弓式安装管双座垫自行车座的制作方法

文档序号:15198994发布日期:2018-08-19 03:14阅读:485来源:国知局

本发明所属的技术领域为自行车座,尤其是一种双座垫的自行车座。



背景技术:

本发明的双座垫自行车座,是指支承骑行人臀部及相邻部位的支承受压面为两个的自行车座。近年来,双座垫自行车座的技术方案发展较快,涌现了多种设计专利。但在持续研发,改进这项技术时,发现多种专利技术方案存在较多问题,总结归纳为如下几点:

1、座垫(座面)自由度过多,并多向发散。如申请号99809745.4的发明《自行车座位》中,在第一项权利要求中提到的“一支承臂与至少一个座位件连接起来的枢转关节,”第六项权利要求中写到的“支承臂沿其长度可弯曲,使变形量小于20度”。这一专利中所提到“枢转关节”的标准名称为“万向球式铰接头”。由于自行车骑行人员的质心在座面以上,高于万向球式铰接头的球心位置,并且当骑行人员的质心的重力线与球心不重合时,就会发散倾斜,倾斜方向为重力线与球心连线的重力作用一侧。支承臂沿长度方向可弯曲,变形量小于20度,虽然是收敛变形,但其变形会加剧骑行人员的质心的重力线与球心不重合导致的发散问题。

另在申请号为201620013966.3的实用新型《一种自行车座》权利要第三项“3.按权利要求1所述的自行车座,其特征在于:还具有左支撑弹簧和右支撑弹簧,其套装于左、右纵梁前端部的两个立柱上,左支撑弹簧和右支撑弹簧的底部分别抵接于支架的左、右纵梁上,左支撑弹簧和右支撑弹簧的上部分别连接有安装板,两个安装板分别通过转动连接件与左托板和右托板转动连接。”

这一结构与上一专利相似,当骑行人员的质心重力线与支承弹簧的中心线不重合时,同样会发散倾斜,倾斜方向为重力线与支承弹簧中心线连线的重力作用一侧。

由于骑行人的质心与万向球式铰接头的球心,或骑行人员的质心重力线与支承弹簧的中心线不重合的情况是随机任意方向发生的,因此会呈现随机多向发散的问题。

2、保持定向困难,体能消耗大幅增加。从1的问题引伸,当在颠簸与快速转弯骑行时,骑行人员的质心位置不断发生变化的动态情况下,受自由度过多,多向发散的影响,必然要不断调整身体位置与状态,来获得平衡,从而产生骑行或振动引起位置发散-主动调整身体位置与状态-获得平衡-骑行或振动引起位置发散的不断的,较高频率的循环当中,至使保持定向产生困难;而每一次的主动调整身体位置与状态都是消耗能量的,因此较高频率的坐姿与位置调整会引起体能的较大损失,不利于长时骑行。

3、影响操控,使用范围或使用条件受限。还是从1的问题引伸到使用范围与使用条件方面:在颠簸与快速转弯时,由振动力或离心力引起随机方向发散,整车的重心位置不定,会让骑行人员处于坐不稳,难以及时控制住重心以有效完成操控的复杂控制状态,大大提高骑行人的骑行操控难度,使骑行的转弯半径、转弯速度受到限制,对骑行路面条件提出更高要求,从而限制使用范围与使用条件。

4、机械功能设计缺陷,导致体能消耗增加,如申请号为201410391028.2的发明名称《双瓣自行车座》中,双瓣座面到回转轴的距离很远,并有复位弹簧,这样会导致两个问题,其一是在骑行时,若双瓣座面产生绕轴的回转运动,在垂面的顶点两侧交替运动,会迫使发生骑行人员质心高低变化,从而需要腿部力量作功,导致体能消耗;其二,为克服复位弹簧的反力,会导致体能消耗增加。为此,该专利修改为申请号201420421616.1的发明专利《保健型自型车座》,此发明中去掉了复位弹簧,但双瓣座面到回转轴的距离依然很远,此种结构引起的体能消耗增加的问题没有得到解决。

5、对骑行人承压受力原理分析有误。在申请号201710023522.7的发明《一种托腹式两半座面可交叉转动自行车座的制造与使用方法》权利要求书当中第五项当中述有“所述座面的外形由左右两半对称的左座板(18)、右座板(14)共同组成,所构成座面的鼻翼前端中间向后凹陷出一个空间,成为开口向前的u字形中空鼻翼”。及第六项“在左座板(18)右座板(14)上与人体坐骨结节对应处设置两个坐骨结节椭圆通孔(35),该椭圆通孔长轴长4厘米、短轴长3厘米;在所述左座垫(17)、右座垫(16)上与左座板(18)右座板(14)上设置的两个坐骨结节椭圆通孔(35)相对应的位置设置座垫椭圆通孔(15),所述座垫椭圆通孔(15)的上边沿做锐棱倒钝处理”。及第七项当中“根据权利要求1所述的一种托腹式两半座面可交叉转动自行车座的制造与使用方法,其特征在于:所述托腹组合件(3)”。此专利的技术方案,要求骑行时入座要准确,就是三位一体,首先会阴部分要落入开口向前的u字形中空鼻翼当中,左右坐骨结节要落入座垫的椭圆通孔当中,最后腹部要与托腹板相抵。这样的方案是对骑行人在车座上的承压受力原理在理解上有误造成的。首先,坐骨结节是人体在坐姿时承受压力的主体结构,骨胳的作用就是承受主要力量,并形成支承空间以保护肌肉,血管神经等软组织不受压迫,而上述的三位一体的坐姿限位方案,排除了坐骨结节对周边组织的保护作用,使得周边肌肉血管神经等软组织直接受到压迫,从而长时骑行会产生腿部供血不足,更易疲劳的问题,其次,这种问题出现后,由于三位一体的相互限制,不能及时有效的进行坐骨结节与周边肌肉交替承压的调节方式来缓解,使得长时骑行变得极其困难。再有,就是托腹板的向前限制,在发生前向撞击时,托腹板可能成为对骑行人员造成伤害的结构。

6、结构设置不当,不能充分发挥缓冲装置的作用。比如还是在申请号201710023522.7的发明《一种托腹式两半座面可交叉转动自行车座的制造与使用方法》权利要求书当中第五项当中述有“在所述第二连板(27)上设两块胶垫(32)有缓冲左座板(18)右座板(14)震动功能”。这个缓冲震动功能是在静态或自行车滑行时会发挥作用,但当骑踏时,用力的一侧座垫向前倾,座垫后部离开了减振橡胶,此时的路面振动失去了橡胶件的缓冲作用,没有减振,直接冲击用力一侧骑行人的支承受力面,因此结构设计不当,不能充分发挥缓冲装置的作用。

7、结构复杂,制造工艺成本高。上述各专利评审结果表明,多数由于多自由度的方案设计中的连接,控制器件多,导致了结构复杂,制造工艺成本高、生产质量管理困难等一系列问题。



技术实现要素:

本发明的发明目的是:具有结构简单,生产成本低;减振装置良好,在骑行与坐行时能充分缓冲,承重均匀并可实现坐骨结节与臀后肌群交替承压,不压迫会阴;在各种路况与骑行状态下操控性好,不增加骑行人员体能消耗的新型自行车座--弓式安装管双座垫自行车座。

本发明的内容为:一种双座垫自行车座,包括两个分离的支承板及设置在支承板上的发泡弹性材料及面料构成的座垫,其特征在于:所述在水平面投影为翼形,并且所述翼形的前缘在侧向垂直面(垂直于水平面并平行于自行车前进方向)内有向下折弯,在正向垂直面(垂直于水平面与自行车前进方向)内呈弧形上反角支承面的两个座垫,被穿过支承板的轴孔、调距垫内孔及轴安装孔的铰接轴铰接在垂直面内为弹性弓形结构,在骑行者质量与0.3-3g加速度形成的冲击载荷作用下,其振动频率为1-3hz,振幅为1-10mm弹性收敛的弓式安装管的左右两侧,并同时被安装在弓式安装管相邻的轴安装孔中的限转轴与套在限转轴上的座垫水平调节管及支承板的水平限位面限制在水平位置附近,而支承板的回转限位面与座垫水平调节管接触后达到最大回转角。

采用以上技术方案后,与现有技术相比,本发明弓式安装管双座垫自行车座具有以下优点:

1、双座垫的自由度只有一个绕铰接轴转动的自由度。并同时被安装在弓式安装管限转轴孔中的限转轴、支承板的回转限位面与套在限转轴上的座垫水平调节管限制在水平位置附近与最大回转角之间。消除了座垫自由度过多,多向发散的问题。

2、双座垫的支承面高度,高于弓式安装管上表面,并由调距垫调节两支承板的间距后,在两个座垫中间形成一个槽形的避让空间,从而不会对骑行者会阴部分形成压迫。

3、由于第1项当中,已消除座垫自由度过多,多向发散的问题后,两个在水平面投影为翼形,弓式安装管一侧低,向外侧渐高的呈弧形上反角支承面的新型座垫,与人体的接触面为单向内侧低,外侧高的弧形上反角支承面,在人体压力作用下与人体臀部保持压力接触,因此具有侧向定向感好,不需高频率调整状态,因此有效解决保持定向困难,体能消耗大幅增加的问题。

4、由于第1项当中,已消除座垫自由度过多,多向发散的问题后,两个在水平面投影为翼形,弓式安装管一侧低,向外侧渐高的呈弧形上反角支承面的新型座垫,与人体的接触面为单座垫内侧低,外侧高的弧形上反角支承面,在人体压力作用下与人体臀部保持压力接触,因此不单具有受力面积显著增大的优点,并且还有侧向定向感更好的优点,当骑行人员通过弧形面对车辆横向施力时,传力反应快、效率高,更易于控制重心变化,从而提高双座面车的操控性能。

5、铰接轴在座垫下部座支承板中孔中穿过,使骑行人的坐骨结节最大限度接近铰接轴,可以有效减少骑行人员的重心变化范围,消除机械功能设计缺陷带来的的体能消耗。

6、两个在水平面投影为翼形,弓式安装管一侧低,向外侧渐高的呈弧形上反角支承面的新型座垫,合适的宽度尺寸,有利于在骑行过程中,以臀大肌+坐骨结节,与臀大肌+坐骨结及坐骨结节+股后肌群两种组合形式交替承受骑行人员体重对座垫产生压力,一般为快速骑行时采用臀大肌+坐骨结节,缓速骑行或滑行时采用臀大肌+坐骨结或坐骨结节+股后肌群的承压形式。由于坐骨结节始终会参与承受骑行人员体重对座垫产生压力,从而使得周边肌肉血管神经等软组织受到保护,避免长时骑行会产生腿部供血不足,消除长时骑行产生的疲劳;同时,由于增大与人体的接触面积并采用交替承压的骑行方式,使得人体受压组织承压下降,并有休息调整的时间,试验时可以轻松的连续骑行4个小时以上。

7、采用精确设计,精密制造的在垂直面内为弹性弓形结构,且在骑行者质量与0.3-3g加速度形成的冲击载荷作用下,其振动频率为1-3hz,振幅为1-10mm弹性收敛的弓式安装管,在骑行颠簸与机动骑行时可以有效减缓各向振动与冲击。

8、采用精确设计,精密制造的弓式安装管,一个零件可以完成弹性收敛承载,连接全部零件的多重作用,全部自行车座的结构简单,零件数少,通用性强。解决了结构复杂,制造工艺成本高、生产质量管理困难等一系列问题。

附图说明:

图1是本发明专利弓式安装管双座垫自行车座实施例在铰接轴轴线处正向垂直面剖视结构示意图;

图2是本发明专利弓式安装管双座垫自行车座实施例侧向垂直面内的结构示意图;

图3是本发明专利弓式安装管双座垫自行车座实施例在限转轴轴线处正向垂直面内剖视的结构示意图;

图4是本发明专利弓式安装管双座垫自行车座实施例在右侧座垫转到极限转角时结构示意图;

具体实施方式:

下面结合附图和具体实施方式对本发明专利弓式安装管双座垫自行车座作进一步详细说明:

图1、图2、图3与图4当中的序号与零件名称或结构名称的对应是一致的,以便于对结构统一说明。

一种双座垫自行车座,包括两个分离的支承板2及设置在支承板2上的发泡弹性材料及面料1构成的座垫,其特征在于:所述在水平面投影为翼形,并且所述翼形的前缘在侧向垂直面内向下折弯角16为d度,在正向垂直面内呈弧形上反角10为k度支承面的两个座垫,被穿过支承板2的轴孔5、调距垫管3内孔及轴安装孔14的铰接轴4铰接在垂直面内为弹性弓形结构,在骑行者质量与0.3-3g加速度形成的冲击载荷作用下,其振动频率为1-3hz,振幅为1-10mm弹性收敛的弓式安装管6的左右两侧,并同时被安装在弓式安装管6另外的轴安装孔14中的限转轴11与套在限转轴上的座垫水平调节管12与支承板2的水平限位面17限制在水平位置,而支承板由回转限位面18与座垫水平调节管12接触后达到最大回转角。

铰接轴4、限转轴11与弓式安装管6轴安装孔14之间为可拆卸结构。

弓式安装管6在本实施例中,是采用冷折弯工艺成形的碳钢管,弓式折弯处于自行车的座椅安装管的后方,这个弓式折弯放在座椅安装管的前方同样是可行的;并且,折弯的类型,尺寸都不是设计的要点,最终是能达到在骑行者质量与0.3-3g加速度形成的冲击载荷作用下,其振动频率为1-3hz,振幅为1-10mm弹性收敛的设计目标就可以,在这个领域的结构工程师可以有很多的实施方案,在此不一一列举。

同时,在弓式安装管6上的轴安装孔14为直径相同,并且孔间距15为a的若干个孔。通过铰接轴4与限转轴11,安装在不同的相邻轴安装孔14内,可以实现座垫在弓式安装管6上沿管也就是自行车身长度方向位置的前后调节。

铰接轴4与限转轴11的一端或两端有可拆卸的端挡结构9及13,以便于拆卸这两个轴件,这种可拆的端挡结构,可以是轴用卡环,或设置成螺钉、螺母结构等,也可以在轴上钻孔并用开口销等可拆的结构。另外,当一端有可拆结构时,另一端可以是轴肩等不可拆结构。

调节两座垫横向间距的调距垫3管分别设置在每个支承板2的轴孔5的两侧。一个作用为通过配合不同长度的铰接轴4,通过增加或减少在轴孔5两侧调距垫3数量的办法调节左右两座垫间距,以形成一个适合骑行者会阴宽度的槽形避让空间;另一个作用为减少座垫支承板2的轴孔5两个端面与可拆端挡9或端挡13之间,以及与弓式安装管6之间的摩擦。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

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