CN107117246B - 多功能车把及单车、共享单车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能车把，以及安装该车把的单车、共享单车，提供一种新型结构的车把，该车把包括车把套筒和车把架；车把架的端部固定有至少三个拉栓，也可以为四个五个等等，且在所述拉栓上自车把架向远离车把架方向依次设置有第一部和第二部并固定，即固定后形成一体，所述第一部和第二部位于车把套筒内腔中；转动车把套筒，通过第一部和第二部的结构带动钢丝绳抽拉运动，钢丝绳连接件中的钢丝绳穿过所述线套连接件中后，通过钢丝套线连接到刹车装置。本刹车装置利用人的手腕力量进行操作，改变了传统的利用手指扣动进行刹车操作的模式，更加符合人体工程学。

Description

多功能车把及单车、共享单车

技术领域

该发明涉及自行车等以人力为驱动力的单车的刹车技术领域，更进一步地详细，特别涉及一种以手腕力量进行刹车操作的多功能车把及单车。

背景技术

目前，在单车刹车技术中，刹车系统包括手控刹车单元、钢丝套线和刹车执行单元。钢丝套线包括钢丝绳和线套，其中线套是刚性的，位于外侧，线套的两端固定分别固定在手控刹车单元和刹车执行单元上，钢丝绳穿设在线套中，通过拉动钢丝绳，实现控制刹车执行单元执行刹车动作的目的。

目前的手控刹车单元，包括扣动杆、托架和扭簧，例如岛野株式会社公开的一种手控刹车装置中，CN1443680A，就是这种结构。该结构利用的是杠杆原理，即通过手指扣动扣动杆，实现钢丝绳的移动，进而控制刹车执行单元产生刹车力度。

传统的手控刹车单元都是作为一种独立的功能部件出现在自行车上的，作为一个附加的功能部件安装在车把上，其利用手指的力量扣动控制刹车。同时，现有的车把结构仅仅是一个便于手握的支撑点，不具有多功能的作用。

上述的结构中，有点在于制作成本低，结构简单，但是带来的问题是，刹车线比较凌乱。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种多功能车把、刹车系统及单车、共享单车，首要解决的技术问题是提供一种以手腕力量进行刹车操作的刹车控制单元，次要技术问题是，可以适用于现有的以人力为主的单车系统中。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

多功能车把，包括车把本体，所述车把本体包括车把架和车把套筒，车把架为刚性支撑物，车把套筒为手握持部分，舒适性好，其特征在于，所述车把套筒部分套置在所述车把架端部；

在所述车把架的端部固定有至少三个拉栓，也可以为四个五个等等，且在所述拉栓上自车把架向远离车把架方向依次设置有第一部和第二部并固定，即固定后形成一体，所述第一部和第二部位于车把套筒内腔中；

所述第一部具有：第一固件、第一大齿轮、第一齿圈和线套连接件，所述第一固件端部为第一固定盘，所述第一固定盘端部设置凸台，第一拉栓穿孔穿过凸台和第一固定盘，所述凸台处安装第一大齿轮，在第一大齿轮的外侧套置第一齿圈，第一齿圈被限定在车把架和固定盘之间的空间中；在第一固件的阶梯孔内通过花键结构配合安装线套连接件，所述线套连接件中具有容钢丝绳通过的通道；

第二部具有：第二固件、第二大齿轮、小齿轮、第二齿圈、圆盘和钢丝绳连接件，第二固件端部设置有第二固定盘，第二固定盘上均匀的分布有第二栓穿孔和圆销柱，其中，圆销柱上套装第二大齿轮并用圆盘压紧固定，在第二固件的阶梯孔内通过花键结构配合安装钢丝绳连接件；小齿轮安装在三个第二大齿轮之间的空间中且同时与三个第二大齿轮啮合，在三个第二大齿轮的外侧啮合配合第二齿圈；所述钢丝绳连接件通过螺纹配合与所述小齿轮轴孔进行活动配合；且第一固件和第二固件相接触并被拉栓和螺母锁紧；

所述车把套筒通过紧固件同时与所述第一齿圈和第二齿圈固定连接；

所述钢丝绳连接件中的钢丝绳穿过所述线套连接件中后，通过钢丝套线连接到刹车装置。

所述钢丝绳连接件端部为卡接部，在卡接部的内部具有一个锥形孔，内安装楔形块，且在卡接部侧壁上设置有T形开口，钢丝绳端部通过T形开口塞入到卡接部内，同时，在内部楔形块的作用下，钢丝绳端部被固定。

所述线套连接件包括线套和固定在线套端部的接头。

所述第二大齿圈、第二大齿轮和小齿轮的传动比不小于1：3：3。

在所述车把架和车把套筒之间设置有复位弹簧装置。

所述复位弹簧装置包括弹簧和滑块，所述弹簧和滑块彼此连接且安装在车把架的凹槽内，所述弹簧与所述车把架连接，所述滑块与所述车把套筒连接。

在所述第一部和第二部外侧设置有填充物，所述填充物为柔性物。

该单车及共享单车采用多功能车把，且左、右车把分别用于控制前轮和后轮，可以实现更好的骑行体验，同时单车结构更加紧凑。

本发明的有益效果是：

本刹车装置利用人的手腕力量进行操作，改变了传统的利用手指扣动进行刹车操作的模式，更加符合人体工程学。

2、利用转动的方式进行操作，由于始终握持车把，更加安全有效，能够有效的形成连贯性，提高反映速度，提高安全性能。

3、利用齿轮传动可以实现小角度转动钢丝绳快速移动的能力，提高了使用的安全性能。

4、通过本刹车操作单元的应用，可以将刹车系统隐藏起来，提高车辆的美观程度。

附图说明

图1为自行车的示意图。

图2为第二部的装配图。

图3为第二部中齿圈、大齿轮、小齿轮的啮合关系图。

图4为第一部的装配图。

图5为第一部中齿圈、大齿轮的啮合关系图。

图6为图5的一种结构变形。

图7为第二固件的剖视图。

图8为第一固件的剖视图。

图9为钢丝绳连接件的示意图。

图10为绳套连接件的示意图。

图11为车把中集成的手控刹车操作单元装配图。

图12为车把复位弹簧部位的示意图。图13为车把部分的剖视图。

图14为刹车系统原理图。

图中：100手控刹车单元，200钢丝套线，300刹车执行单元，400警报器；

110车把架，111凹槽，112拉栓，113螺纹，

120第一部，121第一固件，122第一大齿轮，123凸台，124第一齿圈，125线套连接件，

1211固定盘，1213拉栓穿孔，1214阶梯孔，1212花键结构，

1251接头，1252线套，1253花键；

130填充物，

140第二部，141第二固件，1411圆销柱，1412阶梯孔，142第二大齿轮，143小齿轮，144第二齿圈，145圆盘，146钢丝绳连接件，1461螺纹部，1462花键部，1463卡接部，1464楔形块，1465T形开口，

150车把套筒，

160弹簧，161滑块；

170端盖。

具体实施方式

刹车系统，本发明中所讲述的刹车系统指定的为一钢丝套线为传动的刹车系统，不涉及液压控制系统，尽管，目前钢丝绳传动的油压传动为常见的两种样式。

参考图14，刹车系统包括手控刹车单元100、钢丝套线200和刹车执行单元300。其中刹车执行单元300可以为抱刹、鼓刹、碟刹、V刹等。

参考图1至图14，手控刹车单元100，包括车把架110、第一部120、填充物130、第二部140、车把套筒150、弹簧160和端盖170，其中第一部120、填充物和第二部140依次固定在车把架的端部，车把套筒通过螺钉的方式固定在第一部和第二部外侧，并在车把架和车把套筒之间设置有复位用的弹簧，下面通过详细的介绍，理解其结构精神。上述的手控刹车单元集成在车把内部，将传统的车把和手控刹车单元合二为一，提供一种多功能的车把。

进一步地，该车把方案中，可以在车把中集成有车喇叭等警报器。

现有的车把架110基于降低成本的考虑，采用镀锌、镀铬、镀络的钢管，传统的车把是指，在车把架110上套置一个橡胶材质的车把套筒，形成便于手握持的部分，即为传统车把。本发明在传统的车把架的端部进行重新设计，形成一个环形的凹槽111，该凹槽111用于安装弹簧160、滑块161等元件，在端部通过焊接或者螺纹连接的方式形成三个拉栓112，拉栓长度较长，用于固定用。在拉栓的端部设置有螺纹113，通过螺母进行紧固。

第一部120，参考图4，具有：第一固件121、第一大齿轮122、第一齿圈124、线套连接件125，该部分的作用在于安装线套连接件，装配关系参考图4。

第一固件121整体为圆柱类零件，参考图7，整体为筒状，在第一固件的端部设置有一个法兰状的固定盘1211，固定盘上均匀的分布有三个拉栓穿孔1213和一个凸台123，凸台位于中央，同时三个拉栓穿孔穿过凸台123，用于安装第一大齿轮122，在第一大齿轮的外侧套置一个第一齿圈124。其中的拉栓穿孔位于凸台123部位处，第一固件为静止件，通过拉栓固定，参考图5。在第一固件121的中央处设置有阶梯孔1214，并在阶梯孔内通过花键结构1212配合安装线套连接件。作为一种变形结构，上述的凸台123由三个销柱取代，其中销柱上套置第一大齿轮，第一大齿轮数量为三个，在三个第一大齿轮的外围套置一个第一齿圈，第一齿圈和第一大齿轮啮合。其中的拉栓穿孔位于三个第一大齿轮的间隙处，第一固件为静止件，通过拉栓固定，参考图6。

本处的线套连接件125包括线套1252和固定在线套端部的接头1251，参考图10，线套1252为钢丝线套的一部分，具有一定刚度，通常采用钢片螺旋制作而成，广泛存在于线刹结构的刹车系统中。接头1251和上述阶梯孔配合，并在接头1251部外表面设置花键1253。线套内为钢丝绳。接头部分与现有的线套结构类似，使得钢丝绳可以在绳套部内抽拉，形成动作。

上述的第一部120通过拉栓固定在车把架的外侧，安装方向为第一大齿圈靠近车把架，第一齿圈被车把架端部和第一固件端部在轴向方向上进行限位，第一齿圈124仅仅具有转动的功能。在第一齿圈124的齿圈上设置有螺纹孔或者销孔1241，用于和车把套筒进行连接。上述的螺纹孔或者销孔应该避开齿的设置部位。

第二部140，参考图3，具有：第二固件141、第二大齿轮142、小齿轮143、第二齿圈144、圆盘145、钢丝绳连接件146，该部分的作用在于安装线套连接件，装配关系参考图2。

第二固件141整体为圆柱类零件，整体为筒状，参考图，在第二固件的端部设置有一个法兰状的固定盘，固定盘上均匀的分布有三个拉栓穿孔和三个圆销柱1411，其中，圆销柱用于第二大齿轮142的安装，拉栓穿孔容拉栓穿过。在第二固件的中央处设置有阶梯孔1412，并在阶梯孔1412内通过花键结构配合安装钢丝绳连接件146。一个小齿轮安装在三个第二大齿轮之间的空间中，且同时与三个第二大齿轮啮合，在三个第二大齿轮的外侧套置一个第二齿圈，第二齿圈用于和三个第二大齿轮啮合。

本处的钢丝绳连接件146包括自一端向另一端顺序设置的螺纹部1461、花键部1642、卡接部1463，其中螺纹部1461为螺纹柱，即，螺纹走向为左旋或者右旋都可以，用于和小齿轮螺旋配合。

花键部1462用于和第二固件中的阶梯孔内的花键进行配合，使得本钢丝绳连接件仅仅具有轴向移动的功能，不可转动。

卡接部1463，参考图9，位于钢丝绳210连接件的一端，在卡接部的内部具有一个锥形孔，内安装楔形块1464，且在卡接部侧壁上设置有一个T形开口1465，钢丝绳210端部通过T形开口塞入到卡接部内，同时，在内部楔形块的作用下，钢丝绳端部被固定在内部，且楔形块的存在，使得钢丝绳的对中性能良好，夹持效果更好。

三个第二大齿轮分别套装在三个圆销柱1411上，可以自由转动。在三个第二大齿轮之间的中央位置设置一个小齿轮，小齿轮143与阶梯孔同轴，在小齿轮的通孔中设置螺纹孔，该螺纹孔用于和钢丝绳连接件的螺纹部进行配合。容易理解，小齿轮转动，带动接头部位直线移动。

圆盘上设置有三个与圆销柱对应的通孔，以及三个与拉栓对应的穿孔，三个与圆销柱对应的通孔处通过安装三个螺钉将圆盘固定，同时在三个第二大齿轮的外侧套置一个第二大齿圈，第二大齿圈同时与上述的三个第二大齿轮啮合。容易理解当传动比为1；5；5时，第二大齿圈转动1周，小齿轮143转动25周。

安装方向与第一部相反，上述的第二部140通过拉栓固定在车把架的外侧，安装方向为第二齿圈在远离车把架方向，第二齿圈144被车把架端盖170和第二固件141端部在轴向方向上进行限位，第二齿圈仅仅具有转动的功能，不可直线移动。在第二齿圈的齿圈上设置有螺纹孔或者销孔，用于和车把套筒进行连接。上述的螺纹孔或者销孔应该避开齿的设置部位。

填充物130为圆筒状，具有容拉栓贯通的穿孔，填充在第一固件和第二固件外侧的剩余空间中，其中填充物采用橡胶、海绵等轻质、简易的填充物，可以提高手握持的手感。

车把架上的凹槽内安装弹簧，参考图10，弹簧160为拉簧，弹簧一端固定在凹槽内的卡扣处，另一端固定连接一个滑块161，滑块161可以沿着弧形的凹槽进行周向滑动，车把套筒套置在车把架上后，将滑块进行限位，且在滑块和车把套筒之间使用螺钉连接形成一体。

在车把套筒的外端设置端盖，端盖上有对钢丝绳连接件端部进行避让的通孔。

当然上述的端盖也可以和车把套筒制作成一体，分开的结构更加便于安装实施。

容易理解，使用者利用手腕的力量转动车把，车把套筒带动滑块、第一大齿圈、第二大齿圈转动，进而带动线套连接件和钢丝绳连接件向相反的方向运动，钢丝绳与钢丝绳连接件直接连接，线套连接件与线套之间连接，使得钢丝绳在线套内快速的抽拉一定距离，实现控制刹车执行单元快速刹车的目的。

刹车过程：使用者利用手腕的力量旋转车把套筒，转动一个小的角度，例如30度，两个第一、第二小齿轮分别旋转750度，线套连接件和钢丝绳连接件上的正向螺纹和反向螺纹的螺距假定为1毫米，则线套连接件和钢丝绳连接件之间产生2毫米的相对运动，进而带动钢丝绳产生2毫米的运动，控制刹车执行单元产生刹车动作。松开手后，在复位弹簧的作用下，具有复位的动作。

本刹车结构控制过程更加精密，精准度高。同时手腕的力量更加强有力，能提高刹车效果。

山地车、单车等以人力驱动的单车中，可以在左右车把中分别安装一套本刹车操作单元，对前轮和后轮分别进行刹车，由于刹车线都隐藏于车架中，更加美观大方。解决现有的单车刹车线混乱的问题。

更进一步地，在车把的内侧设置有车喇叭等警报器400。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.多功能车把，包括车把本体，所述车把本体包括车把架和车把套筒，其特征在于，所述车把套筒部分套置在所述车把架端部；

在所述车把架的端部固定有至少三个拉栓，且在所述拉栓上自车把架向远离车把架方向依次设置有第一部和第二部并固定，所述第一部和第二部位于车把套筒内腔中；

所述第一部(120)具有：第一固件(121)、第一大齿轮(122)、第一齿圈(124)和线套连接件(125)，所述第一固件(121)端部为第一固定盘(1211)，所述第一固定盘端部设置凸台(123)，第一拉栓穿孔(1213)穿过凸台和第一固定盘(1211)，所述凸台处安装第一大齿轮(122)，在第一大齿轮的外侧套置第一齿圈(124)，第一齿圈被限定在车把架和固定盘之间的空间中；在第一固件(121)的阶梯孔(1214)内通过花键结构(1215)配合安装线套连接件，所述线套连接件中具有容钢丝绳通过的通道；

第二部(140)具有：第二固件(141)、第二大齿轮(142)、小齿轮(143)、第二齿圈(144)、圆盘(145)和钢丝绳连接件(146)，第二固件(141)端部设置有第二固定盘，第二固定盘上均匀的分布有第二栓穿孔和圆销柱(1411)，其中，圆销柱上套装第二大齿轮(142)并用圆盘压紧固定，在第二固件的阶梯孔(1412)内通过花键结构配合安装钢丝绳连接件(146)；小齿轮安装在三个第二大齿轮之间的空间中且同时与三个第二大齿轮啮合，在三个第二大齿轮的外侧啮合配合第二齿圈；所述钢丝绳连接件(146)通过螺纹与所述小齿轮的轴孔进行活动配合；且第一固件和第二固件相接触并被拉栓和螺母锁紧；

所述车把套筒通过紧固件同时与所述第一齿圈和第二齿圈固定连接；

所述钢丝绳连接件中的钢丝绳穿过所述线套连接件后通过钢丝套线连接到刹车装置。

2.根据权利要求1所述的多功能车把，其特征在于，所述钢丝绳连接件端部为卡接部(1463)，在卡接部的内部具有一个锥形孔，内安装楔形块(1464)，且在卡接部侧壁上设置有T形开口(1465)，钢丝绳(210)端部通过T形开口塞入到卡接部内，同时，在楔形块的作用下，钢丝绳端部被固定。

3.根据权利要求1或2所述的多功能车把，其特征在于，所述线套连接件(125)包括线套(1252)和固定在线套端部的接头(1251)。

4.根据权利要求1所述的多功能车把，其特征在于，所述第二齿圈、第二大齿轮和小齿轮的传动比不小于1：3：3。

5.根据权利要求1所述的多功能车把，其特征在于，在所述车把架和车把套筒之间设置有复位弹簧装置。

6.根据权利要求5所述的多功能车把，其特征在于，所述复位弹簧装置包括弹簧和滑块，所述弹簧和滑块连接且安装在车把架的凹槽(111)内，所述弹簧与所述车把架连接，所述滑块与所述车把套筒连接。

7.根据权利要求1所述的多功能车把，其特征在于，在所述第一部和第二部外侧设置有填充物，所述填充物为柔性物。

8.一种单车，以人力驱动，其特征在于，该单车的车把为权利要求1至7中任意一项所述的多功能车把，且左车把控制前轮，右车把控制后轮。

9.一种共享单车，以人力驱动，其特征在于，该共享单车的车把为权利要求1至7中任意一项所述的多功能车把，且左车把控制前轮，右车把控制后轮。