一種全自動智能折疊變速電動自行車的制作方法

本發(fā)明涉及電動車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全自動智能折疊變速電動自行車。

背景技術(shù)：

電動自行車因其環(huán)保、騎行速度快在城市得到廣泛使用。隨著電動自行車的普及，電動自行車的折疊收納功能也被重視起來。目前已有若干類型的折疊電動車被研發(fā)和生產(chǎn)，但由于考慮到折疊結(jié)構(gòu)及縮小折疊后的體積等問題，目前的折疊電動車普遍存在車輪較小、車架強度較低等技術(shù)缺陷，展開后騎行時舒適度較差，對不平整路面的適應(yīng)性較差。另外，電動自行車若沒電時，騎行起來很費力，而變速自行車能多級變速，騎行方便，將兩者功能結(jié)合使用已成為當(dāng)下自行車的發(fā)展趨勢。但目前的實現(xiàn)方式大都體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，折疊后不夠美觀和整齊，在使用起來仍存在很多不方便之處。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明考慮采用平行四邊形車架結(jié)構(gòu)，增強車架強度并可以安裝大車輪和小車輪，同時，為克服手動折疊電動車費力大的問題，本發(fā)明考慮在電動車上增加電氣控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電動車的自動折疊和展開。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種全自動智能折疊變速電動自行車，包括車架、前輪組件、車把組件、后輪組件、車座組件、鏈輪傳動組件、電瓶動力部分和折疊控制部分；

所述的車架由上梁、下梁、左支架和右支架鉸接而成，其中，右支架上設(shè)有滑軌，下梁和右支架之間設(shè)有伸縮氣缸，伸縮氣缸的氣缸末端與下梁鉸接，其活塞桿末端與滑軌滑動連接；

所述的前輪組件包括前叉、前叉套管和前輪，車把組件包括車把立桿、車把開合座和握把，前叉套管下端與前叉連接，前叉套管中部通過第一轉(zhuǎn)軸與上梁前端連接，前叉套管上端與車把立桿下端通過第二轉(zhuǎn)軸連接，車把立桿上端與車把開合座下端連接，車把開合座上端與兩個握把連接；

所述的后輪組件包括后輪支撐架和后輪，后輪支撐架一端通過第三轉(zhuǎn)軸與下梁中部連接，另一端與后輪的輪軸固定連接，后輪支撐架上設(shè)有用于在騎行狀態(tài)固定后輪的定位銷；

所述的鏈輪傳動組件包括設(shè)于左支架和下梁鉸接處的前齒輪組、與后輪連接的后變速飛輪組以及與前齒輪組可拆卸連接的曲柄，前齒輪組和后變速飛輪組通過鏈條連接，曲柄末端設(shè)有腳蹬，前齒輪組和后變速飛輪組由位于握把上的變速控制按鈕控制；

所述的電瓶動力部分包括電瓶組、驅(qū)動電機和車速控制開關(guān)，電瓶組、車速控制開關(guān)與驅(qū)動電機電連接，驅(qū)動電機的輸出軸與后輪輪軸連接，車速控制開關(guān)位于握把上；

所述的折疊控制部分包括控制器、設(shè)在右支架滑軌兩端用于向控制器輸入到位停止信號的兩限位開關(guān)、用于控制伸縮氣缸動作的繼電器、用于帶動前輪組件、車把組件轉(zhuǎn)動的第一電機以及用于帶動后輪組件轉(zhuǎn)動的第二電機，第一電機和第二電機由電機驅(qū)動電路驅(qū)動，控制器與電機驅(qū)動電路之間、控制器與繼電器之間均設(shè)有光耦隔離電路；控制器上設(shè)有折疊按鈕和展開按鈕，分別用于輸入折疊控制信號和展開控制信號，折疊動作啟動或展開動作啟動后，控制器先向

伸縮氣缸輸出信號控制其動作，待車架變形到位后，控制器收到限位開關(guān)發(fā)來

的信號后再向第一電機和第二電機輸出信號控制前輪、車把和后輪的動作。

第一電機通過第一減速器與第一轉(zhuǎn)軸連接，用于帶動前叉套管及前叉、前輪轉(zhuǎn)動，第一電機通過第二減速器與第二轉(zhuǎn)軸連接，用于帶動車把立桿及握把轉(zhuǎn)動，第一減速器和第二減速器的減速比分別根據(jù)前叉套管轉(zhuǎn)動角度、車把立桿轉(zhuǎn)動角度設(shè)置，并且第一減速器和第二減速器分別位于前叉套管兩側(cè)，用于實現(xiàn)兩者在相同時間內(nèi)向相反方向轉(zhuǎn)動不同的角度到達(dá)各自的折疊位置或展開位置。

本發(fā)明通過控制器控制伸縮氣缸活塞桿的伸縮，因此可改變下梁和右支架的夾角，從而使得平行四邊形車架在矩形和菱形之間轉(zhuǎn)換，平行四邊形狀態(tài)用于騎行狀態(tài)，可增強車架強度；正方形狀態(tài)用于折疊狀態(tài)，可容納較大的車輪。本發(fā)明通過第一電機帶動前輪組件和車把組件轉(zhuǎn)動，需展開時，第一電機正轉(zhuǎn)，帶動第一減速器和第二減速器轉(zhuǎn)動，由于兩者分居前叉套管兩側(cè)，可分別通過第一轉(zhuǎn)軸帶動前叉套管順時針轉(zhuǎn)動、通過第二轉(zhuǎn)軸帶動車把立桿逆時針轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)前輪和車把的展開；同樣，需折疊時，第一電機反轉(zhuǎn)，前叉套管逆時針轉(zhuǎn)動，車把立桿順時針轉(zhuǎn)動，將前輪和車把折疊起來。而第二電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時，可帶動后輪支撐架順時針或逆時針轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)后輪的折疊或展開。

優(yōu)選的，車把開合座上端兩側(cè)通過鉸鏈與兩個握把連接，用于實現(xiàn)握把的折疊和展開。這樣，在折疊狀態(tài)，握把可向內(nèi)收，減小占用空間。

進(jìn)一步，車座組件包括車座、車座桿和車座固定手柄，車座桿一端連接車座，另一端與上梁后端鉸接，并通過車座固定手柄固定。松開車座固定手柄，車座桿即可轉(zhuǎn)動，將車座收起或展開。擰緊車座固定手柄固定住車座，以方便騎行時坐穩(wěn)。

優(yōu)選的，平行四邊形車架采用框架式結(jié)構(gòu)，上梁、下梁、左支架和右支架均由兩根平行且有一定間隔的桿組成。這樣，前輪、后輪均可以從兩平行桿中間穿過，方便折疊收納。

進(jìn)一步，前齒輪組、后變速飛輪組和鏈條位于框架的兩桿之間，曲柄和腳蹬位于框架外。

進(jìn)一步，所述下梁前后兩端各設(shè)有一組萬向輪，萬向輪通過輪臂與下梁鉸接。當(dāng)自行車處于騎行狀態(tài)時，將萬向輪折疊至與下梁平行；當(dāng)自行車處于折疊狀態(tài)時，將萬向輪展開，便于拖動自行車。

優(yōu)選的，控制器和電瓶組設(shè)于同一電瓶控制箱內(nèi)，該箱體固定在上梁上。

進(jìn)一步，右支架上設(shè)有一伸縮拉桿，用于在折疊狀態(tài)打開，拉動自行車。

優(yōu)選的，所述的折疊控制部分還包括一紅外遙控器，控制器內(nèi)設(shè)有紅外接收模塊，紅外遙控器通過紅外接收模塊與控制器通信，向其發(fā)送控制信號。可利用紅外遙控器一鍵控制自行車的折疊和展開，實現(xiàn)了全自動折疊收納。

本發(fā)明將車架基于平行四邊形結(jié)構(gòu)，既增強了車架的強度，也能容納大尺寸的車輪，提高了自行車騎行時的舒適度；同時，對前輪、后輪和車把這些需折疊的部件設(shè)計了電控裝置，從而實現(xiàn)了自行車的自動折疊和展開，提高了收納效率，也節(jié)省了使用者的力氣。另外，為該自行車設(shè)計了齒輪變速結(jié)構(gòu)和電瓶動力部分，使得自行車兼具變速自行車和電動自行車的功能，方便了自行車的騎行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明展開狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明折疊狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的控制系統(tǒng)原理框圖；

圖中，1、握把，2、車速控制開關(guān)，3、車把開合座，4、車把立桿，5、第二轉(zhuǎn)軸，6、電瓶控制箱，7、上梁，8、變速控制按鈕，9、第二減速器，10、第一轉(zhuǎn)軸，11、第一減速器，12、第一電機，13、前叉套管，14、左支架，15、前叉，16、前輪，17、前齒輪組，18、腳蹬，19、曲柄，20、下梁，21、第二電機，22、第三減速器，23、鏈條，24、定位銷，25、伸縮氣缸，26、第一限位開關(guān)，27、滑軌，28、第二限位開關(guān)，29、萬向輪，30、后變速飛輪組，31、后輪，32、驅(qū)動電機，33、右支架，34、伸縮拉桿，35、車座固定手柄，36、車座桿，37、車座，38、后輪支撐架，39、第三轉(zhuǎn)軸，40、控制器，41、展開按鈕，42、折疊按鈕，43、第一光耦隔離電路，44、繼電器，45、第二光耦隔離電路，46、電機驅(qū)動電路，47、紅外遙控器，48、紅外接收模塊。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

一種全自動智能折疊變速電動自行車，如圖1、2所示，包括車架、前輪組件、車把組件、后輪組件、車座組件、鏈輪傳動組件、電瓶動力部分和折疊控制部分。所述的車架整體呈平行四邊形，采用框架式結(jié)構(gòu)，包括上梁7、下梁20、左支架14和右支架33，四者分別由兩根平行且間隔一定距離的桿組成，并且四者在四角處鉸接，能在矩形和菱形間切換。右支架33上設(shè)有滑軌27，下梁20和右支架33之間設(shè)有伸縮氣缸25，伸縮氣缸25的氣缸末端與下梁20鉸接，其活塞桿末端與滑軌27滑動連接。右支架33一側(cè)設(shè)有一伸縮拉桿34，可在自行車折疊完畢后，拉開該伸縮拉桿，利用它拉動自行車。下梁20兩端分別通過輪臂連接有四個萬向輪29，輪臂端部與下梁鉸接，這樣可在折疊狀態(tài)打開萬向輪，拖動自行車。

所述的前輪組件包括前叉15、前叉套管13和前輪16，所述前叉15采用單臂式前叉，僅有一側(cè)的支撐架支撐前輪。車把組件包括車把立桿4、t型車把開合座3和握把1，前叉套管13下端與前叉15連接，前叉套管13中部通過第一轉(zhuǎn)軸10與上梁7前端連接，前叉套管13上端與車把立桿4下端通過第二轉(zhuǎn)軸5連接，車把立桿4上端與車把開合座3下端連接，車把開合座3上端兩側(cè)分別通過鉸鏈連接兩個握把1。

所述的后輪組件包括后輪支撐架38和后輪31，后輪支撐架38一端通過第三轉(zhuǎn)軸39與下梁中部連接，另一端與后輪的輪軸固定連接，后輪支撐架38上設(shè)有兩個用于在騎行狀態(tài)固定后輪的定位銷24。所述的電瓶動力部分包括電瓶組、驅(qū)動電機32和車速控制開關(guān)2，電瓶組、車速控制開關(guān)2與驅(qū)動電機32電連接，電瓶組位于上梁中部的電瓶控制箱6內(nèi)，車速控制開關(guān)2位于握把上，驅(qū)動電機32與后輪連接，用于帶動后輪轉(zhuǎn)動。

所述的車座組件包括車座37、車座桿36和車座固定手柄35，車座桿36一端連接車座37，另一端與上梁后端鉸接，并通過車座固定手柄35固定。

所述的鏈輪傳動組件包括前齒輪組17、后變速飛輪組30和鏈條23，前齒輪組17安裝于右支架和下梁的鉸接處，后變速飛輪組30安裝與后輪上，前齒輪組17和后變速飛輪組30通過鏈條23連接。前齒輪組的中心軸上設(shè)有曲柄19，曲柄與其可拆卸連接，曲柄19末端設(shè)有腳蹬18。前齒輪組、后變速飛輪組和鏈條位于框架的兩桿之間，曲柄和腳蹬位于框架外。前齒輪組和后變速飛輪組由位于握把上的變速控制按鈕8控制，切換各個齒輪，從而實現(xiàn)變速。

所述的折疊控制部分包括與電瓶組同時設(shè)在電瓶控制箱內(nèi)的控制器40、設(shè)在右支架滑軌兩端用于向控制器輸入到位停止信號的第一限位開關(guān)26和第二限位開關(guān)28、用于控制伸縮氣缸動作的繼電器44、用于帶動前輪組件、車把組件轉(zhuǎn)動的第一電機12以及用于帶動后輪組件轉(zhuǎn)動的第二電機21，第一電機12和第二電機21由電機驅(qū)動電路46驅(qū)動，控制器40與電機驅(qū)動電路46之間設(shè)有第二光耦隔離電路45，控制器40與繼電器44之間設(shè)有第一光耦隔離電路43。第一電機12通過第一減速器11與第一轉(zhuǎn)軸10連接，用于帶動前輪組件轉(zhuǎn)動，第一電機12通過第二減速器9與第二轉(zhuǎn)軸5連接，用于帶動車把組件轉(zhuǎn)動，第一減速器和第二減速器的減速比分別根據(jù)前叉套管轉(zhuǎn)動角度、車把立桿轉(zhuǎn)動角度設(shè)置，并且第一減速器和第二減速器分別位于前叉套管兩側(cè)，用于實現(xiàn)兩者在相同時間內(nèi)向相反方向轉(zhuǎn)動不同的角度到達(dá)各自的折疊位置或展開位置。第二電機21通過第三減速器22與第三轉(zhuǎn)軸39連接，用于帶動后輪支撐架及后輪轉(zhuǎn)動?？刂破?0上設(shè)有折疊按鈕42和展開按鈕41，分別用于輸入折疊控制信號和展開控制信號。所述的折疊控制部分還包括一紅外遙控器47，控制器內(nèi)設(shè)有紅外接收模塊48，紅外遙控器通過紅外接收模塊與控制器通信，向其發(fā)送控制信號。

當(dāng)需要折疊自行車時，按下控制器或紅外遙控器上的折疊按鈕，打開后輪支撐臂上的定位銷，控制器先控制繼電器動作，接通伸縮氣缸，伸縮氣缸的活塞桿向外伸，活塞桿的末端沿滑軌向右下方移，從而推動右支架順時針轉(zhuǎn)動，直至右支架與下梁呈直角夾角，平行四邊形車架變?yōu)榫匦螤顟B(tài)?；钊麠U的末端移到滑軌右下端時，位于此處的第一限位開關(guān)感應(yīng)后向控制器發(fā)出信號，控制器向繼電器發(fā)出中斷信號，伸縮氣缸停止動作。然后，控制器向第一電機和第二電機發(fā)出信號，由第一電機和第一減速器帶動前輪組件逆時針轉(zhuǎn)動，前輪向矩形車架內(nèi)移動，第一電機和第二減速器帶動車把組件順時針轉(zhuǎn)動，向上梁處彎曲，這樣將前輪和車把收起。同時，控制器向第二電機發(fā)出信號，第二電機和第三減速器帶動后輪組件逆時針轉(zhuǎn)動，后輪向上移動至車架中央。最后，松開車座固定手柄，將車座向下折疊，將握把向內(nèi)折疊，將曲柄和腳蹬拆下來，從而完成自行車的折疊過程。然后，拉開伸縮拉桿，展開萬向輪，可像行李箱一樣拖動自行車，方便了自行車的攜帶。

當(dāng)需要展開自行車時，先將伸縮拉桿和萬向輪折疊收起，將車座、握把打開，再按下展開按鈕，控制器先控制繼電器，讓伸縮氣缸的活塞桿先收縮，帶動右支架逆時針轉(zhuǎn)動，變成菱形。當(dāng)活塞桿末端滑到滑軌左上端時，此處的第二限位開關(guān)感應(yīng)后向控制器發(fā)出信號，伸縮氣缸停止動作。然后，控制器向第一電機和第二電機發(fā)出信號，由第一電機和第一減速器帶動前輪組件順時針轉(zhuǎn)動，前輪向前方移動，第一電機和第二減速器帶動車把組件逆時針轉(zhuǎn)動，向上升起，這樣將前輪和車把展開。同時，控制器向第二電機發(fā)出信號，第二電機和第三減速器帶動后輪組件順時針轉(zhuǎn)動，后輪向下移動，將其展開，待后輪支撐架與下梁平齊時，用定位銷固定住后輪，然后，將曲柄和腳蹬裝到前齒輪組處，從而完成自行車的展開過程。

使用者在使用該自行車時，既可通過腳蹬施力，借助變速結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)輕松騎行；也可利用電瓶助力騎行，實現(xiàn)了一車多用，健身和出行兩不誤。

需要說明的是，本發(fā)明的自行車上還可以設(shè)有控制面板或者遙控器，控制自行車的折疊和展開，因此，以上內(nèi)容均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。