专利名称：多功能旅行两轮车的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种个人外出旅行使用的代步、载物车辆，涉及自行车和旅行设备。
人总是要出门的。像上班、购物、交际、旅游、出差等，总是在大量发生天天进行着的。虽然现代交通工具高度发达，短途可以乘坐公共汽车、地铁、出租车，长途可乘坐长途汽车、火车、轮船、飞机，城市几乎可以达到出门就有车的程度。尽管如此，仍然有不便的时候。首先是现在的经济条件对相当一部分人而言还达不到举步就打出租车的水平。对那些工薪阶层来说，最省钱而方便的是乘公共交通工具，但不是家家或单位都离公共交通站近而不需要走路的，有些则要在乘坐公共交通工具后还要步行一段路才行。为了走这段路，常常要提前一定时间出门或晚回家一段时间。购物对每个家庭而言都是经常需要的，现在虽然有网上购物，可以省时省力，但必竟这是只有极少数人才能实现的，何况网上购物必竟只有一部分商品，可以说购物频率不高的商品，也不尽人意。对大多数人以及采购的大多数商品来说，仍然需要亲自去逛商店来挑选，来回路上一般都可以乘坐公共交通车辆或坐出租车，但人人都可以体会到逛商场时间长了，也是相当劳累的，如果再携带上所购之物，更是辛苦了。逛公园同样也如此，若大的公园(人们常常喜欢逛大公园)逛起来一样也是相当劳苦的。如果是到外地出差、旅游，长途肯定可以乘坐汽车、火车、轮船或飞机等。但到了异地后，当然多数情况下仍可乘公共交通工具或出租车，但常常有这些车达不到的地方，这种时候出门更觉得困难劳累了。诸如此类情况，不方便的情况彼彼皆是。但是人们却一直没有一个理想的简单方便随身携带的辅助交通工具。多少年来也曾有不少人着手解决这个问题，曾经设计过不少种旅行用车。像很早就有的便携式旅行车，可以骑，可以折叠放在手提箱内，可惜的是它只有骑、便携两种功能；近年来国外推出类似但略有改进的新产品。而国内虽有多种折叠自行车申请了专利，大多只解决了折叠问题，可以便携或折叠提回家中。像已经上市的斯普瑞克生产的一种折叠式自行车，是一种小轮休闲车，收折与打开都较方便，从技术上讲它有车把折叠，“Y”形车架竖管和斜樑折叠，座升降，收拢起来较为小巧。但主要是用来解决回家停车防盗问题和休闲骑玩的问题，不适用于出门携带、拖物，功能还少。还有一种已申请专利的“分体折叠休闲车”是将万向手推车和自行车快速组合，可增加推拉商品的功能和部分折叠功能，但却多了一个万向手推车。纵观现在的自行车，还缺少一种既携带方便又有多种功能的旅行用车。
本实用新型的目的就是设计一种满足外出旅游、办事携带方便又具有骑行、拖拉物品、坐凳功能的多用两轮车。
要实现上述功能要求，即一要小巧、轻便，二要具备骑、坐、拖、带多功能在设计上要解决车要小、轻，折叠要合理、适用。本设计按照这样的指导思想，在小轮自行车基础上，即在常规自行车有的前后轮[4]、车把[1]、车架[5]、前后轴[14][16]、中轴[15]、脚踏驱动系统、支架[13]、载物架[11]、车座[8]及车闸[17]等构成中，采用“U”形车架，并在车架[5]底部中间装有车架折叠机构[7]以及驱动系统离合机构、载物架翻折机构[10]和新型支架[66]。本多用车的骑行状态如图1所示，作行李车状态如图2所示，坐凳状态如图3所示，便携状态如图4所示。其实这些设计中最根本的是“U”形车架以及车架折叠机构[7]。这种折叠使整车从中间对折，正好构成一个手推车。加上驱动系统离合机构、载物架翻折机构[10]和新型支架[13]就基本上可以实现多功能。当然也就可以构成本实用新型的雏形。车轮可选用510毫米(20英寸)、450毫米(18英寸)、405毫米(16英寸)和355毫米(14英寸)几种小轮径。按所选用的轮径再设计车架的尺寸，但不管轮径大小，车架均用“U”型。只是在“U”形车架的锅底中间设置有车架折叠机构[7]。该折叠机构设计为“U”形管断开成铰链连接方式，详见图8。具体是在断开处两端头各固连一圆形相向面有径向齿的上蜗齿板[28]和下蜗齿板[29]，由固连在下蜗齿板[29]中心的螺杆[27]从上蜗齿板[28]中心的孔中穿过，上蜗齿板[28]外由手扳螺母[26]松紧。这样设计在使用时，需要手拧动，是不太方便。但考虑到自行车在骑行时，作为全车的车体必须是刚体，并具有一定强度，否则，一旦架体松动，不但会影响骑行的效率，甚至会带来不安全因素。那种用手握车架一弯就可折叠的机构，虽然使用很方便，但随着使用次数的增多，磨损加大，不可避免地会出现松动，使车架的刚性下降，骑行起来会有摆动，很不安全。而本设计，由于铰链处两接触面采用了径向齿，一旦用手扳螺母[26]拧紧以后，车架[5]在前后、上下及左右三个方向上压紧，不会产生晃动，使车架[5]真正成为刚体。而且再使用时间长，磨损加大也无仿，只要多拧一下手扳螺母[26]就可以了。车架[5]在中间铰链后，折后前后基本对称，两轮可以并列，正好作行李车。但行李车需要能推能拉，而常用的脚踏驱动系统，后轮前进左右曲柄不会转动，后轮倒退时，曲柄会随着转动。如果还采用此种驱动系统，那么作行李车时，只能往前推，不能拉着走。这也有诸多不便。为了解决这个问题，需要对驱动系统作离合的改进。可行的离合方案有两种，一是在现有驱动系统的基础上，仅在飞轮上加装离合器，见图7、图8。该离合器是由千斤拨动机构、凸环[74]及其支撑机构和离合杆机构构成。成扁平状的拨杆[78]里端的细头从飞轮里侧的平挡[34]上的长方孔中插入到千斤[33]侧面的小孔内，中部与固连在平挡[34]外侧的铰链耳[79]铰链，其外端成圆柱，外套滚轮[77]后外铆帽。与滚轮[77]相接触的是套在与平挡[34]固连且外端有丝扣连接凸环挡[75]的凸环架[76]外的凸环[74]，凸环[74]在近平挡[34]处小直径，外侧为大直径且平滑过渡。叉形离合杆[73]叉口与凸环[74]外沿固连，中部断开并有两螺钉[72]活连，上部通过铰链螺钉[71]和簧垫定位在固定架板[70]上，杆头的手柄头[68]内侧有凸头与架板[70]上的限位坑[69]相配合，架板[70]由两只卡箍固连在车架[5]的后立叉上。当作行李车时，将手柄头[68]往车里侧拉到限位坑[69]卡住，离合杆[73]将凸环[74]往外推，凸环[74]推动滚轮[77]，并通过拨杆[78]使千斤[33]压下，脱离与飞轮外套内齿的接触，车轮后退便不会带动飞轮及链条运动。第二种方案是采用轴传动驱动系统，详见图9。它是由两对圆锥齿轮及传动轴[47]、两套滚珠机构及包封套组成。详细结构为直径大的主圆锥齿轮[39]由键[38]固连在中轴辊[35]的右侧，与其成直角啮合的从圆锥齿轮[42]固连在传动轴[47]前端，传动轴[47]由两组滚珠机构与轴套[46]成滚动连接，该滚动机构即常用的碗[44]、多个钢球[31]和挡[40]结构。在传动轴[47]的尾端略细且截面成多边形，一般成正方形即可，在端头套入内表与其形状相配合而外表成圆形的管段与其成松配合，此管段头上固连一圆锥齿轮[42]，与飞轮外套圆锥齿轮[45]相啮合，在管段中部的外周有槽，离合器的拨叉[50]的叉口从上插入槽内。飞轮外套[45](如图11)只将常用的外套链齿改为圆锥齿即可。主圆锥齿[39]有圆柱形罩[37]及外端面丝扣连接的套盖[43]，后轴一对齿轮外也有圆柱形罩[37]及外端面丝扣连接的套盖[43]，该两个套在与轴套[46]连接处有孔，轴套[46]可直接插入。离合器的构成(见图10)有拨叉[50]、转轴[52]和卡槽组成，拨叉[50]为下端是开口叉，中部为杆状且有孔，上端为手柄[51]，转轴[52]穿过杆上的孔成铰链状，在后罩[37]上面开槽且槽的两侧有弧形卡，手柄[51]升在罩[37]外面，与弧形卡配合可使拨叉[50]左右搬动后定位。两对圆锥齿的齿数由车轮直径及所需的传动比决定。原则上前圆锥齿轮组的速比要大，就是整个驱动系统的速比，约在4左右，后圆锥齿轮组的速比为1，飞轮宜小。座升降机构[9](图12)是在座支管[55]扦入车架[5]处的车架[5]的最上端设置由固连在车架[5]上的铰链轴[20]定位的松紧箍[54]，该箍[54]由两瓣构成，两瓣的另两端头，一个成钩状，一个与扳手[56]铰链，外形成半圆的瓣中部各有一凸块穿过车架[5]上的槽后与两侧面成扁状的座支管[55]相匹配，长方拉环[53]一边穿过扳手[56]上的孔并与之松配合，另一边可套在松紧箍[54]的钩上。使用时抬起扳手[56]，座支管[55]便可上下调整，压下扳手[56]，座支管[55]便被压紧而定位。载物架翻转机构[10]如图13所示，它由载物架[11]、载物架套[59]、锁紧机构[57]和载物架支撑机构[58]构成。从图14可看出，架套[59]是上端开口并有松紧耳的圆管套在车架[5]的上端车座升降机构[9]之下，其松紧耳与载物架[11]的固定端套在一起由销钉[60]一并穿过其上的孔，销钉[60]一头有帽，一头有槽且与槽垂直方向有孔，由轴[61]穿过此孔及插入槽内的凸轮扳手[62]上的孔成铰链状。凸轮扳手[62]形状如图14所示。支撑机构[58]是一个复合合页，如图15所示，它由六块钢板成二、三组合，每两块钢板相接处各在两边留出一长条卷成圆环，由一铰链轴[20]连同四个环中间的扭簧[64]一并穿过成铰链，该合页的左右两边的上下两块钢板之间的扭簧[64]的两个端头都在外面，其它扭簧[64]的两个端头压在一里一外。中间的两块钢板的上下两侧分别由铰链连接三块连接板[63]，其下边的连接板[63]与载物架套[59]固连，上边的两小块连接板[63]与载物架[11]固连。这种结构类似折叠饭桌所用的合页，只是多用了两块钢板，以增加支撑的强度。使用时把载物架[11]往上抬，由于中间两块钢板的两端固定，而两侧的各两块钢板由于两外露边悬空，由扭簧[64]的扭力，使其均与中间二块钢板脱离一个平面内的位置，力图成90°夹角，将载物架[11]支撑住。需要放下载物架[11]时，两手将翻成直角的这两个合页往上压，由扭簧[64]的作用使整个合页组以水平轴为轴弯折，并力图使上下片合拢，当然如有别物挡住也可成180°内的任何角度。而载物架[11]设计为底部连体的双“U”形状，小叉两端由与松紧机构[57]铰链的孔，大叉口端头竖向各有一孔，供拉绳钩勾挂，载物架[11]所用材质为铝合金。将载物架[11]如此设计是为了在不携物时将载物架[11]折贴在后立叉上，行动方便。为了使该车能作座凳，特将车支架[13]设计成两用，即既可支撑车站立，又可以车座[8]作座，车支架[13]作支腿的座凳，所以将车支架[13]设计为双腿加强型结构(如图16所示)，它由支架[66]、拉簧[65]和支腿[67]组成，与车架[5]固连的直角状支架[66]下侧有耳，成倒“U”形的支腿[67]中部穿过支架[66]耳上的孔，一端固定在支架[66]上的拉簧[65]的另一端钩在支腿[67]一条腿中部的孔内。支架[66]竖板与耳上的孔中心错开一定距离，所以支腿[67]成支撑状时向前倾，能克服拉簧[65]的拉力稳定定位支撑，同时因支腿[67]两腿着地，加上后车轮成三点着地，构成座凳的稳定支撑。虽然车座[8]面积小，长时间作座并不舒服，但短时休息还是可以的。为了使该车在便携状态时小巧，车把也设置了车把折叠机构[2]，如图5所示，它是将把立管分为两段，其下段的上端封顶，中心留一孔，把心丝杆穿出，有把心螺母[23]拧固。而上立管段的上部与车把[1]固连，下部一侧通过铰链轴[20]与下立管铰链，另一侧固连两个钩[18]，与固连下立管上端对应位置的钩卡机构配合。钩卡机构由压簧[24]、卡钩[25]、方轴[22]和卡钩耳[21]组成。两个卡钩耳[21]固连在下立管上端外周，其上各有一方孔，卡钩[25]里侧上部有两只卡钩并列，外侧有片状扳手，其偏里侧中部有方孔，方轴[22]一并穿过卡钩[25]、压簧[24]定位在两耳上的方孔内。卡钩的方向与上立管下端的钩[18]方向相反，压下时正好钩卡。当将扳手向左扳动时，两钩脱开，就可将立管折叠。当然亦可用斯普瑞克休闲车车把折叠的方法，只是稍微麻烦一点。任何一种车辆，只要骑行就需车闸。本车由于在车架[5]中部及车把有折叠机构，所以车的后闸[17]要作特殊处理，如采用普通闸，则应在车架折叠机构[7]和车把折叠机构[2]处的长拉杆与后立管要断开加装弯折铰链；如采用线闸，则应在此二处将闸线留长出弯，以便于弯折。对前闸来说就只能采用线闸，并在车把折叠机构[2]处将闸线留长。为了使此车在便携时轻便，车架材料宜采用高强度薄壁钢管。本设计在“U”形车架的底部中央装置了车架折叠机构[7]，折叠后前后轮并列，正好作行李车，车把作行李车推拉把，而离合器又使后轮后退时，两曲柄不转动，不致影响载物架[11]折并在车架[5]上后的载物。
本车在使用时也较为方便，如要将骑行状态转换为行李车状态，先拧松车架折叠机构[7]的手扳螺母[26]，握车把[1]从左侧向后折，使前后轮并列时再拧紧手扳螺母[26]，将驱动系统分离，然后松开载物架锁紧机构[57]，从右侧将载物架[11]往前转，同时压复合合页支撑页使载物架[11]放下，等转到折叠后的车架[5]上时，再锁紧锁紧机构[57]，最后再放松车座升降机构[9]的卡箍[54]，将车座扦进后再拧紧卡箍[54]即可。如果载物架[11]上有物，不必将物取下也可按前述方法将载物架[11]转向车架[5]上。在行李车状态时变为便携状态，则只要将车把折下贴近前轮即可。如在行李车状态转换为座凳状态，只要将车支架[13]支起，载物架[11]仍折回到原状，座调节到合适高度，就可作座凳了，这时的车把[1]还可作扶手。这种状态如要恢复到骑行状态，放松车架折叠机构[7]，握车把往前转，转到两蜗齿板上的指示线对准后，拧紧手扳螺母[26]，将驱动系统挂上，车支架[13]收拢就可骑行。
本实用新型由于采用小轮“U”形车架，并在车架底部中央设置折叠机构及驱动系统离合器、载物架折叠机构和特种车支架，所以可以骑行、载物骑行、作行李车、作座凳、可收拢便携，实现了多功能，而且车小巧、轻便，可随身携带，出门坐车，甚至公共汽车都很方便，逛商场、公园可以载物推拉，无其它交通工具时可骑行，解决了出门在外不方便的困扰，是一种非常实用的旅行休闲工具。
图1多功能旅行车骑行状态示意图图2多功能旅行车拖拉行李状态示意图图3多功能旅行车坐凳状态示意图图4多功能旅行车便携状态示意图图5车把折叠机构示意图图6车架折叠机构分解图图7离合器结构图图8离合器拨动机构示意图图9轴传动系统结构示意图图10轴传动离合器结构图图11飞轮结构图图12车座升降机构图图13载物架结构图图14载物架松紧机构图图15载物架支撑机构图图16车支架结构图其中1－车把2－车把折叠机构3－前叉4－车轮5－车架6－脚蹬7－车架折叠机构8－车座9－车座升降机构10－载物架翻折机构11－载物架 12－离合器13－车支架 14-前轴15－中轴 16－后轴17－闸 18－钩19－铰链 20－铰链轴21－卡钩耳 22－方轴23－把心螺母 24－压簧25－卡钩 26－手扳螺母27－螺杆 28－上蜗齿板29－下蜗齿板 30－轮盘31-钢球32－千斤簧33－千斤 34－平挡35－中轴辊 36－右曲柄37－罩 38－键
39－主圆锥齿轮40－挡41－中轴碗42－从圆锥齿轮43－套盖 44－碗45－飞轮套46－传动轴套47－传动轴48－后轴辊49－飞轮 50－拨叉51－手柄 52－转轴53－拉环 54－箍55－座支管56－扳手57－锁紧机构 58－载物架支撑机构59－载物架套 60－销钉61－轴62－凸轮扳手63－连接板64－扭簧65－拉簧 66－支架67－支腿 68－手柄头69－限位坑70－固定架板71－铰链螺钉 72－固定螺钉73－离合杆74－凸环75－凸环挡76－凸环架77－滚轮 78－拨杆79－铰链耳
权利要求1.一种个人外出使用的多功能旅行两轮车，包括车架[5]、车把[1]、前叉[3]、车轮[4]、前轴[14]、后轴[16]、中轴[15]、轮盘[30]、飞轮[49]、座[8]、载物架[11]、车支架[13]、闸[17]和脚蹬[6]，其特征是采用小轮“U”形车架[5]并在车架底部中间装置有车架折叠机构[7]以及驱动系统离合机构和载物架翻折机构[10]。
2.根据权利要求1所述的多功能旅行两轮车，其特征是车架折叠机构[7]采用“U”形车架底部两断开端铰链连接方式，在车架两断开端各固连一圆形相向面中间有径向齿的上蜗齿板[28]和下蜗齿板[29]，由固连在下蜗齿板[29]中心的螺杆[27]从上蜗齿板[28]中心孔穿过，上蜗齿板[28]外由手扳螺母[26]松紧。
3.根据权利要求1或2所述的多功能旅行两轮车，其特征是安装在飞轮[49]里侧的离合器由千斤拨动机构、凸环[74]及其支撑机构和离合杆机构构成，成扁平状的拨杆[78]里端的细头从平挡[34]上的长方孔中插入到千斤侧面的小孔内，中部与固连在平挡[34]外侧的铰链耳[79]铰链，其外端成圆柱，外套滚轮[77]后外铆帽；与滚轮[77]相接触的是套在与平挡[34]固连且外端有丝扣连接凸环挡[75]的凸环架[76]外的凸环[74]，凸环[74]在近平挡[34]处小直径，外侧为大直径且平滑过渡；叉形离合杆[73]叉口与凸环[74]外沿固连，中部断开并有两螺钉[72]活连，上部通过铰链螺钉[71]和簧垫定位在固定架板[70]上，杆头的手柄头[68]内侧有凸头与架板[70]上的限位坑[69]相配合，架板[70]由两个卡箍固连在车架[5]的后立叉上。
4.根据权利要求1或2所述的多功能旅行两轮车，其特征是驱动系统采用轴传动，传动轴[47]两端由碗[44]、钢球[31]和挡[40]定位在传动轴套[46]内后，前端由键固连的小圆锥齿轮与用键固连在中轴辊[35]上的大圆锥齿轮成直角啮合，后端细且截面成多边形，一圆锥齿轮由键固定在一个管内与传动轴后端形状相对应而外表为圆形的管段上与飞轮外套圆锥齿轮[45]相啮合，该管段套在传动轴[47]头上成松配合，且管段中部外周有槽使拨叉[50]的叉口插入，拨叉[50]中部有孔，由转轴[52]铰链于飞轮外罩[37]上，拨叉[50]的手柄[51]露在飞轮罩[37]外，而飞轮罩[37]为手柄[51]留有槽，且槽的两侧边磨有弧状卡。
5.根据权利要求1或2所述的多功能旅行两轮车，其特征是车座[8]安装有升降机构[9]，它是在车架[5]与车座[8]的座支管[55]的插入处设置有由固连在车架[5]上的铰链轴[20]定位的松紧箍[54]，该松紧箍[54]的另两端头，一成钩状，一与扳手[56]铰链，而中部各有一凸块穿过车架[5]上的槽后与两侧面成扁状的座支管[55]相匹配，长方拉环[53]一边穿过扳手上的孔并与之松配合，另一边套在松紧箍[54]的钩上。
6.根据权利要求1或2所述的多功能旅行两轮车，其特征是载物架翻折机构[10]由载物架套[59]、锁紧机构[57]和载物架支撑机构[58]构成，锁紧机构的架套[59]是上端开口并有松紧耳的圆筒套在车架[5]的上端车座升降机[9]之下，其松紧耳与载物架[11]的固定端套在一起由销钉[60]一并穿过其上的孔，销钉[60]小端有孔，通过轴[61]与凸轮扳手[62]铰链；支撑机构[58]是一个复合合页，它由六块钢板成二、三组合，每二块钢板相接处各在两边留出一长条圈成圆环，由一铰链轴[20]连同四个环中间的扭簧[64]一并穿过成铰链，复合合页的左右两边的上下两块钢板之间的扭簧[64]的两个端头都压在外面，而其他扭簧[64]的两个端头是压在一里一外，中间两块钢板的上下两侧分别由铰链连接三块连接板[63]各与载物架[11]、载物架套[59]相固连。
7.根据权利要求1或2所述的多功能旅行两轮车，其特征是车支架机构由支架[66]、拉簧[65]和支腿[67]组成，与车架[5]固连的直角状支架[66]下侧有耳，成倒“U”形的支腿[67]中部穿过支架[66]耳上的孔，一端固定在支架[66]上的拉簧[65]的另一端钩在支腿[67]一条腿中部的孔内。
8.根据权利要求1或2所述的多功能旅行两轮车，其特征是后闸[17]在车架折叠机构[7]和车把折叠机构[2]处对应于普通闸设有铰链，对应于线闸则留有适当的弯；前闸[17]采用线闸并留有适当的弯。
9.根据权利要求1或2所述的多功能旅行两轮车，其特征是载物架[11]为底部连体的双“U”形状，小叉口两边有与松紧机构[57]铰链的孔，大叉口端头竖向各有一孔供拉绳钩挂，所用材质为铝合金。
10.根据权利要求1或2所述的多功能旅行两轮车，其特征是车把折叠机构[2]是在分段车把立管的下部上端头封口，中心留孔，把心丝杆穿出后由把心螺母[23]拧固，在端头前侧有铰链轴[20]将立管上下部连接，上立管下端后侧固连两钩[18]，与固连在下立管上端对应位置的钩卡机构配合，钩卡机构由压簧[24]、卡钩[25]、方轴[22]和卡钩耳[21]组成，两个卡钩耳[21]固连在下立管上端头外周边，其上各有一方孔，卡钩[25]里侧上部有两只卡钩并列，外侧有片状扳手，其偏里侧中部有方孔，方轴[22]一并穿过卡钩[25]、压簧[24]定位在两耳上的方孔内，卡钩[25]的方向与钩[18]的方向相反。
专利摘要本实用新型是一种个人外出旅行使用的代步、载物车辆。其特征是采用小轮“U”形车架,并在车架底部中央设置车架折叠机构(7)、驱动系统离合机构、载物架翻折机构(10)、车把折叠机构(2)、座升降机构(9)及特殊车支架(13),可使此车有骑行、行李车、坐凳、便携多状态,并可随意变换状态,为个人出门、上下班、访友、购物、旅游、出差、游玩带来很大方便。其功能多、小巧、轻便、安全,是一种很有实用价值的工具。
文档编号B62K15/00GK2432125SQ0023129
公开日2001年5月30日 申请日期2000年3月29日 优先权日2000年3月29日
发明者任清汉, 申连生 申请人:任清汉, 申连生