CN103950494A - 一种折叠便携式自行车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种折叠便携式自行车，其特征在于，所述折叠便携式自行车包括车把、车架、前轮、后轮、鞍座、脚踏、拉手、地撑、搭扣和用于驱动该折叠便携式自行车的驱动机构；驱动机构为往复踏板式、电动或往复踏板和电动相结合的混合动力；当所述折叠便携式自行车处于折叠状态时，前后轮轴同轴，把立折叠后位于前梁和后梁之间，且和横梁成一适当的角度。该折叠便携式自行车不但骑行安全、便于折叠，且折叠后还具有体积小、重量轻、便于拖行等优点。

Description

一种折叠便携式自行车

技术领域

本发明涉及自行车技术领域，具体的是一种折叠便携式自行车。

背景技术

自行车和电动自行车是一种绿色环保的短距离交通工具，虽然速度较低，且行驶距离有限，但仍然得到大规模应用。伴随着现代化进程，人们的活动半径也越来越大，农村走向城镇化和城市规模扩大化，汽车、公交车、地铁等快速大容量交通工具越来越多。美中不足的是，开车出行，城市越来越拥堵，停车越来越困难，尾气污染越来越严重，油价也就越来越贵；坐公交、地铁出行，则在家及工作单位与公交、地铁站之间往往都有一至几公里的距离，目前的自行车和电动自行车因为不能随身携带，如果在两头都骑自行车，则其保管存放和防盗是个难题，有人曾经一年丢好几辆自行车。如果靠两条腿走路，一般需要十几分钟到几十分钟，劳累不说，也浪费不少时间；因此，人们希望有自行车或电动自行车能在折叠后随身或随车携带。

国内外已经有成百上千项与折叠自行车或者折叠电动自行车相关的专利申请。概况起来，按车架横梁折叠方式可分为两大类，一种是绕水平轴折叠，例如欧洲专利技术A-bike，是将前后轮之间的距离缩短以利携带，折叠后的前后长度等于两个轮子的直径之和，一般在50～70cm以上；受折叠后尺寸所限，轮子直径不能太大，一般为8～10英寸，轮小则骑行阻力大。另一种是目前最常见的横梁绕垂直轴旋转折叠，如美国专利Dahon折叠自行车，为了避免车把（包括刹把）在折叠过程中和折叠后和自行车的车轮、前叉、后叉以及可旋转的脚蹬和链轮链条等人力驱动机构打架，立管折叠器转轴的轴线相对于水平面前进方向平行，车把向下翻折后把立的轴线和头管的轴线之间的夹角都小于20度，把横与地平面接近平行，影响了折叠后的尺寸、规整性，折叠后前后轮也无法同轴，只能用手提携带，不能拖行；类似的折叠电动车，由折叠自行车增加电动装置而成，也存在同样的问题，且因附加电池电机等较重的电动装置，使得手提携带的难度更大。已有折叠自行车或者折叠电动自行车，或多或少的存在如下缺陷：

1、折叠后尺寸偏大，也不够平整：具有12英寸前后轮的折叠车，折叠后的外形尺寸，长+宽+高一般都在1.5米以上，所占空间体积在70L以上，不利于存放；平整度差，携带时容易拖挂自己或他人的衣物，因而有些城市的地铁或公交，明文禁止携带折叠自行车上车。

2、折叠后不便拖行：现有铝合金的折叠自行车/电动自行车，重量均在10kg以上，在折叠后前后轮通常无法同轴同步旋转，携带时必须整体提起，很不方便。

3、安全性低：折叠自行车的车轮都设计得比较小，前后轮间的轴距也较短，骑行重心高而轴距短，骑行安全性必然较低，会因路面不平或有沟坎而翻车摔倒。

发明内容

为了解决现有的折叠便携式自行车不便于携带的技术问题，本发明提供了一种折叠便携式自行车，该折叠便携式自行车在折叠状态下体积较小，可很好的解决上述问题。

本发明提出的技术方案是：

一种折叠便携式自行车，包括：前轮组件、车把组件、车架组件、后轮组件；

车架组件包括依次连接的前叉、头管、前梁、车架折叠器、后梁和后叉；前梁和后梁能够以车架折叠器的转轴为轴相对转动；当所述自行车处于展开的直线骑行状态时，车架折叠器的转轴的轴线垂直于地面，且该轴线到前轮轴轴线的距离与到后轮轴轴线的距离相等；

车把组件包括依次连接的把横、把立、立管折叠器、左刹把、右刹把；立管折叠器的转轴的轴线相对于水平面倾斜设置，立管折叠器的转轴的轴线与水平前进方向形成的顺时针转角大于5度且小于A度；当将所述自行车折叠时，把立绕立管折叠器的转轴向下旋转，把立位于车架的前梁和后梁之间，且把立与头管之间的锐角大于20度。

车把组件包括依次连接的把横、把立、立管折叠器、左刹把、右刹把等；刹把和把横可以分立，也可以集成为一体。立管折叠器转轴的轴线相对于水平面倾斜设置，与水平前进方向形成的顺时针转角大于5度，左刹把和把横之间为可插拔或可转动连接，这样当将所述自行车折叠时，把立绕立管折叠器的转轴向下旋转，使把立位于前、后横梁之间，且把立与头管之间的锐角a大于20度；同时，可将左刹把转动90度，使得左、右车把在折叠后不与前、后叉、横梁及车轮干涉，减少了折叠后的厚度；

所述折叠便携式自行车还包括驱动组件，所述驱动组件包括往复踏板式人力驱动机构，该机构由能够上下往复运动的脚踏支架、踏板支座、能够折叠的踏板和传动装置所组成；踏板支座固定或者滑动连接于脚踏支架上，脚踏支架和传动装置相连，传动装置和后轮组件集成为一体化驱动轮。

所述折叠便携式自行车还包括驱动组件，所述驱动组件包括电驱动机构，该电驱动机构由含有电池管理器的电池组、电机和电机控制器所组成。

所述折叠便携式自行车还包括脚踏组件，所述脚踏组件由脚踏支架、踏板支座和能够折叠的踏板所组成；脚踏支架固定于前梁的下方。

所述电池组为外挂式结构并通过插电接口与车架相连。

前梁和后梁均为筒形，所述电池组固定或者能够拔插地设置于前梁和/或后梁的筒内，电池组和/或前、后梁上分别设置有充、放电插口以及防盗机构。

所述折叠便携式自行车还包括鞍座组件，该鞍座组件包括鞍座垫、减震器、鞍座立管；当所述自行车处于展开骑行状态时，减震器插接于鞍座立管内并通过快拆锁止；鞍座立管插接于车架组件上设置的鞍座套管内并通过快拆锁止；当所述自行车处于折叠状态时，鞍座垫卡放于前梁和后梁之上。

所述地撑组件设置在车架组件的后叉上，地撑组件有两个工作位置：位于第一工作位置时，该地撑组件能够支撑处于展开状态的所述自行车保持站立；位于第二工作位置时，该地撑组件能够支撑处于折叠状态的所述自行车保持直立。常规的地撑只有一个工作位置，也就是让处于展开骑行状态的自行车不倒。本发明中通过优选地撑臂的旋转中心和长度，使得该车在折叠后直立状态下，地撑成为除两个车轮外的第三支点，保持车在折叠后直立时的稳定。

车架组件上设有用于在折叠状态下防止前梁和后梁松开的搭扣组件，搭扣组件由搭件和扣件所组成，搭件和扣件分别设置在后梁的尾端和头管上。

车架组件上前梁和后梁与车架折叠器相邻处设有以软绳连接的拉手。

在折叠状态下，前轮组件中前轮的周向中心线所在的平面与后轮组件中后轮的周向中心线所在的平面之间设置有一个3°-10°的外八字角，以解决该自行车在折叠状态下拖行时可能出现的摆振现象。

车把组件中左刹把和把横之间为拔插或转动连接。

在车架折叠器的两侧，前梁和后梁的下面或者侧面设有供导线穿过的导线孔。

本折叠便携式自行车在鞍座下设置减振器，为进一步改善减振效果，也可以在车架后梁与后叉之间设置减振器，可以有多种结构形式可供选用，文中不再详述。

本发明的有益效果是：

本发明所述的折叠便携式自行车，以电动或者往复踏板式人力驱动机构替代旋转脚蹬及链轮链条的传统人力驱动机构，把车架折叠器设置在前后轮的中间位置，使折叠后的前后轮基本上同轴，实现可同步转动便于拖行；且加大折叠器旋转轴线与骑行平面的距离，留出空间放置车把组件；改变立管折叠的角度以及设置左、右把手可插拔或可旋转，使折叠与旋转后的车把组件不与前、后叉及轮发生干涉；以巧妙设计的骑行和折叠状态下各个组件部件之间的相对位置和连接方式，获得最佳的折叠便携和骑行效果。

通过以上技术措施，该折叠便携式自行车骑行重心低，安全性高；风阻小，省力节能；不但便于折叠，且折叠后还具有的体积小、重量轻、外围平整，前后轮同轴，便于拖行携带等优点。以具有12寸轮胎，前后轮距达到800mm以上（轮距越大，骑行安全性越高）的本折叠自行车为例，其折叠后的长x宽x高=320x200x680mm，长宽高之和小于1.2m，体积小于45L；采用铝合金车架，纯脚踏驱动时，重量小于9kg，纯电动配36v/6ah锂电池时，重量小于13kg，混合动力时，小于15kg。是目前业界12寸轮铝合金材料系折叠车中体积最小，重量最轻的。

附图说明

图1是脚踏/电动混合动力折叠便携式自行车在骑行状态时的主视图。

图2是脚踏/电动混合动力折叠便携式自行车在骑行状态时的俯视图。

图3是脚踏/电动混合动力折叠便携式自行车在折叠状态时的主视图。

图4是脚踏/电动混合动力折叠便携式自行车在折叠状态时的俯视图。

图5是立管折叠器的结构示意图。

图6是电动折叠便携式自行车在骑行状态时的主视图。

图7是脚踏驱动折叠便携式自行车在骑行状态时的主视图。

具体实施方式

实施例一：脚踏/电动混合动力型折叠便携式自行车

下面结合附图对本发明所述的折叠便携式自行车作进一步详细的说明。

参照附图1-图4，一种折叠便携式自行车，包括前轮组件1、车把组件2、车架组件3、后轮组件5、驱动组件6、鞍座组件7、地撑组件8、拉手组件9和搭扣组件10；

前轮组件1包括：前轮胎1a,前轮毂1b,前挡泥板1c,前闸1d；

车把组件2包括依次连接的把横2a、把立2b和立管折叠器2c；快拆2e将把立固定在立管折叠器2c的上立管中，这样车把的高度可在一定范围内自由调节；把横2a由左握把2g、右调速转把2f、左刹把2i、右刹把2h等组成；立管折叠器2c的转轴的轴线相对于水平面倾斜角θ大于5度（5°），如图5所示，折叠时把立2b能够以立管折叠器2c的转轴为轴转动，使把立位于前后横梁之间，把立2b与头管3c之间的夹角a大于20度，最大旋转角由限位螺钉2d限定,这样把立2b在折叠后相对于地面倾斜，把立2b在竖直方向上的投影长度小于普通的折叠自行车，所以该自行车折叠后所占的体积较小。由于左刹把在折叠后与把横把立所构成的平面垂直，要占用较大的空间，本发明中将左刹把2h和把横2a之间设为可插拔或可转动连接，在折叠时将左刹把旋转90度，这样，左刹把在折叠后与把横、把立在同一平面（同理右刹把2h和把横2a之间也设为可插拔或可转动连接），所占用的空间最小。

车架组件3包括依次连接的前叉3a、碗组3b、头管3c、前梁3d、车架折叠器3e后梁3f、鞍座套管3g和后叉3h；车架折叠器3e包括折叠器前、后页和折叠器旋转轴3e3,前梁3d和后梁3f能够以车架折叠器3e的转轴3e3为轴相对转动；当所述折叠便携式自行车处于展开骑行状态时，车架折叠器3e的转轴3e3的轴线垂直于地面，且该轴线到所述前轮轴轴线的距离与到所述后轮轴轴线的距离相等，车架折叠器锁止，前梁、后梁在如图2中的骑行平面a-a内构成刚性体；在折叠该自行车时，前梁3d或后梁3f绕车架折叠器的转轴的轴线3e3相对转动约180度，由于前轮轴轴线和后轮轴轴线到折叠器轴线的距离相等，这样，在折叠状态，前、后轮的轴线基本同轴。

后轮组件5包括：后轮胎5a,后轮毂5b,后挡泥板5c,后反光器5d,后闸5e。前后轮的直径规格可从10寸至20寸，优选为12-16寸，且前后轮的轮径最好一致；轮胎型号可选为1.0-2.5；轮毂可以是一体铝合金、镁合金的，也可以是辐条结构的。前闸和后闸可以是V刹，也可以是鼓刹，图中未加细节表示。

驱动组件6为电驱动和往复踏板式人力驱动相结合的混合动力机构。

驱动组件6中所述往复踏板式人力驱动机构由可上下往复运动的脚踏支架4a、踏板支座4b、可折叠的踏板4c和传动装置4d所组成；踏板支座4b固定或者滑动连接于脚踏支架4a上，脚踏支架4a和传动装置4d相连，传动装置4d和后轮5的轮毂5b集成为一体化驱动轮，该传动装置由另行申请的专利所描述。

驱动组件6中所述电驱动机构包括：含有电池管理器的电池组6a、电机6b和电机控制器6c；电机6b和前轮1或者后轮5集成为一体化电动轮。

电池组6a的一种可选结构和携带形式为外挂式结构，通过插电接口和防盗机构与车架相连。电池组6a的另一种可选结构和携带形式为：将前梁3d和后梁3f均设计为筒形，电池组6a固定或者可拔插地设置于前梁3d和/或后梁3f的筒内，电池组6a和前、后横梁上分别设置有充、放电插口以及防盗机构。充放电插口和防盗机构有现成的产品，故图中亦未具体描述。电池组优选为100-300wh的锂电池，续驶里程10-30公里。还可以将两种电池组结构和携带形式相组合，以适应更长的续驶里程需求。

驱动组件6中的电机6b优选为超薄高速有齿无刷直流电机，可以是轴向磁场结构的盘式无铁芯电机，也可以是径向磁场电机，均配行星轮减速器，其厚度应小于80mm。

所述折叠便携式自行车的鞍座组件7，包括鞍座垫7a、减震器7b、鞍座立管7c；当所述自行车处于打开骑行状态时，减震器7b插入鞍座立管7c内，鞍座立管7c插入鞍座套管3g内，并分别通过快拆7d、7e锁止；当所述自行车处于折叠状态时，鞍座7a通过减震器7b卡放于前梁3d和后梁3f之间。鞍座组件也可以设计为其他形式，如卡槽式，将鞍座直接卡放在后梁上。

所述车架组件3的后叉3h上设有地撑组件8，地撑组件8有两个工作位置；

当地撑组件8位于第一工作位置时，地撑组件8能够支撑处于展开状态的所述折叠便携式自行车保持不倒；当地撑组件8位于第二工作位置时，地撑组件8能够支撑处于折叠状态的所述折叠便携式自行车保持直立。

所述折叠便携式自行车的前梁3d和后梁3f的上表面靠近车架折叠器的地方均设置有拉环9a，软绳拉手9b与拉环9a活动连接成为拉手组件9。

车架组件3上设有用于在折叠状态下防止前梁3d和后梁3f松开的搭扣组件10，由搭件10a和扣件10b所组成，分别设置在后梁3f的尾端和头管3c上。

在折叠状态下，前轮组件1中前轮的周向中心线所在的平面与后轮组件5中后轮的周向中心线所在的平面之间设置有一个3°-10°的外八字角β，如图4，用以解决该自行车在折叠状态下拖行时可能出现的摆振现象。

当电池组分布在前梁和后梁内，在车架折叠器的两侧，前梁和后梁下面或者侧面设有导线孔供调速转把线、刹车断电线、前、后梁内的电池组、电机控制器和电机等电连接导线穿过。常见的折叠电动车前后横梁内的电连接也是一个难题，采用插头的接触式连接，会在折叠状态下插头裸露带来短路危险，如果在折叠器中央用导线直连，又会因为反复折叠导致导线的疲劳折断而损坏。本发明通过在横梁下方或侧面设计导线孔，能有效解决上述问题。

实施例二：电动折叠便携式自行车

参照图6，一种折叠便携式自行车，包括前轮组件1、车把组件2、车架组件3、脚踏组件4、后轮组件5、驱动组件6、鞍座组件7、地撑组件8、拉手组件9和搭扣组件10；

所述驱动组件6为电驱动机构，包括：含有电池管理器的电池组6a、电机6b和电机控制器6c；电机6b和前轮1或者后轮5集成为一体化电动轮。

电池组6a的一种可选结构和携带形式为外挂式结构，通过插电接口和防盗机构与车架相连。电池组6a的另一种可选结构和携带形式为：将前梁3d和后梁3f均设计为筒形，电池组6a固定或者可拔插地设置于前梁3d和/或后梁3f的筒内，电池组6a和前、后横梁上分别设置有充、放电插口以及防盗机构。充放电插口和防盗机构有现成的产品，故图中亦未具体描述。电池组优选为100-300wh的锂电池，续驶里程10-30公里。还可以将两种电池组结构和携带形式相组合，以适应更长的续驶里程需求。

驱动组件6中的电机6b优选为超薄高速有齿无刷直流电机，可以是轴向磁场结构的盘式无铁芯电机，也可以是径向磁场电机，均配行星轮减速器，其厚度应小于80mm。

该种结构的电动折叠便携式自行车，是在实施方式一的主体架构上，将脚踏驱动装置取消掉，单纯以电力驱动。由于没有了脚踏驱动装置，也就没有了脚踏板，故在车架上必须增设脚踏组件4，它由脚踏支架4e、踏板支座4f和可折叠的踏板4g所组成；脚踏支架4e固定于前梁3d的下方。当然也可以将脚踏组件固定在前叉上，但左右脚的蹬力不平衡会引起前轮的偏转，影响骑行的稳定性，需要通过一段时间的训练才能适应。

由于脚踏前移，鞍座的高度可相应降低，可减少骑行风阻，提高骑行安全性。

由于脚踏驱动装置必须安装在后轮上，该装置取消后，电动轮就可以是前轮，也可以是后轮了。

其他结构和实施方式一相同，不再复述。

实施例三：脚踏驱动折叠便携式自行车

参照图7，一种折叠便携式自行车，包括前轮组件1、车把组件2、车架组件3、后轮组件5、驱动组件6、鞍座组件7、地撑组件8、拉手组件9和搭扣组件10；

所述驱动组件6为往复踏板式驱动机构，由可上下往复运动的脚踏支架4a、踏板支座4b、可折叠的踏板4c和传动装置4d所组成；踏板支座4b固定或者滑动连接于脚踏支架4a上，脚踏支架4a和传动装置4d相连，传动装置4d和后轮5的轮毂5b集成为一体化驱动轮。

该种结构的折叠便携式自行车，是在实施方式一的主体架构上，将电驱动装置取消掉，单纯以人力通过往复踏板式驱动机构驱动。该车比采用旋转脚蹬式链轮链条驱动的方式结构要简单，骑行省力。

其他结构和实施方式一相同，不再复述。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (13)

1.一种折叠便携式自行车，其特征在于，所述折叠便携式自行车包括：前轮组件（1）、车把组件（2）、车架组件（3）、后轮组件（5）；

车架组件（3）包括依次连接的前叉（3a）、头管（3c）、前梁（3d）、车架折叠器（3e）、后梁（3f）和后叉（3h）；前梁（3d）和后梁（3f）能够以车架折叠器（3e）的转轴(3e3)为轴相对转动；当所述自行车处于展开的直线骑行状态时，车架折叠器（3e）的转轴(3e3)的轴线垂直于地面，且该轴线到前轮轴轴线的距离与到后轮轴轴线的距离相等；

车把组件（2）包括依次连接的把横（2a）、把立（2b）、立管折叠器（2c）、左刹把（2h）、右刹把（2i）；立管折叠器（2c）的转轴的轴线相对于水平面倾斜设置，立管折叠器（2c）的转轴的轴线与水平前进方向形成的顺时针转角大于5度；当将所述自行车折叠时，把立（2b）绕立管折叠器（2c）的转轴向下旋转，把立（2b）位于车架的前梁（3d）和后梁（3f）之间，且把立（2b）与头管（3c）之间的锐角大于20度。

2.根据权利要求1所述的折叠便携式自行车，其特征在于：所述折叠便携式自行车还包括驱动组件（6），所述驱动组件（6）包括往复踏板式人力驱动机构，该机构由能够上下往复运动的脚踏支架（4a）、踏板支座（4b)、能够折叠的踏板（4c）和传动装置（4d）所组成；踏板支座（4b）固定或者滑动连接于脚踏支架（4a）上，脚踏支架（4a）和传动装置（4d）相连，传动装置（4d）和后轮组件（5）集成为一体化驱动轮。

3.根据权利要求1所述的折叠便携式自行车，其特征在于：所述折叠便携式自行车还包括驱动组件（6），所述驱动组件（6）包括电驱动机构，该电驱动机构由含有电池管理器的电池组（6a）、电机（6b）和电机控制器（6c）所组成。

4.根据权利要求3所述的折叠便携式自行车，其特征在于：所述折叠便携式自行车还包括脚踏组件（4），所述脚踏组件（4）由脚踏支架（4e）、踏板支座（4f）和能够折叠的踏板（4g）所组成；脚踏支架（4e）固定于前梁（3d）的下方。

5.根据权利要求3所述的折叠便携式自行车，其特征在于：所述电池组（6a）为外挂式结构并通过插电接口与车架相连。

6.根据权利要求3所述的折叠便携式自行车，其特征在于：前梁（3d）和后梁（3f）均为筒形，所述电池组（6a）固定或者能够拔插地设置于前梁（3d）和/或后梁（3f）的筒内，电池组（6a）和/或前、后梁上分别设置有充、放电插口以及防盗机构。

7.根据权利要求1所述的折叠便携式自行车，其特征在于：所述折叠便携式自行车还包括鞍座组件（7），该鞍座组件（7）包括鞍座垫（7a）、减震器（7b）、鞍座立管（7c）；当所述自行车处于展开骑行状态时，减震器（7b）插接于鞍座立管（7c）内并通过快拆（7d）锁止；鞍座立管（7c）插接于车架组件（3）上设置的鞍座套管（3g）内并通过快拆（7e）锁止；当所述自行车处于折叠状态时，鞍座垫（7a）卡放于前梁（3d）和后梁（3f）之上。

8.根据权利要求1所述的折叠便携式自行车，其特征在于：所述折叠便携式自行车还包括地撑组件（8），该地撑组件（8）安装在车架组件(3)的后叉（3h）上，地撑组件（8）有两个工作位置：位于第一工作位置时，地撑组件（8）能够支撑处于展开状态的所述自行车保持直立；位于第二工作位置时，地撑组件（8）能够支撑处于折叠状态的所述自行车保持直立。

9.根据权利要求1所述的折叠便携式自行车，其特征在于：车架组件（3）上设有用于在折叠状态下防止前梁（3d）和后梁（3f）松开的搭扣组件（10），搭扣组件（10）由搭件（10a）和扣件（10b）所组成，搭件（10a）和扣件（10b）分别设置在后梁（3f）的尾端和头管（3c）上。

10.根据权利要求1所述的折叠便携式自行车，其特征在于：车架组件（3）上前梁（3d）和后梁（3f）与车架折叠器（3e）相邻处设有以软绳连接的拉手（9）。

11.根据权利要求1所述的折叠便携式自行车，其特征在于：在折叠状态下，前轮组件（1）中前轮的周向中心线所在的平面与后轮组件（5）中后轮的周向中心线所在的平面之间设置有一个3°-10°的外八字角。

12.根据权利要求1所述的折叠便携式自行车，其特征在于：车把组件（2）中左刹把（2h）和把横（2a）之间为拔插或转动连接。

13.根据权利要求3所述的折叠便携式自行车，其特征在于：在车架折叠器的两侧，前梁和后梁的下面或者侧面设有供导线穿过的导线孔。