一种无辐条可折叠自行车的制作方法

本发明属于交通工具技术领域，具体涉及一种无辐条可折叠自行车。

背景技术：

自行车作为一种通用交通工具，广泛应用于我国各地交通方面。传统自行车采用链传动，链传动的机械效率较低，链传动自行车还存在着链条老化脱落、工作时有噪声等缺陷，需要频繁的润滑与张紧。

现在城市交通拥挤，自行车的停放也为一大难题，自行车被盗现象十分普遍，同时，质量较重、体积大的自行车不方便人们携带和搬运。现有的折叠自行车，只能实现车架部分的折叠，折叠后体积还是由折叠后车架和轮组成。随着技术的发展，出现了无辐条自行车，这样的车辆较为轻便，也可实现车辆的折叠，折叠后体积也较传统折叠自行车更小，但其整车布局同传统自行车别无二致，只是使用了无辐条车轮。

中国发明专利申请(申请公布号cn106379480a、申请公布日2017.2.8)公开了一种用于自行车的无辐条传动机构包括驱动轮组件和支座组件，所述驱动轮组件由外向内依次包括轮圈、内圈齿轮和轮圈支撑架，所述轮圈和所述内圈齿轮连接，所述支座组件和所述驱动轮组件连接，所述轮圈支撑架安装有电机和副齿轮，所述副齿轮和所述内圈齿轮啮合，所述电机和所述副齿轮连接。本发明的用于自行车的无辐条传动机构使用电机驱动副齿轮转动，副齿轮和内圈齿轮啮合带动轮圈转动从而实现无辐条机构的传动，无辐条传动机构的结构紧凑体积小，且可减轻自行车的重量。该自行车为电机驱动重、占空间，且只能实现车架部分的折叠，折叠后体积还是由折叠后车架和轮组成。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述技术的不足，提供一种折叠后体积更小且能变速的无辐条可折叠自行车。

为实现上述目的，本发明所设计的无辐条可折叠自行车，包括无辐条前轮、可折叠车架、变速机构及无辐条后轮；所述可折叠车架包括前车架、中间折叠部分及后车架；

所述前车架包括前固定刚性圆弧壳、前转动刚性圆弧壳、焊接在前转动刚性圆弧壳一端的两块前定位板、焊接在前转动刚性圆弧壳另一端的前基座、焊接在前固定刚性圆弧壳中间部位的前定位座、底部插入前定位座两块前侧板之间且焊接在前固定刚性圆弧壳上的前刚性圆柱及焊接在前刚性圆柱顶部的碗组；第一连接销轴将两块前定位板和前定位座转动连接；

所述后车架包括后刚性圆圈、后固定刚性圆弧壳、后转动刚性圆弧壳、焊接在后转动刚性圆弧壳一端的两块后定位板、焊接在后转动刚性圆弧壳另一端的后基座、焊接在后固定刚性圆弧壳中间部位的后定位座及底部插入后定位座两块后侧板之间且焊接在后固定刚性圆弧壳上的后刚性圆柱；第三连接销轴将两块后定位板和后定位座转动连接。

进一步地，所述变速机构包括刚性笼与变速齿轮系，所述刚性笼下端的翼板固定在后车架上；

所述变速齿轮系包括提速齿轮、与提速齿轮啮合的输入齿轮、多套变速齿轮组及输出齿轮，每套变速齿轮组包括一个带孔花键、一级变速齿轮及与一级变速齿轮啮合的二级变速齿轮；每个所述带孔花键包括圆形薄板、设置在圆形薄板板面中间部位的花键、开设在圆形薄板板面中心的花键轴孔及花键轴孔圆周面的键槽；每个所述一级变速齿轮的中间部位开设有与花键相配合的键孔，且在键孔的中心部位开设有穿过一级轴的齿轮轴孔；一级轴上设有个数与变速齿轮组套数相等的导向平键，所述一级轴的一端均穿过输入齿轮的中心轴孔、每套变速齿轮组的带孔花键的花键轴孔和一级变速齿轮的齿轮轴孔，所述二级轴的一端均穿过输出齿轮的中心轴孔、每套变速齿轮组的二级变速齿轮，且所述带孔花键上的键槽与导向平键配合。

进一步地，所述中间折叠部分包括前方刚及后方钢；所述前方刚的一端边缘水平向外延伸有前圆形凸台，所述后方钢的一端上表面边缘向外水平延伸有后上圆形凸台、后方钢的一端下表面边缘向外水平延伸有后下圆形凸台，且后上圆形凸台与后下圆形凸台之间留有供前圆形凸台插入的间隙，第二连接销轴将前方钢与后方钢转动连接，且所述后方钢的另一端固定在后刚性圆柱上，所述前方钢的另一端开设有与碗组配合安装的u型槽。

进一步地，所述无辐条前轮包括前钢圈、前轮胎和带轴孔圆台，所述前钢圈的两侧缘周面上各开有一圈供带轴孔圆台容纳的凹槽，所述前钢圈一侧缘周面凹槽的带轴孔圆台个数与前钢圈另一侧圆周面凹槽的带轴孔圆台个数相同且呈一一对称布置；所述无辐条前轮的带轴孔圆台通过轴定位在刚性圆弧壳的前轮定位孔上，并使得所述带轴孔圆台的小端面抵在凹槽的内表面。

进一步地，所述无辐条后轮包括后钢圈、后轮胎及若干个定位齿轮，所述后钢圈的圆形内壁凸台上设有一圈内啮合齿轮，定位齿轮两侧的齿轮定位板夹持后钢圈的凸台，定位齿轮中部的外啮合齿轮与后钢圈的内啮合齿轮相啮合；且每个所述定位齿轮通过齿轮轴与所述后刚性圆圈的后固定孔定位连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明无辐条可折叠自行车折叠后可与无辐条前轮、无辐条后轮贴合，使整车折叠后体积更小，折叠后体积只有轮的体积大小，远小于传统自行车折叠后体积；

2、将自行车变速机构布置在无辐条后轮内圈中，充分利用无辐条后轮内的空间，使得整体车架较传统自行车长度缩小了三分之一；

3、整车驱动使用齿轮驱动，使得结构简单、工作可靠，效率比传统的链传动高，提高了自行车运动的机械效率，同时避免了链条老化脱落、出现噪音、需要频繁润滑和张紧的问题；本发明使用带孔花键和导向平键连接动力轴与不同档位齿轮，使得体积更小、更轻便，且整个变速机构通过定位销与后车架定位，可以方便的更换不同速比系数的变速机构，而不是传统的固定速比系数。

附图说明

图1为本发明无辐条可折叠自行车结构示意图；

图2为图1中无辐条前轮结构示意图；

图3为图2的截面示意图；

图4为图2中带轴孔圆台结构示意图；

图5为带轴孔圆台安装示意图；

图6为图1中可折叠车架结构示意图；

图7为图6中前车架结构示意图；

图8为图7的折叠状态示意图；

图9为图7的展开状态示意图；

图10为图6中中间折叠部分结构示意图；

图11为图10的折叠状态示意图；

图12为图6中后车架结构示意图；

图13为图1中无辐条后轮部分结构示意图；

图14为图1中变速机构结构示意图；

图15为图14中变速齿轮系结构示意图；

图16为图15中带孔花键结构示意图；

图17为图15中一级变速齿轮结构示意图；

图18为图15中一级轴安装结构示意图。

图中各部件标号如下：

无辐条前轮10、前钢圈11、前轮胎12、凹槽13、带轴孔圆台14、小端面15、内表面16；

可折叠车架20、前车架21(其中：前固定刚性圆弧壳211、前定位板212、前转动刚性圆弧壳213、前刚性圆柱214、前定位座215、碗组216、前基座217、前轮定位孔218)、中间折叠部分22(其中：前方刚221、后方钢222、前圆形凸台223、后上圆形凸台224、后下圆形凸台225、间隙226、u型槽227)、后车架23(其中：后基座231、后刚性圆柱232、后固定刚性圆弧壳233、后刚性圆圈234、后固定孔2341、后定位座235、后转动刚性圆弧壳236、后定位板237)；

变速机构30、变速齿轮系31、刚性笼32(其中：翼板321)、提速齿轮33(其中：主齿轮331、副齿轮332)、输入齿轮34、一级变速齿轮35(其中：键孔351、齿轮轴孔352)、带孔花键36(其中：圆形薄板361、花键362、键槽363、花键轴孔364)、二级变速齿轮37、输出齿轮38；

无辐条后轮40(其中：后钢圈41、后轮胎42、定位齿轮43、凸台44、内啮合齿轮45、齿轮轴46、齿轮定位板47)；

一级轴50(其中：导向平键51)、二级轴60；

前第一销孔a1、前第二销孔a2、前第一定位孔b1、前第二定位孔b2、前第三定位孔b3、前第一定位孔c1、前第二定位孔c2、前第三定位孔c3、第一连接孔d1、后上第二连接孔d2、后上第三连接孔d3、后第一销孔e1、后第二销孔e2、后第一定位孔f1、后第二定位孔f2、后第三定位孔f3。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示为无辐条可折叠自行车，包括无辐条前轮10、可折叠车架20、变速机构30及无辐条后轮40。

如图2、图3、图4所示，无辐条前轮10包括前钢圈11、前轮胎12和带轴孔圆台14，前钢圈11的两侧缘周面上各开有一圈供带轴孔圆台14容纳的凹槽13，前钢圈11一侧缘周面凹槽13的带轴孔圆台14个数与前钢圈11另一侧圆周面凹槽13的带轴孔圆台14个数相同且呈一一对称布置。

如图6可折叠车架20包括前车架21、中间折叠部分22及后车架23。结合图7所示，前车架21包括前固定刚性圆弧壳211、前转动刚性圆弧壳213、焊接在前转动刚性圆弧壳213一端的两块前定位板212、焊接在前转动刚性圆弧壳213另一端的前基座217、焊接在前固定刚性圆弧壳211中间部位的前定位座215、底部插入前定位座215两块前侧板之间且焊接在前固定刚性圆弧壳211上的前刚性圆柱214及焊接在前刚性圆柱214顶部的碗组216；其中，一块前定位板212焊接在前转动刚性圆弧壳213一端一侧面，另一块前定位板212焊接在前转动刚性圆弧壳213一端另一侧面，两块前定位板212沿前转动刚性圆弧壳213中心面对称布置，且两块前定位板212上均开设有前第一销孔a1和前第二销孔a2且呈一一对应布置，同理，前定位座215两块侧板上均开设有前第一定位孔b1、前第二定位孔b2、前第三定位孔b3且呈一一对应布置。前定位座215插入两块前定位板212之间，第一连接销轴依次插入一块前定位板212上的前第二销孔a2、前定位座215上的前第三定位孔b3及另一块前定位板212上的前第二销孔a2从而将前转动刚性圆弧壳213与前定位座215转动连接；前车架21折叠时，前转动刚性圆弧壳213通过前定位板212上的前第二销孔a2绕前定位座215上的第三定位孔b3转动；折叠状态时，前转动刚性圆弧壳213与前固定刚性圆弧壳211贴合，前第一销孔a1与前第二定位孔b2对齐并通过销定位防止回转，如图8所示；展开状态时，前第一销孔a1与前第一定位孔b1对齐并通过销定位，如图9所示；前车架21通过碗组216上的孔实现左右转动从而实现车的转向。本实施例中，前转动刚性圆弧壳211用以定位前轮，为使受力合理，前转动刚性圆弧壳211的弧度>80度。

另外，如图5所示，无辐条前轮10的带轴孔圆台14通过轴定位在刚性圆弧壳211的前轮定位孔218上，并使得带轴孔圆台14的小端面15抵在凹槽13的内表面16从而实现无辐条前轮10的左右两侧的对称，凹槽13的上下圆周面与带轴孔圆台14的圆周面配合从而实现无辐条前轮10的上下定位，带轴孔圆台14绕轴在前钢圈11的凹槽13中转动，使无辐条前轮10定位的同时运动流畅。

如图10所示，中间折叠部分22包括前方刚221及后方钢222。前方刚221的一端边缘水平向外延伸有前圆形凸台223，后方钢222的一端上表面边缘向外水平延伸有后上圆形凸台224、后方钢222的一端下表面边缘向外水平延伸有后下圆形凸台225，且后上圆形凸台224与后下圆形凸台225之间留有供前圆形凸台223插入的间隙；同时，前圆形凸台223上开设有前第一定位孔c1、前第二定位孔c2及前第三定位孔c3，后上圆形凸台224上开设有后上第一连接孔d1、后上第二连接孔d2及后上第三连接孔d3，对应地，后下圆形凸台225上开设有与后上第一连接孔d1、后上第二连接孔d2及后上第三连接孔d3呈一一对应布置的后下第一连接孔、后下第二连接孔及后下第三连接孔(图中未给出标号)，前圆形凸台223插入后上圆形凸台224与后下圆形凸台225之间的间隙226，第二连接销轴依次插入后上第一连接孔d1、前第一定位孔c1及后下第一连接孔从而将前方钢与后方钢转动连接。当折叠时，后车架23绕第二连接销轴转动90°，前车架21绕第二连接销轴转动并同后车架并齐，前第二定位孔c2与后上第三连接孔d3、后下第一连接孔对齐并插入销，防止回转如图11(俯视图)；展开时，前方刚221同后车架位于同一平面，前第二定位孔c2与后上第二连接孔d2、后下第二连接孔对齐并插入销，防止回转。

如图12所示后车架23包括后刚性圆圈234、后固定刚性圆弧壳233、后转动刚性圆弧壳236、焊接在后转动刚性圆弧壳233一端的两块后定位板237、焊接在后转动刚性圆弧壳233另一端的后基座231、焊接在后固定刚性圆弧壳233中间部位的后定位座235及底部插入后定位座235两块后侧板之间且焊接在后固定刚性圆弧壳233上的后刚性圆柱232；其中，一块后定位板237焊接在后转动刚性圆弧壳236一端一侧面，另一块后定位板237焊接在后转动刚性圆弧壳236一端另一侧面，两块后定位板237沿后转动刚性圆弧壳236中心面对称布置，且两块后定位板237上均开设有后第一销孔e1和后第二销孔e2且呈一一对应布置，同理，后定位座235两块侧板上均开设有后第一定位孔f1、后第二定位孔f2、后第三定位孔f3且呈一一对应布置。后定位座235插入两块后定位板237之间，第三连接销轴依次插入一块后定位板237上的后第二销孔e2、后定位座235上的后第三定位孔f3及另一块后定位板237上的后第二销孔从而将后转动刚性圆弧壳236与后定位座235转动连接；后车架23折叠时，后转动刚性圆弧壳236通过后定位板237上的后第二销孔e2绕后定位座235上的后第三定位孔f3转动；折叠状态时，后转动刚性圆弧壳236与后固定刚性圆弧壳233贴合，后第一销孔e1与后第二定位孔f2对齐并通过销定位防止回转；展开状态时，后第一销孔e1与后第一定位孔f1对齐并通过销定位；本实施例中，后转动刚性圆弧壳233用以定位前轮，为使受力合理，后转动刚性圆弧壳233的弧度>80度。

另外，后方钢222的另一端固定在后刚性圆柱232上，前方钢221的另一端开设有与碗组216配合安装的u型槽227，从而将前车架与后车架通过中间折叠部分安装连接。同时，后刚性圆圈234的中间宽度>无辐条后轮的宽度，后刚性圆圈234侧面有定位无辐条后轮的且沿圆周均匀分布的若干个后固定孔2341。

本发明无辐条可折叠自行车折叠后可与无辐条前轮、无辐条后轮贴合，使整车折叠后体积更小，折叠后体积只有轮的体积大小，远小于传统自行车折叠后体积。

如图13所示无辐条后轮40包括后钢圈41、后轮胎42及若干个定位齿轮43，后钢圈41的圆形内壁凸台44上设有一圈内啮合齿轮45，定位齿轮43两侧的齿轮定位板47夹持后钢圈41的凸台44，定位齿轮43中部的外啮合齿轮与后钢圈41的内啮合齿轮45相啮合。后固定孔2341的个数与定位齿轮43的个数相同，每个定位齿轮43通过齿轮轴46与后固定孔2341定位连接，从而实现无辐条后轮定位如图15。

如图14所示的变速机构30包括刚性笼32与变速齿轮系31，整套变速机构通过刚性笼32下端的翼板321固定在后车架上。将自行车变速机构布置在无辐条后轮40内圈中，充分利用无辐条后轮40内的空间，使得整体车架较传统自行车长度缩小了三分之一。

如图15所示变速齿轮系31包括提速齿轮33、输入齿轮34、多套变速齿轮组及输出齿轮38，其中，提速齿轮33包括主齿轮331及副齿轮332，副齿轮332的轴穿过主齿轮331的中心轴孔，副齿轮332与主动轮311啮合，将动力输入变速机构，主齿轮331同输入齿轮34啮合，实现提速和将动力传入变速齿轮组。

每套变速齿轮组包括一个带孔花键36、一级变速齿轮35及与一级变速齿轮35啮合的二级变速齿轮37，每套变速齿轮组的一级变速齿轮35的齿数均不同从而实现变速；如图16所示每个带孔花键36包括圆形薄板361、设置在圆形薄板361板面中间部位的花键362、开设在圆形薄板361板面中心的花键轴孔364及花键轴孔364圆周面的键槽363；如图17所示，每个一级变速齿轮35的中间部位开设有与带孔花键的花键362相配合的键孔351，键孔351的厚度为该一级变速齿轮厚度的一半，且在键孔351的中心部位开设有穿过一级轴50的齿轮轴孔352，一级变速齿轮35通过键孔351与带孔花键36配合安装；同时，如图18所示，一级轴50上设有个数与变速齿轮组套数相等的导向平键51，一级轴50的一端均穿过输入齿轮34的中心轴孔、每套变速齿轮组的带孔花键36的花键轴孔361和一级变速齿轮35的齿轮轴孔352，二级轴60的一端均穿过输出齿轮38的中心轴孔、每套变速齿轮组的二级变速齿轮37，且带孔花键36上的键槽363与导向平键51配合，使带孔花键可以在导向平键上左右滑动。

工作时，输入齿轮34通过键将动力输入一级轴50，通过一级轴50上的一级变速齿轮35传递给二级变速齿轮37，二级变速齿轮37通过键将动力传入二级轴60，输出齿轮为模数同无辐条后轮40上内啮合齿轮45相同的齿轮且同内啮合齿轮45啮合，使得二级轴60带动输出齿轮38将动力输出到无辐条后轮40上。整车驱动使用齿轮驱动，使得结构简单、工作可靠，效率比传统的链传动高，提高了自行车运动的机械效率，同时避免了链条老化脱落、出现噪音、需要频繁润滑和张紧的问题；本发明使用带孔花键和导向平键连接动力轴与不同档位齿轮，使得体积更小、更轻便，且整个变速机构通过定位销与后车架定位，可以方便的更换不同速比系数的变速机构，而不是传统的固定速比系数。

变速时，骑行者通过闸线带动带孔花键36的圆形薄板361活动，使圆形薄板361带动带孔花键36在导向平键51上左右滑动。一级变速齿轮35自由转动，不受一级轴50的影响，带孔花键36通过键槽363同一级轴50一起转动；变速时，上一速比系数的变速齿轮组a中，带孔花键36a被带动向左边滑动，同相应一级变速齿轮35a脱离啮合，该一级变速齿轮35a失去动力，变速齿轮组a停止工作。在所需要速比系数变速齿轮组b中，带孔花键36b被闸线带动向右滑动，同相应一级变速齿轮35b啮合，将动力传入该一级变速齿轮35b中，继而带动二级变速齿轮37b。