CN206983870U - 车载自行车顶架 - Google Patents

Abstract

车载自行车顶架，包括均沿左右水平方向设置的前横梁和后横梁，前横梁和后横梁的两端下部均设置有紧固连接在汽车车顶部两根车顶杆上的卡爪，前横梁上沿左右水平方向滑动设置有用于固定自行车的车把的两组车把定位安装组件，后横梁上沿左右水平方向滑动设置有用于固定自行车的后轮圈的两组后轮定位安装组件。本实用新型充分考虑汽车运动过程的特性，将自行车翻转倒立后，通过车把和后轮圈联合定位锁紧自行车，具有定位可靠性强、重心大大降低，确保车辆高速行进和转弯时的稳定性。本实用新型只需一人便可完成整个自行车的定位夹紧，使用简单，不用拆卸车轮，无损安装，便于布置多辆自行车。

Description

车载自行车顶架

技术领域

本实用新型涉及一种汽车户外用品技术领域，具体涉及一种车载自行车顶架。

背景技术

随着人们生活水平的提高，许多家庭自驾外出旅游或运动时往往会带上山地自行车等运动装备。由于山地自行车外形尺寸比较大，只能借助车体外部装置进行固定和支承。

传统的自行车顶架自行车直立于车顶，运用前后轮和斜梁（或前叉）三点固定车体来限制自行车的位置，其不足主要有三个方面：

（1）根据六点定位原理，自行车在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度 。因此，要完全限定自行车的位置，定位元件应尽可能不共面。而传统的自行车顶架因其三个限位点基本在一个平面上，按照物体空间定位六点定位原理分析，只能限制自行车空间定位六个自由度中的其中三个自由度，因此在与定位平面垂直的方向上，并不能完全限制自行车的全部自由度。

（2）自行车正立于车顶，总体高度和重心均较高，对于高速运动中的汽车来说，重心越高，高速过弯的稳定性越差，在限高路段通过性差，在弯道行驶时稳定性差根据《生产过程危险和有害因素分类与代码》（GB/T 13861-1992)的规定，重心过高是车运动过程中应着力避免的物理性有害因素。

（3）此外，自行车被固定到汽车车顶后相对于汽车静止，静止的自行车重心面很小，差不多是（1000mm（前后）*4mm（左右）)，当重心离开左右4mm宽的界线时，自行车就向左（或向右）倒了，因此在车载自行车顶架设计中，防止侧翻尤为重要，传统的自行车顶架因其三个限位点基本在前后面上，而左右面的限位距离过短（轮胎宽度或车轴长度），其稳定性较差。

也有将自行车前轮卸掉，直接将前叉和后轮固定的行李架上，这样做虽然稍微降低了重心，但其定位点仍然基本在前后方向平面上，左右方向平面上限位距离依然很短，且出发前需要卸掉自行车前轮，到达目的地后还需重复安装轮胎和调整刹车，不便户外出行。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种可降低自行车重心、稳定性强、自行车装卸方便快捷的车载自行车顶架。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：车载自行车顶架，包括均沿左右水平方向设置的前横梁和后横梁，前横梁和后横梁的两端下部均设置有紧固连接在汽车车顶部两根车顶杆上的卡爪，前横梁上沿左右水平方向滑动设置有用于固定自行车的车把的两组车把定位安装组件，后横梁上沿左右水平方向滑动设置有用于固定自行车的后轮圈的两组后轮定位安装组件，左侧的一组车把定位安装组件与左侧的一组后轮定位安装组件配合使用用于定位安装一辆倒立的自行车，右侧的一组车把定位安装组件与右侧的一组后轮定位安装组件配合使用用于定位安装另一辆倒立的自行车。

每组车把定位安装组件包括结构相同的车把左侧固定件和车把右侧固定件；车把左侧固定件包括两个前滑块和一个前滑座，前横梁内部沿左右水平方向开设有一条前滑孔，前横梁顶部开设有与前滑孔连通并与前滑孔长度相等的前导孔，前导孔的宽度小于前滑孔的宽度，前滑座的左侧和右侧分别设置有一块安装板，两个前滑块均滑动装配在前滑孔内并对应位于一块安装板的正下方，每块安装板均通过一条穿过前导孔的前滑动螺栓对应与一个前滑块螺纹连接，前滑座顶部沿后侧通过前销轴铰接有前压板，前压板前侧和前滑座顶部前侧之间通过一条紧固螺栓连接，前滑座顶部和前压板下表面之间沿左右方向开设有一个圆筒形的夹持腔，车把的左侧伸入到夹持腔内，在紧固螺栓的作用下，前压板将车把压紧在前滑座顶部。

每组后轮定位安装组件均包括两个后滑块和一个后滑座，后横梁内部沿左右水平方向开设有一条后滑孔，后横梁顶部开设有与后滑孔连通并与后滑孔长度相等的后导孔，后导孔的宽度小于后滑孔的宽度，两个后滑块均滑动装配在后滑孔内并对应位于后滑座左侧和右侧的正下方，后滑座左侧和右侧分别通过一条穿过后导孔的后滑动螺栓对应与一个后滑块螺纹连接，后滑座顶部固定设置有左立板和右立板，自行车的后轮圈下部与后滑座接触并位于左立板和右立板之间，左立板和右立板均沿前后方向垂直设置，左立板顶部通过后销轴铰接有后压板，后压板右侧位于右立板上方，右立板上设置有将后压板向下压紧并定位的手动锁定机构，后压板下表面设置有左橡胶块和右橡胶块，在手动锁定机构的作用下，后压板向下通过左橡胶块和右橡胶块压紧后轮圈的内侧。

手动锁定机构包括锁定螺杆、手柄杆、U型垫圈、下销轴和上销轴，右立板上端部中间开设有左侧、右侧和顶部均敞口的下安装槽，后压板右侧中部开设有顶部、底部和右侧均敞口的导向槽，下销轴沿前后方向穿过下安装槽并转动连接在后压板上，下销轴的外径大于锁定螺杆的外径，锁定螺杆沿下销轴的径向方向穿过下销轴并与下销轴螺纹连接，手柄杆右端部的中间开设有底部和右侧均敞口的上安装槽，锁定螺杆上端位于上安装槽内，上销轴沿前后方向穿过锁定螺杆并转动连接在手柄杆右端部，上销轴的外径小于锁定螺杆的外径，U型垫圈底部固定连接在后压板上表面并位于导向槽正上方，U型垫圈上下通透且右侧敞口，上安装槽、U型垫圈的内孔、导向槽和下安装槽上下依次对应，锁定螺杆处于垂直状态时，锁定螺杆自上而下依次位于上安装槽、U型垫圈、导向槽和下安装槽的内部，手柄杆的右端部的外轮廓围绕上销轴的中心线自右侧上部到左侧下部呈逐渐增大的变径弧面结构，U型垫圈顶部设置有与变径弧面结构上相对应吻合并压接配合的弧形槽。

采用上述技术方案，前横梁和后横梁两端下部的卡爪与汽车顶部的车顶杆的结构为现有技术，具体构造不再赘述,前横梁和后横梁上沿长度方向开设有滑孔和导向槽，这种结构既保证梁有必要的强度和刚度，又可以减轻前横梁和后横梁的重量，最重要的是顶部的滑孔内可以方便安装滑块，使所有通过滑块连接的元件可以沿滑孔的轴向长度方向滑动以调整前滑座和后滑座分别在前横梁和后横梁的位置，并通过前滑动螺栓和后滑动螺栓分别定位紧固；紧固螺栓将车把紧紧夹持在前滑座与前压板之间并紧固在一起；前压板通过前销轴与前滑座铰接，前压板和前滑座之间合起来形成与车把外圆相配合的夹持腔，实现车把的定位。每辆自行车车把两端分别配有左侧固定件和车把右侧固定件，且前压板和前滑座夹持车把为位置尽可能靠近车把端头，以加长定位的跨度，增强定位稳定性。

后滑动螺栓、后滑块和后滑座之间的连接结构及滑动定位原理与前滑动螺栓、前滑块和前滑座的相同。左立板和右立板之间形成后轮圈底部停放的空腔，将后压板向右转动穿过后轮圈的辐条，后压板右侧的导向槽与右立板上的下安装槽上下对应，手持手柄杆以下销轴为转轴向上转动，当锁定螺杆转动到垂直状态时，手柄杆右端部位于U型垫圈上方，另一只手向下按压后压板，然后旋转手柄杆带动锁定螺杆旋转，由于锁定螺杆与下销轴螺纹连接，锁定螺杆的旋转就使手柄杆的右端部向下移动，当手柄杆的右端部与U型垫圈接触时，松开按压后压板的手，将手柄杆向左转动，使手柄杆左侧下部与按压板上表面接触，由于手柄杆的右端部的外轮廓围绕上销轴的中心线自右侧上部到左侧下部呈逐渐增大的变径弧面结构，随着手柄杆向左转动，手柄杆的右端部的外轮廓就会通过U型垫圈逐渐压紧后压板，后压板下表面设置的两个左橡胶块和右橡胶块就紧压后轮圈的内侧，将后轮圈固定牢靠。

U型垫圈顶部设置有与变径弧面结构上相对应吻合并压接配合的弧形槽，这一结构可确保汽车在崎岖的路面上行驶产生振动也不会使锁定螺柱向右移动脱离U型垫圈，起到良好安全可靠性。

本实用新型中从汽车车顶拆卸自行车时，反向操作上述操作过程，将前压板和后压板掀开即可。

本车载自行车顶架，充分考虑汽车运动过程的特性，其车载自行车架设计与车载行李架设计融为一体，将自行车翻转倒立后，通过车把和后轮圈联合定位锁紧自行车，其主要优势是：

（1）定位可靠，其定位点不仅包括具有自锁性易操控的后轮圈的内侧，更重要的是在容易侧向倾倒的左右方向设置车把定位安装组件，因此其定位夹紧点在左右方向的跨度是传统的10倍左右，且其车把定位安装组件的定位点可根据车把长短调整，应用范围广。而且可以在车顶上设置固定两辆自行车。

（2）自行车倒立安装，重心大大降低，重心距离安装底面约为210mm，相比传统的自行车直立装载方式，其重心降低了约280mm，确保车辆高速行进和转弯时的稳定性。

（3）只需一人便可完成整个自行车的定位夹紧，使用简单，不用拆卸车轮，无损安装，便于布置多辆自行车。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的俯视图；

图4是图1中A处的放大图；

图5是图3中一组后轮定位安装组件的右视图；

图6是图5中B处的放大图。

具体实施方式

如图1-图6所示，本实用新型的车载自行车顶架，包括均沿左右水平方向设置的前横梁1和后横梁2，前横梁1和后横梁2的两端下部均设置有紧固连接在汽车车顶部两根车顶杆上的卡爪3，前横梁1上沿左右水平方向滑动设置有用于固定自行车7的车把19的两组车把定位安装组件4，后横梁2上沿左右水平方向滑动设置有用于固定自行车7的后轮圈5的两组后轮定位安装组件6，左侧的一组车把定位安装组件4与左侧的一组后轮定位安装组件6配合使用用于定位安装一辆倒立的自行车7，右侧的一组车把定位安装组件4与右侧的一组后轮定位安装组件6配合使用用于定位安装另一辆倒立的自行车7。

每组车把定位安装组件4包括结构相同的车把左侧固定件8和车把右侧固定件9；车把左侧固定件8包括两个前滑块10和一个前滑座11，前横梁1内部沿左右水平方向开设有一条前滑孔12，前横梁1顶部开设有与前滑孔12连通并与前滑孔12长度相等的前导孔13，前导孔13的宽度小于前滑孔12的宽度，前滑座11的左侧和右侧分别设置有一块安装板14，两个前滑块10均滑动装配在前滑孔12内并对应位于一块安装板14的正下方，每块安装板14均通过一条穿过前导孔13的前滑动螺栓15对应与一个前滑块10螺纹连接，前滑座11顶部沿后侧通过前销轴16铰接有前压板17，前压板17前侧和前滑座11顶部前侧之间通过一条紧固螺栓18连接，前滑座11顶部和前压板17下表面之间沿左右方向开设有一个圆筒形的夹持腔，车把19的左侧伸入到夹持腔内，在紧固螺栓18的作用下，前压板17将车把19压紧在前滑座11顶部。

每组后轮定位安装组件6均包括两个后滑块20和一个后滑座21，后横梁2内部沿左右水平方向开设有一条后滑孔22，后横梁2顶部开设有与后滑孔22连通并与后滑孔22长度相等的后导孔23，后导孔23的宽度小于后滑孔22的宽度，两个后滑块20均滑动装配在后滑孔22内并对应位于后滑座21左侧和右侧的正下方，后滑座21左侧和右侧分别通过一条穿过后导孔23的后滑动螺栓24对应与一个后滑块20螺纹连接，后滑座21顶部固定设置有左立板25和右立板26，自行车7的后轮圈5下部与后滑座21接触并位于左立板25和右立板26之间，左立板25和右立板26均沿前后方向垂直设置，左立板25顶部通过后销轴27铰接有后压板28，后压板28右侧位于右立板26上方，右立板26上设置有将后压板28向下压紧并定位的手动锁定机构29，后压板28下表面设置有左橡胶块30和右橡胶块31，在手动锁定机构29的作用下，后压板28向下通过左橡胶块30和右橡胶块31压紧后轮圈5的内侧。

手动锁定机构29包括锁定螺杆32、手柄杆33、U型垫圈34、下销轴35和上销轴36，右立板26上端部中间开设有左侧、右侧和顶部均敞口的下安装槽，后压板28右侧中部开设有顶部、底部和右侧均敞口的导向槽，下销轴35沿前后方向穿过下安装槽并转动连接在后压板28上，下销轴35的外径大于锁定螺杆32的外径，锁定螺杆32沿下销轴35的径向方向穿过下销轴35并与下销轴35螺纹连接，手柄杆33右端部的中间开设有底部和右侧均敞口的上安装槽，锁定螺杆32上端位于上安装槽内，上销轴36沿前后方向穿过锁定螺杆32并转动连接在手柄杆33右端部，上销轴36的外径小于锁定螺杆32的外径，U型垫圈34底部固定连接在后压板28上表面并位于导向槽正上方，U型垫圈34上下通透且右侧敞口，上安装槽、U型垫圈34的内孔、导向槽和下安装槽上下依次对应，锁定螺杆32处于垂直状态时，锁定螺杆32自上而下依次位于上安装槽、U型垫圈34、导向槽和下安装槽的内部，手柄杆33的右端部的外轮廓围绕上销轴36的中心线自右侧上部到左侧下部呈逐渐增大的变径弧面结构37，U型垫圈34顶部设置有与变径弧面结构37上相对应吻合并压接配合的弧形槽38。

前横梁1和后横梁2两端下部的卡爪3与汽车顶部的车顶杆的结构为现有技术，具体构造不再赘述,前横梁1和后横梁2上沿长度方向开设有滑孔和导向槽，这种结构既保证梁有必要的强度和刚度，又可以减轻前横梁1和后横梁2的重量，最重要的是顶部的滑孔内可以方便安装滑块，使所有通过滑块连接的元件可以沿滑孔的轴向长度方向滑动以调整前滑座11和后滑座21分别在前横梁1和后横梁2的位置，并通过前滑动螺栓15和后滑动螺栓24分别定位紧固；紧固螺栓18将车把19紧紧夹持在前滑座11与前压板17之间并紧固在一起；前压板17通过前销轴16与前滑座11铰接，前压板17和前滑座11之间合起来形成与车把19外圆相配合的夹持腔，实现车把19的定位。每辆自行车7的车把19两端分别配有左侧固定件和车把右侧固定件9，且前压板17和前滑座11夹持车把19为位置尽可能靠近车把19端头，以加长定位的跨度，增强定位稳定性。

后滑动螺栓24、后滑块20和后滑座21之间的连接结构及滑动定位原理与前滑动螺栓15、前滑块10和前滑座11的相同。左立板25和右立板26之间形成后轮圈5底部停放的空腔，将后压板28向右转动穿过后轮圈5的辐条，后压板28右侧的导向槽与右立板26上的下安装槽上下对应，手持手柄杆33以下销轴35为转轴向上转动，当锁定螺杆32转动到垂直状态时，手柄杆33右端部位于U型垫圈34上方，另一只手向下按压后压板28，然后旋转手柄杆33带动锁定螺杆32旋转，由于锁定螺杆32与下销轴35螺纹连接，锁定螺杆32的旋转就使手柄杆33的右端部向下移动，当手柄杆33的右端部与U型垫圈34接触时，松开按压后压板28的手，将手柄杆33向左转动，使手柄杆33左侧下部与按压板上表面接触，由于手柄杆33的右端部的外轮廓围绕上销轴36的中心线自右侧上部到左侧下部呈逐渐增大的变径弧面结构37，随着手柄杆33向左转动，手柄杆33的右端部的外轮廓就会通过U型垫圈34逐渐压紧后压板28，后压板28下表面设置的两个左橡胶块30和右橡胶块31就紧压后轮圈5的内侧，将后轮圈5固定牢靠。

U型垫圈34顶部设置有与变径弧面结构37上相对应吻合并压接配合的弧形槽38，这一结构可确保汽车在崎岖的路面上行驶产生振动也不会使锁定螺柱向右移动脱离U型垫圈34，起到良好安全可靠性。

本实用新型中从汽车车顶拆卸自行车7时，反向操作上述操作过程，将前压板17和后压板28掀开即可。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.车载自行车顶架，包括均沿左右水平方向设置的前横梁和后横梁，前横梁和后横梁的两端下部均设置有紧固连接在汽车车顶部两根车顶杆上的卡爪，其特征在于：前横梁上沿左右水平方向滑动设置有用于固定自行车的车把的两组车把定位安装组件，后横梁上沿左右水平方向滑动设置有用于固定自行车的后轮圈的两组后轮定位安装组件，左侧的一组车把定位安装组件与左侧的一组后轮定位安装组件配合使用用于定位安装一辆倒立的自行车，右侧的一组车把定位安装组件与右侧的一组后轮定位安装组件配合使用用于定位安装另一辆倒立的自行车。

2.根据权利要求1所述的车载自行车顶架，其特征在于：每组车把定位安装组件包括结构相同的车把左侧固定件和车把右侧固定件；车把左侧固定件包括两个前滑块和一个前滑座，前横梁内部沿左右水平方向开设有一条前滑孔，前横梁顶部开设有与前滑孔连通并与前滑孔长度相等的前导孔，前导孔的宽度小于前滑孔的宽度，前滑座的左侧和右侧分别设置有一块安装板，两个前滑块均滑动装配在前滑孔内并对应位于一块安装板的正下方，每块安装板均通过一条穿过前导孔的前滑动螺栓对应与一个前滑块螺纹连接，前滑座顶部沿后侧通过前销轴铰接有前压板，前压板前侧和前滑座顶部前侧之间通过一条紧固螺栓连接，前滑座顶部和前压板下表面之间沿左右方向开设有一个圆筒形的夹持腔，车把的左侧伸入到夹持腔内，在紧固螺栓的作用下，前压板将车把压紧在前滑座顶部。

3.根据权利要求1所述的车载自行车顶架，其特征在于：每组后轮定位安装组件均包括两个后滑块和一个后滑座，后横梁内部沿左右水平方向开设有一条后滑孔，后横梁顶部开设有与后滑孔连通并与后滑孔长度相等的后导孔，后导孔的宽度小于后滑孔的宽度，两个后滑块均滑动装配在后滑孔内并对应位于后滑座左侧和右侧的正下方，后滑座左侧和右侧分别通过一条穿过后导孔的后滑动螺栓对应与一个后滑块螺纹连接，后滑座顶部固定设置有左立板和右立板，自行车的后轮圈下部与后滑座接触并位于左立板和右立板之间，左立板和右立板均沿前后方向垂直设置，左立板顶部通过后销轴铰接有后压板，后压板右侧位于右立板上方，右立板上设置有将后压板向下压紧并定位的手动锁定机构，后压板下表面设置有左橡胶块和右橡胶块，在手动锁定机构的作用下，后压板向下通过左橡胶块和右橡胶块压紧后轮圈的内侧。

4.根据权利要求3所述的车载自行车顶架，其特征在于：手动锁定机构包括锁定螺杆、手柄杆、U型垫圈、下销轴和上销轴，右立板上端部中间开设有左侧、右侧和顶部均敞口的下安装槽，后压板右侧中部开设有顶部、底部和右侧均敞口的导向槽，下销轴沿前后方向穿过下安装槽并转动连接在后压板上，下销轴的外径大于锁定螺杆的外径，锁定螺杆沿下销轴的径向方向穿过下销轴并与下销轴螺纹连接，手柄杆右端部的中间开设有底部和右侧均敞口的上安装槽，锁定螺杆上端位于上安装槽内，上销轴沿前后方向穿过锁定螺杆并转动连接在手柄杆右端部，上销轴的外径小于锁定螺杆的外径，U型垫圈底部固定连接在后压板上表面并位于导向槽正上方，U型垫圈上下通透且右侧敞口，上安装槽、U型垫圈的内孔、导向槽和下安装槽上下依次对应，锁定螺杆处于垂直状态时，锁定螺杆自上而下依次位于上安装槽、U型垫圈、导向槽和下安装槽的内部，手柄杆的右端部的外轮廓围绕上销轴的中心线自右侧上部到左侧下部呈逐渐增大的变径弧面结构，U型垫圈顶部设置有与变径弧面结构上相对应吻合并压接配合的弧形槽。