專利名稱：自行車多功能新式支架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于自行車制造技術領域。
自行車是一種常用的交通代步工具，也是一種體育比賽和鍛煉的器械。由于自行車用途很廣泛，所以人們不斷地對它的結(jié)構進行改進，以滿足人們的各種需要。各種新款式的自行車不斷涌現(xiàn)?，F(xiàn)在常見的自行車種類有普通輕便車、變速輕便車、賽車、山地車、助動車等。按輪子大小分，常見的有26吋、28吋、24吋和22吋自行車。按剎車的不同分，有前后輪緣閘、前后漲閘、前后線閘、前線閘后抱閘、前后懸臂閘、腳閘等自行車。按把手形狀分，常見的有平翹式雙閘把、德式車把、賽車的下彎式車把、小輪車的高翹式車把、山地車的直車把等自行車。按自行車三角架的形狀不同，又有載重車架、男式車架、女式車架和助動車架等。
目前我國自行車和助動自行車的支架主要有七種(見

圖1)。它們都起一個共同的作用，那就是在自行車或助動自行車停放時起支撐穩(wěn)定作用，而且每種支架通常都帶有一個鎖定功能，以確保支架不會在自行車停放時彈回而使車子傾倒。
在城市中，特別是在交通擁擠的大城市中，人們騎自行車上下班時，經(jīng)常會遇到紅燈。這時騎車人就必須剎車，跳下車來或踮著腳扶自行車站著，等紅燈變綠燈時再重新上車起動行駛。這樣不僅騎車人累、麻煩，而且給本來已很擁擠的交通路口帶來混亂，有時甚至會因為騎車人上下車時給衣服纏住絆倒而發(fā)生意外。因此，能不能使騎車人在遇到紅綠燈時不必下車而坐在自行車上，并在紅燈變綠燈時又能迅速起動行駛呢？本發(fā)明的目的主要就是要發(fā)明一種簡便可靠的新式自行車支架來解決這一問題。
首先闡述一下本發(fā)明的總體思想，自行車和助動自行車都是兩輪驅(qū)動的交通工具，它們是靠慣性速度來保持平衡的，一旦剎車停住，兩點著地是無法使它們保持穩(wěn)定的。所以必須要有第三個支撐點。而自行車的支架如果能放下就可以作為第三個支撐點來保持平衡。自行車在行駛時，人騎在上面，兩只腳一般是不能離開踏腳的，而兩只手中其中一只可以短時間離開車把用來操作。因此，我們可以在自行車的前面部份，手操作方便的地方裝一個操作手柄，并通過傳動部件與支架連接起來;這樣在行駛時只要板一下手柄，支架就能放下，這時再剎車停住支架就可起支撐作用，使騎車人可穩(wěn)穩(wěn)地坐在車上。松開手柄，支架又可自動收攏，自行車又可以照常行駛了。
根據(jù)上述發(fā)明思想，我設計了一個最優(yōu)通用型系列新式支架(ZT型系列)和幾個參考型系列(CA、CB、CC、CD、CE型系列)支架。(只所以稱作系列是因為只要稍作局部改動，它能適應一系列不同輪徑和車型的自行車)，由于自行車的種類很多，首先重點設計一個能適用于各種常見自行車上的最優(yōu)通用型系列，再根據(jù)特殊的車型和用途設計幾個參考型系列。
本發(fā)明的ZT型系列由機械扳動部份、傳動部份和支架部份這三部份組成，見圖2。機械扳動部份包括一個扳動手柄(1)和一個帶有卡槽和安裝部件的基座(2)組成，傳動部份是由一根自行車線剎車用的鋼絲繩(3)和數(shù)個塑料固定圈(4)組成的，支架部份是由一個帶有安裝部件的基座(5)，一根彈簧(6)，一根支架桿(7)和一個小輪(8)所組成的。
圖2是ZT型系列支架的組裝圖。
圖3是ZT型系列支架的總裝圖。
圖4是扳動手柄(1)的零件圖。
圖5是扳動基座(2)的零件圖。
圖6是傳動鋼絲繩(3)、塑料固定圈(4)和彈簧(6)的零件圖。
圖7是支架基座(5)的零件圖。
圖8是支架桿(7)的零件圖。
圖9是輪子(8)的零件圖。
下面對照圖紙對本發(fā)明的ZT型系列作進一步的說明。
機械扳動部份如圖4、圖5所示。圖5中a為兩個將基座固定在自行車架上的園形夾圈，用兩個螺釘和螺母就可以將基座固定在自行車車架上。b為固定鋼絲繩套管的夾頭。c為手柄刀口的卡槽口。d為手柄護槽，手柄在此槽內(nèi)前后移動。如圖5所示，當手柄從前面扳到后面時，手柄刀口在彈簧的壓力下自動卡緊在護槽的卡槽口上，這時鋼絲繩A點移動到B點，即鋼絲繩抽動了
的距離。
亦就是鋼絲繩的工作距離，它應等于圖7中CD間的距離。當手柄要復位時，將手柄先向后扳動，然后再向卡槽口的另一側(cè)扳動，使它離開卡槽口，再松開手，手柄就會在支架上彈簧拉力的作用下彈回前面。如圖4所示，螺栓f的直經(jīng)D1必須大于基座上的孔φ2，這樣當擰緊螺母g后，螺栓f就緊固在基座壁上，而長度l1不受影響。此時l1這一段螺栓即成為手柄的軸。由于手柄不僅要前后扳動，而且要左右亦能稍作搖動，以便從卡槽口中退出，所以φ1要比D1稍大一些。彈簧的作用是使手柄緊貼在護槽卡口一邊，使手柄不會從卡口滑出。如圖4所示，手柄上開有凹槽和一個鋼絲繩上接頭固定凹孔，鋼絲繩從凹孔處穿入，嵌在凹槽中。f螺栓l1長度要大于彈簧蓋厚度、彈簧壓緊后的厚度和手柄的厚度之和。手柄刀口形狀應與卡槽口的形狀相吻合。手柄基座的安裝位置如圖10所示，對于目前國內(nèi)的絕大多數(shù)自行車，其安裝位置必可在圖10中選對應的一種位置進行安裝。對不同車型的自行車，圖5中所示的固定夾圈a可作相應的調(diào)整。如圖6所示，傳動部份使用的鋼絲繩可使用自行車線剎用的鋼絲繩。塑料固定圈的目的是把鋼絲繩固定在自行車的車架上，使鋼絲繩不會掛下來。它可以使用原有自行車上的塑料固定圈，亦可根據(jù)不同車型定制。固定圈上有兩個園弧圈，小的園弧圈用來嵌鋼絲繩，大的園弧圈卡在自行車車架上(如圖3所示)。
如圖7、圖8、圖9、所示，支架部份由支架基座，支架桿和小輪組成。圖7中a為支架桿螺栓，其直徑D1須大于基座上孔徑φ1，這樣當螺栓固定在基座上后，該螺栓上l1這段即成為支架桿的軸。b為緊繩螺釘，用來固定鋼絲繩。c為小輪的軸螺栓，支架桿上的φ2應小于D2，而D2應與小輪軸承內(nèi)孔緊密配合，使軸承輪能緊緊固定在軸螺栓c上。d為鋼絲繩調(diào)節(jié)螺釘，e為固定調(diào)節(jié)螺釘位置的螺母，f為托架螺母，g為基座前折邊，用來限定支架桿往前擺動的位置。h為基座后折邊，用來限定支架桿往后擺動的位置。i為基座上的彈簧固定柱，j為基座的上固定圈，它用螺釘固定在自行車的左邊立叉上(見圖3)。k為基座的下固定圈，它用鋼板彎制成園弧形，園弧形兩端彎平的邊上鉆兩個小孔，在基座壁上對應位置亦鉆兩個小孔。將這個固定圈裝在自行車的左平叉中，用兩個螺釘即可固定。
如圖11(ⅱ)所示，為了便于支架在行駛途中放下和收攏，l2必須小于la(如不然，則支架上輪子要與地面相擦)。即停車支撐時有一個傾角α，α太大，騎車人重心傾斜太大就不舒服。因此，一般取α≤15°，考慮到馬路路面有一定坡度，可取l3-l2＝10～～50mm。對于不同輪徑的自行車，只要改變l1的長度，就可以分別適用于28吋、26吋、24吋等自行車。
支撐的支架桿必須具有一定的強度，至少要能支撐住自行車和一個人的重量，而且還要有一定余量。一般輕便型自行車以支撐80～～100Kg計算，輕便型賽車以60～～80Kg計算，助動車由于自身重量較重，以100～～150Kg計算。如圖8和圖15所示，原自行車支架桿由于力矩l1較長，因此a點為一個應力集中點，人騎坐在車上支架放下支撐時a點很容易彎折。本發(fā)明支架桿設計成圖8所示形狀，目的是為了避免應力集中點，增加支架的支撐強度。見圖15，圖中F1為作用力，F(xiàn)2為反作用力。顯然F1＝F2在b'c'＝bc，且支架桿材料相同時，a點受到的力矩M為M＝F3·l1＝F2COSα·l1＝F2COSα·bc/COSα＝F2·bca'及d'點所受的力矩M'均為M'＝F1·l'1＝F1·b'c'因為，F(xiàn)1＝F2，bc＝b'c'，所以M'＝M由此可見，(ⅱ)型和(ⅰ)型的支撐強度相同。本發(fā)明采用圖15中(ⅲ)形狀的支架桿，由于該型與(ⅱ)型相比在a'、d'點處采用園弧連接，去除了應力集中點，所以支撐強度要比(ⅱ)型和(ⅰ)型更好。為了支撐穩(wěn)定，b'c'應盡可能寬一點，但以不超過自行車左邊踏腳寬度為限[見圖11(ⅰ)]。經(jīng)估算，支架桿可采用φ10～～φ18mm的鋼材或鋁合金材料制造。在保證強度的條件下，支架桿重量應盡可能輕，以避免支架桿在自行車行駛途中因慣性大而上下抖動。因此支架桿亦可采用中空的管材制造。
為了便于支架在自行車行駛途中的收攏和放下，本發(fā)明ZT型系列在支架桿下面設計安裝有一個能靈活轉(zhuǎn)動的小輪子。如圖7、圖9所示。支架下端的輪子直徑不宜太大，因慣性大容易在行駛時上下抖動;亦不宜太小，太小了如遇上路面縫隙和凹坑容易卡住，一般取輪子φ＝20～80mm左右。如圖9所示，輪子可采用軸承輪，亦可采用彈子軸承輪。使用軸承輪轉(zhuǎn)動靈活，可靠性高，易更換，但成本高。使用彈子軸承輪，如損壞時可只更換部份零件，而且彈子和軸擋等部件可與自行車上的部件通用，成本低，缺點是更換麻煩。輪子上可設計出各種漂亮的輪輻圖案和顏色，使產(chǎn)品更美觀漂亮。為了增加耐磨性，輪子外面可包一圈橡膠。
ZT型系列支架的操作方法如下在行駛途中，快接近紅綠燈路口時，先板下手柄(1)(見圖3)，支架(8)就會放下到位并被卡鎖住。到達路口時，遇上紅燈，就捏住剎車，身子略向左方傾斜，就可穩(wěn)穩(wěn)地停住并騎坐在車上。當看到綠燈時，松開剎車，即可蹬動行駛。當騎行達一定速度時，身子略向右傾，將手柄(1)往后再往右扳一下，使手柄退出卡槽口，松開手柄支架彈回，自行車就可照常行駛了。
因為自行車是一種交通工具，所以必須考慮它的安全性。由于這種ZT型系列支架是一個獨立的操作系統(tǒng)，對自行車的其它系統(tǒng)(如剎車系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等)無任何關系。所以它對自行車的正常行駛不會產(chǎn)生影響。而且，該支架只在交通路口剎車時及停放時使用，此時一般車速較慢，放下支架不會影響行車安全(該支架不應在快速下坡時使用)。如圖11(ⅰ)所示，支架在放下時的最大寬度不超過左邊踏腳的寬度。另一方面，由于它免除了人們在交通擁擠的路口上下車的麻煩，它對減少交通事故，改善交通路口擁擠的狀況能起到很好的作用。
參考型A系列(CA型系列)如圖13所示，該系列與ZT型系列相比，主要是機械扳動部份有所不同，CA型系列的扳動部份采用與自行車前輪緣閘聯(lián)動的方式，省去了ZT型系列中的機械扳動部份，其余部份仍與ZT型系列相同。這樣在自行車需要停下時，捏緊前剎車(或同時捏后剎車)，自行車停住并同時放下了支架桿。重新起動時，松開前后剎車，身子略向右傾，同時踩踏腳，自行車可馬上起動。在需要停放時，將掛在右車把上的橡皮圈往后推，就能卡緊前剎車桿，支架就可以穩(wěn)定地支撐住自行車(見圖13)。
CA型系列支架與ZT型系列支架相比，弊大于利，由于采用與剎車聯(lián)動，給操作帶來了便利，但由于聯(lián)動，在自行車起動和停車時，不及ZT型系列那么從容自如。而且，由于聯(lián)動，在配合上要求較高，如配合不好，剎車剎住了，但支架卻放不到位，或由于剎車皮磨損，支架放下到位，而剎車卻剎不住。因此，這個配合位置需經(jīng)常仔細地調(diào)整。另外，由于與剎車聯(lián)動，CA型支架系統(tǒng)就不是一個獨立的操作系統(tǒng)，對剎車系統(tǒng)有影響，如在快速下坡時，自行車就只能用后剎而不能用前剎。如使用前剎，支架就會放下，這時如車速很快，路面情況復雜，就會有翻車的危險。因此，從行車安全性來說，CA型系列支架也不及ZT型系列。
參考型B系列(CB型系列)，該系列其余部份與ZT型系列相同，只是在支架下端沒有用小輪，而用一個塑料球代替[如圖12(ⅱ)所示]。CB型系列的優(yōu)點是省去了小輪(8)。使支架制造更簡單，成本更低。但與ZT型系列相比，起動困難，操作難掌握，缺點很多。因為它在起動時松開手柄的同時，必須立即行駛，否則自行車就會失去平衡而摔倒，而且放下支架下端容易與地面硬磨擦，鋼絲繩易斷裂。因此該CB型系列與ZT型系列相比弊大于利。
參考型C系列(CC型系列)如圖14所示，該系列是一種適用于助動自行車的系列。CC型系列與ZT型系列相比，有如下變化由于助動車自重大，載重量亦大，因此支架的強度要增加，小輪也要加厚。由于支架桿和輪子加強了重量和慣性也相應增加了。為了減少行駛時支架桿的上下抖動，因此支架桿上的彈簧亦必須相應增強。由于彈簧增強，手柄亦必須加長，以增加板動的力矩。另外，由于助動車的車架與自行車有較大差別，因此對支架的基座作了一些改變。
參考型D系列(CD型系列)，見圖16，該參考型與ZT型系列相比，主要是板動手柄的基座不同，其它部份均與ZT型系列相同。它將板動手柄直接安裝在自行車車架上，并在車架上焊上手柄護欄、卡槽口和鋼絲繩套管夾頭(見圖16)。卡槽口用來卡住手柄，護欄用來限制手柄板動的前后和左右位置。鋼絲繩套管夾頭用來固定鋼絲繩套管。CD型系列的功能和操作方法均與ZT型系列相同，只是省去了板動手柄的基座，使產(chǎn)品更簡潔美觀，適合于與新車同時生產(chǎn)。
與原自行車支架相比，本發(fā)明參考型E系列(CE型系列)如圖12所示，它的其余部份與ZT型系列相同，只是支架桿采用圖12中(ⅰ)的形狀。該系列支架在功能上與ZT型系列支架不同，它只在停放時起支撐作用，即與原自行車支架功能相同，但是比各種原自行車支架在操作上更便捷可靠，式樣更新穎。雖然它與ZT型系列支架相比，沒有了在行駛途中可放下起支撐作用的用途，但作為一種改進操作方法的新式支架，亦是自行車支架的一種很好的更新產(chǎn)品。
本發(fā)明中ZT(以及CA、CB、CC、CD型)系列支架與各種原有自行車支架相比，具有下列優(yōu)點①當人們在城市中騎自行車遇上紅燈剎車時，可將支架放下起支撐作用，綠燈時又可迅速起動行駛，免除了人們在紅綠燈路口上下車和用腳踮地的麻煩。
②在自行車停放時放下支架并上鎖后(不然，自行車可能會滑動)，就可起原自行車支架的作用，而且用手操作，比原自行車支架操作更便捷可靠。在光線較暗處亦能迅速準確地放好支架，在較窄小的位置里停車時(如兩邊都停放有許多自行車)，只要將車子推進去即可放好支架，而人和腳進不去也無仿。由于免除了上下車和用腳踮地以及用腳踢支架等動作，對保護鞋子(特別是雨天)有好處。
③現(xiàn)在的交通路口，人們在遇上紅燈后紛紛跳下車，扶著自行車站著。這樣當然比騎在車上占的面積大，使交通路口更擁擠，而且由于上下車和再次起動時有快有慢，會給擁擠的交通路口帶來混亂。而使用新式支架后，由于在交通路口人們不必上下車，而且起動更方便迅速，因此對改善城市交通路口的擁擠狀況很有好處。
④使學騎自行車更方便，不再需要第二個人幫助，可自己一人學騎。而且即使不會上下車，也可照樣方便地使用自行車(上下車時只要在自行車放下支架停穩(wěn)時從容地下來或坐上去即可)。
⑤原自行車支架，由于結(jié)構和強度上的問題，車子停放時人不能完全坐在上面。而新式支架在自行車停放并上鎖后，人們可以完全放心地坐在自行車上，即自行車在郊外或路邊停下時，可作臨時凳子使用。
⑥式樣更新穎。
本發(fā)明的CE型系列支架與原自行車支架相比，優(yōu)點如下由于它改用手動操作，比原自行車支架操作更便捷可靠，能在光線較暗處迅速準確地放好支架，在窄小的位置里停車時(如兩邊都停放有許多自行車)，只要將車推進去即可放好支架，即使人和腳都進不去也無仿(原自行車支架必須將腳伸進去才能放下)。而且式樣更新穎。
本發(fā)明的新式支架在制造加工上亦較為容易，不需要十分復雜的加工設備，一般自行車廠或自行車配件廠均可生產(chǎn)。見圖2，手柄(1)可采用澆鑄生產(chǎn)，材料可用鋼或鋁合金等。在手柄刀口段以上部位可用注塑方法復合上一層塑料，使其更美觀舒適。手柄的基座(2)和支架的基座(5)均可采用鋼板(或不銹鋼板)沖壓成型的方法制造。支架桿(7)可用園鋼、園鋼管彎制，亦可用鋁合金制造。塑料固定圈(4)可用注塑方法制造。輪子(8)可以直接用塑料加金屬嵌件注塑而成;再在外圈覆上一層橡膠。塑料可采用ABS或尼龍等強度較高、耐磨的工程塑料。傳動鋼絲繩(3)則可直接采用原自行車剎車用的鋼絲繩。為了使產(chǎn)品外觀更漂亮，可在(1)、(2)、(5)、(6)、(7)等部件的表面鍍鉻。
本發(fā)明既可在自行車生產(chǎn)廠中與新生產(chǎn)的自行車設計成一體(如CD型系列，見圖16)進行生產(chǎn)，成為一種新款式的自行車產(chǎn)品。亦可獨立生產(chǎn)出一套可供裝配的新式的自行車支架產(chǎn)品(如ZT型系列)，用于裝配在已在使用的各種自行車(包括助動自行車)上。
權利要求
1.本發(fā)明是一種用于自行車和助動自行車上的新式支架。它既可以象各種普通自行車支架那樣在停放時起支撐作用(在上鎖后)，又可以在行駛途中需停車時起到臨時支撐作用，并能夠迅速再次起動行駛，免去了人們在城市中騎車遇到紅綠燈時上下車的麻煩。而且在操作上比各種原自行車支架更便捷可靠。本發(fā)明的特征是①該新式支架在兩輪驅(qū)動的各種自行車或助動自行車上使用。②該新式支架在自行車和助動自行車行駛途中暫時剎車停下時，可放下起支撐作用，使駛車人坐在車上而不必上下車或踮腳站著，并在需要時又可馬上重新起動行駛。③該新式支架用手操作，可通過用手操作一個機械扳動裝置，通過鋼絲繩或連桿等傳動裝置的傳動，使支架收攏或放下。④該新式支架是一個操作系統(tǒng)，它主要包括三個部份機械扳動部份、傳動部份和支架部份。
2.本發(fā)明又可作為一種用手操作的用途與原自行車支架相同的新式自行車支架;它在作用上與原普通自行車支架一樣，只是在停放時起支撐作用。但在操作上比各種原自行車支架更便捷可靠，式樣更新穎。它的特征如下①該新式支架在兩輪驅(qū)動的各種自行車和助動自行車上使用。②該新式支架用手操作，可通過用手操作一個機械扳動裝置，通過鋼絲繩或連桿等傳動裝置的傳動，使支架收攏或放下。③該新式支架是一個獨立的操作系統(tǒng)，它主要包括三個部份機械扳動部份、傳動部份和支架部份。
3.根據(jù)權利要求1中所述的支架部份，該支架部份主要由支架基座(5)、支架桿(7)和彈簧(6)等部件構成。為便于支架桿的放下、收攏和自行車的迅速起動，在支架桿的底部通常設有一個能靈活轉(zhuǎn)動的小輪子(8)。
4.根據(jù)權利要求1中所述的機械扳動部份，該機械扳動部份通常由一個扳動手柄(1)和一個帶有鎖定機構及安裝部件的手柄基座(2)組成。亦可直接利用車架作為基座加裝一個扳動手組成。
5.根據(jù)權利要求2中所述的機械扳動部份，該機械扳動部份通常由一個扳動手柄(1)和一個帶有鎖定機構及安裝部件的手柄基座(2)組成，亦可直接利用車架作為基座加裝一個扳動手柄組成。
6.根據(jù)權利要求2中所述的支架部份，該支架部份主要由支架基座、支架桿和彈簧等部件構成。
7.根據(jù)權利要求1中所述的傳動部份，該傳動部份通常由自行車線剎或變速用的鋼絲繩(3)與數(shù)個固定鋼絲繩的固定圈(4)組成，或由固定于車架上的連桿系統(tǒng)組成。
8.根據(jù)權利要求2中所述的傳動部份，該傳動部份通常由自行車線剎或變速用的鋼絲繩(3)與數(shù)個固定鋼絲繩的固定圈(4)組成，或由固定于車架上的連桿系統(tǒng)組成。
全文摘要
本發(fā)明是一種應用于自行車和助動自行車上的新式支架，它主要由機械扳動裝置，傳動裝置和支架這三部分構成。采用手動操作，比各種原自行車支架在操作使用上更為便捷可靠。它除了具有原自行車支架的功能外，還能在行駛途中剎車時起臨時支撐作用，并可隨時再次迅速起動行駛，免除了人們在城市中騎車遇上紅綠燈時上下車的麻煩。同時還可改善城市交通路口的擁擠狀況。
文檔編號B62H1/00GK1091706SQ93106718
公開日1994年9月7日 申請日期1993年6月6日 優(yōu)先權日1993年6月6日
發(fā)明者王杭勇 申請人:王杭勇