CN103978858B - 一种两用四轮自行车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种两用四轮自行车，属于交通工具技术领域，它能有效地解决铁路短途检修作业交通运输成本高问题。驱动机构的两组脚蹬通过链轮链条与链轮轴相连，链轮轴设有链轮，通过链条与差速器的外壳相连，电机输出轴设有小链轮，通过链条与差速器的外壳相连，它们均通过行星齿轮与左、右后半轴啮合。车架后部设有起升压杆，起升压杆旋转轴两端与车架的起升压杆安装座通过轴套固定，推杆左端与起升压杆下端铰接，下端与起升轮轴固定。车架中部设有导向杆滑套，导向杆通过导向杆滑套与车架的导向杆滑套安装座固定，导向杆与导向杆滑套之间间隙配合并设有锁定装置，两侧的导向杆通过同步连杆相连。主要用于铁路短途检修作业。
Description
技术领域
本发明属于交通工具技术领域，特别涉及两用四轮自行车的通用结构设计。
背景技术
铁路上现有的检修工使用的交通工具是以货运汽车为蓝本，增加导向轮的大中型工程车，这种车辆占大多数。在接到检修任务后，先讨论需要哪些检修工具，然后分配任务，接着工人先把所需的检修设备装上检修车。由于过往列车多，为了不影响行车，检修车通常都得提前一小时左右出动，在车站外等待作业“天窗点”的到来。直到车站调度室给了命令，再进入车站，行驶至作业地点进行检修。完成检修后再将检修设备装上检修车，并将工人运回。还有一种是普通自行车安装工字轮导向的两用自行车，虽说结构简单，但是走行时工字轮和铁轨间摩擦频繁，阻力大。
现有的这种运输铁路检修设备和工人的方法存在的问题是：从成本考虑，由于工程车价格较贵，一个段配备的检修车数量有限，在抢修任务较重时显得捉襟见肘。从作业时间考虑，由于“天窗点”的限制，检修车在进行抢修任务的时候不够机动，而且往往在作业后还会避让客车和因检修耽误的货车而在回程途中浪费过多时间。从实用性考虑，某些设备抢修所需工具少，距离近，不需动用大型检修车。
另外，在我国，由于铁路线路调整、去弯取直等因素的影响，新线建成后，一些老线便闲置不用，成了铁路废线。由于建造铁路时需要巨额的成本，这些铁路废线放着不用不免有些浪费资源。如果拆除老线不是用于修公路或建筑，仅仅是单纯的拆除回收钢轨的目的，就太浪费废弃铁路的潜在价值了。在国外，如：韩国、日本、法国、德国等，都有将废弃铁路打造为观光铁路线路的成功案例。这样既解决了废弃铁路的再利用问题，又能带动当地的旅游业。
发明内容
本发明的目的是提供一种两用四轮自行车，它能有效地解决短途检修作业交通成本和废弃铁路的再利用问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：该两用四轮自行车公路走行机构由车架、驱动机构和四个自行车轮组成，前轮转向，后轮驱动。两个前轮通过一根可以相对车体转动的摆动梁连接，增加两用自行车对崎岖道路的适应性。可以在公路上行走，也可以在铁路上行走的铁路公路两用自行车。一种两用四轮自行车，包括自行车轮、车架、转向机构和驱动机构，方向盘及转向轴通过转向轴安装座与车架上的横梁固定；驱动机构的两组脚蹬通过链轮链条与链轮轴相连，链轮轴设有链轮，通过链条与差速器的外壳相连，并通过行星齿轮与左、右后半轴啮合；电机输出轴设有小链轮，通过链条与差速器的外壳相连，并通过行星齿与后轴的左、右后半轴啮合。车架后部设有起升压杆安装座，起升压杆与压杆旋转轴焊接固定，压杆旋转轴两端与车架的起升压杆安装座通过轴套固定，推杆左端与起升压杆下端铰接，右端与顶杆中间偏下位置铰接，顶杆上端与车体上起升顶杆安装座用销轴固定，下端与起升轮轴固定，两端设有小型胶轮；车架中部设有导向杆滑套安装座，导向杆通过导向杆滑套与车架的导向杆滑套安装座固定，导向杆与导向杆滑套之间间隙配合并设有锁定装置，导向杆的自由端设有导向轮，两侧的导向杆通过同步连杆相连。
所述锁定装置包括设有锁定孔的导向杆、导向杆滑套以及锁板，导向杆滑套靠近车架一侧的中间位置设有带台阶的通心轴，通过轴瓦与车架上的导向杆滑套安装座固定，导向杆滑套内侧的通心轴与锁板的内侧设置两根圆管间隙配合，导向杆锁定装置安装座上的两个带复位弹簧圆柱销与锁板内侧的两根圆管间隙配合。
所述导向轮上方设有预紧弹簧，其两端分别设有刚度调节螺母和长度调节螺母。
所述导向轮设有踏面锥度和轮缘。
两个座椅下均为圆形接口，装有高度调节手柄，调节高度的时候也能将座椅方向转向车尾。因此铁路抢修作业完成后可以不用将车换向，改变座椅方向，利用电机反转就可以返回。
铁路导向机构是采用带踏面锥度的导向轮提供沿钢轨运动的导向力，动力依然由自行车轮提供。铁路导向机构采用人字形旋转收放机构。导向轮共有四个，两个一组，分别布置在车架的两侧。同侧的两根导向杆上端铰接在一起，导向轮安放在单根导向杆的自由端，两侧的导向杆通过中间的一根同步连杆连接起来实现同步动作，并通过导向杆来控制导向轮的收放。导向机构上有调节装置，能调节导向杆长度和弹簧预紧力，从而调节导向轮与钢轨间的接触力，防止轨道不平顺时，导向轮与钢轨脱离接触。
驱动机构包括人力脚踏驱动和电机驱动两种方式。两对脚踏同时带动链轮轴，链轮轴通过链条带动差速器外壳，从而驱动后车轴转动。电机则直接通过链条带动差速器外壳并驱动后车轴。作为铁路抢修用车时可同时使用两套驱动机构，电机驱动可以使抢修人员更快到达目的地，脚踏驱动则作为电力耗尽时的备用动力。
该两用自行车车棚上安装有太阳能电池板，当车辆在户外运行时，可对蓄电池充电。
起升机构包括连杆组和一对用起升轮轴连接起来的小型胶轮。在上下轨道的时候使用这套机构来撑起车体，旋转和移动。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：1.自重较轻，结构相对简单，造价低；2.自带起升机构，方便上下轨道；3.导向杆带有预紧弹簧，可以调节预紧力；4.有电机和人力两种驱动方式，可根据需要选择。
附图说明
图1是本发明整体结构三维图
图2是本发明在公路使用时左视图
图3是本发明在铁路使用时左视图
图4是本发明的车架结构三维图
图5是本发明的起升机构三维图
图6是本发明的驱动机构三维图
图7是本发明的导向机构三维图
图8是本发明的导向杆锁定装置爆炸图
具体实施方式
下面根据附图对本发明做进一步的描述：
本发明包括自行车轮1、车架2、转向机构3和驱动机构8，方向盘及转向轴通过转向轴安装座203与车架2上的横梁固定；两个座椅安装座207均为圆形接口，装有高度调节手柄，调节高度的时候也能将座椅方向转向车尾。因此铁路抢修作业完成后可以不用将车换向，改变座椅方向，利用电机805反转就可以返回。
车架2后部设有起升压杆安装座209，起升压杆6与压杆旋转轴601焊接固定，压杆旋转轴601两端与车架2的起升压杆安装座209通过轴套固定，推杆602左端与起升压杆6下端铰接，右端与顶杆603中间偏下位置铰接，顶杆603上端与车体上起升顶杆安装座213用销轴固定，下端与起升轮轴604固定，两端设有小型胶轮605；车架2中部设有导向杆滑套安装座214，导向杆905通过导向杆滑套906与车架2的导向杆滑套安装座214固定，导向杆905与导向杆滑套906之间间隙配合并设有锁定装置，导向杆905的自由端设有导向轮901，两侧的导向杆905通过同步连杆9相连。
所述锁定装置包括设有锁定孔的导向杆905、导向杆滑套906以及锁板908，导向杆滑套906靠近车架2一侧的中间位置设有带台阶的通心轴，通过轴瓦与车架2上的导向杆滑套安装座214固定，导向杆滑套906内侧的通心轴与锁板908的内侧设置两根圆管间隙配合，导向杆锁定装置安装座202上的两个带复位弹簧910圆柱销与两根圆管间隙配合。
所述导向轮901上方设有预紧弹簧903，其两端分别设有刚度调节螺母902和长度调节螺母904。
所述导向轮901设有踏面锥度和轮缘。
本发明在公路上完全靠自行车轮1行走，通过转向机构3控制前轮转向。摆动梁中部焊有一根圆形套筒，并通过加强筋加固。圆形套筒先塞入摆动梁安装座201的前、后座之间，然后从车前端装入螺栓，穿过摆动梁安装座201和圆形套筒，用螺母拧紧。摆动梁左、右两端各装有一个转向羊角，羊角和摆动梁之间通过螺栓和圆锥滚子轴承连接。带有深沟球轴承的自行车轮1装在转向羊角的轴上。
在铁路上行走时，该自行车的导向轮901放下，导向轮901带有凸出的轮缘，导向轮901踏面与自行车轮1外胎面水平一致，所述转向机构3的方向盘带有锁定装置，可防止自行车轮1在钢轨上偏转。该自行车轮1承担车体2的大部分重量，导向轮901承担少部分重量并提供在钢轨上沿着钢轨运动的导向力。在该自行车的车棚4与车棚安装座205固结，其上安装了一块为蓄电池7充电的太阳能电池板5。
本发明车架2上设有摆动梁安装座201、导向杆锁定装置安装座202、转向轴安装座203、操作杆安装座204、车棚安装座205、电机安装座206、座椅安装座207、差速器吊座208、起升压杆安装座209、后轴安装座210、脚踏的中轴安装座211、链轮轴安装座212、起升顶杆安装座213、导向杆滑套安装座214、导向机构导柱安装座215。
本发明起升机构由起升压杆6、压杆旋转轴601、推杆602、顶杆603、起升轮轴604、小型胶轮605组成。起升压杆6与压杆旋转轴601焊接在一起，压杆旋转轴601两端卡在车架2上的起升压杆安装座209上，起绕轴线旋转作用。推杆602左端与起升压杆6下端铰接，右端与顶杆603中间偏下位置铰接。顶杆603上端与车体上起升顶杆安装座213用销轴固定，下端焊接有一根起升轮轴604，两端安装有可转动的小型胶轮605。压杆旋转轴601与顶杆603的上端是固定在车架安装座209上，且可以绕其固定点转动。需要将车撑起时，手压着起升压杆6逆时针转动，将推杆602向左推出，推杆602右端将顶杆603逆时针推动，小型胶轮605落下接触地面并撑起车体。完成动作后将起升压杆6顺时针转动即可将小型胶轮605收起，该自行车落地。上轨道时，先将导向轮901放下，将该自行车倒行至钢轨处，两后轮挨着钢轨后靠这套装置先将车撑起，靠小型胶轮605滚动移动车体，后轮越过第一条钢轨后将车落下，继续后退至两后轮挨着第二条钢轨，然后再次将车撑起，让前轮也越过第一条钢轨。然后再转动车体，左右摇动起升压杆6，调整车体位置，直至两侧导向轮901的轮缘能卡在钢轨内侧，将车体落下并检查自行车轮1的位置是否正常。
本发明的驱动机构8可以提供人力脚踏驱动和电机驱动两种驱动方式。使用人力驱动时，由设于中轴安装座211上的脚踏中轴802的两组脚蹬通过链条驱动链轮轴806，设于链轮轴安装座212上的链轮轴806通过链轮链条带动差速器807的外壳，并通过行星齿带动后轴安装座210上的左后半轴801和右后半轴804转动。而使用电机805驱动时，设于车架2的电机安装座206上配置的电机805带动电机小链轮转动并通过电机链条带动电机驱动链轮，从而带动设在差速器吊座208上的差速器807的外壳，并通过行星齿带动后轴的左右半轴转动。制动时，靠碟刹器夹住碟刹盘803。由于碟刹盘803与差速器807的外壳固定在一起同步转动，从而抑制左、右后半轴转动，通过后轮与地面的摩擦力来制动。
本发明的铁路导向机构的导向轮901是带有踏面锥度和轮缘的，可以在钢轨上为该自行车提供导向力。单个导向杆905自带一套调刚调长装置，包括刚度调节螺母902、预紧弹簧903、长度调节螺母904。预紧弹簧903的作用是使导向轮始终紧贴钢轨，提供足够的预紧力。刚度调节螺母902可根据线路和载货量的大小来调节预紧弹簧903的刚度获得最佳值。长度调节螺母904可以对单个导向杆905的长度进行微调，使得每个导向轮901接触钢轨的预紧力一致。导向杆905可在导向杆滑套906的内方孔里滑动，而导向滑套906靠近车架一侧焊了带有台阶的通心轴，通过轴瓦与车架2上的安装座214螺栓固定在车架上，导向杆滑套906可以绕通心轴转动。导向机构的锁定是靠导向杆905上的两个圆孔、导向滑套906的通孔以及锁板908上的两根圆管实现，锁板908带有复位弹簧910，分别套在导向杆锁定装置安装座202上的两个圆柱销上。在收放导向轮901之前，先将锁板908拔出，操作杆907转动，转到下一位置时，在复位弹簧910的作用下锁板908的销子会通过导向滑套906的通孔穿入导向杆905的圆孔内，达到锁定的目的。两侧的导向杆905则通过同步连杆9相连，同步连杆9上端焊有一根加强杆，防止变形。同步连杆9下端焊有两根圆柱型的导柱909，插入车架2的导柱安装座215内，使同步连杆9只能在同一竖直平面内上下滑动。因此，转动与车架2上的操作杆安装座204铰接的操作杆907，就可以带动两侧的导向轮901有规律的收放。
Claims (4)
1.一种两用四轮自行车，包括自行车轮(1)、车架(2)、转向机构(3)和驱动机构(8)，方向盘及转向轴通过转向轴安装座(203)与车架(2)上的横梁固定；驱动机构(8)的两组脚蹬通过链轮链条与链轮轴(806)相连，链轮轴(806)设有链轮，通过链条与差速器(807)的外壳相连，并通过行星齿轮与左、右后半轴啮合；电机(805)输出轴设有小链轮，通过链条与差速器(807)的外壳相连，并通过行星齿与后轴的左、右后半轴啮合，其特征在于：车架(2)后部设有起升压杆安装座(209)，起升压杆(6)与压杆旋转轴(601)焊接固定，压杆旋转轴(601)两端与车架(2)的起升压杆安装座(209)通过轴套固定，推杆(602)左端与起升压杆(6)下端铰接，右端与顶杆(603)中间偏下位置铰接，顶杆(603)上端与车体上起升顶杆安装座(213)用销轴固定，下端与起升轮轴(604)固定，两端设有小型胶轮(605)；车架(2)中部设有导向杆滑套安装座(214)，导向杆(905)通过导向杆滑套(906)与车架(2)的导向杆滑套安装座(214)固定，导向杆(905)与导向杆滑套(906)之间间隙配合并设有锁定装置，导向杆(905)的自由端设有导向轮(901)，两侧的导向杆(905)通过同步连杆(9)相连。
2.根据权利要求1所述的一种两用四轮自行车，其特征在于：所述锁定装置包括设有锁定孔的导向杆(905)、导向杆滑套(906)以及锁板(908)，导向杆滑套(906)靠近车架(2)一侧的中间位置设有带台阶的通心轴，通过轴瓦与车架(2)上的导向杆滑套安装座(214)固定，导向杆滑套(906)内侧的通心轴与锁板(908)的内侧设置两根圆管间隙配合，导向杆锁定装置安装座(202)上的两个带复位弹簧(910)圆柱销与锁板(908)内侧的两根圆管间隙配合。
3.根据权利要求1所述的一种两用四轮自行车，其特征在于：所述导向轮(901)上方设有预紧弹簧(903)，其两端分别设有刚度调节螺母(902)和长度调节螺母(904)。
4.根据权利要求3所述的一种两用四轮自行车，其特征在于：所述导向轮(901)设有踏面锥度和轮缘。
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