[實用新型]基于變胞機構的折疊自行車

有效

• 申請號: 201420357606.6
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN203996669U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 李樹軍;梁洪啟
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B62K15/00
• 分類號: B62K15/00
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 刁佩德

1.一種基于變胞機構的折疊自行車，包括基本部件車架、鞍座、車把、前叉、前輪和前軸、后輪和后軸、中軸和鏈傳動以及附屬部件，其特征在于：所述車架采用由前管、立叉、上梁和下梁組成的可變結構的多邊形變胞折疊機構，通過結構的幾何約束、力約束或者兩者的組合約束，在xoy平面或者垂直xoy平面構成具有確定運動的工作構型，并在作業過程中保持這種構型；車架的前管固定有上、下接頭，前叉上端穿過前管與車把配裝，下端與前輪和前軸配裝，立叉上端設置有配裝鞍座的后接頭，下端與后輪和后軸配裝，上梁包括順序鉸接在前管上接頭與立叉后接頭之間的上鉸接桿、上轉向鉸接頭，下梁包括順序連接在一起的平叉、中接頭、后下轉向鉸接頭、下鉸接桿、前下轉向鉸接頭和限位鉸接桿，下梁端部平叉的一端利用軸套組裝在與立叉下端配裝的后輪和后軸上，平叉另一端與配裝中軸和鏈傳動的中接頭固定連接，下梁另一端限位鉸接桿的端部與前管下接頭鉸接。

2.根據權利要求1所述的基于變胞機構的折疊自行車，其特征在于：所述可變結構的多邊形變胞折疊機構中結構的幾何約束包括：設置在上鉸接桿與上轉向鉸接頭鉸接端限制轉動副運動的提供安全鎖定的輔助限位夾，設置在前管下接頭與限位鉸接桿鉸接的轉動副下方限制轉動副運動的限位柱，設置在限位鉸接桿與前下轉向鉸接頭鉸接的轉動副上方限制轉動副運動的后限位檔，設置在中接頭與后下轉向鉸接頭鉸接的轉動副上方限制轉動副運動的前限位檔，設置在立叉內側位于后輪和后軸上方限制平叉繞軸套軸線轉動的內限位檔。

3.根據權利要求1或2所述的基于變胞機構的折疊自行車，其特征在于：所述可變結構的多邊形變胞折疊機構轉換為正常騎乘的穩定整體工作構型，車架的上梁順序鉸接的上鉸接桿、上轉向鉸接頭，在幾何約束輔助限位夾和加載在鞍座的力約束的組合約束下，下梁順序連接在一起的各構件在幾何約束前限位檔、后限位檔和加載在配裝中軸和鏈傳動的中接頭的力約束的組合約束下，形成相互不能在xoy平面運動的整體剛性構件，位于同一xoy平面的上鉸接桿、下鉸接桿兩端的轉動副軸線中心線不重合。

4.根據權利要求1或2所述的基于變胞機構的折疊自行車，其特征在于：所述可變結構的多邊形折疊機構轉換為在xoy平面折疊機構的初始狀態折疊構型，車架的上轉向鉸接頭與前管上接頭鉸接的轉動副軸線、限位鉸接桿與前管下接頭鉸接的轉動副軸線、限位鉸接桿與前下轉向鉸接頭鉸接的轉動副軸線、中接頭與后下轉向鉸接頭鉸接的轉動副軸線、組裝在平叉一端的軸套與立叉下端配裝的后輪和后軸組成的轉動副軸線，均垂直于同一xoy平面；解除加載在鞍座和中接頭的力約束以及解除上梁的幾何約束輔助限位夾，驅動下梁的下鉸接桿上移，帶動中接頭與后下轉向鉸接頭鉸接的轉動副轉動，通過逆時針轉矩的作用，使平叉繞軸套與立叉下端配裝的后輪和后軸組成的轉動副轉動，同時通過順時針轉矩的作用，帶動限位鉸接桿繞限位鉸接桿與前下轉向鉸接頭鉸接的轉動副轉動，直至位于同一xoy平面下梁的下鉸接桿向上梁的上鉸接桿方向移動，即完成在垂直xoy平面折疊機構的折疊準備。

5.根據權利要求1或2所述的基于變胞機構的折疊自行車，其特征在于：所述可變結構的多邊形折疊機構轉換為在xoy平面折疊機構的終止狀態折疊構型和垂直xoy平面折疊機構的折疊構型，在車架的平叉繞轉動副轉動至立叉的幾何約束內限位檔以及限位鉸接桿繞轉動副轉動至前管下接頭的幾何約束限位柱的約束下，使同一xoy平面的轉動副軸線中心距相等的上梁的上鉸接桿與下梁的下鉸接桿，移動至兩桿的轉動副軸線中心線相互重合時止，可變結構的多邊形折疊機構轉換為在xoy平面折疊機構的終止狀態折疊構型；然后分別以上鉸接桿和下鉸接桿兩端的轉動副相重合的軸線為中心，向垂直xoy平面順序折疊至前輪和前軸、后輪和后軸位于同一軸線上，即完成垂直xoy平面折疊機構的折疊構型。

6.根據權利要求1所述的基于變胞機構的折疊自行車，其特征在于：所述下梁的中接頭前部固定有套筒，中軸和鏈傳動配裝在套筒內，并通過固定在中軸兩端的帶有腳蹬的曲柄驅動鏈輪和鏈條，帶動配裝在后軸和后輪上的飛輪驅動后軸和后輪轉動。