一种自行车拖拽装置的制作方法

本发明涉及自行车移动辅助设备领域，尤其涉及一种自行车拖拽装置。

背景技术：

现阶段，当成年人需要带未成年人去户外做骑行运动时，通常需要将两个独立骑行的自行车连接起来，保证在公路等有一定危险性的地方未成年人骑行的安全性。现阶段市场一般的连接方式，采用弧形结构的连接杆将成年人骑行的大车的座椅部分支撑杆和未成年人骑行的小车的车头部分固定，实现连接拖拽的功能。此连接方式存在着如下的问题：

1)当大车转向时，小车的转向旋转点也是大车的车头处，因此小车的整个转向半径约等于大车原来的转向半径再加连接杆的长度和小车的长度，转向半径增大，导致在骑行运程中转向时危难性增加(需要更大的转向地方，如大车转向过去后，小人车需要借旁边车道才能实现转向，增加小车的风险)。

2)连接杆必须连接在大车的车座下面的连接杆上，对于有些车，车座下的连接杆位置不够，或是成人不需要那么高的座位时，无法提供足够的连接空间，此种情况下，就无法使用。

3)到达目的地后，小车与大车分离后，大车的连接杆无法收回，导致大车后面拖着一个连接杆，增加了大车后方的危险性。

4)小车需要车头牢牢固定住才能实现车头不着地，需要靠较复杂的连接方式紧固连接。需使用专门的工具才能分离，拆装并不方便。

5)使用如上的连接杆后，大车后车座部分无法再载货或载人，限制了大车的正常使用功能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种自行车拖拽装置，提供一种拆装更方便、更安全、功能更丰富的连接方式，解决背景技术所列出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明为一种自行车拖拽装置，包括折叠连接架和小车连接架,所述折叠连接架的前端卡接在大车后连接轴上并通过紧固组件锁紧定位，所述折叠连接架的后端与所述小车连接架前端的挂钩相连接，所述小车连接架的后端卡紧连接在小车车架上，连接时小车前轮搭接在所述折叠连接架上定位不动且不与地面接触，所述折叠连接架上设置有旋转轴，所述旋转轴位于大车后轮与小车前轮之间；所述折叠连接架工作时完全打开，非工作时折叠放置。

进一步的，所述折叠连接架包括前车定位连接架、中间连接架和后支撑连杆，所述前车定位连接架的前端与大车后连接轴连接，所述前车定位连接架的后端底部通过下转接板、第一铰接件与所述中间连接架的前端铰接在一起，所述中间连接架的后端通过后转接板、第三铰接件与所述后支撑连杆的一端铰接的在一起，所述后支撑连杆的另一端焊接有挂接环；所述中间连接架的中部连接有支撑架，所述支撑架的一端通过套环、第二铰接件铰接在所述中间连接架上，支撑架的另一端通过上转接板连接在所述前车定位连接架的后端顶部。

再进一步的，所述下转接板的一端通过紧固螺栓、紧固螺母连接在所述前车定位连接架的后端底部，所述第一铰接件贯穿连接在所述下转接板的另一端的圆孔内；所述上转接板的一端通过紧固螺栓、紧固螺母连接在所述前车定位连接架的后端顶部，所述支撑架的顶端通过连接螺钉连接在所述上转接板的另一端；所述套环套装在所述中间连接架上，所述套环的顶部通过所述第二铰接件与所述支撑架的底部铰接；所述后转接板的一端通过螺栓组件与所述后支撑连杆的底部连接在一起，所述后转接板的另一端焊接在所述第三铰接件上，所述第三铰接件的两端通过螺母锁紧铰接在所述中间连接架的后端。

再进一步的，所述前车定位连接架的前端设置为l形的卡接臂，所述卡接臂的连接处设置u形卡接口，所述u形卡接口卡接在所述大车后连接轴上。

再进一步的，所述小车连接架包括两个对称布置的连接主板，所述挂钩设置在所述连接主板的前端，两个所述连接主板扣合在小车车架上后通过锁紧环紧固，所述锁紧环套装在所述连接主板的外侧，所述挂钩与所述挂接环连接在一起；连接时，小车前轮嵌入放置在所述中间连接架上，且小车前轮的后侧搭接在所述第三铰接件上，小车前轮的前侧搭接在所述中间连接架的前端的垂直连杆上。

再进一步的，所述锁紧环采用弹性材料制作成弹性环，或者直接采用带快夹的绑扎带锁紧定位。

再进一步的，所述紧固组件包括异形螺母、碗形垫圈和内垫圈，所述u形卡接口的两侧对称设置有碗形垫圈，所述内垫圈安装在内侧碗形垫圈内侧，所述异形螺母安装在外侧的碗形垫圈的外侧并锁紧在所述大车后连接轴上。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明一种自行车拖拽装置，包括挂接在一起的折叠连接架和小车连接架,工作时，折叠连接架打开状态，其前端卡接在大车后连接轴上并通过紧固组件锁紧定位，小车连接架的后端卡紧连接在小车车架上；所述非工作时折叠放置。所述折叠连接架包括前车定位连接架、中间连接架、后支撑连杆和定位用的支撑架，架体之间采用多个铰接件可旋转的连接在一起，固定用的一端多采用便于拆卸的螺栓组件紧固安装，使用方便快捷，安装拆卸方便。

1)本发明使用时折叠连接架连接大车后连接轴，通过中间连接架托住小车的车轮，连接主板扣合在小车车架上后通过锁紧环紧固，中间连接架与前车定位连接架的连接处既可以实现折叠作业，也可以绕同轴的紧固螺钉进行旋转，即小车的旋转轴设计在小车车轮的正前方，大大减小了转弯半径。

2)折叠连接架的连接点在大车后连接轴处，对大车的车座处的结构和高度没有限制度。

3)小车采用托住车轮，并挂住后支撑连杆上的挂接环进行连接，靠重力压住连接，分离时，抬起小车的车头就可以实现二者的分离，不需使用任何工具。

4)连接点在大车后连接轴处，不影响大车的后车架使用。

5)小车与大车分离后，折叠连接架可以折叠收起，减少对大车的影响，增加大车的安全性；小车连接架拆卸后可以装在袋子里收藏，不影响骑行；

6)该自行车拖拽装置不使用时，折叠成与车身平行方向后，对于原本无后车架的大车，可以转换成后车架实现装载功能。

总的来说，本发明构思巧妙，结构紧凑合理，安装、拆卸方便快捷，使用时处于打开状态，不使用时折叠放置在大车后座的后方，不影响载人、载物的功能，整体的旋转半径减小，折叠存放方便快捷，不影响骑行安全。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明自行车拖拽装置结构示意图；(展开状态)

图2为本发明自行车拖拽装置折叠状态示意图；

图3为本发明与大车连接主视图；

图4为本发明与大车连接侧视图；

图5为本发明与小车车架连接示意图；

图6为本发明工作时连接状态示意图；

图7为本发明大车后连接轴处定位原理示意图；

附图标记说明：1、折叠连接架；101、前车定位连接架；102、上转接板；103、紧固螺母；104、紧固螺栓；105、下转接板；106、中间连接架；107、第一铰接件；108、支撑架；109、连接螺钉；110、套环；111、第二铰接件；112、后转接板；113、第三铰接件；114、后支撑连杆；115、螺栓组件；116、挂接环；117、卡接臂；

2、小车连接架；201、连接主板；202、挂钩；203、锁紧环；

3、大车后连接轴；4、异形螺母；5、碗形垫圈；6、内垫圈；7、小车车架。

具体实施方式

如图1-7所示，一种自行车拖拽装置，包括折叠连接架1和小车连接架2,所述折叠连接架1的前端卡接在大车后连接轴3上并通过紧固组件锁紧定位，所述折叠连接架1的后端与所述小车连接架2前端的挂钩202相连接，所述小车连接架2的后端卡紧连接在小车车架7上，连接时小车前轮搭接在所述折叠连接架1上定位不动且不与地面接触，所述折叠连接架1上设置有旋转轴，所述旋转轴位于大车后轮与小车前轮之间；所述折叠连接架1工作时完全打开，非工作时折叠放置。

具体的，如图1、2所示，所述折叠连接架1包括前车定位连接架101、中间连接架106和后支撑连杆114，所述前车定位连接架101的前端与大车后连接轴3连接，所述前车定位连接架101的后端底部通过下转接板105、第一铰接件107与所述中间连接架106的前端铰接在一起，所述中间连接架106的后端通过后转接板112、第三铰接件113与所述后支撑连杆114的一端铰接的在一起，所述后支撑连杆114的另一端焊接有挂接环116；所述中间连接架106的中部连接有支撑架108，所述支撑架108的一端通过套环110、第二铰接件111铰接在所述中间连接架106上，支撑架108的另一端通过上转接板102连接在所述前车定位连接架101的后端顶部。

具体的，所述下转接板105的一端通过紧固螺栓104、紧固螺母103连接在所述前车定位连接架101的后端底部，所述第一铰接件107贯穿连接在所述下转接板105的另一端的圆孔内，折叠时所述中间连接架106绕所述第一铰接件107向上旋转90°，与所述前车定位连接架101的后端竖直板平行放置；所述上转接板102的一端通过紧固螺栓104、紧固螺母103连接在所述前车定位连接架101的后端顶部，所述支撑架108的顶端通过连接螺钉109连接在所述上转接板102的另一端，所述套环110套装在所述中间连接架106上，所述套环110的顶部通过所述第二铰接件111与所述支撑架108的底部铰接，当所述中间连接架106向上旋转折叠时，拆卸连接螺钉109使支撑架108与上转接板102分离，支撑架108绕第二铰接件111旋转后靠近中间连接架106并与之保持平行状态放置；所述后转接板112的一端通过螺栓组件115与所述后支撑连杆114的底部连接在一起，所述后转接板112的另一端焊接在所述第三铰接件113上，所述第三铰接件113的两端通过螺母锁紧后铰接在所述中间连接架106的后端，不使用时，所述后支撑连杆114绕第三铰接件113向内侧旋转折叠，折叠后与中间连接架106保持平行状态。具体的，折叠连接架1折叠后中间连接架106、支撑架108和后支撑连杆114均竖直放置。此外，上转接板102、下转接板105均通过同轴的紧固螺栓104连接在前车定位连接架101上，中间连接架106可以绕所述紧固螺栓104的轴心进行旋转，该紧固螺栓104的轴心即为折叠连接架上的旋转轴。

具体的，所述前车定位连接架的前端设置为l形的卡接臂117，所述卡接臂117的连接处设置u形卡接口，所述u形卡接口卡接在所述大车后连接轴上。

具体的，如图1、5所示，所述小车连接架2包括两个对称布置的连接主板201，所述挂钩202设置在所述连接主板201的前端，两个所述连接主板201扣合在小车车架7上后通过锁紧环203紧固，所述锁紧环203套装在所述连接主板201的外侧，所述挂钩202与所述挂接环116连接在一起。所述锁紧环采用弹性材料制作成弹性环，或者直接采用带快夹的绑扎带锁紧定位。连接时，小车前轮嵌入放置在所述中间连接架106上，且小车前轮的后侧搭接在所述第三铰接件113，小车前轮的前侧搭接在所述中间连接架106的前端的垂直连杆上。

具体的，如图3、4所示，所述紧固组件包括异形螺母4、碗形垫圈5和内垫圈6，所述u形卡接口的两侧对称设置有碗形垫圈5，所述内垫圈6安装在内侧碗形垫圈内侧，所述异形螺母4安装在外侧的碗形垫圈的外侧并锁紧在所述大车后连接轴3上。具体的，所述异形螺母4包括一体成型的手柄端和紧固端，所述紧固端设置为螺母结构并旋紧连接在所述大车后连接轴3上。该异形螺母4用于在不使用工具的情况下，手动通过手柄端转动紧固端，推动碗形垫圈5夹住卡接臂117,碗形垫圈5在此弹形变形，只需较小的夹紧力，就能夹住卡接臂117，使其中运动过程中，不因颠簸而脱离大车后连接轴3；同时，不需要调整异形螺母4的情况下，使卡接臂117及紧固组件在一般人力的作用下，可以绕大车后连接轴3进行旋转，实现该自行车拖拽装置折叠功能。

如图6所示，本发明的工作原理如下：

首先，将本发明自行车拖拽装置组装完整，前车定位连接架101、中间连接架106、后支撑连杆114和定位用的支撑架108，通过多个不同的铰接件和转接板组装到一起，然后将前车定位连接架101前端的卡接臂117与大车后连接轴3连接在一起，并通过异形螺母4、碗形垫圈5和内垫圈6紧固件进行锁紧固定；然后，将两个连接主板201扣合在小车车架7上后通过锁紧环203紧固，最后将挂钩202挂接在折叠连接架1后端的挂接环116上，从而实现大车和小车的连接，连接后的状态如图6所示。

其中：1)点a为该自行车拖拽装置与大车后连接轴3的相连点；点b、点c分别为上转接板和下转接板的连接点，点d为第二铰接件111处；

2)点f为该自行车拖拽装置与小车车架7的相连点；

3)点h为中间连接架106上的横轴，点e为第三铰接件113处，连接后的小车前轮支撑定位在点h处的横轴、第三铰接件113上，限制小车车轮相对于点h和点e往下移动；

4)点g1和点g2分表示大车车轮和小车车轮与地面的水平线的接触点；

通过分析可知：

1)其中a、b、c三点组成一个三角形，b、c、d三点组成一个三角形，此两三角线连接在一起，组成一个绕点a旋转的整体；c、e线段是c、d线段的延长线，因此会组成一个虚拟线段ae,线段ae绕点a旋转；

2)小车的前车轮在重力作用下被点h和点e限制住，因此线段ce与线段ef组成的夹角∠aef不会变小，点a与点f的距离不会再变小，因此实际上组成了一个可以绕a点旋转的三角形δaef；

3)车头被抬起的小车作为一个整体，组成了一个可以围绕点g2旋转的线段fg2；

4)如上所述，夹角∠aef不会变小，因此点e到点g2的相对距离不会改变，因此形成了一个可以围绕点g2旋转的三角形δfeg2；

5)δaef与δfeg2共用线段ef,因此这两个三角形相互连接在一起，点a到点g1的距离为大车车轮的固定半径，点g2已经接触到地面，∠g1g2a不会变化，因此，附在点a到点g2组合体上的小车前轮在重力作用下，也不会往上或是往下移动，所以小车前车轮会被抬离地面，只有小车的后车轮会着地，当小车上的人踩动踏板时，可以提供动力；

6)通过设计合理的点h、点e的中间连接架106宽度以及点f轴处的宽度，用来固定住小车车轮或是车架，不让其横向移动，小车会被牢牢的固定在该自行车拖拽装置上，保持运行过程中的稳定性；小车的前轮与小车的车头连接，因此车头不可以再转动；

7)大车在转向后，小车可以围线点b和点c组成的轴线旋转，小车可以与大车形成一定的夹角，小车的转向轴线为点bc，而不是以大车的车头转向轴线；因此有效的缩短了旋转半径。

具体的，如图7所示，为前车定位连接架101前端的卡接臂117与大车后连接轴3连接示意图，其中x代表的虚线表示与地面平行,y代表的虚线表示与地面垂直，m代表的方向可以为与y轴成0-90度角(在x轴与y轴组成的第二象限方向)的任何方向；卡接臂117的连接端包含有一个开口槽，包括槽底部特征圆弧和相邻的开口两边，以及槽开口处两段外圆弧组成；

其中，两段外圆弧用于挂上大车车轴时导向作用，开口两边与m方向平行并大于大车后连接轴3的外尺寸，槽底部特征圆弧为比大车后连接轴3大的圆弧，并于开口两边顺滑相连；

当卡接臂117通过开口槽套入大车后连接轴3时，将大车后连接轴3限定在槽底部特征圆弧的半圆内，此因小车的重量，会产生一个向下的力f,但因为开口槽的开口方向为m方向,和大车往前时拖动小车产生的力，分别为f1和f2，因此卡接臂117会被压在车轴时，不会向上脱落。

当折叠连接架1在折叠状态(如上所说的平行与地面方向)时，即x轴变成与地面相垂直时，因为开口沿m向的原因，此时产生向下的压力也有一个分力f1存在，因此卡接臂117不会从大车后轮轴轮时脱落。

卡接臂117与前车定位连接架101连接处为直臂，沿y轴方向有一定距离，并用大圆弧连拉过渡，大圆弧处形成一个避空位，用于避开部分大车后车轮在大车后连接轴3附近的变速器或其它特征。

此外，本发明中指定的与大车、小车的连接点，可以是其它点，只要能达到相应的功能。如：小车固定车轮转轴，也可是小车前轮车轴部分或是转向架上的任何部分，小车固定的三角架点，也可以是三角架或车身的任何部分。通过局部的改进，增加或是减少该自行车拖拽装置中间的连接点，也可以实现类似的功能。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，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做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。