专利名称：带有整体式悬架的稳定训练轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车连接件(attachments)，更具体而言，涉及一种控制自行车使用中出现的动态横向不稳定性的训练轮部件或者辅助轮部件。
背景技术：
使用一对可拆卸地连接在自行车后轴上的辅助侧轮来控制其动态横向不稳定性已经是本领域众所周知的事情。自行车的地面稳定性可靠通过增大车辆速度来动态提高。然而，低速时自行车的横向稳定性难于维持，尤其是对没有骑自行车经验的小孩和其他人更是这样。学习基础自行车骑术的小孩以及最初几次骑自行车时仍不能获得足够的横向稳定性的小孩常常使用这些侧轮。
现有的这几种辅助侧轮都存在一个问题，即都包含将它们连接到常规自行车上的刚性连接装置。这种刚性连接装置在一些情况下显示出不足。例如，地面的不平坦会常常导致一个侧轮抬升至包括对应的侧轮的其余自行车轮所在的地面高度以上，因此，不能如所预期的那样稳定自行车。在另外一些情况下，后自行车轮会相对于地面高度被抬起，这样骑手就暂时失去了推进力。此外，由于侧轮的刚性连接件而使得自行车不能适当地倾斜，当骑手进入转弯时，自行车的横向稳定性会再次打折扣。
上述问题已经通过几件包括悬架装置的专利解决，该悬架装置处于自行车和辅助轮之间。
1996年颁给RAINEY的美国专利第5,492,354号示出了安装在螺旋弹簧端部的训练轮，该螺旋弹簧装配在后自行车轮轴的两端上。螺旋弹簧的轴彼此成一条线，该线偏移定位在后轮轴下并与其平行。因此，即使螺旋弹簧允许训练轮向上运动，也可以克服弹簧作用将它们向后拉。因此，由RAINEY公开的装置的缺点是由不平坦地形引起的摩擦可使得两个辅助轮中的一个轮被向后拉，因此阻止了自行车的前向运动，在不经意间使自行车拐弯。
1948年颁给MOLLER的美国专利第2,450,979号公开了另一种用于将辅助轮部件安装到自行车后轮轴上的螺旋弹簧悬架系统。互相连接两根轴的L形支架使辅助轮的轴从自行车齿轮轴向下偏置。一个向上倾斜的、可调节长度的螺旋弹簧构件将辅助轮的轮毂可活动地连接到自行车后轮轴。MOLLER装置由于其太多的分开的零件而制造成本昂贵且容易损坏。
1957年颁给MEIER的美国专利第2,793,877号示出了一种设备，该设备使用大致为L形的平面弹簧片(flat spring blade)来将辅助轮安装到靠近自行车后轮附近。L形弹片的竖直支脚和另一刚性L形片的竖直支脚都被锚定到自行车后轮轴上。可调节长度的竖直构件将在柔性片的横向轮轴支脚上方的刚性片的横向支脚与后一柔性片可活动地连接在一起。在这种装置中，在辅助轮轴和自行车后轮轴之间的相对角度的间隙(Play)非常有限，因为辅助轮轴的运动只限于相对于与自行车后轮轴保持平行的刚性L形片的水平支脚的向下运动。为了防止片簧在水平面内向前或向后游移，当使用片簧时，需要另一刚性片和支脚。
在所有以上提到的专利中，辅助轮都是起作用的，但是它们在不同程度上都非常复杂，因为它们或者需要多个用于将侧轮安装到自行车上的部件(例如，支架、转轴、弹簧等)，或者当使用单一结构部件时需要额外的制造条件，这会增加产品的制造成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于自行车的辅助轮部件，它可以将自行车稳定在大体竖直的位置上，尤其是在低速时更是这样。
本发明的另一个目的在于，该辅助轮部件包括一个C形顺应式结构连接装置，以允许两个辅助轮中的每个轮几乎都一直与地面接触。本发明一个很重要的目的在于提供用于将侧轮可拆卸地连接到自行车上的连接装置，该装置简单并能很容易地在自行车上进行安装和拆卸。
本发明的另一个目的在于将侧轮可拆卸地连接到自行车上的连接装置是由单个结构部件组成的。
本发明的一个重要特点在于要提供一种用于自行车的辅助轮部件，其包括能够使辅助轮相对于自行车主后轮向上进行一定角度调整的C形顺应式结构装置。
本发明的另一个重要特点在于提高配备有这种辅助侧轮的自行车使用时的安全性。
本发明的还一个重要特点在于其安装的简易性。
根据本发明的目的，提供一种单片连接件，其装配至后轮轴和支撑所述自行车后轮的叉上，用于提供所述自行车的横向动态稳定性，一对这样的单片连接件适于同时用在所述后轮轴的相对各横向侧，每个所述单片连接件都包括至少一个用于插到所述后轮轴上的通孔的上部的竖直部分、与所述竖直部分通过C形顺应式结构连接的下部的基本水平的转轴部分和用于将所述上部竖直部分锚定到所述轴上的装置。所述C形顺应式结构允许所述转轴部分在受力时竖向运动，所述转轴部分基本平行于所述后轮轴，所述C形顺应式结构具有与自行车的运动方向相平行的中心轴线以及在所述竖直部分和所述转轴部分之间的任意点处以一个角度定位的开口，其代表作为基本垂直片断的所述两部分和作为顶点的所述C形顺应式结构所构成的最小角(shortest angle)，。
优选地，所述连接件由单片的模制的、构型的或加工成型的材料制成。转轴部分可自然地从水平方向向下延伸(即，竖直部分和转轴部分之间夹角大于90°)，其延伸方式使得，当重量施于辅助轮时，C形顺应式结构弯曲，转轴部分向上朝着水平移动。
还可以设置高度调整装置，其与后轮轴锚定装置协同操作，用于改变后轮轴和转轴部分之间的竖向距离，以适合不同轮尺寸的自行车。该锚定装置可包括螺纹连接到后轮轴上的轴螺栓上的螺母构件，用于固定地可拆卸地将连接件的竖直部分夹靠在支撑后轮轴的叉上。锚定轮轴螺母可以还包括快速脱扣机构。转轴部分的尖端可被成型为锁紧装置，用于沿着转轴部分将辅助轮锁紧就位。
附图简述通过以下详细描述优选实施方案、并参照下列附图可以更好地理解本发明。
图1是配备有根据本发明的一对辅助轮和轮连接装置的自行车的端视图；
图2是图1中带有辅助轮部件的自行车的侧视图；图3和4分别是包括C形顺应式结构(compliant structure)的本发明的连接件的正视图和侧视图；图5是辅助轮部件被安装到自行车的后轮轴上时的截面图；图6是分解图，其说明如何将连接件安装到后轮轴上并用螺母构件将其固定到该轴上，并显示连接件的竖直部分的凸起如何被插入支撑轴的叉中；图7展示了本发明中的自行车悬架是如何增强自行车稳定性的；图8是带有图1的辅助轮部件的自行车的侧视图，其中辅助轮部件与后轮的底部齐平；图9是带有一对辅助轮的自行车的端视图；图10是根据本发明另一个实施方案的连接件的立体图；图11是其后视图；图12是该连接件的分解图，显示了将连接件固定到自行车上的夹具；图13显示了一个不同的夹具；图14(a)和14(b)显示了夹具可以被插入连接件的内侧和外侧；并且图15是根据现有技术已知夹具的一个优选实施方案的夹具的立体图。
具体实施例方式
图1和图2显示了常规自行车10，该自行车10包括通过轴24将后轮14支撑在地面G上的刚性车架12。
自行车10装配有一对辅助侧轮16，该对辅助侧轮16的直径比后轮14小。轮16被定位在后轮14两侧上。轮16可旋转地安装在它们相应的辅助侧轮连接件18上，所述辅助侧轮连接件18固定地并可拆卸地被锚定到自行车10的轴24的相对。辅助侧轮连接件18包括C形顺应式结构27，因此将辅助侧轮16连接到自行车车架12上。
图3和4显示连接件18具有上部竖直部分20、中间C形顺应式结构27以及下部的水平辅助轮轴端部28。如图4所示，所有元件18、20和28在端视图中都彼此共面，但在它们的自然无偏压状态下构成L形平面，如图3所示。因此，C形顺应式结构27能够使部分20和28彼此相向或相背运动。图3显示了在C形顺应式结构27在未承载或未偏压状态下的连接件18，其中部分20和28彼此约成直角。在图3的未承载状态下，C形顺应式结构27会在所施加的力下屈服，使得部分20和28彼此相向运动，而当部分20和/或28上的作用力一除去，就使部分20和28恢复到如图3所示的它们原始的未偏压的约直角状态。C形顺应式结构27具有一平行于自行车运动方向的中心轴线以及在竖直部分20和转轴部分28之间的任意点处以一个角度定位的开口25，其代表作为基本垂直片断的所述两部分和作为顶点的所述C形顺应式结构所构成的最小角。
可以理解的是，该C形顺应式结构27能够如图3所示地相对闭合，但也能够如图10和11所示地更敞开。在这种情况下，连接件18还优选设置有提高C形顺应式结构27的强度的筋51或肋片。因此，本发明并不限于闭合的C形结构，本发明旨在涵盖任意角度的开口。事实上，C形结构的开口角度可以大于90°而不影响本发明工作的方式。图10和11中所示的实施方案也设置有向下延伸的部分53，转轴部分固定在其上。
此外，正如对本领域内普通技术人员显而易见的那样，可通过除去C形结构27中的材料来改变C形结构27的刚性。因此，连接件18可根据使用连接件18的人的体重进行调整。硬一点的结构27可用于较重的人，而较不硬的结构27可用于较轻的人。
本发明的连接件18也适于防止连接件18过度扭曲，提高安全性。因此，如果自行车向前运动时轮16撞到物体，例如石头，件18就会抵制向后的运动。
侧轮连接件18由单片材料制成，该材料经模制、构型、成型至期望的形状。实际上，竖直部分20和辅助轮水平转轴部分28整体地形成了用于C形顺应式结构27的两端。因此，侧轮连接件18的结构简易，从而能够很容易地被制造和安装。
安装过程中，连接件18的竖直部分20在自行车轮14的侧部，大致与其平行，这样自行车后轮轴36的螺纹自由端部36a就通过加工在竖直部分20上的通孔34结合，在横向上从外部超出竖直部分20的平面(见图5和6)。为了适应不同后轮14的直径，竖直部分20可含有沿着竖直部分20长度排列的附加通孔或不同尺寸的通孔，该不同尺寸的通孔可被用于调整后轮轴和水平转轴部分28之间的竖向距离的远近，该水平转轴部分28作为辅助轮的轴工作。螺母22随后被拧到轴端36a上，以将竖直部分20在横向上固定并定位到轴36上。竖直部分20上的凸起30装配到连接到自行车架12上的叉38的槽40中，对施于连接件18的外界负载提供额外的阻力。图4示出，一旦安装了连接件18，在通孔34周围的竖直部分结构35的收缩就可以用于匹配并抵靠在螺母42的轮廓上，该螺母42如图6所示抵靠在叉38上。这也可以向为连接件18的外部负载提供额外的阻力。与其它类型的辅助轮部件相比，连接件18的设计简易性大大方便并加速了上述的安装过程。
作为替代，如图12到15所示，用于锚定连接件的装置可以包括支架101(现有技术已知)，该支架101具有凸起103，该凸起103延伸穿过在通孔34的至少一侧、但优选两侧上形成的至少一个槽105。
此外，如现有技术中已知的那样，支架101可以安装在外侧(见图14(b))或内侧(见图14(a))。最后，已知现有技术中的支架101具有三个孔和三个凸起，其可使用于本发明的连接件18。
每个侧轮16都可自由旋转地安装在其相应的转轴部分28上，位于邻近外端32一个适合的杠杆距离处。如图5所表示的，侧轮16穿过顺应式结构44可以装配到外端32上，该顺应式结构44包括尖端44a和44b。当轮16插入外端32时，这两个尖端可以被面对面地相向压缩，以足以使得轮16通过；一旦轮16在辅助轮轴46上就位，它们就恢复到自然的非偏压位置以将轮16保持在沿着转轴部分28的长度的位置上。
使用中，根据使用者的喜好而定，连接件18相对后轮14的高度可以设置为如图1所示地当没有骑手施载给自行车10时，将后轮14提升至稍微高于地平面；或者设置为如图8和9所示，即使没有骑手施载，两个后轮14和侧轮16也一直与地面G接触。在这两种情况下，侧轮16多数时候都一直与地面G接触。当自行车10未负载时后轮14被提升而稍微高于地面水平的情况下，当骑手骑上自行车10时，C形顺应式结构27会屈服以允许后轮14与地面G接触。因此，这个施于C形顺应式结构27的作用力使得竖直部分20和转轴部分28稍稍彼此靠近，以给予轮16一个适量的向下的压力，用于后者与地面接触，同时后轮14仍然保持与地面G接触来推进自行车10。如果地面水平G不平坦，侧轮16则可向上运动和恢复向下运动，以补偿地面的不平坦。
连接件18可以由弹性的坚固的半刚性塑料材料或任何其它适合的弹性材料制成。
这种辅助轮部件能提高自行车骑手的安全裕度，因此使得自行车骑手对骑技感到更加自信并更快学会如何操作并使用自行车，最终达到不需要辅助轮而使用自行车。实际上，连接件18自动地响应地形条件，对辅助轮16的高度进行连续的调整。无论是对于安全原因和教育目标而言，这种连续的高度调整是有利的，这是由于在低速时它们逐渐引导初学的骑手感觉自行车的横向不稳定性，同时在舒适基础上保证操作安全系数。
虽然通过优选实施方案在上文已对本发明作出解释，但需要指出的是，在所附权利要求的范围内对这些优选的实施方案作出的任何修改都不能视为修改或改变了本发明的本质和范围。例如，在自行车上使用所述连接件18已经在本说明书中作出了说明，但该连接件18也可以临时性地或者永久性地被用于需要稳定性的其它结构中。
权利要求
1.一种单片连接件，其结合于自行车并装配至后轮轴和支撑所述自行车后轮的叉上，用于提供所述自行车的横向动态稳定性，一对这样的单片连接件适于同时用在所述后轮轴的相对各横向侧，每个所述单片连接件包括上部的竖直部分、与所述竖直部分通过C形顺应式结构连接的下部的基本水平的下部的转轴部分和用于将所述上部的竖直部分锚定到所述轴上的装置；该上部的竖直部分包括至少一个凸起和至少一个用于插到所述后轮轴上的通孔；该C形顺应式结构允许所述转轴部分在受力时竖向运动；所述转轴部分基本平行于所述后轮轴，所述C形顺应式结构具有与自行车的运动方向相平行的中心轴线以及在所述竖直部分和所述转轴部分之间的任意点处以一个角度定位的开口，其代表作为基本垂直片断的所述两部分和作为顶点的所述C形顺应式结构所构成的最小角。
2.权利要求1所述的结合于所述自行车的连接件，其特征在于，所述锚定装置通过将所述竖直部分夹在所述锚定装置和支撑所述后轮的所述自行车的所述叉之间的方式，将所述连接件横向地锚定到所述后轮轴上。
3.权利要求2所述的结合于所述自行车的连接件，其特征在于，还包括在所述转轴部分的末端处的用于辅助轮的固定装置，所述固定装置包括在所述转轴部分末端处的弹性元件，轮的中央开口定位在所述末端上并将所述轮从该处推入，由此所述弹性元件充分变形以允许所述轮通过，轮固定就位后，所述弹性元件恢复到其初始位置，并将所述轮保持就位在所述转轴部分上。
4.权利要求3所述的结合于所述自行车的连接件，其特征在于，所述连接件由单片成型弹性材料制成。
5.权利要求2所述的结合于所述自行车的连接件，其特征在于，围绕所述通孔的所述竖直部分的结构变窄，以紧紧地跟随止动螺母装置的轮廓形状，所述止动螺母装置位于所述后轮轴上，并在所述连接件安装上后，位于所述叉和所述连接件之间。
6.权利要求5所述的结合，其特征在于，所述上部竖直部分还包括至少一个适于插入所述叉的槽中的凸起。
7.一种装配在一种结构的凸起上的单片连接件，用于向所述结构提供整体静态或动态的悬挂，所述单片连接件包括上部竖直部分、与所述竖直部分通过C形顺应式结构连接的下部的基本水平的转轴部分和用于将所述上部竖直部分锚定到所述轴上的装置，该上部竖直部分包括至少一个用于插到所述凸起上的通孔，该C形顺应式结构允许所述水平部分在受力时竖向运动，所述水平部分基本平行于所述凸起，所述C形顺应式结构具有垂直于包括竖直部分和水平部分的平面的中心轴线以及在所述竖直部分和所述水平部分之间的任意点处以一个角度定位的开口，其代表作为基本垂直片断的所述两部分和作为顶点的所述C形顺应式结构所构成的最小角。
8.一种根据权利要求7的单片连接件，其特征在于，所述结构是一辆自行车。
全文摘要
本发明是一种单片侧轮连接件，用于将辅助侧轮可拆卸地连接到自行车上。该连接件由单片模制结构组成，包括上部竖直部分、与所述竖直部分通过C形顺应式结构连接的下部的基本水平的转轴部分，该C形顺应式结构允许所述转轴部分在受力时竖向运动。在其自然未偏压的条件下，该构件的竖直和水平部分基本互相垂直地延伸。该上部竖直部分包括一个凸起和至少一个用于插到自行车的后轮轴上的通孔。辅助侧轮可旋转地接合到水平转轴部分，以该水平转轴部分为轴。由于具有C形顺应式结构，连接件的两端可以相对于另一端进行一定角度的移动。本发明的新颖性在于该侧轮连接件的结构简易性，该连接件如以前所述地由单片材料模制成C形顺应式结构。
文档编号A63B69/16GK1898121SQ200480038453
公开日2007年1月17日 申请日期2004年12月21日 优先权日2003年12月22日
发明者S·普拉纳 申请人:伏泰克-Msm专利有限公司