CN209023054U - 自行车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种自行车。具有公开了一种用于自行车的具有改进的稳定性的尾随连杆式多杆悬架组件，其包括第一臂，所述第一臂具有第一臂固定枢转部和第一臂震动枢转部。震动连杆具有震动连杆固定枢转部和震动连杆浮动枢转部。震动吸收器具有第一震动安装座和第二震动安装座。车轮载件具有彼此隔开的车轮载件第一枢转部和车轮载件第二枢转部以及适于连接到车轮的车轮安装座。控制连杆具有控制连杆浮动枢转部和控制连杆固定枢转部，所述控制连杆浮动枢转部可枢转地连接到车轮载件第二枢转部，并且所述控制连杆固定枢转部可枢转地连接到第一臂控制枢转部。

Description

自行车
技术领域
本公开一般地涉及自行车，且更具体地涉及具有改进稳定性的悬架组件的自行车。
背景技术
近来，伸缩式前悬架叉已在自行车的悬架系统中占主导地位。伸缩叉包括以可转向的方式连接到自行车车架的滑动柱（stantion），并且同时包括用于车轮移位的伸缩机构。滑动柱需要非常紧密的制造公差，因此在高性能伸缩叉中几乎总是使用昂贵的圆形经无中心磨削的柱。柱的外表面通常滑动抵靠衬套以顾及顺从性，并且在许多设计中，柱的内表面滑动抵靠阻尼器或空气弹簧活塞以吸收震动。
自行车的前悬架经受首尾大的弯曲力和不大显著的侧向力。伸缩叉中的通常为圆形的柱的尺寸必须设计成支持在操作期间由悬架遇到的最大负载，所述最大负载通常沿首/尾方向。这需要使用大截面或直径的柱。柱越大，支撑衬套和滑动表面的面积越大。由于堆叠式布局，必须使用多个冗余的滑动表面以将油和空气密封以及提供足够的结构支撑。
由于伸缩叉具有相对大的柱以及相对大的滑动表面（siding surface）和密封部，所以这些部件在系统中产生了大的分离式摩擦（称为静摩擦）。静摩擦阻碍悬架在对颠簸作出反应时进行压缩，这是悬架产品中的一个缺陷，在悬架产品中目的是对道路状况作出反应，例如通过响应于地面状况进行偏转和/或吸收因颠簸产生的冲击。另外，当伸缩叉沿首/尾方向经受负载时（通常在冲击或制动时），衬套结合，从而在骑手需要最大顺从性的准确时刻产生甚至更大的静摩擦。
伸缩叉上的首/尾负载越高，伸缩叉吸收颠簸的效率越小。自行车和摩托车的大多数现代伸缩叉在最佳状态下展现大约130牛顿的静摩擦，并且在暴露于首/尾负载时展现几千牛顿的静摩擦。
另外，在伸缩叉中，机械拖距（trail）受转向轴线（头管）角度和叉偏移量（针对车轮旋转轴线与转向轴线之间的垂直距离的术语）的约束。伸缩叉架构的另一个问题是：当安装上它们时，机械拖距随着悬架压缩而减小，这降低了稳定性。当机械拖距减小时，由于悬架压缩，需要较小的转矩来使前轮转向，从而导致不稳定的感觉。这种不稳定性在伸缩叉中是一个缺点。然而，由于自行车的大多数骑手只骑伸缩叉长大，所以他们只知道这种感觉，而并没有别的感觉。因此，伸缩叉的固有不稳定性是被接受为正常的现象。
伸缩叉的另一个缺陷是它们缺乏杠杆比（leverage ratio）。伸缩叉响应于颠簸以线性的方式压缩。车轮、弹簧和阻尼器全部以相同速率一起移动，因为它们彼此直接附接。由于叉线性地压缩，并且由于弹簧和阻尼器直接连接到车轮，所以车轮与阻尼器和弹簧行程的杠杆比是常数1:1。
伸缩叉的又一个缺陷是迎角稳定性和静摩擦增加且彼此对立。换句话说，当迎角稳定性增加时，静摩擦也增加，这是不期望的。这个问题由叉柱的后向角导致。叉柱所成的角度越不陡峭（较缓），关于即将到来的颠簸迎角就越好。然而，由于叉的角度很大程度上受自行车车架的转向轴线（头管）角度支配，所以滑动柱逐渐产生增加的衬套负载和较大的弯曲，从而在使用较缓的叉角度时导致静摩擦增加。
伸缩叉的另外的缺陷被称为前悬架俯冲。当骑手应用前制动时，减速开始，并且骑手的重量朝前轮转移，从而增加叉上的负载。当伸缩式前叉作为响应而俯冲（或压缩）时，悬架变硬，并且牵引力减小。在大多数机动车中也发生这种相同的负载转移现象，但与伸缩叉是存在区别的。
自行车伸缩叉中的不期望的制动反应由两个分量组成，即负荷转移和制动后沉（braking squat）。当骑手的重量在减速期间向前转移时，发生负载转移。该重量转移导致前轮上的负载增加，这使前悬架压缩。制动后沉在前悬架动力学中测量，并且可以具有正值、负值或零值。这个值独立于负载转移，并且会对制动期间存在的叉俯冲的量具有加法或减法效应。正值（称为利俯冲（pro-dive））在应用制动时强制地使前悬架压缩，其累积到已经存在的来自负载转移的力。零值根本不具有制动反应；前悬架自由地对负载转移的效应自然地作出反应（更好或更坏）。负值（称为防俯冲（anti-dive））通过用反作用力平衡掉负载转移的力来抵消前悬架俯冲的倾向。
就伸缩叉来说，唯一可能的制动后沉反应是正的。在应用前制动的任何时候，骑手的重量向前转移，并且另外地，正的利俯冲式制动后沉反应强制地使悬架压缩。有效地，这诱使前悬架比所需要的压缩得更多，这减少了颠簸的可达行程，增加了弹簧力，并且减小了牵引力。
伸缩叉的固有缺点不会消失。事实上，随着在骑行方面技术的改进，骑手投入到现代自行车、轮式车、摩托车、和越野轮式车中的速度和负载只会使对于伸缩叉的挑战更大。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题是如何克服上述背景技术中所解决的技术问题，例如如何改进自行车中的悬架组件的稳定性。根据一个示例性方面，一种自行车悬架组件包括第一臂。第一臂具有第一端部和第二端部，并且包括第一臂固定枢转部（pivot）和第一臂震动枢转部。自行车悬架组件还包括震动连杆，所述震动连杆具有彼此隔开的震动连杆固定枢转部和震动连杆浮动枢转部。震动连杆在震动连杆固定枢转部处操作性地连接到第一臂固定枢转部，使得震动连杆能够绕震动连杆固定枢转部旋转、能够绕其枢转、或能够关于其弯曲，并且震动连杆固定枢转部相对于第一臂保持处于固定位置中，而震动连杆浮动枢转部能够相对于第一臂移动。自行车悬架组件还包括震动吸收器，所述震动吸收器具有第一震动安装座和第二震动安装座，第一震动安装座操作性地连接到第一臂震动枢转部，并且第二震动安装座操作性地连接到震动连接枢转部，其沿震动连杆的长度位于震动连杆固定枢转部与震动连杆浮动枢转部之间。自行车悬架组件还包括车轮载件，所述车轮载件具有沿车轮载件的长度彼此隔开的车轮载件第一枢转部和车轮载件第二枢转部。车轮载件上的车轮安装座（wheel mount）适于连接到车轮，并且车轮载件第一枢转部操作性地连接到震动连杆浮动枢转部，使得车轮载件第二枢转部能够相对于震动连杆浮动枢转部绕车轮载件第一枢转部旋转、能够绕其枢转、关于其是柔性的（flexible）或能够关于其弯曲。自行车悬架组件还包括控制连杆，所述控制连杆具有控制连杆浮动枢转部和控制连杆固定枢转部。控制连杆浮动枢转部操作性地连接到车轮载件第二枢转部，并且控制连杆固定枢转部操作性地连接到第一臂控制枢转部，使得控制连杆浮动枢转部能够绕控制连杆固定枢转部旋转、能够绕其枢转、关于其是柔性的或能够关于其弯曲，所述控制连杆固定枢转部相对于第一臂控制枢转部保持处于固定位置中。固定枢转部和浮动枢转部布置成尾随构型，其中固定枢转部中的每一者沿向前行进方向在对应的浮动枢转部的前方。与现有技术相比，本实用新型所公开的自行车至少具有如下有益效果：例如，提供有益的后倾角效应从而增加悬架组件的稳定性，以及在制动、转弯和减震期间减小了静摩擦且增加了稳定性。
附图说明
图1A是包括根据本公开的教导建构的前轮悬架组件的自行车的侧视图。
图1B是包括根据本公开的教导建构的前轮悬架组件的自行车的替代性实施例的侧视图，图1B的自行车包括后轮悬架组件。
图2是图1的前轮悬架组件的特写侧视图。
图3是图2的前轮悬架组件的侧面分解图。
图4是图2的车轮悬架组件的震动吸收器的侧面剖视图。
图5是根据本公开的教导建构的车轮悬架组件的替代性实施例的侧视示意图。
图6A是图2的车轮悬架组件的枢转部的第一实施例的透视图。
图6B是图2的车轮悬架组件的枢转部的第二实施例的侧视图。
图6C是图2的车轮悬架组件的枢转部的第三实施例的分解图。
图6D是图2的车轮悬架组件的枢转部的第四实施例的侧视图。
具体实施方式
本实用新型的范围不受下文描述的特定实施例的限制，这些特定实施例旨在作为本实用新型的个别方面的示例性说明。功能上等效的方法和部件落在本实用新型的范围内。实际上，除了本文中示出和描述的修改之外，本领域技术人员还将从前述描述明白本实用新型的各种修改。此类修改旨在落在所附权利要求的范围内。贯穿本申请，除非另有指示，否则单数包括复数并且复数包括单数。所有引用的公开、专利和专利申请以引用的方式整体地并入本文中。
现转向图1A，自行车10包括：车架12；前轮14，其可旋转地连接到叉30，叉30可以是分叉的或单侧的；以及后轮16，其可旋转地连接到车架12。后轮16可由驱动机构（诸如，连接到车轮链轮20和链环22的链条18）驱动，使得可将驱动力赋予后轮16。叉30允许前轮14在骑手骑着自行车时响应于地面状况偏转并且在骑行期间改进操作和控制。为改进操作特性，叉30和前轮14可操作性地连接到悬架组件或连杆机构（linkage）46。可选地，车架12可包括后轮悬架组件（图1A中未示出），所述后轮悬架组件可允许后轮16在骑手骑着自行车时响应于地面状况偏转并且在骑行期间改进操作和控制。
现转向图1B，自行车10包括：车架12；前轮14，其可旋转地连接到叉30，所述叉可以是分叉的或单侧的；以及后轮16，其可旋转地连接到车架12。叉30和前轮14可操作性地连接到悬架组件或连杆机构46。后轮16能够由驱动机构（诸如，连接到车轮链轮20和链环22的链条18）驱动，使得可将驱动力赋予后轮16。叉30允许前轮14在骑手骑着自行车时响应于地面状况偏转并且在骑行期间改进操作和控制。可选地，车架12可包括后轮悬架组件24，所述后轮悬架组件可允许后轮16在骑手骑着自行车时响应于地面状况偏转并且在骑行期间改进操作和控制。
如图2到图4中图示的，叉30包括操作性地连接到转向轴34的第一臂32。转向轴34包括由转向轴34的中心轴线形成的转向轴线S。第一臂32具有第一端部36和第二端部38，第一臂32包括第一臂固定枢转部40和第一臂震动枢转部42。第一臂震动枢转部42将悬架装置（诸如，震动吸收器44）可操作地连接到第一臂32。例如，第一臂震动枢转部42允许震动吸收器44与第一臂32之间作相对运动（在这种情况下为旋转）。在其他实施例中，可采用震动吸收器44与第一臂32之间的其他类型的相对运动（诸如，挠曲或平移）。第一臂固定枢转部40将如下文进一步讨论的连杆机构46的一个元件可枢转地连接到第一臂32。
震动连杆50可枢转地连接到第一臂固定枢转部40。震动连杆50包括沿震动连杆50的长度彼此隔开的震动连杆固定枢转部52和震动连杆浮动枢转部54。震动连杆50在震动连杆固定枢转部52处可枢转地连接到第一臂固定枢转部40，使得震动连杆50能够绕震动连杆固定枢转部52旋转，并且震动连杆固定枢转部52相对于第一臂32保持处于固定位置中，而震动连杆浮动枢转部54能够相对于第一臂32移动。
如本文中所使用的，枢转部包括可用于将一个元件操作性地连接到另一个元件的任何连接结构。任何操作性连接都可允许一个部件相对于另一个移动，同时将移动约束在一个或多个自由度中。例如，一个自由度可以是绕轴线枢转。在一个实施例中，枢转部可由一个部件中的轴颈或通孔和另一个部件中的轮轴形成。在其他示例中，枢转部可包括球窝接头。枢转部的其他示例还包括但不限于以下各者的单数实施例及组合：顺应性安装座、夹层样式安装座、柱安装座、衬套、轴承、球轴承、滑动轴承、柔性联轴器、挠曲枢转部、轴颈、孔、销、螺栓、以及其他紧固件。而且，如本文中所使用的，固定枢转部被限定为相对于第一臂32不改变位置的可枢转结构。如本文中所使用的，浮动枢转部被限定为能够相对于另一个元件移动（或改变位置），且在这种情况下，能够相对于第一臂32移动的枢转部。
悬架组件或连杆机构46被构造成处于尾随取向中。尾随取向在本文中被限定为：连杆机构包括如下的固定枢转部，当自行车沿向前行进方向（如由图1A和图1B中的箭头A表示）行进时所述固定枢转部在对应的浮动枢转部的前方。换句话说，当自行车沿向前行进方向行进时，浮动枢转部尾随固定枢转部。例如，在图示的实施例中，震动连杆固定枢转部52在震动连杆浮动枢转部54的前方。所公开的悬架组件或连杆机构46还被特征化为多杆连杆机构。多杆连杆机构在本文中被限定为其中前轮14的任何部分与不直接连接到叉30的连杆直接连接的连杆机构。
震动吸收器44包括第一震动安装座56和第二震动安装座58，第一震动安装座56可枢转地连接到第一臂震动枢转部42，第二震动安装座58可枢转地连接到沿震动连杆50的长度位于震动连杆固定枢转部52与震动连杆浮动枢转部54之间的震动连接枢转部60。
车轮载件62包括沿车轮载件62的长度彼此隔开的车轮载件第一枢转部64和车轮载件第二枢转部66。车轮载件第一枢转部64与车轮载件第二枢转部66两者是浮动枢转部，因为它们两者相对于第一臂32移动。车轮安装座68适于连接到车轮（例如，前轮14）的中心。在所公开的实施例中，前轮14的中心可旋转地连接到车轮安装座68。车轮载件第一枢转部64可枢转地连接到震动连杆浮动枢转部54，使得车轮载件第二枢转部66能够相对于震动连杆浮动枢转部54绕车轮载件第一枢转部64枢转。
控制连杆70包括控制连杆浮动枢转部72和控制连杆固定枢转部74。控制连杆浮动枢转部72可枢转地连接到车轮载件第二枢转部66，并且控制连杆固定枢转部74可枢转地连接到位于第一臂32上的第一臂控制枢转部76，使得控制连杆浮动枢转部72能够绕控制连杆固定枢转部74枢转，所述控制连杆固定枢转部74相对于第一臂控制枢转部76保持处于固定位置中。
在一些实施例中，震动连接枢转部60与震动连杆固定枢转部52的接近程度大于与震动连杆浮动枢转部54的接近程度，如图2和图3中图示的那样。根据悬架压缩和连杆移动，震动吸收器44的内轴（inshaft）80的中心轴线I与震动连杆固定枢转部52的中心之间的垂直距离D随着震动吸收器44压缩和延伸而变化，这发生在当震动吸收器绕第一震动安装座56枢转时。此枢转和垂直距离D的变化允许杠杆比和运动比随着震动吸收器44压缩和伸展而变化。根据悬架压缩和连杆移动，机械拖距T随着震动吸收器44压缩和伸展而变化。机械拖距T被限定为转向轴线S与前轮14和地面84的接触点82之间的垂直距离。更具体地，当悬架压缩时（在完全伸展的状态下开始），机械拖距T增加，因此提高在压缩期间的稳定性。通常在制动、转弯、以及震动吸收期间经历压缩，所有这些受益于由机械拖距增加引起的增加的稳定性。
机械拖距（或“拖距”或“后倾角（caster）”）是与自行车的操作特性有关的重要度量。机械拖距是其中车轮可旋转地附接到叉的构型，所述叉具有从车轮和地面的接触点偏移的转向轴线。当转向轴线在接触点的前方时，如在购物车的情况下，这种构型允许脚轮遵循购物车行进的方向。如果接触点移动成在转向轴线的前方（例如，当使购物车的方向反向时），则方向控制变得不稳定，并且车轮旋转到其中接触点尾随转向轴线的原始位置。地面与车轮之间的摩擦导致自动复原的转矩，所述自动复原的转矩倾向于迫使车轮尾随转向轴线。接触点与其关于转向轴线的垂直位置之间的距离越大，产生的转矩越大，并且系统的稳定性越大。类似地，车轮接触点与其关于转向轴线的垂直位置之间的距离越长，产生的转矩越大，并且系统的稳定性越大。相反地，车轮接触点与其关于转向轴线的垂直位置之间的距离越短，产生的转矩越小，并且系统的稳定性越低。
这种后倾角效应是自行车中的一个重要设计特性。通常，后倾角效应描述了自行车骑手对由上述机械拖距引起的稳定性的感知。如果车轮不协调（get out of line），则自对准转矩自动导致车轮再次遵循转向轴线，这是由于车轮地面接触点的取向在叉的转向轴线后面所致。当车轮和地面的接触点移动成在转向轴线后面更远处时，自对准转矩增加。稳定性的这种增加在本文中被称为后倾角效应。
在所公开的车轮悬架组件中，当悬架处于完全伸展的状态时，叉30的转向轴线伸出到接触点82前面。当悬架组件朝完全压缩状态移动时，转向轴线S在接触点82前面伸出得更远，这导致稳定性增加。该增加的稳定性与已知的伸缩叉式自行车形成鲜明对比，所述伸缩叉式自行车在压缩期间经历减小的拖距及因此降低的稳定性。
杠杆比或运动比是与一些悬架的性能特性有关的重要度量。在某些实施例中，当悬架以恒定的速率朝完全压缩状态移动时，震动吸收器可以以恒定或可变的速率压缩。当车轮被压缩时，进行增量式悬架压缩距离测量。在车轮旋转轴线处并与转向轴线平行来从车轮的中心测量增量式悬架压缩距离，其从完全悬架伸展状态开始，并且朝完全悬架压缩状态移动。这些增量式测量被称为增量式悬架压缩距离。当悬架压缩时，可以通过车轮连杆、和/或制动连杆、和/或控制连杆移动来改变震动吸收器长度。在每次进行增量式悬架压缩距离测量时，进行震动吸收器长度测量。增量式悬架压缩距离变化与震动吸收器长度变化之间的用于与悬架压缩的测量关联的关系被称为杠杆比或运动比。杠杆比和运动比是量化可变悬架压缩距离对震动压缩距离的效应的效果上等效但数学上不同的方法。整体杠杆比是跨越整个压缩范围的平均杠杆比。可以通过总悬架压缩距离除以总震动吸收器压缩距离来计算整体杠杆比。整体运动比是跨越整个压缩范围的平均运动比。可以通过总震动吸收器压缩距离除以总悬架压缩距离来计算整体运动比。
通常，悬挂轮（suspended wheel）具有可压缩的车轮悬架行进距离，所述车轮悬架行进距离以开始行进状态和结束行进状态为特征，在所述开始行进状态中，悬架完全未压缩以形成可以不发生进一步的悬架伸展的状态，在所述结束行进状态中，悬架完全压缩以形成无法发生进一步的悬架压缩的状态。在车轮悬架行进距离开始时，当悬架处于完全未压缩状态时，震动吸收器处于最小压缩状态，并且悬架容易压缩。当悬挂轮以压缩方式移动时，车轮处的力相对于乘以杠杆比的震动吸收器力而变化。杠杆比被限定为在相同和相关的给定车轮行进距离范围内压缩车轮行进变化除以震动吸收器测量长度变化的比。运动比被限定为在相同和相关的给定车轮行进距离范围内震动吸收器测量长度变化除以压缩车轮行进变化的比。
在已知的伸缩叉中，不存在杠杆比，并且杠杆比始终等同于1:1，这是由于车轮直接联接到震动吸收器所致。
杠杆比曲线是杠杆比对车轮压缩距离或完全压缩距离的百分数的用图表表示的可量化表示。在车轮旋转轴线处并与转向轴线平行来从车轮的中心测量车轮压缩距离、悬架压缩量、或车轮行进量，其中初始0%测量是在完全悬架伸展下且车辆为空载时进行的。在悬架以恒定的速率从完全伸展状态压缩到完全压缩状态时，进行震动吸收器长度的测量，其作为以悬架压缩的相等增量第一震动枢转部与第二震动枢转部之间的最短距离。当用图表表示为笛卡尔图表上的曲线时，杠杆比在Y轴上被示为从x轴沿正方向逐步上升，并且竖直车轮行进量在X轴上被示为从Y轴沿正方向逐步上升。
运动比曲线是运动比对车轮压缩距离或完全压缩距离的百分数的用图表表示的可量化表示。在车轮旋转轴线处并与转向轴线平行来从车轮的中心测量车轮压缩距离、悬架压缩量或车轮行进量，其中初始0%测量是在完全悬架伸展下且车辆为空载时进行的。在悬架从完全伸展状态压缩到完全压缩状态时，进行震动吸收器长度的测量，其作为以悬架压缩的相等增量第一震动枢转部与第二震动枢转部之间的最短距离。当用图表表示为笛卡尔图表上的曲线时，运动比在Y轴上被示为从x轴沿正方向逐步上升，并且竖直车轮行进量在X轴上被示为从Y轴沿正方向逐步上升。
在某些实施例中，杠杆比或运动比曲线可以相对于车轮压缩距离或竖直车轮行进量分解为三个相等的部分，即开始1/3（三分之一）、中间1/3和末尾1/3。在某些实施例中，开始1/3可以包括正斜率、零斜率、和/或负斜率。在某些实施例中，中间1/3可以包括正斜率、零斜率、和/或负斜率。在某些实施例中，末尾1/3可以包括正斜率、零斜率、和/或负斜率。某些优选的杠杆比实施例可以包括具有正斜率的开始1/3、具有较小正斜率的中间1/3、以及具有更大正斜率的末尾1/3。某些优选的杠杆比实施例可以包括具有负斜率的开始1/3、具有负斜率和零斜率的中间1/3、以及具有正斜率的末尾1/3。某些优选的杠杆比实施例可以包括具有正斜率和负斜率的开始1/3、具有负斜率和零斜率的中间1/3、以及具有正斜率的末尾1/3。某些优选的杠杆比实施例可以包括具有正斜率和负斜率的开始1/3、具有负斜率和零斜率的中间1/3、以及具有更大负斜率的末尾1/3。某些优选的运动比实施例可以包括具有负斜率的开始1/3、具有较小负斜率的中间1/3、以及具有更大负斜率的末尾1/3。某些优选的运动比实施例可以包括具有正斜率的开始1/3、具有正斜率和零斜率的中间1/3、以及具有负斜率的末尾1/3。某些优选的运动比实施例可以包括具有负斜率和正斜率的开始1/3、具有正斜率和零斜率的中间1/3、以及具有负斜率的末尾1/3。某些优选的运动比实施例可以包括具有负斜率和正斜率的开始1/3、具有正斜率和零斜率的中间1/3、以及具有更大正斜率的末尾1/3。
相比于伸缩式悬架，所公开的车轮悬架组件提供震动吸收器44与震动连杆50之间大于1:1的整体杠杆比，这是由于车轮14和震动吸收器44的间接联接（通过连杆机构46）所致。相比于伸缩式悬架，所公开的车轮悬架组件提供震动吸收器44与震动连杆50之间小于1:1的整体运动比，这是由于车轮14和震动吸收器44的间接联接（通过连杆机构46）所致。另外，由于各种连杆机构元件的移动弧，在压缩期间的任何给定点，瞬时杠杆比和运动比可以非线性地变化。
震动吸收器44的内轴80的中心轴线I布置成相对于第一臂32的中心轴线F形成0°与20°之间的角度B，第一臂32的中心轴线F由形成于第一臂震动枢转部42与第一臂固定枢转部40之间的线限定。在其他实施例中，震动吸收器44的内轴80的中心轴线I与第一臂32的中心轴线F形成0°与15°之间的角度。在其他实施例中，震动吸收器44的内轴80的中心轴线I与第一臂32的中心轴线F形成0°与30°之间的角度。角度B可在压缩和伸展期间在这些范围内变化。
在一些实施例中，第一臂32包括中空部分86，并且震动吸收器44至少部分地位于第一臂32的中空部分86内。
震动连杆固定枢转部52偏移成在震动吸收器44的内轴80的中心轴线I的前方。换句话说，震动吸收器44的内轴80的中心轴线I在由内轴80的中心轴线I、震动连杆固定枢转部52和震动连杆浮动枢转部54限定的平面（即，由图2的视图限定的平面）中定位在震动连杆固定枢转部52与震动连杆浮动枢转部54之间。
车轮载件第一枢转部64与车轮载件第二枢转部66之间的线限定车轮载件轴线WC，并且车轮安装座68在由车轮载件轴线WC和车轮安装座68限定的平面（即，由图3的视图限定的平面）中从车轮载件轴线WC偏移。在一些实施例中，车轮安装座68从车轮载件轴线WC朝第一臂32偏移，例如在图2和图3中图示的实施例。在其他实施例中，车轮安装座68可从车轮载件轴线WC偏移远离第一臂32。
在图2和图3的实施例中，车轮安装座68位于震动连杆固定枢转部52的尾部，使得震动吸收器44的内轴80的中心轴线I在由震动吸收器44的内轴80的中心轴线I、车轮安装座68和震动连杆固定枢转部52限定的平面（即，由图2的视图限定的平面）中位于车轮安装座68与震动连杆固定枢转部52之间。
现转向图4，在一些实施例中，震动吸收器44包括震动主体，所述震动主体在一些实施例中包括弹簧和阻尼器87。震动吸收器可进一步包括从震动主体87延伸的内轴80。第二震动安装座58形成于内轴80的一个端部处，并且内轴80通过第二震动安装座58可枢转地连接到震动连接枢转部60，使得当震动连杆50绕震动连杆固定枢转部52枢转时，内轴80相对于震动主体87可压缩且可伸展。
图5以区分震动吸收器44的弹簧47和缓冲器（dashpot）49的工程符号图示车轮悬架组件。
现返回到图2到图4，控制连杆70在第一臂控制枢转部76处可枢转地安装到第一臂32，第一臂32控制枢转部76沿第一臂32的长度位于第一臂固定枢转部40与第一臂震动枢转部42之间。
现转向图6A到图6D，图示了可用作本文中描述的枢转部（固定的和/或浮动的）的结构的若干实施例。
图6A图示万向节枢转部100。万向节枢转部包括通过轭（yoke）105彼此可枢转地连接的第一构件101和第二构件102，轭105包括第一销103和第二销104。作为结果，第一构件101和第二构件102可相对于彼此绕第一销103的轴线和/或绕第二销104的轴线移动。
图6B图示挠曲枢转部200。挠曲枢转部200包括设置在第一构件201与第二构件202之间的柔性部分203。在图示的实施例中，第一构件201、第二构件202和柔性部分203可一体式形成。在其他实施例中，第一构件201、第二构件202和柔性部分203可以是彼此连接的分离元件。在任何情况下，柔性部分203允许第一构件201与第二构件202之间关于柔性部分203作相对运动。柔性部分203的柔性大于构件201和202的柔性，从而准许在柔性部分203处出现局部性挠曲。在图示的实施例中，柔性部分203由整体结构的更薄部分形成。柔性部分203充分变薄以允许整体结构中具有柔性。在某些实施例中，柔性部分203短于100 mm。在某些实施例中，柔性部分203短于70 mm。在某些实施例中，柔性部分203短于50 mm。在某些实施例中，柔性部分203短于40 mm。在某些优选的实施例中，柔性部分203短于30 mm。在某些其他优选的实施例中，柔性部分203短于25 mm。
图6C图示杆销枢转部300。杆销枢转部包括第一杆臂301和第二杆臂302，所述第一杆臂和第二杆臂可旋转地连接到中心毂303。中心毂303允许第一杆臂301和第二杆臂302围绕共同轴线旋转。
图6D图示柱安装座枢转部400。柱安装座枢转部400包括从第一震动构件402延伸的安装杆（mounting stem）401。安装杆401通过螺母404、一个或多个保持器405和一个或多个索环406连接到结构407。第一震动构件402被允许通过索环406的移位而相对移动，这允许安装杆401沿至少一个自由度相对于结构407移动。
所公开的车轮悬架组件可以设计成比传统的车轮悬架组件重量更轻、摩擦更低、顺应性更大、更安全且性能更好。
当与传统的车轮悬架组件相比时，所公开的车轮组件在制动、转弯和减震期间还减小了静摩擦且增加了稳定性。
所公开的车轮悬架组件特别很适合于电动单车。电动单车比典型的越野单车更重且更快。它们通常由低技能且不太适合（less fit）的骑手驾驶，并且需要更强大的前悬架以处理正常的骑行状况。电动单车难以建置，需要挑战性地将电动机和电池集成到车架设计中。在许多情况下，电动零件大且难看。
电动单车的建置成本通常也是过高的，需要专门的配件来适配电动机和电池。为集成一个中心驱动马达，制造商的附加成本是普通自行车车架的价格的大约两倍。该成本加倍并被转嫁到消费者身上。
上文关于所公开的车轮悬架组件描述的有益的后倾角效应是相比传统的车轮悬架组件的一项重要改进，并且减少了电动单车的一些缺陷。
附加地，由于所公开的车轮悬架组件不受圆形柱的约束，所以卵形叉支腿对于最终的牵引力平衡了首-尾和侧面-侧面顺从性。在消除静摩擦的同时组合优异的底盘刚度给予所公开的车轮悬架组件相比传统的车轮悬架组件的一项性能优点。
虽然公开了两轮自行车，但是所公开的车轮组件同等地可应用于任何轮式车，诸如自行车、摩托车辆、单轮式车辆、或三轮式车辆。
此外，所公开的车轮悬架组件能够容易地改造来适应传统的自行车。

Claims (14)

1.一种自行车，其特征在于，包括：
车架；
后轮，所述后轮可旋转地安装到所述车架；
转向叉，所述转向叉操作性地连接到所述车架，所述转向叉可操作地连接到第一臂，所述转向叉相对于所述车架绕转向轴线旋转，所述第一臂相对于所述转向轴线成角度，所述第一臂具有第一端部和第二端部，并且所述第一臂包括第一臂固定枢转部和第一臂震动枢转部；
震动连杆，所述震动连杆具有彼此隔开的震动连杆固定枢转部和震动连杆浮动枢转部，所述震动连杆在所述震动连杆固定枢转部处可枢转地连接到所述第一臂固定枢转部，使得所述震动连杆能够绕所述震动连杆固定枢转部旋转，并且所述震动连杆固定枢转部相对于所述第一臂保持处于固定位置中，而所述震动连杆浮动枢转部能够相对于所述第一臂移动；
震动吸收器，所述震动吸收器具有第一震动安装座和第二震动安装座，所述第一震动安装座连接到所述第一臂震动枢转部，所述第二震动安装座可枢转地连接到震动连接枢转部，其沿所述震动连杆的长度位于所述震动连杆固定枢转部与所述震动连杆浮动枢转部之间；
车轮载件，所述车轮载件具有沿所述车轮载件的长度彼此隔开的车轮载件第一枢转部和车轮载件第二枢转部以及车轮安装座，所述车轮载件第一枢转部可枢转地连接到所述震动连杆浮动枢转部，使得所述车轮载件第二枢转部能够相对于所述震动连杆浮动枢转部绕所述车轮载件第一枢转部旋转；
控制连杆，所述控制连杆包括控制连杆浮动枢转部和控制连杆固定枢转部，所述控制连杆浮动枢转部可枢转地连接到所述车轮载件第二枢转部，并且所述控制连杆固定枢转部可枢转地连接到所述第一臂控制枢转部，使得所述控制连杆浮动枢转部能够绕所述控制连杆固定枢转部旋转，所述控制连杆固定枢转部相对于所述第一臂控制枢转部保持处于固定位置中；以及
前轮，所述前轮在所述车轮安装座处可旋转地附接到所述车轮载件，
其中，所述固定枢转部和所述浮动枢转部布置成尾随构型，其中所述固定枢转部中的每一者沿所述自行车的向前行进方向在对应的浮动枢转部的前方。
2.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述震动连接枢转部与所述震动连杆固定枢转部的接近程度大于与所述震动连杆浮动枢转部的接近程度，并且所述震动吸收器的内轴的纵向轴线与所述震动连杆固定枢转部之间的垂直距离随着所述震动吸收器压缩和伸展而变化。
3.根据权利要求2所述的自行车，其特征在于，所述震动吸收器和所述震动连杆产生大于1:1的整体杠杆比。
4.根据权利要求3所述的自行车，其特征在于，瞬时杠杆比随着所述震动吸收器压缩和伸展非线性地变化。
5.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述震动吸收器的内轴的中心轴线布置成相对于所述第一臂的中心轴线形成0°与20°之间的角度，所述第一臂的中心轴线由所述第一臂震动枢转部与所述第一臂固定枢转部之间的线限定。
6.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述震动吸收器至少部分地位于所述第一臂的中空部分内。
7.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述震动连杆固定枢转部偏移成在所述震动吸收器的内轴的中心轴线的前方，所述震动吸收器的内轴的中心轴线在由所述内轴的中心轴线、所述震动连杆固定枢转部和所述震动连杆浮动枢转部限定的平面中定位在所述震动连杆固定枢转部与所述震动连杆浮动枢转部之间。
8.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述车轮载件第一枢转部与所述车轮载件第二枢转部之间的线限定车轮载件轴线，并且所述车轮安装座在由所述车轮载件轴线和所述车轮安装座限定的平面中从所述车轮载件轴线偏移。
9.根据权利要求8所述的自行车，其特征在于，所述车轮安装座从所述车轮载件轴线偏移远离所述转向轴线。
10.根据权利要求8所述的自行车，其特征在于，所述车轮安装座从所述车轮载件轴线朝所述转向轴线偏移。
11.根据权利要求8所述的自行车，其特征在于，所述车轮安装座位于所述震动连杆固定枢转部的尾部，使得所述震动吸收器的内轴的中心轴线在由所述震动吸收器的内轴、所述车轮安装座和所述震动连杆固定枢转部限定的平面中位于所述车轮安装座与所述震动连杆固定枢转部之间。
12.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述震动吸收器包括震动主体。
13.根据权利要求12所述的自行车，其特征在于，所述震动吸收器进一步包括从所述震动主体延伸并延伸到所述第一臂外的内轴，所述第二震动安装座形成于所述内轴的一个端部处，并且所述内轴通过所述第二震动安装座可枢转地连接到所述震动连接枢转部，使得当所述震动连杆绕所述固定枢转部枢转时，所述内轴相对于所述震动主体可压缩且相对于所述震动主体可伸展。
14.根据权利要求13所述的自行车，其特征在于，所述控制连杆在第二臂枢转部处可枢转地连接到所述第一臂，所述第二臂枢转部位于所述第一臂固定枢转部与所述第一臂震动枢转部之间。
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