箱式折叠电动自行车

技术领域

本发明涉及折叠电动自行车，尤其是一种箱式折叠电动自行车。

背景技术

箱式折叠电动车，具有如下不足：

1、无法满足电动自行车GB/17761-2018国家相关技术标准的要求，例如没有链条脚踏机构；

2、收纳状态到骑行状态，或骑行状态到收纳状态的转换需要人工完成，自动化程度低，转变时间长，操作复杂；

3、前后轮间距小，上路骑行不安全，易发生交通事故，无法上牌。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有箱式折叠电动车操作复杂、骑行不可靠和不安全的问题，提供一种箱式折叠电动自行车。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种箱式折叠电动自行车，包括箱体，所述箱体的前后两侧具有开口，箱体中设置有升降机构和可伸缩车身，所述升降机构连接箱体和可伸缩车身，所述可伸缩车身包括前轮组件和后轮组件，前轮组件和后轮组件分别从箱体前后两侧的开口中直线伸出，进行展开，升降机构分别作用在箱体和可伸缩车身上，抬升箱体使箱体离开地面。

前后轮都可以从箱体中伸出，提高了前后轮间距，使得骑行更加稳定，安全。

进一步的，所述箱体的升降机构包括升降驱动机构和升降导向机构，所述升降驱动机构包括电动推杆、第一连杆和第二连杆，第一连杆的上端铰接在箱体上，第一连杆的下端铰接在第二连杆的上端，第二连杆的下端铰接在可伸缩车身上，电动推杆的一端铰接在第一连杆的上端，电动推杆的另一端铰接在可伸缩车身上，第一连杆和第二连杆之间具有限位结构，用于在第一连杆和第二连杆打开至过死点后对第一连杆和第二连杆进行限位，电动推杆与第一连杆的铰接点和第一连杆与箱体的铰接点错开，用于使电动推杆可通过伸出动作推动第一连杆旋转，使处于折叠状态的第一连杆和第二连杆打开至过死点；升降导向机构用于对箱体相对可伸缩车身升降进行导向。

过死点的设计使得升高的箱体具有更高的承载力。

进一步的，所述的后轮组件具有撑脚机构，箱体内具有配套的撑脚打开机构，撑脚机构安装在后轮组件上，用于支撑展开的箱式折叠电动自行车；撑脚机构包括连接基座和撑脚，撑脚旋转安装在连接基座上，撑脚具有打开状态和关闭状态，在脚撑旋转至打开状态时，脚撑处于指向地面的位置，用于支撑展开的箱式折叠电动自行车，在脚撑旋转至关闭状态时，脚撑抬离地面，处于向车后倾斜的位置；撑脚打开机构具有一个挡在撑脚进出箱体路径上的弹性拨动臂，在后轮组件直线伸出箱体的过程中，处于关闭状态的撑脚碰触到弹性拨动臂，使弹性拨动臂拨动撑脚旋转至打开状态，在后轮组件直线缩回箱体的过程中，处于打开状态的撑脚碰触到弹性拨动臂，使弹性拨动臂拨动撑脚旋转至关闭状态，弹性拨动臂通过弹性变形让位撑脚进出箱体。

脚撑机构在撑脚打开机构的拨动下在进出箱体时自动处于打开状态和关闭状态，使用方便，撑脚机构在箱体处于关闭状态可以起到让位作用，方便箱体内部部件的安装或腾出箱体内部空间。

进一步的，所述的连接基座的外缘具有第一定位面和第二定位面，撑脚上套装通过复位弹簧复位的复位滑块，复位弹簧带动复位滑块顶在第一定位面时将撑脚定位在打开状态，复位弹簧带动复位滑块顶在第二定位面时将撑脚定位在关闭状态，撑脚与连接基座之间还具有限位结构，用于在撑脚处于打开状态时限制撑脚向车前一侧旋转。

进一步的，所述撑脚打开机构包括拨动块和扭簧，扭簧套在箱体内的安装轴上，扭簧的一个扭臂作为弹性拨动臂，扭簧的另一个钮臂固定在箱体上，弹性拨动臂上具有拨动块。

进一步的，所述的可伸缩车身还包括链条脚踏机构，用于通过链条和脚踏驱动后轮组件的后轮，链条脚踏机构包括前牙盘、后飞轮、链条和脚踏，前牙盘位于箱体内，后飞轮安装在后轮上驱动后轮，链条套在前牙盘和后飞轮上，前牙盘的上下两侧各设置一个链条限位件，用于将链条限制在前牙盘上，前牙盘的链条限位件位于前牙盘的链条进出位置，后飞轮的上下两侧各设置一个链条限位件，用于将链条限制在后飞轮上，后飞轮的链条限位件位于后飞轮的链条进出位置，脚踏位于箱体的外部，与前牙盘的中轴可拆卸地连接。

进一步的，所述的前轮组件包括可折叠车把机构、前轮、前叉和前电动伸缩套管装置，前轮安装在前叉上，前叉安装在前电动伸缩套管装置的伸出段的前部；所述的后轮组件包括后轮、后叉和后电动伸缩套管装置，后轮安装在后叉上，后叉安装在后电动伸缩套管装置的伸出段的后部，前电动伸缩套管装置和后电动伸缩套管装置都包括伸缩套管和驱动伸缩套管伸缩的电动丝杆驱动机构，电动丝杆驱动机构的丝杆位于伸缩套管内，前电动伸缩套管装置和后电动伸缩套管装置的伸缩套管的非伸出段上下层叠的组装在一起。

进一步的，所述的可折叠车把机构通过向前折叠的方式进行折叠，可折叠车把机构包括U形车把支撑架、折叠立管和可折叠手柄，U形车把支撑架的下端通过折叠立管和前叉连接，可折叠手柄安装在U形车把支撑架的两个侧臂的上端，可折叠手柄通过自身的折叠结构向下折叠并与U形车把支撑架的两个侧臂并拢在一起，U形车把支撑架的侧臂之间的空隙为前轮让位间隙，用于在可折叠车把机构折叠后使前轮可穿过U形车把支撑架。该向前折叠的可折叠车把机构的设计即方便了折叠操作，而且可以减少对箱体空间的占用。

进一步的，所述的升降导向机构为导柱导向机构，导柱导向机构有4个，分别位于箱体的四角，导柱导向机构包括导柱和套在导柱上的导套，导柱固定在箱体上，导套固定在可伸缩车身上；所述的升降驱动机构有两套，分别位于可伸缩车身的左右两侧。

进一步的，升降机构为电动升降机构，可伸缩车身为电动可伸缩车身，可伸缩车身通过电动方式使前轮组件和后轮组件直线伸出。

为增强箱体结构，进一步的，箱体包括箱体外壳和支撑箱体外壳的内部骨架结构，所述的内部骨架机构包括上骨架、下骨架和和四根导柱，上骨架和下骨架通过四根导柱连接，四根导柱位于箱体内的四角位置；四根导柱上均套装有一个导套，导套固定在可伸缩车身上。

进一步的，箱体包括箱体外壳和支撑箱体外壳的内部骨架结构，所述的内部骨架机构包括上骨架、下骨架和和四根导柱，上骨架和下骨架通过四根导柱连接，四根导柱位于箱体内的四角位置；四根导柱上均套装有一个导套，导套固定在可伸缩车身上。

进一步的，箱体的底部安装有滚轮，箱体的顶部安装鞍座。

本发明的有益效果是，本发明的一种箱式折叠电动自行车，首先整车满足电动自行车GB/17761-2018国家相关技术标准；能满足用户路权行驶、短途使用、地铁出行、旅游、出差等短途便捷出行，其次优化了整车的转换过程，除可折叠车把机构的展开和脚蹬的安装需要手动外，其他的折叠收纳转换都由电机完成，自动化程度高，操作简单，整个转换过程耗时短。综上所述本发明具有安全性高、操作简单、骑行稳定和结构可靠的特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明完成收纳后的结构示意图。

图2是本发明箱体的结构示意图。

图3是可伸缩车身收纳在内部骨架结构时的结构示意图。

图4是箱体内部骨架结构的结构示意图。

图5到图7是升降机构的结构示意图。

图8是中轴和安装架的结构示意图。

图9到图12是可伸缩车身的结构示意图。

图13和图14是撑脚机构和撑脚打开机构配合的使用状态图。

图15是撑脚打开机构的结构示意图。

图16是撑脚机构的结构示意图。

图17到图19是可折叠车把机构的结构示意图。

图20是脚踏的安装示意图。

图21和图22是骑行状态时的结构示意图。

图23是收纳状态时的结构示意图。

图中：1.箱体，2.前轮，3.后轮，4.前丝杆螺母，5.前伸缩套管，6.后伸缩电机，7.前叉，8.后丝杆，9.前丝杆，10.后叉，11.前伸缩电机，12.中轴， 13.前牙盘，14.链条，15.后伸缩套管，16.导柱，17.电动推杆，18.限位结构，19.导套，20.后丝杆螺母，21.滚轮，22.脚踏，23.第一定位面，24.第二定位面，25.第三定位面，26.鞍座，27.合页，28.门板，29.后飞轮，30.折叠关节， 31.复位弹簧，32.撑脚，33.第一连杆，34.第二连杆，35.复位滑块，36.卡套，37.锁扣，38.可折叠手柄，39.U形车把支撑架，40.连轴，41.后限位柱上，42. 后限位柱下，43.前限位柱上，44.前限位柱下，45.垫片，46.连接基座，47.扭簧，48.压缩弹簧，49.连接座，50.前阻尼弹簧，51.后阻尼弹簧，52.拨动块， 53.上骨架，54.下骨架，55.防护套管，56.安装架，57.加强连杆。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1到图23所示的一种箱式折叠电动自行车，主要包括箱体、升降机构、可伸缩车身和可伸缩车身的可折叠车把机构：

一、箱体1

箱体1用于容纳折叠的可伸缩车身，升降机构和可伸缩车身位于箱体1内，箱体1的顶部安装鞍座26，使用者坐在箱体1的鞍座26上，当然也可以省略鞍座26，使用者直接坐在箱体1上，图1和图2中箱体1的前后两侧是开口，通过开口在箱体1中安装可伸缩车身，前后轮都可以从箱体1中伸出，提高了前后轮间距，使得骑行更加稳定，安全。

箱体1和可伸缩车身之间安装升降机构；前后两侧的开口处通过合页27铰接安装对开门式的门板28，前后两侧一共四块门板28，安装门板28可以使箱体1的外观更加美观，也可以防止异物进入箱体1中影响使用。

为了进一步的提高产品的智能化程度以及折叠收纳转换完全电动，门板28 和箱体1的铰接处安装电驱单元，由电驱单元驱动门板28的开合，一个门板28 安装一个电驱单元一共四个，四个电驱单元同步开合，电驱单元为现有的市购产品，电驱单元的电机转动带动门板28转动，转动到位后电机停止转动，呈现门板28的全开状态或门板28的闭合状态，通过控制电机的正转或反转来实现门板28的开合。

箱体1包括箱体外壳和支撑箱体外壳的内部骨架结构，内部骨架机构包括上骨架53、下骨架54和四根导柱16，上骨架53和下骨架54通过四根导柱16 连接，四根导柱16位于箱体1内的四角位置。

为了便于收纳后箱体1的移动，在箱体1的底部安装滚轮21，滚轮21具体为四个万向轮，四个万向轮安装在箱体1的四角的内侧位置，让位箱体1的下骨架53，万向轮安装在箱体1底部的内凹腔内，这种设计能有效的降低箱体1 离地高度，减小升降机构的升降行程，缩短展开和收纳的时间，也可以减小升降机构占用箱体1内的空间，同时降低整个产品的重心可以使箱体1在移动时不易侧翻。

二、升降机构

升降机构用于升降箱体1并将骑行时骑行者的体重分担引导向箱体1和可伸缩车身上；升降机构包括升降驱动机构和升降导向机构。升降驱动机构有两套，位于可伸缩车身的左右两侧。

升降驱动机构包括电动推杆17、第一连杆33和第二连杆34，第一连杆33 的上端铰接在箱体1上，第一连杆33的下端铰接在第二连杆34的上端，第二连杆34的下端铰接在可伸缩车身上，电动推杆17的一端铰接在第一连杆33的上端，电动推杆17的另一端铰接在可伸缩车身的中轴12上，第一连杆33和第二连杆34之间具有限位结构18，用于在第一连杆33和第二连杆34打开至过死点后对第一连杆33和第二连杆34进行限位，电动推杆17与第一连杆33的铰接点和第一连杆33与箱体1的铰接点错开，用于使电动推杆17可通过伸出动作推动第一连杆33旋转，使处于折叠状态的第一连杆33和第二连杆34打开至过死点。过死点的设计使得升高的箱体具有更高的承载力。

升降导向机构用于对箱体1相对可伸缩车身升降进行导向，升降导向机构采用导柱导向机构，导柱导向机构有4个，分别位于箱体1的四角，导柱导向机构包括导柱16和套在导柱16上的导套19，导套19固定在可伸缩车身上。

电动推杆17安装在安装架56的外侧，安装架56有两个，安装架56的底部开设有圆孔，圆孔中安装轴承，轴承中安装中轴12，安装架56的上部和可伸缩车身连接，前牙盘13和链条14位于两个安装架56的中间位置，安装架56 的外侧是用于安装电动推杆17固定端的安装孔位。

三、可伸缩车身

可伸缩车身是骑行主体，包括前轮组件和后轮组件，前轮组件和后轮组件分别从箱体1前后两侧的开口中直线伸出或缩回，进行展开或收纳。

前轮组件包括可折叠车把机构、前轮2、前叉7和前电动伸缩套管装置，前电动伸缩套管装置包括前伸缩套管5和前电动丝杆驱动机构，前伸缩套管5一般为两段或三段，本实施例为两段式的前伸缩套管5，一段为固定段，另外一段为伸出段，前轮2安装在前叉7上，前叉7安装在前伸缩套管5的伸出段的前部，前电动丝杆驱动机构用于驱动前伸缩套管5伸缩；前电动丝杆驱动机构包括前丝杆螺母4、前丝杆9、前伸缩电机11和前阻尼弹簧50，前伸缩电机11安装在前伸缩套管5的固定段的后端，前丝杆9由前伸缩电机11驱动转动，前丝杆9位于前伸缩套管5内，与前丝杆螺母4螺纹配合，前丝杆螺母4固定安装在前伸缩套管5的伸出段的后端，前阻尼弹簧50安装在前丝杆9的末端位置，前伸缩电机11带动前丝杆9转动，前丝杆9和前丝杆螺母4螺纹配合拉动或推动前伸缩套管5的伸出段向前伸出或向后缩回，当前丝杆螺母4移动至前丝杆9 的末端位置时，前丝杆螺母4开始压缩前阻尼弹簧50，当前阻尼弹簧50的反作用力大于前伸缩电机11的力时，前伸缩电机11停止转动，防止前轮2伸出或缩回到位后再过度运动损坏前伸缩电机11或影响后续使用。

后轮组件包括后轮3、后叉10和后电动伸缩套管装置，后电动伸缩套管装置包括后伸缩套管15、后电动丝杆驱动机构，后伸缩套管15一般为两段或三段，本实施例为两段式的后伸缩套管15，一段为固定段，另外一段为伸出段，后轮 3安装在后叉10上，后叉10安装在后伸缩套管15的伸出段的后部，后电动丝杆驱动机构用于驱动后伸缩套管15伸缩；后电动丝杆驱动机构包括后丝杆螺母 20、后丝杆8、后伸缩电机6和后阻尼弹簧51，后伸缩电机6安装在后伸缩套管15固定段的前端，后丝杆8由后伸缩电机6驱动转动，后丝杆8位于后伸缩套管15内，与后丝杆螺母20螺纹配合，后丝杆螺母20固定安装在后伸缩套管 15的伸出段的前端，后阻尼弹簧51安装在后丝杆8的末端位置，后伸缩电机6 带动后丝杆88转动，后丝杆8和后丝杆螺母20螺纹配合拉动或推动后伸缩套管15的伸出段向前伸出或向后缩回，当后丝杆螺母20移动至后丝杆8的末端位置时，后丝杆螺母20开始压缩后阻尼弹簧51，当后阻尼弹簧51的反作用力大于后伸缩电机6的力时，后伸缩电机6停止转动，防止后轮3伸出或缩回到位后再过度运动损坏后伸缩电机6或影响后续使用。

前伸缩套管5和后伸缩套管15的固定段一上一下的层叠固定安装在一起。

后轮组件还具有撑脚机构，箱体1内具有配套的撑脚打开机构，撑脚机构安装在后轮组件上，用于支撑展开的箱式折叠电动自行车，撑脚机构包括连接基座46和撑脚32，撑脚32旋转安装在连接基座46上，撑脚32具有打开状态和关闭状态，在脚撑32旋转至打开状态时，脚撑32处于指向地面的位置，用于支撑展开的箱式折叠电动自行车，在脚撑32旋转至关闭状态时，脚撑32抬离地面，处于向车后倾斜的位置。

撑脚打开机构具有一个挡在撑脚32进出箱体1路径上的弹性拨动臂，在后轮组件直线伸出箱体1的过程中，处于关闭状态的撑脚32碰触到弹性拨动臂，使弹性拨动臂拨动撑脚32旋转至打开状态，在后轮组件直线缩回箱体1的过程中，处于打开状态的撑脚32碰触到弹性拨动臂，使弹性拨动臂拨动撑脚32旋转至关闭状态，弹性拨动臂通过弹性变形让位撑脚32进出箱体1。

连接基座46的外缘具有第一定位面23和第二定位面24，撑脚32上套装通过复位弹簧31推动复位的复位滑块35，复位弹簧31带动复位滑块35顶在第一定位面23时将撑脚32定位在打开状态，复位弹簧31带动复位滑块35顶在第二定位面24时将撑脚32定位在关闭状态。

撑脚打开机构具体包括拨动块52和扭簧47，扭簧47套在箱体1内的安装轴上，扭簧47的一个扭臂作为弹性拨动臂，扭簧47的另一个钮臂固定在箱体1 上，弹性拨动臂上具有拨动块52。

连接基座46的外缘还可以具有第三定位面25，第三定位面25位于连接基座46第一定位面23和第二定位面24的上方，撑脚机构脚踢拨动到第三定位面 25时，撑脚32成水平状态。

撑脚32受外力作用拨动绕连接基座46转动，同时复位滑块35前端在复位弹簧31的作用下始终顶在连接基座46的外缘，复位滑块35和复位弹簧31都套在撑脚32上，复位滑块35的后端为复位弹簧31，撑脚32上还具有套在复位弹簧31外部的防护套管55。

可伸缩车身还包括链条脚踏机构，用于通过链条14和脚踏驱动后轮组件的后轮，链条脚踏机构包括前牙盘13、后飞轮29、链条14和脚踏，前牙盘13位于箱体1内，后飞轮29安装在后轮上驱动后轮3，链条14套装在前牙盘13和后飞轮29上，前牙盘13的上下两侧各设置一个链条限位件，用于将链条14限制在前牙盘13上，防止链条14在可伸缩车身收放时从前牙盘13上脱落，前牙盘13的链条限位件位于前牙盘13的链条14进出位置，后飞轮29的上下两侧各设置一个链条限位件，用于将链条14限制在后飞轮29上，防止链条14在可伸缩车身收放时从后飞轮29上脱落，后飞轮29的链条限位件位于后飞轮29的链条14进出位置，脚踏22位于箱体1的外部，与前牙盘13的中轴12可拆卸地连接。

四、可折叠车把机构

可折叠车把机构通过向前折叠的方式进行折叠，可折叠车把机构包括U形车把支撑架39和可折叠把手38，U形车把支撑架39的下端通过折叠立管和前叉7连接，可折叠把手38安装在U形车把支撑架39的两个侧臂的上端，可折叠把手38通过自身的折叠结构向下折叠与U形车把支撑架39的两个侧臂并拢在一起，U形车把支撑架39的侧臂之间的空隙为前轮2的让位间隙，用于在折叠后使前轮2可穿过U形车把支撑架39。

U形车把支撑架39与前叉7之间的折叠立管包括折叠关节30和锁扣37，U 形车把支撑架39通过折叠关节30向前翻转折叠，折叠状态的U形车把支撑架 39扣合在前轮2上还能起限位前轮2的作用。锁扣37用于在U形车把支撑架 39向上旋转打开到位后锁定折叠关节30，使可折叠车把机构成为一个牢固的整体。U形车把支撑架39的两个侧臂的上端向外延伸安装连接座49，连接座49 上铰接连轴40，连轴40上套装卡套36，连轴40的前端依次安装压缩弹簧48、垫片45和手柄，连接座49、连轴40、卡套36、压缩弹簧48、垫片45和手柄构成本实施例的可折叠把手38，压缩弹簧48和垫片45位于卡套36中，需要折叠可折叠把手38时，向外拨动卡套36露出连接座49和连轴40的铰接处，再向下按压手柄，可完成可折叠手柄的折叠；向上掰动手柄，卡套36在压缩弹簧 48的作用下套在连接座49和连轴40的铰接处，完成手柄的展开，U形车把支撑架39的U形开口处还安装有连接开口两端侧臂的加强连杆57，使得U形车把支撑架39成为一个闭合的状态，提升可折叠车把机构的强度。

升降机构、可伸缩车身和门板都为电动形式，升降机构、可伸缩车身和门板的电动控制部分连接在一起后，可以实现一键展开和折叠收纳，使用非常方便。

具体使用时

骑行展开：通过钥匙、手机APP、一键启动按钮或其他控制方式开启骑行展开程序，1、门板28的电驱单元开启门板28，门板28贴合在箱体1的两侧，露出箱体1前后两侧的开口；2、前伸缩电机11和后伸缩电机6同步转动，前轮2 从箱体1的前端伸出，后轮3从箱体1的后端伸出，撑脚机构在触碰到撑脚打开机构后，撑脚32由关闭状态拨动成打开状态，待前轮2和后轮3完全伸出后前伸缩电机11和后伸缩电机6停止转动；3、两台电动推杆17同时伸出活动端，活动端通过第一连杆33和第二连杆34使得可伸缩车身向下移动，待前轮2和后轮3接触地面后，箱体1被缓慢抬升离开地面；4、旋转可折叠车把机构、锁定锁扣37，最后打开可折叠把手38；5、将脚踏22安装到中轴12两端，骑行者坐上箱体1的鞍座26开始骑行。

折叠收纳：1、骑行者脚踢撑脚32到打开状态，通过脚撑32停好本箱式折叠电动自行车，然后根据需要拆下脚踏22；2、折叠可折叠把手38、松开锁扣 37、向前翻转可折叠车把机构，U形车把支撑架39扣在前轮2上；3、通过钥匙、手机APP、一键启动按钮或其他控制方式开启折叠收纳程序，4、两台电动推杆17同时缩回活动端，活动端通过第一连杆33和第二连杆34使得箱体1缓慢落回地面，箱体1落地后可伸缩车身向上移动，直到前轮2和后轮3离开地面一段距离；5、前伸缩电机11和后伸缩电机6同步转动，前轮2从箱体1的前端缩回，后轮3从箱体1的后端缩回，撑脚机构在触碰到撑脚打开机构后，撑脚 32由打开状态拨动成关闭状态，待完全缩回后前伸缩电机11和后伸缩电机6停止转动；5、电驱单元关闭门板28，完成本箱式折叠电动自行车的折叠收纳，用户可以推行箱体1或提着箱体1进入商场、地铁站、飞机场、火车站等地方。

以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。