CN107776791A - 半自动折叠助力车 - Google Patents
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Abstract
一种半自动折叠助力车,包括车架、前轮、后轮和电控系统;车架包括前叉、前立管、车把、后平叉,前叉可转动连接有前连接座、后平叉可转动连接有主承力座,上连杆两端和下连杆两端均和前连接座、主承力座之间转动连接构成四连杆;前叉包括滑动件一和滑动件二,滑动件一的一端套设在滑动件二内且设有分力件一,另一端与前连接座转动连接,滑动件二与前轮连接且内腔底部设有分力件二且呈空腔状,分力件一与分力件二之间设有压电材料块,还包括锂电池块,上连杆为空心,锂电池块设在上连杆空腔内且与压电材料块连接,锂电池块还与微控制器等电连接;还包括弹簧二,弹簧二与分力件一和分力件二连接,压电材料块设在弹簧二内。
Description
技术领域
本发明涉及助力自行车技术领域,具体为一种半自动折叠助力车。
背景技术
自行车的制造与使用已经有上百年的历史,自行车具有轻便、健康、绿色出行等特点,但是随着人们生活节奏的加快,人力自行车已经无法满足人们的生活工作要求,在各大城市中,电动车的使用显得更为普遍,但是电动车受到其电力设备的影响,体积较大,搬运不便。
一般来说,城市中通常使用的电动车,无论品牌或质量,均有一个缺点,就是当不使用电动车时其依然占据一定空间。轻巧便携的电动自行车之所以日益重要,是因为它可以提供一种个人运输方式来填补公共运输系统所不能满足的上升需求。这种需求在上下班情况下特别明显,在乡郊居住城市工作的上班族,往往需要徒步前往公交车或地铁站,每天经历一段拥挤的公共交通工具后,到了目的地车站可能距离工作地点还有一段路程。若使用电动车,一方面需要顾及在办公地方如何放置电动车,另一方面将电动车带上地铁又是一个更大的问题,特别是在拥挤得只可以站立的车箱内。虽然国外有些巴士提供有自行车车架以供乘客放置自行车,但这种车架绝对无法应付体型更庞大的电动车。
另一个需要突破的领域是让上身体力较小的人也可以使用便携电动自行车,要达到这个目的,电动车需要更轻的重量,更小的体积。 由于电动车较汽车轻得多,较自行车更重,与汽车的封闭状态不同,电动车放在室外被盗的风险更大,出于安全的考虑,使用者一般希望能够将电动车安放在家中或室内,但一辆电动车通常异常沉重,搬运十分不便,对于一个体型纤弱、体力不足的人来说是一个相当重的重量。所以,重量问题使部份大众未能享受使用电动车所带来的好处。在电动车的使用层面上,电动车使用率上升的原因,很多时是使用者预先储存电动车以备在巴士或铁路不能提供服务的时候使用。在这种情况下,便需要更多的连续存放空间。然而在大城市中,员工的办公室空间己愈来愈少。为应付上述种种需求,存放与携带电动车这两个问题均是亟待解决的问题。
现有折叠自行车,其包括具有展开和折叠功能的车架、总成、前轮、后轮、设置在车架上的鞍座以及驱动前轮或后轮的电控系统。为了便于携带,减小存储空间,现有的折叠自行车,其车架采用一个或两个以上折叠结构,来实现折叠功能,但折叠或展开是通过人力操作来扳松或紧固,比较费力,尤其在夏天,用户一般都穿露脚趾的鞋,将折叠的车打开需要用脚配合,就极为不便,用力过猛会伤极脚趾,安全性不好,用力过轻,又不易打开,使用费力、也不便。
如专利CN201660071U公开了一种半自动折叠助力车,包括具有展开位置和折叠位置的车架、前轮、后轮、设置在所述车架的鞍座以及用于驱动所述前轮或后轮转动的电控系统;所述车架包括前叉、前立管、车把、后平叉,所述前叉可转动连接有前连接座、后平叉可转动连接有主承力座,上连杆的两端和下连杆两端均和所述前连接座、 主承力座之间转动连接,构成四连杆结构;所述鞍座通过伸缩管结构安装于所述主承力座,所述下连杆与所述后平叉之间用拉杆连接,所述下连杆和所述拉杆之间为可转动连接,所述拉杆与所述后平叉之间为可转动连接,其特征在于:所述伸缩管结构支撑于支撑管,之间可转动连接;其还设置有支撑管的推力机构;所述下连杆与所述后平叉之间连接的拉杆是可伸缩助力拉杆;所述电控系统包括三相直流无刷电机、微控制器、第一开关,所述三相直流无刷电机安装于后轮,所述第一开关安装于车架,在车架处于折叠状态需要打开时,第一开关将信号传递给微控制器控制三相直流无刷电机驱动后轮定距倒转;在车架处于展开状态需要行驶时,调速把通过微控制器控制后轮向前转动驱动车行驶。
再例如中国专利CN103129688B公开了一种折叠式电动自行车包括一个座椅组件,一个手柄组件,一个方向组件,一个车架组件,一个人力驱动组件以及前车轮和后车轮,所述的折叠式电动自行车还设有电力驱动组件,它包括一个电源箱,所述的电源箱设置在车架组件上,座椅组件与后轮之间的位置上;所述的电源箱上设有内置电池、电源开关和充电接口,所述座椅组件包括一个座椅、一个上支撑管以及一个下支撑管一个支撑柱,所述上支撑管连接座椅,并套装在下支撑管内,所述下支撑管上端轴接支撑柱,轴接处带有弹簧,使支撑柱在自然状态下远离下支撑管;所述车架组件上设有与支撑柱对应的槽和与下支撑管对应的开口,下支撑管能够沿该开口上下滑动;支撑柱在远离下支撑管的状态下支撑在车架组件上的槽内,支撑柱在靠近 下支撑管的状态下对应车架组件上的开口。
以上的对比文件均是在针对现在技术中助力车的一种折叠方式上进行的改进,在半自动折叠助力车的使用和普及过程中,也发现了越来越多的问题,例如PCT专利WO2014/019393A1公开了一种快速折叠电动车或自行车车架,包括前台的车架、中央主体和后方车辆车架,所述前车架包括前叉竖管和支撑臂,其中前端铰前叉竖管;中央主体是提供与大鞍管滑动从顶部到底部和大鞍管锁紧衬套-启用大鞍管锁定并连接到中央的主体;中央主体的前端到后端的支撑臂;铰接中央主体后端铰到前端的后方车辆架;底部的支撑臂和鞍管;一个基地之间铰接前拉杆和后方拉杆的鞍管基地和后方车辆框架的底部之间铰接。折叠电动车和自行车车架可以使减震性温和。
申请人在该项设计上已经研发多年并结合多年用户反应,半自动折叠助力车对于使用者而言确实可以在不同场合选择正常车辆状态或折叠状态,同时快速折叠以及电机反转也确实对于用户而言有很大的便捷性,甚至可以做到一键折叠的效果,但多年的用户体验以及交通事故和用户摔伤的反馈,也引出了折叠助力车的一个很大弊病,就是不稳定,过于轻薄的车身、多处转动配合接点以及多处的避震设计导致了在使用时行驶者不敢行驶速度超过三十码,或者在速度略快时踩踏踏板骑行,否则车身晃动厉害、车身飘以及遇到下坡时车身会极为不稳,如果采用这种半自动折叠车去购物时,物品根本无法携带,因为本身车身重量就较轻,若有其他坐垫以外地方有负重,车身在行驶时重心会变得更加不稳定;这是半自动折叠助力车的一个始终难以 克服的问题,同时由于现有技术的半自动折叠助力车是仅采用一个电池组,通过轮毂电机控制车辆折叠就必须保持电池组始终安装在车架上且保持有电状态,否则采用手动方式折叠费力费时。
发明内容
针对现有技术中的上述不足,本发明通过对半自动折叠助力车的结构进行优化并结合避震等技术提供一种在保证半自动折叠效果的同时可以行驶稳定、避震稳定、能耗回收且即便原配电池组没电的情况下可以仍能保证车轮倒转进而实现半自动化折叠的的半自动折叠助力车。
为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:一种半自动折叠助力车,包括具有展开位置和折叠位置的车架、前轮、后轮、设置在所述车架上且用于驱动所述后轮转动的电控系统;所述车架包括前叉、前立管、车把、后平叉,所述前叉可转动连接有前连接座、后平叉可转动连接有主承力座,上连杆的两端和下连杆两端均和所述前连接座、主承力座之间转动连接构成四连杆结构;所述鞍座通过伸缩管结构安装在主承力座上,所述下连杆与后平叉之间用拉杆连接,所述下连杆和拉杆之间为转动配合,所述拉杆与所述后平叉之间为转动配合,所述伸缩管结构支撑于支撑管,之间可转动连接;其还设置有用于调节支撑管转动角度的推力器;所述下连杆与后平叉之间连接的拉杆是可伸缩助力拉杆;所述电控系统包括三相直流无刷电机、微控制器、第一开关,所述三相直流无刷电机安装于后轮,所述第一开关安装于车架,在车架处于折叠状态需要打开时,第一开关将信号传递给 微控制器控制三相直流无刷电机驱动后轮定距倒转;在车架处于展开状态需要行驶时,调速把通过微控制器控制后轮向前转动驱动车行使,所述前叉包括滑动件一和滑动件二,所述滑动件一的一端套设在滑动件二内且底部设有分力件一,另一端与前连接座可转动连接,所述滑动件二与前轮连接且内腔底部设有分力件二且呈空腔状,所述分力件一与分力件二之间设有压电材料块,还包括锂电池块,所述上连杆为空心结构,所述锂电池块设在上连杆的空腔内且与压电材料块电联接,所述锂电池块还与微控制器以及三相直流无刷电机电连接;还包括弹簧二,所述弹簧二分别与分力件一和分力件二连接,压电材料块设在弹簧二内,所述压电材料块的高度小于弹簧二因为车重自然压缩后的高度。
作为优选,所述支撑管的推力机构包括把手,所述把手安装于所述主承力座上,所述把手的侧下方设置有第二开关,所述把手的底部在转动中与第二开关接触,所述第二开关和推力器电控连接,支撑管位于推力器的推杆最大推动行程内,支撑管的下端支撑于后平叉,后平叉内处于推力器的推杆最大推动行程内的部位设置有能容支撑管上下滑动的通孔。
作为优选,所述伸缩管结构包括中撑管,所述中撑管贯穿于衬套,所述衬套通过套管固定安装于主承力座上,所述中撑管和套管之间可以同轴滑动。
作为优选,所述四连杆结构中,所述上连杆后端部和所述下连杆的前端部连接有减震顶杆结构,所述的减震顶杆结构包括管套、杆, 所述管套、杆中的一个部件与上连杆的后端连接,所述管套、杆中的另一个部件与下连杆的前端连接,所述杆的自由端伸入管套并与所述管套搭接连为一体后其外部套装有弹簧。
作为优选,所述弹簧二的弹力系数大于弹簧的弹力系数。
作为优选,所述拉杆包括两根成型件,其中一根成型件一端端部与所述后平叉转动连接,另一根成型件的一端端部与下连杆的后端转动连接,所述两根成型件的另一端分别设置有长条孔、并通过销轴连为一体。
作为优选,鞍管的外部套装有第一衬套,所述中撑管内设置有铝管,鞍管及其外部的第一衬套,一端伸入所述中撑管内铝管并通过第一卡接件定位,所述鞍管及第一衬套和铝管之间同轴滑动。
作为优选,在所述第一卡接件的下方,所述中撑管上设置有第二卡接件,所述第二卡接件的外端部转动连接有支撑件和限位件,所述支撑件与所述支撑管可转动连接。
从以上描述可以看出,本发明具备以下优点:支撑管推力机构的设置可以实现电动车的助动折叠,快速、方便;而所述电控系统的设置,车架从折叠向展开过渡时,控制器控制驱动电机定距倒转,从而实现将车从折叠向展开快速过渡,省力、快捷、方便,这样就不需要借助脚部力量展开,使用安全可靠、快捷、方便;而套管的内壁设置的衬套以及钢丝,保证了中撑管以及套管之间的直线度,耐磨,同时也防止了中撑管的转动。
进一步保证了车的安全性;而可伸缩助力拉杆、四连管结构中设 置的减震顶杆结构一方面可以起到主副减震的作用,另一方面,在行驶状态可以起到紧固车架的作用,防止在行使中因意外导致车的自然折叠,进一步保证了车的安全性。
本发明在保证先前设计的半自动折叠助力车的优点的基础上并结合了大量的实验,为了减缓震动对于车辆的不稳定因素,在前叉上设计了避震的同时将前叉设计为滑动件一和滑动件二,所述滑动件一的一端套设在滑动件二内且底部设有分力件一,另一端与前连接座可转动连接,所述滑动件二与前轮连接且内腔底部设有分力件二且呈空腔状,所述分力件一与分力件二之间设有压电材料块,还包括锂电池块,同时锂电池块设置在上连杆的空腔内,这样的设计解决了当车子在行驶中出现震动时,前轮的弹簧二会随即吸能压缩,当超过一定限度时,震动的能量会因为分力件一和分力件二之间对压电材料块的压缩进而产生的电量会被锂电池块储存,并且将多余的震动传递给了四连杆结构和主承力座,这样的设计在经过路面震动测试时发现即便在经过较小颠簸路面时,即便整车不挂附电池组,也可以通过把手上的第二开关控制后轮进行定距倒转,同时较小颠簸的路面对车辆的震动影响明显降低。
附图说明
图1为本发明的半自动折叠助力车处于展开状态的结构示意图;
图2为本发明的半自动折叠助力车处于折叠状态的结构示意图;
图3为图1中套管与中撑管的结构关系图;
图4为鞍管与中撑管结构关系图;
图5为图1中四连杆结构的部分结构放大的结构关系图;
图6为电控系统的方框示意图;
图7为图1中伸缩助力拉杆俯视的结构示意图;
图8为本发明的半自动折叠助力车的前叉的结构示意图;
图9为半自动折叠助力车的前叉的剖视图;
图10为为本发明的半自动折叠助力车的上连杆的剖示图。
附图说明:1、前轮,2、前叉,201、滑动件一,202、滑动件二,203、分力件一,204、分力件二,205、压电材料块,206、弹簧二,3、前连接座,4、前立管,5、车把,6、上连杆,7、下连杆,8、把手,9、第二开关,10、鞍管,11、第一卡接件,12、中撑管,13、第二卡接件,14、支撑管,15、推力器,16、电池组,17、后平叉,18、后轮,19、微控制器,20、主承力座,21、第一开关,22、伸缩助力拉杆,23、杆,24、管套,25、鞍座,26、套管,27、衬套,28、钢丝,29、铝管,30、弹簧,31、成型件,32、成型件,33、销轴,34、第一衬套,35、三相直流无刷电机,36、功率驱动电路,37、电流采样电路,38、锂电池块。
具体实施方式
如附图所示,一种半自动折叠助力车,包括具有展开位置和折叠位置的车架、前轮1、后轮18、设置在所述车架上且用于驱动所述后轮18转动的电控系统;所述车架包括前叉2、前立管4、车把5、后平叉17,所述前叉2可转动连接有前连接座3、后平叉17可转动连接有主 承力座20,上连杆6的两端和下连杆7两端均和所述前连接座3、主承力座20之间转动连接构成四连杆结构;所述鞍座25通过伸缩管结构安装在主承力座20上,所述下连杆7与后平叉17之间用拉杆22连接,所述下连杆7和拉杆22之间为转动配合,所述拉杆22与所述后平叉7之间为转动配合,所述伸缩管结构支撑于支撑管14,之间可转动连接;其还设置有用于调节支撑管14转动角度的推力器15;所述下连杆7与后平叉17之间连接的拉杆22是可伸缩助力拉杆;所述电控系统包括三相直流无刷电机35、微控制器19、第一开关21和电池组16,所述电池组16安装在后平叉17上,所述三相直流无刷电机35安装于后轮18,所述第一开关21安装于车架,在车架处于折叠状态需要打开时,第一开关21将信号传递给微控制器19控制三相直流无刷电机35驱动后轮18定距倒转;在车架处于展开状态需要行驶时,调速把通过微控制器19控制后轮18向前转动驱动车行使,所述前叉2包括滑动件一201和滑动件二202,所述滑动件一201的一端套设在滑动件二202内且底部设有分力件一203,另一端与前连接座3可转动连接,所述滑动件二202与前轮1连接且内腔底部设有分力件二204且呈空腔状,所述分力件一203与分力件二204之间设有压电材料块205,还包括锂电池块38,所述上连杆6为空心结构,所述锂电池块38设在上连杆6的空腔内且与压电材料块205电联接,所述锂电池块38还与微控制器19以及三相直流无刷电机35电连接;还包括弹簧二206,所述弹簧二206分别与分力件一203和分力件二204连接,压电材料块205设在弹簧二206内,所述压电材料块205的高度小于弹簧二206因为车重自然压缩后的高度;所述 支撑管的推力机构包括把手8,所述把手8安装于所述主承力座20上,所述把手8的侧下方设置有第二开关9,所述把手8的底部在转动中与第二开关9接触,所述第二开关9和推力器15电控连接,支撑管14位于推力器15的推杆最大推动行程内,支撑管14的下端支撑于后平叉17,后平叉17内处于推力器15的推杆最大推动行程内的部位设置有能容支撑管14上下滑动的通孔;所述伸缩管结构包括中撑管12,所述中撑管12贯穿于衬套27,所述衬套27通过套管26固定安装于主承力座20上,所述中撑管12和套管26之间可以同轴滑动;所述四连杆结构中,所述上连杆6后端部和所述下连杆7的前端部连接有减震顶杆结构,所述的减震顶杆结构包括管套24、杆23,所述管套24、杆23中的一个部件与上连杆6的后端连接,所述管套24、杆23中的另一个部件与下连杆7的前端连接,所述杆23的自由端伸入管套24并与所述管套24搭接连为一体后其外部套装有弹簧30;所述弹簧二206的弹力系数大于弹簧30的弹力系数;所述拉杆包括两根成型件,其中一根成型件31一端端部与所述后平叉转动连接,另一根成型件32的一端端部与下连杆的后端转动连接,所述两根成型件的另一端分别设置有长条孔、并通过销轴连为一体;鞍管10的外部套装有第一衬套34,所述中撑管12内设置有铝管29,鞍管10及其外部的第一衬套34,一端伸入所述中撑管12内铝管29并通过第一卡接件11定位,所述鞍管10及第一衬套34和铝管29之间同轴滑动;在所述第一卡接件11的下方,所述中撑管12上设置有第二卡接件13,所述第二卡接件13的外端部转动连接有支撑件和限位件,所述支撑件与所述支撑管可转动连接。
见图1和3,鞍座25通过伸缩管结构安装于主承力座20,伸缩管结构支撑于支撑管14,之间可转动连接;伸缩管结构包括中撑管12,中撑管12贯穿于套管26,套管26固定安装于主承力座20,中撑管12和套管26之间可以同轴滑动。本发明的改进之处在于:套管26的内壁设置有衬套27,衬套27的套壁穿套于钢丝28,在钢丝28的外侧,衬套27的套壁沿轴向设置有滑动凸条,该滑动凸条与中撑管12的外壁设置的滑槽配合。这样,一方面保证中撑管12与衬套27之间同轴滑动,保证了中撑管12与套管26之间不会产生转动,衬套27耐磨,但缺少硬度,使用钢丝28,一方面可以起到支撑作用,另一方面其直线度好,耐磨,同时也方便了支撑管14沿后平叉17的通孔滑动时支撑管14的下端部能够顺利进入限位孔12b(见图2),限位孔12b设置在限位件12a上。
见图1、图4,鞍管10的外部套装有第一衬套34,中撑管12内设置有铝管29,鞍管10及其外部的第一衬套34,一端伸入中撑管12内的铝管29并通过第一卡接件11定位,鞍管10及第一衬套34和铝管29之间同轴滑动,上述结构中,铝管29以及第一衬套34的设置,极大的加强了车架的刚性和支撑强度。
见图1,在第一卡接件11的下方,中撑管12上设置有第二卡接件13,第二卡接件13的外端部转动连接有支撑件13-1和限位件13-2,支撑件13-1与支撑管14可转动连接,这样车折叠时,支撑管14可以沿支撑件13-1作适度的转动。
见图7,下连杆7与后平叉17之间用伸缩助力拉杆22连接,伸缩助力拉杆22包括成型件31、32,成型件32一端端部与后平叉17转动连接,成型件31一端端部与下连杆7的后端转动连接,成型件31、32的另一端分别设置有长条孔,其自由端相互叠合通过销轴33连为一体。该处的改进之处在于伸缩助力拉杆22总长度可以随车运动调节,这样车在行使状态下,由于道路的不平引起的颠簸,车架会有一些微量收或放,这样变化中的车架会吸收一些能量,从而可以减轻车的震动幅度,从而给骑车的人员以缓冲作用。当车架处于展开状态时,伸缩助力拉杆22和四连杆结构中的缓冲减震杆处于预紧状态,同时具有自锁的功能,防止意外因素导致行使状态下的车突然折叠,加强了车的安全性。为了便于车架的折叠和舒展开,四连杆结构中,上连杆6与前连接座3的转动连接处位于下连杆7与前连接座3转动连接处的上方,上连杆6与主承力座20的转动连接处位于下连杆7与主承力座20转动连接处的上方;下连杆7与主承力座20的转动连接处位于后平叉17与主承力座20转动连接处的前方,主承力座20与下连杆7的转动连接处位于下连杆7和伸缩助力拉杆22转动连接处的上方,伸缩助力拉杆22与后平叉17的转动连接处位于主承力座20与后平叉转动连接处的上方。
本发明还设置有支撑管14的推力机构;支撑管14的推力机构包括把手8,把手8安装于主承力座20,把手8的侧下方设置有第二开关9,把手8的底部在转动中与第二开关9接触,第二开关9和推力器15电控连接,支撑管14位于推力器15的推杆最大推动行程内, 支撑管14的下端支撑于后平叉17,后平叉17的处于推力器15的推杆最大推动行程内的部位设置有能容支撑管14上下滑动的通孔;(图1、图2中,通孔被主承力座20遮住)此为推力机构的实施例1。
支撑管14的推力机构的另一种结构就是把手8的把持部位设置有第二开关9(图1中没有表达,这样提起把手8,即可实现对第二开关9的动作),第二开关9和推力器15电控连接,其他结构和实施例1中相同。
本发明中,电控系统包括三相直流无刷电机35、微控制器19、第一开关21、功率驱动电路36、电流采样电路37,三相直流无刷电机35安装于后轮18,第一开关21为行程开关,第一开关21安装于套管26的上端部,并与第二卡接件13在车折叠时压迫性接触,调速霍尔信号电路和反转触发信号电路与微控制器19的输入I/O口连接;微控制器的三路PWM输出经功率驱动电路后驱动电机工作;电流采样电路采样电机的工作电流并输入给微控制器的模数转换接口ADC;电机转子位置检测信号(A相、B相和C相)分别输入给微控制器的输入I/O口。车架处于展开状态后,调速把通过微控制器19控制后轮18转动驱动车行驶.调速把与微控制器19的之间的连接关系,属现有技术。
下面结合附图描述本发明的折叠和展开过程:当车架由展开状态向折叠状转换时,倾斜角度拉手8受到上提的力,克服回位扭簧的作用力(拉手8通过回位扭簧安装于主承力座20,安装时倾斜一定角度,为的是控制侧部的第二开关9,如果第二开关9安装于把手8的把持 部位,则正常安装就可以),利用单点固定垂直受力的原理,拉手8整体围绕固定点转动,拉手8下端侧面的冲压形面会压迫配装在主承力座20上的第二开关9触滑杆,使其导通,给设置在后平叉17上的推力器15工作信号,推力器15内芯推杆快速的平行推出,顶住支撑杆14,迫使支撑杆14与后平叉17着力点脱离,当拉手8受力转致与地面垂直时,支撑杆14已经脱离后平叉17,随同中撑管12沿主承力座20的套管26倾斜地平行下滑,最后支撑杆14伸入限位孔12b实现对车架的折叠,与此同时,整个车架,以拉手8与主承力座20转动连接处为支点,四连杆结构中的上连杆、下连杆分别与前连接座3、主承力座20之间发生转动,减震杆中管套24、杆23的自由端逐步分离,减震杆总长加长,上连杆、下连杆之间垂直距离缩小直至两杆几乎贴近,前叉2、前立管4、车把5以及前轮1向后轮靠;而伸缩助力拉杆22在转动的下连杆7推动下,成型件31、32进一步叠合直至销轴33卡住不能移动为止,这样,在下连杆7的继续推动下,伸缩助力拉杆22的成型件32顶起后平叉17,使后平叉17沿后平叉17与主承力座20的转动连接处沿顺时针方向转动,后轮18向前轮靠近,直至限位件13-2顶住后平叉17的前端部的下表面(见图2),从而实现了车架的折叠并锁紧;当需要展开时,拎起鞍座25,鞍管连同第二卡接件13上行,限位件13-2与后平叉17的前端部的下表面脱开,第二卡接件13和第一开关21也脱开,第一开关21将信号传递给微控制器19控制三相直流无刷电机35驱动后轮18定距倒转,稍加外力,车架展开;第一开关提供的反转触发信号,驱使微控制器 驱动三相直流无刷电机反转,达到固定距离后停止动作,实现半自动展开,当车架位处于展开状态,推力器15的推杆处于收缩静止状态,支撑杆14的下端抵在后平叉17上,缓冲减震顶杆10和伸缩助力拉杆22在预紧状态下。本发明中,推力器属市场已有产品。本发明中所述前端、后端就是以车头作为参照物,车头一侧为前端、车尾为后端。
在整个折叠和展开过程中,整个电控系统的工作如下:
步骤1:折叠电动车展开时,导通第一开关21(附图),提供反转触发信号。
步骤2:微控制器判断到反转触发信号有效时,改变输出PWM的相序,使电机反向转动(顺时针),转动一圈后停止;此时,车由折叠向展开状态过渡;
步骤3:控制器恢复到默认的正转模式(逆时针)。
步骤4:在电机反转过程中,判断采样来的电机工作电流,进行电机堵转判断和电机过流判断,对微控制器进行实时的堵转保护和过流保护。
本发明在保证先前设计的半自动折叠助力车的优点的基础上并结合了大量的实验,为了减缓震动对于车辆的不稳定因素,在前叉上设计了避震的同时将前叉设计为滑动件一和滑动件二,所述滑动件一的一端套设在滑动件二内且底部设有分力件一,另一端与前连接座可转动连接,所述滑动件二与前轮连接且内腔底部设有分力件二且呈空 腔状,所述分力件一与分力件二之间设有压电材料块,还包括锂电池块,同时锂电池块设置在上连杆的空腔内,这样的设计解决了当车子在行驶中出现震动时,前轮的弹簧二会随即吸能压缩,当超过一定限度时,震动的能量会因为分力件一和分力件二之间对压电材料块的压缩进而产生的电量会被锂电池块储存,并且将多余的震动传递给了四连杆结构和主承力座,这样的设计在经过路面震动测试时发现即便在经过较小颠簸路面时,即便整车不挂附电池组,也可以通过把手上的第二开关控制后轮进行定距倒转,同时较小颠簸的路面对车辆的震动影响明显降低
在实际运用中锂电池块38的安装位置一直是比较难以处理的问题,原因在于锂电池块本身重量不轻,安装在车架前部和后部对车辆的行驶来说都不可行,起初的设计是将锂电池块挂设在上连杆或下连杆上,但实际运用中发现由于上连杆和下连杆会不断出现震动,锂电池块会出现松动,当初通过下连杆内套设长条状的锂电池块的设计,但实际操作过程中也出现了比较大的难题,即为了整车重量较轻,上连杆和下连杆均采用铝合金或不锈钢件构成,当下连杆中设有锂电池后出现过下连杆变形或断裂的情况,经过大量的实验后,发现将上连杆的某一段设为空心,将锂电池放入在空心上连杆内,由于上连杆的活动长度较长且受力较为均匀,并结合压电材料和避震的设计,将锂电池设在上连杆上是是最为稳定的设计,且锂电池块的位置位于整车的中心线上。
从稳定问题上来说:整车在遇到震动时,由于电池组16和锂电池块38的配重,并且结合在前叉上的分力件一、分力件二以及压电材料块和弹簧二之间的设计,在行驶时遇到颠簸路面其车辆的后部可以保持较为稳定,缓冲的能量主要由四连杆设计以及弹簧和弹簧二得到缓冲,并且过多的压力会对压电材料进行挤压从而实现锂电池块38的蓄能,并且车身也仍然可以保持稳定并且大大的降低了颠簸感,并且适当的增加了车辆的重量,从而车辆不再出现发飘,速度快时难以控制的问题。
从控制问题上来说:由于锂电池块38的加入,对于使用时用户可以无需电池组16实时安装在车体上,即便没有电池组16供电,由于压电材料和锂电池块38之间的充电作用,拉手8仍然可以通过第二开关9实现对电机的定距反转和正转操作。
本发明的创新点历经三年研发和大量实验,将半自动折叠助力车的使用、打开和折叠以及车身的颠簸感,骑乘感受和避震吸能以及压力发电紧密结合在一起,大大的提高了用户对车辆的使用感受。
以上对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种半自动折叠助力车,包括具有展开位置和折叠位置的车架、前轮(1)、后轮(18)、设置在所述车架上且用于驱动所述后轮(18)转动的电控系统;所述车架包括前叉(2)、前立管(4)、车把(5)、后平叉(17),所述前叉(2)可转动连接有前连接座(3)、后平叉(17)可转动连接有主承力座(20),上连杆(6)的两端和下连杆(7)两端均和所述前连接座(3)、主承力座(20)之间转动连接构成四连杆结构;所述鞍座(25)通过伸缩管结构安装在主承力座(20)上,所述下连杆(7)与后平叉(17)之间用拉杆(22)连接,所述下连杆(7)和拉杆(22)之间为转动配合,所述拉杆(22)与所述后平叉(7)之间为转动配合,所述伸缩管结构支撑于支撑管(14),之间可转动连接;其还设置有用于调节支撑管(14)转动角度的推力器(15);所述下连杆(7)与后平叉(17)之间连接的拉杆(22)是可伸缩助力拉杆;所述电控系统包括三相直流无刷电机(35)、微控制器(19)、第一开关(21)和电池组(16),所述电池组(16)安装在后平叉(17)上,所述三相直流无刷电机(35)安装于后轮(18),所述第一开关(21)安装于车架,在车架处于折叠状态需要打开时,第一开关(21)将信号传递给微控制器(19)控制三相直流无刷电机(35)驱动后轮(18)定距倒转;在车架处于展开状态需要行驶时,调速把通过微控制器(19)控制后轮(18)向前转动驱动车行使,所述前叉(2)包括滑动件一(201)和滑动件二(202),所述滑动件一(201)的一端套设在滑动件二(202)内且底部设有分力件一(203),另一端与前连接座(3)可转动连接,所述滑动件二(202)与前轮(1)连接且内腔底部设有分力件二(204)且呈空腔状,所述分力件一(203)与分力件二(204)之间设有压电材料块(205),还包括锂电池块(38),所述上连杆(6)为空心结构,所述锂电池块(38)设在上连杆(6)的空腔内且与压电材料块(205)电联接,所述锂电池块(38)还与微控制器(19)以及三相直流无刷电机(35)电连接;还包括弹簧二(206),所述弹簧二(206)分别与分力件一(203)和分力件二(204)连接,压电材料块(205)设在弹簧二(206)内,所述压电材料块(205)的高度小于弹簧二(206)因为车重自然压缩后的高度。
2.根据权利要求1所述的半自动折叠助力车,其特征在于:所述支撑管的推力机构包括把手(8),所述把手(8)安装于所述主承力座(20)上,所述把手(8)的侧下方设置有第二开关(9),所述把手(8)的底部在转动中与第二开关(9)接触,所述第二开关(9)和推力器(15)电控连接,支撑管(14)位于推力器(15)的推杆最大推动行程内,支撑管(14)的下端支撑于后平叉(17),后平叉(17)内处于推力器(15)的推杆最大推动行程内的部位设置有能容支撑管(14)上下滑动的通孔。
3.根据权利要求1所述的半自动折叠助力车,其特征在于:所述伸缩管结构包括中撑管(12),所述中撑管(12)贯穿于衬套(27),所述衬套(27)通过套管(26)固定安装于主承力座(20)上,所述中撑管(12)和套管(26)之间可以同轴滑动。
4.根据权利要求1所述的半自动折叠助力车,其特征在于:所述四连杆结构中,所述上连杆(6)后端部和所述下连杆(7)的前端部连接有减震顶杆结构,所述的减震顶杆结构包括管套(24)、杆(23),所述管套(24)、杆(23)中的一个部件与上连杆(6)的后端连接,所述管套(24)、杆(23)中的另一个部件与下连杆(7)的前端连接,所述杆(23)的自由端伸入管套(24)并与所述管套(24)搭接连为一体后其外部套装有弹簧(30)。
5.根据权利要求1或4所述的半自动折叠助力车,其特征在于:所述弹簧二(206)的弹力系数大于弹簧(30)的弹力系数。
6.根据权利要求1所述的半自动折叠助力车,其特征在于:所述拉杆包括两根成型件,其中一根成型件(31)一端端部与所述后平叉转动连接,另一根成型件(32)的一端端部与下连杆的后端转动连接,所述两根成型件的另一端分别设置有长条孔、并通过销轴连为一体。
7.根据权利要求1所述的一种半自动折叠助力车,其特征在于:鞍管(10)的外部套装有第一衬套(34),所述中撑管(12)内设置有铝管(29),鞍管(10)及其外部的第一衬套(34),一端伸入所述中撑管(12)内铝管(29)并通过第一卡接件(11)定位,所述鞍管(10)及第一衬套(34)和铝管(29)之间同轴滑动。
8.根据权利要求7所述的一种半自动折叠助力车,其特征在于:在所述第一卡接件(11)的下方,所述中撑管(12)上设置有第二卡接件(13),所述第二卡接件(13)的外端部转动连接有支撑件和限位件,所述支撑件与所述支撑管可转动连接。
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