CN106080905B - 变形摩托车车架 - Google Patents

Abstract

一种变形摩托车车架，它由左框架、连动机构、右框架、连接轴、连接方块组合而成，其中左、右框架为成镜像对称的独立结构，在十字连接轴、连接方块、主连接轴、后连接轴、下连接轴的同时连接作用下，把左右框架连接成一个牢固的空间框架结构；连动机构利用十字连接轴、平叉连接轴、主连接轴，装于左、右框架中间，它由十字连接轴、双向液压缸、液压动力单元、拉杆、摇臂、单减震器、平叉组成，在液压缸伸缩的作用力下，十字连接轴立管中轴线与地平面的夹角及平叉所在平面与地平面的夹角，同时增大或同时减小，车体重心也随之抬高或降低，由此改变了摩托车的前轮拖拽距，同时也改变了摩托车的外形，从而改变了驾驶姿势，缓解了驾驶疲劳。

Description

变形摩托车车架

技术领域

本发明涉及一种摩托车车架，具体涉及一种能够自由变形的摩托车车架。

背景技术

目前大众使用的摩托车车架的形式主要分成三大类：主梁结构式车架，菱形式车架，托架式车架。主梁结构式车架又叫脊梁形车架，是用一根或两根主梁做脊骨的车架；菱形式车架形式钻石状，又称钻石式车架，这种车架属于空间结构形式，发动机横置在钻石形内，作为车架的一个支撑点；托架式车架形似摇篮，又称摇篮式车架，也属空间结构形式，发动机安装在摇篮形中，下面有钢管支撑，对发动机起到保护作用。用它们制造出的车型基本上有三大类：太子车，跨骑车，越野车；这三种车型的前轮拖拽距都是固定不变的，也是现在所有摩托车的共同点，因为转向轴头的立管是固定焊接在车架上的，由此导致了驾驶者 的骑行姿势永远改变不了，骑行一段时间会感到疲劳，针对上述现有技术中所存在的问题， 研究设计一种能够缓解驾驶疲劳、可以自由改变外形的车架，从而克服现有技术中所存在的 问题是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术中的缺陷，提供一种能够减轻驾驶疲 劳，自由改变摩托车外形的车架。

本发明的技术解决方案是这样实现的：一种变形摩托车车架，由框架结构和连动机 构组成，其中框架结构是由十字连接轴、后连接轴、下连接轴、主连接轴、平叉连接轴和连 接方块，把左框架和右框架连接在一起组成的一个完整牢固的空间框架结构，此结构中的左 框架和右框架，是成镜像对称的独立结构，在每个框架上各有五处与对方对应的连接点，并 且每个框架上的连接点之间用车架管以插接方式与连接点处的连接板焊接；连动机构是由十 字连接轴、拉杆、液压缸、摇臂、铝合金平叉、单减震器和液压动力单元连接在一起组成的， 它以框架结构的十字连接轴、主连接轴和平叉连接轴作为安装和动作支点，装于框架结构中 间，双向液压缸的静点端安装在空间框架结构中主连接轴上一对摇臂的中间位置，其动点端 与十字连接轴上部的边耳环及两根拉杆“O”型端用钢销连接，两根拉杆的“U”型端用带挡 边钢销与一对摇臂的下端连接，摇臂的另一端通过连接单减震器与铝合金平叉连接，在液压 缸伸缩的作用力下，液压缸动点端的伸出和缩回，使十字连接轴围绕其下端的横轴能够做往 复圆弧运动，这一液压力通过拉杆、摇臂和单减震器，同时又被传递到了铝合金平叉上，从 而使十字连接轴立管中轴线与地平面的夹角，及铝合金平叉所在平面与地平面的夹角都发生 变化，同时增大或同时缩小，摩托车的车体重心也随之变化，车体重心被抬高或降低，改变 了摩托车的外形；此摩托车车架中的十字连接轴，一件两功能，在框架结构中，它下端的横 轴起到了连接左框架和右框架的作用，在连动机构中，它下端的横轴为其立轴的旋转起到固 定及动作支点作用，使立轴在液压缸的伸缩行程范围内，围绕该支点旋转；上述结构设计， 使驾驶者的胳膊能够随着液压缸的伸缩而向前伸展和向后收回，腰部也会随之前倾或后仰， 改变了驾驶姿势，缓解了驾驶疲劳。

本发明所述的左、右框架，两者为成镜像对称的独立结构，在每个框架上各有五处与 对方对应的连接点，其中主连接点、后连接点、下连接点为内圆锥体结构，内侧开有30毫米长，4毫米宽，2.5毫米高的长方体键槽，与连接轴形成位移形的圆锥配合结构，并且每 个内圆锥体的外围都有与之一体的与车架管连接用的连接板；十字连接轴的连接点与连接方块的连接点，都在前连接板上，前者是轴与轴承的配合，后者是平面与平面的结合；连接板之间用优质车架管以插接式焊接，在焊接工装上一次全部完成，由于焊接接头距离连接点还 有一段的距离，由此大大降低了焊接高温对连接点的热影响。

本发明所述的连动机构，利用十字连接轴、主连接轴、平叉连接轴，装于左、右框架中间，由十字连接轴、双向液压缸、液压动力单元、拉杆(两根)、摇臂(一对)、单减震 器、铝合金平叉组成；其中十字连接轴的立管上端，在液压缸的方向上，焊接有一对边耳 环，它把液压缸动点端的耳环刚好夹在中间，用钢销穿孔连接(三只耳环的内径与钢销的外 径都是16mm)；两根拉杆的“O”型端(内径16mm)，分别装在上述16mm钢销的两端上， 用开口销锁住，防止钢销攒动；拉杆的“U”型端与摇臂的下端(动力臂端)用两个外径 10mm、一端带挡边的钢销连接；摇臂中间支点处把液压缸体的静点端耳环夹在中间，它们的 内孔都装有铜套，铜套的内直径都为22mm，用主连接轴(外径22mm外圆磨光)穿过连接； 摇臂的阻力臂端与减震器的上端用螺栓(直径12mm长80mm)连接；减震器的下端与平叉中 间支点用螺栓(直径12mm长80mm)连接。

此连动机构的动力源：液压动力单元和液压缸；为车架提供了足够的变形动力，其中 液压动力单元，采用可正反转的直流12伏120瓦3300转/分钟的电机，液压泵排量为0.16毫升的双向齿轮泵，额定压力12MPa，此单元具有断电自锁和超载自动泄压功能，运行平稳，无抖动，给车架提供了足够的安全性，控制简单，利用正反转开关，可自由控制电机的正反转，既液压缸的伸缩；液压缸缸套的内径40mm，外径50mm，行程50mm，可承载16MPa力，静连接点在主连接轴中间，动连接点在十字连接轴的双耳环中间，在液压动力单元的液压力推动下，液压缸的行程从0mm到50mm，只需7.5秒。

本发明所述的左右前连接板，是左右对称的独立结构，前端分别焊接有内侧带挡边的 轴承座，轴承座的外侧螺接有防尘盖，轴承座的后端是连接方块的平面连接点，其上各有两 个直径10mm的圆孔，连接方块上的螺栓在此穿过，把左右前连接板与连接方块连接成牢固 的一体。每个前连接板末端分别插接式焊有三根优质车架管，车架管的另一端分别与左右主 连接点和左右下连接点的连接板插接式焊接。

本发明所述的连接方块，是有五个面的长方体结构，由4mm厚的钢板在焊接工装上一 次焊成，精加工后整体热处理，确保与左右框架连接的两个平面平行，这两个连接平面的内 侧分别焊有两个M10的连接用螺母；此方块上首尾相连的四个面，都是开口向外的“U”形 结构，该结构是为了使连接方块与十字连接轴的横轴连接点更近些，增强十字连接轴的抗侧 向扭力作用，和为十字连接轴提供更大的前后摆动空间；这四个首尾相连的“U”形面都是 焊接在第五个完整面上，因此该方块仍然具有足够的强度抵抗侧向扭力。

本发明所述的连接轴，有主连接轴、后连接轴、下连接轴、十字连接轴、平叉连接轴五根；其中前三根轴的两端都带有螺纹和与之配套的法兰带垫防松螺母，螺纹的后端都为外 圆锥体结构，并且镶嵌有半圆键，此结构与各自连接点精密配合，形成位移形圆锥配合结 构，给车架提供了足够的稳定性；主连接轴要求外圆磨光后的直径是22mm，与液压缸静点 端耳环铜套内直径及摇臂支点铜套的内直径精密配合，使液压缸和摇臂能够摆动自由；十字 连接轴的下部横轴端，与左右前连接板的轴承配合连接；平叉连接轴，安装在下连接点的下 部，把左右框架的下端与平叉的前端连接在一起。

在使用时先把机车的电源总开关打开，用正反转开关控制液压动力单元电机的正转与 反转；当电机正转时，液压泵泵出的高压油，通过液压管，驱动液压缸的活塞向外运动，动 点端向前伸出，围绕十字连接轴的横轴中心所在直线，作垂直于该直线的圆弧运动，十字连 接轴立管中轴线与地平面的夹角，逐渐增大，前轮的拖拽距逐渐变小，与此同时，液压缸的 这个推力又通过拉杆、摇臂和单减震器，传递到铝合金平叉的上支点，由于铝合金平叉的前 端被平叉连接轴固定在左右框架下部的中间位置，这个力迫使铝合金平叉的后端向下运动， 此时的铝合金平叉所在平面与地平面的夹角也在逐渐增大，车体重心被缓慢抬高；当液压动 力单元的电机反转时，液压缸的动点端向后收回，十字连接轴立管中轴线与地平面的夹角逐 渐缩小，前轮拖拽距逐渐增大，铝合金平叉所在平面与地平面的夹角也在逐渐变小，车体重 心缓慢降低。

液压缸在0-50mm的行程范围内，正在变形中的车架，当车架的外形结构符合自己的驾 驶要求时，关闭正反转开关，变形停止，液压动力单元的断电自锁功能立刻开启，液压缸中 的活塞停止运动，由于活塞上的橡胶圈与液压缸内壁的精密配合，及液压动力单元的优良自 锁功能，所以此密闭的液压循环系统中不会出现回油现象，车架的外形会长久保持不变，给 驾驶者提供了可靠的安全性能。

当车架的载重超过液压系统的承载压力12MPa时，自动泄压功能开启，液压缸中的活 塞缓慢回到0mm行程位置，此时的车架虽然没有了变形功能，但仍然可以用太子车车架结构 安全行驶；卸掉超载，变形功能立刻恢复。

本发明的构思巧妙，利用双向液压缸的伸缩功能，改变了摩托车的外形，同时也改变 了摩托车的前轮拖拽距，满足了某些特定场合的需要，缓解了驾驶者的驾驶疲劳，是摩托车 技术领域中的新创举。

附图说明

本发明共有12幅附图，其中：

附图1本发明的整体结构三维图。

附图2本发明的框架结构三维图。

附图3为图2中A段的放大(a)与分解(b)三维图。

附图4本发明的左(a)、右(b)框架上连接点三维分布图。

附图5本发明的连动机构整体放大三维图。

附图6本发明的拉杆结构放大三维图。

附图7本发明的摇臂外形结构放大三维图。

附图8本发明的主连接轴、后连接轴、下连接轴放大三维图。

附图9本发明的连接方块放大三维图。

附图10本发明的连接轴防尘盖放大三维图。

附图11本发明的发动机上部固定板放大三维图。

附图12本发明在液压缸三种行程下的车架外形结构对比右视图。

在图中：1、十字连接轴；2、拉杆；3、液压缸；4、摇臂；5、后连接轴；6、左框架； 6.1、十字连接轴左连接点；6.2、连接方块左连接点；6.3、主连接轴左连接点；6.4、后连 接轴左连接点；6.5、下连接轴左连接点；7、右框架；7.1、十字连接轴右连接点；7.2、连 接方块右连接点；7.3、主连接轴右连接点；7.4、后连接轴右连接点；7.5、下连接轴右连 接点；8、铝合金平叉；9、单减震器；10、下连接轴；11、主连接轴；12、连接方块；13、 平叉连接轴；14、轴承；15、开口销；16、开槽螺母(M14)；17、直径14mm弹垫；18、 直径14mm平垫；19、油封；20、左前连接板；21、右前连接板；22、法兰带垫防松螺母 (M14)；23、法兰带垫防松螺母(M12)；24、法兰带垫防松螺母(M12)；25、半圆键；26、直 径10mm弹垫；27、高强度螺栓(M10)；28、直径16mm长80mm钢销；29、直径10mm带挡边 钢销；30、开口销；31、黄油嘴；32、长80mm螺栓(M12)；33、直径12mm平垫；34、直径 12mm平垫；35、直径12mm弹垫；36、开槽螺母(M12)；37、开口销；38、发动机上部固定 板；39、液压动力单元；40、液压管；41、十字连接轴防尘盖；42、主连接轴防尘盖；43、 后连接轴防尘盖；44、下连接轴防尘盖；45、蓄电池盒；46、液压动力单元固定孔座。

具体实施方式

本发明的具体实施例如附图所示，是由左框架6、右框架7、连动机构(1、2、3、4、 8、9、39)、连接轴(1、5、10、11、13)、连接方块12所组成；其特征在于左框架6和 右框架7是成镜像对称的独立结构，分别由优质车架管与连接板以插接式焊接组成，并且在 每个框架上各有五处与对方对应的连接点；十字连接轴1、连接方块12、主连接轴11、后 连接轴5和下连接轴10，在各自对应的连接点上，把左框架6和右框架7连接成一个完整 牢固的空间框架结构。

十字连接轴1的横轴两端，在连接点6.1和7.1处，与轴承14配合连接，配套组件有油封19、直径14mm平垫18、直径14mm弹垫17、M14开槽螺母16、开口销15、防尘盖 41。

连接方块12的两个连接平面，在连接点6.2与7.2处，用M10高强度螺栓27分别与左前连接板20和右前连接板21连接，配套组件有直径10mm弹垫26。

主连接轴11、后连接轴5、下连接轴10的两端，都加工有螺纹和与之配套的法兰带垫 防松螺母，螺纹的后端是镶嵌有半圆键25的外圆锥体结构，它们分别在连接点6.3与7.3、6.4与7.4、6.5与7.5处，以位移形圆锥配合结构形式连接，配套组件有M14法兰带 垫防松螺母22、M12法兰带垫防松螺母23、M12法兰带垫防松螺母24、主连接轴防尘盖 42、后连接轴防尘盖43、下连接轴防尘盖44.

平叉连接轴13安装在下连接轴10的下部，把左右框架的下端与铝合金平叉8的前端 连接。

连动机构，利用十字连接轴1、主连接轴11、平叉连接轴13，装在左框架6和右框架7中间，由十字连接轴1、双向液压缸3、液压动力单元39、拉杆(两根)2、摇臂(一对) 4、单减震器9、铝合金平叉8组成；钢销28把十字连接轴1的上部双耳环、液压缸3的动 点端、拉杆2的“O”型端连接在一起，两端用开口销30锁死，防止钢销28攒动；拉杆2 的“U”型端，与摇臂4的下端(动力臂)，用直径10mm带挡边钢销29连接，再用开口销 锁死；摇臂4的支点与液压缸3的静支点装在主连接轴11上，黄油嘴31给摇臂4内注黄油 润滑；摇臂4的上端(阻力臂)与减震器9的上端，用M12长80mm螺栓32连接，配套组件 有直径12mm平垫33和34，直径12mm弹垫35，M12开槽螺母36，开口销37；减震器9的 下端与铝合金平叉8的上支点连接。

液压动力单元39与液压缸3，用液压管40连接；液压动力单元39用安装在液压动力单 元固定孔座46上。

发动机固定板38上面焊接有蓄电池盒45和两个液压动力单元固定孔座46，下面焊接有 与发动机及与左右框架固定的两对耳环。

在图12中，绘出了液压缸3在0mm、25mm、50mm行程时车架的外形结构，其中：(A) 图为液压缸3在行程0mm时的车架外形结构右视图，即太子车车架；(B)图为液压缸3在 行程25mm时的车架外形结构右视图，即跨骑车车架；(C)图为液压缸3在行程50mm时的 车架外形结构右视图，即越野车车架。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所有 熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，根据本发明的技术方案及本发明的 构思加以等同替换或改变均涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种变形摩托车车架，由框架结构和连动机构组成，其特征在于：框架结构是由十字连接轴(1)、后连接轴(5)、下连接轴(10)、主连接轴(11)、平叉连接轴(13)和连接方块(12)，把左框架(6)和右框架(7)连接在一起组成的一个完整牢固的 空间框架结构，其中左框架(6)和右框架(7)是成镜像对称的独立结构，在每个框架上各有五处与对方对应的连接点，每个框架上的连接点之间用车架管以插接方式与连接点处的连接板焊接；连动机构，它以框架结构的十字连接轴(1)、主连接轴(11)和平叉连接轴(13)作为安装和动作支点，装于框架结构中间，双向液压缸的静点端安装在空间框架结构中主连接轴上一对摇臂的中间位置，其动点端与十字连接轴上部的边耳环及两根拉杆“O”型端用钢销连接，两根拉杆的“U”型端用带挡边钢销与一对摇臂的下端连接，摇臂的另一端通过连接单减震器与铝合金平叉连接，在液压缸(3)的伸缩作用力下，液压缸(3)的动点端围绕十字连接轴(1)下端的横轴可以做往复圆弧运动，这一液压力通过拉杆、摇臂和单减震器，同时又被传递到了铝合金平叉上，从而使十字连接轴(1)的立管中轴线与地平面的夹角及铝合金平叉(8)所在平面与地平面的夹角，都同时增大或同时缩小，使车体的重心和车架的整体外形结构都发生了变化；此摩托车车架中的十字连接轴(1)，一件两功能，在框架结构中，它下端的横轴起到了连接左框架(6)和右框架(7)的作用，在连动机构中，它下端的横轴为其立轴的旋转起到固定及动作支点作用，使立轴在液压缸(3)的伸缩行程范围内，围绕该支点旋转，上述结构设计，改变了骑行者的驾驶姿势，缓解了驾驶疲劳。

2.根据权利要求1所述的变形摩托车车架，其特征在于所述框架结构的主连接轴(11)、后连接轴(5)和下连接轴(10)的两端，都加工有螺纹和与之配套的法兰带垫防松螺母，螺纹的后端是镶嵌有半圆键(25)的外圆锥体结构，在各自对应的连接点处，以位移形圆锥配合机构形式连接左框架(6)和右框架(7)。

3.根据权利要求1所述的变形摩托车车架，其特征在于所述框架结构的连接方块(12)，是具有五个面的空心长方体结构，首尾相连的四个面是开口向外的“U”型结构，其中两个连接作用的平面，在连接方块左连接点(6.2)与连接方块右连接点(7.2)处，用M10高强度螺栓(27)分别与左前连接板(20)和右前连接板(21)连接。