CN105383593A - 自动展开的自行车支撑件 - Google Patents

Abstract

一种自行车支撑机构，包括可连接到自行车的车架的轴。轴是空心管的形式并且包括顶端和底端。支撑臂从轴的底端向下伸缩地可展开。摩擦轮由轴可旋转地支撑。摩擦轮从轴的顶端伸出，使得摩擦轮设置成与自行车车轮摩擦接触。

Description

自动展开的自行车支撑件

背景技术

比如自行车这样的两车轮车辆可以配备支撑架以当车辆不运转时保持车辆直立。当骑两轮车辆时，有例如当在交通信号灯处停止时、当将要停止时、当行进非常慢时等这样的情况，在此情况下，骑车人需要使用他的/她的腿以保持车辆直立。因此，两轮车辆的使用可能限于具有在非常慢到没有速度条件下使用他们的腿支撑车辆的能力的人们。

此外，如果一只脚或双脚卡在位置中，在缓慢移动或停止时支撑两轮车辆的需要可以造成骑车人跌倒的危险。例如，鞋带可以缠结在踏板轴上或脚可以卡在定趾器中，引起骑车人连同自行车一起跌倒在地上。物理限制也可以使操作支架是困难的或不可能的。

附图说明

图1是包括示例性自行车支撑机构的自行车的侧视图；

图2是图1的示例性自行车支撑机构的侧视图；

图3是图1的示例性自行车支撑机构的剖视图；

图4A是图1的自行车支撑机构的俯视图；

图4B是图1的自行车支撑机构的一部分的半透明视图，其示出了螺母的配置；

图4C是图1的自行车支撑机构的一部分的半透明视图，其示出了螺母和支撑臂的配合；

图5是包括摩擦轮的驱动器的透视、局部剖视图；

图6是图5的驱动器和摩擦轮的分解图；

图7A是提升齿轮机构的透视图；

图7B是在外轮的一部分切掉的情况下的图7A的提升齿轮机构的透视图；

图7C是在前部部分切掉的情况下的外轮的透视图；

图8A是在驱动器锁在第一、向内位置的情况下的驱动器的透视图；

图8B是降下齿轮机构的剖视图，其示出了锁紧柱和绞盘齿轮的配合；

图8C是驱动器的仰视图，其示出了锁紧柱和绞盘齿轮的配合；

图9A是在驱动器锁在第二、向外位置的情况下的驱动器的透视图；

图9B是图8A的驱动器的剖视图，其示出了外锁齿和外轮齿的操作；

图9C是驱动器的仰视图，其示出了外锁齿和外轮齿的配合；

图10是图1的自行车支撑机构的一部分的剖视图，其示出了支撑臂和片弹簧。

具体实施方式

在此公开的且在各个附图中说明的是包括可连接到自行车10车架12的轴110的支撑机构100。如在此所使用的，自行车可以是任何合适的两轮车辆，例如自行车、电动自行车、机动自行车、摩托车等。自行车10包括自行车车轮20。自行车车轮20包括轮胎22。

支撑机构100的轴110是空心管形式并且包括顶端116和底端118。支撑臂120从轴110的底端118向下伸缩地可展开。摩擦轮190由轴110可旋转地支撑。摩擦轮190从轴110的顶端116伸出，使得摩擦轮190设置成与例如轮胎22这样的自行车车轮20的一部分摩擦接触。

支撑机构100是由摩擦轮190驱动以当自行车10正缓慢移动、低于例如3mph(英里/每小时)这样的低速阈值时展开支撑臂120，自行车以3mph移动时可能开始摇晃。当自行车10正迅速移动、高于例如5mph这样的高速阈值时，支撑机构100升高支撑臂120，自行车以5mph移动时倾向于保持稳定直立。以这种方式，当自行车10正缓慢移动或停止时，支撑臂120自动地展开并且有助于维持车辆10在直立位置。因此，骑车人不需要使用他的/她的脚来维持自行车10的稳定性。

参考图1和2，自行车10包括车架12。车架12具有车架延伸部分14。自行车车轮20包括轮胎22，并且例如以传统的方式，可旋转地支撑在车架12上。

支撑机构100包括轴110。轴110可旋转地连接到车架12。轴110具有顶端116和底端118。轴110设置在自行车车架12的第一侧17上，使得轴110的顶端116邻接自行车车轮20的顶部24，例如，顶端116通常是相对于轴110的任何其他部分最靠近自行车车轮20顶部24的轴110的一部分。车架延伸部分14可以用于在车架12上支撑轴110。车架延伸部分14从车架12延伸到在轴110顶端116的点或在轴110顶端116下方的点，并且允许轴110固定到车架12。在图1所示的示例中，轴110在实质垂直的方向上延伸，同时轴的顶端116靠近自行车车轮20的顶部24定位。第二车架延伸部分16可以可选地或附加地用于在车架12上可旋转地支撑轴110。例如，第二车架延伸部分16可以靠近车轮20的轮轴(未示出)从车架12向外延伸，并且靠近底端118可旋转地支撑轴110。

如图1和2所示，支撑臂120伸缩地可展开并且从轴110的底端118伸出。

摩擦轮190通过杆192可旋转地支撑在轴110的顶端116上。摩擦轮190设置在支撑机构100上，使得摩擦轮190与例如轮胎22这样的自行车车轮20的一部分摩擦接触。以这种方式，自行车车轮20的旋转可以使摩擦轮190转动。

支撑臂120与轴110螺纹接合，使得当轴110在第一方向上旋转时，支撑臂120降低，并且当轴110在第二方向上旋转时，支撑臂120升高。

如图3和4A-4C所示，轴110具有内表面112。螺母300可以邻接底端118固定地连接到轴110的内表面112。支撑臂120可以具有在外表面123上的螺纹122。如图3进一步所示，螺母300和支撑臂120可以适当地按尺寸制作，使得支撑臂120的螺纹122接合螺母300。因此，支撑臂120可以螺纹接合螺母300，使得当轴110旋转时，支撑臂120升高到轴110中或降低到轴110外。

参考图2和3，支撑机构100可以包括悬挂弹簧140，该弹簧具有第一端142和第二端144。第一端142连接到支撑臂120的底端124。支撑机构100可以进一步地包括连接到悬挂弹簧140的第二端144的轮支撑结构150。支撑轮152可以由轮支撑结构150可旋转地支撑。

如图2和3所示，连接盖130可以用于将悬挂弹簧140的第一端142连接到支撑臂120的底端124。然而，注意用于连接弹簧142、支撑臂120的其他连接器可以代替盖130使用。

悬挂弹簧140允许支撑机构100响应道路表面的不平整度并且减少或最小化这些不平整度的影响，同时继续为自行车10提供支撑功能。

然而，悬挂弹簧140可以从支撑机构100省去。轮支撑结构150可以连接到支撑臂120的底端124，并且支撑轮152可以连接到轮支撑结构150。

支撑机构100包括位于轴110的顶端116上并且设置成移动支撑臂120的驱动器200，驱动器200由摩擦轮190驱动。

如图2所示，驱动器200设置在轴110的顶端116里面。驱动器200可以在形状上是圆形的。在顶端116的轴的第一直径可以大于轴110的剩余部分的第二直径，以便容纳驱动器200。

如图2和3所示，杆192固定地连接到驱动器200并且从驱动器200的中心向上延伸。摩擦轮190固定地连接到杆192。以这种方式，摩擦轮190驱动驱动器200。

参考图5和6，驱动器200包括可旋转地支撑在轴110里面的离心机构220，离心机构220在形状上实质上是圆形的，杆192从离心机构220的中心点伸出并且将摩擦轮190固定地连接到离心机构220，使得摩擦轮190驱动离心机构220的旋转。

离心机构220包括可旋转地支撑在轴110里面的离心盘222，离心盘222在形状上实质上是圆形的，杆192从离心盘222的中心点伸出并且将摩擦轮190固定地连接到离心盘222。离心盘222具有离心锁支撑表面254和从离心锁支撑表面254向上且从中心点径向向外延伸的导向部分256。离心锁226可滑动地设置在导向部分256之间的离心锁支撑表面254上，离心锁226包括外离心锁齿227和锁紧柱228。衬套223可旋转地连接到杆192，并且偏置弹簧224将离心锁226连接到衬套223。

图5和6表明离心机构220。离心盘222实质上成形为具有形成在其中的凹部252的圆柱体。导向部分256限定凹部252的侧面并且近似从离心盘222的中心点径向向外延伸。导向部分256从离心盘222的上表面250垂直向下延伸。离心锁支撑表面254限定凹部252的底部。

如图5和6所示，产生的凹部252在形状上实质上是三角形的，其具有邻接离心盘222的中心点定位的三角形顶端。离心锁226可滑动地支撑在凹部252里面在离心锁支撑表面254上。

离心锁226在形状上实质上也是三角形的，并且安装在形成在离心盘222中的凹部252里面。离心锁226具有顶端260。离心锁226的外边缘262具有外锁齿227。离心锁226包括锁紧柱228，锁紧柱从离心锁226向下延伸。

驱动器200包括降下齿轮机构241和提升齿轮机构229，降下齿轮机构241和提升齿轮机构229选择性地接合并且由离心机构220驱动。

参考图6，降下齿轮机构241包括绞盘齿轮242。绞盘齿轮242固定地连接到轴110的顶端116。

参考图7A、7B和7C，提升齿轮机构229包括外轮230。外轮230可旋转地支撑在轴110的顶端116上。外轮230是空心圆柱体形式并且具有内表面231。如图7C所示，外轮齿232设置在外轮230的内表面231的顶部部分上。如图7C进一步所示，中心齿轮外齿236设置在外轮230的内表面231的底部部分上。

如图7B所示，提升齿轮机构229进一步地包括中心齿轮内齿240。中心齿轮内齿240形成在轴110的顶端116上。

此外，提升齿轮机构229包括多个中间中心齿轮234。中间中心齿轮234设置在中心齿轮外齿236和中心齿轮内齿240之间。

当离心盘222以第一预定旋转速度或低于第一预定旋转速度旋转时，离心锁226在离心盘222上保持在第一、径向向内位置，并且接合降下齿轮机构241。当离心盘222以高于第二预定旋转速度的速度旋转时，离心锁在离心盘222上移动到第二、径向向外位置中，并且接合提升齿轮机构229。

参考图5和8A，当离心盘222静止并且没有离心力施加在离心锁226上时，离心锁226由偏置弹簧224偏置在第一位置。在第一位置，离心锁226相对于盘222在凹部252里面保持径向向内。在第一位置，外锁齿227保持在离心盘222的外周边里面。锁紧柱228相对于盘222在锁紧柱228可以接合绞盘齿轮242的位置中保持径向向内。

降下齿轮机构241包括绞盘齿轮242。绞盘齿轮242固定地连接到轴110的顶端116。当离心盘222以第一预定旋转速度或低于第一预定旋转速度的速度旋转时，例如对应于3mph的自行车速度的旋转速度，离心锁226在离心盘222上保持在第一、径向向内位置。锁紧柱228与绞盘齿轮242连接。轴110通过离心机构220在对应于离心盘222的旋转方向的第一方向上旋转。轴110的旋转降低延伸臂120。

在降低支撑臂120期间的驱动器200的操作在图8A、8B和8C中表明。图8A、8B和8C中的每一个表明离心锁226在第一位置。如图8B和8C所示，在第一位置，锁紧柱228在一位置中以接合绞盘齿轮242。当锁紧柱228与绞盘齿轮242接合时，轴110被驱动以在一方向上并且以与摩擦轮190相同的旋转速度旋转。当自行车10静止时，离心盘222不旋转并且支撑臂120维持在适当位置。

图8C是驱动器200的仰视图，其示出了形成在绞盘齿轮242中的用于与锁紧柱228接合的槽。

提升齿轮机构229包括具有内表面231的外轮230，内表面231具有有用于接合离心锁226的外轮齿232的上部部分233和形成中心齿轮外齿236的下部部分235。中心齿轮内齿240形成在轴110的上端116上。多个中间中心齿轮234设置在中心齿轮外齿236和中心齿轮内齿240之间。

当离心盘222以高于第二预定旋转速度的速度旋转时，例如对应于5mph的自行车速度的旋转速度，离心锁226在离心盘222上移动到第二、径向向外位置中。外锁齿227与外轮230的外轮齿232连接。外轮230在对应于离心盘222的旋转方向的第一方向上旋转。轴110经由提升齿轮机构229在与第一方向相反的第二方向上旋转。

在升高支撑臂120期间的驱动器200的操作在图9A、9B和9C表明。图9A、9B和9C中的每一个表明离心锁226在第二、径向向外位置。如图9A和9B所示，当离心锁226在第二位置时，离心锁226的外锁齿227与外轮齿232接合。以这种方式，离心机构220引起外轮230在与摩擦轮190相同的方向上旋转。

如图9B和9C所示，外轮230的下部部分233上的中心齿轮外齿236接合多个中间中心齿轮234。多个中间中心齿轮234接合设置在轴110的上端116上的中心齿轮内齿240。中心齿轮外齿236、中间中心齿轮234和中心齿轮内齿240的配置引起轴110在与摩擦轮190的旋转方向相反的方向上旋转。

支撑机构100包括邻接螺母300并且稍微在螺母300上方的设置在轴110中的片弹簧400。支撑臂120具有外表面123和外表面123上的螺纹122。盖160连接到支撑臂120的上端124。盖160在支撑臂120上方延伸并且具有实质上与支撑臂120的直径相同的直径。盖160具有顶部件162。顶部件162具有大于支撑臂120的直径的直径。

当支撑臂120已经在向下方向上完全伸出时，支撑臂120退出螺母300。盖160位于螺母300里面。在这个位置，片弹簧400接合顶部件162并且推动盖160向上，以便当轴110反转方向时，螺母300和支撑臂120上的螺纹122重新接合。

图10表明片弹簧400的操作。当支撑臂120已经完全伸出时，支撑臂120的螺纹122退出螺母300。盖160穿过螺母300延伸。盖160的顶部件162与片弹簧400接触，使得片弹簧400推动盖向上。当轴110反转方向时，片弹簧400推动支撑臂120到螺母300中，允许螺母300与支撑臂120螺纹接合。

可以使用使摩擦轮190与自行车车轮20接合和分离的接合/分离机构(未示出)。例如，接合/分离机构可以包括接合弹簧(未示出)。支撑机构100可以通过接合弹簧偏置，使得摩擦轮190与自行车车轮20摩擦接触。接合/分离机构可以例如包括控制杆和缆绳。经由缆绳驱动控制杆可以分离支撑机构100。

与支撑臂100相似的第二支撑臂可以包括在与自行车10的第一侧17相反的自行车10的第二侧(未示出)上。除了以镜像方式，以与支撑臂100可旋转地连接在自行车10的第一侧相同的方式，第二支撑臂可以在自行车10的第二侧上可旋转地连接到车架12。

如在此所使用的，修饰形容词的副词“实质上”意味着形状、结构、尺寸等可以由于材料、加工、制造等中的缺陷而偏离精确描述的几何形状、距离、大小等。

在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。此外，这些元件中的一些或全部可以改变。因此，应该理解的是，上述说明旨在是说明性的而不是限制性的。通过阅读上述说明，除提供的示例之外的许多实施例和应用对本领域技术人员来说，将是显而易见的。本发明的范围不应参照上述说明确定，而是应当参照所附的权利要求连同这些权利要求所享有的全部等同范围而确定。可以预期和想到的是未来的发展将出现在这里所述的技术中，并且该公开的系统和方法将结合入这些未来的实施例中。总之，应该理解的是，本发明能够被修改和变化，并且仅由下面的权利要求所限制。

Claims (19)

1.一种自行车支撑机构，包含：

可连接到自行车车架的空心轴，所述轴包括顶端和底端，

从所述轴的所述底端向下伸缩地可展开的支撑臂，以及

由所述轴可旋转地支撑的摩擦轮，所述摩擦轮从所述轴的所述顶端伸出，使得所述摩擦轮设置成与自行车车轮摩擦接触。

2.如权利要求1所述的机构，进一步地包含位于所述轴的所述顶端且设置成移动所述支撑臂的驱动器，所述驱动器由所述摩擦轮驱动。

3.如权利要求2所述的机构，其中所述驱动器包括可旋转地支撑在所述轴里面的离心机构，所述离心机构在形状上实质上是圆形的，杆从所述离心机构的中心点伸出并且将所述摩擦轮固定地连接到所述离心机构，使得所述摩擦轮驱动所述离心机构的旋转。

4.如权利要求3所述的机构，其中所述离心机构包括：

可旋转地支撑在所述轴里面的离心盘，所述离心盘在形状上实质上是圆形的，所述杆从所述离心盘的中心点伸出并且将所述摩擦轮固定地连接到所述离心盘，所述离心盘具有离心锁支撑表面和从所述离心锁支撑表面径向向上延伸的导向部分，

可滑动地设置在所述导向部分之间的所述离心锁支撑表面上的离心锁，所述离心锁包括外离心锁齿和锁紧柱，

可旋转地连接到所述杆的衬套，以及

将所述离心锁连接到所述衬套的弹簧。

5.如权利要求4所述的机构，所述驱动器包括降下齿轮机构和提升齿轮机构，所述降下齿轮机构和提升齿轮机构各自通过所述离心机构选择性地接合。

6.如权利要求5所述的机构，其中：

当所述离心盘以预定旋转速度或低于预定旋转速度的速度旋转时，所述离心锁在所述离心盘上保持在第一、径向向内位置并且接合所述降下齿轮机构，并且当所述离心盘以高于所述预定旋转速度的速度旋转时，所述离心锁在所述离心盘上移动到第二、径向向外位置中并且接合所述提升齿轮机构。

7.如权利要求1所述的机构，其中所述支撑臂与所述轴螺纹接合，使得当所述轴在第一方向上旋转时，所述支撑臂降低，并且当所述轴在第二方向上旋转时，所述支撑臂升高。

8.如权利要求6所述的机构，所述降下齿轮机构包括固定地连接到所述轴的所述顶端的绞盘齿轮，其中：

当所述离心盘以所述预定旋转速度或低于所述预定旋转速度的速度旋转时，所述离心锁在所述离心盘上保持在第一、径向向内位置，设置在所述离心锁上的锁紧柱接合所述绞盘齿轮，所述轴通过所述离心机构在对应于所述离心盘的旋转方向的第一方向上旋转，并且所述轴的旋转降低所述延伸臂。

9.如权利要求6所述的机构，所述提升齿轮机构包括：

可旋转地安装在所述轴上且具有内表面的外齿轮构件，所述内表面具有上部部分和形成中心齿轮外齿的下部部分，其中所述上部部分具有用于接合所述离心锁的外轮齿；

形成在所述轴的所述上部部分上的中心齿轮内齿；以及

多个中间中心齿轮，所述中间中心齿轮设置在所述中心齿轮外齿和所述中心齿轮内齿之间；

其中，当所述离心盘以高于所述预定旋转速度的速度旋转时，所述离心锁在所述离心盘上移动到所述第二、径向向外位置中，所述外离心锁齿与所述外齿轮构件的齿连接，所述外齿轮构件在对应于所述离心盘的方向的第一方向上旋转，并且所述轴经由所述提升齿轮系统在与所述第一方向相反的第二方向上旋转。

10.如权利要求1所述的机构，进一步地包含设置在所述轴的内表面上用于接合所述支撑臂的螺母，其中所述支撑臂具有外表面，所述外表面具有螺纹结合所述螺母的在其上的螺纹。

11.如权利要求1所述的机构，进一步地包含：

连接到所述支撑臂的底端的轮支撑结构；以及

连接到所述轮支撑结构的支撑轮。

12.如权利要求1所述的机构，进一步地包含：

具有第一端和第二端的悬挂弹簧，所述悬挂弹簧的所述第一端连接到所述支撑臂的所述底端；

连接到所述悬挂弹簧的所述第二端的轮支撑结构；以及

连接到所述轮支撑结构的支撑轮。

13.如权利要求10所述的机构，包括设置在所述轴的所述下部部分中的片弹簧，

其中所述支撑臂具有外表面，所述外表面包括在其上的螺纹部分，在所述螺纹部分上方延伸的盖的直径实质上是所述螺纹部分的直径，并且顶部件的直径大于所述螺纹部分的直径，以及

进一步地其中，当所述支撑臂已经完全向下伸出时，所述螺纹部分退出所述螺母，所述盖位于所述螺母里面，并且所述片弹簧推动所述盖向上，以便当所述轴反转方向时，所述螺母和所述支撑臂的所述螺纹部分分离。

14.一种自行车，包含：

车架，

由所述车架支撑的自行车车轮，

连接到所述自行车车架的空心轴，所述轴包括顶端和底端，

从所述轴的所述底端向下伸缩地可展开的支撑臂，以及

由所述轴可旋转地支撑的摩擦轮，所述摩擦轮从所述轴的所述顶端伸出，使得所述摩擦轮与所述自行车车轮摩擦接触。

15.如权利要求14所述的自行车，进一步地包含：

位于所述轴的所述顶端且设置成移动所述支撑臂的驱动器，所述驱动器包括可旋转地支撑在所述轴里面的离心机构，所述离心机构在形状上实质上是圆形的，以及

从所述离心机构的中心点伸出且将所述摩擦轮固定地连接到所述离心机构的杆，使得所述摩擦轮驱动所述离心机构的旋转。

16.如权利要求15所述的自行车，所述离心机构包括：

可旋转地支撑在所述轴里面的离心盘，所述离心盘在形状上实质上是圆形的，所述杆从所述离心盘的中心点伸出并且将所述摩擦轮固定地连接到所述离心盘，所述离心盘具有离心锁支撑表面和从所述中心点径向向外且从所述离心锁支撑表面向上延伸的导向部分，

可滑动地设置在所述导向部分之间的所述离心锁支撑表面上的离心锁，所述离心锁包括外锁齿和锁紧柱，

可旋转地连接到所述杆的衬套，以及

将所述离心锁连接到所述衬套的偏置弹簧。

17.如权利要求16所述的自行车，包括：

固定地连接到所述轴的所述顶端的绞盘齿轮，

可旋转地安装在所述轴上且具有内表面的外轮，所述内表面具有上部部分和形成中心齿轮外齿的下部部分，其中，所述上部部分用于接合所述离心锁的外轮齿；

形成在所述轴的所述上端的外表面上的中心齿轮内齿；以及

多个中间中心齿轮，所述中间中心齿轮设置在所述外中心齿轮外齿和所述中心齿轮内齿之间；其中

当所述离心盘以预定旋转速度或低于预定旋转速度的速度旋转时，所述离心锁在所述离心盘上保持在第一、径向向内位置，所述锁紧柱与所述绞盘齿轮连接，所述轴通过所述离心机构在对应于所述离心盘的旋转方向的第一方向上旋转，并且所述轴的旋转降低所述支撑臂，以及

当所述离心盘以高于所述预定旋转速度的速度旋转时，所述离心锁在所述离心盘上移动到第二、径向向外位置中，所述外锁齿与所述外轮的所述外轮齿连接，所述外轮在对应于所述离心盘的方向的第一方向上旋转，并且所述轴经由所述提升齿轮机构在与所述第一方向相反的第二方向上旋转。

18.如权利要求14所述的自行车，进一步地包含：

连接到所述自行车车架的第二空心轴，所述第二轴包括顶端和底端，

从所述第二轴的所述底端向下伸缩地可展开的第二支撑臂，以及

由所述第二轴可旋转地支撑的第二摩擦轮，所述第二摩擦轮从所述第二轴的所述顶端伸出，使得所述第二摩擦轮与所述自行车车轮摩擦接触，其中：

所述空心轴、支撑臂和摩擦轮可旋转地支撑在所述自行车的第一侧，并且第二中心轴、第二支撑臂和第二摩擦轮可旋转地支撑在所述自行车的第二侧。

19.一种使用自行车支撑机构的方法，所述自行车支撑机构包括可连接到自行车车架的空心轴，所述轴包括顶端和底端，从所述轴的底端向下伸缩地可展开的支撑臂，摩擦轮由所述轴可旋转地支撑，所述摩擦轮从所述轴的所述顶端伸出使得所述摩擦轮设置成与自行车车轮摩擦接触，由所述摩擦轮驱动的驱动器，并且所述驱动器包括离心机构，所述方法包含：

一旦所述离心机构以高于零且低于第一预定旋转速度的速度旋转，就降低所述支撑臂，以及

一旦所述离心机构以高于第二预定旋转速度的速度旋转，就升高所述支撑臂。