TWI473735B

TWI473735B - An elevated bicycle frame

Info

Publication number: TWI473735B
Application number: TW102123320A
Authority: TW
Inventors: Chia Yi Hsu
Original assignee: Chia Yi Hsu
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2015-02-21
Also published as: TW201500252A

Description

一種高架式自行車架

本發明涉及一種利用彈簧張力輔助機構，以達到省力效果的自行車架，特別是涉及一種，利用基於正弦定理的拉索長度動態調節機構的拉索張力系統，以達到省力效果的高架式自行車架。

高架式自行車架是常見裝置，可以用來存放、展示自行車，其主要效果是將自行車架高，空出地板面。而空出的地板面，可以設置成雙層自行車架，也可以做其他使用。

傳統的高架式自行車架，例如美國專利文獻US 5505579、US 7481027B2、US 7946432B1，除固定的高架結構外，一般都具有一個能拉出，並向下斜置的、活動的承載架，以便將自行車推入斜置的承載架上的適當位置，然後再將斜置的承載架抬起，並推入高架結構的定位。

操作高架式自行車架，在將承載架和自行車推入高架結構的定位時，因為受到重力作用的影響，必須先彎腰，用力將承載架抬起，這種動作對某些人是有困難的，而且容易造成傷害。

當要取下自行車時，進行相反的步驟，先將承載架拉出，輕輕放下，再將自行車移出承載架。所述將承載架拉出，輕輕放下的動作，實際上是要使力的，對某些人，同樣是有困難的，而且容易造成傷害。

本發明的目的，在於提出一種技術方案，以平衡自行車和承載架因重力作用而產生的力矩，使操作承載架進行抬起和放下動作時，能產生省力效果，以提高安全性和效率。

為達到省力效果，最直接想到的是利用平衡臂機構或支撐臂機構，傳統的平衡臂機構或支撐臂機構利用彈簧張力達到對抗重力產生的力矩的效果，但是當平衡臂由水平位置，被向下轉動時，彈簧會被拉伸，增大了彈簧的張力，這種情況與平衡臂或支撐臂由水平位置向下轉動時，重力對平衡臂或支撐臂造成的力矩逐漸減小的趨勢，是背道而馳的，導致利用彈簧張力的傳統平衡臂或支撐臂機構，應用於高架式自行車架時，無法達成省力的效果。

雖然有一些技術利用空氣彈簧(GAS SPRING)，能達成省力的效果，例如先前技術文獻US 6648148B1，但是空氣彈簧價格高，也比較容易故障，可靠度比不上金屬彈簧。

整體而言，提供一種經濟、可靠、省力、容易使用的高架式自行車架，是本發明技術方案的目的。但是，本發明的技術方案，相對也能應用於放置其他物件也是很顯然的。

有鑒於此，為解決上述問題及達到本發明的目的，其技術手段是這樣實現的。

本發明為一種高架式自行車架，其特徵在於利用基於正弦定理的拉索張力系統，以達到省力效果，該高架式自行車架包括：一固定高架滑軌結構，一活動承載架結構；所述固定高架滑軌結構，包括：一垂直立柱和一水平滑軌，水平滑軌固定於垂直立柱的頂端；所述活動承載架結構，包括：一導桿、一承載架和一關節機構，導桿設置有導桿凸緣；所述關節機構，包括：一關節機構支架、一水平轉軸、一承載架連結部、一關節拉索張力動態調節機構、一金屬圓線彈簧、一拉索；所述關節拉索張力動態調節機構，包括：一拉索力矩支柱其端末設置有一拉索力矩支柱滑輪、一固定臂其端末設置有一固定臂滑輪、一活動臂其端末設置有一活動臂滑輪；所述水平轉軸，設置在關節機構支架上，拉索力矩支柱和固定臂以水平轉軸為中心，呈一對稱直線一體結構，構成關節機構支架的底部；所述活動臂與承載架連結部為一體結構，其夾角為45°，承載架連結部與承載架剛性結合，承載架是承載架連結部的延伸，活動臂隨承載架的轉動而同步轉動；所述金屬圓線彈簧的第一端固定於拉索力矩支柱側，向上延伸揚起的關節機構支架上，金屬圓線彈簧的第二端與拉索的第一端連結，拉索的第二端通過設置於由固定臂側，向上延伸揚起的關節機構支架上的轉向滑輪後，再依序跨騎過固定臂滑輪、活動臂滑輪、拉索力矩支柱滑輪，最終固定連結於承載架連結部上的施力位置點；所述導桿能在所述水平滑軌上滑動，導桿通過導桿凸緣和關節機構支架的底部剛性結合；上述拉索力矩支柱、固定臂、活動臂的長度相等；上述施力位置點與水平轉軸的距離，等於拉索力矩支柱的長度。

更優選的是，所述拉索力矩支柱的末端位置點、固定臂的末端位置點B、活動臂的末端位置點C，構成關節拉索長度動態調節機構直角三角形△ABC，活動臂的末端位置點C為直角頂點，拉索力矩支柱和固定臂以水平轉軸為中心，呈一對稱直線一體結構；上述拉索力矩支柱、固定臂、活動臂的長度相等，都等於關節拉索長度動態調節機構直角三角形△ABC的外接圓半徑；上述固定臂滑輪與活動臂滑輪之間的拉索、活動臂滑輪與拉索力矩支柱滑輪之間的拉索，構成關節拉索張力動態調節機構的直角三角形△ABC的兩股；上述活動臂與承載架連結部的夾角為45°，活動臂轉動時，兩股和的拉索長度，遵循基於正弦定理的公式：a+b=2√2 R×sin(A+π/4)而變化；其中a+b為兩股和，67.5°<∠A<90°，R為關節拉索長度動態調節機構直角三角形△ABC的外接圓半徑。

更優選的是，所述水平滑軌的端末，設置有擋體設施，使導桿在水平滑軌內滑動而不脫離，擋體設施的外側，設置有擋體斜面，當承載架垂直向下轉動時，擋體斜面具有限制承載架傾斜角度的功能；承載架連結部還設置有與擋體斜面相對應的擋桿，擋桿能倚靠在擋體斜面上。

更優選的是，以水平轉軸為中心，對稱於所述承載架連結部的結構上，設置有一凸緣，限制承載架最高只能抬高至水平高度。

更優選的是，所述水平滑軌是一中空的矩形管狀滑軌，導桿的外緣與矩形管狀水平滑軌的內緣，可滑動性契合，導桿設置有能減少滑動摩擦力的線性軸承，導桿能在水平滑軌的內部滑動。

1‧‧‧平衡臂

2‧‧‧平衡臂支架

3‧‧‧基座

A‧‧‧拉索力矩支柱末端位置點、銳角頂點

B‧‧‧固定臂末端位置點、銳角頂點

C‧‧‧活動臂末端位置點、直角頂點

a、b‧‧‧直角三角形兩股

c‧‧‧直角三角形弦

T‧‧‧拉索

S‧‧‧金屬圓線彈簧

D‧‧‧施力位置點

R‧‧‧外接圓半徑

K‧‧‧凸緣

P1、P2‧‧‧轉向滑輪

300‧‧‧關節機構

301‧‧‧關節拉索長度動態調節機構

302‧‧‧承載架連結部

303‧‧‧關節機構支架

X‧‧‧水平轉軸

100‧‧‧拉索張力系統

101‧‧‧拉索長度動態調節機構

102‧‧‧拉索力矩支柱

103‧‧‧拉索力矩支柱滑輪

104‧‧‧固定臂

105‧‧‧固定臂滑輪

106‧‧‧活動臂

107‧‧‧活動臂滑輪

200‧‧‧高架式自行車置放架

210‧‧‧固定高架滑軌結構

211‧‧‧垂直立柱

212‧‧‧水平滑軌

213‧‧‧槽口

214‧‧‧擋體設施

215‧‧‧擋體斜面

216‧‧‧卡槽結構

217‧‧‧滾輪

220‧‧‧活動承載架結構

221‧‧‧導桿

222‧‧‧承載架

223‧‧‧導桿凸緣

224‧‧‧擋桿

225‧‧‧線性軸承承

第1圖：本發明基於正弦定理的原理說明圖。

第2圖：本發明中利用的拉索張力系統說明圖。

第3圖：本發明實施例說明圖。

第4圖：本發明操作示意圖。

第5圖：水平滑軌及導桿V-V剖面。

第6圖：Ⅵ-Ⅵ剖面圖。

第7圖：Ⅶ-Ⅶ剖面圖。

第8圖：Ⅷ-Ⅷ剖面圖。

第9圖：關節機構說明圖

第10圖：關節拉索長度動態調節機構外部拉索示意圖

本發明高架式自行車架的具體實施方式，將配合附圖，詳細說明如下。

本發明高架式自行車架能產生省力效果的技術核心，是基於正弦定理的拉索長度動態調節機構。首先由本發明技術核心的原理開始進行說明。

第1圖是本發明基於正弦定理的拉索長度動態調節機構原理說明圖。圖中揭露，符號a、b、c為三角形△ABC的∠A、∠B、∠C的對邊，根據正弦定理，a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R，其中，R為三角形△ABC的外接圓半徑。

∠C為直角時，三角形△ABC為直角三角形，∠C的對邊為弦邊c，弦邊c的長度為2R，a與b為兩股。∠C頂點C在以R為半徑的外接圓圓弧上移動時，例如移動至C1點位置，三角形△ABC均保持為直角三角形。根據正弦定理，直角三角形△ABC兩股和a+b=2R(sinA+sinB)= 2R(sinA+cosA)。

另根據，同樣週期但不同相位移動的正弦波的任何線性組合是有相同週期但不同相位移動的正弦波的特性，在正弦和餘弦波的線性組合的情況下，我們有：m sinx+n．cosx=√(m^2+n^2)×sin(x+φ)；其中m、n是任意常數，φ=arctan(n/m)；令：m=1、n=1，則sin x+cos x=√2×sin(x+π/4)得到公式1：直角△ABC兩股和a+b=2√2 R×sin(A+π/4)；公式1顯示，直角三角形△ABC兩股和(a+b)是一正弦函數，相位差為π/4。當∠A=π/4時，直角三角形△ABC為等腰直角三角形，兩股和a+b為最大值，a+b=2√2R(最大值)。

根據公式1及第1圖，直角三角形△ABC的直角頂點C，離開△ABC為等腰直角三角形位置，在半圓弧線上移動時，兩股和a+b逐漸減小，當∠A→0時a→0，a+b→2R(最小值)，當∠A→π/2時b→0，a+b→2R(最小值)，兩股和a+b的最大值與最小值的差為2√2R-2R，0<∠A<π/2。顯示直角三角形△ABC的直角頂點C，離開△ABC為等腰直角三角形位置，在外接圓半圓弧線上移動時，兩股和a+b由最大值2√2R減小至最小值2R，最大的長度變化為：△(a+b)(最大值)=2√2R-2R=0.8R。

這表示，如果a、b兩股是一被動式拉索張力系統的部份拉索時，則直角三角形△ABC的直角頂點C，離開直角三角形△ABC為等腰直角三角形位置，在外接圓半圓弧線上移動時，該被動式拉索張力系統不但沒有被拉伸，反而會釋放出一些拉索，與傳統平衡臂的被動式張力系統被拉伸的行為完全不同。

利用上述公式1的原理，可以設計一個不同於傳統平衡臂被動式張力系統的機構，使地心引力對平衡臂產生的力矩變化關係，與拉伸彈簧被拉伸的長度，不再背道而馳。

第2圖是本發明中利用的拉索張力系統說明圖，拉索張力系統100中的拉索長度動態調節機構101，是根據上述直角三角形兩股和函數式的特性而實施建構。

第2圖所示是一平衡臂機構，平衡臂1以水平轉軸X為軸心，能垂直上下運動，水平轉軸X垂直于平衡臂1的垂直運動平面。水平轉軸X設置於平衡臂支架2上，平衡臂支架2固定於基座3上。

第2圖中，拉索張力系統100包括拉索T、金屬圓線彈簧S與拉索長度動態調節機構101，金屬圓線彈簧S是一張力彈簧，金屬圓線彈簧S的第一端固定於平衡臂機構的平衡臂支架2結構上，金屬圓線彈簧S的第二端與拉索T的第一端連結，拉索T的第二端，通過拉索長度動態調節機構101後，施力於支撐臂1的施力位置點D。

拉索長度動態調節機構101是一直角三角形機構，直角三角形兩銳角∠A、∠B的的對邊a、b是直角三角形△ABC的兩股，a、b兩股是拉索張力系統100的拉索T的一部份，平衡臂1在水平位置時，直角三角形△ABC為等腰直角三角形狀態，而當平衡臂1轉動時，直角三角形的直角頂點C，能隨著機械結構在直角三角形△ABC外接圓半圓弧線上同步移動，則拉索張力系統100中，由部份拉索組成的直角三角形△ABC兩股a、b，將依上述直角三角形△ABC兩股和a+b=2√2 R．sin(A+π/4)的函數式同步變化，其中，0<∠A<π/2。

所述拉索長度動態調節機構101具體包括一水平轉軸X；一拉索力矩支柱102，其端末設置有一拉索力矩支柱滑輪103；一固定臂104，其端末設置有一固定臂滑輪105；一活動臂106，其端末設置有一活動臂滑輪107。

所述活動臂106與平衡臂1是剛性結合，以水平轉軸X為轉軸，隨平衡臂1同步轉動；活動臂106與平衡臂1的相對位置關係，為當平衡臂1在水平位置時，直角△ABC為等腰直角三角形狀態。

所述拉索力矩支柱102、固定臂104、活動臂106，長度相等，都等於拉索長度動態調節機構101直角三角形△ABC外接圓的半徑R，以水平轉軸X為軸心，徑向設置，其中，拉索力矩支柱102、固定臂104，以關節轉軸X為中心，呈一對稱直線結構，構成直角三角形△ABC的弦邊；拉索力矩支柱滑輪103與活動臂滑輪107之間的拉索連線、活動臂滑輪107與固定臂滑輪104之間的拉索連線，構成拉索長度動態調節機構101的直角三角形的兩股，亦即拉索長度動態調節機構101直角三角形機構的兩股，由局部的拉索構成。

因為整個拉索張力系統100是由拉索T與金屬圓線彈簧S組成，而拉索T本身長度是不變的，因此所述的兩股和的長度變化，都是來自於金屬圓線彈簧S自身的長度變化。兩股和的長度較長時，表示金屬圓線彈簧S的長度被拉長，兩股和的長度較短時，表示金屬圓線彈簧S被拉伸的長度減小。

由於平衡臂1在與地心引力垂直的水平位置時，受到的地心引力力矩最大，因此平衡臂1在水平位置時，金屬圓線彈簧S應處於最大拉伸狀態，以提供最大張力，亦即拉索張力系統的拉索總長度應處於最大值狀態，兩股和的長度應是最大值。

根據公式1，直角三角形△ABC兩股和a+b=2√2 R．sin(A+π/4)，兩股和最大值是在∠A=π/4時，亦即△ABC為等腰直角三角形時。因此，平衡臂1在水平位置時，直角三角形△ABC應為等腰直角三角形狀態，金屬圓線彈簧S處於最大拉伸狀態，以提供最大張力。這樣，當平衡臂1離開水平位置時，拉索張力系統的張力將呈現遞減，改正了傳統被動式平衡臂的支撐力與地心引力對平衡臂產生的力矩變化背道而馳的缺點。

第3圖是本發明實施例說明圖。本發明一種高架式自行車架200，是利用基於正弦定理的拉索張力系統，以達到省力效果，其包括：一固定高架滑軌結構210，一活動承載架結構220。

所述固定高架滑軌結構210，包括：一垂直立柱211和一水平滑軌212，水平滑軌212固定於垂直立柱211的頂端。

所述活動承載架結構220，包括：一導桿221、一承載架222和一關節機構300，導桿221設置有導桿凸緣223。

所述關節機構300，包括：一關節機構支架303、一水平轉軸X、一承載架連結部302、一關節拉索張力動態調節機構301(圖9有揭)、一金屬圓線彈簧S、一拉索T。

所述導桿221能在所述水平滑軌212上滑動，導桿221通過導桿凸緣223和關節機構支架303的底部剛性結合。

關節機構300除了作為承載架222垂直轉動的樞鈕，也提供張力，以達到省力效果。

上述關節機構300和關節拉索長度動態調節機構301的結構，將配合第9圖進行詳細說明。

所述關節拉索長度動態調節機構301的結構，類似於第2圖所示的拉索長度動態調節機構101的結構，是以基於正弦定理的拉索張力系統100為基礎而建構。但是為了因應本發明技術方案的實際需要，本發明中的關節拉索長度動態調節機構301在結構上做了一些調整。

活動承載架結構220的導桿221在水平滑軌212內滑動，承載架222在水平滑軌212上滑動，承載架222的底面與水平滑軌212的頂面間，設置有減少滑動摩擦力的滾輪217。

水平滑軌212的端末，設置有擋體設施214，以限制導桿221在水平滑軌212內滑動而不脫離水平滑軌212。擋體設施214的外側，設置有擋體斜面215，當操作承載架222使垂直向下轉動時，擋體斜面215具有限制承載架222傾斜角度的功能。承載架連結部302還設置有和擋體斜面215對應的擋桿224，擋桿224能倚靠在擋體設施214的擋體斜面215上，擋體斜面215的表層，可以是橡膠類能避免金屬碰撞的材料製成。

第4圖是本發明操作示意圖，承載架222被拉出至水平滑軌212最外端位置時，水平轉軸X位於水平滑軌212外側，此時，承載架222能利用關節機構300的水平轉軸X為支點，向下垂直轉動，承載架222能藉擋桿224的支撐，斜靠在擋體設施214的擋體斜面215上。

第5圖是第4圖之水平滑軌及導桿V-V剖面圖，水平滑軌212是一中空的矩形管狀滑軌，導桿221的外緣與矩形管狀水平滑軌212的內緣，可滑動性契合，導桿221設置有能減少摩擦力的設施，例如線性軸承225，導桿221能在水平滑軌212的內部滑動。圖中線性軸承225比較誇張，只是顯示其功能。

第6圖是第4圖之Ⅵ-Ⅵ剖面，顯示水平滑軌212的頂壁具有與水平滑軌212方向平行的槽口213，導桿221的上部具有導桿凸緣223，導桿凸緣223穿過槽口213與關節機構支架303的底部剛性結合。

第7圖是第4圖之Ⅶ-Ⅶ剖面，顯示擋體設施214外側的擋體斜面215的寬度，比承載架連結部302內壁間的寬度窄，當活動承載架結構220被拉出至水平滑軌212最外端位置，水平轉軸X位於水平滑軌212外側時，承載架222能利用關節機構300的水平轉軸X為支點，向下垂直轉動而不會受到擋體斜面215的阻礙，但是自行車承載架連結部302另設置有一擋桿224，使承載架222轉動至適當位置後，擋桿224能倚靠在擋體設施214的擋體斜面215上，以確保在任何狀況下，承載架222不會過度傾斜。

第8圖是第4圖之Ⅷ-Ⅷ剖面。顯示承載架222是一槽形承載架，類似於一般習知的高架式自行車承載架，承載架222還具有能使自行車直立並固定位置的輔助設施，但是此類輔助設施相當普遍，並且不是本發明的主要特徵，因此圖中未示。

第9圖是關節機構說明圖。關節機構300是本發明能達到省力效果的核心機構，關節機構300，包括：一關節機構支架303、一水平轉軸X、一自行車承載架連結部302、一關節拉索長度動態調節機構301、一金屬圓線彈簧S、一拉索T。

上述關節機構支架303具有支撐整個關節機構300的功能，關節機構支架303的底部與導桿凸緣223剛性結合。關節機構支架303是一能水平方向移動的活動裝置，藉助於固定的水平滑軌212，關節機構支架303水平方向移動時，能保持固定的姿態。

上述關節拉索長度動態調節機構301的具體組成部件和功能與第2圖中的說明相同。上述承載架連結部302相當於第2圖中的平衡臂1，關節機構支架303相當於第2圖中的平衡臂支架2。

為了因應本發明技術方案的實際需要，與第2圖拉索長度動態調節機構101對照，關節拉索長度動態調節機構301主要在兩方面做了一些調整。

第一個調整，是因為檢討本發明技術方案實際應用時的需要，如果承載架222傾斜角度太陡峭，搬動自行車上下架時會很費力，將承載架222的傾斜角度，限制在從水平位置向下斜置約45°以內比較適當，此在第10圖有進一步意示。

請參考第3圖，當承載架222由水平位置，順時鐘向下轉動至傾斜45°時，活動臂106也將順時鐘方向轉動45°，活動臂106轉動時，直角三角形△ABC銳角∠A也將同步改變，因為直角三角形△ABC外接圓的圓周角是圓心角的一半，活動臂106的角度變化量為45°時，直角三角形△ABC銳角∠A的角度變化量為22.5°。

根據公式1及第2圖，當直角三角形△ABC銳角∠A由45°增加到67.5°時，兩股和(a+b)的長度由2√2R=2.8R趨向於2.59R，減少了0.21R；當銳角∠A由67.5°趨近到90°時，兩股和(a+b)由2.59R趨向於2R，減少了0.59R。銳角∠A由67.5°增加到90°時，兩股和(a+b)減少的長度較大，這是由於變化速率不同而產生的差異。

本發明技術方案選擇∠A由67.5°增加到90°的區間，以取得比較有利的，較大的兩股和(a+b)減少的變化量。亦即本發明技術方案選擇承載架連結部302和承載架222位於水平位置時，活動臂106和承載架連結部302之間的夾角為45°，當承載架連結部302轉動45°時，活動臂106也轉動45°，釋放出0.59R的拉索。

第二個調整，是因為本發明技術方案的關節機構300是一個可以在水平滑軌212上移動的機構，為了使機構合理簡化，將關節拉索長度動態調節機構301的直角三角形△ABC的弦邊AB與關節機構300水平方向移動的機構結合，整體機構會比較精簡。

在本說明書中，為了方便與第1圖和第2圖對照比較，關節拉索長度動態調節機構301的部件，將採用相同的符號。

綜合上述，本發明技術方案的關節機構300，包括：一關節機構支架303、一水平轉軸X、一承載架連結部302、一關節拉索長度動態調節機構301、一金屬圓線彈簧S、一拉索T。關節拉索長度動態調節機構301，包括：一拉索力矩支柱102其端末設置有一拉索力矩支柱滑輪103，一固定臂104其端末設置有一固定臂滑輪105，一活動臂106其端末設置有一活動臂滑輪107。

所述水平轉軸X，設置在關節機構支架303上，拉索力矩支柱102和固定臂104以水平轉軸X為中心，呈一對稱直線一體結構，構成關節機構支架303的底部；所述活動臂106與承載架連結部302為一體結構，其夾角為45°，承載架連結部302與承載架222為剛性結合，承載架222是承載架連結部302的延伸，活動臂106隨承載架222的轉動而同步轉動；所述拉索力矩支柱102的末端位置點A、固定臂104的末端位置點B、活動臂106的末端位置點C，構成關節拉索長度動態調節機構301直角三角形△ABC的三角頂點，C為直角頂點，構成一直角三角形△ABC；拉索力矩支柱102、固定臂104、活動臂106的長度相等，都等於關節拉索長度動態調節機構301直角三角形△ABC的外接圓半徑R；所述金屬圓線彈簧S的第一端固定於拉索力矩支柱102側，向上延伸揚起的關節機構支架303上，金屬圓線彈簧S的第二端與拉索T的第一端連結，拉索T的第二端通過設置於由固定臂104側，向上延伸揚起的關節機構支架303上的轉向滑輪P1、P2後，再依序跨騎過固定臂滑輪105、活動臂滑輪107、拉索力矩支柱滑輪103，拉索T的第二端最終固定連結於承載架連結部302上的施力位置點D；拉索力矩支柱102、固定臂104、活動臂106的長度相等；施力位置點D與水平轉軸X的距離，等於拉索力矩支柱102的長度。

固定臂滑輪104與活動臂滑輪107之間的拉索，活動臂滑輪107與拉索力矩支柱滑輪103之間的拉索，構成關節拉索長度動態調節機構301的直角三角形的兩股，亦即關節拉索長度動態調節機構301直角三角形機構的兩股由局部的拉索構成。承載架222轉動時，活動臂106隨承載架222的轉動而同步轉動，上述構成關節拉索長度動態調節機構301的直角三角形兩股的拉索長度，也同步改變。

關節拉索長度動態調節機構301的直角三角形△ABC的弦邊AB，也就是關節機構支架303的底部，呈水平方向設置，弦邊AB的下緣與導桿凸緣223剛性結合；承載架連結部302與承載架222剛性結合，承載架222是承載架連結部302的延伸，承載架連結部302和活動臂106之間的夾角為45°，因此關節拉索長度動態調節機構301相對於地心引力的姿態是確定的。

承載架222還設置有使自行車直立並且固定位置的設施，使承載的自行車能直立並且固定不移動，圖中未示。

實際運作時，因為結構的限制，活動臂滑輪107不會與拉索力矩支柱滑輪103重疊，因此實際運作區間會小於45°，但不影響整體功能。設置於擋體設施214外側的擋體斜面215，除了具有限制承載架222傾斜角度的功能，同時防止活動臂滑輪107與拉索力矩支柱滑輪103碰撞。設置擋桿224時，以承載架222傾斜角度不大於45°和防止活動臂滑輪107與拉索力矩支柱滑輪103碰撞為原則。P1、P2是拉索T的轉向滑輪。

拉索T對承載架222施力於施力位置點D，當承載架222向下垂直轉動45°時，在關節拉索長度動態調節機構301外部的拉索T，增加了2 R sin22.5°=0.76R，請參考第10圖，此時，在關節拉索長度動態調節機構301內部的拉索T，被釋放出0.59R，拉索張力系統只被拉伸0.17R，與傳統張力彈簧將被拉伸0.76R比較，彈簧拉伸長度減少了約78%，大幅度改善了傳統拉伸彈簧的缺點。

上述的水平、垂直都是以重力為參考基準，與重力方向垂直的方向為水平。

再參考第4圖，承載架222被拉出到水平滑軌212最外端位置時，水平轉軸X已經位於水平滑軌212的外部，但是因為受到關節機構300中的張力系統的作用，承載架222不會驟然向下垂落。金屬圓線彈簧S是經過適當選配的，能提供足夠強度的張力，使承載架222得到支撐。選配金屬圓線彈簧S時，並不需要完全抵銷自行車和承載架222的重量，因為抬起或放下承載架222時，操作者對承載架222的施力點是在最外端，也會有槓桿效益，選配的金屬圓線彈簧S，如果能抵銷自行車和承載架222的八成重量，產生的省力效果就很明顯有利。避免選配太強力的金屬圓線彈簧S，是為了避免取下自行車時，空載的承載架222太快速彈起。

金屬圓線彈簧S的選定與拉索長度動態調節機構101直角三角形△ABC外接圓半徑R的選定，是一個相互影響的問題，以經濟實用、美觀為原則。

活動承載架結構220被拉出到水平滑軌212最外端位置，並且受到操作人員輕輕施力下壓時，承載架222的外側端，斜置觸地，以利於將自行車推出或推入。

存放自行車時，進行相反的操作程序，先將空的活動承載架結構220拉出到水平滑軌212最外端位置並向施力下壓，使承載架222斜置觸地，將自行車推入承載架222後，藉關節機構300的輔助，將承載架222抬高至水平高度，並推入水平滑軌212。

因為操作承載架時，最高只需要抬高至水平高度，因此在承載架連結部302水平轉軸X的另側，設置有一凸緣K。受到凸緣K的限制，承載架最高只能抬高至水平高度，凸緣K也有利於活動承載架結構220推入水平滑軌212的盡頭位置時，崁入設置於水平滑軌212盡頭上部與凸緣K相契合的卡槽結構216中，以承擔活動承載架結構220在存放位置時的支撐力。

上述實施例的說明，顯示本發明利用基於正弦定理的拉索張力系統，以建構具有省力效果的高架式自行車架的可行性。由於操作時能省力，本發明特別適用於比較重的自行車，例如電動自行車。

A‧‧‧銳角頂點、拉索力矩支柱末端位置點

B‧‧‧銳角頂點、固定臂末端位置點

C‧‧‧直角頂點、活動臂末端位置點