CN209972635U - 自行车后轮自动摆正入仓辅助装置 - Google Patents

Abstract

此前发明“自行车龙头自动摆正入仓系统（专利号2017218038178）”实现了对刀片形自行车入仓时自动摆正龙头的功能，该发明采取自动挪动后轮的方式来摆正后轮从而摆正龙头，在此发明中的摆正装置和方式的基础上，本实用新型“自行车后轮自动摆正入仓辅助装置”在此前专利的后轮摆正微调装置上的滑块上放置一个可升降的装置，并在自行车的把立上与仓盒之间装有一对导轨装置，在仓盒的凹槽轮或楔形导轨上均装有弹性装置（如弹簧）方便车架后部抬起升高。本实用新型的有益效果是在摆正后轮时所需要的操作空间大大减少，稳定性也增加，从而带来很好的经济效益。

Description

自行车后轮自动摆正入仓辅助装置

技术领域

本发明涉及机械电子领域，是一种自行车 (也可以是其它类似车辆，本文中所指自行车均可适用于其它类似车辆) 后轮自动摆正入仓方法中能减少操作空间的辅助机电装置。使用该辅助装置可以大大减少摆正后轮所需要的操作空间。

背景技术

随着共享单车的日益普及,共享单车在给人带来方便的同时,共享单车的弊端也十分明显: 单车乱停放,占用公共空间多,严重影响市容等等; 本发明人之前的发明”刀片式自动变形自行车自助共享方法”发明了一种能让自行车自动变形的方法,通过此方法,自行车被整齐划一的压缩收藏在仓盒中,不仅能很方便的提供可供使用的自行车,而且消除了前述一般共享单车的所有弊端；在自行车的收缩变形中,前后轮保持在一条线上入仓非常重要,一是前后轮一条线(也就是常说的自行车的龙头摆正了)可以将自行车保持成刀片形状占用空间最少,二是前后轮在一条线上可以拖动进出仓盒不会变动方向,提高存放效率；本发明人之前的另一发明“自行车龙头自动摆正入仓系统：专利号2017218038178”实现了对刀片形自行车入仓时自动摆正龙头的功能，该发明采取自动挪动后轮的方式来操作后轮摆正从而摆正龙头，但是为了进一步压缩摆正后轮所需要的操作空间，本发明给出一种减少摆正后轮所需要的操作空间的一个辅助装置，本发明是在本人之前的发明的基础上做进一步优化改进，所以用到的术语与技术请详细参见该相关专利。

发明内容

为了让自行车（本发明自行车也包括电动助力自行车和电动自行车等类似车辆）出行更为智能方便，本发明提供自行车后轮自动摆正入仓辅助装置，该装置可使本发明人之前的发明“自行车龙头自动摆正入仓系统”在摆正后轮（暨龙头）时所需要的操作空间（即实际占用自行车仓盒的空间）大大减少。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在本发明人之前的发明“自行车龙头自动摆正入仓系统”中的后轮摆正微调装置上的滑块上安装一个可升降的装置（注意：本发明中的信号传输、检测、控制原理全部等同“自行车龙头自动摆正入仓系统”发明的技术，有相同术语的也等同此发明中相同术语），该升降装置在需要摆正后轮时会移动到自行车车架之下支起车架并通过带动车架移动从而摆正后轮，这样就不必要等到后轮进入到后轮摆正微调装置上的滑块上时才可摆正后轮，就可以提前在后轮还未踏上后轮摆正微调装置上的滑块时就可以提前摆正后轮，从而节省后轮摆正操作所占用的仓盒空间；在滑块上的升降装置升起时，为了保持自行车的稳定性以及当后轮摆正后方便自行车被完全拉动滚动进仓盒，在自行车的把立上与仓盒之间装有一对导轨装置：实现方式可以采取自行车把立上装有一个楔形导轨或凹槽轮，而在仓盒中则分别对应有一行凹槽轮或一个楔形导轨与之对应（配对）来保证自行车光滑而稳定地出入仓盒；同时为了保证滑块上的升降装置升起时能顶起支架从而顶起后轮即后轮的高度比前轮会高（即后轮脱离地面好方便后轮移动），在仓盒的凹槽轮或楔形导轨上均装有弹性装置（如弹簧）方便车架后部抬起升高。

本发明的实现原理描述如下：

在本发明人之前的发明“自行车龙头自动摆正入仓系统”中，由于后轮摆正微调装置一般是算作自行车仓盒的一部分。自行车里放置有可充电电池。自行车车把手固定在车把立上，这部分常被称为自行车龙头，把立在车架前面的一个称为头管的管子里可以自由旋转，进而通过前叉带动前轮旋转从而完成自行车骑行时的方向更换。普通自行车的龙头是灵活的，骑行时需要用手扭转更改方向，停靠时龙头自然弯曲通过支撑达到静态平衡。本发明中整个自行车由于要自动收缩成刀片状形状并以此形状保持前后轮在一条线上停放在专用仓盒中，若无系统辅助，靠人眼判定及人手动操作很难保证次次达到上述要求，因此需要一套辅助系统方法帮助人们自动完成龙头摆正入仓任务。

首先需要一个传感器来感知龙头是否摆正并且具体偏离多少度，这个传感器就是车架上（指自行车车架，下同）装有的编码器用来记录把立（即前轮）的旋转角度同时感知龙头是否摆正。把立的旋装角度表示前轮的位置，而通过在把立上装有齿轮就可以通过齿轮啮合将把立旋转同步到编码器的轴的旋转（直接在把立上装编码器不太方便），把立每旋转一个角度，车架上的单片机就通过编码器的A、B相中断信号来记录编码器脉冲个数和方向，初始时前后轮在一条线上，前后轮每偏离摆正位置一点点就会引起编码器产生脉冲，脉冲的个数就记录了偏离角度的大小。

自行车仓盒里有电动输送装置，该装置能带动龙头摆正的收缩变形后的自行车自动进出仓盒，进入仓盒时因为自行车并未完全收缩成一条线，也就是龙头可能并未摆正，而且对入仓的操作要求尽量简单并且不会出错，具体步骤是：仓盒内有空位的对应区域亮绿灯，用户先将前轮对正该仓盒空位的导向槽并推入仓盒，用前轮先进入仓盒导向槽的原因是前轮比较灵活易于简单操控后退、前进和对齐动作，让前轮对齐地面上的前轮导向槽线、同时对正上面的把立上的凹槽后，推动前轮入仓盒并触动仓盒开关，仓盒经触动提示用户摆正后轮（可以采取语音提醒或不同类灯光提示，比如红灯绿灯同时亮或绿灯闪烁等，提醒方式下同），用户将后轮抬起与前轮基本对齐后（因为仓盒经与车架上的单片机通讯后能获得编码器的偏离角度从而知道是否大致摆正）提醒用户准备完毕然后仓盒内输送装置自动将自行车输送入仓盒。

大多数情况下，用户摆放后轮并不能完全摆正，此时需要容忍用户的误差（只要是前后轮没有明显偏离一条线可以拉着走即可），只有这样用户才方便使用，才能一次操作成功。故在仓盒里或自行车车架上设置有龙头摆正微调装置，该微调装置根据车架上编码器的偏离角度记录(该记录可通过有线或无线方式通过自行车上的单片机控制器传递给仓盒的控制器)自动扭动后轮的角度使其与前轮在一条直线上即在输送过程中对没有完全摆正的自行车龙头进行微调至摆正位置并定位锁定后方便输送和存放。因为虽然在后轮与前轮不在一条直线时，通过拖动或推动前轮前行，前行一段较长距离后后轮会逐渐拉直与前轮成一条线。但是由于我们的发明的目的就是尽可能的压缩存放自行车的空间，所以这种自然拉直的方式自然会浪费很多存贮空间（在未拉直的时候后轮左右占的空间大很多），所以要尽可能快地完全摆正后轮。微调摆正的原理是扭动或拖动后轮与前轮成一条线，这个力量可以来自行车也可来自仓盒，来自自行车时因为后轮扭矩较大一般电机要求较大会增加自行车的重量，而由仓盒来完成后轮的微调则比较简单并且可以若干行自行车可以共用一个微调装置。仓盒微调后轮的原理是，在仓盒内每行（或若干行共享）的入口放置有一个可在滚珠上滚动的滑动块，这个滑动块可以被电机拉动左右运动。当未完全摆正的自行车由前轮导向槽进入仓盒后，后轮刚刚前行到滑块后，仓盒控制器通过对前轮的牵引距离等方式知道后轮已经处于滑块上时通过有线（前轮导向槽当信号线）或无线方式从自行车单片机上获得前后轮的偏离角度然后计算出滑块需要左右移动的距离，由于后轮圆弧摆正时前轮必须前行才能保证后轮不强行后退（圆弧半径比弦高要长），所以在摆正的同时，仓盒控制器协调滑块和前轮拖行同时进行，只需前轮前行几厘米后轮即已经完全摆正。当完全摆正后，车架下还装有定位装置，当把立及车把手龙头摆正时（即前后轮在一条线上）电动执行机构（电磁铁或电机等）带动定位装置锁定前轮从而使得前后轮位置稳定保持在一条线上方便存贮和进出仓盒。前述定位装置启动定位后，自行车就可以很方便整齐地在仓盒内输送存放。由于前轮导向槽可以由自行车头管上引出一个楔形的前轮定位柱可以精确地插入前轮导向槽里，所以前轮可以被准确定位在仓盒里。这样经过微调后，自行车就可以一辆挨一辆的高密度存放在仓盒里，由于这些自行车均已经经本人其他发明被自动收缩成刀片形状的非常紧凑形状，一个普通停车位可以高密度存放上百辆经过变形收缩的自行车。

存车时自行车进入仓盒时，由于自行车只是前轮的一部分进入仓盒，在上述基本摆正原理的基础上，为了减少摆正后轮所需的操作空间，后轮摆正微调装置就需要尽可能地往前轮靠近放，而一辆自行车的正常支撑点只有两个：一个是前轮着地点，另一个是后轮着地点。后轮着地点与前轮着地点一般相隔一米多点，如果依靠后轮着地点落在后轮摆正微调装置上的滑块上来摆正后轮，那么后轮摆正微调装置势必会摆得离前轮较远（一米以外），后轮摆正微调装置是算作仓盒的一部分(由于包含有运动部分需要封闭在仓盒中防水防尘等)，是占仓盒的空间的，所以缩少后轮摆正微调装置与前轮的距离就可以节省仓盒空间，也就是让支撑后轮摆正的支撑点越往前轮靠前越节省摆正后轮操作所需的仓盒空间。但是当后轮摆正微调装置往前靠近前轮时，在正常情况下无论后轮摆正微调装置上的滑块如何左右移动是带动不了后轮摆正的（因为滑块滑动时都比其上的车架矮），所以本发明在后轮摆正微调装置上的滑块上安装一个可升降的装置，该升降装置在需要摆正后轮时会随着滑块移动到自行车车架之下支起车架从而可以支起后轮后再随着滑块左右移动实现后轮摆正（也就是龙头摆正）。在滑块上的升降装置升起时，为了保持自行车的稳定性以及方便当后轮摆正后自行车被拉动滚动进出仓盒，在自行车的把立上与仓盒之间装有一对导轨装置，这对导轨装置基本依据就是将滑动摩擦变为滚动摩擦，减少自行车进出的阻力并维持垂直方向不倾倒（与地面的槽一起）。所以一个凹槽轮和一个楔形轨道是一对很好的配对的导轨装置。为了保证滑块上的升降装置升起时能顶起支架从而顶起后轮即后轮的高度比前轮会高（即让后轮脱离地面），在仓盒的凹槽轮或楔形导轨上均装有弹性装置（如弹簧）可以弹性升高从而方便车架后部抬起升高，这样既保证了自行车可以稳定地在导轨中滚动进出仓盒也可以实现自行车后轮可以被抬高且不会倾倒。

本发明的有益效果是提供自行车后轮自动摆正入仓辅助装置，该装置可使本发明人之前的发明“自行车龙头自动摆正入仓系统”在摆正后轮（暨龙头）时所需要的操作空间（即实际占用自行车仓盒的空间）大大减少；同时，自行车还可以稳定地在导轨中滚动进出仓盒，实现自行车后轮被抬高时不会倾倒。可以节省仓盒空间及增加自行车进出仓盒的稳定性，从而带来很好的经济效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的后轮摆正微调装置示意图。

图中1. 前轮，2. 后轮，3.升降装置，4. 后轮摆正微调装置，5.楔形导轨，6.凹槽轮，7.弹簧，8.滑块，9.滚珠，10.后轮，11.微调电机，12.丝杠，13.刀片式自行车。

具体实施方式

在图1所示实施例中，在可收缩的刀片形自行车的把立上（即龙头所在之处）安装有一个楔形导轨（5）（不优选在把立上布置凹槽轮而在仓盒里布置楔形导轨的目的是让自行车上少一些可动部件，更经久耐用）、在仓盒里自行车进出方向布置一排有凹槽的凹槽轮（6），楔形导轨（5）可以在凹槽轮（6）里方便的滑进滑出。仓盒上装上一套自行车龙头自摆正系统，采用发明“自行车龙头自动摆正入仓系统”对后轮进行自动摆正，并在此方法中用到的后轮摆正微调装置（4）上设置一个升降装置（3），该升降装置（3）采用丝杆升降方式（也可采用常用的液压千斤顶的液压结构方式或其他生活中常见的各种升降部件的结构），由单片机控制电动机带动丝杆再带动螺母升降，后轮摆正微调装置（4）包含一个可在滚珠（9）上滚动的滑块（8），微调电机（11）旋转丝杠（12）带动滑块（8）左右移动，微调电机（11）采用直径37毫米的带编码器的直流减速电机即可。

当用户需要还车时将自行车前轮（1）沿着地面上的车轮槽（此槽用来卡前轮的下部）插入仓盒，此时自行车把立的楔形导轨（5）恰好卡进凹槽轮（6），因此自行车前轮的上部也被卡住，前轮的上下部都被卡位后，自行车此时不需要脚支撑就已经通过前轮（1）的上下槽卡位而保持不会倾斜了（但是可以沿着上下槽滚动、滑行）。接着用户只要将自行车后轮（2）大概摆正（粗摆）后，仓盒内的控制器（也就是一个单片机系统）就会接收到自行车的控制器通过有线或无线传来的信息：车后轮大概摆正了，并指示自行车收缩起可收缩的部件变成一个刀片形状的薄薄的自行车，此时还需要对自行车后轮做自动摆正即细调才好方便自行车呈一条线式地被拉动滚进滚出仓盒：后轮摆正微调装置（4）上的滑块左或右移动将升降装置（3）运送到自行车的车架下后，升降装置（3）自动升起将车架顶起，由于凹槽轮（6）上有弹簧（7），所以自行车被顶起成为前低后高的姿势。后轮（2）即后轮（10）被顶离地面后，后轮摆正微调装置（4）上的滑块根据自行车上的传感器（编码器）记录的后轮的偏离程度做对应的左或右移动，实现后轮的精确摆正（即前轮与后轮在一条线上）。最后，升降装置（3）自动降低放下后轮并经由后轮摆正微调装置（4）左或右移动后离开自行车前后轮所在的一条线上以避免挡住自行车滚动进出仓盒。由于摆正后轮的操作在后轮还未进入仓盒内即可进行摆正操作，所以可以节省仓盒的摆正后轮所需的操作空间，从而提高自行车仓盒的有效存放体积，带来更好的经济效益。

上述凹槽轮可以用两块表面布上滚珠的的条块组成倒“V”字形来制作代替与楔形导轨配合。

Claims (3)

1.自行车后轮自动摆正入仓辅助装置，包括自行车及存放自行车的仓盒，其特征是：后轮摆正微调装置上的滑块上安装一个可升降的装置，该升降装置在需要摆正后轮时会移动到自行车车架之下支起车架并通过带动车架移动从而摆正后轮。

2.根据权利要求1所述的自行车后轮自动摆正入仓辅助装置，其特征是自行车把立上装有一个楔形导轨或凹槽轮，而在仓盒中分别对应有一行凹槽轮或一个楔形导轨与之配对来保证自行车光滑而稳定地出入仓盒；凹槽轮可以用两块表面布上滚珠的条块组成倒“V”字形来制作代替。

3.根据权利要求1所述的自行车后轮自动摆正入仓辅助装置，其特征是仓盒的凹槽轮或楔形导轨均装有弹性装置方便车架后部抬起升高。

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