一种稳定轻量的轮组系统及其辐条安装方法与流程

本发明涉及自行车零部件领域，尤其涉及一种稳定轻量的轮组系统及其辐条安装方法。

背景技术：

自行车轮组的术语相信很多骑行新手都还没了解到，自行车轮组系统主要是由花鼓、轮圈、辐条、轮胎构成，轮组系统直接影响着骑行是否舒服。是否顺畅等等原因，跟自行车车架一样，轮组的材质也有很多种，不同材质的轮组骑体验也是不一样的。轮组中辐条类型的选择以及编法是整个轮组系统的心脏，辐条的材料特性中刚性决定着其力量传导的效率。同时，辐条刚性以及辐条的组合方式和编法则决定轮组产品整体的稳定性。同样由于在骑行中位置移动是通过轮组滚动来实现的，轮组自身的重量直接决定了相同的作用力改变其运动状态的反应速度(提速性能)。

因此，随着碳纤维被应用于制作轮组辐条，让我们可以设计生产出，更轻量、更稳定、更高效率的轮组。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的缺陷，提供一种稳定轻量的轮组系统。

本发明通过下述方案实现：

一种稳定轻量的轮组系统，包括轮胎和与之匹配的碳纤维轮圈，在所述碳纤维轮圈的轴心处对应设有花鼓，在所述花鼓与碳纤维轮圈之间对应设有辐条，所述辐条包括碳纤维辐条和钢辐条，所述碳纤维辐条均匀分布在轮组上的非飞轮安装侧，所述钢辐条均匀分布在轮组上的飞轮安装侧。

所述钢辐条为交叉编法，所述钢辐条及钢辐条的延长线均不通过花鼓的转动轴心；所述碳纤维辐条为不交叉的编法，所述碳纤维辐条的延长线均通过花鼓的转动轴心。

所述碳纤维辐条与钢辐条的数量比为1：2。

所述碳纤维辐条为均匀设置的7条，所述钢辐条设置14条。

所述钢辐条在轮组上的飞轮安装侧上非均匀分布。

一种稳定轻量的轮组系统的辐条安装方法，辐条采用了两种材质制成，一个为碳纤维辐条，另一种为钢辐条，所述碳纤维辐条采用不交叉的编法，安装在飞轮安装侧，所述碳纤维辐条的延长线通过花鼓的转动轴心，所述钢辐条采用交叉编法，安装在非飞轮安装侧，所述钢辐条及所述钢辐条的延长线均不过花鼓转动轴心。

所述碳纤维辐条与钢辐条的数量比为1：2。

所述碳纤维辐条为均匀设置的7条，所述钢辐条为均匀设置的14条。

所述碳纤维辐条的强度为钢辐条的5倍，所述碳纤维辐条重量为钢辐条重量的1/5，因为碳纤维材质不具有延展性而刚材具有延展性，等同于碳纤维辐条具有相当于钢辐条远胜利以至无法量化的刚性优势。

本发明的有益效果为：

本发明一种稳定轻量的轮组系统由碳纤维辐条和钢辐条共同确定了轮组系统在使用过程中轮圈和花鼓之间稳定的相对位置关系，即保证了轮组系统的稳定性和骑乘过程的平顺性；采用碳纤维材料制备碳纤维辐条，实现了轮组系统的轻量化。

附图说明

图1为本发明一种稳定轻量的轮组系统的结构示意图。

图中：1为轮胎，2为碳纤维轮圈，3为花鼓，4为辐条，41为碳纤维辐条，42为钢辐条。

具体实施方式

下面结合图1和具体实施例对本发明进一步说明：

一种稳定轻量的轮组系统，包括轮胎1和与之匹配的碳纤维轮圈2，在碳纤维轮圈2的轴心处对应设有花鼓3，在花鼓3与碳纤维轮圈2之间对应设有辐条4，辐条4包括碳纤维辐条41和钢辐条42，碳纤维辐条41均匀分布在轮组上的非飞轮安装侧，钢辐条42在轮组上的飞轮安装侧上非均匀分布。

一种稳定轻量的轮组系统的辐条安装方法，钢辐条42为交叉编法，钢辐条42及钢辐条42的延长线均不通过花鼓3的转动轴心；碳纤维辐条41为不交叉的编法，碳纤维辐条41的延长线均通过花鼓3的转动轴心。交叉编法和不交叉的编法为本领域常用中两种辐条编发，其具体的连接方式及原理在此不再赘述。

本技术轮组系统的飞轮安装侧与非飞轮安装侧的辐条数量为2：1，飞轮安装侧的钢辐条42为交叉编法，钢辐条42及钢辐条42的延长线均不过花鼓3的转动轴心，存在驱动碳纤维轮圈2以花鼓3的轴心为转动轴心的力传导力矩。另一侧碳纤维辐条41采用不交叉的编法，碳纤维辐条41的延长线通过花鼓3的转动轴心，则不存在驱动碳纤维轮圈2转动大的力传导力矩。所以通过飞轮传导到轮组系统的驱动力只通过飞轮安装侧的交叉编制的钢辐条42传导到碳纤维轮圈2，驱动轮组系统转动前进。将更多数量的钢辐条42设置在交叉编织的飞轮安装侧，可以确保驱动力量的高效率传导。同时钢辐条42相对于碳纤维辐条41独有的弹性性能，使得骑乘者所释放的驱动力能够更加平顺的传导到碳纤维轮圈2驱动其滚动前进。反之，碳纤维轮圈2在滚动过程中遇到的突发的阻力也可以更加平顺的反馈给骑乘者，从而提升骑乘者的使用体验。

轮组系统两侧所有辐条的拉力都会分解成相对于花鼓3转动轴平行和垂直的两个正交方向的力量，两侧的辐条平行于花鼓3转动轴的分力正好从相反方向上作用与碳纤维轮圈2上，以使碳纤维轮圈2在轮组系统使用过程中保持于花鼓3的中心面上(即轮组系统的侧面刚性)。轮组系统两侧所有辐条的拉力垂直于花鼓3转动轴心的分力，则用于保持轮组系统在使用过程中碳纤维轮圈2的中心和花鼓3的转动轴心同心。此二者共同确定了轮组系统在使用过程中碳纤维轮圈2和花鼓3之间稳定的相对位置关系，确保了本技术的轮组系统的稳定性。

在本实施例中，在轮组系统的水平投影面中，每条碳纤维辐条41的两侧均匀设有2条钢辐条42。碳纤维辐条41与钢辐条42的数量比为1：2。碳纤维辐条41为均匀设置的7条，钢辐条42为均匀设置的14条。

相对于传统的均匀孔设计，在本实施例中，每2支飞轮安装侧的钢辐条42与一支非飞轮安装侧的碳纤维辐条41为一组组合孔，组合内孔间距仅为组合间孔距的1/2。组合内的飞轮安装侧2支钢辐条42与非飞轮安装侧1支碳纤维辐条41分别存在平行于轮组花鼓3转动轴心的分力，但是分力的方向正好相反。这些相反的作用力通过辐条孔之间的轮圈相互作用维持轮组的稳定性。辐条孔之间的距离即相互作用力的传导力矩，减小相互作用力的传导力矩能减小轮圈侧向的变形量，提升轮组整体的稳定性。

钢辐条42由钢材制备，碳纤维辐条41由碳纤维制备。碳纤维材料强度为钢材的5倍，但是比重却只有钢材的1/5。且碳纤维具有无延展性的特性，而钢材具有延展性和弹性。因为材料特性差异，才能确保飞轮安装侧与非飞轮安装侧辐条在2：1的数量不均衡的情况下保证轮组系统的整体稳定性。相对于传统的轮组系统为飞轮安装侧和非飞轮安装侧设定相同数量的辐条数量，本技术减少了辐条数量的使用，且碳纤维辐条的重量仅为钢辐条重量的20％，本设计能在不降低产品性能的前提下降低产品重量5-10％。

轮组系统的具体内部结构及连接方式及工作原理均为公知，在此不再赘述。

尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种稳定轻量的轮组系统，包括轮胎和与之匹配的碳纤维轮圈，在碳纤维轮圈的轴心处对应设有花鼓，在花鼓与碳纤维轮圈之间对应设有辐条，辐条包括碳纤维辐条和钢辐条，碳纤维辐条均匀分布在轮组上的非飞轮安装侧，钢辐条非均匀分布在轮组上的飞轮安装侧。本发明由碳纤维辐条和钢辐条共同确定了轮组系统在使用过程中轮圈和花鼓之间稳定的相对位置关系，即保证了轮组系统的稳定性和骑乘过程的平顺性；采用碳纤维材料制备碳纤维辐条，实现了轮组系统的轻量化。

技术研发人员：周辅燮
受保护的技术使用者：厦门银贝斯体育用品有限公司
技术研发日：2019.06.18
技术公布日：2019.09.03