膜更为致密；

4)、皮膜处理：将金属接头浸入磷酸盐，金属表面与处理液接触，在表面生成不溶性的化合物，附着在金属表面形成皮膜。

2.根据权利要求1所述的天然竹制自行车，其特征在于：金属接头与原竹经环氧树脂胶连接，在常温25℃环境下静态2小时固定。

3.根据权利要求1所述的天然竹制自行车，其特征在于：所述金属接头依次经下料、氩弧焊接或锻造、磷化及烤漆处理。

4.根据权利要求1所述的天然竹制自行车，其特征在于：三个盐酸槽中配置不同浓度的盐酸，分别为5％＜低浓度≤10％，10％＜中等浓度≤20％，20％＜高浓度≤25％，金属接头经过盐酸槽顺序为低浓度到中等浓度再到高浓度酸液。

5.根据权利要求3所述的天然竹制自行车，其特征在于：在烤漆处理前进行表面粗化处理，即除去表面粒状杂质并增加一定粗糙度以增加油漆附着力，

所述粗化处理包括至少两遍表面处理；第一遍采用400#水砂纸打磨，第二遍采用800#水砂纸或更细水砂纸进行打磨。

6.根据权利要求1所述的天然竹制自行车，其特征在于：所述原竹依次经蒸煮，脱脂、脱糖和防霉、防虫处理，增强原竹韧性及强度。

7.根据权利要求6所述的天然竹制自行车，其特征在于：所述蒸煮：用碱水蒸煮原竹2-2.5小时,碱水与水质量比为1:10；

脱脂、脱糖：首次脱脂在30℃～40℃温度下烘烤2-3小时，保温至与户外温度一致：二次脱脂在40℃～50℃温度下烘烤1-2小时；

防霉、防虫：浸泡虫霉灵时长15分钟,虫霉灵与水质量比为1:10。

8.根据权利要求1或6所述的天然竹制自行车，其特征在于：所述原竹选取3至5年竹龄的天然竹子。