CN108556554A - 簧板自行车 - Google Patents

Abstract

本发明设计交通工具领域，具体涉及一种簧板自行车，其主要包括连接设置在花鼓与轮圈之间的若干弧形弹板。各个弧形弹板远离花鼓的一端一同向轮圈周向弯曲成弧形。花鼓侧壁周向均布对应弧形弹板的连接板，连接板与弧形弹板靠近花鼓的一端重叠设置，并通过螺栓紧固。轮圈包括周向设置在内侧壁的凹槽，弧形弹板的弯曲部位嵌入凹槽中。轮圈的外侧壁与道路接触部位设有橡胶防滑胎纹，花鼓内部嵌套设有与车架连接固定的车轴。

Description

簧板自行车

技术领域

本发明设计交通工具领域，具体涉及一种簧板自行车。

背景技术

自行车最麻烦的就是补胎打气，如果走远路，半路车胎跑气了，附近又没有修车铺，只能推着，那是很尴尬的事。

现今随着共享单车的大规模投放，单车的各种故障均由投放方统一维修，因此影响了传统个人自行车的生态链，导致很多的个体自行车修理铺关闭，从而给个人用户的维修带来了不便，使得个人自行车补胎修理成了一个新的问题。

为了解决传统自行车的充气车胎怕轧的问题，目前确有过一些不用打气的全橡胶车胎，但是缺少了充气减震机制，导致骑行起来很不舒适，感觉很颠。这是因为全橡胶车胎的弹力不足所致，因此这种以牺牲舒适度来避免车胎漏气的方法违背了自行车轮胎设计的用意，只能淘汰。

能否有一种能在保证舒适的前提下，不用打气、不怕轧的自行车就显得非常及时了。

发明内容

本发明的目的在于提供的一种便捷簧板自行车，以解决上述背景技术中。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种簧板自行车，其主要包括花鼓、轮圈以及连接设置在花鼓与轮圈之间的若干具有弹性的弧形弹板。各个弧形弹板远离花鼓的一端向轮圈周向弯曲成弧形。花鼓外侧壁周向连接设置对应弧形弹板的连接板，连接板与弧形弹板靠近花鼓的一端重叠设置，并通过螺栓紧固。轮圈包括周向设置在内侧壁的凹槽，弧形弹板的弯曲部位嵌入凹槽中。轮圈的外侧壁与道路接触部位设有橡胶防滑胎纹，花鼓内部嵌套设有与车架连接固定的车轴。

优选的，凹槽底部内侧壁设有第一齿牙，弧形弹板位于凹槽内的接触面设有与第一齿牙配合的第二齿牙。

优选的，嵌套设置在花鼓中的车轴，沿轴向向花鼓的任意一端外延，并与车架连接固定。车轴远离车架的一端为空心结构，并设有与车轴空心部位配合的螺钉，螺钉通过钉帽部位对花鼓进行轴向定位。

优选的，包括连接设置在弧形弹板两端的阻尼器，阻尼器包括圆柱形腔体的筒身，筒身任意一端外部通过第一铰链与弧形弹板靠近轮圈的一端铰接，筒身靠近第一铰链一端的内部同轴设有中心轴，中心轴靠近第一铰链的一端通过第一单向轴承的与筒身配合，且中心轴外侧壁设有螺纹。中心轴外部嵌套设置有中空的筒芯，筒芯经筒身远离第一铰链的一端设置的贯通孔向筒身外部延伸。贯通孔的内侧壁周向设有与筒芯外侧壁配合的密封圈。筒芯远离筒身的一端通过第二铰链与弧形弹板靠近连接板的一端铰接。筒芯位于筒身内部的一端同轴设有自由旋转的旋翼，旋翼远离筒芯的一侧连接设有与中心轴的螺纹配合的螺母。筒身内部剩余空间内充满液压油。

优选的，包括设置在筒身靠近第一铰链一端侧壁的一对贯通孔，两只贯通孔分别为设有防止液压油排出的止出阀，以及防止液压油进入的止回阀。花鼓内部同轴嵌套设有液压马达，液压马达外壳与花鼓固定连接，液压马达的转子为空心结构并嵌套在车轴外部。止回阀与止出阀分别通过油管与液压马达的进油端及出油端连通。

优选的，包括嵌套设置在液压马达转子与车轴之间的第二单向轴承，第二单向轴承锁死方向与液压马达的转子旋转方向相同。

优选的，第二单向轴承为同轴嵌入在转子内部的外圈，以及若干均布在外圈内部的滑柱。滑柱横截面呈半圆形，并且各个滑柱位于相同一侧的棱通过第二铰链与外圈的内侧壁铰接。

优选的，包括同轴嵌套设置在车轴上调节环，调节环位于花鼓与车架之间。调节环朝向花鼓一侧的外沿设有斜倒角。调节环远离花鼓的一侧与车架之间设有弹簧。还包括设置在各个半圆柱靠近调节环一侧的支撑柱，支撑柱与车轴平行设置，定位柱远离滑柱的一端与调节环斜倒角所在的斜面接触。

优选的，包括设置在调节环靠近弹簧一侧吊耳。还包括设置在车把上的调节杆，调节杆通过闸线与调节环的吊耳连接。

一种板簧车轮，其特征在于：包括与自行车车轴配合的轴皮，轴皮外侧壁轴向均匀布置有若干板簧。板簧为由三段不同直径的圆弧区构成的向轴皮周向弯曲的形状，三段不同直径的圆弧区包括一端与轴皮外侧壁垂直连接的第一圆弧区，第一圆弧区构成轴皮与地面的支撑埠。还包括用于与地面接触的第二圆弧区，第二圆弧区的一端与所诉第一圆弧区远离轴皮的一端相连，并且，若干第二圆弧区构成车轮外圆轮廓。还包括用于第二圆弧区末端减震的第三圆弧区，第三圆弧区的一端与第二圆弧区远离第一圆弧区的一端连接，并且第三圆弧区的外弧面与相邻的第一圆弧区的外弧面相接触。

本发明的有益效果：利用弧形弹板的弹性来缓冲不平地面带来的颠簸，效果和打了气的轮胎一样。从而取代了传统自行的充气胎结构，使得车轮不会在因漏气而抛锚。

为了达到传统轮胎的摩擦系数，将轮圈外部的橡胶层制作成带有花纹的外表面结构从而可达到防滑、排水、静音的效果。

为了保证弧形弹板与轮圈的凹槽不会错位，弧形弹板与轮圈接触位置的齿牙啮合，约束了弧形弹板配合特性，使得弧形弹片只可在凹槽内产生碾压滚动，不会产生任何滑动，从而避免了车轮驱动力的流失以及制动效果的降低。

为了达到方便维修的目的，车轮采用车轴单侧固定的方式，通过一颗螺丝旋入该螺丝孔中，从而实现螺帽对车轮的固定作用，因此达到维修方便快捷的目的。

为了提高舒适度，减小由于弧形弹板缓冲时造成过多的波动，在弧形弹板两端之间安装阻尼器。

为了尽可能的克服车轮减震作用带来行驶阻力，通过液压马达将减震时流淌的液压进行旋转扭矩的转化，从而实现了动力转化，使得行驶更轻便。

同时为了解决技术方案的弊端，还设置了拨杆开关装置，从而为使用者提供辅助驱动装置的开启和关闭功能。

在另一种板簧车轮的设计中，完全取消了传统自行车轮的外胎、内胎以及辐条，其通过取代传统辐条的第一圆弧区作为支撑部件，同时具有一定的减震作用，当受到颠簸造成的冲击力时，第一圆弧区可通过弹性变形缓解冲击。同时还通过第三圆弧区对作为接地部位的辅助减震支撑。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为本发明阻尼器示意图；

图3为本发明液压马达原理示意图；

图4为本发明第二单向轴承示意图；

图5为本发明调节环部分示意图；

图6一种板簧车轮；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图进行详细描述。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6，簧板自行车包括车架8以及安装在车架8上的减震轮构成，减震轮包括、轮圈以及连接设置在花鼓1与轮圈2之间的若干具有弹性的弧形弹板3。各个弧形弹板3远离花鼓1的一端向轮圈2周向弯曲成弧形。花鼓1外侧壁周向连接设置对应弧形弹板3的连接板4，连接板4与弧形弹板3靠近花鼓1的一端重叠设置，并通过螺栓紧固。轮圈2包括周向设置在内侧壁的凹槽6，弧形弹板3的弯曲部位嵌入凹槽6中。轮圈2的外侧壁与道路接触部位设有橡胶防滑胎纹，花鼓1内部嵌套设有与车架8连接固定的车轴9。

通过以上技术方案，使用者在骑行过程中，减震轮的轮圈2外表面通过带有花纹的防滑橡胶与地面接触，由于防滑橡胶具有一定的变形能力，因此会获得一个与地面较良好的接触面积并提高轮圈与地面的附着力。其中的花纹根据设计取向的不同还可达到防滑、排水、静音的效果

减震轮旋转过程中，轮圈2、弧形弹板3、花鼓一同围绕车轴9旋转，为了保证弧形弹板3与轮圈2的凹槽6不会产生滑动错位，凹槽6底部内侧壁设有第一齿牙，弧形弹板3位于凹槽6内的接触面设有与齿牙配合的第二齿牙。通过第一齿牙与第二齿牙的啮合，约束了弧形弹板3配合特性，使得弧形弹片只可在凹槽6内产生碾压滚动，不会产生任何滑动，从而避免了车轮驱动力的流失以及制动效果的降低。

由于轮圈2为刚性设定，在自行车行进过程中因路面不平造成的颠簸均被连接在轮圈2以及花鼓1之间的弧形弹板3吸收并进行能量转换，使得花鼓1不直接承受来自轮圈2的弹跳冲击，减小车架8的颠簸幅度。其具体为：当轮圈2突然碾压到地面凸起物时，刚性设置的轮圈2受到冲击而进行弹跳位移，同时轮圈2将冲击力向靠近受力点位置的弧形弹板3进行传递，承受了冲击力的弧形弹板3按照弧形的方向进一步的弯曲变形，将轮圈2因碾压凸起物而受到的冲击力进行吸收，并进一步的将其转化成弧形弹板3的弹性势能及内能，从而使轮圈2的弹跳力在通过弧形弹板3的传递中缓冲削弱，因此通过车轴9、花鼓1与弧形弹板3连接的车架只受到了远远小于轮圈2的冲击力，并且其震动幅度远低于轮圈2的弹跳幅度，从而达到减震的作用。正是由此，弧形弹板3取代了传统自行的充气胎结构，使得车轮不会在因漏气而抛锚。

在弧形弹板3的能量转换过程中，其被压缩的后的弹性势能在冲击力过后进行促进弧形弹板3的形状恢复，从而使得轮圈2与花鼓1保持正确的同心度，而在弧形弹板3的变形与恢复过程中，一部分转换成内能的作用力将变成热量经弧形弹板3的表面进行消散，同时弧形弹板3的弧形设计起到离心扇的作用，使得弧形弹板3周围的空气迅速流动辅助弧形弹板3散热。

为了达到方便维修的目的，车轮采用车轴9单侧固定的方式，嵌套设置在花鼓1中的车轴，沿轴向向花鼓的任意一端外延，并与车架8连接固定。车轴远离车架8的一端为空心结构，并设有与车轴空心部位配合的螺钉，螺钉通过钉帽部位对花鼓进行轴向定位，从而实现螺帽对车轮的固定作用，因此达到维修方便快捷的目的。

为了提高舒适度，减小由于弧形弹板3缓冲时造成过多的波动，在弧形弹板3两端之间安装阻尼器12，阻尼器12包括圆柱形腔体的筒身13，筒身13任意一端外部通过第一铰链与弧形弹板3靠近轮圈2的一端铰接，筒身13靠近第一铰链一端的内部同轴设有中心轴15，中心轴15靠近第一铰链的一端通过第一单向轴承16的与筒身13配合，且中心轴15外侧壁设有螺纹。中心轴15外部嵌套设置有中空的筒芯17，筒芯17经筒身13远离第一铰链的一端设置的贯通孔向筒身13外部延伸。贯通孔的内侧壁周向设有与筒芯17外侧壁配合的密封圈。筒芯17远离筒身13的一端通过第二铰链与弧形弹板3靠近连接板4的一端铰接。筒芯17位于筒身13内部的一端同轴设有自由旋转的旋翼19，旋翼19远离筒芯17的一侧连接设有与中心轴15的螺纹配合的螺母20。筒身13内部剩余空间内充满液压油。

在弧形弹板3进行弹性弯曲变形时，其两端的直线距离将会产变化，此时连接在弧形弹板3两端之间的阻尼器12将被拉伸或压缩，当阻尼器12被压缩时，筒芯17沿轴线向筒身13内溃缩，同时位于筒身13内部安装在筒芯17上的旋翼19在螺母20及中心轴15外螺纹的带动下发生旋转，在液压油中高速旋转的旋翼19对筒芯17的行进反向产生相反的推力，从而降低了筒芯17的溃缩速度，削弱了弧形弹板3反复弹性变形的动能。

随着减震运动，当筒芯17停止向筒身13内部溃缩时，弧形弹板3此时被压缩的弹性势能开始释放，并将筒芯17向筒身13外部拉伸，为了增加弧形弹板3的回弹速度，中心轴15的第一单向轴承16产生滑动，此时的中心轴15在旋翼19螺母20的带动下高速旋转，并降低了旋翼19的转速，减小旋翼19对筒芯17的阻力使筒芯17快速向外拉伸恢复车轮的同心度。

在自行车行驶中，车轮减震作用带来行驶阻力，为了尽可能的克服这个阻力，通过以下结构将车轮减震变形过程中动能转化成自行车的驱动力：设置在筒身13靠近铰链一端侧壁的一对贯通孔，两只贯通孔分别设有防止液压油排出的止出阀22，以及防止液压油进入的止回阀23。花鼓1内部同轴嵌套设有液压马达24，液压马达24外壳27与花鼓1固定连接，液压马达24的转子26为空心结构并嵌套在车轴9外部。止回阀23与止出阀22分别通过油管与液压马达24的进油端及出油端连通。

以上技术通过在减震作用时，筒芯17向筒身13内溃缩，液压油经止回阀23被挤出，通过泵原理液压油送入液压马达24中，使其驱动转子26旋转。由于液压马达24外壳27与车轮花鼓1固定，因此在转子26旋转的反作用力作用下液压马达24外壳27带动花鼓1及车轮旋转，从而进行辅助驱动自行车前行。在此方案中，当自行车在平路行驶，车轮没有减震运动时，液压马达24的外壳27与转子26之间仍可处于相对旋转运动，此时的液压油经液压马达24的出油端、筒身13的止出阀22、筒身13的内容、止回阀23、液压马达24进油端形成回路循环，从而保证车轮的正常旋转。为了降低液压马达24所带来的阻力，还包括嵌套设置在液压马达24转子26与车轴9之间的单向轴承，单向轴承锁死方向与液压马达24的转子26旋转方向相同。因此，车轮前行时，液压马达24的转子26可直接通过第二单向轴承与车轴9配合，并顺利旋转。

由于以上技术方案的特性，在单向轴承及筒身13处的两只单向阀的原因，会导致车轮无法反向旋转，因此采用了以下结构规避此问题：单向轴承为同轴嵌入在转子26内部的外圈，以及若干均布在外圈内部的滑柱28。滑柱28横截面呈半圆形，并且各个滑柱28位于相同一侧的棱通过第二铰链与外圈的内侧壁铰接。还包括同轴嵌套设置在车轴9上调节环30，调节环30位于花鼓1与车架8之间。调节环30朝向花鼓1一侧的外沿设有斜倒角。调节环30远离花鼓1的一侧与车架8之间设有弹簧。还包括设置在各个半圆柱靠近调节环30一侧的支撑柱32，支撑柱32与车轴9平行设置，定位柱远离滑柱28的一端与调节环30斜倒角所在的斜面接触。包括设置在调节环30靠近弹簧一侧吊耳。还包括设置在车把上的调节杆34，调节杆34通过闸线35与调节环30的吊耳连接。当需要倒车或是解除辅助驱动时，只需拨动调节杆34，并通过拉线释放调节环30，调节环30在弹簧的弹力作用下向第二单向轴承方向滑动，并通过倒角所在的斜面将滑柱28向外部扩散，从而解除了滑柱28与车轴9的接触，消除的单向轴承单向锁定特性，使得车轮可自由旋转。

一种板簧车轮，其特征在于：包括与自行车车轴配合的轴皮100，轴皮100外侧壁轴向均匀布置有若干板簧。板簧为由三段不同直径的圆弧区构成的向轴皮100周向弯曲的形状，三段不同直径的圆弧区包括一端与轴皮100外侧壁垂直连接的第一圆弧区101，第一圆弧区101构成轴皮100与地面的支撑埠。还包括用于与地面接触的第二圆弧区102，第二圆弧区102的一端与所诉第一圆弧区101远离轴皮100的一端相连，并且，若干第二圆弧区102构成车轮外圆轮廓。还包括用于第二圆弧区102末端减震的第三圆弧区103，第三圆弧区103的一端与第二圆弧区102远离第一圆弧区101的一端连接，并且第三圆弧区103的外弧面与相邻的第一圆弧区101的外弧面相接触。

上述的板簧车轮中，取消了传统自行车轮的外胎、内胎以及辐条，其通过取代传统辐条的第一圆弧区101作为支撑部件，同时具有一定的减震作用，当受到颠簸造成的冲击力时，第一圆弧区101可通过弹性变形缓解冲击。作为与地面接触的第二圆弧区102的外弧面可设有实心橡胶垫，并通过橡胶垫的表面造型提高摩擦力保证车轮与地面的附着力。由于第二圆弧区102的一端通过第一圆弧区101实现了减震功能，远离第一圆弧区101的一端其减震能力大大降低，因此在第二圆弧区102的另一端设置第三圆弧区103，并通过第三圆弧区103与相邻的第一圆弧区101外弧面接触，从而提升了第二圆弧远离第一圆弧区101一端的支撑能力，同时由于第三圆弧区103的弧形设置，第三圆弧区103同样具有如同第一圆弧区101相同的弹性支撑能力。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种簧板自行车，其特征在于：包括车架(8)以及安装在所述车架(8)上的减震轮构成，所述减震轮包括花鼓(1)、轮圈(2)以及连接设置在花鼓(1)与轮圈(2)之间的若干具有弹性的弧形弹板(3)；各个所述弧形弹板(3)远离所述花鼓(1)的一端向所述轮圈(2)周向弯曲成弧形；所述花鼓(1)外侧壁周向连接设置对应所述弧形弹板(3)的连接板(4)，所述连接板(4)与所述弧形弹板(3)靠近所述花鼓(1)的一端重叠设置，并通过螺栓紧固；所述轮圈(2)包括周向设置在内侧壁的凹槽(6)，各个所述弧形弹板(3)的弯曲部位嵌入所述凹槽(6)中；所述轮圈(2)的外侧壁与道路接触部位设有橡胶防滑胎纹，所述花鼓(1)内部嵌套设有与所述车架(8)连接固定的车轴(9)。

2.根据权利要求1所述的簧板自行车，其特征在于：所述凹槽(6)底部内侧壁设有第一齿牙，所述弧形弹板(3)位于所述凹槽(6)内的接触面设有与所述第一齿牙配合的第二齿牙。

3.根据权利要求1所述的簧板自行车，其特征在于：嵌套设置在所述花鼓(1)中的车轴，沿轴向向所述花鼓的任意一端外延，并与车架(8)连接固定；所述车轴远离所述车架(8)的一端为空心结构，并设有与所述车轴空心部位配合的螺钉，所述螺钉通过钉帽部位对所述花鼓进行轴向定位。

4.根据权利要求1所述的簧板自行车，其特征在于：包括连接设置在所述弧形弹板(3)两端的阻尼器(12)，所述阻尼器(12)包括圆柱形腔体的筒身(13)，所述筒身(13)任意一端外部通过第一铰链与所述弧形弹板(3)靠近所述轮圈(2)的一端铰接，所述筒身(13)靠近所述第一铰链一端的内部同轴设有中心轴(15)，所述中心轴(15)靠近所述第一铰链的一端通过第一单向轴承(16)的与所述筒身(13)配合，且所述中心轴(15)外侧壁设有螺纹；所述中心轴(15)外部嵌套设置有中空的筒芯(17)，所述筒芯(17)经所述筒身(13)远离所述第一铰链的一端设置的贯通孔向所述筒身(13)外部延伸；所述贯通孔的内侧壁周向设有与所述筒芯(17)外侧壁配合的密封圈；所述筒芯(17)远离所述筒身(13)的一端通过第二铰链与所述弧形弹板(3)靠近所述连接板(4)的一端铰接；所述筒芯(17)位于所述筒身(13)内部的一端同轴设有自由旋转的旋翼(19)，所述旋翼(19)远离所述筒芯(17)的一侧连接设有与所述中心轴(15)的所述螺纹配合的螺母(20)；所述筒身(13)内部剩余空间内充满液压油。

5.根据权利要求4所述的簧板自行车，其特征在于：包括设置在所述筒身(13)靠近所述第一铰链一端侧壁的一对贯通孔，两只所述的贯通孔分别为设有防止所述液压油排出的止出阀(22)，以及防止所述液压油进入的止回阀(23)；所述花鼓(1)内部同轴嵌套设有液压马达(24)，所述液压马达(24)外壳(27)与所述花鼓(1)固定连接，所述液压马达(24)的转子(26)为空心结构并嵌套在所述车轴(9)外部；所述的止回阀(23)与所述的止出阀(22)分别通过油管与所述的液压马达(24)的进油端及出油端连通。

6.根据权利要求5所述的簧板自行车，其特征在于：包括嵌套设置在所述液压马达(24)的转子(26)与所述车轴(9)之间的第二单向轴承，所述第二单向轴承锁死方向与所述液压马达(24)的所述转子(26)旋转方向相同。

7.根据权利要求6所述的簧板自行车，其特征在于：所述第二单向轴承为同轴嵌入在所述转子(26)内部的外圈，以及若干均布在所述外圈内部的滑柱(28)；所述滑柱(28)横截面呈半圆形，并且各个所述滑柱(28)位于相同一侧的棱通过第二铰链与所述外圈的内侧壁铰接。

8.根据权利要求7所述的簧板自行车，其特征在于：包括同轴嵌套设置在所述车轴(9)上的调节环(30)，所述调节环(30)位于所述花鼓(1)与所述车架(8)之间；所述调节环(30)朝向所述花鼓(1)一侧的外沿设有斜倒角；所述调节环(30)远离所述花鼓(1)的一侧与所述车架(8)之间设有弹簧；还包括设置在各个所述半圆柱靠近所述调节环(30)一侧的支撑柱(32)，所述的支撑柱(32)与所述车轴(9)平行设置，所述的定位柱远离所述滑柱(28)的一端与所述调节环(30)所述斜倒角所在的斜面接触。

9.根据权利要求8所述的簧板自行车，其特征在于：包括设置在所述调节环(30)靠近所述弹簧一侧吊耳；还包括设置在车把上的调节杆(34)，所述调节杆(34)通过闸线(35)与所述调节环(30)的所述吊耳连接。

10.一种板簧车轮，其特征在于：包括与自行车车轴配合的轴皮(100)，所述轴皮(100)外侧壁周向均匀连接布置有若干具有弹性的板簧；所述板簧由三段不同半径的圆弧区所构成，且各个所述圆弧区的弯曲方向与所述轴皮(100)周向保持一致；所述的三段不同半径的圆弧区包括一端与所述轴皮(100)外侧壁垂直连接的第一圆弧区(101)，所述第一圆弧区(101)构成所述轴皮(100)与地面的支撑埠；还包括用于与地面接触的第二圆弧区(102)，所述第二圆弧区(102)的一端与所诉第一圆弧区(101)远离所述轴皮(100)的一端相连，并且若干所述的第二圆弧区(102)构成车轮外圆轮廓；还包括用于所述第二圆弧区(102)末端减震的第三圆弧区(103)，所述第三圆弧区(103)的一端与所述的第二圆弧区(102)远离所述第一圆弧区(101)的一端连接，并且所述第三圆弧区(103)的外弧面与相邻的所述第一圆弧区(101)的外弧面相接触。