用于自行车的电驱动修理架的制作方法

本发明涉及支架，更具体地说，它涉及一种用于自行车的电驱动修理架。

背景技术：

随着绿色出行的提倡，人们开始重新选择骑行作为出行方式，自行车在使用时不可避免的需要经历养护和修理。

为便于自行车的养护和修理，公告号为cn202572360u的中国专利公告的一种自行车修理架，其技术要点是：包括垂直支柱、水平支架和多个支撑脚，所述水平支架一端设有用于夹持自行车的夹持机构，所述垂直支柱包括第一支柱和第二支柱，第一支柱活动套接在第二支柱内，第二支柱上端设有用于夹紧第一支柱的第二夹紧机构，所述多个支撑脚与第二支柱铰接；所述水平支架与第一支柱上端活动连接，第一支柱上端设有用于夹紧水平支架的第一夹紧机构。

上述方案中，通过伸缩第一支柱和第二支柱调节自行车的高度，从而为养护检修自行车提供便利，但是在实际运用中发现，当自行车装夹固定于夹持机构后，由于用户需要同时克服自行车和第一支柱的重量，方可对高度进行调节，存在装夹后调节不便的问题，因此上述方案，在实际使用时，需要用户对高度要求进行预判，然后控制第一支柱伸缩调整高度，再抬起自行车将其装夹固定于夹持机构，存在固定自行车不便的问题；因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于自行车的电驱动修理架，在固定自行车时，无需托举自行车，从而为固定自行车提供便利，用户通过控制系统即可控制升降，从而为控制升降提供便利。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于自行车的电驱动修理架，包括基座板、安装于基座板的空心底柱、滑移连接于空心底柱的第一升降柱，以及滑移连接于第一升降柱的第二升降柱，所述空心底柱内转动连接有梯形丝杠，所述梯形丝杠包括螺纹下段和螺纹上段，所述螺纹下段和螺纹上段的螺距比为2:1，所述第一升降柱设置有与螺纹下段螺纹配合的第一螺套，所述第二升降柱设置有与螺纹上段螺纹配合的第二螺套；所述空心底柱设置有用于驱动梯形丝杠旋转的伺服电机，所述空心底柱设置有用于控制伺服电机的控制系统；所述第二升降柱设置有挂架，所述挂架正视呈三点布局设置有三个水平挂杆，三个所述水平挂杆分别与自行车三角架的三个内角抵接配合。

通过采用上述技术方案，本发明在正常使用时，同步控制第一升降柱和第二升降柱收缩，从而下降挂架的高度直至三个水平挂杆分别指向于自行车三角架的三个内角，移动自行车直至三个水平挂杆均处于其三角架之内，调整挂架直至三个水平挂杆抵紧于自行车三角架的三个内角，从而完成挂架与自行车的连接，以该方式固定自行车，一方面无需向上托举自行车，从而提高固定自行车的便捷性，另一方面三个水平挂杆撑开固定自行车的三角架，形成三点连接，根据三点确定一个平面的原理，相比于对比文件中采用单点夹持，有效确保固定的稳定性；当完成自行车与挂架的固定后，通过控制系统控制伺服电机驱动梯形丝杠顺时针转动，梯形丝杠在顺时针转动过程中，螺纹下段与第一螺套配合，推动第一升降柱上升，螺纹上段与第二螺套配合，推动第二升降柱上升，从而经挂架升高自行车的高度，进而为用户保养检修自行车提供便利，需要说明的是，梯形丝杠同时驱动第一升降柱和第二升降柱，其目的在于提高升降的速度，限定螺纹下段和螺纹上段的螺距比为2:1，从而第二升降柱的移动速度为第一升降柱的两倍，进而避免第一升降柱和第二升降柱由单一动力源驱动而导致不存在相对运动的问题发生；综上所述，本发明在固定自行车时，无需托举自行车，从而为固定自行车提供便利，用户通过控制系统即可控制升降，从而为控制升降提供便利。

本发明进一步设置为：所述空心底柱、第一升降柱以及第二升降柱均为矩形不锈钢管，所述空心底柱顶端设置有摩擦套a，所述摩擦套a的内壁与第一升降柱贴合，所述第一升降柱顶端设置有摩擦套b，所述摩擦套b的内壁与第二升降柱贴合；所述摩擦套a和摩擦套b均包括用于法兰固定于空心底柱和第一升降柱的不锈钢圈、以及设置于不锈钢圈内的石墨圈。

通过采用上述技术方案，限定空心底柱、第一升降柱以及第二升降柱的形状为矩形管，从而限制三者相对转动的活动度，使得三者仅具备伸缩的活动度，进而提高升降稳定性；增设摩擦套a和摩擦套b，一方面提高空心底柱与第一升降柱、第一升降柱与第二升降柱的贴合紧密性，进一步提高滑移稳定性，另一方面减少空心底柱与第一升降柱、第一升降柱与第二升降柱的连接量，从而降低升降时的摩擦阻力；摩擦套a和摩擦套b内圈采用石墨圈，从而借鉴无油轴承降低摩擦力的形式，利用石墨圈与第一升降柱和第二升降柱的外壁进行接触，进一步降低了升降时的摩擦阻力。

本发明进一步设置为：所述第一螺套和第二螺套外壁轨迹分别与第一升降柱和第二升降柱的外壁轨迹相同；所述第一升降柱底端内翻有贴合圈，所述第一螺套同时贴合于贴合圈和第一升降柱的下端面，并设置若干螺栓进行固定；所述第二螺套以上述相同方式固定于第二升降柱。

通过采用上述技术方案，限定第一螺套和第二螺套的外壁轨迹，从而避免第一螺套与空心底柱、第二螺套与第一升降柱的内壁发生摩擦；第一螺套和第二螺套分别固定于第一升降柱和第二升降柱的下端面，一方面为装配提供便利，另一方面减少对于梯形丝杠的长度要求。

本发明进一步设置为：所述伺服电机和梯形丝杠之间设置有蜗轮减速机传动连接。

通过采用上述技术方案，利用蜗轮减速机降低转速提高扭力的特性，有效提高伺服电机对于梯形丝杠的输出扭力，从而可采用小功率的伺服电机，进位为空心底柱狭窄空间内安装伺服电机和梯形丝杠提供技术支持。

本发明进一步设置为：所述控制系统包括人机接口、单片机系统、控制模块以及开关电源；所述人机接口包括上升按钮以及下降按钮，所述控制模块包括继电器正反转控制单元，所述继电器正反转控制单元控制伺服电机正转和反转，所述开关电源为人机接口、单片机系统以及控制模块提供电源。

通过采用上述技术方案，用户仅需按压下降按钮，即可通过单片机系统经继电器正反转控制单元，控制伺服电机逆时针转动，从而控制本发明下降高度，用户仅需按压上升按钮，即可通过单片机系统经继电器正反转控制单元，控制伺服电机顺时针转动，从而控制本发明上升高度；综上所述，仅需按压人机接口的上升按钮和下降按钮，即可控制本发明的升降，具有控制升降更加便利的技术效果。

本发明进一步设置为：所述控制模块还包括距离传感器，所述距离传感器安装于空心底柱底端，并用于检测空心底柱底端与第一升降柱底端的距离；所述单片机系统包括内置存储器和比较器，所述内置存储器储存有最低位距离和最高位距离，所述距离传感器监测数值通过比较器与最低位距离和最高位距离进行比较，当达到最低位距离和最高位距离时，所述单片机系统经控制模块控制伺服电机停止转动。

通过采用上述技术方案，增设距离传感器，对空心底柱底端与第一升降柱底端的距离进行实时监测，从而实现对本发明高度的实时监测；当用户按动下降按钮时，内置存储器向比较器输出最低位距离，距离传感器向比较器输出实时距离，从而由比较器比较两个距离信号，当实时距离等于或小于最低位距离时，单片机系统控制控制模块停止电机转动；当用户按动上升按钮时，内置储存器向比较器输出最高位距离，距离传感器向比较器输出实时距离，从而由比较器比较两个距离信号，当实时距离等于或大于最高位距离时，单片机系统控制控制模块停止电机转动；综上所述，通过距离传感器、内置存储器以及比较器三者的配合，有效防止本发明升降过度的问题发生。

本发明进一步设置为：所述单片机系统还包括设置于输入端的延迟电路，所述延迟电路与人机接口的输出端连接。

通过采用上述技术方案，增设延迟电路延迟反应时间，从而降低误伤用户的隐患发生。

本发明进一步设置为：所述控制系统还包括记忆模块，所述记忆模块包括存储器和第二比较器，所述人机接口还包括存储按钮以及记忆高度按钮，所述存储按钮控制存储器数据存储距离传感器的数据，所述记忆高度按钮经记忆模块和控制模块控制伺服电机。

通过采用上述技术方案，当用户按动存储按钮时，距离传感器向存储器发送记忆距离，并由存储器存储记忆距离，从而实现对高度的记忆；当用户按动记忆高度按钮时，存储器第二向比较器发送记忆距离，距离传感器向第二比较器发送实时距离，由第二比较器比较记忆距离和实时距离，若记忆距离大于实时距离，则通过控制模块控制伺服电机顺时针转动，驱动本发明上升，直至记忆距离等于实时距离，若记忆距离小于实时距离，则通过控制模块控制伺服电机逆时针转动，驱动本发明下降，直至记忆距离等于实时距离；综上所述，通过存储器存储记忆距离，并通过第二比较器比较记忆距离和实时距离，实现本发明快速调整至用户常用高度的技术效果。

本发明进一步设置为：所述挂架包括转动连接于第二升降柱的角度调节板、固定于角度调节板的第一杆件，以及滑移且转动连接于第一杆件的第二杆件，其中两个所述水平挂杆滑移连接于第一杆件，剩余一个所述水平挂杆固定于第二杆件的一端。

通过采用上述技术方案，使得三个水平挂杆均具有一定的调整范围，从而适应自行车的多种尺寸或形状的三角架；挂机利用角度调节板转动连接于第二升降柱，从而在完成自行车的固定后，用户可以通过转动角度调节板的方式，调整直行车的角度，进一步为保养和检修自行车提供便利。

本发明进一步设置为：所述第二升降柱螺纹配合有手拧螺栓，所述角度调节板设置有供手拧螺栓穿过的扇形槽，所述第一杆件贯穿开设有多个滑移长槽，所述第二杆件设置有与滑移长槽间隙配合的滑移圆柱，所述滑移圆柱贯穿第一杆件后螺纹配合有手拧螺套a，所述水平挂杆设置有滑移夹块与第一杆件滑移配合，所述滑移夹块螺纹配合有手拧螺套b。

通过采用上述技术方案，当完成自行车的角度调整后，拧动手拧螺栓直至其螺帽部配合第二升降柱夹紧角度调节板，即可限制挂架转动活动度，具有限制便捷的技术效果；第一杆件设置滑移长槽，配合滑移圆柱和滑移夹块，从而实现第二杆件滑移且转动连接于第一杆件的技术要求，以及其中两个水平挂杆滑移连接于第一杆件的技术要求，并设置手拧螺套a和手拧螺套b用于限制第二杆件和其中两个水平挂杆的活动度，具有限制便捷的技术效果。

综上所述，本发明具有以下有益效果：在固定自行车时，无需托举自行车，从而为固定自行车提供便利，用户通过控制系统即可控制升降，从而为控制升降提供便利；增设摩擦套a和摩擦套b，一方面提高空心底柱与第一升降柱、第一升降柱与第二升降柱的贴合紧密性，进一步提高滑移稳定性，另一方面减少空心底柱与第一升降柱、第一升降柱与第二升降柱的连接量，从而降低升降时的摩擦阻力；第一螺套和第二螺套分别固定于第一升降柱和第二升降柱的下端面，一方面为装配提供便利，另一方面减少对于梯形丝杠的长度要求；利用蜗轮减速机降低转速提高扭力的特性，有效提高伺服电机对于梯形丝杠的输出扭力；仅需按压人机接口的上升按钮和下降按钮，即可控制本发明的升降，具有控制升降更加便利的技术效果；通过距离传感器、内置存储器以及比较器三者的配合，有效防止本发明升降过度的问题发生；增设延迟电路延迟反应时间，从而降低误伤用户的隐患发生；通过存储器存储记忆距离，并通过第二比较器比较记忆距离和实时距离，实现本发明快速调整至用户常用高度的技术效果；三个水平挂杆均具有一定的调整范围，从而适应自行车的多种尺寸或形状的三角架；通过转动角度调节板的方式，调整直行车的角度，进一步为保养和检修自行车提供便利；拧动手拧螺栓直至其螺帽部配合第二升降柱夹紧角度调节板，即可限制挂架转动活动度，具有限制便捷的技术效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的局部剖视图；

图3为本发明第一升降柱的爆炸图；

图4为本发明控制系统的系统框图；

图5为本发明空心底柱的局部剖视图；

图6为本发明第二升降柱和挂架的结构示意图；

图7为本发明挂架的爆炸图。

附图说明：1、基座板；2、空心底柱；21、摩擦套a；22、摩擦套b；23、不锈钢圈；24、石墨圈；3、第一升降柱；31、第一螺套；32、贴合圈；4、第二升降柱；41、第二螺套；5、梯形丝杠；51、螺纹下段；52、螺纹上段；53、伺服电机；54、控制系统；541、距离传感器；55、蜗轮减速机；61、水平挂杆；62、角度调节板；63、第一杆件；64、第二杆件；65、手拧螺栓；66、扇形槽；67、滑移长槽；68、滑移圆柱；69、手拧螺套a；70、滑移夹块；71、手拧螺套b。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

用于自行车的电驱动修理架，如图1、图2所示，包括基座板1、安装于基座板1的空心底柱2、滑移连接于空心底柱2的第一升降柱3，以及滑移连接于第一升降柱3的第二升降柱4，空心底柱2内转动连接有梯形丝杠5，梯形丝杠5包括螺纹下段51和螺纹上段52，螺纹下段51和螺纹上段52的螺距比为2:1，第一升降柱3设置有与螺纹下段51螺纹配合的第一螺套31，第二升降柱4设置有与螺纹上段52螺纹配合的第二螺套41；空心底柱2设置有用于驱动梯形丝杠5旋转的伺服电机53，空心底柱2设置有用于控制伺服电机53的控制系统54；第二升降柱4设置有挂架，挂架正视呈三点布局设置有三个水平挂杆61，三个水平挂杆61分别与自行车三角架的三个内角抵接配合。

本发明在正常使用时，通过控制系统54同步控制第一升降柱3和第二升降柱4收缩，从而下降挂架的高度直至三个水平挂杆61分别指向于自行车三角架的三个内角，移动自行车直至三个水平挂杆61均处于其三角架之内，调整挂架直至三个水平挂杆61抵紧于自行车三角架的三个内角，从而完成挂架与自行车的连接，以该方式固定自行车，一方面无需向上托举自行车，从而提高固定自行车的便捷性，另一方面三个水平挂杆61撑开固定自行车的三角架，形成三点连接，根据三点确定一个平面的原理，相比于对比文件中采用单点夹持，有效确保固定的稳定性；当完成自行车与挂架的固定后，通过控制系统54控制伺服电机53驱动梯形丝杠5顺时针转动，梯形丝杠5在顺时针转动过程中，螺纹下段51与第一螺套31配合，推动第一升降柱3上升，螺纹上段52与第二螺套41配合，推动第二升降柱4上升，从而经挂架升高自行车的高度，进而为用户保养检修自行车提供便利，需要说明的是，梯形丝杠5同时驱动第一升降柱3和第二升降柱4，其目的在于提高升降的速度，限定螺纹下段51和螺纹上段52的螺距比为2:1，使得第二升降柱4的移动速度为第一升降柱3的两倍，进而避免第一升降柱3和第二升降柱4由单一动力源驱动而导致不存在相对运动的问题发生；综上所述，本发明在固定自行车时，无需托举自行车，从而为固定自行车提供便利，用户通过控制系统54即可控制升降，从而为控制升降提供便利。

空心底柱2、第一升降柱3以及第二升降柱4三者通过如下方式实现滑移连接，如图2、图3所示，空心底柱2、第一升降柱3以及第二升降柱4均为矩形不锈钢管，从而限制三者相对转动的活动度，使得三者仅具备伸缩的活动度，进而提高升降稳定性；空心底柱2顶端设置有摩擦套a21，摩擦套a21的内壁与第一升降柱3贴合，第一升降柱3顶端设置有摩擦套b22，所述摩擦套b22的内壁与第二升降柱4贴合，一方面提高空心底柱2与第一升降柱3、第一升降柱3与第二升降柱4的贴合紧密性，进一步提高滑移稳定性，另一方面减少空心底柱2与第一升降柱3、第一升降柱3与第二升降柱4的连接量，从而降低升降时的摩擦阻力；摩擦套a21和摩擦套b22均包括用于法兰固定于空心底柱2和第一升降柱3的不锈钢圈23、以及卡接固定于不锈钢圈23内的石墨圈24，摩擦套a21和摩擦套b22内圈采用石墨圈24，从而借鉴无油轴承降低摩擦力的形式，利用石墨圈24与第一升降柱3和第二升降柱4的外壁进行接触，进一步降低了升降时的摩擦阻力。

第一螺套31和第二螺套41通过如下方式安装于第一升降柱3和第二升降柱4，如图2、图3所示，第一螺套31和第二螺套41外壁轨迹分别与第一升降柱3和第二升降柱4的外壁轨迹相同，从而避免第一螺套31与空心底柱2、第二螺套41与第一升降柱3的内壁发生摩擦；第一升降柱3底端内翻有贴合圈32，第一螺套31同时贴合于贴合圈32和第一升降柱3的下端面，并设置若干螺栓进行固定，第二螺套41以上述相同方式固定于第二升降柱4；第一螺套31和第二螺套41分别固定于第一升降柱3和第二升降柱4的下端面，一方面为装配提供便利，另一方面减少对于梯形丝杠5的长度要求。

伺服电机53通过如下方式与梯形丝杠5传动连接，如图2所示，伺服电机53和梯形丝杠5之间设置有蜗轮减速机55传动连接，蜗轮减速机55固定安装于空心底柱2的底端，梯形丝杠5法兰固定于蜗轮减速机55的输出轴，伺服电机53的输出轴与蜗轮减速机55的输入轴联轴器固定，从而利用蜗轮减速机55降低转速提高扭力的特性，有效提高伺服电机53对于梯形丝杠5的输出扭力，从而可采用小功率的伺服电机53，进位为空心底柱2狭窄空间内安装伺服电机53和梯形丝杠5提供技术支持。

控制系统54通过如下方式控制伺服电机53，如图2、图4所示，控制系统54包括人机接口、单片机系统、控制模块以及开关电源；人机接口包括上升按钮以及下降按钮，控制模块包括继电器正反转控制单元，继电器正反转控制单元控制伺服电机正转和反转，开关电源为人机接口、单片机系统以及控制模块提供电源；用户仅需按压下降按钮，即可通过单片机系统经继电器正反转控制单元，控制伺服电机53逆时针转动，从而控制本发明下降高度，用户仅需按压上升按钮，即可通过单片机系统经继电器正反转控制单元，控制伺服电机53顺时针转动，从而控制本发明上升高度；综上所述，仅需按压人机接口的上升按钮和下降按钮，即可控制本发明的升降，具有控制升降更加便利的技术效果。

为防止本发明升降过度的问题发生，如图4、图5所示，控制模块还包括距离传感器541，距离传感器541安装于空心底柱2底端，并用于检测空心底柱2底端与第一升降柱3底端的距离；单片机系统包括内置存储器和比较器，内置存储器储存有最低位距离和最高位距离，距离传感器541监测数值通过比较器与最低位距离和最高位距离进行比较，当达到最低位距离和最高位距离时，单片机系统经控制模块控制伺服电机53停止转动；当用户按动下降按钮时，内置存储器向比较器输出最低位距离，距离传感器541向比较器输出实时距离，从而由比较器比较两个距离信号，当实时距离等于或小于最低位距离时，单片机系统控制控制模块停止电机转动；当用户按动上升按钮时，内置储存器向比较器输出最高位距离，距离传感器541向比较器输出实时距离，从而由比较器比较两个距离信号，当实时距离等于或大于最高位距离时，单片机系统控制控制模块停止电机转动；综上所述，通过距离传感器541、内置存储器以及比较器三者的配合，有效防止本发明升降过度的问题发生。

为提高用户的使用安全性，如图4所示，单片机系统还包括设置于输入端的延迟电路，延迟电路与人机接口的输出端连接，从而通过延迟电路延长反应时间，有效降低误伤用户的隐患发生。

用户在使用时一般会有一个较为适应或者习惯的高度，为便于用户快速调整至该高度，如图4所示，控制系统54还包括记忆模块，记忆模块包括存储器和第二比较器，人机接口还包括存储按钮以及记忆高度按钮，存储按钮控制存储器数据存储距离传感器541的数据，记忆高度按钮经记忆模块和控制模块控制伺服电机53；当用户按动存储按钮时，距离传感器541向存储器发送记忆距离，并由存储器存储记忆距离，从而实现对高度的记忆；当用户按动记忆高度按钮时，存储器第二向比较器发送记忆距离，距离传感器541向第二比较器发送实时距离，由第二比较器比较记忆距离和实时距离，若记忆距离大于实时距离，则通过控制模块控制伺服电机53顺时针转动，驱动本发明上升，直至记忆距离等于实时距离，若记忆距离小于实时距离，则通过控制模块控制伺服电机53逆时针转动，驱动本发明下降，直至记忆距离等于实时距离；综上所述，通过存储器存储记忆距离，并通过第二比较器比较记忆距离和实时距离，实现本发明快速调整至用户常用高度的技术效果。

挂机的具体结构如下，如图6、图7所示，挂架包括转动连接于第二升降柱4的角度调节板62、固定于角度调节板62的第一杆件63，以及滑移且转动连接于第一杆件63的第二杆件64，其中两个水平挂杆61滑移连接于第一杆件63，剩余一个水平挂杆61固定于第二杆件64的一端，从而使得三个水平挂杆61均具有一定的调整范围，从而适应自行车的多种尺寸或形状的三角架；需要说明的是，挂机利用角度调节板62转动连接于第二升降柱4，从而在完成自行车的固定后，用户可以通过转动角度调节板62的方式，调整直行车的角度，进一步为保养和检修自行车提供便利。

需要说明的是，如图6、图7所示，第二升降柱4螺纹配合有手拧螺栓65，角度调节板62设置有供手拧螺栓65穿过的扇形槽66，当完成自行车的角度调整后，拧动手拧螺栓65直至其螺帽部配合第二升降柱4夹紧角度调节板62，即可限制挂架转动活动度，具有限制便捷的技术效果。

还需要说明的是，如图6、图7所示，第一杆件63贯穿开设有多个滑移长槽67，第二杆件64设置有与滑移长槽67间隙配合的滑移圆柱68，滑移圆柱68贯穿第一杆件63后螺纹配合有手拧螺套a69，水平挂杆61设置有滑移夹块70与第一杆件63滑移配合，滑移夹块70螺纹配合有手拧螺套b71，第一杆件63设置滑移长槽67，配合滑移圆柱68和滑移夹块70，从而实现第二杆件64滑移且转动连接于第一杆件63的技术要求，以及其中两个水平挂杆61滑移连接于第一杆件63的技术要求，并设置手拧螺套a69和手拧螺套b71用于限制第二杆件64和其中两个水平挂杆61的活动度，具有限制便捷的技术效果。

具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。