CN107264682A - 一种高度可调整的自行车座椅 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高度可调整的自行车座椅，属于单车领域，能够解决单车的座椅调整问题，包括：座位（1）；座椅杆（2），座椅杆（2）和座位（1）固定连接，所述的座椅杆（2）上设有包括有齿轮的轮齿槽（201），所述的座椅杆（2）套结在车架（3）里，其中车架侧面设有一个旋转腔（301），旋转腔设有齿轮（202）和轮齿槽（201）配合，齿轮（202）固定连接有一个位于旋转腔外表面的转轮，车架（3）和座椅杆（2）之间设有用于固定座椅杆的固定装置。

Description

一种高度可调整的自行车座椅
技术领域
本发明涉及材料领域，具体来将是一种高度可调整的自行车座椅。
背景技术
在现有的自行车中，座椅通常多数情况下是不能够调整的，在一些单车中， 出现了可调整的座椅，主要分开两种形式：第一种就是需要借助外力工具、第二种就是手工调节（就是常说的快拆），而这种快拆一方面调整困难，一方面容易损耗功能丧失，并且座椅容易被盗窃。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种高度可调整的自行车座椅，包括：
座位，其中所述的座位可以设定成常规的方式，所述的座位和座椅杆可以固定连接，也可以一体化成型；
座椅杆，座椅杆和座位固定连接，所述的座椅杆上设有包括有齿轮的轮齿槽，所述的座椅杆套结在车架里，其中车架侧面设有一个旋转腔，旋转腔设有齿轮和轮齿槽配合，齿轮固定连接有一个位于旋转腔外表面的转轮，车架（3）和座椅杆之间设有用于固定座椅杆的固定装置。在使用的时候，转动齿轮，齿轮沿着轮齿槽配合转动，可以使得座椅杆上下移动。而通常情况下这种齿轮转动是不可逆的，齿轮可以控制座椅杆移动，但是反过来座椅杆是无法带动齿轮转动的。
在一些优选的实施方式中，所述的车架表面设有一个底座，底座上连接有一个可以绕着底座转动的L型结构的销件，车架和座椅杆上设有沿着座椅杆轴上方向分布的若干个孔，销件插入孔中，固定座椅杆和车架的相对位置。这样销件就可以承担一部分人体的重力，减轻齿轮所受到的力，延长使用时间。
作为改进，所述的座椅杆表面设有沿着座椅杆轴向方向分布的若干个凸条，车架的内壁上设有和凸条配合的凹槽，凸条和凹槽的配合对座椅杆和车架垂直于轴向的方向移动进行限制，这样设置可以使得座椅杆和车架之间不会发生垂直于轴向的偏移，在很大程度上，也保持了齿轮之间配合的固定性，减少轮齿之间的磨损。
本发明的齿轮可以进行手动调节，当然也可以通过机动调节，在机动调节下，所述的齿轮连接有可以驱动齿轮转动的电机，车架表面设有可以控制电机的开关，在这种情况下，可以通过按钮等就可以方便操作，甚至可以远程操作。
在本发明中，对齿轮杆的性能力学性能具有较高的要求，需要强度、硬度比较大的材料，现有的高性能钢通常是可以满足要求的，但是为了延长使用寿命，防止磨损，本发明还公开了一种可以使用的复合金属材料。具体是一种无机纳米粒子增强铁合金复合材料，铁合金材料包括70-90份的铁合金以及10-30份的无机纳米材料，在将无机纳米材料添加到熔融的铁合金材料，并且熔融温度为1650℃-2000℃。
在向铁合金加入无机纳米材料的时候，向加入熔融的铁合金材料，能够显著克服现有技术当中无机材料纳米凝结倾向性问题，提高铁复合材料的强度和可塑性。在微观层面上，由于熔融态的金属铁，粒子在处于高速运动状态，能够利用粒子的这一高速运动状态减少无机纳米粒子的相互吸引，进一步降低无机纳米材料的相互凝结性。在现有的存在一些向熔融的合金材料加入无机纳米材料，但是这种工艺具有高度的的独立性，无法应用到其他合金，特别是铁合金材料，而无机纳米材料的选择和合金材料具有一定相关性，因为不同的金属以及合金材料力学性能不同，在微观上也要选择性能和粒度不同的无机纳米材料。在针对铁进行改性，一般的无机材料材料均可以达到一定的效果，如碳化硼、碳化钨、碳化硅、碳化钛、氮化硅、氮化钛、氮化铝、氮化硼等，并且可以选择其中几种进行混合使用。但是相对来说硬度大、微观可塑性强以及微观层面上凝结性差的材料具有很好的效果。如碳化硅、氮化硅。
针对氮化硅、氮化硅等无机纳米粒子，粒径的选择至关重要，如果粒子过大，往往降低其复合过程中的可塑性，降低材料的加工性以及强度。而纳米粒子之间的吸引力大小和粒子是成反比的，如果粒子过小，纳米粒子之间的吸引力会比较大。在实验中发现，粒径在20nm以下的纳米粒子随着粒径的降低，凝结性显著提高，而在20nm以上，纳米粒子之间的凝结性变化不大，所以在优选的实施方式中，无机纳米粒子为20-100nm。
而在实验中，在使用熔融态的铁铝合金，能够充分利用粒子的动能进行无机纳米粒子的分散，而铁铝合金中铝的含量也至关重要，铝过大，将影响铁铝基质的强度，而铝元素过少，将使得铁铝微观的动能分散效应降低，不利于无机纳米粒子的均匀分散，在一些优选的实施方式中，铁铝合金中铝的重量比为10%-15%。
其中无机纳米粒子的含量会影响到复合金属材料的力学性能，如果无机纳米材料含量过大，将导致复合材料的可塑性变差，如果无机纳米粒子的含量过低，将导致复合材料的强度不足，所以无机纳米粒子占比的选择至关重要，在本发明中，作为优选，所述复合材料中无机纳米粒子的重量份为15-20份。
在本发明中还公开了一种所述的复合材料的制备方法如下：
步骤一、取铁铝合金，其中铁铝合金中铝的份数为10%-15%，加热融化，升温到1900℃以上，其中对温度的控制至关重要，温度过大不仅消耗大量的热能，并且也在一定程度上影响到无机纳米粒子的分散性，如果温度过低，动能不足，也会影响到无机纳米粒子微观层面的分散，作为优选，本发明在实验的基础上选用1900℃-2000℃这一合适的温度范围，并且进行了时间的控制；
步骤二、利用超声波分散技术将无机纳米粒子步骤一的铁水混合，这一混合称为预混合，先增大宏观层面上无机纳米粒子和铁合金材料的均匀混合性；
步骤三、降温到1700℃-1800℃之间，保持10-100分钟,这一个分散称为正混合，其主要目的在于通过微观层面上使得无机纳米粒子和铁合金材料的均匀混合，作为温度的优选选用1700℃-1750℃下进行保温
步骤四、冷却制备金属复合材料，这一步的冷却可以采用常规方式进行冷却；
步骤五、进行高压扭转压缩，其目的在于进一步提高复合材料的力学性能。本发明的有益效果在于； 本发明公开的单车座椅，可以进行自动手动调节，特别是在共享单车，乘坐人员不确定的情况下具有很大的应用前景。本发明公开的材料针对铁进行了改性，特别是适用在结构材料，选择了熔融态的铁铝合金，并选用了相应的无机纳米材料，能够显著提供铁合金材料的强度以及降低其密度，材料的塑性得到了提高，可以用在单车、汽车、飞机等领域的结构材料上。
附图说明
图1是自行车座椅的结构图；
图2是轮齿的齿和图；
图3是销件的结构图；
图中标记：1-座位，2-座椅杆，201-轮齿槽，202-齿轮，3-车架，301-旋转腔，302-销件。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
具体实施例1：如图1-3所示，本实施例公开了一种一种高度可调整的自行车座椅，包括：
座位1，座位用来进行人员乘坐；
座椅杆2，座椅杆2和座位1固定连接，所述的座椅杆2上设有包括有齿轮的轮齿槽201，所述的座椅杆2套结在车架3里，其中车架侧面设有一个旋转腔301，旋转腔设有齿轮202和轮齿槽201配合，齿轮202固定连接有一个位于旋转腔外表面的转轮，车架3和座椅杆2之间设有用于固定座椅杆的固定装置。车架表面设有一个底座，底座上连接有一个可以绕着底座转动的L型结构的销件302，车架和座椅杆2上设有沿着座椅杆轴上方向分布的若干个孔，销件插入孔中，固定座椅杆和车架的相对位置。特别需要说明了是为了方便起见，车架只画了局部结构，其他没有画出的就是按照常规的方式。
所述的座椅杆表面设有沿着座椅杆轴向方向分布的若干个凸条，车架的内壁上设有和凸条配合的凹槽，凸条和凹槽的配合对座椅杆和车架垂直于轴向的方向移动进行限制。而对于座椅杆的高性能结构材料，实施例2-7公开了一些具体的制备方法。
具体实施例2：取常规的铁铝合金，其中铁铝合金中铝的份数为10%，加热融化，升温到2100℃；利用超声波分散技术将是铁铝合金15%的氮化硅，和铁水混合；降温到1750℃，保持10分钟；冷却制备金属复合材料，之后进行高压扭转压缩对材料的力学性能进行进一步的增强。
具体实施例3：取常规的铁铝合金，其中铁铝合金中铝的份数为10%-15%，加热融化，升温到1900℃；利用超声波分散技术将是铁铝合金30%的氮化硅和铁水混合；降温到1700℃，保持20分钟；冷却制备金属复合材料，之后进行高压扭转压缩对材料的力学性能进行进一步的增强。
具体实施例4：取常规的铁铝合金，其中铁铝合金中铝的份数为12%，加热融化，升温到1850℃；利用超声波分散技术将是铁铝合金20%的氮化硅和铁水混合；降温到1720℃，保持15分钟；冷却制备金属复合材料，之后进行高压扭转压缩对材料的力学性能进行进一步的增强。
具体实施例5：取常规的铁铝合金，其中铁铝合金中铝的份数为15%，加热融化，升温到1900℃；利用超声波分散技术将是铁铝合金30%的氮化硅和铁水混合；降温到1750℃，保持10分钟；冷却制备金属复合材料，之后进行高压扭转压缩对材料的力学性能进行进一步的增强。
具体实施例6：取常规的铁铝合金，其中铁铝合金中铝的份数为12%，加热融化，升温到1900℃；利用超声波分散技术将是铁铝合金15%的氮化硅和铁水混合；降温到1750℃，保持12分钟；冷却制备金属复合材料，之后进行高压扭转压缩对材料的力学性能进行进一步的增强。
具体实施例7：取常规的铁铝合金，其中铁铝合金中铝的份数为10%，加热融化，升温到1900℃；利用超声波分散技术将是铁铝合金20%的碳化硅和铁水混合；降温到1800℃，保持12分钟；冷却制备金属复合材料，之后进行高压扭转压缩对材料的力学性能进行进一步的增强。
对实施例2-7制备的复合材料的力学性能测定如下：

Claims (8)

1.一种高度可调整的自行车座椅，其特征在于，包括：
座位（1）；
座椅杆（2），座椅杆（2）和座位（1）固定连接，所述的座椅杆（2）上设有包括有齿轮的轮齿槽（201），所述的座椅杆（2）套结在车架（3）里，其中车架侧面设有一个旋转腔（301），旋转腔设有齿轮（202）和轮齿槽（201）配合，齿轮（202）固定连接有一个位于旋转腔外表面的转轮，车架（3）和座椅杆（2）之间设有用于固定座椅杆的固定装置。
2.根据权利要求1所述的高度可调整的自行车座椅，其特征在于，所述的车架表面设有一个底座，底座上连接有一个可以绕着底座转动的L型结构的销件（302），车架和座椅杆（2）上设有沿着座椅杆轴上方向分布的若干个孔，销件插入孔中，固定座椅杆和车架的相对位置。
3.根据权利要求1所述的高度可调整的自行车座椅，其特征在于，所述的座椅杆表面设有沿着座椅杆轴向方向分布的若干个凸条，车架的内壁上设有和凸条配合的凹槽，凸条和凹槽的配合对座椅杆和车架垂直于轴向的方向移动进行限制。
4.根据权利要求1所述的高度可调整的自行车座椅，其特征在于，所述的齿轮连接有可以驱动齿轮转动的电机，车架表面设有可以控制电机的开关。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高度可调整的自行车座椅，其特征在于，所述的座椅杆由无机纳米粒子增强铁合金复合材料制备，铁合金材料包括70-90份的铁合金以及10-30份的无机纳米材料，通过将无机纳米材料添加到熔融的铁合金材料，并且熔融温度为1650℃-2000℃。
6.根据权利要求5所述的高度可调整的自行车座椅，其特征在于，所述的无机纳米粒子选自碳化硼、碳化钨、碳化硅、碳化钛、氮化硅、氮化钛、氮化铝、氮化硼的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求6所述的高度可调整的自行车座椅，其特征在于，所述的无机纳米粒子为10-100nm。
8.根据权利要求7所述的高度可调整的自行车座椅，其特征在于，所述的铁合金为铁铝合金，铁铝合金中铝的重量比为10%-15%。
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