高度可调节的自行车的制作方法

本文中描述了一种高度可调节的自行车。更具体地，描述了一种其中可以通过位于自行车框架上的可锁定的连接组件调节座椅高度和座椅角度的自行车、三轮车或类似设备。

背景技术：

自行车通常包括一个固定的框架配置，其中骑手购买近似正确尺寸的框架并且然后通过移动座椅柱(seat-post)调节座椅的高度。如可以理解的，这限制了调节范围，可能意味着制造商需要供应多种框架尺寸以迎合不同高度的骑手。此问题既存在于具有曲柄系统的标准脚踏车(bicycle)或三轮脚踏车(tricycle)中又存在于通常被称作“平衡自行车”的用脚推进的脚踏车中。

为了简洁起见，此后在整个此说明书中使用术语“自行车”，但是应理解，对于此说明书，术语自行车还包含三轮脚踏车、非机动输送设备的四轮配置或其他多轮配置。

一种现有设计通过使用在框架的任一端处具有车轮轴的弧形框架部段来改善尺寸调节范围，并且可以翻转该框架来更改座椅高度。为了最小化高度，当从一侧观看时该框架是处于凹的配置，并且当组装时座椅组件在该框架的低点附近安装在该框架上。相反，为了增加座椅高度，翻转该框架以呈现凸的侧轮廓并且相同的座椅组件也被翻转导致座椅组件定位在该框架的高点附近。

一个替代的现有产品具有两个邻接的框架部段，所述两个邻接的框架部段在一个竖直平面内围绕位于所述框架部段之间的中间点处的轴线枢转。使用销将所述部段保持就位，所述销穿过所述框架部段中的偏离枢转轴线设定的设定孔径。通过移动所述销，调节后框架部段相对于前框架部段的角度以及经由所述销再次将所述框架部段一起重新固定在预设位置中来将座椅高度调节到三个固定点中的一个。座椅和座椅柱固定地附接到前框架部段并且不可调节，导致当调节该框架时座椅对准 移动远离最佳位置。

有用的是：增加尺寸调节范围；提供高度调节的更大灵活性；允许独立于框架高度调节来调节座椅对准；或至少给公众提供一个选择。

出于本说明书的目的，术语“包括”以及其语法上的变体应具有包含的意思——即，其将意指不仅包含直接参考的所列出的部件，而且包含其他未指定的部件或元件。

高度可调节的自行车的另一些方面将从仅以实施例的方式给出的随后描述中变得明了。

技术实现要素：

本文中描述的是一种其中经由位于自行车框架上的可锁定的连接组件可以调节座椅高度的自行车、三轮车或类似设备。

在第一方面，提供了一种自行车，包括：

至少两个轮，用于在地表面上输送所述自行车；

一个框架构件，其被支撑在至少一个前轮和至少一个后轮之间，所述轮接近所述框架的每个远端定位；

一个把手杆，其在所述自行车的前轮端处，与所述前轮和所述框架的第一远端连通；

一个座椅，当使用所述自行车时骑手可以坐在所述座椅上；

其中所述框架构件由从所述前轮延伸的第一向前部段和从所述后轮延伸的第二向后部段组成，部段末端围绕一个可锁定的连接组件配合，所述连接组件还与连接至所述座椅的座椅柱连通；

其中框架部段围绕连接组件轴线在垂直于自行车框架的方向上枢转；以及

其中，所述座椅柱能够独立于所述框架部段移动。

在第二方面，提供了一种自行车，包括：

至少两个轮，用于在地表面上输送所述自行车；

一个框架构件，其被支撑在至少一个前轮和至少一个后轮之间，所述轮接近所述框架的每个远端定位；

一个把手杆，其在所述自行车的前轮端处，与所述前轮和所述框架的第一远端连通；

一个座椅，当使用所述自行车时骑手可以坐在所述座椅上；

其中所述框架构件由从所述前轮延伸的第一向前部段和从所述后轮延伸的第二向后部段组成，相对的部段末端至少部分地重叠并且围绕一个旋转轴线配合在一起以形成一个可锁定的连接组件；

其中框架部段围绕所述旋转轴线在垂直于自行车框架的方向上枢转，从而使相对于自行车所放置在的地表面的座椅高度升高或降低；以及

其中所述可锁定的连接组件经由连接组件零件上的互补的互锁元件在一个固定定向上锁定框架部段末端。

在第三方面，提供了一种自行车，包括：

至少两个轮，用于在地表面上输送所述自行车；

一个框架构件，其被支撑在至少一个前轮和至少一个后轮之间，所述轮接近所述框架的每个远端定位；

一个把手杆，其在所述自行车的前轮端处，与所述前轮和所述框架的第一远端连通；

一个座椅，当使用所述自行车时骑手可以坐在所述座椅上；

其中所述框架构件由从所述前轮延伸的第一向前部段和从所述后轮延伸的第二向后部段组成，相对的部段末端至少部分地重叠并且围绕垂直于自行车框架的旋转轴线配合在一起并且经由单个紧固件被保持在一起，其中部段和所述紧固件的组合形成一个可锁定的连接组件；以及

其中当松开单个紧固件时，框架部段围绕旋转轴线自由枢转，从而使相对于自行车所放置在的地表面的座椅高度升高或降低；并且当拧紧所述紧固件时，零件锁定在一起以防止进一步移动。

在第四方面，提供了一种自行车，包括：

至少两个轮，用于在地表面上输送所述自行车；

一个框架构件，其被支撑在至少一个前轮和至少一个后轮之间，所述轮接近所述框架的每个远端定位；

一个把手杆，其在所述自行车的前轮端处，与所述前轮和所述框架的第一远端连通；

一个座椅，当使用所述自行车时骑手可以坐在所述座椅上；

其中选自所述框架构件、所述把手杆或所述座椅的部分或全部中的至少一个零件是经由气体注射成型制造的中空管状塑料部段。

所述自行车可以是不具有踏板的平衡自行车，其中骑手的脚用来向前推进自行车。在一个替代实施方案中，所述自行车可以具有一个曲柄轴和一个踏板组件。

所述座椅柱可以延伸到所述连接组件内或连接组件外，从而允许进一步的座椅高度调节。此调节被设想为用于微观高度调节或小高度调节，同时框架部段的移动可以用于宏观高度调节或较大高度调节。当连接组件被紧固在一起时，座椅柱和其他连接组件零件还可以互链(interlink)。

上文的自行车的关键优点是大范围的高度可调节性或微观可调节性。例如，如果父母为他们的孩子购买一辆自行车，他们希望这样的保证：在孩子成长时自行车将保持尽可能长时间由孩子可骑行。在这些情况下，具有大范围的高度调节的自行车比具有小范围的调节的自行车对购买者更具有吸引力。使用本文中所描述的设计，简单的高度调节也是可能的，以便允许做出快速改变——例如当自行车骑手从较高的人改变到较低的人时。独立于框架部段定向维持期望的座椅定向也是有利的，这是因为这将座椅定向保持在舒服的骑行位置中。此外，经由一个链接点(连接组件)调节框架高度是一个简单的过程。

附图说明

自行车的另一些方面将从仅以实施例的方式且参考附图给出的以下描述中变得明了，其中：

图1例示在中间高度位置中的自行车的透视图；

图2例示在中间高度位置中的自行车的侧视图；

图3例示在中间高度位置中的自行车的下侧视图；

图4例示一个枢轴关节配置的细节侧视图；

图5例示一个枢轴关节配置的细节透视图；

图6例示一个枢轴关节配置的另一个透视图，其中所选择的零件处在分解配置中；

图7例示从与图6中示出的那侧相对的侧的一个枢轴关节配置的另 一个透视图，其中所选择的零件处在分解配置中；

图8例示自行车的侧视图，其中后面部段被拉掉以例示座椅夹钳互锁件；

图9例示与图8相同的视图，其中移除另一些零件以进一步例示座椅夹钳互锁件；

图10例示一个后面部段、座椅柱和座椅夹钳互锁件的细节视图以示出座椅柱和紧固件之间的关系；

图11以从与图8-图10中示出的那侧相对的侧的分解视图例示座椅夹钳互锁件；

图12例示在充分降低配置中的自行车的侧视图；

图13例示在充分升高配置中的自行车的侧视图；

图14例示一个三轮脚踏车实施方案；

图15例示具有一个附接到自行车连接组件的外部的曲柄的自行车，其中为了清楚移除了驱动连通装置；

图16例示具有一个附接在连接组件内且包括到后轮的驱动链条的曲柄的自行车；

图17例示自行车曲柄组件的一个实施方案的细节视图；

图18例示从使用在座椅柱和互锁件之间的互链的肋和孔的座椅夹钳互锁件的一个替代实施方案的第一侧的细节视图；以及

图19例示从使用在座椅柱和互锁件之间的互链的肋和孔的座椅夹钳互锁件的一个替代实施方案的第二侧的细节视图。

具体实施方式

如上所述，描述了一种其中经由位于自行车框架上的可锁定的连接组件可以调节座椅高度的自行车、三轮车或类似设备。

出于此说明书的目的，术语“约”或“近似”以及其语法上的变体意指数量、水平、程度、值、数目、频率、百分比、尺度、尺寸、量、重量或长度变化多达参考数量、参考水平、参考程度、参考值、参考数目、参考频率、参考百分比、参考尺度、参考尺寸，参考量、参考重量或参考长度的30％、25％、20％、15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％。

术语“大体上”或其语法上的变体指至少约50％，例如，75％、85％、95％或98％。

术语“自行车”、“脚踏车”或其他语法上的变体包含两轮传统自行车版式以及三轮脚踏车或四轮布置。三轮脚踏车或三轮车实施方案可以包括在后面具有两个轮且在前面具有一个轮的配置或替代地，在前面具有两个轮且在后面具有一个轮的配置。四轮自行车配置可以包括在前面具有两个轮且在后面具有两个轮的配置。

术语“前面”指当骑手坐在自行车上时通常面向的方向，而术语“后面”或“向后”指当骑手坐在自行车上时自行车在骑手背后的一端。

术语“向上”或“升高”和“向下”或“降低”或其语法上的变体指自行车座椅相对于自行车所放置在的地表面的相对垂直移动，“向上”或“升高”可以被可交换地使用以指座椅通常远离地表面的移动，并且“向下”或“降低”可以被可交换地使用以指座椅通常朝向地表面的移动。

术语“框架”或其语法上的变体指自行车的主要结构构件，至少包括从前轮延伸的第一向前部段和从后轮延伸的第二向后部段。术语“框架”还可以包含前轮轴和后轮轴以及把手杆和将前轮固位就位的叉部。

术语“无需工具(toolless)”或其语法上的变体指一种机构，该机构不需要单独的工具来操作该机构。

在第一方面，提供了一种自行车，包括：

至少两个轮，用于在地表面上输送所述自行车；

一个框架构件，其被支撑在至少一个前轮和至少一个后轮之间，所述轮接近所述框架的每个远端定位；

一个把手杆，其在所述自行车的前轮端处，与所述前轮和所述框架的第一远端连通；

一个座椅，当使用所述自行车时骑手可以坐在所述座椅上；

其中，所述框架构件由从所述前轮延伸的第一向前部段和从所述后轮延伸的第二向后部段组成，部段末端围绕一个可锁定的连接组件配合，所述连接组件还与连接至所述座椅的座椅柱连通；

其中，框架部段围绕连接组件轴线在垂直于自行车框架的方向上枢转；以及

其中，所述座椅柱能够独立于所述框架部段移动。

在第二方面，提供了一种自行车，包括：

至少两个轮，用于在地表面上输送所述自行车；

一个框架构件，其被支撑在至少一个前轮和至少一个后轮之间，所述轮接近所述框架的每个远端定位；

一个把手杆，其在所述自行车的前轮端处，与所述前轮和所述框架的第一远端连通；

一个座椅，当使用所述自行车时骑手可以坐在所述座椅上；

其中，所述框架构件由从所述前轮延伸的第一向前部段和从所述后轮延伸的第二向后部段组成，相对的部段末端至少部分地重叠并且围绕一个旋转轴线配合在一起以形成一个可锁定的连接组件；

其中，框架部段围绕所述旋转轴线在垂直于自行车框架的方向上枢转，从而使相对于自行车所放置在的地表面的座椅高度升高或降低；以及

其中，所述可锁定的连接组件经由连接组件零件上的互补的互锁元件在一个固定定向上锁定框架部段末端。

在第三方面，提供了一种自行车，包括：

至少两个轮，用于在地表面上输送所述自行车；

一个框架构件，其被支撑在至少一个前轮和至少一个后轮之间，所述轮接近所述框架的每个远端定位；

一个把手杆，其在所述自行车的前轮端处，与所述前轮和所述框架的第一远端连通；

一个座椅，当使用所述自行车时骑手可以坐在所述座椅上；

其中，所述框架构件由从所述前轮延伸的第一向前部段和从所述后轮延伸的第二向后部段组成，相对的部段末端至少部分地重叠并且围绕垂直于自行车框架的旋转轴线配合在一起并且经由单个紧固件被保持在一起，其中部段和所述紧固件的组合形成一个可锁定的连接组件；以及

其中，当松开单个紧固件时，框架部段可以围绕旋转轴线自由枢转，从而使相对于自行车所放置在的地表面的座椅高度升高或降低；并且当拧紧所述紧固件时，零件锁定在一起防止进一步移动。

在第四方面，提供了一种自行车，包括：

至少两个轮，用于在地表面上输送所述自行车；

一个框架构件，其被支撑在至少一个前轮和至少一个后轮之间，所述轮接近所述框架的每个远端定位；

一个把手杆，其在所述自行车的前轮端处，与所述前轮和所述框架的第一远端连通；

一个座椅，当使用所述自行车时骑手可以坐在所述座椅上；

其中选自所述框架构件、所述把手杆或所述座椅的部分或全部中的至少一个零件是经由气体注射成型制造的中空管状塑料部段。

所述自行车可以是不具有踏板的平衡自行车，其中骑手的脚用来向前推进自行车。

在一个替代实施方案中，所述自行车可以具有一个曲柄轴和一个踏板组件。下文提供关于此的更多细节。

所述自行车可以是非机动的。

把手杆可以是围绕一个水平平面可旋转的以允许骑手控制自行车行进方向。

可以通过将框架的向前部段和向后部段围绕一个枢转轴线互链来形成可锁定的连接组件。

在一个实施方案中，向前框架部段可以是单件细长的模制部段，该部段终止在该框架的圆形形状的配合远端处，具有围绕圆形末端的圆周的互链元件。

向后框架部段可以被制造为两个模制纵臂(trailing arm)，每个臂的末端具有与向前部段的外部面配合的与向前部段的末端互补的互链元件。

在一个实施方案中，向前框架部段和向后臂直接配合在一起。向前部段和向后臂可以经由互链的肋和孔配合。

在一个替代实施方案中，向后部段可以具有一个向外延伸的面，该面是光滑的并且在所述连接组件的外部是波状外形的，并且具有一个相对的侧，该相对的侧具有围绕圆形末端的圆周的孔。夹在或位于向前部段的末端和向后部段的末端之间的可以是两个环，在面向前的部段的每侧上各一个。所述环可以在环表面的每个侧上包括肋，所述肋与框架部 段中的孔配合。

座椅柱或座椅本身可以集成到可锁定的连接组件内。这提供使多种零件集成到一个区域内的优点并且是一个美学上吸引人的放置点，使得座椅柱将通常从框架构件的中心延伸。尽管如此，座椅本身或座椅柱可以被安装到框架构件(向前部段或向后部段)上并且不必是连接组件的一部分。

当连接组件被锁定时，可以使用机械紧固件将连接组件零件保持在一起。术语‘锁定’指当组件零件被固定在一起时，组件零件抵抗围绕连接组件轴线的移动。可以使用单个紧固件。该紧固件可以穿过旋转轴线。该单个紧固件可以被调节(松开或拧紧)以解锁或锁定连接组件。将紧固件松开允许座椅高度的调节并且拧紧紧固件锁定新的位置。如可以理解的，此调节方法操作简单(例如，紧固件的单次转动可足以松开零件)。该方法使丢失零件的风险最小化，因为不必完全移除紧固件，因此自行车的全部零件在调节期间保持连接。此外，与需要多个步骤且移除零件的其他现有枢转关节不同，仅需要一个动作(紧固件松开)来调节高度。紧固件可以是螺母和螺栓。

在另一个实施方案中，紧固件可以包括偏置机构，该偏置机构推进连接组件零件在一起以当完成移动时自动锁定连接组件。可以例如通过克服偏置推进力拉动来实现松开。

更详细地，通过将紧固件松开并且使框架部段围绕枢转轴线旋转直到达到期望的座椅高度位置、将肋和孔重新对准在一起且重新应用紧固件从而完成座椅高度调节。调节相对于自行车所放置在的表面的座椅高度的框架移动在本文中被称为宏观高度调节。

如上所述，连接组件的支承表面可以包括互链元件。在一个实施方案中，互链元件可以是彼此补充的凸形元件和凹形元件。互链元件可以是每个零件的表面上的配合的肋和孔。肋和孔设计提供若干个优点，包括减少将紧固件充分拧紧在枢转点的需要，因为肋/孔连接帮助将零件保持就位，移除来自紧固件的负载。通过此设计还避免过度扭转紧固件且例如导致错扣的风险。肋/孔连接帮助避免使用期间围绕枢转点滑动。肋/孔方法还预设高度可以被设定在的多个点。

使零件互链的其他方式可以包括使用在微观水平上相互作用以防 止邻接面之间的运动的高摩擦表面，诸如，粗糙表面(随机的或规则的，诸如，随机的或规则的隔开的带点的表面)。

另一个替代的互链方法可以是使用来自一个面的突出特征，所述突出特征插入到相对的面中的对应的孔内并且用于将零件夹紧在一起。突出特征可以是凸耳、凸舌、凸缘及类似物。

作为互链元件的替代或与互链元件结合，可以围绕连接组件零件使用夹钳机构以将零件保持在一起。

将连接组件保持在期望的固定对准中的又一个替代方案可以是使用穿过连接组件零件中的一些或全部插入的销或紧固件，插入点偏离旋转轴线的中心，从而在插入销/紧固件的同时防止旋转。可以移除销/紧固件以允许旋转。

座椅柱的一端可以被连接至支撑骑手的座椅并且座椅柱的相对端可以与连接组件配合。座椅柱可以键入到连接组件零件内以便当锁定连接组件时约束座椅柱的移动。对于较小范围的座椅高度调节(本文中称为微观高度调节)，座椅高度可以被大致向上或向下移动。

在一个实施方案中，连接组件可以包括座椅夹钳互锁件。该互锁件的一侧可以具有与向后框架部段中的互补的齿配合的延伸的齿。互锁件和框架部段或部段零件之间的齿轮廓可以不同于框架部段和环之间的齿轮廓，从而导致框架部段相对于座椅柱的不同移动速率。

座椅夹钳互锁件的一侧可以包括两个延伸的构件，所述延伸的构件围绕座椅构件座椅柱的至少一部分传递并且用作止挡件以防止座椅构件围绕枢转轴线过度移动。

夹钳互锁件提供能够独立于框架构件调节来调节座椅高度和座椅定向的优点。独立移动是优选的，因为当调节框架部段时，座椅对准通常也调节到对于骑行不理想的位置(使骑手向前倾斜或向后倾斜)。

还可以在座椅夹钳互锁件的面和座椅柱面之间使用互链特征(诸如，肋和孔)以当锁定连接组件时帮助防止座椅向上或向下移动。

在上文的自行车内，当框架部段围绕连接组件轴线枢转时，座椅高度可以相对于自行车所放置的地表面升高或降低。框架部段的调节允许宏观高度调节。在一个实施方案中，仅通过连接组件的旋转调节框架部段可以用来将使相对于自行车所放置的地表面的座椅高度变化近似150 mm、175mm、200mm、225mm、250mm、275mm、300mm、325mm、350mm、375mm、400mm、425mm、450mm。调节范围可以是从150mm至450mm。该范围可以是200mm至440mm。

自行车后面的框架部段可以具有弧形形状的侧轮廓并且可以被翻转以进一步增加高度调节范围。例如，当在降低的配置中时，向后部段可以具有凹的侧向横截面，且当在升高的配置中时，向后部段可以具有凸的侧向横截面。在一个实施方案中，通过翻转向后部段，宏观高度调节范围可以进一步增加40mm-50mm。

虽然宏观高度位置的范围在最大高度和最小高度之间可以是无限的，所选择的高度可以是在制造期间通过选择肋和孔放置而预选择的。这可以将调节范围限制到：例如10mm增量、15mm增量、20mm增量、25mm增量、30mm增量、35mm增量、40mm增量、45mm增量或50mm增量。该增量可以是10mm至50mm。该增量可以是30mm至40mm。通过基于所选择的自行车设计可能的运动范围和多功能性的例示提供上文的宏观高度测量。应理解，还可以使运动范围进一步变化，例如，通过增加或减小框架部件尺寸、增加或减小连接组件尺寸或通过增加或减小轮直径。

如上所述，可以通过移动座椅柱在微观水平调节座椅高度。在一个实施方案中，可以通过将座椅柱移动到连接组件内和连接组件外来实现改变座椅高度。通过围绕枢转点松开紧固件并且经由座椅柱中的、该紧固件穿过的细长的狭槽开口独立于枢转点使座椅高度向上或向下移动来完成调节。座椅柱的底部可以被设计成以便当在最低点处时不突出到连接组件外。在一个实施方案中，当座椅在完全降低的位置中时，座椅柱末端位于与框架部段远端的底部齐平。以例示的方式，座椅高度调节可以允许相对于自行车所放置的地表面1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm或70mm范围的座椅高度调节。在一个实施方案中，可以在微观水平将座椅高度调节近似1mm-60mm。座椅高度可以固定到的位置的范围可以是无限的，或在使用互链元件(诸如，肋和孔)的情况下，位置的范围可以是在2mm到4mm增量内。应理解，所描述的微观高度移动范围可以变化，例如，通过增 加座椅柱和开口长度，并且上文的尺度数字仅是以实例的方式提供的。

全部三个高度调节因素(宏观部段翻转、微观部段翻转和向后部段翻转)可以用来更改相对于自行车所放置的地表面的自行车座椅高度。在一个实施方案中使用全部三种高度调节方法的完整移动范围可以是从200mm-500mm地面至座椅高度。

如应从上文理解的，可以做出宽的高度调节范围。如可以进一步理解的，假设自行车是为儿童设计的，则高度调节范围允许早至12个月的儿童开始骑行该自行车并且最高到6岁或更大的儿童仍可以能够骑行该自行车。宽的高度调节范围还在存在高度极端的情况下为儿童使用自行车提供多功能性，例如，具有侏儒症的儿童可能需要非常低的配置，且在其他极端情况下，一些儿童甚至由于自然原因远高于他们的同龄人但还没成熟到足以骑行标准自行车。在这些情况下，上文的自行车仍可以是合适的。

如上所述，在所选择的实施方案中，自行车可以具有曲柄系统，该曲柄系统包括链接至曲柄轴的踏板和在该曲柄轴和轮之间以将踏板的移动转化成轮的移动的连通装置。在该曲柄轴和轮之间的连通装置可以是链条或带。踏板移动可以经由所述连通装置转化成后轮的移动。

曲柄系统的设计可以是使得连接组件的移动大体上不更改带或链条上的拉力。如可以理解的，更改带或链条拉力将是不期望的，因为在极端情况下，该拉力将防止框架部段的移动或者例如如果链条具有不足的拉力，则可以使链条或带保持附接的能力折衷。

在一个实施方案中，自行车可以具有安装至框架的曲柄系统。在一个具体实施方案中，该曲柄系统可以被形成为与连接组件成整体。在此实施方案中，该曲柄系统可以包括两个支撑构件，每个支撑构件由成形为环的模制件和毂(boss)组成，所述环在一端处与连接组件相互作用，所述毂在相对端处形成曲柄轴可以插入穿过的底部支架套筒。支撑构件环部段可以包括肋突出部，肋突出部键入到连接组件零件中的一个或多个中的互补的孔内。形成底部支架套筒(以及曲柄轴)的毂可以容纳在一个封闭件中。该封闭件可以由铝填充的尼龙或玻璃填充的尼龙制造。

在一个实施方案中，自行车可以部分地或完全地由塑料零件制造，所述塑料零件包括用于框架、把手杆、座椅柱、轮圈等的模制部段。塑 料可以是回收塑料。框架构件部段可以是模制塑料部段。把手杆可以是模制塑料部段。座椅和/或座椅柱可以是模制塑料部段。在自行车中使用的模制塑料(回收的或未经利用的)零件可以由铝填充的尼龙或玻璃填充的尼龙制造。

包括框架部段、座椅柱、把手杆和叉部的自行车的零件可以通过气辅注射成型制造，从而形成中空的波状外形的塑料零件，与其他制造方法相比，气辅注射成型实现更轻且更强形式的自行车。发明人没有意识到经由气辅注射成型制造其他自行车零件并且已经发现此方法的很大的优点在于实现较低重量、形状壁宽度的足够强度/均匀性且给出美观的光洁度。

更详细地，气辅注射成型是受控压力过程，该过程使用惰性气体(最常见地，氮气)以在形成零件时在整个模制塑料零件中施加均匀的压力。通过将熔化塑料散布在整个模具中，该过程产生具有平坦壁厚度的中空零件。

关于自行车和三轮车，发明人发现该方法是特别有用的，尽管有关气辅注射成型的现有出版物争论：气辅注射成型对零件尺寸具有限制并且在零件具有拐角或弯曲的情况下没有用。自行车和三轮车必须具有刚性构造以经受使用时发生的扭转力或其他力以及应力。它们还必须是重量轻的，这是因为骑手用他们自己的能量推进自行车并且较大的重量会使骑手减速。因此在强度和重量之间存在权衡。

实现期望最佳效果的一种现有方法是使用形成管状形状的钢、铝或金属复合材料。以此方式制成的自行车远非完美的，因为它们：

(a)具有应力点，在所述应力点处部件被焊接在一个关节处；

(b)可能包括锐利边缘；

(b)由于天气而受腐蚀或由于磨损以及意外冲击而恶化；

(c)消耗大量未经利用的原材料；以及

(d)具有传统无机美观。

一种已经使用的解决方案是采用复合材料(诸如，碳纤维)。这些复合材料格外重量轻并且是点坚固。它们还不由于天气而恶化。这样的材料的缺点是它们可能是易碎的，因此与金属和合金相比需要更小心。复合材料还显著更昂贵。因为这些缺点，复合材料通常仅在较高性能自 行车中使用。

用于注射成型的传统材料包括多种聚合物(诸如，聚丙烯)。这些材料通常便宜且广泛使用，但是除了小的非结构零件之外，它们缺少在自行车或三轮车应用中商业上有用的强度和刚度。这些材料的实际情况是，为了实现所需的强度和刚度，需要较大量材料和/或必须使用添加剂(诸如，玻璃纤维)，最终结果是重的自行车或三轮车并且完全被其他材料超过。

发明人发现，实际上，通过使用气辅注射成型，可以实现强度和重量的平衡，另外实现多个其他优点。

GAIM是将气体注射到已经部分地填充有聚合物的模具内的过程。该气体(例如，氮气)将聚合物核心进一步驱动到模具内直到模具被完全填充。渗透气体在模具壁处留下聚合物层，这产生具有聚合物表皮和内气体通道的产品。与常规注射成型或吹塑成型不同，在气体核心中发生可忽略的压降。

气辅注射成型的关键益处在于它减少生产时间、成本、重量以及浪费。具体地：

-该过程节省所需的原材料的量；

-通过必要的较少的材料，减少总体零件重量和成本；

-与厚壁注射成型零件相比，改善的表面光洁度是可能的；

-该过程导致更快的循环时间，特别是与钢管形成相比；

-与注射成型零件相比，该过程出人意料地导致显著减少的翘曲水平(最高达90％)；

-减少用于自行车制造的工具成本，这是因为不同于注射成型零件，避免或减少在长形状中对多个滴口(drop)和热浇道系统的需要；

-还可以减少所需的零件的数目，这是因为与现有出版物相反，复杂形状可以被形成为一个零件。此外，同样不同于现有方法，可以使零件内的壁厚度变化。

用来制造自行车零件或三轮车零件的材料可以是工程树脂。如可以理解的，这些材料是相对低成本的并且坚固的。

气辅注射成型还具有是高度可扩展生产过程的优点，因此，一旦良好地制成单个零件，该过程则可以用来制造更多相同标准的件。

传统上，部件接合点被接合在焊接点处，焊接点可能出现故障或是构造中的弱点。气辅注射成型移除焊接点和弱接合点。此外，偏移元件可以被设计和模制成重叠，从而分散负载、最小化应力点并且增加自行车框架的结构强度。

自行车可以具有经由气辅注射成型形成为独特设计形式/轮廓的零件。不同于现有零件，经由气辅注射成型，有可能在一个件中创建多个形状。举例来说，单个零件可以为了结构强度包括形状(诸如，卵形、椭圆形(例如，框架或叉部的一部分)和I形横梁构造(例如，后拉杆(rear stay))。

在一个实施方案中，至少一个零件可以既具有中空元件也具有非中空(实心)元件。此组合可被设置以最大化强度、最小化重量且提供美观改变。

发明人还已经发现，在气辅注射成型期间包含高容量溢流使能穿过整个零件的完整且光滑的流动，减少(a)所需的通风孔的数目(b)由模具的不均匀填充导致的流痕。

可选地，通过气辅注射成型过程生产的产品可能已经施加了用于高质量触感的细纹理光洁度并且隐藏任何模制瑕疵。

如上文关于气辅注射成型所述的自行车或三轮车可以被制造成具有将后轮链接到前叉部的单个框架件或可以代替地使用本文中描述的可锁定的连接。

上文连接组件位置中的调节可以被无需工具地调节，或不使用单独的工具来移除或更换零件。在一个实施方案中，枢转轴线处的紧固件可以具有把手以允许使用者在不使用工具的情况下松开连接组件。如可以理解的，工具的使用可以减损自行车的可用性和耐用性，这是因为工具使重新布置零件的过程复杂化。单独的工具还可能丢失，因此避免对工具的需要可以是优选的。尽管如上所述，可以使用工具并且工具的使用未从本文中做出的描述的范围明确排除。

上文自行车的一个关键优点是大范围的高度可调节性。例如，如果父母为他们的孩子购买一辆自行车，他们希望这样的保证：在孩子成长时自行车将保持尽可能长时间由孩子可骑行。在这些情况下，具有大范围的高度调节的自行车相比具有小范围的调节的自行车对购买者更具 有吸引力。简单的高度调节也是优选的，以便允许做出快速改变——例如当自行车骑手从较高的人改变到较低的人时。另外，独立于框架移动将座椅维持在期望的骑行对准中是重要的，否则骑手位置将相对于把手杆改变，这在极端情况下导致骑手跌落。

上文描述的实施方案还可广泛地说由本申请的说明书中提到的或指示的零件、元件和特征单独地或共同地组成，以及由任何两个或多个所述零件、元件和特征的任何组合或所有组合组成，并且在本文中提到具有本实用新型涉及的本领域已知的等效物的具体整数的情况下，这样的已知等效物被认为包含在本文中，如同进行单独阐述一样。

在本文中提到具有本实用新型涉及的本领域已知的等效物的具体整数的情况下，这样的已知等效物被认为包含在本文中，如同进行单独阐述一样。

工作实施例

下文通过参考具体实施例描述上文描述的自行车和自行车可以移动到的多种配置。

实施例1

参考图1-图3，例示了当在中间位置(即，未充分升高或充分降低)时儿童用平衡自行车形式的自行车1。

在所示出的实施方案中，自行车1包括两个轮2、3，用于在地表面(未示出)上输送该自行车1。由箭头4总体指示的框架构件被支撑在前轮2和后轮3之间。把手杆5被示出接近自行车1的前轮2端，与第一轮2以及框架4的第一远端连通，围绕水平平面可旋转以允许控制自行车1行进方向。框架4构件由围绕可锁定的连接组件8配合的第一部段6和第二部段7组成。连接组件8还与座椅柱9连通。可锁定的连接组件8使框架部段6、7在相对于由箭头A指示的自行车1行进平面的正交方向上围绕连接组件8轴线10枢转，从而在如示出的方向X或方向Y上升高或降低相对于自行车的轮轴的座椅高度。

可锁定的连接组件8经由至少一个互锁元件在固定定向上锁定框架部段零件6、7(更多细节参见图4-图11)。

在升高或降低框架部段6、7时，座椅柱9保持在大体上直立位置， 独立于框架构件6、7移动。座椅柱9与连接组件8组件配合。下文参考图8-图11描述关于此的更多细节。

向前框架部段6是一个细长的模制部段，该部段终止在一个圆形形状的远端11处，具有围绕圆形末端11的圆周的孔12。

面向后的框架部段7被制造成两个模制零件7A、7B，但是可以被模制为在连接组件8处具一个有叉状末端的一体件。每个向后的框架零件7A、7B的末端具有与面向前的部段11的末端互补的圆形形状。

每个面向后的部段7A、7B具有一个向外延伸的面12’和一个相对侧13，该面12’是平滑的且在连接组件8的外部是波状外形的，所述相对侧13围绕圆形末端的圆周具有与面向前的部段6的远端类似的孔14。

夹在两个配合部段6、7A和6、7B之间的是两个圆形形状的环15、16，在面向前的部段6远端11的每侧上各一个。环15、16在环15、16表面的每侧上包括凸起的肋17，所述肋与框架部段6、7A、7B中的孔12、14配合。

当锁定连接组件8时，机械紧固件18(螺母和螺栓)将连接组件8零件保持在一起。

通过松开紧固件18并且使零件围绕枢转轴线10旋转直到达到期望的座椅柱9高度并且然后通过将肋17和孔12、14重新对准在一起且重新拧紧紧固件18将零件重新锁定来完成调节。

座椅柱9包括座椅柱19，该座椅柱的一端包括支撑骑手(未示出)的座椅20，并且该座椅柱的相对端延伸到前面的部段6中的一个孔内，接近远端11从而将座椅柱19集成到连接组件8内。

座椅柱19键入到连接组件8的一个零件或多个零件内以便当连接组件8被锁定就位时约束座椅柱的移动。连接组件8包括具有圆柱形形状的互锁件21，该互锁件嵌套在上述环15、16中的一个的内直径内。

互锁件21的一侧具有与向后框架部段7A中的互补齿23配合的延伸的齿22。注意，互锁件21可以在相对侧上具有与相对的向后框架部段7B上的齿(未示出)互链的齿22。

互锁件21的相对侧包括两个延伸的构件24、25，所述两个延伸的构件至少部分地围绕座椅柱19并且充当止挡件以防止座椅柱9围绕枢转轴线10的向后移动和向前移动。

在向后框架部段7A和互锁件21之间的齿22轮廓可以具有与框架部段6、7A、7B和相对的环15、16之间的肋/孔轮廓不同的轮廓，从而导致框架部段6、7相对座椅柱9的不同移动速率。

连接组件8的调节使座椅20相对轮2、3轴的高度变化例如近似30mm-500mm。

还可以通过将座椅柱19移动到连接组件8内和连接组件8外来调节座椅20高度。通过使紧固件18围绕连接组件8枢转点10松开并且经由座椅柱19中的、紧固件18穿过的导引开口23使座椅20独立于框架部段6、7向上或向下移动来完成高度调节。自行车1经由座椅柱19的座椅20高度调节允许例如1mm-40mm范围的座椅20高度调节。

实施例2

如图12和图13中示出的，自行车1座椅20高度可以通过降低连接组件8的枢转点10而被降低(图12)或如图13中示出的被升高。

应理解，座椅在高度调节期间保持竖直。一旦拧紧紧固件18，经由互锁件零件将连接组件零件保持就位，从而避免滑移或对准中不希望的改变。

实施例3

实施例1和实施例2描述了两轮平衡自行车1。如图14中示出的，相同的原则可以应用于使用三个轮2、3A、3B的三轮脚踏车100实施方案。应理解，两个带轮的端101可以被颠倒(未示出)。四轮布置(未示出)也可以利用用于如本文中描述的座椅20高度调节的相同原则。

实施例4

实施例1-实施例3描述了平衡自行车1、100。相同的原则还可以应用于具有曲柄组件的自行车。

图15-图17示出集成由箭头201总体指示的曲柄组件的方式。

图15示出一个曲柄组件201，其中为了清楚移除了驱动装置。该附图例示了曲柄组件201可以悬挂于连接组件8的外部。

图16示出具有以链条形式的驱动装置202的曲柄组件201。如应 理解的，皮带也可以用来将曲柄轴203的旋转移动传递到轮2、3。该附图例示了曲柄组件201可以悬挂于连接组件8的内部，从而将曲柄组件201集成到较宽的连接组件8零件内。

图17示出两个可能的支撑构件204、205。每个支撑构件是包括环部分206和毂207的模制形状，环部分206与连接组件8(未示出)相互作用，毂207在相对端处形成曲柄轴(未示出)可以插入穿过的底部支架套筒。支撑构件204、205环部分206包括肋突出部208，肋突出部208键入到连接组件8零件中的一个或多个中的互补孔(未示出)内。

实施例5

上文描述的图9-图11例示了座椅柱19和座椅夹钳互锁件21如何一起相互作用。在一个替代实施方案中，座椅柱19和座椅夹钳互锁件21的邻接面可以具有互链元件300、301。参考图18和图19，示出与图9-图11的视图类似的视图，然而座椅夹钳互锁件21包括与座椅柱19中的互补的孔300互链的带肋的特征301。此方法可以用于帮助将座椅柱19位置维持在连接组件8内。

实施例6

如图1-图2和图12-图14中最佳看到的，自行车1或三轮车100可以使用最少数目的零件制成，所述零件(部分地或全部地)经由气辅注射成型形成。在上文详细描述了模制零件的此过程的优点，然而，如可以在附图中看到的，零件(诸如，前叉部5)可以被模制成一个零件。现有前叉部通常需要使用多个零件，因为它很难像此情况中一样集成全部的零件。如在附图中还可以看到，所述零件可以具有非常不同的形状并且每个零件可以具有形状变体，如例如以主框架4的两个半部6、7中示出的。

仅以举例的方式描述了自行车的多个方面，并且应理解，在不偏离本文中要求要求的范围的情况下，可以做出一些修改和添加。