CN111674497A - 一种能带动车体弹射的减震结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能带动车体弹射的减震结构，包括蓄能腔，蓄能腔上设有只能进气的单向阀，蓄能腔上还设有可调安全阀和泄气闸门组件，蓄能腔内设有相对蓄能腔滑动设置的活塞杆，活塞杆一端设有与蓄能腔内壁配合的活塞，蓄能腔内设有和活塞配合的弹射弹簧。本发明的有益之处在于能够完成电动车的弹射，方便电动车越过台阶、路面凹坑或骑上马路牙子等，方便电动车的行驶和停靠，无需外部弹射动力，结构简单，可靠性高；弹射稳定性好。

Description

一种能带动车体弹射的减震结构

技术领域

本发明涉及一种骑行车领域，尤其是涉及一种能带动车体弹射的减震结构。

背景技术

电动车因其行驶过程受空间状况限制少、廉价和易于停放等优点成为了现今越来越受欢迎的短行程代步车，然而现有电动车停放和行驶过程中可能存在需要上台阶或马路牙子的情况，抬起电动车显然需要一定的体力和身体素质，这一情况的存在给电动车的使用造成了很大的不便，制约了电动车的进一步发展。现有技术中还没有人对电动车如何省力上台阶和躲避路面障碍的问题提出解决方案。

因此，设计一种电动车用的能带动车体弹射的减震结构就很有必要了。

发明内容

本发明要解决现有技术的电动车骑上马路牙子或台阶困难，造成电动车停放或骑行不便的不足，提供了一种电动车用的能带动车体弹射的减震结构，能够依靠电动车震动时产生的能量完成电动车弹射，无需外部弹射动力，结构简单，可靠性高。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种能带动车体弹射的减震结构，包括蓄能腔，蓄能腔上设有只能进气的单向阀，蓄能腔上还设有可调安全阀和泄气闸门组件，蓄能腔内设有相对蓄能腔滑动设置的活塞杆，活塞杆一端设有与蓄能腔内壁配合的活塞，蓄能腔内设有和活塞配合的弹射弹簧。

现有技术中还没有电动车用的弹射装置，现有技术中的弹射装置需要动力源，例如电机、气缸等，电动车弹起又需要很大的力，在电动车的车架上配备专门的电机或气缸来实现弹射是不现实的，存在结构复杂，耗能大的问题，会极大的影响电动车续航，因此常规的弹射装置不能应用于电动车。本申请的活塞杆和蓄能腔壳体分别连接车轮架和车架，优选设置在前车轮架内和车架之间，本申请的动力源为蓄能腔，蓄能腔初始的压强和外界大气压持平，电动车行驶受震或人上下车会引起车体抖动，造成活塞杆在蓄能腔内滑动，单向阀控制蓄能腔内只能进气，蓄能腔的气压不断增加，推动活塞杆向另一侧移动造成弹射弹簧形变，直到蓄能腔内部的压强达到可调安全阀的阈值，在蓄能腔内气压继续增大时，蓄能腔内空气能够从可调安全阀流出，蓄能腔内部气压和弹射弹簧的弹力形成动态平衡，蓄能腔整体和活塞杆、弹射弹簧可作为减震装置使用，减震幅度受可调安全阀控制；而在需要弹射时，控制泄气闸门组件打开闸门，蓄能腔内气压迅速下降，弹射弹簧复位，活塞杆在蓄能腔内的长度减小，也就是活塞杆相对蓄能腔弹出，从而能够完成电动车的弹射，方便电动车越过台阶、路面凹坑或骑上马路牙子等，方便电动车的行驶和停靠，无需外部弹射动力，结构简单，可靠性高；只需要对应于前轮架和车架之间，本减震结构就能完成车体的弹射，因此除了电动车外，本申请还能应用在摩托车、自行车等两轮骑行车上，还可以应用在摆摊三轮车上等。

作为优选，泄气闸门组件包括闸门杆，闸门杆的外侧套设一驱动动力元件，闸门杆的一端设有封堵头，封堵头上设有若干层密封圈。闸门开闭需要的力相比弹射车体所需的力十分微小，驱动动力元件可采用电磁线圈、电机驱动的丝杠滑块组件或者微型气缸组件等，完成闸门杆的轴向移动，从而能够完成泄气闸门的快速起闭，确保弹射弹簧弹射复位的可靠性。

作为优选，蓄能腔外设有外凸的安装环，安装环上设有安装架，安装架上设有泄气电机，泄气电机连接一蜗轮蜗杆副，闸门杆与蜗轮蜗杆副的蜗轮同轴固定连接，安装环上设有配合封堵头的泄气孔，封堵头朝向闸门杆的一端设有限位滑块，安装架上设有配合限位滑块的限位面；封堵头内设有盲孔，盲孔的内壁和闸门杆的外侧壁设有配合的传动螺纹。泄气电机配合蜗轮蜗杆副能够实现自锁，保证封堵头和壳体配合后的密封性，优选泄气闸门组件设置对称的两组或三组，既能提高蓄能腔的瞬时泄压能力，同时又能提高泄气闸门组件在蓄能腔的壳体结构的对称性，提高弹射装置整体的结构可靠性。

作为优选，封堵头包括圆台形的中间段，中间段的一端设有圆柱段，限位滑块位于中间段的另一端，中间段和圆柱段的侧面均设有密封圈。形成多级密封，密封作用可靠；在闸门打开时，封堵头的圆柱段脱离泄气孔后蓄能腔才开始真正向外泄气，此时中间段和泄气孔已经分离较大距离，泄气速率只受圆柱段影响，相比纯圆台形的封堵头，能够起到更快的泄气作用，从而能够在保持封堵密封性的情况下提高泄气速率，蓄能腔的泄气越快，弹射弹簧所能起到的弹力作用也越强，从而能够得到更加可靠的弹射作用。

作为优选，弹射弹簧包括位于活塞一侧并套设在活塞杆外侧的第一弹簧和位于活塞另一侧的第二弹簧。第一弹簧和第二弹簧协同作用，提高蓄能腔泄压后活塞杆的复位能力，也就是提高车体的弹射能力。

作为优选，第一弹簧为两端大中间小的异径弹簧。在蓄能腔内气压较大时，第一弹簧为拉伸弹簧，在车体弹射时，第一弹簧从拉伸状态变为压缩状态，由于第一弹簧为异径弹簧，压缩时第一弹簧内部的碰撞力方向和压缩力方向不在同一直线上，第一弹簧压缩时的碰撞相比圆柱形的等径弹簧较小，能够提高活塞杆弹射的稳定性。

作为优选，活塞杆为两段式结构，两段活塞杆之间设有减震弹簧。与活塞相连的活塞杆的位置受蓄能腔内部压力控制，在蓄能腔内气压达到可调安全阀的预设值时，与活塞相连的活塞杆的位置基本保持不变，也就是弹射弹簧的位置基本保持不变，另一段活塞杆相对蓄能腔能够滑动，通过减震弹簧可以作为减震机构使用，将弹射弹簧和减震弹簧分开到不同的弹簧上，加强每个功能弹簧的可靠性。

作为优选，活塞杆内设有密闭的缓冲腔，缓冲腔的形状为沙漏形，缓冲腔的轴线与活塞杆同轴，缓冲腔内设有耗能液，耗能液的体积小于缓冲腔的体积。活塞杆受到震动时，震动能量传递到缓冲腔，带动耗能液往复流动，耗能液通过沙漏形的缓冲腔的缩颈时会向外放热，也就是将活塞受到的震动能量转化为热能，从而提高活塞和弹射弹簧的稳定性，进而提高弹射装置整体的稳定性。

本发明的有益之处在于： 可完成电动车车体的弹射，方便电动车躲避路面裂缝或凸缘，使电动车能够轻松上马路牙子或台阶等，提高电动车行驶和停靠的便捷性；无需配备外部动力机构，结构稳定，对电动车的续航能力影响小；除了作为弹射机构使用，还能起到减震作用，可作为减震机构使用，将弹射功能和减震功能集合一体，结构简单。

附图说明

图1是本发明第一种实施例的结构示意图。

图2是图1中A-A处的剖视图。

图3是本发明第二种实施例的结构示意图。

图4是本发明第三种实施例的结构示意图。

图5是本发明应用在电动车上的示意图。

图中：弹射减震结构1 壳体10 泄气孔100 安装环101 安装架102 限位杆103 横杆104 活塞105 活塞杆106 上段活塞杆1061 下段活塞杆1062 限位滑板107限位环108 缓冲垫109 压力腔11 单向阀12 可调安全阀13 平压腔14 平压孔141闸门杆15 封堵头16 盲孔160 中间段161 圆柱段162 限位滑块163 限位面164 蜗轮蜗杆副17 弹射弹簧180 第一弹簧181 第二弹簧182 减震弹簧183 缓冲腔19 耗能液191 竖杆192 约束环193 车架2 坐垫3 电源4 前轮5 前轮架6 后轮7 车把8 车灯9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的说明。

实施例1，

图1和图2中，一种能带动车体弹射的减震结构，包括蓄能腔，蓄能腔包括壳体10和位于壳体10内的空腔，壳体10形状为圆柱体，蓄能腔内设有相对蓄能腔滑动设置的活塞杆106，活塞杆106下端设有与蓄能腔内壁配合的活塞105，活塞105将蓄能腔的空腔分隔为气压相互独立的压力腔11和平压腔14，活塞105设有活塞杆106的一侧也就是活塞105下侧与蓄能腔的壳体10组成压力腔11，活塞105上侧与蓄能腔的壳体10组成平压腔14，平压腔14上端的侧壁设有与外界连通的平压孔141。蓄能腔的空腔的横截面形状为圆角正方形，蓄能腔的空腔内侧壁光滑连续。活塞105的横截面形状与空腔横截面形状完全相同，活塞杆106的横截面形状也为圆角正方形，防止活塞105、活塞杆106相对蓄能腔的壳体10发生转动，保证电动车行驶的可靠性。蓄能腔上设有只能进气的单向阀12，蓄能腔上还设有可调安全阀13和泄气闸门组件，蓄能腔的壳体10的下端通过螺钉和密封圈设有密闭的下端盖，单向阀12和可调安全阀13均设置在蓄能腔壳体10的下端盖上，单向阀12、可调安全阀13和泄气阀门组件均与压力腔11对应。可调安全阀13在出厂时调试调节，确定后就不再改变。蓄能腔内设有和活塞105配合的弹射弹簧180。弹射弹簧180包括位于活塞105一侧并套设在活塞杆106外侧的第一弹簧181和位于活塞105另一侧的第二弹簧182。第一弹簧181为两端大中间小的异径弹簧。第二弹簧182采用普通的圆柱弹簧，第一弹簧181的上端采用焊接或压块螺钉固定等方式固定连接在活塞105下侧，第一弹簧181的下端固定连接在蓄能腔的空腔的下端面上，第二弹簧182的上端固定在蓄能腔的空腔的上端面，第二弹簧182的下端固定连接在活塞105上侧。需要注意的是，图1中第一弹簧181和第二弹簧182仅做示意使用，并不代表实际弹簧的圈数、直径和长度等尺寸特征。泄气闸门组件在蓄能腔两侧设有对称的两组。泄气闸门组件包括闸门杆15，闸门杆15的外侧套设一驱动动力元件，驱动动力元件采用泄气电机，蓄能腔的壳体10上设有外凸的安装环101，安装环101环绕蓄能腔下端的侧面，安装环101的形状为圆柱形。安装环101上设有安装架102，安装架102上设有泄气电机，泄气电机图中未画出。泄气电机连接一蜗轮蜗杆副17，蜗轮蜗杆副17可采用蜗轮蜗杆减速箱，蜗轮蜗杆副17也固定在安装架102上，闸门杆15与蜗轮蜗杆副17的蜗轮同轴固定连接，闸门杆15的一端设有封堵头16，封堵头16内设有盲孔160，盲孔160内壁和闸门杆15外侧设有配合的传动螺纹。封堵头16上设有七层间隔设置的密封圈。封堵头16朝向闸门杆15的一端设有限位滑块163，安装架102上设有配合限位滑块163的限位面164，限位滑块163在限位面164上滑动。封堵头16包括圆台形的中间段161，中间段161的一端设有圆柱段162，限位滑块163位于中间段161的另一端，中间段161和圆柱段162的侧面均设有密封圈。安装环101上设有配合封堵头16的泄气孔100，由于蜗轮蜗杆副17的存在，封堵头16堵住泄气孔100后能够完成自锁，防止漏气。

实施例2，

一种能带动车体弹射的减震结构，如图3所示的实施例2与实施例1的不同之处在于：活塞杆106为两段式结构，分为上段活塞杆1061和下段活塞杆1062，活塞105固定在上段活塞杆1061的上端，上段活塞杆1061和下段活塞杆1062之间设有减震弹簧183。蓄能腔的壳体10的侧壁只设有单个泄气阀门组件。壳体10的下端设有凸块用于设置泄气孔100。蓄能腔的壳体10为两半式的拼接结构，两半壳体10通过珐琅形式的安装环101螺钉密闭连接。活塞105和活塞杆106均为圆柱体，蓄能腔的内侧壁也为配合活塞105周侧面的圆柱面，蓄能腔壳体10的下端外侧设有限位杆103，限位杆103的下端通过横杆104连接支撑，提高限位杆103的可靠性。下段活塞杆1062的下端一体设有限位滑板107，限位滑板107和限位杆103配合，限位杆103穿过限位滑板107，限位滑板107沿限位杆103上下滑动，限位杆103为限位滑板107提供横向的限位，防止下段的活塞杆106与蓄能腔的壳体10发生相对转动，保证电动车行驶的可靠性。实施例2中弹射弹簧180仅采用位于活塞105上侧的第二弹簧182，实际中也可以第一弹簧181和第二弹簧182共用，下段活塞杆1062的上端设有外凸的限位环108，限位环108的下侧设有缓冲垫109，防止下段活塞杆1062在车体弹射时从蓄能腔的壳体10内弹出，同时通过缓冲垫109减小活塞杆106对蓄能腔壳体10的冲击。

实施例3，

一种能带动车体弹射的减震结构，如图4所示的实施例3与实施例2的不同之处在于：上段活塞杆1061内设有密闭的缓冲腔19，缓冲腔19的形状为沙漏形，缓冲腔19包括两个椭圆形的腔体，两个腔体竖直上下设置，两个腔体通过缩颈连通，缓冲腔19的轴线与活塞杆106同轴，缓冲腔19内设有耗能液191，耗能液191的体积小于缓冲腔19的体积。在活塞105抖动时两个腔体内的耗能液191发生振动，通过缩颈在两个腔体内往复流动，在流过缩颈时由于流通截面的减小，耗能液191从较慢速度变为较快速度射出，将活塞105受到的振动能量转化为耗能液191的动能，继而转换成热能释放，能够减小活塞105受到的振动，从而延长活塞105和活塞105所连接的弹射弹簧180的使用寿命，也就是弹射装置的弹射可靠性。实施例3中的活塞105和蓄能腔的内壁采用实施例1所示的蓄能腔的空腔的横截面形状为圆角正方形，活塞105的横截面形状与空腔横截面形状完全相同，活塞杆106的横截面形状也为圆角正方形，下段活塞杆1062的上端固定设有竖直向上的竖杆192，竖杆192设有四根，四根竖杆192绕活塞杆106轴线呈圆环阵列设置，竖杆192之间的空腔能够完成减震弹簧183区域内的气压与压力腔11实际气压相等。竖杆192上端设有滑动套接在上段活塞杆1061侧面的约束环193，约束环193内侧的横截面形状和上段活塞杆1061的横截面形状配合，起到限位作用，从而上段活塞杆1061和下段活塞杆1062组成动态的整体，能够轴向移动，径向同步，从而保证活塞杆106和蓄能腔的壳体10不能相对转动，保证电动车行驶的可靠性，因此，实施例3无需像实施例2一样在蓄能腔壳体10的下方设置限位杆103，也因此实施例3中蓄能腔的壳体10的下端面除了可以采用实施例2用两半式拼接结构外，还能采用焊接的方式和壳体10的侧壁固定，在蓄能腔的上端设置螺钉连接的封盖，设置形式更加多样。

如图5所示，电动车原理结构包括车架2、坐垫3、电源4、前轮5、前轮架6、后轮7、车把8和车灯9等，内部集成有控制电路来通过电源4驱动电动车行驶，本电动车用弹射减震结构1位于前轮架6和车架2之间，传统电动车在该处设置的为减震结构，没有弹射功能，本电动车用弹射减震结构1的泄气阀门组件的控制电路也集成在电动车控制电路内，在车把8附近以方便使用，以实施例1为例，蓄能腔的壳体10上端的杆件连接车架2，活塞杆106向下连接前轮架6，电动车行驶过程中会受到震动，蓄能腔的壳体10和活塞杆106会发生相对滑动，由于单向阀12只能单向进气，因此蓄能腔的压力腔11部分压强不断增强，推动活塞105上移，活塞105下侧的在活塞杆106外套设的第一弹簧181被拉伸，活塞105上侧的第二弹簧182被压缩，直至压力腔11内的压力到达可调安全阀13的限定值，压力腔11内的气体能够从可调安全阀13流出，控制压力腔11内的压力在一定范围内波动，在需要弹射车体时，通过电路控制泄气阀门组件打开，泄压电机转动带动蜗轮蜗杆副17转动，蜗轮连接的闸门杆15转动，由于限位滑块163和限位面164的配合作用，闸门杆15转动带动限位滑块163向外平移，封堵头16和限位滑块163一体向外移动，从而完成压力腔11内的快速泄气，压力腔11内的压力迅速和外界大气压持平，第一弹簧181和第二弹簧182复位，带动活塞杆106向外弹出，由于前轮架6上的前轮5约束在地面上，因此在第一弹簧181和第二弹簧182的作用下，蓄能腔的壳体10和车架2向上弹起，从而完成车体尤其是前侧的向上弹起，方便电动车上马路牙子、台阶等，避让路面障碍。本申请的另一个经济上的好处在于可以替代传统的减震结构，兼具有减震和弹射作用，对车体的整体结构影响小，从而减省车体重新建模设计的成本，通用性好。

实施例1中，由于可调安全阀13的存在，蓄能腔的压力腔11内压力在一定范围内波动，因此活塞105具有一定的上下运动并复位的能力，因此除了作为弹射装置使用，还具有减震的功能。

而实施例2和实施例3通过两段活塞杆106的设置，通过减震弹簧183减震，将弹射和减震的功能弹簧分开，活塞105在压力腔11内的压力到达可调安全阀13的限定压力后的运动范围小，从而能够减小压力腔11内的压力波动范围，提高弹射装置的安全性和使用寿命，并且由于减震弹簧183的缓冲作用，在弹射装置使用时，活塞105先复位，压缩减震弹簧183后才会传递到下段的活塞杆106，弹射作用相比实施例1来得平缓，从而更加舒适，利用电动车停靠时的使用。

为了保证活塞杆106的使用寿命，保证弹射作用可靠，蓄能腔壳体10的下方可固定设有套设在活塞杆106的外侧的能够轴向折叠的波纹管，作为活塞杆106的保护罩，保证活塞杆106相对蓄能腔的壳体10轴向移动的能力的前提下，用于活塞杆106外侧的防尘和防颗粒碰撞。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。例如，实施例1可做180度旋转变换，从而活塞杆连接车架，蓄能腔的壳体连接前轮架，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种能带动车体弹射的减震结构，其特征是，包括蓄能腔，蓄能腔上设有只能进气的单向阀，蓄能腔上还设有可调安全阀和泄气闸门组件，蓄能腔内设有相对蓄能腔滑动设置的活塞杆，活塞杆一端设有与蓄能腔内壁配合的活塞，蓄能腔内设有和活塞配合的弹射弹簧。

2.根据权利要求1所述的一种能带动车体弹射的减震结构，其特征是，所述泄气闸门组件包括闸门杆，闸门杆的外侧套设一驱动动力元件，闸门杆的一端设有封堵头，封堵头上设有若干层密封圈。

3.根据权利要求2所述的一种能带动车体弹射的减震结构，其特征是，所述蓄能腔外设有外凸的安装环，安装环上设有安装架，安装架上设有泄气电机，泄气电机连接一蜗轮蜗杆副，闸门杆与蜗轮蜗杆副的蜗轮同轴固定连接，安装环上设有配合封堵头的泄气孔，封堵头朝向闸门杆的一端设有限位滑块，安装架上设有配合限位滑块的限位面；封堵头内设有盲孔，盲孔的内壁和闸门杆的外侧壁设有配合的传动螺纹。

4.根据权利要求2或3所述的一种能带动车体弹射的减震结构，其特征是，所述封堵头包括圆台形的中间段，中间段的一端设有圆柱段，限位滑块位于中间段的另一端，中间段和圆柱段的侧面均设有密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种能带动车体弹射的减震结构，其特征是，所述弹射弹簧包括位于活塞一侧并套设在活塞杆外侧的第一弹簧和位于活塞另一侧的第二弹簧。

6.根据权利要求5所述的一种能带动车体弹射的减震结构，其特征是，所述第一弹簧为两端大中间小的异径弹簧。

7.根据权利要求1所述的一种能带动车体弹射的减震结构，其特征是，所述活塞杆为两段式结构，两段活塞杆之间设有减震弹簧。

8.根据权利要求7所述的一种能带动车体弹射的减震结构，其特征是，所述活塞杆内设有密闭的缓冲腔，缓冲腔的形状为沙漏形，缓冲腔的轴线与活塞杆同轴，缓冲腔内设有耗能液，耗能液的体积小于缓冲腔的体积。

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