[发明专利]一种具有固定水杯的碳纤维自行车架

说明书

技术领域

本发明属于固定水杯自行车架技术领域，特别是涉及一种具有固定水杯的碳纤维自行车架。

背景技术

碳纤维，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。

高性能碳纤维是高性能纤维体系中的核心，是国防与国民经济建设的关键战略材料，对国民经济发展和国防现代化建设具有重要的决定性作用。在军事领域，碳纤维是火箭、导弹、战斗机、作战装甲、海军舰船等尖端武器装备的重要基础材料；在国民经济领域，在大飞机和汽车上应用碳纤维，可减重、节油降排、抗冲击，并能提高安全性和总装效率。同时，碳纤维在建筑、通信、环保、海洋开发等领域均有广泛用途。目前，全球市场碳纤维的需求量约53500吨，其中航空航天应用占比约29%，体育休闲应用占比约14%，风电应用占比约11%，汽车应用占比约13%。而且，这种需求高速增长的状态仍在持续。

经过近10年的发展，国产碳纤维行业实现了快速发展，目前生产能力初具规模，应用领域不断拓展，已初步建立起碳纤维制造和应用的全产业链。

截至2014年底，我国已拥有碳纤维生产企业近40家，理论设计总产能达到1.96万吨。2014年，我国碳纤维产量约3700吨。2007年~2014年，我国碳纤维累计产量1.23万吨。其中，2014年，我国碳纤维总需求量约1.37万吨，其中体育休闲领域约占60%，建筑领域约占15%，其余应用在其他领域等。

碳纤维在运用在运动休闲领域中，像球杆、钓鱼竿、网球拍羽毛球拍、自行车、滑雪杖、滑雪板、帆板桅杆、航海船体等运动用品都是碳纤维的主要用户之一。碳纤维运用在日常用品，像音响、浴霸、取暖器等家用电器以及手机、笔记本电脑等电子产品也可以看到碳纤维的身影。

自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。自行车种类很多，有单人自行车，双人自行车还有多人自行车。可以作为环保的交通工具用来代步、出行；越来越多的人将自行车作为健身器材用来骑行锻炼、自行车出游；自行车本身也是一项体育竞技运动，有公路自行车赛、山地自行车赛、场地自行车赛、特技自行车比赛等。

中国不但是人口大国，同样也是自行车王国，在我国13亿人口中，78%的家庭拥有自行车，据不完全统计，我国拥有的自行车总数达4.5亿辆，然而十几年前，作为中国家庭的“老三件”，我国自行车总量达4.87亿辆，虽然目前而言，我国自行车销量增势减缓，但近十年来，自行车在人们心中的概念，正在悄悄发生转变。

不仅在中国，世界自行车行业的重心也正从传统代步型交通工具向运动型、山地型、休闲型转变，在城市休闲生活中，骑行旅游，4+2旅行成为许多人选择的方式，而全国骑行俱乐部及骑行者数量的迅猛增长，则可以看出这个行业的巨大潜力。

在全行业的共同努力和国家相关政策的推动下，自行车行业的内需市场得到进一步发展和提升。未来行业刚性需求的趋势还会存在，但总量不会有太大的变化，只是在企业间进行调整，产业增长的幅度将进入一个较为平稳期。因此，注重产品研发、品质升级的企业会赢得产业调整的空间与时间，并且将会占有更多的国内外市场。自行车是人们日常生活中不可缺少的代步工具，其造价低廉，维修简单，使用方便，深受世界各国人民喜爱,形成了巨大的自行车消费市场，随着现代社会的飞快发展，自行车已不仅仅是交通和运输工具,已具有集健身、旅游、竞赛等多种功能。自行车档次的高低取决于材料的选择和做工。典型的低、中、高档自行车构架分别由碳钢、铬钼合金及铝合金和碳纤维制造。碳纤维是一种新型的复合材料,它有重量轻、比强度高、比刚度大的优点,而且具有可设计性和易成型性,从而使设计的结构有更高的结构效率。

碳纤维车架的特征是轻、钢性好、冲击吸收性好，但是，充分发挥碳纤维的优异性能，在技术上看起来不是那么容易，各碳纤维材料厂家之间的品质差异也较大。自行车厂家考虑到成本问题，不大可能使用高等级的碳纤维来制作车架。虽然存在上述的现实问题，但是碳纤维车架还是具有其他素材所没有的优点，可以制造8、9kg左右的轻量自行车，这种碳纤维轻量自行车，登坡时最能体现其优点，登坡顺利而爽快。而不会像一些轻的铝合金车架，登坡时感到有一种向后拉的力量。碳纤维自行车车架具有以下优点：