新型折疊自行車的研究與設計

王治雄

(黃岡職業(yè)技術學院機電學院，湖北黃岡438002)

1 研究背景

新型折疊自行車所擁有的零污染、低碳環(huán)保、空間利用率小、攜帶方便等諸多優(yōu)點，在我國的現擁擠交通狀態(tài)下，以及國家十二五規(guī)劃大力提倡的綠色出行、低碳環(huán)保的社會環(huán)境中，就使其成為越來越多人出行的新選擇。

目前，市場上出售的自行車品種繁多，如公路自行車、山地自行車、旅游自行車、家用自行車等，眾多的自行車都存在一個明顯的問題，就是攜帶非常不便，這無疑給使用者帶來麻煩，尤其是在這個高速發(fā)展的時代，因此，人們迫切需要一種結構簡單，使用靈活，便于隨意攜帶、儲放的家用自行車。

2 設計方案與特點

圖1 自行車使用狀態(tài)結構示意圖

圖2 自行車折疊狀態(tài)結構示意圖

2.1 設計方案

方案一:采用雙叉設計。

方案二:采用單叉設計。

2.2 方案特點及方案確定

各方案優(yōu)缺點比較如表1。

表1 各方案優(yōu)缺點比較

為了克服自行車現有的一些弊端，提供一種構思新穎，結構簡潔合理，能輕松折疊和展開，攜帶和使用方便舒適，極易推廣普及，市場前景廣闊的折疊自行車，綜上述比較，確定方案二進行設計。

方案二是:它包括車把、前后車輪、鞍座、月牙形車身、驅動裝置、剎車裝置和鎖緊裝置等部分，車把通過車把旋轉軸安裝于首管的頂部，首管的下端一側與穿插在月牙形車身前端軸孔的前叉軸通過連接軸相連，由鎖緊扣固定，前車輪固定安裝在前叉上，剎車裝置由安裝在車輪軸上的剎車片和安裝前叉上的剎車塊構成，剎車塊通過剎車拉線與安裝在車把上的剎車手把相連，月牙形車身前部內設置了有滑槽的旋轉軸，由滑動固定銷進行固定。

車體后部是由后車輪、連接板和驅動裝置和剎車裝置構成，連接板的一端設有軸孔套裝在月牙形車身后部的旋轉軸上，后車輪軸安裝在連接板端部的軸孔內，月牙形車身尾部設有鞍座升降軸，其端部通過鞍座旋轉軸固定安裝鞍座，月牙形車身中間設有安裝傳動軸的折疊軸承座，并設有彈簧鎖緊裝置。

驅動裝置是由齒輪、轉軸、鏈輪、曲柄、腳蹬、鏈條組成，驅動鏈輪與安裝在傳動軸上的齒輪采取二級嚙合結構，傳動軸的兩端安裝曲柄，曲柄上設有放置腳蹬的孔洞，腳蹬通過腳蹬旋轉軸安置于曲柄端部，后車輪軸上的棘輪通過鏈條與鏈輪相連。

后車輪上的剎車片與安裝于連接板上的剎車塊通過剎車線與車把上的剎車手把構成后輪剎車裝置。

3 設計圖紙

基于UG軟件對方案中的新型折疊自行車各個零部件進行造型設計，最后對零部件進行裝配，從而得到如圖3自行車立體效果和圖4自行車折疊效果圖。

圖3 自行車立體效果圖

圖4 自行車折疊效果圖

四、功能實現與折疊過程

如圖1和圖2所示，采用線流形鋼管制作月牙形車身9，車把1通過車把旋轉軸28安裝于首管2的頂部，首管2的下端一側與穿插在月牙形車身9前端軸孔的前叉4軸通過連接軸23相連，由鎖緊扣3固定。

剎車片5由車把1通過首管2連接到前車輪6，用剎車片來控制剎車。驅動系統(tǒng)是由齒輪、轉軸、鏈輪14、曲柄12、腳蹬13、鏈條15等組成，驅動鏈輪14是由安裝在傳動軸26上的齒輪帶動鏈輪14轉動，傳動軸26的兩端安裝曲柄12，曲柄12上設有放置腳蹬13的孔洞，腳蹬13通過腳蹬軸安置于曲柄12端部，可以折疊放置于孔洞內。打開后用力腳踩腳蹬13帶動傳動軸26轉動，安裝在傳動軸26上的齒輪隨之轉動，齒輪帶動鏈輪14轉動，通過鏈條使后車輪軸17上的棘輪轉動，驅動后車輪旋轉達到前進之目的。

具體實施折疊過程:前車輪6部分繞月牙形車身9內部的旋轉軸24旋轉與月牙形車身9重合，后車輪19部分繞月牙形車身9上的旋轉軸30旋轉與月牙形車身9重合構成的可折疊式結構，月牙形車身9中部設有安裝傳動軸26的可折疊軸承座11，該處彈簧鎖緊裝置10，鎖緊時連接到月牙形車身9起緊固作用，松開時則可與后車輪19等一起折疊。

本設計的折疊方式較傳統(tǒng)折疊自行車，折疊和展開過程較簡單、容易操作，折疊后占用空間小，方便儲存與攜帶。

本款新型折疊自行車已獲得國家專利，不僅結構簡潔合理，能夠輕松折疊和展開，具有攜帶方便和使用舒適等優(yōu)點，而且能夠給使用者帶來更加便利的生活，具有廣泛的市場前景，其應用將會產生良好的社會效益和經濟效益。

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