一种倾斜四轮自行车的制作方法

[0001]
本实用新型涉及自行车技术领域，具体涉及一种倾斜四轮自行车。


背景技术：

[0002]
自行车是一种以脚踩踏板为动力、绿色环保的交通工具。随着自行车的普及，各种新型的自行车应运而生。目前常见的自行车为二轮、三轮、四轮，特别是倾斜四轮自行车，由于其行驶安全平稳、载重大，越来越受到人们青睐，但是人们在骑行倾斜四轮自行车时发现，由于倾斜四轮自行车的前后两对车轮，都是安装在同一根转轴上同步转动的，因而当倾斜四轮自行车在铺装路面高速行驶需要转弯时，或行驶在不平整的地形表面时，就会由于内侧车轮与外侧车轮需要的滚动半径不同，但又无法实现不同的转速，从而容易导致车轮出现滑拖现象，使自行车出现行驶操控困难，刹车制动性能降低，行驶平稳性变差等安全隐患，影响骑行效果和骑行安全。


技术实现要素：

[0003]
针对上述问题，本实用新型的目的在于，本实用新型的目的在于，提供一种可适用于多种地形，行驶安全平稳，易于操控，载重大的倾斜四轮自行车。
[0004]
具体技术方案如下：
[0005]
一种倾斜四轮自行车，包括车架、转向系统、减震系统、动力系统、制动系统、一对前车轮、一对后车轮，所述车架由前架体、主架体、后架体构成；在主架体上部设有坐垫; 主架体下部安装有脚踏板；其特征在于：还包括分别安装前架体两侧的一对前悬架与分别安装后架体两侧的一对后悬架；所述前悬架由前轮轴、上摇臂一、下摇臂一构成；所述前轮轴上安装有前车轮；所述上摇臂一的一端铰接在前架体上部侧面，另一端铰接在前轮轴上部；所述下摇臂一位于上摇臂一下方，下摇臂一的一端铰接在前架体下部侧面，另一端铰接在前轮轴下部；所述后悬架由后轮轴、上摇臂二、下摇臂二构成；所述后轮轴上安装有后车轮；所述上摇臂二的一端铰接在后架体上部侧面，另一端铰接在后轮轴上部；所述下摇臂二位于上摇臂二下方，下摇臂二的一端铰接在后架体下部侧面，另一端铰接在后轮轴下部。
[0006]
进一步地，所述主架体为π型结构。
[0007]
进一步地，所述上摇臂一、上摇臂二都为u型结构；所述下摇臂一、下摇臂二都为v型结构。
[0008]
进一步地，所述转向系统由连接板、转向套筒、转向纵拉杆、转向把、中央摇臂、转向臂、转向横拉杆、万向节、鱼眼杆；所述连接板为两块并分别固定在两前轮轴上；所述转向套筒为外壁固定在前架体顶部后侧的空心筒体；所述转向纵拉杆竖向套设在转向套筒内并可在转向套筒内转动，转向纵拉杆的上下两端都伸出转向套筒外，在转向纵拉杆外侧设有限制转向纵拉杆在转向套筒内纵向移动的环形块；所述转向把横向固定在转向纵拉杆顶部；所述中央摇臂垂直固定在转向纵拉杆底部，在中央摇臂端部套接有转向轴承一；所述转向臂上端纵向固定在转向轴承一底部并可随转向轴承一转动，在转向臂下端套接有转向轴
承二；所述转向横拉杆中部横向固定在转向轴承二侧面上并可随转向轴承二转动；所述转向横拉杆两端分别与万向节的一端连接；所述万向节的另一端分别与鱼眼杆的一端连接；所述鱼眼杆的另一端通过螺栓可转动的安装在连接板上。
[0009]
进一步地，在转向套筒顶部与底部内侧安装有滚珠轴承；所述转向纵拉杆套设固定在滚珠轴承内并可在滚珠轴承内转动。
[0010]
进一步地，所述减震系统由前减震机构与后减震机构组成；所述前减震机构由调节板、摆动轴承一、横杆一、减震器一、吸震弹簧一、复位弹簧一构成；所述调节板上端固定在转向套筒上，下端固定在前架体顶部，在调节板上纵向的设有调节槽；所述摆动轴承一通过穿过调节槽的螺栓紧固在调节板上，在螺栓松开的情况下，摆动轴承一可沿着调节槽上下移动；所述横杆一中部固定在摆动轴承一底侧并与两前车轮的中心连线平行，横杆一两端分别位于两前悬架上方；所述减震器一的数目为两个并分别对应设置在两前悬架上方，减震器一的上端铰接在横杆一的一端，另一端铰接在下摇臂一靠近前车轮的部位上；所述吸震弹簧一套设在减震器一外且其上下两端分别固定在减震器一顶部与底部外侧；所述复位弹簧一数目为两根并分别对应设置在两前悬架上方，复位弹簧一的上端固定在横杆一端部，另一端固定在前架体底部；所述后减震机构由摆动轴承二、横杆二、减震器二、吸震弹簧二、复位弹簧二构成；所述摆动轴承二竖向安装在后架体的一根与后轮轴垂直并位于两后悬架上方的架杆上；所述横杆二横向固定在摆动轴承二上并与两后车轮的中心连线平行，横杆二两端分别位于两后悬架上方；所述减震器二的数目为两个并分别对应设置在两后悬架上方，减震器二的上端铰接在横杆二的一端，另一端铰接在下摇臂二靠近后车轮的部位上；所述吸震弹簧二套设在减震器二外且其上下两端分别固定在减震器二顶部与底部外侧；所述复位弹簧二数目为两根并分别对应设置在两后悬架上方，复位弹簧二的下端固定在横杆二端部，另一端固定在后架体顶部。
[0011]
进一步地，所述动力系统为人力驱动装置或电动驱动装置。
[0012]
进一步地，所述电动驱动装置由安装在后架体内的蓄电池与变速器、内置在后车轮内的驱动电机、安装在转向套筒外的电源开关、安装在转向把上的变速控制开关构成。
[0013]
进一步地，所述人力驱动装置包括轴承套管、主动轴、旋转臂、主动齿轮、从动轴、从动齿轮、主动链条、飞轮、链轮、从动链条、轮套管；所述轴承套管为固定在主车架底部且其内设有轴承的中空管体；所述主动轴安装在轴承套管内并可转动，主动轴两端伸出轴承套管外；所述旋转臂数目为两根且一端分别固定在主动轴两端，两根旋转臂间的夹角为180
°
；所述脚踏板数目为两根分别安装在旋转臂另一端上；所述主动齿轮固定在主动轴一端上并可转动；所述从动轴通过轴承座可转动的安装在后架体底部前侧；所述从动齿轮固定在从动轴上并与主动齿轮位于同一平面上；所述主动链条的一端安装在主动齿轮上，另一端安装在从动齿轮上；飞轮的数目为两个并分别安装在从动轴两端；所述链轮的数目为两个并分别安装在两轮套管上，位于车架同一侧的链轮与飞轮处于同一平面上；所述从动链条一端安装在飞轮上，另一端安装在链轮上。人力驱动装置与电动驱动装置可单独存在，也可分开存在；所述轮套管套设在后轮轴上并可转动，轮套管外侧与后车轮固定连接。主动齿轮、从动轴、从动齿轮、飞轮、链轮都为单向离合器。
[0014]
进一步地，所述人力驱动装置还包括链条自动张紧器（采用目前自行车上常用的链条自动张紧器，用于收紧链条）；链条自动张紧器上端安装在后架体底部并位于飞轮与链
轮之间（采用螺栓固定），链条自动张紧器的下端设有卡在从动链条底部的收紧齿轮(与从动链条啮合)。
[0015]
本实用新型的前悬架与后悬架可根据地形自动抬高放低，适用于多种地形，而且行驶安全平稳，易于操控，载重大，兼具自行车的敏捷性和汽车的安全性，双悬臂配置，可确保四个车轮同时侧倾行进，最大倾斜度可达45度，同时保持完成的抓地力以及行驶时的稳定性与舒适性。
附图说明
[0016]
图1为本实用新型一种倾斜四轮自行车的结构示意图；
[0017]
图2为本实用新型一种倾斜四轮自行车未安装车轮时的结构示意图；
[0018]
图3为本实用新型一种倾斜四轮自行车中车架的结构示意图；
[0019]
图4为本实用新型一种倾斜四轮自行车中前悬架及前减震机构的结构示意图；
[0020]
图5为本实用新型一种倾斜四轮自行车中后悬架及后减震机构的的结构示意图；
[0021]
图6为本实用新型一种倾斜四轮自行车中转向机构的结构示意图；
[0022]
图7为图6中a处的局部放大图；
[0023]
图8为本实用新型一种倾斜四轮自行车中后悬架在不同地形下的结构示意图;
[0024]
图9为本实用新型一种倾斜四轮自行车的动力系统中电动驱动装置的电路图；
[0025]
图10为本实用新型一种倾斜四轮自行车的动力系统中人力驱动装置的结构示意图；
[0026]
图中所示：1-车架、101-前架体、102-主架体、103-后架体、2-坐垫、3-脚踏板、4-前车轮、5-转向系统、501-连接板、502-转向套筒、503-转向纵拉杆、504-转向把、5065-中央摇臂、506-转向臂、507-转向横拉杆、508-万向节、509-鱼眼杆、5010-转向轴承一、5011-转向轴承二、6-前减震机构、601-调节板、602-调节槽、603-摆动轴承一、604-横杆一、605-减震器一、606-吸震弹簧一、607-复位弹簧一、7-后减震机构、701-摆动轴承二、702-横杆二、703-减震器二、704-吸震弹簧二、705-复位弹簧二、8-后车轮、9-前悬架、901-前轮轴、902-上摇臂一、903-下摇臂一、10-后前悬架、1001-后轮轴、1002-上摇臂二、1003-下摇臂二、1101-轴承套管、1102-主动轴、1103-旋转臂、1104-主动齿轮、1105-轴承座、1106-从动轴、1107-从动齿轮、1108-主动链条、1109-飞轮、1110-从动链条、1111-链条自动张紧器、1112-链轮、1113-轮套管。
具体实施方式
[0027]
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0028]
须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质
变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0029]
如图1所示本实用新型的一种倾斜四轮自行车，包括车架1、转向系统5、减震系统、动力系统、制动系统（制动系统采用，常规的电动车或自行车所用的碟刹系统，即刹车盘、刹车片、制动器安装在车轮轮轴上，刹车把手安装在转向把504上，刹车把手与制动器通过包套钢丝绳连接，按压刹车把手，即可实现刹车）、一对前车轮4、一对后车轮8。
[0030]
如图3所示，所述车架1由前架体101、主架体102、后架体103构成。所示前架体101呈长方体框架结构。所述主架体102为π型结构，后架体103内部可设置置物箱，用于放置物品或蓄电池等。
[0031]
如图1、图2所示，在主架体102上部设有坐垫2，坐垫下部设有固定在主架体102上用于安装与支撑坐垫2的安装架，安装架可参照常规自行车的结构，可升降; 主架体102下部安装有脚踏板3，脚踏板3用于放脚，可固定式的（不可转动），也可是转动式的。
[0032]
如图1、图2、图4、图5所示，所示倾斜四轮自行车还包括分别安装前架体101两侧的一对前悬架9（左右前轮各对应设置一个）与分别安装后架体103两侧的一对后悬架10（左右前轮各对应设置一个）；所述前悬架9由前轮轴901、上摇臂一902、下摇臂一903构成；所述前轮轴901上安装有前车轮4；所述上摇臂一902的一端铰接在前架体101上部侧面，另一端铰接在前轮轴901上部；所述下摇臂一903位于上摇臂一902下方，下摇臂一903的一端铰接在前架体101下部侧面，另一端铰接在前轮轴901下部；所述后悬架10由后轮轴1001、上摇臂二1002、下摇臂二1003构成；所述后轮轴1001上安装有后车轮8；所述上摇臂二1002的一端铰接在后架体103上部侧面，另一端铰接在后轮轴1001上部；所述下摇臂二1003位于上摇臂二1002下方，下摇臂二1003的一端铰接在后架体103下部侧面，另一端铰接在后轮轴1003下部。所述上摇臂一902、上摇臂二1002都为u型结构；所述下摇臂一903、下摇臂二1003都为v型结构。
[0033]
左右两组前悬架9形成了一个平行四边形结构；左右两组后悬架109也形成了一个平行四边形结构。易于操作，而且能保持平稳。
[0034]
如图6所示，所述转向系统5由连接板501、转向套筒502、转向纵拉杆503、转向把504、中央摇臂505、转向臂506、转向横拉杆507、万向节508、鱼眼杆509；所述连接板501为两块并分别固定在两前轮轴901上（左右前轮轴901各一块）；所述转向套筒502为外壁固定在前架体101顶部后侧的空心筒体；所述转向纵拉杆503竖向套设在转向套筒502内并可在转向套筒502内转动（转向纵拉杆503与转向套筒502的结构与连接关系等同于目前常规自行车或电动自行车上的相应结构与连接关系），转向纵拉杆503的上下两端都伸出转向套筒502外，在转向纵拉杆503外侧设有限制转向纵拉杆503在转向套筒502内纵向移动的环形块；所述转向把504横向固定在转向纵拉杆503顶部；所述中央摇臂505垂直固定在转向纵拉杆503底部，在中央摇臂505端部套接有转向轴承一5010，转向轴承一5010侧立；所述转向臂506上端纵向固定在转向轴承一5010底部并可随转向轴承一5010转动，在转向臂506下端套接固定有转向轴承二5011，转向轴承二5011平放；所述转向横拉杆507中部横向固定在转向轴承二5011侧面上并可随转向轴承二5011转动；所述转向横拉杆507两端分别与万向节508的一端连接；所述万向节508的另一端分别与鱼眼杆509的一端连接（鱼眼杆509一端为环形，另一端为杆状，此处是与鱼眼杆509杆状端连接）；所述鱼眼杆509的另一端通过螺栓可转动的安装在连接板501上。转向轴承一5010与转向轴承二5011都为滚珠轴承。
[0035]
进一步地，在转向套筒502顶部与底部内侧安装有滚珠轴承；所述转向纵拉杆503套设固定在滚珠轴承内并可在滚珠轴承内转动（减小转向套筒502与所述转向纵拉杆503间的摩擦）。
[0036]
如图1、2、4、5所示，所述减震系统由前减震机构与后减震机构组成。
[0037]
如图4所示，所述前减震机构6由调节板601、摆动轴承一603、横杆一604、减震器一605、吸震弹簧一606、复位弹簧一607构成；所述调节板601上端固定在转向套筒502上，下端固定在前架体101顶部，在调节板601上纵向的设有调节槽602；所述摆动轴承一603通过穿过调节槽602的螺栓紧固在调节板601上，在螺栓松开的情况下，摆动轴承一603可沿着调节槽602上下移动；所述横杆一604中部固定在摆动轴承一603底侧并与两前车轮4的中心连线平行，横杆一604两端分别位于两前悬架9上方；所述减震器一605的数目为两个并分别对应设置在两前悬架9上方（减震器一605采用常规的电动车用减震器），减震器一605的上端铰接在横杆一604的一端，另一端铰接在下摇臂一903靠近前车轮4的部位上；所述吸震弹簧一606套设在减震器一605外且其上下两端分别固定在减震器一605顶部与底部外侧；所述复位弹簧一607数目为两根并分别对应设置在两前悬架9上方（用于辅助两前悬架9及前减震机构6发生偏移后的复位操作），复位弹簧一607的上端固定在横杆一604端部，另一端固定在前架体101底部。摆动轴承一603为滚珠轴承。
[0038]
如图5所示，所述后减震机构7由摆动轴承二701、横杆二702、减震器二703、吸震弹簧二704、复位弹簧二705构成；所述摆动轴承二701竖向安装在后架体103的一根与后轮轴1001垂直并位于两后悬架10上方的架杆上；所述横杆二702横向固定在摆动轴承二701上并与两后车轮8的中心连线平行，横杆二702两端分别位于两后悬架10上方；所述减震器二703的数目为两个并分别对应设置在两后悬架10上方（减震器二703采用常规的电动车用减震器），减震器二703的上端铰接在横杆二702的一端，另一端铰接在下摇臂二1003靠近后车轮8的部位上；所述吸震弹簧二704套设在减震器二703外且其上下两端分别固定在减震器二703顶部与底部外侧；所述复位弹簧二705数目为两根并分别对应设置在两后悬架10上方，复位弹簧二705的下端固定在横杆二702端部，另一端固定在后架体103顶部（用于辅助两后悬架10及后减震机构7发生偏移后的复位操作）。摆动轴承二701为滚珠轴承。
[0039]
如图8所示为自行车在不同地形下，后悬架10自动进行变形适应地形时的结构示意图：
[0040]
图8内（a）图为在水平直道上行驶时，后悬架10及后减震机构7结构图示意图。
[0041]
图8内（b）图为其中自行车一个后车轮8遇到台阶或障碍物时，后悬架10及后减震机构7自适应形变图，图中所示，左后车轮8抬高，左侧的上摇臂二1002与下摇臂二1003也随之抬高，下摇臂二1003抬高的同时，同步推动后减震机构7左侧的减震器二703抬高，推动横杆二702左端向上移动，横杆二702绕摆动轴承二701转动，由于右侧后车轮8水平着地，限制了右侧上摇臂二1002与下摇臂二1003向下的转动，为适应横杆二702的转动，后减震机构7右侧的减震器二703就随之向左侧转动。在过掉台阶或障碍物后，在后车轮8自身重力以及复位弹簧二705作用下，后悬架10及后减震机构7重新复位成图8内（a）图所示状态。
[0042]
图8内（c）图为自行车在行驶过程中，过弯道时的后悬架10及后减震机构7自适应形变图，图8内（c）图为左转弯道时，由于离心力作用，车架向左偏转，后悬架及后车轮随之向左偏转，将部分离心力转换成对地的压力，增加车轮的抓地力，避免车体滑出路面。同样
在路面正常（路面平直）后，在后车轮8自身重力以及复位弹簧二705作用下，后悬架10及后减震机构7重新复位成图8内（a）图所示状态。
[0043]
同理，前车轮4及前悬架9的自适应原理也类同于如图8所示形态。
[0044]
进一步地，所述动力系统为人力驱动装置或电动驱动装置。
[0045]
进一步地，所述电动驱动装置由安装在后架体103内的蓄电池与变速器、内置在后车轮8内的驱动电机、安装在转向套筒502外的电源开关、安装在转向把504上的变速控制开关构成。当然，还可相应的增加车灯等附件。其电路图如图9所示。
[0046]
如图10所示，所述人力驱动装置包括轴承套管1101、主动轴1102、旋转臂1103、主动齿轮1104、从动轴1106、从动齿轮1107、主动链条1108、飞轮1109、链轮1112、从动链条1110、轮套管1113；所述轴承套管1101为固定在主车架102底部且其内设有轴承的中空管体；所述主动轴1102安装在轴承套管1101内并可转动，主动轴1102两端伸出轴承套管1101外；所述旋转臂1103数目为两根且一端分别固定在主动轴1102两端，两根旋转臂1103间的夹角为180
°
；所述脚踏板3数目为两根分别安装在旋转臂1103另一端上；所述主动齿轮1104固定在主动轴1102一端上并可转动；所述从动轴1106通过轴承座1105可转动的安装在后架体103底部前侧；所述从动齿轮1107固定在从动轴1106上并与主动齿轮1104位于同一平面上；所述主动链条1108（环形密闭链条）的一端安装（啮合）在主动齿轮1104上，另一端安装在从动齿轮1107上；飞轮1109的数目为两个并分别安装在从动轴1106两端；所述链轮1112的数目为两个并分别安装在两轮套管1113上，位于车架1同一侧的链轮1112与飞轮1109处于同一平面上；所述从动链条1110（环形密闭链条）一端安装（啮合）在飞轮1109上，另一端安装在链轮1112上；所述轮套管1113套设在后轮轴1001上并可转动（轮套管1113内部也安装有轴承，后轮轴1001固定在轴承内圈内），轮套管1113外侧与后车轮8固定连接。人力驱动装置与电动驱动装置可单独存在，也可分开存在。人的脚不停的踩踏脚踏板，带动主动轴1102及主动齿轮1104转动，通过主动链条1108传动，使从动齿轮1107与从动轴1106转动，进而带动两飞轮1109转动，通过从动链条1110传动后，链轮1112也随之转动，带动与其连接固定的后车轮8的轮套管1113随之转动，轮套管1113的转动的同时，后车轮8就跟着同步转动。
[0047]
进一步地，所述人力驱动装置还包括链条自动张紧器1111（采用目前常用的链条自动张紧器）；链条自动张紧器1111上端安装在后架体103底部并位于飞轮1109与链轮1112之间，链条自动张紧器1111的下端设有卡在从动链条1110底部的收紧齿轮。
[0048]
本实用新型的保护范围不限于具体实施方式所公开的技术方案，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均落入本实用新型的保护范围。

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