CN116238270B - 一种电动自行车减震车轮结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动自行车减震车轮结构，涉及车轮技术领域。该电动自行车减震车轮结构，包括轮辋、外胎和轮毂，所述轮辋的内部装入有第一阻尼圈，所述轮辋的外侧固定连接有限位块且在外侧套设有通过限位块限位的内撑芯，所述轮辋的两个端面固定有内外分布的压圈和内圈，所述轮辋两侧的压圈内侧固定连接一个支撑架，所述支撑架的另一侧均固定连接有侧支板，且在各个侧支板的另一端处固定连接有同一个支撑圈。通过内贴内撑垫的外支板以连接球为铰接点对两侧外胎的挤压，使得在撞到高低不平缝隙时外胎与地面的接触面积增大，增加了侧滑阻力，配合顶块与第一阻尼圈的阻尼作用以及内撑芯的材质，实现了对碰撞感的削减。
Description
技术领域
本发明涉及车轮技术领域，具体为一种电动自行车减震车轮结构。
背景技术
车轮由轮毂、轮娴以及连接这两元件间的轮辐所组成。车轮按轮辋和辐板的连接形式，可分为组合式车轮和整体式车轮。电动自行车的车轮是日常中常见的车轮结构形式，其通过车轮的轮胎与地面接触，在摩擦力的作用下推动电动自行车进行运动，当轮胎的侧面与路面高低不平的缝隙接触，并贴着缝隙骑行时就会发生侧滑，这样的情况也经常导致骑行者滑倒，而现有的车轮通常采用加宽轮胎或者将轮胎边缘增加增摩槽，但是实际效果并不佳，因此需要对现有技术进行改进。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种电动自行车减震车轮结构，解决了现有技术中电动自行车在贴着路面高低不平的缝隙骑行时产生明显滑动和颠簸的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电动自行车减震车轮结构，包括轮辋、外胎和轮毂，所述轮辋的内部装入有第一阻尼圈，所述轮辋的外侧固定连接有限位块且在外侧套设有通过限位块限位的内撑芯，所述轮辋的两个端面固定有内外分布的压圈和内圈，所述轮辋两侧的压圈内侧固定连接一个支撑架，所述支撑架的另一侧均固定连接有侧支板，且在各个侧支板的另一端处固定连接有同一个支撑圈，所述支撑圈的内侧固定连接有弧形的支撑条；
所述轮毂的外侧设置有间隔分布的第一连接板和内凹槽，所述内凹槽的内部固定有挡块，所述挡块和内凹槽内内嵌有一个呈环形分布的挤压支撑条在内凹槽内侧部分的第二阻尼圈；
所述内撑芯的内部在限位块之间设置有连接槽，所述连接槽内活动连接有连接球，所述连接球中部贯穿且固定连接有连接杆，所述连接杆的两端固定连接有连接架，所述连接架的另一端固定连接有外支板，所述外支板的内侧固定连接有与内撑芯端面滑动连接的硅橡胶制成的内撑垫，所述连接球的外侧面固定有可在内撑芯内摆动的顶块，所述顶块伸入到第一阻尼圈的外侧。
优选的，所述压圈、支撑架、侧支板、支撑圈、支撑条、外支板均由碳纤维材质制成。
优选的，所述轮辋位于支撑架的内侧处固定连接有第二连接板，所述第二连接板和第一连接板之间转动连接有穿过支撑架和支撑圈的减震器。
优选的，所述内撑芯由聚氨酯材料制成且圆周外侧面设置有圈槽，所述圈槽的内部套设有充气内芯，所述充气内芯的纵截面为椭圆形。
优选的，所述内撑芯在圈槽两侧处设置有扣槽，所述扣槽的内部均卡入有卡块，位于所述圈槽两侧的扣槽之间固定有增摩圈将充气内芯压向圈槽，所述增摩圈和卡块均由石墨烯材质制成，所述增摩圈与外胎的内壁紧贴。
优选的，所述内撑芯的内部设置有安装口，所述安装口的内部安装有弹性支撑件，所述安装口分布于限位块和连接槽之间。
优选的，所述内撑芯的内部中空，且各处壁厚均匀，所述内撑芯的外侧设置有防滑纹。
优选的，所述外胎卡在压圈和内圈之间并将外支板、内撑垫和内撑芯包裹在内部，所述外胎与外支板的最大外径差为2-3mm。
优选的，连接所述支撑架的两个侧支板分布于穿过支撑架的减震器的两侧，所述减震器包括弹簧，所述弹簧位于两个侧支板之间。
优选的，所述第二阻尼圈和第一阻尼圈均由密封外层以及内部填充的阻尼油和轻质颗粒组成。
本发明提供了一种电动自行车减震车轮结构。具备以下有益效果：
1、本发明中，通过内贴内撑垫的外支板以连接球为铰接点对轮辋两侧的外胎的挤压，使得在撞到高低不平缝隙时外胎与地面的接触面积增大，进而增大了发生侧滑的阻力，配合顶块与第一阻尼圈的阻尼作用以及内撑芯的材质，实现了对碰撞感的削减，使得电动自行车安全性、舒适性更强。
2、本发明中，通过减震器以及压圈、支撑架、侧支板、支撑圈、支撑条和第二阻尼圈组成的结构共同组成双减震结构，使电动自行车骑行起来更舒服，在骑行过程中，压圈会受压挤压向内圈，进而将外胎压紧，防止外胎在近地面一侧运动时滑出压圈和内圈之间。
3、本发明中，在外胎在近地面一侧运动受压时，在增摩圈与外胎的接触作用，对内撑芯和外胎的相对运动产生阻力，在充气内芯的作用下也可以对外胎撞到石子时起到缓冲作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明图1中A处的放大图；
图3为本发明中内撑芯处的结构示意图；
图4为本发明图3中B处的放大图；
图5为本发明在限位块处的剖视图；
图6为本发明图5中C处的放大图；
图7为本发明在连接球处的剖视图；
图8为本发明图7中D处的放大图；
图9为本发明中连接球和顶块的连接示意图；
图10为本发明的正视图。
其中，1、轮辋；2、压圈；3、支撑条；4、挡块；5、轮毂；6、第一连接板；7、外胎；8、侧支板；9、支撑圈；12、减震器；13、支撑架；14、第二连接板；16、内撑垫；17、外支板；18、连接架；19、内撑芯；20、安装口；21、弹性支撑件；22、扣槽；23、卡块；24、增摩圈；25、内圈；26、导槽；27、第一阻尼圈；28、限位块；29、充气内芯；30、连接杆；31、顶块；32、连接球；33、导块；34、第二阻尼圈。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1-10所示，本发明实施例提供一种电动自行车减震车轮结构，包括轮辋1、外胎7和轮毂5，轮辋1的内部装入有第一阻尼圈27，轮辋1的外侧壁设置有连接口，轮辋1的外侧固定连接有限位块28且在外侧套设有通过限位块28限位的内撑芯19，连接口位于限位块28之间，在内撑芯19的内圈侧壁设置有限位槽，限位块28卡入到限位槽内，且两者内壁紧贴，这样可以有利于轮辋1通过限位块28带动内撑芯19进行转动，限位槽和限位块28均是均匀分布，内撑芯19的内部中空，且各处壁厚均匀，内撑芯19的外侧设置有防滑纹，内撑芯19位于外胎7的内部，通过在设置内撑芯19的外侧设置防滑纹，可以提高内撑芯19和外胎7的接触摩擦阻力，便于内撑芯19带动外胎7转动，上述的轮毂5用于连接电动自行车的轮轴；
轮辋1的两个端面固定有内外分布的压圈2和内圈25，外胎7卡在压圈2和内圈25之间，轮辋1两侧的压圈2内侧固定连接一个支撑架13，在支撑架13受压时，会将压圈2下压向外胎7，使得电动自行车骑行期间，外胎7与地面接触时，外胎7在压圈2和内圈25更加不易滑动，这里为了提高压圈2和内圈25跟外胎7的防滑性，可以在外胎7的端部以及压圈2和内圈25相互朝向的一侧增设防滑纹；
支撑架13的另一侧均固定连接有侧支板8，且在各个侧支板8的另一端处固定连接有同一个支撑圈9，侧支板8连接支撑圈9的一端覆盖支撑圈9圆弧侧面的角度至少为40度，支撑圈9的内侧固定连接有弧形的支撑条3，支撑条3为弧形结构，且两端向外弯曲贴在支撑圈9的内侧面上，支撑条3的数量至少3个且等间距分布，侧支板8的厚度在5-10mm，支撑圈9的厚度在3-5mm之间，支撑条3的厚度在2-3mm之间，轮毂5的外侧设置有间隔分布的第一连接板6和内凹槽，第一连接板6和内凹槽的数量与支撑条3的数量相等，内凹槽的内部固定有挡块4，挡块4和内凹槽内内嵌有一个呈环形分布的挤压支撑条3在内凹槽内侧部分的第二阻尼圈34，第二阻尼圈34呈环形结构，配合挡块4可以防止支撑条3与内凹槽分离，在轮毂5受压时，轮毂5通过支撑条3压向支撑圈9，进而支撑圈9向下通过侧支板8压向支撑架13，进而使压圈2压向外胎7，过程中支撑条3挤压第二阻尼圈34位于挡块4处的部分；
内撑芯19的内部在限位块28之间设置有连接槽（连接槽的具体在说明书附图3可见），连接槽内活动连接有连接球32，连接球32由硬质合金制成，连接球32的两端内伸到连接槽的两侧壁，连接槽在轮辋1的轴线方向贯通，连接球32中部贯穿且固定连接有连接杆30，连接杆30在连接球32两端处的长度一致，连接杆30的两端固定连接有连接架18，连接架18的另一端固定连接有外支板17，外支板17均与内撑芯19的端面平行，外支板17的内侧固定连接有与内撑芯19端面滑动连接的硅橡胶制成的内撑垫16，内撑垫16远离外支板17的一侧面与内撑芯19的端面紧贴，内撑垫16远离外支板17的部分设有有硅橡胶材质制成的导块33，内撑芯19朝向内撑垫16的一侧面设置有向内撑垫16直径方向外侧贯通的导槽26，导槽26与导块33滑动配合，在外支板17偏向内撑芯19时，内撑垫16被挤压变形，连接球32的外侧面固定有可在内撑芯19内摆动的顶块31，顶块31伸入到第一阻尼圈27的外侧。
压圈2、支撑架13、侧支板8、支撑圈9、支撑条3、外支板17均由碳纤维材质制成，轮辋1、轮毂5、限位块28为铝合金材质或镁合金材质，具体可参考汽车轮毂的材质。
轮辋1位于支撑架13的内侧处固定连接有第二连接板14，第二连接板14和第一连接板6之间转动连接有穿过支撑架13和支撑圈9的减震器12，第二连接板14和第一连接板6均由铝合金材质制成。
内撑芯19由聚氨酯材料制成且圆周外侧面设置有圈槽，圈槽的内部套设有充气内芯29，充气内芯29的纵截面为椭圆形，内撑芯19在圈槽两侧处设置有扣槽22，扣槽22的内部均卡入有卡块23，位于圈槽两侧的扣槽22之间固定有增摩圈24将充气内芯29压向圈槽，增摩圈24和卡块23均由石墨烯材质制成，增摩圈24与外胎7的内壁紧贴，在外胎7与地面接触受压时，增摩圈24压向充气内芯29，这里根据充气内芯29内部预先充气程度改变增摩圈24与外胎7的内壁的紧贴程度，圈槽位于内撑芯19宽度方向的中心处。
内撑芯19的内部设置有安装口20，安装口20的内部安装有弹性支撑件21，安装口20分布于限位块28和连接槽之间，弹性支撑件21有两个平行部分以及中间对称分布的弧形部分组成，弹性支撑件21由厚度为2mm的石墨烯材质制成，弹性支撑件21配合限位块28，大大提高了内撑芯19径向受压的能力。
外胎7将外支板17、内撑垫16和内撑芯19包裹在内部，外胎7与外支板17的最大外径差为2-3mm，在上述的最大外径差距，可以方便一个连接球32通过连接杆30连接的两个外支板17更容易同时作用于外胎7，进而使外胎7与地面的接触面积增大，上述的内撑垫16的厚度为3-4mm。
连接支撑架13的两个侧支板8分布于穿过支撑架13的减震器12的两侧，减震器12包括弹簧，弹簧位于两个侧支板8之间，且位于支撑架13和支撑圈9之间，支撑架13和支撑圈9的间距大于弹簧拉伸极限的长度。
第二阻尼圈34和第一阻尼圈27均由密封外层以及内部填充的阻尼油和轻质颗粒组成，这里的轻质颗粒可以由聚苯硫醚、聚氨酯、高密度聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、低密度聚乙烯、聚苯乙烯、铝合金中的任意一种制成，其为表面凹凸不平的球形结构，轻质颗粒满填于密封外层内，在轻质颗粒的直径大于5mm时可内部中空设置，第二阻尼圈34内的阻尼油满填，第一阻尼圈27内的阻尼油填充间隙的85%，在第一阻尼圈27与顶块31接触时，第二阻尼圈34在轮辋1内挤压顶块31，上述的顶块31为扭曲的四面体结构，便于顶块31压向第一阻尼圈27进而起到阻尼吸震的作用，也起到增加接触面积的作用。
工作原理：在该电动自行车减震车轮结构安装到电动自行车后，在骑到高度不平的缝隙处，并且使外胎7的端面与缝隙面接触时，由于电动自行车以及骑行的人的重力作用，外胎7接触缝隙面的一侧对应的外支板17接触到被缝隙面顶起的外胎7内壁，并被推动使连接杆30在连接球32处偏转，进而使另一侧的外支板17向下地面运动，进而挤压远离缝隙面一侧的外胎7向地面，进而提高外胎7与地面的接触面积，由于外胎7在外支板17和压圈2之间的部分悬空，这样可以为外胎7的形变提供方便，但是由于增摩圈24与外胎7的摩擦作用，外胎7并不会发生偏移，过程中连接球32带动顶块31偏转挤压第一阻尼圈27，进而对产生的震动进行削减，同时为连接球32的偏转提供阻力，使电动自行车的颠簸感减小，另外减震器12以及压圈2、支撑架13、侧支板8、支撑圈9、支撑条3和第二阻尼圈34组成的结构共同组成双减震结构，使电动自行车骑行起来更舒服，也减少了电动自行车的侧面骑到高低不平的缝隙处打滑的情况，上述电动自行车的外胎7与高低不平的缝隙接触时外胎7在外支板17和压圈2之间的部分悬空可以对碰到的一瞬间起到缓冲作用。
上述中在外胎7与外支板17的最大外径差为2-3mm的情况下可以适应于高度差为10-15mm的缝隙，增大外胎与外支板的最大外径差值，并对应按照最大外径差值的1.2倍增加内撑垫16的厚度，可以使用更大高度差的缝隙路面，注意外胎与外支板的最大外径差小于15mm。
实施例二：
本实施例与实施例一的不同之处在于：在外胎7内侧面与增摩圈24对应的位置内设防滑纹，并且在外胎7在外支板17和压圈2的部分填充泡沫塑料或者气凝胶，提高外胎7受撞后的缓冲能力，进而进一步提高不平路面的舒适感。
实施例三：
本实施例与实施例一的不同之处在于：轻质颗粒为表面凹凸不平的多面体形，在增加轻质颗粒填充的紧实度后，相较于实施例一抗缝隙撞击能力下降。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种电动自行车减震车轮结构，包括轮辋（1）、外胎（7）和轮毂（5），其特征在于：所述轮辋（1）的内部装入有第一阻尼圈（27），所述轮辋（1）的外侧固定连接有限位块（28）且在外侧套设有通过限位块（28）限位的内撑芯（19），所述内撑芯（19）由聚氨酯材料制成且圆周外侧面设置有圈槽，所述圈槽的内部套设有充气内芯（29），所述充气内芯（29）的纵截面为椭圆形，所述轮辋（1）的两个端面固定有内外分布的压圈（2）和内圈（25），所述轮辋（1）两侧的压圈（2）内侧固定连接一个支撑架（13），所述支撑架（13）的另一侧均固定连接有侧支板（8），且在各个侧支板（8）的另一端处固定连接有同一个支撑圈（9），所述支撑圈（9）的内侧固定连接有弧形的支撑条（3）；
所述轮毂（5）的外侧设置有间隔分布的第一连接板（6）和内凹槽，所述内凹槽的内部固定有挡块（4），所述挡块（4）和内凹槽内内嵌有一个呈环形分布的挤压支撑条（3）在内凹槽内侧部分的第二阻尼圈（34）；
所述内撑芯（19）的内部在限位块（28）之间设置有连接槽，所述内撑芯（19）的内部设置有安装口（20），所述安装口（20）的内部安装有弹性支撑件（21），所述安装口（20）分布于限位块（28）和连接槽之间，所述连接槽内活动连接有连接球（32），所述连接球（32）中部贯穿且固定连接有连接杆（30），所述连接杆（30）的两端固定连接有连接架（18），所述连接架（18）的另一端固定连接有外支板（17），所述外支板（17）的内侧固定连接有与内撑芯（19）端面滑动连接的硅橡胶制成的内撑垫（16），所述连接球（32）的外侧面固定有可在内撑芯（19）内摆动的顶块（31），所述顶块（31）伸入到第一阻尼圈（27）的外侧，所述外胎（7）与外支板（17）的最大外径差为2-3mm；
所述内撑芯（19）在圈槽两侧处设置有扣槽（22），所述扣槽（22）的内部均卡入有卡块（23），位于所述圈槽两侧的扣槽（22）之间固定有增摩圈（24）将充气内芯（29）压向圈槽，所述增摩圈（24）和卡块（23）均由石墨烯材质制成，所述增摩圈（24）与外胎（7）的内壁紧贴。
2.根据权利要求1所述的一种电动自行车减震车轮结构，其特征在于：所述压圈（2）、支撑架（13）、侧支板（8）、支撑圈（9）、支撑条（3）、外支板（17）均由碳纤维材质制成。
3.根据权利要求1所述的一种电动自行车减震车轮结构，其特征在于：所述轮辋（1）位于支撑架（13）的内侧处固定连接有第二连接板（14），所述第二连接板（14）和第一连接板（6）之间转动连接有穿过支撑架（13）和支撑圈（9）的减震器（12）。
4.根据权利要求1所述的一种电动自行车减震车轮结构，其特征在于：所述内撑芯（19）的内部中空，且各处壁厚均匀，所述内撑芯（19）的外侧设置有防滑纹。
5.根据权利要求1所述的一种电动自行车减震车轮结构，其特征在于：所述外胎（7）卡在压圈（2）和内圈（25）之间并将外支板（17）、内撑垫（16）和内撑芯（19）包裹在内部。
6.根据权利要求5所述的一种电动自行车减震车轮结构，其特征在于：连接所述支撑架（13）的两个侧支板（8）分布于穿过支撑架（13）的减震器（12）的两侧，所述减震器（12）包括弹簧，所述弹簧位于两个侧支板（8）之间。
7.根据权利要求6所述的一种电动自行车减震车轮结构，其特征在于：所述第二阻尼圈（34）和第一阻尼圈（27）均由密封外层以及内部填充的阻尼油和轻质颗粒组成。
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