[发明专利]可针对上坡、下坡和/或山地道路状况更改的自行车

说明书

技术领域

本发明涉及一种在可变坡度和/或可变不平度的山地道路（trail）状况下骑的自行车。

现有技术

在本技术领域中的现有技术自行车包括如下的由若干组件共同形成的功能系统：运动系统（具有组件：前轮、后轮、传动组件）、骑车人定位系统（具有：把手组件、座位组件、踏板组件）和框架系统（具有：前叉、框架、尾部），这些系统的状况与街道和道路自行车的现有技术系统的状况相同，差别仅在于其组件的尺寸、形状和刚度。

这些自行车可以是弹簧悬挂的，这意味着这种自行车的尾部可动地附连到框架和/或其伸缩式前叉由相互滑动的部件构成，并且自行车具有减震悬挂系统（包括一个或多个悬挂组件），该减震悬挂系统使可动尾部与框架和/或使伸缩式前叉的上部与其底部互连。所述悬挂系统能增设有用于其锁定或调节的调节系统（基于调节单元，这些调节单元是调节悬挂组件的部件，例如美国专利7708296,7722069）。

非弹簧（刚性、硬的）框架系统由于其较小的重量和较高的刚度从而产生较高的踏蹬效率，因而对于较平的表面和较陡的爬坡更为有利。

所述弹簧框架系统的优点是在下坡或在崎岖的山地道路状况下、特别是在弯道中由减震提供的舒适度以及骑车时车轮与地面的改善的接触。弹簧框架的缺点在于其较低的刚度。

调节系统使框架系统在纵向中心平面内的刚度借助锁定悬挂系统或改变其柔度来变化。这结合了弹簧和非弹簧自行车的优点。?然而，在平稳道路上和在上山爬坡时对悬挂的锁定保持自行车的侧向刚度不被加强，尽管通常如此，但在这种状况下大多期望较高的刚度。特别是当控制单元不在把手上时，手动控制调节系统是具有挑战性的，这在频繁变化的山地道路状况下骑车时、当行驶情况严苛以及当大多期望频繁的柔度调节时是特别不利的。

目前的调节系统不提供可能有用的特征，这些特征像是响应于超限加载而自动接入悬挂系统，将框架系统锁定在选定的升高行程位置或将几何形状调节成使悬挂单元的完全挤压不会妨碍到根据需求预先确定的最大升高高度。

常见的骑车人定位系统的缺点在于车座（除了座杆高度设置外）、底部支架和把手相对于框架系统（其框架或前叉）的固定位置。这对于在轴距上适应骑车人的重心以消除在下坡骑车时的向前倾翻风险或者在上坡骑车时防止前轮抬起来说仅给出有限的选择。另一缺点在于在不平地面上或下坡山地道路或跃起时不能抬高底部支架。这种抬高将减小踏板（脚蹬）曲柄碰到地面起伏上的风险。

存在使骑车人定位系统适应的已知方案，例如调节车座组件（美国专利7775588,7703846,5149034；US20070018424,20lo0327641）、踏板组件（美国专利7854440）、联接的车座和踏板组件(EP1551693)、把手组件（美国专利5357826,7699332,US20060202442）或者通过活塞来变化几何形状（美国专利7182358）。然而，这些方案的益处比它们在较差刚度、重量空气动力学和性能方面的缺点来说小得多，特别是如果这些组件在骑车时不可调节或者如果它们不能与标准传动组件一起使用。这表现在它们在市场中较少出现。

包括单个链（或驱动轴）的常见传动组件允许踏板组件和弹簧悬挂的后轮之间的距离仅作有限变化。其底部支架通常牢固地附连到框架，该框架由于其刚度最适于抵抗来自踏板曲柄的侧向应力。后弹簧悬挂的框架系统需要尾部及其接头的这种几何形状，该几何形状确保底部支架（框架上）和后轮（可动尾部上）之间距离的任何变化不超过传动组件所能承受的范围。还必须防止尾部由于链条拉动而运动，以消除踏蹬效率的损失。

所述可动尾部通常实施成在链拉动轴线处附连到框架的摆臂或者铰接的四个或多个杆组件（美国专利7566066,7891688,7658394,7703788;US20lo0327556,20lo0lo2531,20090261556）。第一方案的优势在于它较为简单，第二方案的优势在于由于其较高的推进效率和减震效率。后悬挂的效率取决于其升高方向与来自地面波动的冲击方向的重合率、弹簧升高长度和弹簧柔性对车轮冲击的充分性以及除了车轮冲击外对其它的力无响应性。

通过将具有滑动销的尾部附连到框架或者通过将踏板组件以可动方式附连到框架可以进一步加强带悬挂的自行车的效率。