CN206623934U - 一种公共自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无轨陆用车辆技术领域，具体是一种公共自行车，车架上设有中控台和发电与助力系统，传动装置包括位于车架下部的牙盘外壳，牙盘外壳的左右两侧分别通过一曲柄连接左、右脚踏板，牙盘外壳内设有牙盘，牙盘外壳与车架内部相通，在车架内部、位于车架与后叉的连接处设有中间轴，中间轴上同轴设有中间轴单向自由飞轮、中间轴固定齿轮，在后叉与后轮的连接处设有后连接轴，后连接轴上设有后轮固定齿轮，牙盘与中间轴单向自由飞轮之间、中间轴固定齿轮与后轮固定齿轮之间分别通过一传动链连接。本实用新型具有智能化特点，带有GPS卫星定位、蓝牙开锁关锁、防盗报警、夜晚车轮彩色动画影像显示等功能。

Description

一种公共自行车

[技术领域]

本实用新型涉及无轨陆用车辆技术领域，具体是一种公共自行车。

[背景技术]

在目前市场上，所使用的公共自行车，归纳起来主要包括以下几类：

1、普通自行车：一种完全靠人力踩动踏脚板传动车轮前行的自行车；

2、电瓶助力自行车：一种在人力自行车基础上，车轮上安装直流电机，用蓄电瓶电能供电来驱动电机转动，带来车辆一定速度前行的电动自行车；

众所周知，中国是一个自行车王国，全国拥有自行车近4亿辆，是人们出行的一种不可缺少的通勤交通工具。随着科技的不断进步和发展，自行车领域在技术、新材料应用等虽有长足的发展，但与当今的互联网科技发展还存在着一定差距。因此市场上需要一种让自行车智能化、与互联网结合，为人们出行创造更便捷的绿色通勤交通工具。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种结构新颖、安全可靠、方便智能的公共自行车，包括车架、车把、前轮、后轮、刹车、座垫、传动装置，车架的前端和后端分别连接有前叉和后叉，所述的车架上设有中控台和发电与助力系统，所述的传动装置包括位于车架下部的牙盘外壳，牙盘外壳的左右两侧分别通过一曲柄连接左、右脚踏板，所述的牙盘外壳内设有牙盘，牙盘外壳与车架内部相通，在车架内部、位于车架与后叉的连接处设有中间轴，所述的中间轴上同轴设有中间轴单向自由飞轮、中间轴固定齿轮，在后叉与后轮的连接处设有后连接轴，所述的后连接轴上设有后轮固定齿轮，所述的牙盘与中间轴单向自由飞轮之间、中间轴固定齿轮与后轮固定齿轮之间分别通过一传动链连接，所述的中间轴单向自由飞轮、中间轴固定齿轮、后轮固定齿轮、传动链均设在车架内部。

所述的发电与助力系统包括发电机、助力电机，所述的发电机包括发电机二级变速齿轮、发电机电枢、发电机永磁钢，所述的助力电机包括助力电机二级变速齿轮、助力电机永磁钢、主力电机电枢、驱动马达、压力传感器、加速度传感器，所述的发电机连接两组超级电池，两组超级电池连接助力电机的驱动马达，所述的驱动马达连接压力传感器和加速度传感器；

所述的中间轴单向自由飞轮包括第一中间轴单向自由飞轮、第二中间轴单向自由飞轮和第三中间轴单向自由飞轮，所述的第一中间轴单向自由飞轮、第二中间轴单向自由飞轮和第三中间轴单向自由飞轮均同轴设置在中间轴上并位于坐垫下方，其中所述的第一中间轴单向自由飞轮通过传动链与牙盘连接，所述的第二中间轴单向自由飞轮通过发电机二级变速齿轮与发电机连接，所述的第三中间轴单向自由飞轮通过助力电机二级变速齿轮与助力电机的驱动马达连接。

在车架内部、位于牙盘的上方设有导向轮，所述的牙盘与中间轴单向自由飞轮之间的链条与导向轮的下方轮齿啮合。

所述的牙盘及牙盘外壳的圆心处具有一直径相同的通孔，牙盘采用无轴芯的内置结构以及轮轨、双滚轮设计，所述的车架下部设有用于安装牙盘外壳和牙盘的牙盘圆孔，牙盘内嵌在牙盘外壳的中心，在牙盘的左右两侧嵌入两条不锈钢轮轨，牙盘圆孔内设置六组滚轮，六组滚轮沿圆周均布，牙盘上的两条不锈钢轮轨与滚轮匹配后装上滚轮销钉固定。每组滚轮各包括两个并排设置的滚轮，每个滚轮的表面具有凹槽。

所述的车架内部设有锁具，锁具包括微型伺服电机、锁体、锁舌，锁舌受到微型伺服电机控制在锁体上伸出或缩回，对应实现关锁或开锁，所述的锁舌设置在中间轴固定齿轮一侧，当锁舌伸出时，锁舌卡在中间轴固定齿轮的两相邻锯齿之间，由此限制中间轴固定齿轮的转动，即关锁状态，当锁舌缩回时，缩回至锁体内，不与中间轴固定齿轮接触，此时变速飞轮的转动不受限制，即开锁状态。锁具连接一蓝牙控制装置，蓝牙控制装置连接中控台。

所述的前轮和后轮分别包括前轮毂和后轮毂，前轮毂和后轮毂的每根辐条内均设有LED双面灯板安装槽，LED双面灯板安装槽内设有LED双面灯板，所述的LED双面灯板连接中控台，所述的LED双面灯板外部通过透明树脂封装。

在车架上设有一空心的车座垫基座管，所述的座垫通过一升降调节杆设置在该车座垫基座管内，在升降调节杆中腹部向内冲制一条长150mm凹槽，并斜向旋转45度分三节冲制槽口，升降调节杆插入座管内后，在管内装入销钉。

在车架的前端设有日/夜行灯，所述的日/夜行灯连接中控台。

在车架上设有闪光灯，所述的闪光灯连接中控台。

所述的车把包括左车把和右车把，所述的左车把和右车把均为S型，所述的车篮一体式地设置在左车把和右车把之间。这种车把与车篮整体式设计，使公共自行车的车把兼具了必要的便利性装置，减少了公共自行车的附加外置件。

车架内具有GPS卫星定位装置，车架内还设有一语音播报扬声器，所述的语音播报扬声器连接中控台，该语音播报扬声器自动与GPS卫星地图软件模块响应，有声提示通行环境。

本实用新型同现有技术相比，其优点在于：

1、通过互联网+公共租车系统，实现车载设备、客户端(APP)、营运管理平台在公共自行车服务管理上所发挥出的巨大优势。

2、在车架内安置的GPS卫星定位仪、蓝牙芯片集成模块，实现了自行车的定位、蓝牙开锁关锁、防盗报警、车轮动画影像自动播放的智能功效。在车架座垫下方安装了一套大功率的无阻尼发电系统装置，在保证智能化系统供电的情况下，还为骑行者提供助力功能。

3、通过无轴内置式牙盘设计，将链条完全设计在车架结构内部，并改变了飞轮装置在后车轮轴芯上传统位置传动结构，在自行车外观车架上，看不见牙盘、链条、飞轮等传动机构，使得链条传动机构的故障率大大降低。同时，摒弃了传统外置式车锁装置，在车架后叉链条传动腔内，安装一微型电动控制的车锁，通过蓝牙软件模块，接受开锁关锁的信号，驱动锁具上的微型伺服电机，锁舌与中间轴固定齿轮锁闭关合，实现开锁关锁功能，将车锁设置在车架内与链条传动机构相结合，使得锁具不易遭到破坏。

综上所述，本实用新型为在现有各类型公共自行车、公共电动自行车等安全性所存在的不足基础上，进行研究和改进后，设计的一种智能化的公共自行车。具有智能化特点，带有GPS卫星定位、蓝牙开锁关锁、防盗报警、夜晚车轮彩色动画影像显示等。本实用新型具有自发电装置驱动电机，不用蓄电池供电，采用镁合金整体车架，配置空心式无轴牙盘、内置传动链条、飞轮结构，使用更稳定。同时一体式的车把与车篮，车把中央设有中控台安放智能手机。本实用新型还具有单臂式的前后叉、刹车线内置控制、免充气轮胎、整体式车轮毂。结构简洁、轻便美观、骑行轻松。

[附图说明]

图1是本实用新型的流程架构原理图；

图2是本实用新型的主要结构示意图；

图3是本实用新型图2的俯视图；

图4是本实用新型图2的侧视图；

图5是本实用新型的传动装置结构示意图；

图6(a)是本实用新型的座垫结构示意图；

图6(b)是图6(a)的A-A剖视图；

图7是本实用新型的内置牙盘结构示意图；

图8是本实用新型图7的B-B剖视图；

图9是本实用新型的前轮或后轮结构示意图；

图10是本实用新型图9的C-C剖视图；

图11是本实用新型图9的D-D剖视图；

图12是本实用新型的发电与助力系统结构示意图；

图13是本实用新型的锁体主要结构示意图；

图14是本实用新型的车把结构示意图；

如图所示，图中：1.车把2.前叉3.前轮毂4.前挡泥板5.车架6.牙盘7.后轮毂9.后挡泥板10.发电及助力系统11.座垫12.右踩踏板13.左踩踏板14.中控台15.车篮16.日/夜行灯17.导向轮18.中间轴单向自由飞轮19.车座垫基座管20.传动链21.不锈钢轮轨22.滚轮销钉23.滚轮24.左脚踏板曲柄25.牙盘外壳26.辐条27.LED双面灯板28.封装树脂29.LED双面灯板安装槽30.第二中间轴单向自由飞轮31.第一中间轴单向自由飞轮32.第三中间轴单向自由飞轮33.后轮固定齿轮34.助力电机二级变速齿轮35.助力电机永磁钢36.助力电机电枢37.发电机二级变速齿轮38.发电机永磁钢39.发电机电枢40.后叉41.锁舌42.微型伺服电机43.左车把44.右车把45.中间轴固定齿轮。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型主要用于公共自行车系统，如图1所示，公共自行车系统主要包括公共自行车车载设备、公共自行车客户端和公共自行车营运平台。其中，公共自行车车载设备主要包括该公共自行车，集成了GPS卫星定位、蓝牙车锁、发电及助力系统和LED双面灯板等于一体。公共自行车客户端主要包括APP用户注册、蓝牙开锁关锁、卫星导航和租金支付，公共自行车营运平台主要包括用户管理平台、营运管理平台、维保管理平台和显示屏管理平台。由于GPS卫星定位、防盗报警、智能模块等装置均为现有技术，本实施方式中不再就其结构和工作原理进行详叙。

为实现公共使用的特性，本实用新型车架、轮毂采用了新材料镁合金整体压铸设计，使车重量更轻、车架刚性更强。并将车把与车篮、牙盘与各齿轮、传动链条、刹车控制线、智能模块、安全日行灯、尾灯、车锁等全部采取内置设计结构，使智能公共自自行车外观更简洁，与社会私人自行车不具有部件的互配性。如图2～图3所示，本实用新型主要包括车架5、车把1、前轮、后轮、座垫11、传动装置。车架的前端和后端分别连接有前叉2和后叉40，车架上设有中控台14和发电与助力系统10。本实用新型将牙盘6和传动链条通过内置的中间轴结构设计，把牙盘、各齿轮、链条装置在车架内部，使自行车外部十分简洁，降低了公共自行车维修工作量，有效提高公共自行车使用寿命。传动装置包括位于车架下部的牙盘外壳25，牙盘外壳的左右两侧分别通过一曲柄连接左、右脚踏板，牙盘外壳内设有牙盘6，牙盘外壳25与车架内部相通，在车架内部、位于车架与后叉的连接处设有中间轴单向自由飞轮，在后叉与后轮的连接处设有后轮固定齿轮33，牙盘与中间轴单向自由飞轮之间、变速飞轮与后轮固定齿轮33之间分别通过一传动链连接，中间轴单向自由飞轮、后轮固定齿轮33、传动链均设在车架内部。在车架内部、位于牙盘的上方设有导向轮，牙盘与中间轴单向自由飞轮之间的链条与导向轮的下方轮齿啮合，如图5所示。

如图7、图8所示，本实用新型的牙盘采用了无轴芯的内置结构设计，将牙盘内嵌在牙盘外壳的中心，并在牙盘的左右两侧嵌入两条不锈钢轮轨21。牙盘采用双轮轨、双滚轮设计，在车架的牙盘圆孔内设置了六套双滚轮23，牙盘上的两条不锈钢轮轨与滚轮匹配后装上销钉，踩踏牙盘上左右两只脚踏，实现人力骑行功能。

如图4所示，车架的前端设有日/夜行灯16，日/夜行灯16连接中控台14，在公共自行车开锁后，设置在车前的白色灯光即亮，无论日夜，为公共自行车行驶中给机动车提供显目警示，提高公共自行车行驶安全性。同时，车架上设有闪光灯，闪光灯连接中控台。当夜间需要找车时，该闪光灯可帮助用户分辨车的位置，及时、迅速找到匹配车辆。

如图6(a)、图6(b)所示，在车架上设有一空心的车座垫基座管19，座垫11通过一升降调节杆设置在该车座垫基座管内，在升降调节杆中腹部向内冲制一条长150mm凹槽，并斜向旋转45度分三节冲制槽口，升降调节杆插入座管内后，在管内装入销钉。该座垫升降调节简易防盗设计，有效降低了公共自行车座垫遭到人为破坏的频率。

如图9～图11所示，在公共自行车骑行时，通过软件模块接受功能，二只车轮即成二块LED显示屏，播放出预先所编辑在图像，为公共自行车在保持公益性的前提下提升商业价值。用户在夜晚骑行时，安装于轮毂辐条中间的LED双面灯板27，当骑行速度达到8km/h时，此时的轮毂即成为一个LED显示屏，存储在灯条芯片中的图像即刻显示了出来，成为夜色中一道绚丽风景。公共自行车自发电系统在满足GPS、日/夜行灯、LED双面灯板用电的前提下，将多佘电能储存起来，智能模块自动调整助力功能为用户提供助力骑行。同时，无轴牙盘的设计，将传统的链条传动方式由外置变为了内置结构，降低了链条传动的故障率，延长了链条使用寿命。

位于座垫下方的一个中间轴上的三组单向自由飞轮和一组固定齿轮，即第一中间轴单向自由飞轮31、第二中间轴单向自由飞轮30、第三中间轴单向自由飞轮32和中间轴固定齿轮45。中间轴上的第一中间轴单向自由飞轮31与牙盘6通过传动链连接，第二中间轴单向自由飞轮30通过发电机二级变速齿轮37的增速与发电机连接，第三中间轴单向自由飞轮32通过助力电机二级变速齿轮34的减速与助力电机连接，中间轴固定齿轮45与后轮固定齿轮通过传动链连接，使之在骑行状态下相互间作用达到发电机向二组超级电池智能轮换式充电，二组超级电池智能轮换向助力电机供电，实现助力驱动的功能，如图12所示。当在骑行状态下，踩踏牙盘通过传动链带动第一中间轴单向自由飞轮31，中间轴上安装一中间轴固定齿轮45，通过传动链再与后轮固定齿轮33连接，便实现自行车的前进。本实用新型的发电原理为：踩踏牙盘带动第二中间轴单向自由飞轮30，通过发电机二级变速齿轮37与无铁芯发电机产生发电功能，发出来的电随及储蓄于超级电池之中，供用电设备使用。助力：当自行车上有一定负重后，进行踩踏并达到一定频率，驱动马达接受到压力传感器和加速度传感器发出的驱动信号，驱动马达通过超级电池的供电以及助力电机二级变速齿轮34的减速，带动第三中间轴单向自由飞轮32，便实现了助力功能；当车速低于驱动马达的启动要求时助力功能便自动停止；或要停止助力功能时，只要紧握车把上的刹车把手，助力功能便立即停止。

如图13所示，车架内部设有锁具，锁具包括微型伺服电机42、锁体、锁舌41，锁舌受到微型伺服电机控制在锁体上伸出或缩回，对应实现关锁或开锁，锁舌设置在中间轴固定齿轮45一侧，当锁舌伸出时，锁舌卡在中间轴固定齿轮45的两相邻锯齿之间，由此限制中间轴固定齿轮45的转动，当锁舌缩回时，缩回至锁体内，不与中间轴固定齿轮45接触。通过这种结构将锁具集成在车架内部，更有效地保护锁具不被破坏。

本实用新型为实现智能功能，采用了GPS卫星定位技术，用户通过手机APP功能在自己的手机上随时掌握了解公共自行车的方位，并在卫星定位技术的作用下，用户通过手机APP功能实现了公共自行车防盗失窃的财产保障功能。同时，本实用新型还采用了蓝牙技术，让用户在一定距离的范围内遥控自行车的开锁和关锁。用户在进行蓝牙开锁关锁瞬间，将手机APP上的所编辑好的动画影像传输至车轮上芯片软件中，当骑行达到一定速度后(8km/h以上)，发电与助力系统储存的电能传输到车轮，自动播放出动画影像，在夜色中绚丽夺目，使用户骑行心情更加愈悦。

本实用新型的中控台上可为用户安放智能手机，在APP功能下，可预设目的地进行导航，并一目了然地掌握了骑行速度、骑行里程、消耗时间等个人实用数据。

本实用新型为达到智能化系统用电免维护要求，采用了无阻尼的大功率(300W)自发电技术装置，当用户骑行达到踩踏频率60r/min以上时，发电装置即可发出24V300W的电能，以满足本公共自行车上智能模块用电的供电，并能供驱动电机(190W)进行助力的作用，骑行者如要停车只须用手把上的刹车把进行刹车，车行速度即可降低，发电装置自然停止了发电，操作简单，不会发生操作失控。

本实用新型通过互联网+实现了公共自行车随用随停的公共使用便捷性。同时，利用设计的独特性，在保持一定公益性的基础上，将公共自行车的商业价值进行了较大的提升。

使用时，用户主要通过租车系统客户端(APP)，打开手机APP地图查找公共自行车停车位置，走近所选公共自行车，用户手机APP便自动显示蓝牙开锁键，按下开锁键后公共自行车即可骑行，到达目前地后按下蓝牙关锁键，自动显示租金金额便自动从用户充值帐户内扣除租费，即完成了一次公共自行车租用。

Claims (12)

1.一种公共自行车，包括车架(5)、车把(1)、前轮、后轮、刹车、座垫(11)、传动装置，车架的前端和后端分别连接有前叉(2)和后叉(40)，其特征在于所述的车架上设有中控台(14)和发电与助力系统(10)，所述的传动装置包括位于车架下部的牙盘外壳(25)，牙盘外壳的左右两侧分别通过一曲柄连接左、右脚踏板，所述的牙盘外壳内设有牙盘(6)，牙盘外壳与车架内部相通，在车架内部、位于车架与后叉的连接处设有中间轴，所述的中间轴上同轴设有中间轴单向自由飞轮(18)、中间轴固定齿轮，在后叉与后轮的连接处设有后连接轴，所述的后连接轴上设有后轮固定齿轮(33)，所述的牙盘与中间轴单向自由飞轮之间、中间轴固定齿轮与后轮固定齿轮之间分别通过一传动链连接，所述的中间轴单向自由飞轮、中间轴固定齿轮、后轮固定齿轮、传动链均设在车架内部。

2.如权利要求1所述的一种公共自行车，其特征在于所述的发电与助力系统包括发电机、助力电机，所述的发电机包括发电机二级变速齿轮(37)、发电机电枢(39)、发电机永磁钢(38)，所述的助力电机包括助力电机二级变速齿轮(34)、助力电机永磁钢(35)、助力电机电枢(36)、驱动马达、压力传感器、加速度传感器，所述的发电机连接两组超级电池，两组超级电池连接助力电机的驱动马达，所述的驱动马达连接压力传感器和加速度传感器；

所述的中间轴单向自由飞轮包括第一中间轴单向自由飞轮(31)、第二中间轴单向自由飞轮(30)和第三中间轴单向自由飞轮(32)，所述的第一中间轴单向自由飞轮(31)、第二中间轴单向自由飞轮(30)和第三中间轴单向自由飞轮(32)均同轴设置在中间轴上并位于坐垫下方，其中所述的第一中间轴单向自由飞轮(31)通过传动链与牙盘连接，所述的第二中间轴单向自由飞轮(30)通过发电机二级变速齿轮(37)与发电机连接，所述的第三中间轴单向自由飞轮(32)通过助力电机二级变速齿轮(34)与助力电机的驱动马达连接。

3.如权利要求1或2所述的一种公共自行车，其特征在于在车架内部、位于牙盘的上方设有导向轮(17)，所述的牙盘(6)与中间轴单向自由飞轮(18)之间的链条与导向轮的下方轮齿啮合。

4.如权利要求1所述的一种公共自行车，其特征在于所述的车架下部设有用于安装牙盘外壳(25)和牙盘(6)的牙盘圆孔，牙盘及牙盘外壳的圆心处具有一直径相同的通孔，牙盘内嵌在牙盘外壳的中心，在牙盘的左右两侧嵌入两条不锈钢轮轨(21)，牙盘圆孔内设置六组滚轮(23)，六组滚轮沿圆周均布，牙盘上的两条不锈钢轮轨与滚轮匹配后装上滚轮销钉(22)固定。

5.如权利要求4所述的一种公共自行车，其特征在于每组滚轮各包括两个并排设置的滚轮(23)，每个滚轮的表面具有凹槽。

6.如权利要求1所述的一种公共自行车，其特征在于所述的车架内部设有锁具，锁具包括微型伺服电机(42)、锁体、锁舌(41)，锁舌受到微型伺服电机控制在锁体上伸出或缩回，对应实现关锁或开锁，所述的锁舌设置在中间轴固定齿轮(45)一侧，当锁舌伸出时，锁舌卡在中间轴固定齿轮的两相邻锯齿之间，由此限制中间轴固定齿轮的转动，当锁舌缩回时，缩回至锁体内，不与中间轴固定齿轮接触，所述的锁具连接一蓝牙控制装置，蓝牙控制装置连接中控台(14)。

7.如权利要求1所述的一种公共自行车，其特征在于所述的前轮和后轮分别包括前轮毂(3)和后轮毂(7)，前轮毂和后轮毂的每根辐条内均设有LED灯条安装槽(29)，LED灯条安装槽内设有LED双面灯板(27)，所述的LED双面灯板连接中控台(14)，所述的LED双面灯板外部通过透明树脂封装。

8.如权利要求1所述的一种公共自行车，其特征在于在车架上设有一空心的车座垫基座管(19)，所述的座垫(11)通过一升降调节杆设置在该车座垫基座管内，在升降调节杆中腹部向内冲制一条长150mm凹槽，并斜向旋转45度分三节冲制槽口，升降调节杆插入座管内后，在管内装入销钉。

9.如权利要求1所述的一种公共自行车，其特征在于在车架的前端设有日/夜行灯(16)，所述的日/夜行灯连接中控台(14)。

10.如权利要求1所述的一种公共自行车，其特征在于在车架上设有闪光灯，所述的闪光灯连接中控台。

11.如权利要求1所述的一种公共自行车，其特征在于在车把上一体式地设有车篮(15)，所述的车把包括左车把(43)和右车把(44)，所述的左车把和右车把均为S型，所述的车篮一体式地设置在左车把和右车把之间。

12.如权利要求1所述的一种公共自行车，其特征在于在车架内具有GPS卫星定位装置，车架内还设有一语音播报扬声器，所述的语音播报扬声器连接中控台。