基于变胞机构的折叠自行车的制作方法

文档序号:14291403阅读:来源:国知局
技术特征:

1.一种基于变胞机构的折叠自行车,包括基本部件车架、鞍座、车把、前叉、前轮和前轴、后轮和后轴、中轴和链传动以及附属部件,其特征在于:所述车架采用由前管、立叉、上梁和下梁组成的可变结构的多边形变胞折叠机构,通过结构的几何约束、力约束或者两者的组合约束,在xoy平面或者垂直xoy平面构成具有确定运动的工作构型,并在作业过程中保持这种构型;车架的前管固定有上、下接头,前叉上端穿过前管与车把配装,下端与前轮和前轴配装,立叉上端设置有配装鞍座的后接头,下端与后轮和后轴配装,上梁包括顺序铰接在前管上接头与立叉后接头之间的上铰接杆、上转向铰接头,下梁包括顺序连接在一起的平叉、中接头、后下转向铰接头、下铰接杆、前下转向铰接头和限位铰接杆,下梁端部平叉的一端利用轴套组装在与立叉下端配装的后轮和后轴上,平叉另一端与配装中轴和链传动的中接头固定连接,下梁另一端限位铰接杆的端部与前管下接头铰接。

2.根据权利要求1所述的基于变胞机构的折叠自行车,其特征在于:所述可变结构的多边形变胞折叠机构中结构的几何约束包括:设置在上铰接杆与上转向铰接头铰接端限制转动副运动的提供安全锁定的辅助限位夹,设置在前管下接头与限位铰接杆铰接的转动副下方限制转动副运动的限位柱,设置在限位铰接杆与前下转向铰接头铰接的转动副上方限制转动副运动的后限位档,设置在中接头与后下转向铰接头铰接的转动副上方限制转动副运动的前限位档,设置在立叉内侧位于后轮和后轴上方限制平叉绕轴套轴线转动的内限位档。

3.根据权利要求1或2所述的基于变胞机构的折叠自行车,其特征在于:所述可变结构的多边形变胞折叠机构转换为正常骑乘的稳定整体工作构型,车架的上梁顺序铰接的上铰接杆、上转向铰接头,在几何约束辅助限位夹和加载在鞍座的力约束的组合约束下,下梁顺序连接在一起的各构件在几何约束前限位档、后限位档和加载在配装中轴和链传动的中接头的力约束的组合约束下,形成相互不能在xoy平面运动的整体刚性构件,位于同一xoy平面的上铰接杆、下铰接杆两端的转动副轴线中心线不重合。

4.根据权利要求1或2所述的基于变胞机构的折叠自行车,其特征在于:所述可变结构的多边形折叠机构转换为在xoy平面折叠机构的初始状态折叠构型,车架的上转向铰接头与前管上接头铰接的转动副轴线、限位铰接杆与前管下接头铰接的转动副轴线、限位铰接杆与前下转向铰接头铰接的转动副轴线、中接头与后下转向铰接头铰接的转动副轴线、组装在平叉一端的轴套与立叉下端配装的后轮和后轴组成的转动副轴线,均垂直于同一xoy平面;解除加载在鞍座和中接头的力约束以及解除上梁的几何约束辅助限位夹,驱动下梁的下铰接杆上移,带动中接头与后下转向铰接头铰接的转动副转动,通过逆时针转矩的作用,使平叉绕轴套与立叉下端配装的后轮和后轴组成的转动副转动,同时通过顺时针转矩的作用,带动限位铰接杆绕限位铰接杆与前下转向铰接头铰接的转动副转动,直至位于同一xoy平面下梁的下铰接杆向上梁的上铰接杆方向移动,即完成在垂直xoy平面折叠机构的折叠准备。

5.根据权利要求1或2所述的基于变胞机构的折叠自行车,其特征在于:所述可变结构的多边形折叠机构转换为在xoy平面折叠机构的终止状态折叠构型和垂直xoy平面折叠机构的折叠构型,在车架的平叉绕转动副转动至立叉的几何约束内限位档以及限位铰接杆绕转动副转动至前管下接头的几何约束限位柱的约束下,使同一xoy平面的转动副轴线中心距相等的上梁的上铰接杆与下梁的下铰接杆,移动至两杆的转动副轴线中心线相互重合时止,可变结构的多边形折叠机构转换为在xoy平面折叠机构的终止状态折叠构型;然后分别以上铰接杆和下铰接杆两端的转动副相重合的轴线为中心,向垂直xoy平面顺序折叠至前轮和前轴、后轮和后轴位于同一轴线上,即完成垂直xoy平面折叠机构的折叠构型。

6.根据权利要求1所述的基于变胞机构的折叠自行车,其特征在于:所述下梁的中接头前部固定有套筒,中轴和链传动配装在套筒内,并通过固定在中轴两端的带有脚蹬的曲柄驱动链轮和链条,带动配装在后轴和后轮上的飞轮驱动后轴和后轮转动。

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