一種可摺疊車輪的製作方法

2023-07-30 22:34:56

專利名稱：一種可摺疊車輪的製作方法
技術領域：
本發明屬於車輪技術領域，特別是一種可摺疊車輪。
背景技術：
自行車由於輕便、環保、實用方便等特點，成為人們生活中常用的代步工具，但是由於自行車體積較大，不便隨身攜帶、運輸。為此，人們對自行車進行了改進。現有技術中，已有可摺疊自行車，但是即便是進行摺疊，自行車的車輪形狀是固定的，不可進行進一步縮小，從而限制了自行車摺疊後在體積上的進一步縮小，不利於人們的攜帶。

發明內容
發明目的針對現有技術中存在的缺點，本發明的目的在於提供一種便於摺疊攜帶、節省空間的可摺疊車輪。技術方案一種可摺疊車輪，包括分段的輪圈、輪圈連接裝置、輪圈支架、輻條和軸套裝置，所述輪圈包括外胎、內胎和鋼圈；所述輪圈連接裝置包括鉸接在相鄰鋼圈之間的兩個圓錐齒輪、固定該圓錐齒輪的齒輪套、連接相鄰鋼圈的卡栓裝置和連通內胎的輪圈導氣管；所述輪圈支架包括用於支撐的伸縮杆和鉸接在伸縮杆之間的齒輪組，所述伸縮杆鉸接在輪圈連接裝置與軸套裝置之間；所述輻條的一端固定連接在鋼圈上，另一端鉸接在軸套裝置上。優選的，所述輪圈均勻分段。優選的，所述輪圈均分為偶數段，優選均分為6段或8段；所述伸縮杆和齒輪組的個數與輪圈偶數段數對應。優選的，所述輪圈各段兩端均成圓錐弧面狀，所述鋼圈的兩端均設有與圓錐齒輪固定連接的裝置，該裝置設有一貫穿孔；所述齒輪套內設有兩個突出的軸，該軸的軸心設有一貫穿孔；所述兩個圓錐齒輪分別套裝在該軸上且相互嚙合，圓錐齒輪的軸心也設有一貫穿孔；其中，所述的三個貫穿孔貫通。優選的，所述輪圈導氣管穿過所述貫穿孔，再穿過鋼圈將內胎連通。優選的，所述的輪圈導氣管是兩頭為鋼管，中間為橡膠管的氣密性裝置，並與內胎密閉連接。優選的，所述輪圈的兩端設有用於安裝卡栓裝置的凹槽；所述卡栓裝置的一端固定在輪圈的凹槽內，另一端鉸接在相鄰輪圈的凹槽內。優選的，所述伸縮杆由用於支撐的伸縮的杆和相對於杆底端旋轉的連接機構組成，所述伸縮杆的頂端鉸接在輪圈連接裝置的齒輪套上；所述齒輪組中，兩個齒輪為一組；其中，相鄰的伸縮杆連接齒輪組中不同的齒輪。優選的，所述軸套裝置包括外軸套、內軸套和配合軸套支架使用的齒輪安放裝置，所述外軸套和內軸套通過滾輪連接。本發明中，輪圈均分成段，每段輪圈有獨立的外胎、內胎和鋼圈，而內胎又非完全獨立，在完成組裝後各內胎之間不論是摺疊還是展開的狀態都是通過輪圈連接裝置中的輪圈導氣管相連；該輪圈連接裝置包括兩個圓錐齒輪、一個齒輪套、輪圈導氣管和卡栓裝置；各段輪圈的鋼圈兩端都設有與輪圈連接裝置中的圓錐齒輪固定連接的結構，圓錐齒輪底端有一與鋼圈連接的結構，該連接結構為一個略小於圓錐底面的圓柱，在圓柱之上是一個能與鋼圈兩端處連接結構相契合的類長方體結構；齒輪套內部有兩個突出軸，該軸可將兩個圓錐齒輪固定住，但兩圓錐齒輪能相對於軸轉動同時齒輪相互嚙合；卡栓裝置一端固定在鋼圈上，一端絞接在相鄰鋼圈上，可打開或者固定相鄰鋼圈，從而控制輪圈段的開合；輪圈支架包括用於支撐的伸縮杆和鉸接在伸縮杆之間的齒輪組，伸縮杆鉸接在輪圈連接裝置與軸套裝置之間，在摺疊過程中，伸縮杆隨著輪圈的運動轉動，同時伸縮杆因帶動相鄰齒輪組的轉動而帶動相鄰伸縮杆的聯動；輻條的一端固定連接在鋼圈上，另一端鉸接在軸套裝置上，軸套裝置可控制輻條的張緊與放鬆，方便摺疊。輪圈可均分為偶數段，伸縮杆和齒輪組的個數與輪圈偶數段數對應；其中輪圈段數與伸縮杆數量和齒輪組數量相等，只要滿足可摺疊即可。輪圈各段兩端均成圓錐弧面狀，這樣車輪可在輪子充氣狀態下完成摺疊展開的一系列動作，無需再加氣，同時摺疊過程中，相鄰輪圈摺疊不會對輪圈產生擠壓，順暢自然；輪圈中鋼圈的兩端與圓錐齒輪固定連接的裝置設有一貫穿孔，齒輪套內設有兩個突出的軸，該軸的軸心設有一貫穿孔，兩個圓錐齒輪分別套裝在該軸上且相互嚙合，圓錐齒輪的軸心也設有一貫穿孔，以上的三個貫穿孔貫通；輪圈導氣管穿過所述貫穿孔，再穿過鋼圈將內胎連通；綜上，輪圈導氣管穿過內胎相互連接的過程中，穿過輪圈連接裝置，在輪圈與輪圈之間形成一個類V字形的路徑；其中，輪圈導氣管是兩頭為鋼管，中間為橡膠管的氣密性裝置，其鋼管部與圓錐齒輪和鋼圈的孔固定，並與內胎密閉連接保證各段內胎通氣。卡栓裝置由兩塊可轉動連接的卡片和一緊固片組成；兩塊卡片鉸接後，有兩個自由端，其中第一自由端與鋼圈可轉動連接;第二自由端開叉呈L狀，該緊固片的兩端開叉側面呈L狀，第二自由端與緊固片開叉處相連，緊固片固定在相鄰鋼圈的凹槽內；第二自由端在車輪展開狀態時與緊固片緊密扣死，在車輪處於摺疊狀態時與鋼圈嚙合。伸縮杆由用於支撐的伸縮的杆和相對於杆部旋轉的連接機構組成，伸縮杆的一端鉸接在輪圈連接裝置的齒輪套上；齒輪組中兩個齒輪為一組；伸縮杆和齒輪組交錯並排分布在軸套裝置表面上，其中，各齒輪組中兩個齒輪的中心連線與軸套軸線平行；伸縮杆和齒輪分別與軸套可轉動連接，伸縮杆的連接結構與齒輪可轉動連接，其連接點位於伸縮杆轉動軸線與它相連的齒輪的軸線交點處；並且相鄰的伸縮杆連接齒輪組中不同的齒輪，使得伸縮杆轉動時，相鄰的齒輪轉動帶動齒輪組中另一齒輪聯動，從而帶動相鄰伸縮杆聯動；該伸縮杆杆頂部由一孔狀連接結構組成，該結構連與輪圈連接裝置可轉動連接。該軸套裝置由內軸套，外軸套和齒輪安放裝置組成，外軸套與輪圈支架各部可轉動連接，外軸套為一中空圓柱體，其表面有凸起的U形結構，分別用於安放齒輪組和伸縮杆，外軸套兩端分別有相等數量的孔，以軸套軸線為對稱線對稱分布且垂直於軸線，內軸套也為一中空的圓柱體,一端為內齒輪結構,該齒輪結構的直徑大於內軸套主體圓柱體直徑且略小於外軸套內壁的直徑，內軸套從側面看呈T形，在內軸套主體部分兩側有一向內凹陷圓環形結構，在該圓環形結構表面的法線方向設有孔，該孔在圓環形結構表面以圓環的軸為對稱軸環形對稱均勻排布，該孔從凹陷部分一直穿出內軸套兩側，輻條穿過外軸套的孔一直穿到內軸套兩端的凹陷部分，再通過內軸套兩端的孔嵌入銷釘將輻條固定，內外軸套用滾輪連接，齒輪安放裝置由圓柱形齒輪套、齒輪蓋、齒輪、齒輪和卡片組成，用於安放齒輪。工作原理摺疊本發明的可摺疊車輪時，首先將輪圈連接裝置上的卡栓拉下至可摺疊模式，旋轉軸套裝置上的齒輪使輻條處於放鬆狀態，此時相鄰的輪圈段之間可通過輪圈連接裝置轉動，同時可通過輪圈支架中伸縮杆的旋轉帶動與之鉸接的齒輪組轉動；然後選定兩個相鄰輪圈段，兩隻手分別握住所選圈段並將其向下對摺旋轉，此時這兩個輪圈段之間的輪圈連接裝置中兩個圓錐齒輪嚙合相對於軸轉動，同時所選定的輪圈段各自相鄰的輪圈段受牽動開始運動，使得與該相鄰圈段的相連的另一圓錐齒輪轉動，該圓錐齒輪的轉動能帶動與之嚙合的圓錐齒輪轉動，接著傳遞給下一個相鄰的輪圈段，以此聯動，使得每個輪圈逐漸豎起；伸縮杆頂部由一孔狀連接結構組成，該結構與輪圈連接裝置轉動連接，在選定的輪圈逐漸豎起垂直於原所在平面的過程中，由於選定輪圈之間的伸縮杆的轉動，帶動軸套支架中相鄰齒輪組的轉動，使得該伸縮杆的相鄰伸縮杆逆向轉動，以此類推，發生聯動反應，此時伸縮杆逐漸偏離原來所在平面並與軸套裝置所在平面形成一定的夾角，最終趨於垂直；最後在輪圈外周用力向軸套裝置中心推壓，伸縮杆受力順應收縮，軸套裝置逐漸被輪圈及伸縮杆包裹在摺疊中心；在這個過程中，輻條因其柔軟的特性，跟隨輪圈的摺疊路徑較為規則地收起在輪圈的包圍內，各輪圈段通過輪圈連接裝置以及輪圈支架同時向內摺疊收縮成類橄欖球形狀。展開摺疊後的本發明可摺疊車輪時，選定兩個相鄰輪圈段，需稍發力將兩段恢復展開時連接方式，車輪便產生與摺疊時的逆運動，最終展開成整圓，然後將卡栓拉上卡主至展開模式，最後旋轉軸套裝置上的齒輪使輻條處於拉緊狀態，即完成車輪展開。有益效果與現有技術相比，本發明的可摺疊車輪，通過將輪圈均勻分段，採用輪圈連接裝置、輪圈支架、輻條和軸套裝置配合聯動，不僅使得車輪在摺疊、收納簡便，節省空間的同時，便於攜帶，同時該車輪結構簡單、緊湊，易於保養和維護。


圖1是本發明車輪展開圖2是本發明車輪輪圈連接裝置的圖3是本發明車輪卡栓裝置部位的圖4是本發明車輪軸套裝置部位的圖5是本發明車輪軸套裝置部位的側視圖6是本發明軸套裝置的立體圖7是本發明車輪摺疊過程中的圖8是本發明車輪摺疊好後的主視圖9是本發明車輪摺疊好後的俯視圖10是本發明車輪摺疊好後的仰視圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。
如圖1-6，該可摺疊車輪，包括輪圈1，輪圈連接裝置2、輪圈支架3、輻條4和軸套裝置5。其中，輪圈I均分為六段，輪圈I各段均各自包括外胎11、內胎和鋼圈12 ;其中輪圈連接裝置2包括兩個圓錐齒輪21、齒輪套22、卡栓裝置23和輪圈導氣管，其中，圓錐齒輪21軸心設有一貫穿孔，齒輪套22上設有兩個突出的成六十度角的軸，且圓錐齒輪22分別鉸接在該軸上且相互嚙合，該軸的軸心設有一貫穿孔，以上圓錐齒輪21軸心的貫穿孔和該軸的軸心的貫穿孔重合，輪圈導氣管通過該孔將輪圈內胎連接起來；卡栓裝置23由兩塊卡片231和一緊固片232組成；每個輪圈的兩端都設有連接機構與圓錐齒輪21相連；輪圈支架3包括六根伸縮杆31和六個齒輪組32，每個齒輪組32包括兩個齒輪；軸套裝置5包括外軸套51、內軸套52和齒輪安放裝置53 ;輻條4固定連接在輪圈和軸套裝置5之間。其中，輪圈I兩端設有連接機構與圓錐齒輪21相連；伸縮杆31由可伸縮的杆和可相對杆部旋轉的連接結構組成，該連接結構為一圓柱體，其一端有垂直於圓柱體軸線的孔;齒輪組32中的齒輪兩端都有突出的軸，且一端的軸突出明顯，在端頭處有一與軸線垂直的孔，齒輪兩個為一組，並排排在軸套5的表面上，與軸套軸線平行，伸縮杆31和齒輪組32分別與軸套5可轉動連接，其中伸縮杆31和齒輪組32交錯分布，伸縮杆31的連接結構與軸套可轉動連接，其連接點位於伸縮杆31轉動軸線與它相連的齒輪的軸線交點處，並且相鄰的伸縮杆31連接齒輪組32不同的齒輪，該伸縮杆31主體由三節可伸縮的杆組成，杆頂部由一孔狀結構組成，該孔狀結構與輪圈連接裝置可轉動連接。同時，該軸套裝置5由外軸套51、內軸套52和齒輪安放裝置53組成，外軸套51與輪圈支架3各部可轉動連接，外軸套51為一中空圓柱體，其表面有凸起的U形結構，分別用於安放齒輪組32和伸縮杆31，外軸套5兩端分別有三十個孔，以軸套軸線為對稱線對稱分布且垂直於軸線，內軸套52也為一中空的圓柱體,一端為內齒輪結構，該齒輪結構的直徑大於內軸套52主體圓柱體直徑且略小於外軸套51內壁的直徑，內軸套52從側面看呈T形，在內軸套52主體部分兩側有一向內凹陷圓環形結構，在該圓環形結構表面的法線方向有30個孔，該孔在圓環形結構表面以圓環的軸為對稱軸環形對稱均勻排布，該孔從凹陷部分一直穿出內軸套52兩側，輻條4穿過外軸套51的孔一直穿到內軸套52兩端的凹陷部分，再通過內軸套兩端的孔嵌入銷釘將輻條固定；內外軸套通過滾輪連接。齒輪安放裝置53由圓柱形齒輪套531、齒輪蓋532、齒輪533和齒輪534和卡片組成，圓柱形齒輪套表面有三個圓孔，其中兩個用於安放齒輪，另一個供車軸穿過；齒輪蓋表面有5個孔，其中四個為圓孔，用於固定齒輪、車軸和卡片，另一個孔為一呈圓弧狀的條形孔，其圓心位於固定卡片的孔的圓心處；齒輪533在主體(主體為一齒輪結構)兩端有突出的軸部，其中一面的軸的末端也有齒輪結構，該齒輪結構穿過圓柱形齒輪套其中的一個孔與內軸套一端的內齒輪嚙合，齒輪534主體(主體為一齒輪結構)兩端也有突出的軸,其中一面的軸的直徑略小於主體的直徑，大於另一面軸的直徑，該軸有一長方體的中空部分，另一面的軸有齒輪結構，該齒輪結構與齒輪533的主體齒輪嚙合，齒輪534固定在圓柱形齒輪套和齒輪蓋的孔中，卡片呈半圓弧狀，一端有一鉤狀結構，該結構與齒輪534的主體齒輪哨合後可固定其運動,另一端有一突出的圓柱體，該圓柱體可穿過圓柱形齒輪套的圓弧狀的條形通孔，通過移動該圓柱體而達到固定和鬆開齒輪534的作用，在貼近鉤狀結構的部位有一孔，該孔與齒輪蓋表面的孔通過銷釘固定，使得卡片可繞該孔旋轉，通過齒輪安放裝置53，當旋轉齒輪534時就可使內外軸套做相對運動；輻條4為柔軟的鋼絲部件，輻條4穿過外軸套裝置兩端的孔狀結構再與輪圈固定連接，通過內外軸套的相對運動從而達到輻條4在張緊和放鬆兩個狀態間的轉換。工作過程如圖7-10，摺疊本發明的可摺疊車輪時，首先將輪圈連接裝置2上的卡栓23拉下至可摺疊模式，旋轉軸套裝置5上的齒輪使輻條4處於放鬆狀態，此時相鄰的輪圈段之間可通過輪圈連接裝置2轉動，同時可通過輪圈支架3中伸縮杆的31旋轉帶動與之鉸接的齒輪組32轉動；然後選定兩個相鄰輪圈段，兩隻手分別握住所選圈段並將其向下對摺旋轉，此時這兩個輪圈段之間的輪圈連接裝置2中兩個圓錐齒輪21嚙合相對於軸轉動，同時所選定的輪圈段各自相鄰的輪圈段受牽動開始運動，使得與該相鄰圈段的相連的另一圓錐齒輪轉動，該圓錐齒輪的轉動能帶動與之嚙合的圓錐齒輪轉動，接著傳遞給下一個相鄰的輪圈段，以此聯動，使得每個輪圈逐漸豎起；伸縮杆31頂部由一孔狀連接結構組成，該結構與輪圈連接裝置2轉動連接，在選定的輪圈I逐漸豎起垂直於原所在平面的過程中，由於選定輪圈I之間的伸縮杆的轉動，帶動軸套支架中相鄰齒輪組的轉動，使得該伸縮杆的相鄰伸縮杆逆向轉動，以此類推，發生聯動反應，此時伸縮杆逐漸偏離原來所在平面並與軸套裝置5所在平面形成一定的夾角，最終趨於垂直；最後在輪圈I外周用力向軸套裝置5中心推壓，伸縮杆31受力順應收縮，軸套裝置5逐漸被輪圈I及伸縮杆包裹在摺疊中心；在這個過程中，輻條4因其柔軟的特性，跟隨輪圈I的摺疊路徑較為規則地收起在輪圈I的包圍內，各輪圈段通過輪圈連接裝置以及輪圈支架同時向內摺疊收縮成類橄欖球形狀。展開摺疊後的本發明可摺疊車輪時，選定兩個相鄰輪圈段，需稍發力將兩段恢復展開時連接方式，車輪便產生與摺疊時的逆運動，最終展開成整圓，然後將卡栓23拉上卡主至展開模式，最後旋轉軸套裝置5上的齒輪使輻條4處於拉緊狀態，即完成車輪展開。
權利要求
1.一種可摺疊車輪，其特徵在於包括分段的輪圈(I)、輪圈連接裝置(2)、輪圈支架(3)、輻條(4)和軸套裝置(5)，所述輪圈(I)包括外胎(11)、內胎和鋼圈(12);所述輪圈連接裝置(2)包括鉸接在相鄰鋼圈(12)之間的兩個圓錐齒輪(21)、固定該圓錐齒輪(21)的齒輪套(22)、連接相鄰鋼圈的卡栓裝置(23)和連通內胎的輪圈導氣管；所述輪圈支架(3)包括用於支撐的伸縮杆(31)和鉸接在伸縮杆(31)之間的齒輪組(32)，所述伸縮杆(31)鉸接在輪圈連接裝置(2)與軸套裝置(5)之間；所述輻條(4)的一端固定連接在鋼圈(12)上，另一端鉸接在軸套裝置(5)上。
2.根據權利要求1所述的一種可摺疊車輪，其特徵在於所述輪圈(I)均勻分段。
3.根據權利要求1所述的一種可摺疊車輪，其特徵在於所述輪圈(I)均分為偶數段， 優選均分為6段或8段；所述伸縮杆(31)和齒輪組(32)的個數與輪圈偶數段數對應。
4.根據權利要求1所述的一種可摺疊車輪，其特徵在於所述輪圈(I)各段兩端均成圓錐弧面狀，所述鋼圈(12)的兩端均設有與圓錐齒輪(21)固定連接的裝置，該裝置設有一貫穿孔；所述齒輪套(22)內設有兩個突出的軸，該軸的軸心設有一貫穿孔；所述兩個圓錐齒輪(21)分別套裝在該軸上且相互嚙合，圓錐齒輪的軸心也設有一貫穿孔；其中，所述的三個貫穿孔貫通。
5.根據權利要求4所述的一種可摺疊車輪，其特徵在於所述輪圈導氣管穿過所述貫穿孔，再穿過鋼圈(12)將內胎連通。
6.根據權利要求5所述的一種可摺疊車輪，其特徵在於所述的輪圈導氣管是兩頭為鋼管，中間為橡膠管的氣密性裝置，並與內胎密閉連接。
7.根據權利要求1所述的一種可摺疊車輪，其特徵在於所述輪圈(I)的兩端設有用於安裝卡栓裝置(23)的凹槽；所述卡栓裝置(23)的一端固定在輪圈的凹槽內，另一端鉸接在相鄰輪圈的凹槽內。
8.根據權利要求1所述的一種可摺疊車輪，其特徵在於所述伸縮杆(31)由用於支撐的伸縮的杆和相對於杆底端旋轉的連接機構組成，所述伸縮杆(31)的頂端鉸接在輪圈連接裝置(2)的齒輪套(22)上；所述齒輪組(32)中，兩個齒輪為一組；其中，相鄰的伸縮杆(31) 連接齒輪組(32)中不同的齒輪。
9.根據權利要求1所述的一種可摺疊車輪，其特徵在於所述軸套裝置(5)包括外軸套(51)、內軸套(52)和配合軸套支架(3 )使用的齒輪安放裝置(53 )，所述外軸套(51)和內軸(52)套通過滾輪連接。
全文摘要
本發明公開了一種可摺疊車輪，屬於車輪技術領域，該車輪包括分段的輪圈、輪圈連接裝置、輪圈支架、輻條和軸套裝置，所述輪圈包括外胎、內胎和鋼圈；所述輪圈連接裝置包括鉸接在相鄰鋼圈之間的兩個圓錐齒輪、固定該圓錐齒輪的齒輪套、連接相鄰鋼圈的卡栓裝置和連通內胎的輪圈導氣管；所述輪圈支架包括用於支撐的伸縮杆和鉸接在伸縮杆之間的齒輪組，伸縮杆鉸接在輪圈連接裝置與軸套裝置之間；所述輻條的一端固定連接在鋼圈上，另一端鉸接在軸套裝置上。本發明的可摺疊車輪，摺疊、收納簡便，節省空間，同時結構簡單、緊湊，易於保養和維護。
文檔編號B60B19/00GK102991267SQ20121057915
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者蔣祖貴, 史昀珂 申請人:東南大學