专利名称：轻便微型四轮车车架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种车架，尤其是一种四轮车车架。
技术背景迄今为止，国内外已公开的微型四轮车专利尚没有成功实施的案例和市场化的产品，原因是这些发明体积太大、车体笨重，而无法作为交通代步工具在城乡普遍推广。目前市面所售的微型四轮电动车仅为残疾人在平整的路面上使用。究其原因，主要是作为四轮车主体结构的车架普遍存在结构复杂、功能单一、零部件不易安装等问题，从而导致微型四轮车至今还没有成熟的产品问世。
发明内容
本实用新型的目的是为了提供一种结构简单、小巧轻便、在城乡可以作为交通代步工具及具有多种功能的轻便微型四轮车车架。
本实用新型是通过以下技术方案实现的轻便微型四轮车车架包括上表面或下表面中至少有一侧为平面的上架及下架、主销定位连接装置和驱动轴安装装置。上架前端向下弯曲成圆弧，然后向后、向上折成倒梯形与下架相接，上架后端向下折成近似直角与下架相接，主销定位连接装置和驱动轴安装装置分别安装在上、下架前后两端。
上述的上架和下架可以采取一字形或槽形断面，也可以采取T形或矩形断面，上架与下架之间装有1-4条支撑杆或连接支架。
本实用新型的主销定位连接装置中，两端各装有主销安装轴承的上、下主销定位钢板平行且分别横向固接于下架前端和上架前底端，左、右前减震器上、下端分别与固装于上架前端的前减震器轴及上主销定位钢板外侧铰接。
本实用新型的驱动轴安装装置中的后导向板带套管或卷耳一端通过导向板固定架和导向板固定轴与下架铰接，另一端与两条连接管的中部固接，连接管两端与装有轴承的连接片固接，左、右后减震器分别通过后减震器上、下轴与上架和后导向板后端铰接。
本实用新型的上架与下架前部装有向后倾斜的转向杆定位管，转向杆套管通过定位管轴承与转向杆定位管铰接，可上下滑动的转向杆插入转向杆套管并通过快卸紧固环将其固定在转向杆套管的适当位置上。下架中部装有中轴与刹车轴安装架，安装架上装有中轴和刹车轴。上架后部还设有用于安装座椅的安装槽。
本实用新型的有益效果1.结构简单可靠、功能突出、集全车承载主体和装配基体于一身。本实用新型采用了与自行车传统管式车架不同的板式结构，这种改进使车架结构大大简化，而且牢固可靠，板式车架成为安装平台，微型四轮车的主要部件包括驱动、转向、刹车装置，车轮、座椅、货架等都可以直接或通过简单的连接件安装其上。
2.制成整车小巧轻便。由于车架结构方面的重大改进，使其占用的空间成倍缩小，重量大大降低。在优选实施例中，车架的长宽高仅有138cm×32cm×40cm，采用该金属车架制成的微型四轮自行车体积、重量约与普通24″自行车相当，采用塑料车架制成的微型四轮自行车还可以做得更小更轻，这种小巧轻便的交通工具完全可以替代两轮自行车在城乡普遍推广。采用本实用新型还可以进一步开发多功能的游乐车、健身车、旅游车或童车，装上电池、电动机或内燃机还可以开发成为微型四轮电动车、微型四轮机动车、微型四轮助动车等。
3.工艺简单、容易加工、成本较低。由于本实用新型结构简单，上、下架可采用金属板材剪、折一次成型，不需要专用接头，焊接及定位比较容易，全车大多数零部件均可采用自行车标准零件，因此可以减少投资，降低加工成本。
图1为本实用新型车架总体结构示意图图2为采用本实用新型制成的微型四轮自行车一个实施例效果图图3为双钢板式主销定位连接装置结构示意图图4为双横杆式主销定位连接装置结构示意图图5为减震器式主销定位连接装置结构示意图图6为A形主销导向板+减震器式主销定位连接装置结构示意图图7为本实用新型优选实施例主销定位连接装置及驱动轴安装装置结构示意图图8为导向板+负荷调节滑架式驱动轴安装装置结构示意图图9为T形导向板+减震器式驱动轴安装装置结构示意图图10为上、下架后端T形连接示意图图11为带连接架半卷式后导向板上置式连接示意图图12为半卷式后导向板下置式连接示意图图13为双连接方管示意图图14为单矩形管示意图图中上架1 下架2 主销定位连接装置3驱动轴安装装置4 连接支架5 中轴与刹车轴安装架6转向杆定位管7 座椅安装槽22 主销定位钢板32、32’主销安装轴承33、33’ 前导向钢绳34、34’ 后减震器43、43’轴承44、44’ 后减震器轴45、45’ 后导向钢绳46、46’驱动轴47 中轴61 刹车轴62 转向杆套管70定位管轴承71、71’ 转向杆72 快卸紧固环73主销定位横杆311、311’ 前减震器331、331’ 前减震器轴332A形主销导向板341、341’ 连接管441、441’ 连接片442、442’后导向板461 导向板固定架462 导向板固定轴463负荷调节滑架472 滑架调节螺丝473 T形导向板48具体实施方式
优选实施例如图1所示，本实用新型车架包括上架1及下架2、主销定位连接装置3和驱动轴安装装置4。上架1和下架2均由薄钢板制成，厚度和宽度分别为4毫米和80毫米，两者各取一字形和槽形断面。上架1前端向下弯曲成圆弧，然后向后、向上折成倒梯形与下架2固接，上架1后端向下折成近似直角与下架2固接，为增加强度，上架1和下架2之间装有两条连接支架5。主销定位连接装置3和驱动轴安装装置4分别安装在上架1和下架2的前、后端。
如图7所示，本实施例的主销定位连接装置3采用双钢板+减震器式。该装置由主销定位钢板32、32’、主销安装轴承33、33’、前减震器331、331’和前减震器轴332组成。主销安装轴承33、33’装于上、下两块主销定位钢板32、32’两端，主销定位钢板32、32’平行且分别横向固接于下架2和上架1前端，左、右前减震器331、331’上、下端分别与固装于上架1前端的前减震器轴332和主销定位钢板32外侧铰接。为保证主销在运动中准确定位，主销定位钢板32、32’外侧和上、下架之间加装了前导向钢绳34、34’。由于运动中主销和主销定位钢板之间的相对位置经常发生变化，因此本例的主销安装轴承33、33’采用关节轴承。在安装时，上、下轴承中心线上端向车身后侧倾斜4.5°，向车身内侧倾斜6°，以形成合适的主销后倾角和主销内倾角。
如图1、图7所示，本实施例采用导向板+减震器式驱动轴安装装置，该装置装在车架后端，由一端带套管的后导向板461、导向板固定架462、导向板固定轴463、连接管441、441’、左、右连接片442、442’、左、右后减震43、43’、轴承44、44’(轴承44’与轴承44左右对称，附图中未标出，下同)、后减震器上、下轴45、45’组成。后导向板461带套管或卷耳一端通过导向板固定架462和导向板固定轴463与下架2铰接，另一端与两条连接管441、441’的中部固接，连接管441、441’两端与装有滚动轴承44、44’的连接片442、442’固接，左、右后减震器43、43’分别通过后减震器上、下轴45、45’与上架1和后导向板461后端铰接。为保证后轮在运动中准确定位，连接管441外侧和导向板固定轴463之间对称安装了后导向钢绳46、46’。
如图1所示，本实施例的上架1与下架2前部装有向后倾斜的转向杆定位管7，转向杆套管70通过定位管轴承71、71’与转向杆定位管7铰接，可上下滑动的转向杆72插入转向杆套管70并通过快卸紧固环73将其固定在转向杆套管70的适当位置上。下架2中部装有中轴与刹车轴安装架6，安装架6上装有中轴61和刹车轴62。
如图1和图7所示，上架1后部还设有座椅安装槽22，座椅上的连接螺栓穿过安装槽22通过与连接螺母配合可使座椅前后固定在适当位置上(附图中未标出)。
上述实施例描述了本实用新型车架各部分的组成及其连接关系，如再装上一些连接件，则可制成微型四轮车。如图1、图2所示，在本实用新型的主销定位连接装置3中加上连接件装上前轮，在驱动轴安装装置4上通过轴承44、44’装上驱动轴47、飞轮、后轮及刹车部件，在中轴61装上普通的自行车脚蹬部件，在转向杆72上装上转向盘，在主销定位连接装置3上装上转向装置，在刹车轴62及后轮刹车部件中装上刹车装置，在安装槽22上装上座椅，即可制成微型四轮自行车。该车如采用16″及20″的前、后小轮径车轮，则全车体积可以缩小至长166cm×宽50cm×高95cm，整车约重12-16kg，与普通24″自行车相当。这种小巧轻便、乘坐安全舒适的微型四轮自行车完全可以替代两轮自行车在城乡普遍推广。如果在下架2装上电池、电机或内燃机，则可以将其进一步开发为微型四轮电动车、微型四轮机动车或微型四轮助动车，这些微型四轮车不但可以用于代步，而且可以广泛用于健身、游乐、旅游、送货或作为残疾人车使用。
除了上述优选实施例以外，本实用新型的上架和下架、主销定位连接装置、驱动轴安装装置还可以有多种实施方式。这些不同组成部分、不同实施方式的变化和组合可以组成更多的实施方案。
一、上架与下架1、断面上架1与下架2不仅可以采取如优选实施例所述的一字形及槽形断面(参图1、图7、图10-图14)，而且还可以采取T形或矩形断面，不管采取何种断面，其上表面或下表面都应带有平面，以便安装各种零部件，一字形断面两侧可以加设加强条。
2、连接方式与形状上架1与下架2两端都可以弯曲成圆弧或直线与对方固接，但作为主梁的下架2多采取直线形，故一般采用上架1前、后端向下弯曲成圆弧或直线与下架2固接的形式。上、下架后端相接可以采取封闭式(如图1、图7所示)，也可以采取T形相交式(如图10所示)。此外，上、下架连接还可以采取前直线后圆弧式、前后圆弧式、梯形式等。为增加车架强度，两架之间还可以安装1-4条支撑杆或连接支架5(见图1)。
3、材料上架1与下架2可用碳素钢、合金钢、碳素纤维或高强度塑料制成。金属板材车架的厚度约3-5毫米，宽度为40-120毫米，其优点是具有高强度、高刚度、低成本，但稍重。碳素纤维车架重量轻、高强度、高刚度，且有一定的弹性，但成本较高，适合开发高档车。塑料车架重量轻、可一次成型，但强度和刚度较差，适合制作低速童车，如制作成人用车，需增加厚度和宽度，并在主要受力点用金属零件加固。
二、主销定位连接装置除了优选实施例所述的双钢板+减震器式以外，还可以采取下列四种主销定位连接装置1、双钢板式如图3所示，该装置由上、下主销定位钢板32、32’和主销安装轴承33、33’组成(在此处所述的四种主销定位连接装置中，除“双横杆式”主销安装轴承33、33’采用端杆关节轴承外，其余均采用关节轴承)。上、下主销定位钢板32、32’平行且分别横向固接于下架2和上架1前端，上、下主销定位钢板32、32’两端装有主销安装轴承33、33’。
2、双横杆式如图4所示，该装置由上、下主销定位横杆311、311’和主销安装轴承33、33’组成。上、下主销定位横杆311、311’平行且分别横向固接于下架2和上架1前端，上、下主销定位横杆311、311’两端装有主销安装轴承33、33’。上、下主销定位横杆311、311’可用合金钢管、弹簧钢或碳素纤维制成。
3、减震器式如图5所示，该装置由左、右前减震器331、331’、前减震器轴332、主销定位钢板32’、主销安装轴承33、33’组成。前减震器轴332和两端装有主销安装轴承33、33’的主销定位钢板32’平行且分别横向固接于上架1的前上端和前下端，左、右前减震器331、331’上、下端分别与前减震器轴332和主销定位钢板32’相铰接。本例的减震器内轴可直接作为主销安装主销连接块、转向节和转向节臂(附图中未标出)等转向装置部件。
4、A形主销导向板+减震器式如图6所示，该装置由上、下A形主销导向板341、341’、前减震器331、331’、前减震器轴332和主销安装轴承33、33’组成。上、下A形主销导向板341、341’的顶端装有主销安装轴承33、33’，另一端分别与下架2和上架1的前端对称铰接，左、右前减震器331、331’上、下端分别与固装于上架1前端的前减震器轴332和上、下A形主销导向板341、341’外侧铰接。上、下A形主销导向板341、341’可用钢板或碳素纤维制成在上述双钢板、双横杆及减震器式主销定位连接装置中，为保证主销及转向轮在行驶中的准确定位，上、下主销定位钢板32、32’、上、下主销定位横杆311、311’、前减震器轴332及下钢板32’的外侧与上、下架之间均可以对称加装左、右前导向钢绳34、34’(图3、图4、图5、图7)。主销定位连接装置3的安装必须满足这样的要求主销安装轴承33、33’同侧上、下中心线上端必须分别向车身后侧和内侧倾斜2°-8°，以形成合适的主销后倾角和主销内倾角。
三、驱动轴安装装置优选实施例采用了导向板+减震器式驱动轴安装装置，此外还可以采用下述两种方式安装驱动轴1、导向板+负荷调节滑架式如图8所示，该装置由后导向板461、负荷调节滑架472、滑架调节螺丝473、前、后连接管441、441’、左、右连接片442、442’及轴承44、44’组成。后导向板461前、后端分别与下架2和两条连接管441、441’的中部固接，前、后连接管441、441’两端与装有轴承44、44’的左、右连接片442、442’固接，安装于后导向板461中部的负荷调节滑架472可顺着下架2和后导向板461前后滑动，并通过滑架调节螺丝473将滑架472固定在下架2的适当位置上，固定的位置因载荷而定。后导向板461既可以采取本例所示的直板式，也可以采取优选实施例所述的一端带套管或卷耳式(见图7)，还可以采取如图11-图14所示的一端半卷式。后导向板461及下述的T形导向板481可用钢板、碳素纤维或高强度塑料制成，但本例由于不加装减震器，所以必须用钢板制成。
2、T形导向板+减震器式如图9所示，该装置由T形导向板481、导向板固定架462、导向板固定轴463、左、右后减震器43、43’、后减震器上、下轴45、45’、左、右连接片442、442’和轴承44、44’组成。T形导向板481带套管或卷耳的前端通过导向板固定架462和导向板固定轴463与下架2铰接，后端两翼分别与装有轴承44、44’的左、右连接片442、442’固接，左、右后减震器43、43’分别通过后减震器上、下轴45、45’与上架1和T形导向板481后端铰接。
如图7、图8及图12-14所示，驱动轴安装装置4中连接管441、441’的断面，既可以采用园管或方管，也可以采用矩形管。后导向板461与连接片442、442’之间，既可以用双管连接，也可以用单矩形管连接，如用双园管连接，可以加设连接架(图11)。园管或方管的外径、矩形管的内径均应大于驱动轴47的外径，以便驱动轴自由旋转。后导向板461及T形导向板481既可以安装在下架2上端(图1、图7)，也可以如图12所示安装在下架2下端。
如优选实施例所述，为保证后轮在运动中的准确定位，在连接管441及T形导向板481两侧与下架2之间还可以对称加装后导向钢绳或V形导向钢片46、46’。
本实用新型作简单改进，还可制成前轮驱动、后轮转向的微型四轮车。改进时只需将主销定位连接装置3装在车架后端，驱动轴安装装置4装在车架前端即可。改进后的微型四轮车配上小轮径车轮，长度可以进一步缩短到150-160cm，这种超微型四轮车加上采用塑料车架，会更适合儿童使用。
权利要求1.轻便微型四轮车车架，其特征是所述的车架包括上表面或下表面中至少有一侧为平面的上架(1)及下架(2)、主销定位连接装置(3)和驱动轴安装装置(4)，上架(1)前端向下弯曲成圆弧，然后向后、向上折成倒梯形与下架(2)相接，上架(1)后端向下折成近似直角与下架(2)相接，主销定位连接装置(3)和驱动轴安装装置(4)分别安装在上架(1)及下架(2)的两端。
2.根据权利要求1所述的轻便微型四轮车车架，其特征是所述的上架(1)与下架(2)可以采取一字形或槽形断面，也可以采取T形或矩形断面，上架(1)与下架(2)之间装有1-4条支撑杆或连接支架(5)。
3.根据权利要求1所述的轻便微型四轮车车架，其特征是所述的主销定位连接装置(3)中的上、下主销定位钢板(32)、(32’)平行且分别横向固接于下架(2)前端和上架(1)前底端，上、下主销定位钢板(32)、(32’)两端装有主销安装轴承(33)、(33’)。
4.根据权利要求1所述的轻便微型四轮车车架，其特征是所述的主销定位连接装置(3)中的上、下主销定位横杆(311)、(311’)平行且分别横向固接于下架(2)前端和上架(1)前底端，上、下主销定位横杆(311)、(311’)两端装有主销安装轴承(33)、(33’)。
5.根据权利要求1所述的轻便微型四轮车车架，其特征是所述的主销定位连接装置(3)中的前减震器轴(332)和两端装有主销安装轴承(33)、(33’)的主销定位钢板(32’)平行且分别横向固接于上架(1)的前上端和前下端，左、右前减震器(331)、(331’)上、下端分别与前减震器轴(332)和主销定位钢板(32’)相铰接。
6.根据权利要求1所述的轻便微型四轮车车架，其特征是所述的主销定位连接装置(3)中的上、下A形主销导向板(341)、(341’)的顶端装有主销安装轴承(33)、(33’)，另一端分别与下架(2)前端和上架(1)的前底端对称铰接，左、右前减震器(331)、(331’)上、下端分别与固装于上架(1)前端的前减震器轴(332)和A形主销导向板(341)外侧铰接。
7.根据权利要求1所述的轻便微型四轮车车架，其特征是所述的主销定位连接装置(3)中两端各装有主销安装轴承(33)、(33’)的上、下主销定位钢板(32)、(32’)平行且分别横向固接于下架(2)前端和上架(1)前底端，左、右前减震器(331)、(331’)上、下端分别与固装于上架(1)前端的前减震器轴(332)及上主销定位钢板(32)外侧铰接。
8.根据权利要求1所述的轻便微型四轮车车架，其特征是所述的驱动轴安装装置(4)中的后导向板(461)带套管或卷耳一端通过导向板固定架(462)和导向板固定轴(463)与下架(2)铰接，另一端与两条连接管(441)、(441’)的中部固接，连接管(441)、(441’)两端与装有轴承(44)、(44’)的连接片(442)、(442’)固接，左、右后减震器(43)、(43’)分别通过后减震器上、下轴(45)、(45’)与上架(1)和后导向板(461)后端铰接。
9.根据权利要求1所述的轻便微型四轮车车架，其特征是所述的驱动轴安装装置(4)中的后导向板(461)前、后端分别与下架(2)和两条连接管(441)、(441’)的中部固接，连接管(441)、(441’)两端与装有轴承(44)、(44’)的连接片(442)、(442’)固接，安装于后导向板(461)中部的负荷调节滑架(472)可顺着下架(2)和后导向板(461)前后滑动，并通过滑架调节螺(473)将滑架(472)固定在下架(2)的适当位置上。
10.根据权利要求1所述的轻便微型四轮车车架，其特征是所述的驱动轴安装装置(4)中的T形导向板(481)带套管或卷耳的前端通过导向板固定架(462)和导向板固定轴(463)与下架(2)铰接，后端两翼分别与装有轴承(44)、(44’)的连接片(442)、(442’)固接，左、右后减震器(43)、(43’)分别通过后减震器上、下轴(45)、(45’)与上架(1)和T形导向板(481)后端铰接。
11.根据权利要求1所述的轻便微型四轮车车架，其特征是所述的上架(1)与下架(2)前部装有向后倾斜的转向杆定位管(7)，转向杆套管(70)通过定位管轴承(71)、(71’)与转向杆定位管(7)铰接，可上下滑动的转向杆(72)插入转向杆套管(70)并通过快卸紧固环(73)将其固定在转向杆套管(70)的适当位置上。
12.根据权利要求1所述的轻便微型四轮车车架，其特征是所述的下架(2)中部装有中轴与刹车轴安装架(6)，安装架(6)上装有中轴(61)和刹车轴(62)。
13.根据权利要求1所述的轻便微型四轮车车架，其特征是所述的上架(1)后部设有座椅安装槽(22)。
专利摘要本实用新型公开了一种轻便微型四轮车车架。该车架包括上表面或下表面中至少有一侧为平面的上架及下架、主销定位连接装置和驱动轴安装装置，上架与下架相接，主销定位连接装置和驱动轴安装装置分别装在上架与下架两端。该车架结构简单、功能突出、集全车承载主体与装备基体于一身，占用空间小、重量轻，且工艺简单、容易加工。装上四个车轮、驱动装置、转向装置、刹车装置及座椅等，可制成小巧轻便、行驶稳定安全、乘坐舒适的微型四轮自行车、微型四轮电动车、微型四轮机动车和微型四轮助动车，作为交通代步工具在城乡普遍使用，用该车架还可开发具有多种用途的游乐车、健身车、旅游车、童车及残疾人车等。
文档编号B62K5/00GK2707601SQ20042001457
公开日2005年7月6日 申请日期2004年1月12日 优先权日2004年1月12日
发明者张向阳 申请人:张向阳