一种采用复合材料和金属拼接的共享单车及其装配方法与流程

本发明涉及共享单车技术领域，尤其是涉及一种采用复合材料和金属拼接的共享单车。本发明还涉及一种基于该共享单车的装配方法。

背景技术：

共享单车是一种绿色环保的交通出行工具，其在传统自行车的基础上，通过开辟民众共享的运营方式，近年来得到广泛认可。共享单车在结构上延续了传统自行车的车体模式，采用如铝合金或不锈钢等金属车架的形式，而金属材料的车架难以做大轻量化设计，且易腐蚀，回收再利用率较低，无法满足当代工业要求。非金属复合材料具有轻量化、耐腐蚀和易回收等特点，而在当前的工艺水平限制下，采用复合材料制作车架，其强度、刚性较低，无法满足使用需要。

因此，提供一种采用复合材料和金属拼接的共享单车，以期在保证车架强度和刚性的基础上，降低车架自重，实现轻量化设计，并同时提高车架的耐腐蚀性和回收率用率，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种采用复合材料和金属拼接的共享单车，以期在保证车架强度和刚性的基础上，降低车架自重，实现轻量化设计，并同时提高车架的耐腐蚀性和回收率用率。本发明的另一目的是提供一种基于该共享单车的装配方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种采用复合材料和金属拼接的共享单车，包括车架，以及分别安装于所述车架的车轮、车篮、车把组件和鞍座组件；所述车架包括具有分体式结构的非受力部分和受力部分，所述非受力部分为非金属复合材料一体成型结构，所述受力部分为金属结构，所述受力部分可拆卸地插接固定于所述非受力部分；所述车轮通过前叉和后叉安装于所述车架的非受力部分，所述车篮、所述车把组件和所述鞍座组件均可拆卸地插接固定于所述车架的非受力部分。该共享单车将车架区分为在使用过程中受力较小或不受力的非受力部分，以及在使用过程中受力较大的受力部分，将受力较小的非受力部分采用非金属复合材料的一体成型结构，以降低整车的重量，而受力较大的受力部分保留传统的金属结构，以保证车架的强度和刚性，将独立成型的非受力部分和受力部分拼接固定形成完整的车架，并将车篮、车把组件等附属部分安装在车架上以形成整车结构，从而使得在保证车架强度和刚性的基础上，降低了车架自重，实现了轻量化设计，并同时提高了车架的耐腐蚀性和回收率用率。

优选地，所述非受力部分包括尼龙塑料外壳，和内嵌于所述尼龙塑料外壳内的纤维加强支架。

可选地，所述纤维加强支架为玻璃纤维支架或碳纤维支架。

可选地，所述非受力部分为尼龙塑料一体成型结构。

可选地，所述非受力部分的鞍座组件连接处和车把组件连接处的尼龙塑料内嵌入加强支架。

可选地，所述鞍座组件、所述车把组件、所述前叉、所述后叉和所述车架的曲柄组件中的至少一者为金属材料件。

可选地，所述非受力部分和/或所述车篮上开设有镂空。

本发明还提供一种基于如上所述的共享单车的装配方法，包括以下步骤：

将车架的受力部分插装于非受力部分的两侧，并通过粘接或打钉固定；

在非受力部分和受力部分装配形成的车架上依次安装车轮、鞍座组件、车把组件和脚蹬组件。

该装配方法适用于分体式结构的车架形式，保证了车架受力部分与非受力部分之间的连接可靠性，区别于传统的一体式车架形式，便于装配。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的共享单车一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1所示共享单车的分解图。

附图标记说明：

1-车架11非受力部分12-受力部分

2-车轮

3-车篮

4-车把组件

5-鞍座组件

6-前叉

7-后叉

8-脚蹬组件

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的共享单车一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1所示共享单车的分解图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的共享单车采用复合材料和金属拼接形成，该共享单车包括车架1，以及分别安装于所述车架1的车轮2、车篮3、车把组件4和鞍座组件5；其中，车架1包括具有分体式结构的非受力部分11和受力部分12，所述非受力部分11为非金属复合材料一体成型结构，所述受力部分12为金属结构，所述受力部分12可拆卸地插接固定于所述非受力部分11；所述车轮2通过前叉6和后叉7安装于所述车架1的非受力部分11，所述车篮3、所述车把组件4和所述鞍座组件5均可拆卸地插接固定于所述车架1的非受力部分11。该共享单车将车架1区分为在使用过程中受力较小或不受力的非受力部分11，以及在使用过程中受力较大的受力部分12，将受力较小的非受力部分11采用非金属复合材料的一体成型结构，以降低整车的重量，而受力较大的受力部分12保留传统的金属结构，以保证车架1的强度和刚性，将独立成型的非受力部分11和受力部分12拼接固定形成完整的车架1，并将车篮3、车把组件4等附属部分安装在车架1上以形成整车结构，从而使得在保证车架1强度和刚性的基础上，降低了车架1自重，实现了轻量化设计，并同时提高了车架1的耐腐蚀性和回收率用率。

复合材料和金属件的连接方式除了插接、胶合以及打钉外，还可以通过塑料的焊接工艺达到与金属零件的紧配合，或者通过插接后将金属件对符合材料部件进行夹持锁紧。即两个塑料件插进金属件之后，塑料件之间进行超声波焊接，以实现连接。

上述非金属复合材料可以为工程塑料等复合材料型材，例如以尼龙类的塑料为主材，内部可加纤维补强如玻璃纤维、碳纤维的形式，在核心受力部位以及应力集中部位(例如头管、五通、后下叉、立管和后上叉的连接处)，采用金属框架结构(例如钢、铝合金或钛合金)；考虑轻量化可以在金属框架结构上进行镂空设计，相关部件彼此套接进行加强，将复合材料和铝合金镂空强化套管件拼接在一起形成完整的车架1。其中工程塑料为达到强度的复合材料管，可以是异型管或标准圆管。金属镂空框架套接件可以是铸造成型，也可以是铣削加工或cnc成型。通过镂空的设计，保证强度的同时，实现轻量化，镂空的形状可以是三角形拼接或其他形式。

应当理解的是，所谓车架1的非受力部分仅仅是在车辆使用过程中受力较小的部分，而并非完全无需受力，因此，为了保证非受力部分的强度，可以在非受力部分11的全部或部分内嵌加强支架。具体地，一种实施例是在非受力部分11的所有位置内嵌加强支架，即非受力部分11包括尼龙塑料外壳，和内嵌于所述尼龙塑料外壳内的纤维加强支架；加强支架可以为纤维加强支架或者金属加强支架等形式，其中，纤维加强支架可以为玻璃纤维支架或碳纤维支架。另一种实施例是在非受力部分11的部分位置内嵌加强支架即非受力部分11为尼龙塑料一体成型结构，在非受力部分11用于安装车把、鞍座等辅件的位置嵌入加强支架，即非受力部分11的鞍座组件5连接处和车把组件4连接处的尼龙塑料内嵌入加强支架。与所有位置内嵌加强支架的形式相比，仅在受力位置嵌入加强支架，以便在保证强度的同时，降低生产和加工成本。

为实现保证局部强度的目的，除了上述在尼龙塑料外壳内嵌入加强支架的形式以外，还可以采用，在部件的延伸方向上交替设置加强金属段和尼龙塑料段的形式。

为了保证除车架1外主要受力部件的结构强度，该共享单车的鞍座组件5、所述车把组件4、所述前叉6、所述后叉7和所述车架1的曲柄组件中的至少一者为金属材料件，优选地上述各部件均为金属材料件。上述各承力部件不局限于为整体金属件的形式，也可以为延伸方向上金属段与尼龙塑料段交替的形式，或者为两端金属支撑，中段设置尼龙塑料的形式。

进一步地，上述非受力部分11和/或所述车篮3上开设有镂空，以降低整车重量。

除了上述共享单车，本发明还提供一种基于该共享单车的装配方法，包括以下步骤：

将车架1的受力部分12插装于非受力部分11的两侧，并通过粘接或打钉固定；

在非受力部分11和受力部分12装配形成的车架1上依次安装车轮2、鞍座组件5、车把组件4和脚蹬组件8。

在安装的过程中，将复合材料主管、立管插接入金属套接件，通过胶合、热融合或者使用螺丝锁紧的方式彼此固定，保证在车架1头管、五通处达到强度要求(金属套接件在这些部位材料需要加厚，如有必要需要热处理等强化方式)，保证关键受力部位达到安全、强度和刚性要求。复合材料和金属连接件可以预先做好形状和颜色搭配，复合材料一次成型，不再需要传统自行车车架1的焊接、折弯、烤漆这类的复杂工序。减少工艺流程，提升效率同时节约成本。

车架矫正工序：通过精密的金属套接件，以及各部位的精确配合，实现较小的安装工差。在复合材料插接进金属套接件后，可以容许有一定的调整范围，在车架组装完成后，能进行细微的调整以进行矫正，然后进行固定(例如环氧树脂胶合、膨胀螺钉锁紧等方法。或者在安装的过程即完成矫正工序(例如安装操作台带有车架的校准系统，可在插接胶合固定时车架各部位的位置被夹具所限制，在胶合安装过程中，车架部件的几何被限定，使得完成后，车架的精度就复合标准要求。

该装配方法适用于分体式结构的车架形式，保证了车架受力部分与非受力部分之间的连接可靠性，区别于传统的一体式车架形式，便于装配。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。