专利名称：一种五折联动纵向折叠自行车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种交通工具，尤其是一种折叠式自行车的一步式折叠的结构技术。
背景技术：
自行车作为一种无污染的交通工具，在当今提倡绿色、低碳生活的时代，已被人们逐步认识和重视，但是其较大的体积又制约了它的使用面，特别是以公共交通系统为主要交通工具者及有自行车被盗经历者更是体会颇深，虽然市面上有各种各样的折叠自行车出售，但折叠后的体积还是较大，折叠操作也还不太方便。
发明内容本实用新型针对现有折叠自行车折叠后体积还是较大、折叠不方便，而提供一种折率更高、折叠操作更方便的折叠自行车。本实用新型主要由折叠车把、折叠前管、折叠车架、折叠脚踏、折叠鞍座和联动折叠驱动机构构成；所述折叠车把主要由把立管、把手支架、左右把手、与把手对应的左右棘爪和棘爪复位弹簧构成；把手支架固接于把立管的上部，把手支架设有与左右把手相应的铰接装置，该两铰接装置参照自行车前进方向为前后纵向错位分布，同时还设有与棘爪相应的铰接装置，把立管固接于前叉立管内；左右把手结构相同，把手的一端是握柄，另一端设有与把手支架相应的铰接装置，还设有与棘爪啮合的相应装置，两个把手分别铰接在把手支架上，在把手支架与左右把手之间设置了使左右把手位于把手支架上部且两握柄相对自行车身面对称分布的止动限位装置，所述车身面为过车身纵向对称中心与前进方向一致且与水平面垂直的面；左右棘爪分别与把手支架铰接，一端与把手相应部位啮合；棘爪复位弹簧的一端限位于棘爪，另一端限位于把手支架；左右把手位于把手支架下方时为折叠状态，左右把手绕铰接轴转到把手支架上方死点位置时，两握柄左右对称分布，为展开状态，此时把手上的相应装置与棘爪啮合，把手相对于把手支架固定；所述两握柄左右对称分布的含意是两握柄在同一水平面上对称分布在车身面的两侧、符合日常骑车习惯的状态。上述折叠车把的一种可供选择的方案，是在左右把手之间设置一棘爪和棘爪复位弹簧替代上述左右棘爪和棘爪复位弹簧，该棘爪一端与一把手铰接、在展开状态下另一端与另一把手相应部位哨合；棘爪复位弹簧的一端限位于棘爪、另一端限位于与棘爪铰接的把手。上述折叠前管主要由固定前管、活动前管、定位机构构成；所述固定前管固接在前梁的前端，活动前管同轴铰接在固定前管上部，在展开状态下铰接轴心线垂直于车身面；所述定位机构主要由两根摇杆构成，两根摇杆分别铰接于活动前管上部和前梁上，两根摇杆的另一端互相铰接；设置约束两根摇杆相对转角的限位装置，最大转角设定为略大于180度，使作用于两根摇杆的推力在铰接轴上分解成向后的分力；在转角限位装置的作用下，作用于摇杆的轴向推力使摇杆趋于稳定，拉力使两根摇杆成一直线状态；定位机构可同轴锁定活动前管在固定前管上部，为展开状态；活动前管绕铰接轴转到与前梁重叠状态为折叠状态；固定前叉立管与活动前叉立管分别套置在固定前管和活动前管内，固定前叉立管与活动前叉立管以万向联轴节连接，把立管固定连接在活动前叉立管内，传递从把手传来的转矩到前轮。上述由两根摇杆构成的定位机构实质上和活动前管构成了三角形的两条边，固定前管与前梁构成了另外一条边，而摇杆的受力趋稳状态，使自行车车把具有了稳定的支撑。上述的折叠车架主要由前梁、后梁、立管、后叉构成；前梁的前端固接前管，前梁后部设有与后梁对应的铰接装置；在后梁的前后两端设有与前梁、后叉及立管对应的铰接装置，在后梁上设置与脚拐连接的中轴座；在后叉的前端设置与后梁对应的铰接装置、固接一个与铰接轴同心的齿轮；在立管下端设置与后梁对应的铰接装置、固接一个与铰接轴同心的齿轮，在立管内套置鞍管；为使前后轮错位重叠折叠，前梁后端与后梁前端以斜轴铰接；
后叉前端与后梁后端铰接，铰接轴心线垂直于车身面；立管下端与后梁的后部铰接，铰接轴心线垂直于车身面，立管下端的齿轮与后叉前端的齿轮啮合；设置后梁处于水平状态下，前梁、后叉分别从下垂状态转到水平状态的止动限位装置；固接在立管下端和后叉前端的两齿轮啮合关系设置成后叉处于水平死点位置时与立管间的夹角为73度左右、后叉转为竖直下垂状态时立管向前转到水平状态；在展开状态下，前梁、后叉分别水平置于后梁的前后端，立管以与水平面73度左右的夹角后倾竖立；立管所受向下的力经铰接轴传递给后梁，一部分力通过前梁铰接轴与限位装置传递给前管及前轮，还有一部分力通过后叉铰接轴与限位装置传递给后叉及后轮，此时立管所受前后方向的水平力，通过齿轮传递给后叉，被后叉的限位装置和后轮的反作用力抵消，车架处于稳定状态，属于受力趋稳状态。上述前梁与后梁以斜轴铰接，不局限于此，还可以变通为后叉与后梁以斜轴铰接，还可以变通为前述两轴均以斜轴铰接，都可达到前后轮错位重叠折叠的目的。上述立管与水平面的夹角为73度，是国家相关标准要求的角度，本申请不局限于此角度所述立管向前转到水平状态不局限于绝对水平状态。上述的折叠脚踏，其左右折叠脚踏结构相同，主要由曲拐座、曲拐、棘爪、棘爪复位弹簧构成；曲拐座固接在自行车中轴上，曲拐座设有与曲拐及棘爪相应的铰接装置；曲拐的一端与曲拐座铰接、另一端固定连接脚踏板轴和脚踏板，在曲拐与曲拐座铰接端设有与棘爪相应的棘齿；曲拐与曲拐座间设置使脚踏板轴从平行于车身面状态转到垂直于车身面状态的止动限位装置；棘爪的一端与曲拐座铰接，另一端与曲拐上相应的棘齿啮合；棘爪复位弹簧的一端限位于棘爪，另一端限位于曲拐座；固定连接在曲拐上的脚踏板轴平行于车身面时，为折叠状态，脚踏板轴垂直于车身面时为展开状态，由棘爪与上述止动限位装置约束曲拐保持展开状态。上述的折叠鞍座，是由销钉伸缩套管机构演变而来；主要由立管、套置在立管内的鞍管及定位销钉机构构成；所述立管上设置若干定位孔或槽，立管的一端固接在一齿轮上；所述鞍管的一端设置一个或一对与立管上定位孔相对应的定位孔或铰接装置，另一端固定连接鞍座；立管与鞍管轴毂直移连接；所述定位销钉机构是实现鞍座自动收放的关键，设置在立管内的定位销钉机构主要由固接在摆臂上的定位穿销和穿销复位弹簧及若干立管定位孔端盖构成；上述摆臂铰接在鞍管上，在摆臂上设置拉索固定机构，牵引拉索可使定位穿销具有抽出定位孔的趋势；穿销复位弹簧使定位穿销具有插入立管上定位孔的趋势；立管定位孔端盖封闭定位孔时与立管内壁平齐，立管定位孔端盖的启闭根据调整鞍座高度的需要预设；折叠收缩鞍座时，拉索牵引摆臂牵引拉索，使定位穿销抽出定位孔，并且使鞍管随摆臂一同下移到预定的折叠位置；展开时，拉索释放鞍座，在鞍管上移过程中，穿销复位弹簧使定位穿销紧贴立管内壁滑移，当遇到立管定位孔端盖处于开启状态的孔时，穿销插入立管上的定位孔内，锁定立管与鞍管的相对位置。上述定位销钉机构的一种改进方案是将定位穿销改为棘爪，与棘爪啮合的是一销轴，销轴横穿在立管定位孔内，棘爪铰接在鞍管上，棘爪上设置拉索固定机构，使拉索偏离铰接轴心线，牵引拉索时产生的转矩可解除棘爪的啮合状态进而牵移鞍管；销轴在立管上的位置根据调整鞍座高度的需要预设。上述定位销钉机构的一种可供选择的改进方案是定位穿销内置改为定位穿销外置，其结构主要是在立管外套置一定位滑套，定位滑套与立管轴毂直移连接，定位滑套上设置一个或一对与立管或鞍管上定位孔相对应的定位孔；设置一端与定位滑套铰接的摆臂， 在摆臂的另一端固接定位穿销，摆臂摆动的两端点分别为穿销插入或抽出定位滑套定位孔的状态，在插入定位滑套定位孔状态时，穿销穿过定位滑套、立管和鞍管上相对应的孔锁定相互位置；设置可驱使穿销端面与立管内壁等高的凸轮，该凸轮由一拉索机构操控，反向动作由凸轮复位弹簧驱动；鞍管上固定一拉索，拉索的另一端从立管内及拉索套引出，该拉索与驱动凸轮的拉索机构通过一联动机构联动，牵引该拉索时联动驱动凸轮的拉索机构先解除穿销的闭锁状态，继续牵引拉索，拉索克服鞍管的阻力，牵引鞍管移动到设定的折叠位置；相反方向的移动过程则是在释放拉索的同时联动驱动凸轮的拉索机构释放凸轮，使穿销具有闭锁的趋势，当鞍管移动到预定位置时，穿销复位弹簧驱动穿销闭锁；预定位置的设定是手动驱动穿销摆臂将穿销完全退出立管定位孔，同时移动定位滑套到预设位置，释放穿销摆臂，使穿销插入立管定位孔；上述拉索联动机构主要由一个固定件和一个摇臂构成；固定件根据牵引拉索的需要固定在车架上，摇臂的一端铰接在固定件上，操控凸轮的拉索的一端固定在摇臂上、另一端固定在凸轮上，与之配套的拉索套的一端固定在固定件上、另一端固定在定位滑套上；用于牵引鞍管的拉索的一端固定在鞍管上、另一端通过立管内及拉索套引出，与之配套的拉索套的一端固定在立管上、另一端固定在摇臂上；牵引该引出的拉索时，作用于鞍管的阻力反映到拉索套上，拉索套推动摇臂动作，则摇臂通过拉索驱动凸轮动作，使穿销解除闭锁状态。上述的联动折叠驱动机构主要由拉索牵引臂、把手牵引拉索、把手拉索导向机构、把手复位弹簧、鞍座牵引拉索、鞍管复位弹簧、前管折叠牵引拉索、前管展开牵引拉索、脚踏牵引拉索、脚踏折叠驱动机构构成；所述拉索牵引臂是固接在立管上的摇杆，在摇杆远离立管铰接轴端设有拉索固定机构；所述把手牵引拉索的一端固定连接在把手上或棘爪上，另一端固定连接在拉索牵引臂上；所述把手拉索导向机构是一固接在把手铰接轴上使拉索偏离铰接轴心线的机构；所述把手复位弹簧的一端限位于把手，另一端限位于把手支架，使把手具有展开的趋势；所述鞍座牵引拉索的一端固定连接在鞍管或定位销钉机构上，另一端固定连接在拉索牵引臂上；所述鞍管复位弹簧套置在鞍管内，一端限位于鞍管，另一端限位于立管，使鞍管具有展开的趋势；所述前管折叠牵引拉索的一端固定连接在前管定位机构上，另一端固定连接在拉索牵引臂上，拉索从前梁铰接轴的下方牵引前管定位机构；所述前管展开牵引拉索的一端固定连接在前管定位机构上，另一端固定连接在立管或拉索牵引臂上，拉索从前梁铰接轴的上方牵引前管定位机构；所述脚踏牵引拉索的一端固定连接在脚踏折叠驱动机构上，另一端固定连接在拉索牵引臂上；所述脚踏折叠驱动机构主要由一套套置在中轴座上的推环和固定连接在曲拐座上的串联导引构件构成；所述推环是在折叠过程中沿中轴轴线方向向外推动串联导引构件的装置，该装置展开状态下收缩到与串联导引构件脱离的位置，驱动该装置的结构形式可以是螺旋式，还可以是杠杆式，也可以是凸轮式，可以用拉索、连杆、链条驱动该装置，还可以简化为回程用弹簧驱动的方式；所述串联导引构件是接受平行于中轴且来自车身方向的推力的从动件，也是顺序驱动棘爪解除啮合和曲拐旋转折叠的原动件；设置一个使该串联导引构件和曲拐具有展开趋势的弹簧，以该弹簧驱动脚踏自动展开；折叠过程是以串联导引构件驱动棘爪解除啮合后驱动曲拐旋转折叠；串联导引构件受控于套置在中轴座上的推环，展开状态下，推环与串联导引构件分离，折叠时推环沿中轴轴线方向向外推动串联导引构件，进而在驱动棘爪解除啮合后驱动曲拐旋转折叠；所述串联导引构件的运动形式可分为移动和摆动两种形式。所述移动串联导引构件的一种技术方案是在曲拐座上设置与曲拐铰接轴垂直的 直滑导轨，导轨上设置一移动串联导引构件，该构件上设置驱动棘爪解除啮合的凸轮高副 和驱动曲拐旋转折叠的齿条，在该构件与曲拐间设置限位装置，该限位装置在齿轮开始啮合之前预留空行程，该预留空行程的长度大于棘爪解除啮合所占用行程的长度；在棘爪上设置构成凸轮高副的柱状凸起；在曲拐上设置与曲拐铰接轴同心且与齿条相应的齿轮；设置一个弹簧，一端限位于移动串联导引构件，另一端限位于曲拐座，弹簧使移动串联导引构件具有展开的趋势，同时通过该构件上的限位装置使曲拐具有展开的趋势。所述移动串联导引构件的又一种技术方案是在曲拐座上设置与曲拐铰接轴垂直的直滑导轨，导轨上设置一移动串联导引构件，该构件上设置驱动棘爪解除啮合的凸轮高副和一铰接装置，该铰接装置铰接一连杆，连杆的另一端铰接在曲拐上，连杆至少有一个铰接孔为长槽孔，该孔或两孔相加的长度大于棘爪解除啮合所占用行程的长度；在棘爪上设置构成凸轮高副的柱状凸起；在曲拐上设置与连杆铰接的铰接装置；设置一个弹簧，一端限位于移动串联导引构件，另一端限位于曲拐座，弹簧使移动串联导引构件具有展开的趋势，同时通过铰接在该构件上的连杆使曲拐具有展开的趋势。所述摆动串联导引构件的一种技术方案是在曲拐座上铰接一摆动串联导引构件，该构件的铰接轴与曲拐铰接轴平行，该构件上设置与棘爪和曲拐间的凸轮高副，凸轮高副顺序驱动棘爪解除啮合和曲拐旋转折叠；在棘爪和曲拐上分别设置构成凸轮高副的柱状凸起，在曲拐与摆动串联导引构件间设置限位装置，该限位装置在凸轮高副驱动曲拐旋转折叠前预留空行程，该预留空行程的长度大于棘爪解除啮合所占用行程的长度；设置一个弹簧，一端限位于曲拐，另一端限位于摆动串联导引构件，弹簧使该构件和曲拐具有展开的趋势。上述联动折叠驱动机构一种可供选择的改进方案是将前管折叠牵引拉索和前管展开牵引拉索改为前梁折叠牵引拉索和前梁展开牵引拉索，并设置一使前管与前梁同步联动的前管联动机构；所述的前梁折叠牵引拉索一端固定连接在前梁上，另一端固定连接在拉索牵引臂上，拉索从前梁铰接轴的下方牵引前梁；所述的前梁展开牵引拉索一端固定连接在前梁上，另一端固定连接在立管或拉索牵引臂上，拉索从前梁铰接轴的上方牵引前梁；所述的前管联动机构是一分别作用于前管定位机构和后梁前端的连杆，所述的前管联动机构还可以是相互啮合且分别固接于前管定位机构和后梁前端的两个齿轮，所述的前管联动机构还可以是分别作用于前管定位机构和后梁前端的链条。上述拉索牵引臂不局限于所述的或图示的摇杆，还可以变通为带拉索槽的盘状装置；也不局限于拉索牵引臂固接在立管上，还可以变通为拉索直接固接在后叉或立管上。本申请的设计思路是折叠后体积要最小化，两车轮轴距要最大化，轴距要与普通自行车接近，折叠要自动化；措施是使两车轮错位叠置，车架分三段，分三面环抱车轮折叠，立管通过齿轮和拉索及弹簧或齿轮和连杆同步操纵车把、前管、前梁、后叉、脚踏及鞍座的折叠。与现有技术相比，本申请的有益效果是折叠方便，折叠率高，并可实现五部位联动折叠。
图I为折叠车把实施例I结构示意主视图。图2为折叠车把实施例I结构示意俯视图。图3为折叠车把实施例I局部放大、剖视图。图4为折叠车把实施例2结构示意主视图。图5为折叠车把实施例2结构示意俯视图。图6为折叠车把实施例2局部放大、剖视图。图7为折叠车把实施例3结构示意主视图。图8为折叠车把实施例3结构示意俯视图。图9为折叠车把实施例3局部放大、剖视图。图10为折叠前管实施例结构示意主视图。图11为折叠前管实施例结构示意右视图。图12为折叠前管实施例轴侧图。图13为折叠前管实施例折叠状态右视图。图14为折叠车架实施例结构示意左视图。图15为折叠车架实施例结构示意俯视图。图16为折叠车架实施例结构示意轴侧图。图17为折叠车架实施例折叠状态结构示意左视图。图18为折叠车架实施例折叠状态结构示意俯视图。图19为折叠车架实施例折叠状态结构示意前视图。图20为折叠脚踏实施例结构示意轴侧图。图21为折叠脚踏实施例结构示意局部放大图。图22为折叠脚踏实施例结构示意外侧局部放大轴侧图。图23为折叠脚踏实施例结构示意内侧视图。图24为折叠脚踏实施例折叠状态结构示意轴侧图。图25为折叠脚踏实施例折叠状态结构示意内侧视图。图26为折叠鞍座实施例I结构示意图。图27为折叠鞍座实施例I结构示意后侧轴侧图。[0050]图28为开启状态活动端盖剖视图。图29为图28所示开启状态活动端盖的左视图。图30为图28所示开启状态活动端盖的仰视图。图31为闭锁状态活动端盖左视图。图32为图31所示A-A向剖视图。图33为图31所示B-B向剖视图。图34为折叠鞍座实施例2结构示意图。图35为折叠鞍座实施例2结构示意前侧轴侧图。图36为折叠鞍座实施例3结构示意图。图37为折叠鞍座实施例3结构示意前侧轴侧图。图38为折叠鞍座实施例4结构示意轴侧图。图39为折叠鞍座实施例4结构示意图。图40为展开状态下拉索联动机构示意轴侧图。图41为与图40不同角度的展开状态下拉索联动机构示意轴侧图。图42为折叠状态下拉索联动机构示意图。图43为把手拉索导向机构和把手复位弹簧应用在折叠车把实施例I中的结构示意轴侧图。图44为图43所示折叠车把棘爪倒置的结构示意图。图45为前梁折叠、展开牵引拉索及以齿轮为前管联动机构应用在折叠自行车中的示意图。图46为图45局部放大的剖视图。图47为前管折叠、展开牵弓I拉索应用在折叠自行车中的示意图。图48为图47局部放大的剖视图。图49为前梁折叠、展开牵引拉索及以连杆为前管联动机构应用在折叠自行车中的示意图。图50为图49局部放大的示意图。图51为以齿轮、齿条驱动的移动串联导引构件轴侧示意图。图52为以齿轮、齿条驱动的移动串联导引构件剖视示意图。图53为以连杆驱动的移动串联导引构件轴侧示意图。图54为图53局部放大的示意图。图55为以连杆驱动的移动串联导引构件折叠状态剖视示意图。图56为摆动串联导引构件局部结构示意图。图57为折叠状态摆动串联导引构件结构轴侧示意图。图58为展开状态折叠自行车实施例轴侧示意图。图59为折叠状态折叠自行车实施例轴侧示意图。图中所示编号分别代表1.鞍座、2.前梁、3.后梁、4.后叉、5.立管、6.前梁铰接轴、7.后叉铰接轴、8.立管铰接轴、9.拉索、9*.拉索、10.拉索套、10*.拉索套、11.拉索牵引臂、12.止动限位装置、13.立管齿轮、14.后叉齿轮、15.中轴座、16.曲拐座、17.曲拐、18.曲拐棘爪、19.曲拐铰接轴、20.曲拐棘爪复位弹簧、21.脚踏板轴、22.脚踏板、23.曲拐复位弹簧、24.摆动串联导引构件、25.移动串联导引构件、、26.移动串联导引构件复位弹簧、27.摆动串联导引构件铰接轴、28.空程限位装置、29.曲拐驱动连杆、30.曲拐驱动齿轮、31.推环、32.直滑导轨、33.活动前管、34.固定前管、35.前管铰接轴、36.前管上摇杆、37.前管下摇杆、38.前管摇杆铰接轴、39.前管联动连杆、40.前管联动齿轮、41.握柄、42.把手、43.把手铰接轴、44.把手支架、45.把手定位棘爪、46.把手定位棘爪复位弹簧、47.把立管、48.拉索固定机构、49.把手拉索导向机构、50.把手复位弹簧、51.拉索套固定装置、52.鞍管、53.鞍管复位弹簧、54.鞍管定位穿销、55.鞍管定位穿销复位弹簧、56.活动端盖、57.端盖支架、58.定位滑套、59.凸轮、60.凸轮复位弹簧、61.拉索联动机构、62.鞍管定位销轴、63.鞍管定位棘爪、64. U形鞍管定位销轴、65. U形鞍管定位销轴复位弹簧、66.固定件、67.摇臂、68.前管折叠牵引拉索、69.前管展开牵引拉索、70.前梁折叠牵引拉索、71.前梁展开牵引拉索。
具体实施方式
本实用新型主要由折叠车把、折叠前管、折叠车架、折叠脚踏、折叠鞍座和联动折叠驱动机构构成；所述折叠车把主要由把立管47、把手支架44、左右把手42、与把手42对应的左右棘爪45和棘爪复位弹簧46构成；把手支架44固接于把立管47的上部，把手支架44设有与左右把手42相应的铰接装置,该两铰接轴参照自行车前进方向为前后纵向错位分布，同时还设有与棘爪45相应的铰接装置，把立管固接于前叉立管内；左右把手42结构相同，把手42的一端是握柄41，另一端设有与把手支架44相应的铰接装置，还设有与棘爪45啮合的相应装置，两个把手42分别铰接在把手支架44上，在把手支架44与左右把手42之间设置了使左右把手位于把手支架上部且两握柄相对自行车身面对称分布的止动限位装置12 ;左右棘爪45分别与把手支架44铰接，一端与把手42相应部位啮合；棘爪复位弹簧46的一端限位于棘爪45，另一端限位于把手支架44 ;左右把手42位于把手支架44下方时为折叠状态，左右把手42绕铰接轴转到把手支架44上方死点位置时,两握柄41左右对称分布，为展开状态，此时把手42上的相应装置与棘爪啮合，把手42相对于把手支架44固定；所述两握柄41左右对称分布的含意是两握柄41在同一水平面上对称分布在车身面的两侧、符合日常骑车习惯的状态，如图I-图6所示，图I-图3与图4-图6的区别只是把手折弯方向不同。上述折叠车把的一种可供选择的方案，是在左右把手42之间设置一棘爪45和棘爪复位弹簧46替代上述左右棘爪和棘爪复位弹簧，该棘爪45 —端与一把手42铰接、在展开状态下另一端与另一把手42相应部位哨合；棘爪复位弹簧46的一端限位于棘爪45、另一端限位于与棘爪45铰接的把手42，如图7-图9所示。上述折叠前管主要由固定前管34、活动前管33、定位机构构成；所述固定前管34固接在前梁2的前端，活动前管33同轴铰接在固定前管34上部，在展开状态下铰接轴心线垂直于车身面；所述定位机构主要由两根摇杆构成，两根摇杆分别铰接于活动前管33上部和前梁2上，两根摇杆的另一端互相铰接；设置约束两根摇杆相对转角的限位装置12，最大转角设定为略大于180度，使作用于两根摇杆的推力在铰接轴上分解成向后的分力；在转角限位装置的作用下，作用于摇杆的轴向推力使摇杆趋于稳定，拉力使两根摇杆成一直线状态；定位机构可同轴锁定活动前管33在固定前管34上部，为展开状态；活动前管33绕铰接轴35转到与前梁2重叠状态为折叠状态；固定前叉立管与活动前叉立管分别套置在固定前管34和活动前管33内，固定前叉立管与活动前叉立管以万向联轴节连接,把立管47固定连接在活动前叉立管内，传递从把手42传来的转矩到前轮，如图10-图13所示。上述的折叠车架主要由前梁2、后梁3、立管5、后叉4构成；前梁2的前端固接固定前管34，前梁2后部设有与后梁3对应的铰接装置；在后梁3的前后两端设有与前梁2、后叉4及立管5对应的铰接装置，在后梁3上设置与脚拐连接的中轴座15 ;在后叉4的前端设置与后梁3对应的铰接装置、固接一个与铰接轴同心的齿轮14 ;在立管5下端设置与后梁3对应的铰接装置、固接一个与铰接轴同心的齿轮13，在立管内5套置鞍管52 ;为使前后轮错位重叠折叠，前梁2后端与后梁3前端以斜轴铰接；后叉4前端与后梁3后端铰接，铰接轴心线垂直于车身面；立管5下端与后梁3的后部铰接，铰接轴心线垂直于车身面，立管5下端的齿轮13与后叉4前端的齿轮14啮合；设置后梁3处于水平状态下，前梁2、后叉4分别从下垂状态转到水平状态的止动限位装置12 ;固接在立管5下端和后叉4前端的两齿轮啮合关系设置成后叉4处于水平死点位置时与立管5间的夹角为73度左右、后叉4转为竖直下垂状态时立管5向前转到水平状态；在展开状态下，前梁2、后叉4分别水平置 于后梁3的前后端，立管5以与水平面73度左右的夹角后倾竖立；图14-图16为展开状态下的折叠车架，图17-图19为折叠状态下的折叠车架。上述的折叠脚踏，其左右折叠脚踏结构相同，主要由曲拐座16、曲拐17、棘爪18、棘爪复位弹簧20构成；曲拐座16固接在自行车中轴上，曲拐座16设有与曲拐17及棘爪18相应的铰接装置；曲拐17的一端与曲拐座16铰接、另一端固定连接脚踏板轴21和脚踏板22，在曲拐17与曲拐座16铰接端设有与棘爪18相应的棘齿；曲拐17与曲拐座16间设置使脚踏板轴21从平行于车身面状态转到垂直于车身面状态的止动限位装置12 ;棘爪18的一端与曲拐座16铰接，另一端与曲拐17上相应的棘齿啮合；棘爪复位弹簧20的一端限位于棘爪18，另一端限位于曲拐座16 ;固定连接在曲拐17上的脚踏板轴21平行于车身面时，为折叠状态，脚踏板轴21垂直于车身面时为展开状态，由棘爪18与上述止动限位装置12约束曲拐保持展开状态，如图20-图25所示。上述的折叠鞍座，是由销钉伸缩套管机构演变而来；主要由立管5、套置在立管5内的鞍管52及定位销钉机构构成；所述立管5上设置若干定位孔或槽，立管5的一端固接在一齿轮上；所述鞍管52的一端设置一个或一对与立管5上定位孔相对应的定位孔或铰接装置，另一端固定连接鞍座I ;立管5与鞍管52轴毂直移连接；所述定位销钉机构是实现鞍座I自动收放的关键，设置在立管5内的定位销钉机构主要由固接在摆臂上的定位穿销54和穿销复位弹簧55及若干立管定位孔端盖构成；上述摆臂铰接在鞍管52上，在摆臂上设置拉索固定机构，牵引拉索可使定位穿销54具有抽出定位孔的趋势；穿销复位弹簧55使定位穿销54具有插入立管5上定位孔的趋势立管5定位孔端盖封闭定位孔时与立管5内壁平齐，立管5定位孔端盖的启闭根据调整鞍座I高度的需要预设折叠收缩鞍座I时，牵引摆臂11牵引拉索9，使定位穿销54抽出定位孔，并且使鞍管52随摆臂一同下移到预定的折叠位置；展开时，拉索9释放鞍管52，在鞍管复位弹簧53的作用下，鞍管52上移，穿销复位弹簧55使定位穿销54紧贴立管5内壁滑移，当遇到立管5定位孔端盖处于开启状态的孔时，穿销54插入立管上的定位孔内，锁定立管5与鞍管52的相对位置，如图26-图33所示。上述定位销钉机构的一种改进方案是将定位穿销改为棘爪63，与棘爪啮合的是一销轴62，销轴62横穿在立管5定位孔内，棘爪63铰接在鞍管52上，棘爪63上设置拉索固定机构，使拉索9偏离铰接轴心线，牵引拉索9时产生的转矩可解除棘爪63的啮合状态进而牵移鞍管52 ;销轴62在立管5上的位置根据调整鞍座I高度的需要预设，如图34-图35所示。上述销轴定位销钉机构的一种改进方案是将定位销轴62改为U形定位销轴64，具有相同效果，如图36-图37所示。 上述定位销钉机 构的一种可供选择的改进方案是定位穿销内置改为定位穿销外置，其结构主要是在立管5外套置一定位滑套58，定位滑套58与立管5轴毂直移连接，定位滑套58上设置一个或一对与立管5或鞍管52上定位孔相对应的定位孔；设置一端与定位滑套58铰接的摆臂，在摆臂的另一端固接定位穿销54，摆臂摆动的两端点分别为穿销插入或抽出定位滑套58定位孔的状态，在插入定位滑套定位孔状态时，穿销54穿过定位滑套58、立管5和鞍管52上相对应的孔锁定相互位置；设置可驱使穿销54端面与立管内壁等高的凸轮59，该凸轮59由一拉索联动机构61操控，反向动作由凸轮复位弹簧60驱动；鞍管52上固定一拉索9，拉索9的另一端从立管5内及拉索套10引出，该拉索9与驱动凸轮59的拉索9*通过一联动机构61联动，牵引该拉索9时联动驱动凸轮的拉索联动机构61先驱动凸轮59解除穿销54的闭锁状态，继续牵引拉索9，拉索9克服鞍管52的阻力，牵引鞍管52移动到设定的折叠位置；相反方向的移动过程则是在释放拉索9的同时联动驱动凸轮59的拉索联动机构61释放凸轮59，使穿销54具有闭锁的趋势，当鞍管52在鞍管复位弹簧53的驱动下移动到预定位置时，穿销复位弹簧55驱动穿销54插入立管5定位孔，锁定相对位置；预定位置的设定是手动驱动穿销摆臂将穿销54完全退出立管5定位孔，同时移动定位滑套58到预设位置，释放穿销摆臂，使穿销54插入立管5定位孔；上述拉索联动机构61主要由一个固定件66和一个摇臂67构成；固定件66根据牵引拉索9的需要固定在车架上，摇臂67的一端铰接在固定件66上，操控凸轮的拉索9*的一端固定在摇臂67上、另一端固定在凸轮59上，与之配套的拉索套10*的一端固定在固定件66上、另一端固定在定位滑套58上；用于牵引鞍管52的拉索9的一端固定在鞍管52上、另一端通过立管5内及拉索套10引出，与之配套的拉索套10的一端固定在立管5上、另一端固定在摇臂67上；牵引该引出的拉索9时，作用于鞍管52的阻力反映到拉索套10上，拉索套10推动摇臂67动作，则摇臂通过拉索9*驱动凸轮59动作，使穿销54解除闭锁状态；如图38-图42所示。上述的联动折叠驱动机构主要由拉索牵引臂11、把手牵引拉索、把手拉索导向机构49、把手复位弹簧50、鞍座牵引拉索、鞍管复位弹簧53、前管折叠牵引拉索68、前管展开牵引拉索69、脚踏牵引拉索、脚踏折叠驱动机构构成；所述拉索牵引臂11是固接在立管5上的摇杆，在摇杆远离立管铰接轴8端设有拉索固定机构48 ;所述把手牵引拉索的一端固定连接在把手42上或棘爪45上，另一端固定连接在拉索牵引臂11上；所述把手拉索导向机构49是一固接在把手铰接轴43上使拉索9偏离铰接轴心线的机构；所述把手复位弹簧50的一端限位于把手42，另一端限位于把手支架44，使把手42具有展开的趋势；所述鞍座牵引拉索的一端固定连接在鞍管52或定位销钉机构上，另一端固定连接在拉索牵引臂11上；所述鞍管复位弹簧53套置在鞍管52内，一端限位于鞍管52，另一端限位于立管5，使鞍管52具有展开的趋势；所述前管折叠牵引拉索68的一端固定连接在前管定位机构上，另一端固定连接在拉索牵引臂11上，拉索9从前梁铰接轴6的下方牵引前管定位机构，如图47-图48所示；所述前管展开牵引拉索69的一端固定连接在前管定位机构上，另一端固定连接在立管5或拉索牵引臂11上，拉索9从前梁铰接轴6的上方牵引前管定位机构，如图47-图48所示；所述脚踏牵引拉索的一端固定连接在脚踏折叠驱动机构上，另一端固定连接在拉索牵引臂11上；所述脚踏折叠驱动机构主要由一套套置在中轴座15上的推环31和固定连接在曲拐座16上的串联导引构件构成；所述推环31是在折叠过程中沿中轴轴线方向向外推动串联导引构件的装置，该装置展开状态下收缩到与串联导引构件脱离的位置，驱动该装置的结构形式可以是螺旋式，还可以是杠杆式，也可以是凸轮式，可以用拉索、连杆、链条驱动该装置，还可以简化为回程用弹簧驱动的方式；所述串联导引构件是接受平行于中轴且来自车身方向的推力的从动件，也是顺序驱动棘爪18解除啮合和曲拐17旋转折叠的原动件；设置一个使该串联导引构件和曲拐17具有展开趋势的弹簧，以该弹簧驱动脚踏自动展开；所述串联导引构件根据运动方式可分为移动和摆动两种形式的结构。所述移动串联导引构件25的一种技术方案是；在曲拐座16上设置与曲拐铰接轴19垂直的直滑导轨32，导轨上设置一移动串联导引构件25，该构件上设置驱动棘爪18解除
啮合的凸轮高副和驱动曲拐17旋转折叠的齿条，在该构件与曲拐间设置限位装置28，该限位装置在齿轮开始啮合之前预留空行程，该预留空行程的长度大于棘爪18解除啮合所占用行程的长度；在棘爪18上设置构成凸轮高副的柱状凸起；在曲拐17上设置与曲拐铰接轴19同心且与齿条相应的齿轮30 ;设置一个弹簧26，一端限位于移动串联导引构件25，另一端限位于曲拐座16，弹簧26使移动串联导引构件25具有展开的趋势，同时通过该构件上的限位装置28使曲拐17具有展开的趋势；如图51-图52所示。所述移动串联导引构件25的又一种技术方案是在曲拐座16上设置与曲拐铰接轴19垂直的直滑导轨32，导轨上设置一移动串联导引构件25，该构件上设置驱动棘爪18解除啮合的凸轮高副和一铰接装置，该铰接装置铰接一连杆29，连杆29的另一端铰接在曲拐17上，连杆29至少有一个铰接孔为长槽孔，该孔或两孔相加的长度大于棘爪18解除啮合所占用行程的长度；在棘爪18上设置构成凸轮高副的柱状凸起；在曲拐17上设置与连杆29铰接的铰接装置；设置一个弹簧26，一端限位于移动串联导引构件25，另一端限位于曲拐座16，弹簧26使移动串联导引构件25具有展开的趋势，同时通过铰接在该构件上的连杆29使曲拐17具有展开的趋势；如图53-图55所示。所述摆动串联导引构件24的一种技术方案是在曲拐座16上铰接一摆动串联导引构件24，该构件的铰接轴与曲拐铰接轴19平行，该构件上设置与棘爪18和曲拐17间的凸轮闻副，凸轮闻副顺序驱动棘爪18解除B齿合和曲拐17旋转折置；在棘爪18和曲拐17上分别设置构成凸轮高副的柱状凸起，在曲拐17与摆动串联导引构件24间设置限位装置28，该限位装置28在凸轮高副驱动曲拐17旋转折叠前预留空行程，该预留空行程的长度大于棘爪18解除啮合所占用行程的长度；设置一个弹簧23，一端限位于曲拐17，另一端限位于摆动串联导引构件24，弹簧23使该构件和曲拐17具有展开的趋势；如图56-图57所示。上述联动折叠驱动机构一种可供选择的改进方案是将前管折叠牵引拉索68和前管展开牵引拉索69改为前梁折叠牵引拉索70和前梁展开牵引拉索71，并设置一使前管与前梁2同步联动的前管联动机构；所述的前梁折叠牵引拉索70 —端固定连接在前梁2上，另一端固定连接在拉索牵引臂11上，拉索9从前梁铰接轴6的下方牵引前梁2 ;所述的前梁展开牵引拉索71 一端固定连接在前梁2上，另一端固定连接在立管5或拉索牵引臂11上，拉索9从前梁铰接轴6的上方牵引前梁2 ;所述的前管联动机构是一分别作用于前管定位机构和后梁3前端的连杆39，如图49-图50所示；所述的前管联动机构还可以是相互啮合且分别固接于前管定位机构和后梁3前端的两个齿轮40，如图45-图46所示；所述的前管联动机构还可以是分别作用于前管定位机构和后梁前端的链条。上述拉索牵引臂11不局限于所述的或图示的摇杆，还可以变通为带拉索槽的盘状装置；也不局限于拉索牵引臂11固接在立管5上，还可以变通为拉索9直接固接在后叉4或立管5上。本实用新型的实施例的折叠操作过程是提起后梁3，同时向前压立管5，固接在立管5上的拉索牵引臂11牵引拉索，使把手、前管、车架、脚踏、鞍座同步折叠；展开操作过程与折叠操作过程相反；其整车结构如图58-图59所示。 本实用新型同样适用于电动自行车。
权利要求1.一种五折联动纵向折叠自行车，其特征在于主要由折叠车把、折叠前管、折叠车架、折叠脚踏、折叠鞍座和联动折叠驱动机构构成；所述折叠车把主要由把立管、把手支架、左右把手、与把手对应的左右棘爪和棘爪复位弹簧构成；把手支架固接于把立管的上部，把手支架设有与左右把手相应的铰接装置，该两铰接装置纵向错位分布，把手支架设有与棘爪相应的铰接装置；左右把手结构相同，一端设有握柄，另一端设有与把手支架相应的铰接装置，左右把手设有与棘爪啮合的相应装置，左右两个把手分别铰接在把手支架上，在把手支架与左右把手之间设置了使左右把手位于把手支架上部且两握柄相对车身面对称分布的止动限位装置；左右棘爪分别与把手支架铰接，一端分别与左右把手相应部位啮合，棘爪与左右把手相应部位啮合时左右把手位于把手支架上部且两握柄相对车身面对称分布；棘爪复位弹簧的一端限位于棘爪，另一端限位于把手支架。
2.根据权利要求I所述的五折联动纵向折叠自行车，其特征在于所述折叠车把的左右棘爪分别与左右把手啮合还可以改为在左右把手之间设置一棘爪和棘爪复位弹簧，该棘爪一端与一把手铰接、在展开状态下另一端与另一把手相应部位啮合；棘爪复位弹簧的一端限位于棘爪、另一端限位于与棘爪铰接的把手。
3.根据权利要求I所述的五折联动纵向折叠自行车，其特征在于所述折叠前管主要由固定前管、活动前管、前管定位机构构成；固定前管固接在车架前端，活动前管同轴铰接在固定前管上部，铰接轴心线垂直于车身面，展开状态下，前管定位机构同轴锁定活动前管在固定前管上部；固定前叉立管与活动前叉立管分别套置在固定前管和活动前管内。
4.根据权利要求I所述的五折联动纵向折叠自行车，其特征在于所述的折叠车架主要由前梁、后梁、立管、后叉构成；前梁的前端固接前管，前梁后部设有与后梁对应的铰接装置；在后梁的前后两端设有与前梁、后叉及立管对应的铰接装置，在后梁上设置与脚拐连接的中轴座；在后叉的前端设置与后梁对应的铰接装置、固接一个与铰接轴同心的齿轮；在立管下端设置与后梁对应的铰接装置、固接一个与铰接轴同心的齿轮，在立管内套置鞍管；前梁后端与后梁前端以斜轴铰接；后叉前端与后梁后端铰接，铰接轴心线垂直于车身面；立管下端与后梁的后部铰接，铰接轴心线垂直于车身面，立管下端的齿轮与后叉前端的齿轮啮合；设置后梁处于水平状态下，前梁、后叉分别从下垂状态转到水平状态的止动限位装置；固接在立管下端和后叉前端的两齿轮啮合关系设置成后叉处于水平死点位置时与立管间的夹角为73度左右、后叉转为竖直下垂状态时立管向前转到水平状态。
5.根据权利要求I所述的五折联动纵向折叠自行车，其特征在于所述的折叠脚踏，其左右折叠脚踏结构相同，主要由曲拐座、曲拐、棘爪、棘爪复位弹簧构成；曲拐座固接在自行车中轴上，曲拐座设有与曲拐及棘爪相应的铰接装置；曲拐的一端与曲拐座铰接、另一端固定连接脚踏板轴和脚踏板，在曲拐与曲拐座铰接端设有与棘爪相应的棘齿；曲拐与曲拐座间设置使脚踏板轴从平行于车身面状态转到垂直于车身面状态的止动限位装置；棘爪的一端与曲拐座铰接，另一端与曲拐上相应的棘齿啮合；设置棘爪与曲拐上相应的棘齿啮合时，脚踏板轴处于垂直于车身面状态；棘爪复位弹簧的一端限位于棘爪，另一端限位于曲拐座。
6.根据权利要求I所述的五折联动纵向折叠自行车，其特征在于所述的折叠鞍座，是一套销钉伸缩套管机构；主要由立管、套置在立管内的鞍管及定位销钉机构构成；所述立管上设置若干定位孔或槽，立管的一端固接在一齿轮上；所述鞍管的一端设置一个或一对与立管上定位孔相对应的定位孔或铰接装置，另一端固定连接鞍座；立管与鞍管轴毂直移连接。
7.根据权利要求I所述的五折联动纵向折叠自行车，其特征在于所述的联动折叠驱动机构主要由拉索牵引臂、把手牵引拉索、把手拉索导向机构、鞍座牵引拉索、前管折叠牵引拉索、前管展开牵引拉索构成、脚踏牵引拉索、脚踏折叠驱动机构；所述拉索牵引臂是固接在立管上的摇杆，在远离铰接轴端设有拉索固定机构；所述把手牵引拉索的一端固定连接在把手上或棘爪上，另一端固定连接在拉索牵引臂上；所述把手拉索导向机构是一固接在把手铰接轴上使拉索偏离铰接轴心线的机构；所述鞍座牵引拉索的一端固定连接在鞍管或定位销钉机构上，另一端固定连接在拉索牵引臂上；所述前管折叠牵引拉索的一端固定连接在前管定位机构上，另一端固定连接在拉索牵引臂上，拉索从前梁铰接轴的下方牵引前管定位机构；所述前管展开牵引拉索的一端固定连接在前管定位机构上，另一端固定连接在立管或拉索牵引臂上，拉索从前梁铰接轴的上方牵引前管定位机构；所述脚踏牵引拉索的一端固定连接在脚踏折叠驱动机构上，另一端固定连接在拉索牵引臂上；所述脚踏折叠驱动机构主要由一套套置在中轴座上的推环和固定连接在曲拐座上的串联导引构件构成。
8.根据权利要求7所述的五折联动纵向折叠自行车，其特征在于所述的前管折叠牵引 拉索和前管展开牵弓I拉索改为前梁折叠牵弓I拉索和前梁展开牵弓I拉索，并设置一使前管与前梁同步联动的前管联动机构；所述的前梁折叠牵引拉索一端固定连接在前梁上，另一端固定连接在拉索牵引臂上，拉索从前梁铰接轴的下方牵引前梁；所述的前梁展开牵引拉索一端固定连接在前梁上，另一端固定连接在立管或拉索牵引臂上，拉索从前梁铰接轴的上方牵引前梁；所述的前管联动机构分别作用于前管定位机构和后梁的前端。
专利摘要本实用新型涉及一种折叠式自行车的一步式折叠的结构技术，尤其是一种五折联动纵向折叠自行车。主要由折叠车把、折叠前管、折叠车架、折叠脚踏、折叠鞍座和联动折叠驱动机构构成；所述折叠车把主要由把立管、把手支架、左右把手、与把手对应的左右棘爪和棘爪复位弹簧构成；把手支架固接于把立管的上部，把手支架设有与左右把手相应的铰接装置，该两铰接装置纵向错位分布，把手支架设有与棘爪相应的铰接装置；左右把手结构相同，一端设有握柄，另一端设有与把手支架相应的铰接装置，左右把手设有与棘爪啮合的相应装置，左右两个把手分别铰接在把手支架上，在把手支架与左右把手之间设置了使左右把手位于把手支架上部且两握柄相对车身面对称分布的止动限位装置；左右棘爪分别与把手支架铰接，一端分别与左右把手相应部位啮合，棘爪与左右把手相应部位啮合时左右把手位于把手支架上部且两握柄相对车身面对称分布；棘爪复位弹簧的一端限位于棘爪，另一端限位于把手支架。该五折联动纵向折叠自行车折率更高、折叠操作更方便。
文档编号B62K15/00GK202641987SQ20122030721
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者戚善鸣 申请人:戚善鸣