CN110341856B - 板式可拆装自行车及其车架的拼接模块 - Google Patents

Abstract

板式可拆装自行车及其车架的拼接模块，其车架主要由两组镜像对称的位列两侧的板式车架单体在相应节点处经与位列中间的对应的节点部件的对接部配合并由紧固件紧固对接而成；其中，每组板式车架单体由若干个条板状的拼接模块依次首尾相接并形成闭环而成；每个拼接模块具有一体成型的位于中部的中部板体和位于两端的具有榫卯结构的外侧型拼接部或内侧型拼接部。本发明的板式可拆装自行车采用了具有类似于榫卯结构的拼接模块及其拼接部结构，可实现车体尤其是车架的快速安装和拆卸，且主要部件采用镁铝合金材质的条板，整体视觉效果非常具有吸引力，并且既实现了轻量化，又确保了足够的结构强度。

Description

板式可拆装自行车及其车架的拼接模块

技术领域

本发明属于自行车领域，尤其是涉及一种可快速安装、拆卸的车架为板式结构的自行车及相应组件和重要节点的连接结构。

背景技术

自行车的基本零部件按其作用大致可分为：

车体部分：包括车架、前叉、车把、鞍座等，是自行车的主体；

传动部分：包括脚蹬、曲柄、链轮、链条、中轴和飞轮等，由人力踩动脚蹬，通过以上传动件带动车轮旋转，驱车前行；

行动部分：即前后车轮，车轮包括轴部件、辐条、轮辋(车圈)、轮胎等；

安全装置：包括制动器(车闸)、车灯、车铃、反射装置等。

其中，车架是自行车的骨架，它所承受的重量最大。同时，它往往也是整体占用空间最大的结构体，其他零部件也都是直接或间接安装在车架上的。

因此，对车架进行可拆装化，即可快速拆卸、快速组装化的结构设计，对于整车的可拆装化程度的贡献占比是非常重要的。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种板式可拆装自行车，其特征在于：其车架主要由两组镜像对称的位列两侧的板式车架单体在相应节点处经与位列中间的对应的节点部件的对接部配合并由紧固件紧固对接而成；

其中，每组板式车架单体由若干个条板状的拼接模块依次首尾相接并形成闭环而成；

每个拼接模块具有一体成型的位于中部的中部板体和位于两端的拼接部，其中，拼接部根据其结构形式分别为外侧型拼接部或内侧型拼接部；

当一拼接模块的一端的拼接部为外侧型拼接部时，与其拼接的另一拼接模块的对应拼接部则为内侧型拼接部；

外侧型拼接部为在中部板体的端部向前延伸一呈长方体的外侧延伸板体，外侧延伸板体的内侧面中部设有一中部榫头凸起条，榫头凸起条的长度方向与外侧延伸板体的延伸方向相垂直，外侧延伸板体的前端端面设有一向前凸起的前端榫头凸起条；外侧延伸板体的尾部旁的中部板体的端部的端面挖设一尾端榫槽；

内侧型拼接部为在中部板体的端部向前延伸一呈长方体的内侧延伸板体，内侧延伸板体的外侧面中部设有一与中部榫头凸起条相匹配的中部榫槽，内侧延伸板体的前端端面设有一与尾端榫槽相匹配的第二前端榫头凸起条；内侧延伸板体的尾部旁的中部板体的端部的端面则挖设一与前端榫头凸起条相匹配的第二尾端榫槽；

且，内侧延伸板体开有若干个供螺纹紧固件通过的安装通孔；相应的，外侧延伸板体对应开有内螺纹盲孔；

内侧型拼接部与外侧型拼接部沿中部榫头凸起条的长度方向相互移动进行拼接，再由螺纹紧固件进行紧固。

所述外侧延伸板体的外侧面与所在的中部板体的端部的外侧面共面，外侧延伸板体的厚度为所在的中部板体的端部的厚度的一半。

所述内侧延伸板体的内侧面与所在的中部板体的端部的内侧面共面，内侧延伸板体的厚度为所在的中部板体的端部的厚度的一半。

前端榫头凸起条的厚度为外侧延伸板体的厚度的一半，且前端榫头凸起条的内侧面与外侧延伸板体的内侧面共面。

尾端榫槽的横截面槽宽为外侧延伸板体的厚度的一半，且尾端榫槽的一侧槽壁与外侧延伸板体的内侧面共面。

内侧延伸板体在对应中部榫槽所在处开有若干个供螺纹紧固件通过的且贯穿中部榫槽的安装通孔；相应的，外侧延伸板体在中部榫头凸起条对应开有内螺纹盲孔。

拼接模块的中部板体由其内侧面开设有减重槽。

减重槽槽底还均布设有若干条平行于中部板体延伸方向的加强筋。

加强筋的高度小于减重槽两侧槽壁的高度。

本发明还提供了一种车架的拼接模块，其特征在于，具有一体成型的位于中部的中部板体和位于两端的拼接部，其中，拼接部根据其结构形式分别为外侧型拼接部或内侧型拼接部；

外侧型拼接部为在中部板体的端部向前延伸一呈长方体的外侧延伸板体，外侧延伸板体的内侧面中部设有一中部榫头凸起条，榫头凸起条的长度方向与外侧延伸板体的延伸方向相垂直，外侧延伸板体的前端端面设有一向前凸起的前端榫头凸起条；外侧延伸板体的尾部旁的中部板体的端部的端面挖设一尾端榫槽；

内侧型拼接部为在中部板体的端部向前延伸一呈长方体的内侧延伸板体，内侧延伸板体的外侧面中部设有一与中部榫头凸起条相匹配的中部榫槽，内侧延伸板体的前端端面设有一与尾端榫槽相匹配的第二前端榫头凸起条；内侧延伸板体的尾部旁的中部板体的端部的端面则挖设一与前端榫头凸起条相匹配的第二尾端榫槽；

且，内侧延伸板体开有若干个供螺纹紧固件通过的安装通孔；相应的，外侧延伸板体对应开有内螺纹盲孔。

相对于现有技术，本发明的板式可拆装自行车采用了具有类似于榫卯结构的拼接模块及其拼接部结构，可实现车体尤其是车架的快速安装和拆卸，且主要部件采用镁铝合金材质的条板，整体视觉效果非常具有吸引力，并且既实现了轻量化，又确保了足够的结构强度。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的板式可拆装自行车立体示意图；

图2为本发明的板式可拆装自行车各主要组成部分的爆炸示意图；

图3为车架的结构分解示意图；

图4为横梁板的立体示意图；

图5为图3中A-A截面示意图；

图6和图7为图3中a处所指示的拼接部连接结构示意图和组成部件的爆炸示意图；

图8为对接辅助件17的立体示意图；

图9为前管的立体结构透视示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2可见，本发明的“板式”主要指的是车架1和前叉2主要由条板状部件构成，外形视觉效果新颖、独特。图中，3为鞍座，4为后轮；

首先介绍车架的结构：

如图1和图2所示，车架1主要由两组镜像对称的位列两侧的板式车架单体在相应节点处经与位列中间的对应的节点部件的对接部配合并由紧固件紧固对接而成；

其中，相应节点及对应的节点部件分别为：前管节点及前管7、鞍座管节点及鞍座管、后轮勾爪节点及后轮4的轮轴41、用于穿设中轴的中轴节点及中轴轴套；

其中，每组板式车架单体由若干个条板状的拼接模块依次首尾相接并形成闭环而成；

如图3及图1、图2所示实施例：每组板式车架单体由：承担横梁功能的横梁拼接模块11、承担后上叉功能且包含鞍座管节点的后上叉拼接模块12、承载后勾爪131部位及后勾爪节点的后勾爪拼接模块13、承担后下叉功能且包含中轴节点141的后下叉拼接模块、承担斜梁功能的斜梁拼接模块15以及包含前管节点的前管拼接模块16，依次首尾相接并形成闭环而成，两侧的板式车架单体相互呈镜像对称；

每个拼接模块的结构组成具有以下共同特征：具有一体成型的位于中部的中部板体和位于两端的拼接部，其中，拼接部有两种结构形式：外侧型拼接部和内侧型拼接部；

需要说明的是，本文所提及的车架的板式车架单体的各个组成部件的外侧、内侧，是相对于两个板式车架单体之间的中心面为参照系的，面向、朝向中心面的为内侧，背对、远离中心面的为外侧；或者是在安装完成后，向外界展示的为外侧，被对侧的板式车架单体遮挡的为内侧。而为了外观效果更佳，尽量使得紧固件及其安装位位于内侧，外侧尽量保持整洁；

每个拼接模块的两端的拼接部可以是同样的结构形式，也可以是各为其中一种结构形式，但如果某个拼接模块的拼接部采用了其中一种，那么与其相邻拼接的拼接模块的对应端的拼接部则需采用另一种结构，两种拼接部方能拼接为一体；

其中，外侧型拼接部的结构形式为：如图6、图7和图4所示，其为在中部板体的端部100向前延伸一呈长方体的外侧延伸板体101，所述外侧延伸板体101的外侧面与所在的中部板体的端部100的外侧面共面(即“共处于同一平面”)，外侧延伸板体101的厚度为所在的中部板体的端部100的厚度的一半，外侧延伸板体101的内侧面中部设有一中部榫头凸起条103，榫头凸起条103的长度方向与外侧延伸板体101的延伸方向相垂直，外侧延伸板体101的前端端面设有一向前凸起的前端榫头凸起条102；外侧延伸板体101的尾部旁的中部板体的端部100的端面挖设一尾端榫槽104；

优选的，前端榫头凸起条102的厚度为外侧延伸板体101的厚度的一半，且前端榫头凸起条102的内侧面与外侧延伸板体101的内侧面共面；

优选的，尾端榫槽104的横截面槽宽为外侧延伸板体101的厚度的一半，且尾端榫槽104的一侧槽壁与外侧延伸板体101的内侧面共面。

内侧型拼接部的结构形式为：如图6、图7和图4所示，其为在中部板体的端部100’向前延伸一呈长方体的内侧延伸板体101’，所述内侧延伸板体101’的内侧面与所在的中部板体的端部100’的内侧面共面(即“共处于同一平面”)，内侧延伸板体101’的厚度为所在的中部板体的端部100’的厚度的一半，内侧延伸板体101’的外侧面中部设有一与中部榫头凸起条103位置和形状相匹配的中部榫槽103’，内侧延伸板体101’的前端端面设有一与尾端榫槽104位置和形状相匹配的第二前端榫头凸起条104’；内侧延伸板体101’的尾部旁的中部板体的端部100的端面则挖设一与前端榫头凸起条102位置和形状相匹配的第二尾端榫槽102’；

且，内侧延伸板体101’在对应中部榫槽103’所在处开有两个供内六角螺栓1051通过的且贯穿中部榫槽103’的安装通孔；相应的，外侧延伸板体101在中部榫头凸起条103对应开有内螺纹盲孔105；

内侧型拼接部与外侧型拼接部依靠上述榫卯式结构沿中部榫头凸起条的长度方向相互移动进行拼接，再由内六角螺栓紧固件进行紧固，如图6所示，位于中部、两端的榫卯副以及内六角螺栓紧固件的配合，限制了两个拼接模块之间所有轴向的移动和转动，并确保了连接的紧固度，并且装配和拆卸都很方便。

优选的，如图4和图5所示，拼接模块的中部板体由其内侧面开设有减重槽110，减重槽槽底还均布设有两条平行于中部板体延伸方向的加强筋111；优选的，如图5所示，加强筋111的高度小于减重槽110两侧槽壁112的高度；减重槽110的槽壁112也具有加强筋的作用。

为了更便于两侧的板式车架单体之间的对接，在承担横梁功能、承担斜梁功能的两侧相对的拼接模块之间还各连接有至少一个辅助模块间对接的对接辅助件17，如图8所示，所述对接辅助件采用方型钢，两侧壁171的高度与拼接模块的减重槽110的槽口宽度相对应并能过盈配合；优选的，两侧壁171还各向内部冲压出与拼接模块的加强筋111数量、形状和位置均相匹配的容纳槽，且容纳槽与对应的加强筋亦能过盈配合；如图1至图3所示，对接辅助件两侧壁分别嵌入对应侧的拼接模块的中部板体的减重槽，通过其侧壁的上、下拐角端面(172、173)与减重槽槽壁的紧抵贴合，再加上容纳槽与加强筋相应的嵌入结合，使得两侧的拼接模块经由中间的对接辅助件获得一定的结合稳定性，利于车架整体的拼接安装和拆卸操作；而且，对接辅助件由于采用的方型钢，其中心的通孔还可被利用进行穿设布线，使线束排布更加整洁规范；优选的，对接辅助件上、下框还各设有凸起平台(1721)，对接件与两侧的拼接模块对接后，凸起平台的侧壁面17211能够贴抵拼接模块对应的减重槽槽壁112的顶端面，凸起平台的台面(1721所指示面)则与拼接模块的上表面共面，获得更佳的外观视觉效果，如果对接辅助件进行适当加长，或两侧拼接模块之间增设多个对接辅助件，拼装后的横梁、斜梁则可获得“伪装”成方管状的视觉效果。

接下来介绍前管节点的连接结构：

如图3所示，前管节点的每侧的前管拼接模块16的中部板体的两端部处各形成有一在同一平面内的朝向同一侧的折弯，使得两端的拼接部的延伸方向分别与对应的车架横梁和车架斜梁的长度方向一致，且两端的拼接部(161、162)分别与横梁拼接模块和斜梁拼接模块的对应拼接部拼接，两端的拼接部的结构形式采用外侧型拼接部还是内侧型拼接部，可根据对应拼接模块的拼接部的结构形式而定，此处不再赘述；

前管拼接模块16的中部板体在两个折弯之间的板体处分别设有容纳前管对应左、右侧部的前管容纳槽167，中部板体的加强筋如果行经路线经过前管容纳槽167，则经过部分可以取消，也可适当降低加强筋的高度，使之低于前管容纳槽的槽壁高度；

前管7的结构如图9和图2所示，其具有方柱状本体，中部开设减重通孔71，减重孔的两端开口位于前管左右两侧端面；上、下两端各开有供前管转轴70穿设并贯通减重通孔71的转轴孔72，且上、下两端还各开设有容纳并定位前管转轴轴承件701的轴承容纳槽7011，转轴孔72直径大于前管转轴70的转轴体的直径，上下两端的前管转轴轴承件701安装定位于各自的轴承容纳槽7011后，前管转轴70的转轴体与转轴孔72之间存有间隙，避免摩擦，提升转向灵活性；

前管7左、右两侧位于减重通孔上、下方的本体上还各开设有安装螺孔73，前管拼接模块16的中部板体上则对应开设有安装通孔163；

前管7左、右两侧分别嵌入对应的前管拼接模块16的前管容纳槽167，并通过紧固螺栓穿经安装通孔与前管上的安装螺孔73螺纹紧固，从而将两侧的前管拼接模块16对接固定，完成车架体前管节点的拼装；

本实施例的两条前叉2也为条板状，下端一体开设前勾爪21，用于安装连接前轮，两条前叉2上部之间分别由上、下两根横梁22将两条前叉2紧固为一体，上、下横梁分别设有一连接耳件221，用于穿设前管转轴70并由对应的前管转轴轴承件701与紧固件将连接耳件221夹紧固定，从而完成前管、前管转轴70和前叉间的连接结构；上横梁(22所示)与左右两把手23还可做成一体式的，增强整体造型的简洁感。

斜梁拼接模块与横梁拼接模块的结构形式基本雷同，本文不再赘述，其两端分别与前管拼接模块和后下叉拼接模块拼接拼接。

后勾爪拼接模块13的中部板体形成一在同一平面内的折弯，使得两端的拼接部的延伸方向分别与对应的车架后上叉和后下叉的长度方向一致，且两端的拼接部分别与后上叉拼接模块的一端的拼接部和后下叉拼接模块的一端的拼接部拼接；后下叉拼接模块的后下叉131一体设置于中部板体的折弯处，通过后下叉与后车轮4的轮轴的。

后上叉拼接模块12的中部板体也形成有一在同一平面内的折弯，其两端的拼接部分别与横梁拼接模块11、后上叉拼接模块12的对应拼接部拼接，由图3可见，后上叉拼接模块12的折弯处位于临近与横梁拼接模块11拼接的位置处；

后下叉拼接模块14的中部板体也形成有一在同一平面内的折弯，其两端的拼接部分别与后勾爪拼接模块13、斜梁拼接模块15的对应拼接部拼接，由图3可见，后下叉拼接模块14的折弯处位于临近与斜梁拼接模块15拼接的位置处；

本发明的实施例中，如图2所示，管体30上端用于安装鞍座3，此部分被充当鞍座管，管体中部设有用于与两侧的后上叉拼接模块12(折弯处)进行对接的对接连接部31，下端设有用于与两侧的后下叉拼接模块14(折弯处)进行对接的对接连接部32，此对接连接部32也可承担用于安装中轴的功能；管体30由上至下可以是一体成型，也可以是分段套接而成；

管体30利用其上的对接连接部(31、32)，使得本发明的板式车架形成稳固的双三角体结构，增强了车架的牢固度和强度等性能。

上述车架结构的各个组成部件的材质选用的是镁铝合金，镁铝合金是一种典型的轻合金材料，可以大大减轻自行车的重量又可实现少、无焊接的结构拼装。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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.板式可拆装自行车，其特征在于：其车架主要由两组镜像对称的位列两侧的板式车架单体在相应节点处经与位列中间的对应的节点部件的对接部配合并由紧固件紧固对接而成；

其中，每组板式车架单体由若干个条板状的拼接模块依次首尾相接并形成闭环而成；

每个拼接模块具有一体成型的位于中部的中部板体和位于两端的拼接部，其中，拼接部根据其结构形式分别为外侧型拼接部或内侧型拼接部；

当一拼接模块的一端的拼接部为外侧型拼接部时，与其拼接的另一拼接模块的对应拼接部则为内侧型拼接部；

外侧型拼接部为在中部板体的端部向前延伸一呈长方体的外侧延伸板体，外侧延伸板体的内侧面中部设有一中部榫头凸起条，榫头凸起条的长度方向与外侧延伸板体的延伸方向相垂直，外侧延伸板体的前端端面设有一向前凸起的前端榫头凸起条；外侧延伸板体的尾部旁的中部板体的端部的端面挖设一尾端榫槽；

内侧型拼接部为在中部板体的端部向前延伸一呈长方体的内侧延伸板体，内侧延伸板体的外侧面中部设有一与中部榫头凸起条相匹配的中部榫槽，内侧延伸板体的前端端面设有一与尾端榫槽相匹配的第二前端榫头凸起条；内侧延伸板体的尾部旁的中部板体的端部的端面则挖设一与前端榫头凸起条相匹配的第二尾端榫槽；

且，内侧延伸板体开有若干个供螺纹紧固件通过的安装通孔；相应的，外侧延伸板体对应开有内螺纹盲孔；

内侧型拼接部与外侧型拼接部沿中部榫头凸起条的长度方向相互移动进行拼接，再由螺纹紧固件进行紧固。

2.根据权利要求1所述的板式可拆装自行车，其特征在于，所述外侧延伸板体的外侧面与所在的中部板体的端部的外侧面共面，外侧延伸板体的厚度为所在的中部板体的端部的厚度的一半。

3.根据权利要求1所述的板式可拆装自行车，其特征在于，所述内侧延伸板体的内侧面与所在的中部板体的端部的内侧面共面，内侧延伸板体的厚度为所在的中部板体的端部的厚度的一半。

4.根据权利要求1所述的板式可拆装自行车，其特征在于，前端榫头凸起条的厚度为外侧延伸板体的厚度的一半，且前端榫头凸起条的内侧面与外侧延伸板体的内侧面共面。

5.根据权利要求1所述的板式可拆装自行车，其特征在于，尾端榫槽的横截面槽宽为外侧延伸板体的厚度的一半，且尾端榫槽的一侧槽壁与外侧延伸板体的内侧面共面。

6.根据权利要求1所述的板式可拆装自行车，其特征在于，内侧延伸板体在对应中部榫槽所在处开有若干个供螺纹紧固件通过的且贯穿中部榫槽的安装通孔；相应的，外侧延伸板体在中部榫头凸起条对应开有内螺纹盲孔。

7.根据权利要求1所述的板式可拆装自行车，其特征在于，拼接模块的中部板体由其内侧面开设有减重槽。

8.根据权利要求7所述的板式可拆装自行车，其特征在于，减重槽槽底还均布设有若干条平行于中部板体延伸方向的加强筋。

9.根据权利要求8所述的板式可拆装自行车，其特征在于，加强筋的高度小于减重槽两侧槽壁的高度。

10.一种车架的拼接模块，其特征在于，具有一体成型的位于中部的中部板体和位于两端的拼接部，其中，拼接部根据其结构形式分别为外侧型拼接部或内侧型拼接部；

外侧型拼接部为在中部板体的端部向前延伸一呈长方体的外侧延伸板体，外侧延伸板体的内侧面中部设有一中部榫头凸起条，榫头凸起条的长度方向与外侧延伸板体的延伸方向相垂直，外侧延伸板体的前端端面设有一向前凸起的前端榫头凸起条；外侧延伸板体的尾部旁的中部板体的端部的端面挖设一尾端榫槽；

内侧型拼接部为在中部板体的端部向前延伸一呈长方体的内侧延伸板体，内侧延伸板体的外侧面中部设有一与中部榫头凸起条相匹配的中部榫槽，内侧延伸板体的前端端面设有一与尾端榫槽相匹配的第二前端榫头凸起条；内侧延伸板体的尾部旁的中部板体的端部的端面则挖设一与前端榫头凸起条相匹配的第二尾端榫槽；

且，内侧延伸板体开有若干个供螺纹紧固件通过的安装通孔；相应的，外侧延伸板体对应开有内螺纹盲孔。