CN108349563B - 一种可调节尺寸的自行车车架 - Google Patents

Abstract

一种自行车车架（2），包括：前部（4），该前部（4）被构造成接收前轮（48А，54А）组件；后部（6），该后部（6）被构造成接收后轮（48В，54В）组件；和连接构件（8），该连接构件（8）在第一连接点被连接至该前部（4）并在第二连接点被连接至该后部（6），该第一连接点和第二连接点沿着该连接构件（8）的长度彼此间隔开；其中该前部和后部（4，6）中的一个在第三连接点处朝向该前部和后部（4，6）中的另一个延伸并被连接至该前部和后部（4，6）中的另一个以形成连杆；其中该车架（2）被构造以允许调节连接点中的至少两个之间的距离；其中所述距离的调节增加或减小车架（2）的尺寸。

Description

一种可调节尺寸的自行车车架

技术领域

本发明涉及一种可调节尺寸的自行车车架，特别地但并不排它地涉及一种儿童自行车车架，该车架随着儿童成长可以增加尺寸。

背景技术

传统的自行车通常只允许对自行车的几何形状的微小调节。例如，可以调节自行车座包的高度和位置（沿前后方向）以适合用户。也可以通过改变自行车的立管（stem）的长度来改变前伸量（reach）。

由于传统的自行车的调节有限，自行车的车架尺寸对用户合适是必要的。对于儿童可能仅在短时间后长大超出（outgrow）车架的儿童自行车而言，这是有问题的。因此，对于儿童，存在一种趋势，去骑对于他们来说太大（购买时期望儿童会长成适合自行车的大小）或太小（已经长大超出（outgrown）自行车）。这两种情况对于儿童而言都可能是不舒适的，也是危险的。

通过设计具有更多可调性的自行车车架，已做出努力来克服这个问题。例如，DE10135622描述了一种具有可伸缩结构的自行车车架，该可伸缩结构允许车架随着儿童的成长而增加尺寸。但是，这种布置只允许加长车架以增加轴距（从前轮中心到后轮中心的距离）。因此，车架的几何形状并非在所有结构中都理想。

因此，期望提供一种可调节的自行车车架，其克服了现有技术的车架的缺点。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种自行车车架，该自行车车架包括：前部，该前部被构造成接收前轮组件；后部，该后部被构造成接收后轮组件；和连接构件，该连接构件在第一连接点被连接至该前部并在第二连接点被连接至该后部，该第一连接点和第二连接点沿着该连接构件的长度彼此间隔开；其中该前部和后部中的一个在第三连接点处朝向该前部和后部中的另一个延伸并被连接至该前部和后部中的另一个以形成连杆；其中该车架被构造以允许调节该连接点中的至少两个之间的距离；其中所述距离的调节增加或减小该车架的尺寸。

该车架可以被构造以允许调节第一连接点和第三连接点之间的距离和/或第二和第三连接点之间的距离。

所述距离的调节可以增加或减小该车架的前伸量和/或轴距。

所述距离的调节可以同时增加或减小该前伸量和轴距。

所述距离的调节可以增加该车架的垂直和水平尺寸或者减小该车架的垂直和水平尺寸。

所述距离的调节可以同时增加或减小该垂直和水平尺寸。

该垂直尺寸可以包括堆高（axle-stack）、车轴堆高（axle-stack）、头管高度（headtube height）、上管高度（top tube height）、跨高（standover height）和最小车座高度（minimum saddle height）中的至少一个，和/或该水平尺寸可以包括轴距、前伸量、车轴前伸量（axle-reach）中的至少一个。

该连杆可具有限定所述距离（和第三连接点）的多个安装位置。

该多个安装位置可以由连续槽或多个离散孔形成。该连续槽或该多个孔可以设置在该前部上。

所述距离的调节可改变该连接构件的方向，该连接构件的方向确定该前部和后部的相对位置。

所述距离的调节可改变该连接构件相对于该前部和后部中的一个或两个的方向。

该第一连接点可以被形成为第一枢轴，和/或该第二连接点可以被形成为第二枢轴。该第一枢轴和第二枢轴可以允许调节该连接构件的方向。

该前部可以包括张紧槽，该第一枢轴可滑动地安装在该张紧槽中，和/或该后部可以包括张紧槽，该第二枢轴可滑动地安装在该张紧槽中，该张紧槽允许调节该连接构件的方向以张紧带或链条。

该张紧槽可以设置有沿着该槽移动该枢轴的丝杆装置。

该连接构件或后部可以进一步包括中轴壳。该中轴壳可以设置在该第二连接点的下方。将中轴壳定位在第二连接点下方使中轴壳的移动增加。

该第一连接点，该第二连接点和/或该中轴壳可以从该连接构件的纵向轴线偏移，使得该连接构件围绕该纵向轴线的旋转改变第一连接点、第二连接点和/或中轴壳的位置。因此可以旋转该连接构件，使得该连接构件向后移动并且中轴壳向前移动。

该连接构件可以被构造成接收座包组件（seat assembly）。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括如上所述的自行车车架的自行车。

该自行车可以进一步包括由该连接构件接收的座包组件，该座包组件包括座杆（seat post）和车座（saddle），该座杆和车座具有互补的（complementary）弯曲轨道部分和夹紧部分，该车座能够沿着该弯曲轨道部分相对于该座杆滑动；其中该弯曲轨道部分被构造成使得该车座相对于该杆的角度随着该车座相对于该座杆的滑动而改变。

该车座的角度（当从该车座的前端向下至该座杆测量时，该车座的上表面与该座杆之间的角度）可以随着该车座向后滑动而增加。

该自行车可以包括前叉，该前叉具有位于不同位置的多个叉端，该叉端用于接收不同尺寸的车轮。

该自行车可以包括链轮组件，该链轮组件具有内链轮和与该内链轮啮合的外环形链轮，其中该外环形链轮可以从该内链轮上移除来改变传动比。

根据本发明的另一方面，提供了一种成套部件包括：前部，该前部被构造成接收前轮组件；后部，该后部被构造成接收后轮组件；和连接构件；该前部，该后部和该连接构件被构造以被组装来形成前述的自行车车架。

根据本发明的另一方面，提供了一种调节前述自行车车架或自行车的尺寸的方法，该方法包括：调节该连接点中的至少两个之间的距离，以增加或减小该车架的尺寸。

根据本发明的另一方面，提供了一种自行车，该自行车包括：后链轮，该后链轮被连接至驱动后轮；大齿盘（crankset），该大齿盘具有前链轮并通过链条或齿形带连接至该后链轮；其中该前链轮和/或后链轮包括链轮组件，该链轮组件包括内链轮和可拆卸地连接至该内链轮的外环形链轮，该链轮组件具有第一结构和第二结构，在该第一结构中，该外环形链轮从该内链轮卸下，在该第二结构中，该外环形链轮被连接至内链轮；其中该内链轮具有多个齿，当在第一结构中时，该多个齿与链条或齿形带啮合；并且其中该外环形链轮具有径向外表面和径向内表面，该径向外表面具有多个齿，当在第二结构中时，该多个齿与该链条或齿形带啮合，并且该径向内表面具有多个齿，当在第二结构中时，该多个齿与该内链轮的齿啮合；其中，该外环形链轮的径向外表面上的齿的数目大于该内部链轮上的齿的数目，并且该链轮组件能够在第一结构和第二结构之间转换，以改变自行车的传动比。

该外环形链轮可以由可拆卸地彼此连接的多个节段形成。

该多个节段可以通过互锁接头可拆卸地彼此连接。

该外环形链轮可以包括两个半圆形的半部。

该外环形链轮的径向内表面上的齿的数目可以等于该内链轮上的齿的数目。

该外环形链轮可以是第一外环形链轮，该链轮组件可以进一步包括第二环形链轮，该第二外环形链轮上的齿的数目大于该第一外环形链轮上的齿的数目；其中该第二外环形链轮可拆卸地连接至该内链轮或该第一外环形链轮，该链轮组件具有第三结构，在该第三结构中，该第二外环形链轮连接至该内部链轮或该第一外环形链轮。

附图说明

为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地显示如何实施本发明，现在通过举例的方式参照附图，其中：

图1是根据本发明实施例的自行车车架的后透视图。

图2是自行车车架的前透视图。

图3是自行车车架的侧视图。

图4是自行车车架的俯透视图。

图5是在第一平衡自行车结构中，包括自行车车架的自行车的侧视图。

图6是在第二平衡自行车结构中的自行车的侧视图。

图7和8示出了用于将自行车放置在第一和第二平衡自行车结构的替代的布置。

图9和图10示出了用于将自行车放置在第一和第二平衡自行车结构的进一步的替代的布置。

图11是图9和图10的自行车的放大视图，该放大视图示出了在平衡自行车结构中使用的处于分解状态的挂钩和凹口布置。

图12示出了处于组装状态的图11的挂钩和凹口装置。

图13是在第一踏板自行车结构中的自行车的侧视图。

图14是在第二踏板自行车结构中的自行车的侧视图。

图15是在第三踏板自行车结构中的自行车的侧视图。

图16是被构造用于第一踏板自行车结构的后链轮组件的透视图。

图17是处于分解状态的后链轮组件的透视图。

图18是被构造用于第二踏板自行车结构的后链轮组件的透视图。

图19是被构造用于第三踏板自行车结构的后链轮组件的透视图。

图20是替代的后链轮组件的透视图。

图21是处于部分分解状态的替代的链轮组件的透视图。

图22是根据本发明另一实施例的、在第一踏板自行车结构的中的、具有车架的自行车的侧视图。

图23是图22的自行车在第二踏板自行车结构中的侧视图。

和图24是图22的自行车在第三踏板自行车结构中的侧视图。

具体实施方式

在下面的描述中，术语“前”，“后”，“上”，“下”等用于描述元件的相对位置。这些术语在自行车的常规操作的情况中使用。

图1至图4示出了根据本发明实施例的自行车车架2。车架2通常包括前部4，后部6和连接构件8。

前部4包括被构造成接收前轮组件的头管10。前轮组件由前叉和前轮自身以及任何中间部件（例如车头碗组）形成。前部4进一步包括从头管10垂直延伸的上管12。前部4包括在头管10和上管12的末端之间沿上管12的长度间隔开的多个安装孔14a、14b、14c（示出了三个——标示为“前”，“中”和“后”）。安装孔14a、14b、14c穿过上管12的厚度。

特别如图4所示，上管12的末端分叉以形成敞开的槽16。具体地说，上管12的末端由一对板18a、18b形成，该板18a、18b彼此平行并在车架2的两侧横向间隔开。板18a、18b各自设有一对枢轴孔20a、20b。每个板18a、18b的枢轴孔20a、20b穿过槽16彼此对准。

后部6包括一对后支杆（rear stays）22a、22b，该后支杆22a、22b在安装支架24处彼此连接并且彼此张开以形成后叉，该后叉被构造成接收后轮组件。每个后支杆22a、22b的末端设置有被构造成接收车轮轴的叉端26。如图所示，叉端26可以包括朝后的敞开的槽。或者，叉端26可以具有“缺口”（“dropout”）结构，由此槽朝向下或朝向前，以允许在不首先使带或链条脱轨的情况下移除车轮。作为进一步的替代方案，叉端26可以各自具有接收筒轴（thru-axle）的孔。

安装支架24包括将后支杆22a、22b彼此连接的基板28和从基板28的两侧基本上垂直延伸的一对侧板30a、30b。侧板30a、30b彼此平行，但在车架2的两侧以大于安装孔14a、14b、14c区域的上管12的厚度的距离横向间隔开。板30a、30b各自设置有彼此对准的安装孔31a、31b。

每个后支杆22a、22b设置有从后支杆22a、22b的下表面延伸的导板32a、32b。导板32a、32b大致位于在安装支架24和叉端26之间的中间（midway）。导板32a、32b彼此平行，但在车架2的两侧横向间隔开。每个导板32a、32b设置有弯曲的导槽34a、34b，其形成和功能将在下面详细描述。

连接构件8包括座管36，该座管36被构造成接收包括座杆和车座的座杆组件。连接构件8进一步包括被构造成接收中轴的中轴壳38，该中轴安装有大齿盘。座管36的上部设置有具有通孔的凸起部分（boss）39（参见图4），该通孔位于座管36前方并且横向延伸穿过车架2。座管36的凸起部分被接收在槽16内，使得通孔与该对枢轴孔20a、20b中的一个对准。销（未示出）穿过枢轴孔20a、20b和凸起部分39的通孔，并且使用合适的紧固件固定在位置上，以将连接构件8可枢转地连接至前部4（在第一连接点）。

在座管36的沿其长度的中途（partway）的两侧设置一对凸起部分（bosses）。螺纹导向销42a、42b从每个凸起部分延伸。导向销42a、42b接收在后部6的导槽34a、34b中。导槽34a、34b和导向销42a、42b的布置将连接构件8连接至后部6。导槽34a、34b和导向销42a、42b的布置形成枢轴（第二连接点），该枢轴允许后部6和连接构件8相对于彼此旋转并且允许后部6和连接构件8在导槽34a、34b的长度上平移。导向销42a、42b的沿着导槽34a、34b的位置可以用合适的螺母或类似物固定，该螺母或类似物被螺纹被连接至导向销42a、42b，以将导板32a、32b夹紧在凸起部分上。

如将会理解的，前部4、后部6和连接构件8形成Z形布置。连接构件8的方向因此确定前部4与后部6的垂直和水平间距。

通过将后部6的安装支架24沿着前部4的上管12被连接至安装孔14a、14b、14c中的一个（形成第三连接点），可以将连接构件8固定在期望的方向上。这可以通过使销（未示出）穿过安装支架24的安装孔31a、31b和安装孔14a、14b、14c中选定的一个并使用合适的紧固件将其固定在位置上来实现。或者，安装孔14a、14b、14c中的每一个可以是螺纹的（即通过位于上管12的两侧的一对螺纹插入件或延伸完全穿过上管12的单个插入件）并被穿过两个安装孔31a、31b的一对螺钉或类似物啮合。后部6因此通过连接构件8间接地连接至前部4，并且还通过后部6在安装支架24和枢轴之间延伸的部分形成的连杆（link）直接连接到前部4，该枢轴由导槽34a、34b和导向销42a、42b形成。后部6与前部4的连接为车架2提供三角形结构，因此确保了刚度。进一步，如下面进一步描述的，连杆限制前部4和后部6的相对位置。

图5和图6示出组装成平衡自行车43的车架2。平衡自行车（或滑步车）是帮助儿童学习平衡和转向的训练自行车。如图所示，平衡自行车43没有设置动力传动系统（即踏板、大齿盘、链条等）或制动器，并且不具有训练轮。

前叉44由车架2的头管10接收。前叉44通过头管10并以传统的方式连接到车把45。前叉44包括第一对和第二对叉端46a、46b。每个叉端46a、46b可以形成为敞开的缺口。或者，叉端46a、46b可以具有接收筒轴的孔。第一对和第二对叉端46a、46b与头管10间隔不同的距离，以容置不同尺寸的车轮。在平衡自行车结构中，使用较小的前轮48a，优选标准的10”（直径）车轮。前轮48a位于上部的一对叉端46a中，以降低平衡自行车43的前端。类似地，标准的10”轮48b位于后叉端26中。座垫50被固定（affixed）至车架2的上管12上。如图所示，座垫50延伸并可以覆盖后安装孔14c，该后安装孔14c对于平衡自行车的结构是不需要的。

如图所示，在平衡自行车的结构中，连接构件8从车架2上被移除并由连接构件108替换。连接构件108以类似于连接构件8的方式被连接至前部4和后部6，但在其末端自由端处设置有一对脚蹬110，代替中轴壳38。脚蹬110从连接构件108的两侧横向地延伸并且可以用于支撑儿童。连接构件8可以设置有可拆卸的下部分，该下部分承载中轴壳38，并可以被移除并且被具有脚蹬110的下部分替换以形成替换连接构件108（利用位于适当位置的导向销）。或者，脚蹬110可以由中轴壳38本身接收。

图5示出了在第一较小模式中的平衡自行车43，其中后部6通过前安装孔14a连接至前部4。

在这个较小结构中，连接构件108最远离垂直方向成角度，因此减小前部4和后部6之间的垂直和水平距离。结果，车架2处于其最小的尺寸，如其垂直和水平尺寸所限定的，因此将适用于最小的儿童。

特别地，连接构件8的方向将后轮48b（即后轴）和脚蹬110水平地拉向前轮48a和头管10。这使得轴距的水平尺寸（前轴和后轴之间的距离），前伸量（脚蹬110和头管10的顶部之间的水平距离）和车轴前伸量（根据前伸量，但是从后轴测量而不是从脚蹬110测量）最小化。

连接构件8的方向也将脚蹬110垂直地拉向头管10。这增加上管12的角度并且减小头管10的角度（从水平方向）。结果，堆高的垂直尺寸（脚蹬110与头管顶部之间的垂直距离）、车轴堆高（根据堆高，是从后轴测量而不是从脚蹬110测量）、头管高度、上管高度（在前端和后端）、跨高和座包高度均最小化。

松弛的前部角度也增加了前叉44的轨迹，由此提供较慢的转向特性并因此改善了稳定性。连接构件8的方向也升高脚蹬110的高度，以减小脚蹬110与座垫50之间的垂直距离。

如图6所示，一旦儿童已经长大超出较小结构，平衡自行车43可以转换到第二较大结构，其中后部6通过中间安装孔14b连接至前部4。

在较大结构中，连接构件108围绕后枢轴孔20b朝向垂直方向枢转。结果，平衡自行车43的前述垂直和水平尺寸同时增加。另外，上管12的角度减小并且头管10的角度增加。

前轮48a也可以移动到下部的一对叉端46b中，以升高平衡自行车43的前端。

或者，如图7和8所示，可以使用替换连接构件208，其不突出超过与后部6的连接。连接构件8可以设置有可拆卸的下部分，其承载中轴壳38并且可以被移除以形成替换连接构件208（利用位于适当位置的导向销）。

或者，如图9至12所示，连接构件8可以被移除，并且通过包括挂钩51（即连接构件）和凹口53（或孔）的布置防止前部4和后部6相对于彼此旋转。挂钩51从安装孔14a、14b后方的位置从上管12的下侧突出，并且，凹口53在安装支架24的基板28中被形成。挂钩51由从上管12延伸的管状部分形成，并且在其末端处设置有扩大的头部。基板28被接收在上管12和挂钩51的扩大的头部之间，使得管状部分位于凹口53中。因此，挂钩51的扩大的头部防止基板28并因此防止后部6远离上管12移动。挂钩51的扩大的头部和凹口53可以倒角（chamfered）以允许不同的配合角度。

挂钩51可以在适当位置处啮合在设置在基板28中的分开的凹口53中，以用于平衡自行车43的较小和较大结构。或者，当后部6通过前和中间安装孔14a，14b连接至前部4时，挂钩51可以沿着上管12移动到与凹口53的位置相符合的位置。例如，上管12的下侧可以设置有一对彼此间隔开的螺纹凸起部分，使得挂钩51可以旋入合适的凸起部分中以用于平衡自行车43的期望的结构。

从较小结构向较大结构的转换同时增加轴距和座垫50的高度。平衡自行车43因此能够与儿童一起成长。平衡自行车43通常适用于2至5岁，高度在85厘米至110厘米之间的儿童。

从较小结构到较大结构的转换也减小上管12的角度并且增加头管10的角度（从水平方向）。在较小结构中，松弛的头部角度增加前叉44的轨迹，由此提供较慢的转向特性并因此为年轻用户改善稳定性。如前所述，在从较小结构转换到较大结构的过程中，前轮48a可以移动至下部的一对叉端46b中，以升高平衡自行车43的前端。因此，由前部4和后部6的位置变化引起的上管12和头管10的角度变化也抵消了由车轮位置变化引起的这些角度的变化。

如图13所示，在儿童已经精通平衡和转向并且已经长大超出较大结构之后，平衡自行车43可以被转换成踏板自行车52。

为了将平衡自行车43转换成踏板自行车52，连接构件8附接（attached）在前部4和后部6之间。车轮48a、48b由更大的一对车轮54a、54b，优选14”车轮替换。前轮54a再次位于上部的一对叉端46a中。前和/或后制动器（未显示）也被安装。

连接构件8的座管36接收承载车座58的座杆56（参见图14）。座杆56可伸缩地接收在座管36中并因此可相对于座管36滑动以改变车座58的高度。车座58通过由座杆56的夹具61接收的一对轨道59连接至座杆56。轨道59沿其长度弯曲，使得在车座58的前端，轨道59基本平行于车座58的上表面，并且在车座58的后端，轨道59远离车座58成角度。类似地，夹具61沿其长度弯曲以符合轨道59的曲率。

连接构件8的中轴壳38接收大齿盘60，该大齿盘60进而接收一对踏板（未示出）。大齿盘60承载前链轮。

后轮54b设置有将在下面进一步详细描述的后链轮组件62。大齿盘60和后链轮组件62通过齿形带64、链条或类似物连接。

图13示出了在第一较小结构中的自行车52。在该结构中，连接构件8通过前枢轴孔20a连接至前部4。连接构件8的方向以及因此前部4和后部6的相对位置通过由后部6连接至前部4而形成的连杆来固定。

在该结构中，连接构件8最远离垂直方向成角度，因此减小前部4和后部6之间的垂直和水平距离。结果，车架2处于如其垂直和水平尺寸所限定的最小尺寸。

特别地，连接构件8的方向将后轮54b（即后轴）和大齿盘60（即中轴）水平地拉向前轮54a和头管10。这使得轴距的水平尺寸（前轴和后轴的距离），前伸量（中轴和头管顶部之间的水平距离）和车轴前伸量（根据前伸量，但是从后轴而不是从中轴开始测量）最小化。

连接构件8的方向也将大齿盘60（即中轴）垂直地拉向头管10。这增加上管12的角度并且减小头管10的角度（从水平方向）。结果，堆高的垂直尺寸（中轴与头管顶部之间的垂直距离），车轴堆高（根据堆高，但是从后轴而不是从中轴开始测量），头管高度，上管高度（在前端和后端），跨高和最小车座高度（由座管顶部限定）均被最小化。

连接构件8的角度还导致大齿盘60位于车座58的前方，这更适合于学习者。

另外，松弛的头部角度增加了前叉44的轨迹，由此提供较慢的转向特性并因此改善稳定性。连接构件8的方向也升高中轴的高度，以减小中轴壳38与车座58之间的垂直距离。

在该结构中，车座58朝向自行车52的前端定位，使得座杆56的夹具61朝向轨道59的后端连接。因此，减小车座58的上表面与座杆56之间的角度（从车座58的前端向下至座杆56测量）以及因此减小连接构件8的座管36，使得车座58的上表面基本上水平。这也减小车座58和车把45之间的距离。

通过沿导槽34a、34b平移导向销42a、42b可以精细地调节连接构件8的方向。特别地，如图所示，沿着导槽34a、34b向前平移导向销42a、42b，以减小第二连接点和第三连接点之间的距离。这也控制大齿盘60和后链轮组件62之间的距离（其可以用于保持恒定的距离），以便在带64中保持适当的张力。为了这个目的，可以设置有丝杆布置（未示出）以沿导槽34a、34b驱动导向销42a、42b向前。或者，可以通过改变后轮54b的位置来调节带64的张力。

导槽34a、34b可以设置有针对每个尺寸结构的导向销42a、42b的适当位置的视觉或触觉指示。例如，导槽34a、34b可以设置有指示每个尺寸结构的位置的视觉标记。或者，导槽34a、34b可以设置有多个凹部，当适当地定位时，该凹部接收旋至导向销42a、42b的螺母。

一旦儿童已经长大超出较小结构，自行车52可以转换到中等结构，如图14所示。

在中等结构中，连接构件8围绕前枢轴孔20a朝向垂直方向枢转，并且后部6通过中间安装孔14b连接至前部4，以固定连接构件8的方向。这减小第一连接点和第三连接点之间的距离并且增加前部4和后部6之间的垂直和水平距离。结果，自行车52的前述垂直和水平尺寸同时增加。大齿盘60也被带到车座58的更下方，从而提供更有效的骑乘位置。另外，上管12的角度减小，并且头管10的角度增加。

为了抵消连接构件8的角度变化，车座58向后移动，以增加车座58的上表面和座杆56之间的角度（从车座58的前端向下至座杆56测量）。结果，车座58的上表面基本上保持水平。这也增加车座58与车把45之间的距离。车座58也被升高以允许儿童较长的腿。

此外，通过沿导槽34a、34b平移导向销42a、42b，可以精细地调节连接构件8的方向，以减小第二连接点和第三连接点之间的距离并保持带64中的适当的张力。

一旦儿童已经长大超出了中等结构，自行车52可以转换成大结构，如图15所示。

在大结构中，连接构件8替代地连接到后枢轴孔20b，以使连接构件8（和车座58）向后移动。后部6通过后安装孔14c连接至前部4以固定连接构件8的方向。这进一步减小第一连接点和第三连接点之间的距离并且进一步增加前部4和后部6之间的垂直和水平距离。结果，自行车52的的前述垂直和水平尺寸被进一步增加到它们的最大值。大齿盘60也进一步带到车座58的更下方，从而提供更有效的骑乘位置。另外，上管12的角度进一步减小，并且头管10的角度进一步增加。

在枢轴孔20a，20b之间移动连接构件8，随着车架2从小结构转变到大结构，使连接构件8的角度变化最小化。这就避免，当在小结构中时，踏板位于车座58的前方太远。

为了抵消连接构件8的角度变化，车座58进一步向后移动，以增加车座58的上表面与座杆56之间的角度（从车座58的前端向下至座杆56测量）。结果，车座58的上表面基本上保持水平。这也增加车座58和车把45之间的距离。车座58也进一步被升高以允许儿童较长的腿。

此外，通过沿导槽34a、34b平移导向销42a、42b，可以精细地调节连接构件8的方向，以减小第二连接点和第三连接点之间的距离并保持带64中适当的张力。

在该结构中，前轮54a也可以由更大的车轮（即16”车轮）替换。这可以位于下部的一对叉端46b中。上部和下部的一对叉端46a、46b彼此偏移一个距离，该距离对应于车轮之间的尺寸差（半径）。因此，车轮之间的轮缘位置保持恒定，从而不需要（或者很少）前制动器的调节。

当在小结构中时，自行车52通常适用于2至4岁、高度在85厘米至100厘米之间的儿童。在中等结构中，自行车52通常适用于3至5岁、高度在95厘米至110厘米之间的儿童。在大结构中，自行车52通常适用于5至7岁、高度在110厘米至120厘米之间的儿童。

如上所述，仅通过改变用于将后部6连接至前部4的安装孔14a、14b、14c，就可以改变前部4和后部6的相对位置以及连接构件8的方向（可能在枢轴孔20a、20b之间具有额外的转换）。前部4和后部6之间的直接连接将车架2限制在前部4和后部6相对于彼此预定的、优化的位置。这些优化的位置被设计以提供车架，该车架复制期望的尺寸的、针对特定目的构建的（purpose-built）车架。

随着儿童的成长和力量的增加，它们不仅会长大超出车架2的物理尺寸（需要在不同的尺寸结构之间进行转换），而且还会长大超出如大齿盘60和后链轮组件62所限定的自行车52的传动比。因此，在每个尺寸转换时，自行车52的传动比也有相关的改变。这可以使用图16中所示的后链轮组件62来实现。

如图所示，后链轮组件62包括内链轮66，该内链轮66与背板68连接或整体形成。内链轮66设置有径向突出的多个齿（图中示出22个）。

对于小结构，大环形链轮70设置在内链轮66上。大环形链轮70的内表面和外表面设置有齿。内表面的齿与内链轮66的齿相符合，使得大环形链轮70可以被接收在内链轮66上并与内链轮66啮合。外表面的齿与内表面（和内链轮66）的齿具有相同的轮廓和间距，但是由于外表面的直径较大，所以外表面上的齿的数目比大环形链轮70的内表面上（和内链轮66上）更大（图中示出30个）。

当将自行车52从小结构转换到中等结构时，大环形链轮70被移除，如图17所示。这是通过从车架2上移除后轮54b并使大环形链轮70相对于内链轮66轴向滑动来实现的。然后如图18所示，用中等环形链轮72替换大环形链轮70。

根据大环形链轮70，中等环形链轮72的内表面具有与内链轮66的齿相符和的齿。中等环形链轮72的外表面也设有齿。中等环形链轮72的外表面的直径小于大环形链轮70的外表面的直径，使得中等环形链轮72具有较少的齿（图中示出26个）。这因此增加自行车52的传动比。

如图19所示，当自行车52从中等结构转换成大结构时，中等环形链轮72被移除，并且带64直接与内链轮66啮合。这进一步增加自行车52的传动比。

或者，中等环形链轮72可嵌套在内链轮66和大环形链轮70之间，使得大环形链轮70的内表面与中等链环72的外表面相符合。大环形链轮70和中等环形链轮72因此在尺寸的每次转换中都被依次移除。

如图20和21所示，大环形链轮70可以被形成为使用适合的互锁接头（例如燕尾接头）彼此连接的两个半圆形半部70a、70b（或多于两个节段）。两个半部70a、70b可以使用平头螺钉或类似物来保持（retained）。中等环形链轮72也可以以这种方式形成。这允许大环形链轮70和中环形链轮72从内链轮66移除并附接至内链轮66，而不用从车架2移除后轮54b。

为了在如上所述调节传动比时保持恒定的带的长度，沿着导槽34a、34b平移导向销42a、42b以移动连接构件8的中轴壳38并且因此使大齿盘60远离后链轮组件62。一旦带64处于足够的张力下，连接构件8以及因此前部4、后部6处于该尺寸结构的期望的位置和方向。

作为替代（或附加），可以在大齿盘60上使用与上述后链轮组件62相似的布置。通过这种布置，在大齿盘60处的链轮的尺寸将随着车架2从小到大转换而增加。这可以因此抵消大齿盘60和后链轮组件62之间的距离的减小，保持基本上恒定的带的张力，而不用沿着导槽34a、34b平移导向销42a、42b。

可转换的链轮组件可以用于改变任何自行车中的传动比，并不限于上述的可调节车架。可以理解的是，与内链轮相比，环形链轮的内表面可具有更少的齿，使得设置在环形链轮的内表面上的齿仅与内链轮上的一些齿啮合。

图22至24示出了车架2的替代实施例。该实施例的车架102与车架2的不同之处在于，上管12仅设置有单个枢轴孔20。在小结构和中等结构中，连接构件8被布置使得凸起部分39替代地位于座管36的后方，该凸起部分39将连接构件8连接至枢轴孔20。

在中等结构和大结构之间的转换期间（如图23和24所示），连接构件8围绕其纵向轴线旋转，使得凸起部分39位于座管36的前方。随着凸起部分39从座管36的轴线偏移，这导致连接构件8向后移动。

凸起部分39，中轴壳38也从座管36的轴线向相同的方向偏移。因此，随着连接构件8在从中等结构向大结构转换的期间旋转，中轴壳以及因此大齿盘60向前平移。这避免了大齿盘60在车座58下方移动得太远，并因此保持略微前曲（crank-forward）的位置。如前所述，连接构件8的旋转也增加大齿盘60与后链轮组件62之间的距离，这允许使用内链轮66以增加传动比。

后部6对前部4（连杆）的支撑可以通过除前述之外的其它方式来实现。例如，前部4可以与连接构件8一起延伸穿过枢轴并且连接至后部6。因此，后部6可以设置有多个安装孔，并且前部可以设置有用于张紧带64的导槽。进一步，前部4可以仅在单个位置（其可以是或不是可移除的）直接连接至后部6，并且使用可伸缩布置调节连杆的有效长度（第二连接点和第三连接点之间的距离）。在这种情况下，可伸缩布置的一部分可以被认为是形成前部4的一部分，可伸缩布置的另一部分可以被认为是形成后部6的一部分。因此，前部4和后部6不需要是单一元件，并且可以设置有形成在两个部分之间的连杆的一个或多个附加元件。连杆可以因此从前部4和后部6是可拆卸的，并且因此只是概念上被归结为前部4或后部6的一部分。然而，连杆必须限制前部4和后部6的相对位置。

如果有需要，车架2可以设置有合适的减震布置。例如，前部4，后部6和连接构件8之间的一个或多个连接可以包括提供弹性体部分，例如提供阻尼的套管。或者，可以提供例如与连接构件8成直线的减震器。在前部4，后部6和连接构件8之间的相对位置的任何移动被这样的悬架设计（suspension designs）允许的情况下，应当理解的是，不同尺寸的结构指的是在没有任何负载的情况下车架的静止或静态几何形状。

尽管车架2已经被描述为具有离散的安装孔14a、14b、14c和枢轴孔20a、20b，它们可以替代地实施为允许附接位置连续变化的槽（在任一部分上）或者容纳可以在开口内重新定位的插入件或载体（倒装片）的扩大的开口，以允许附接的位置遵循线性或非线性路径。实际上，如上所述，前部4可以仅在单个位置直接连接到后部6。另一方面，导槽34a、34b可以替代地实施为多个离散的安装孔（或槽，以便为张紧带64提供一些调节）。此外，导槽34a、34b可以替代地形成为容纳可以在开口内重新定向的插入件或载体（倒装芯片）的扩大的开口，以允许附接的位置遵循线性或非线性路径。尽管导槽34a、34b已经被描述为弯曲的，但是其可以是直的或者可以由相对于彼此成角度的一系列部分形成，以形成Z形或阶梯状的槽。

连接构件8可以从车架2移除，以允许车架2被折叠成更紧凑的尺寸以用于运输。

尽管车座58和座杆56已经被描述为具有弯曲的轨道59和弯曲的夹具61，但是应该理解，这种布置可以颠倒。进一步，可以使用具有槽式布置的单个中央轨道或其他轨道。座杆56也可以省略，并且车座58直接被连接至上管12或连接构件8。在车座58直接被连接至上管12的情况下，仅仅对车座58角度的最小调节（或不调节）可能是需要的，使得弯曲的轨道58和夹具61可以被省去（dispensed）。

如所描述的，前叉44可以包括第一和第二对叉端46a、46b以容置不同尺寸的车轮。虽然没有示出，但后叉也可以使用类似的布置。

尽管孔20a，20b已经被描述为枢轴孔，但是应当理解的是，连接构件8可以从前部4移除并以新的方向重新附接，使得连接构件8不会主动地围绕孔20a、20b枢转。类似地，连接构件8和后部6之间的连接不需要是传统意义上的枢轴。

在其他实施例中，中轴壳38可以设置在后部6上而不是连接构件8上。

尽管已经参照传统的自行车描述本发明，它也可以以电动自行车（e-bike）的形式实施。然而，本发明仅限于直立式自行车而不限于卧式自行车。

本发明不限于在此描述的实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行修改或改造。

Claims (26)

1.一种自行车车架，包括：

前部，该前部被构造成接收前轮组件；

后部，该后部被构造成接收后轮组件；和

连接构件，该连接构件在第一连接点被连接至该前部并在第二连接点被连接至该后部，该第一连接点和第二连接点沿着该连接构件的长度彼此间隔开；

其中该前部和后部中的一个在第三连接点处朝向该前部和后部中的另一个延伸并被连接至该前部和后部中的另一个以形成连杆；

其中该前部和后部能够相对于彼此移动，并且该连杆限制该前部和后部的相对位置；

其中该车架被构造以允许调节该连接点中的至少两个之间的距离；

其中所述距离的调节增加或减小该车架的尺寸；

其中所述距离的调节增加该车架的垂直尺寸和水平尺寸或者减小该车架的垂直尺寸和水平尺寸。

2.根据权利要求1所述的自行车车架，其中该车架被构造以允许调节第一连接点和第三连接点之间的距离和/或第二连接点与第三连接点之间的距离。

3.根据权利要求1或2所述的自行车车架，其中所述距离的调节增加或减小该车架的前伸量和/或轴距。

4.根据权利要求3所述的自行车车架，其中所述距离的调节同时增加或减小该前伸量和轴距。

5.根据权利要求1所述的自行车车架，其中所述距离的调节同时增加或减小该垂直尺寸和水平尺寸。

6.根据权利要求1或5所述的自行车车架，其中该垂直尺寸包括堆高、车轴堆高、头管高度、上管高度、跨高和最小车座高度中的至少一个和/或该水平尺寸包括轴距、前伸量和车轴前伸量中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的自行车车架，其中该连杆具有限定所述距离的多个安装位置。

8.根据权利要求7所述的自行车车架，其中该多个安装位置由连续槽或多个离散孔形成。

9.根据权利要求8所述的自行车车架，其中该连续槽或该多个孔设置在该前部上。

10.根据权利要求1所述的自行车车架，其中所述距离的调节改变该连接构件的方向，该连接构件的方向确定该前部和后部的相对位置。

11.根据权利要求10所述的自行车车架，其中所述距离的调节改变该连接构件相对于该前部和后部中的一个或两个的方向。

12.根据权利要求1所述的自行车车架，其中该第一连接点被形成为第一枢轴和/或该第二连接点被形成为第二枢轴。

13.根据权利要求12所述的自行车车架，其中该前部包括第一张紧槽，第一枢轴可滑动地安装在该第一张紧槽中，和/或该后部包括第二张紧槽，第二枢轴可滑动地安装在该第二张紧槽中，该第一和/或第二张紧槽允许调节该连接构件的方向以张紧带或链条。

14.根据权利要求13所述的自行车车架，其中该第一和/或第二张紧槽设置有使第一和/或第二枢轴沿着该第一和/或第二张紧槽移动的丝杆布置。

15.根据权利要求1所述的自行车车架，其中该连接构件或后部包括中轴壳。

16.根据权利要求15所述的自行车车架，其中该中轴壳设置在该第二连接点的下方。

17.根据权利要求15或16所述的自行车车架，其中该第一连接点、该第二连接点和/或该中轴壳从该连接构件的纵向轴线偏移，使得该连接构件围绕该纵向轴线的旋转改变该第一连接点、该第二连接点和/或该中轴壳的位置。

18.根据权利要求1所述的自行车车架，其中该连接构件被构造成接收座包组件。

19.一种自行车，包括前述任一项权利要求所述的自行车车架。

20.根据权利要求19所述的自行车，还包括由该连接构件接收的座包组件，该座包组件包括座杆和车座，该座杆和车座具有互补的弯曲轨道部分和夹紧部分，该车座能够沿着该弯曲轨道部分相对于该座杆滑动；其中该弯曲轨道部分被构造成使得该车座相对于该座杆的角度随着该车座相对于该座杆的滑动而改变。

21.根据权利要求20所述的自行车，其中该车座的角度随着该车座向后滑动而增加。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的自行车，其中该自行车包括前叉，该前叉具有位于不同位置的多个叉端，该叉端用于接收不同尺寸的车轮。

23.根据权利要求19至21中任一项所述的自行车，其中该自行车包括链轮组件，该链轮组件具有内链轮和与该内链轮啮合的外环形链轮，其中该外环形链轮可从该内链轮上移除来改变传动比。

24.一种成套零件包括：

前部，该前部被构造成接收前轮组件；

后部，该后部被构造成接收后轮组件；和

连接构件；

其中该前部、该后部和该连接构件被构造以被组装来形成权利要求1至18中任一项所述的自行车车架。

25.一种调节根据权利要求1至18中任一项所述的自行车车架的尺寸的方法，该方法包括：

调节该连接点中的至少两个之间的距离，以增加或减小该车架的尺寸。

26.一种调节根据权利要求19至23中任一项所述的自行车的尺寸的方法，该方法包括：

调节该连接点中的至少两个之间的距离，以增加或减小该车架的尺寸。

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