爆胎时可当作托轮小车的安全锁①

万泽华等

摘 要：电动自行车和燃气助动车已经成为一种大众化的代步工具，在方便人们的同时，它也有不足之处，比如电动车爆胎后推行非常吃力。电动车爆胎后如果在地面上继续行驶或推行，不但非常费力、费时，而且还会损坏车轱辘。该文设计是把托轮小车和车锁结合在一起：发生意外爆胎时，它是托轮小车，起到托住爆胎轮并且阻碍电动车轮滑动的作用；平时停放时，又是一把安全锁。

关键词：爆胎 托轮小车 安全锁

中图分类号：U48 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（b）-0103-02

电动车是大家的常用出行工具，可爆胎后推行电动车实在是件烦恼的事。如果此时地处偏僻那就更糟了。推行时间过长会导致破损的内胎从外胎中翻出，缠住车轴，使车子无法动弹。目前市场上还没有类似的小车。目前电动自行车和燃气助动车产销量的逐步增长为电动车锁具市场提供了一个较大的发展空间，2012年所需配套的助动车锁为5000万把以上，其中电动车锁将占到2000万把以上。普通锁供大于求，而中高档锁是具有市场潜力的，在新车生产中用具有助动功能车锁替代目前的普通锁成为趋势，故该类车锁的发展前景广阔。目前国内的电动车锁门锁发展前景看好，但外资、合资企业实力雄厚，并不断加大投资力度，本土车锁企业面临着巨大冲击。目前市面上的车锁大多为U型锁，质量好的价格昂贵，廉价的又盗窃方便，并且功能单一。 所以该研究者萌生了制作一个机构，在尽可能轻便小巧的情况下甚至是包含在助动车必备的安全锁具的前提下来完成爆胎推行的目的。

1 设计思想介绍

最初设想是四个轮子的，它虽然稳定但不能灵活地改变方向，转弯较困难。两轮虽能灵活地控制方向，但稳定性极差。后来设想成三个轮子：前面一个，后面两个，这样保证了稳定性，但是经过试验证明还是不能彻底解决转弯的问题。最后定下了前面两个轮子，后面一个轮子的设计方案。

两个直径是5厘米的定向轮两个，直径是5厘米的万向滑轮一个，两根直径8毫米的长螺丝，一把钳形插销锁。找出装防盗门时多余的边角料，以及油漆信箱时多余的绿色漆。经过多次返工，解决了制作过程中遇到的几个问题。如：做车架的1毫米厚的钢板略显单薄，因此又覆上一层，用铝铆钉连接，加强强度；前后两块挡板的斜度不同，是考虑到钳形锁是斜形的；为了减小小车的体积，便于携带，把它做成可翻折的；小车折叠时为了托住前轮架，在车架左右各安装了一个直径为20毫米的垫片。

实验装置如图1，所选用材料如表1所示。

该设计采用铁作为主材料，并且为了增强轮子的使用强度在轮胎表面用不锈钢制作了保护层，车轮的主题部分则是选用塑胶的材质。

使用时先打开折叠的托轮小车，平放在地面上，用车的支架把电动车抬起来，然后把托胎小车置于爆胎轮下，把爆胎的车轮安放在托轮小车上的两块挡板之间。电动车轮宽约5厘米，托轮小车的车架宽7厘米，再用安全锁锁在电动车轮的空挡里，即使路面不平，推起来有振动，电动车轮有锁锁住，也不至于滑脱。小车有两个轮的在前，万向轮跟随在后，然后收回支架，电动车落在托轮小车上便可推行；路况不好时请捏住没爆胎轮的刹车或降低车速推行。使用时需注意的是：在把小车作为安全锁时，要将托胎小车挡板朝下，车轮朝上放置。

小车是铁制的，因为铁制的强度强、硬度好，就是上百斤的电动车放上去也不会扭曲变形，否则小车扭曲贴地就无法正常推行。本小车的一个特点是把托轮小车和车锁结合在一起：发生意外爆胎时，它是托胎小车，起到托住爆胎轮并阻止其滑动的作用；平时停放时，又是一把安全锁。这样就避免使用者平时外出时携带多样工具。小车的又一特点是它可以翻折，这样可以缩短它的长度。另外，小车上的一个挡板是可以转动的，这样能放置直径不同的轮胎。小车的另一特点是整个爆了胎的车轮的重量落在两块挡板上，挡板又把这些份量分散在小车的四个点上，这样的受力形式使小车更加平稳。小车适用于市场上大部分型号的电动车。这辆小车约二公斤，放在电动车的后备箱里根本没问题。

2 实验数据

为了验证课题的意义，将同一辆电动车爆胎后和爆胎前的推力进行了对比，车胎正常时推行组动车有无拖轮小车影响并不明显，不使用托轮小车的情况下的推力为39.2N使用托轮小车时推力为45.4N，但是在助动车爆胎后不使用托轮小车的助动车推力为117.3N，为不使用小车的2倍多，可见该设计的使用价值是很高的。

为了使小车适用于市场上大多数电动车，对电动车的轮胎直径和宽度做了大量的市场调查，其轮胎的直径和宽度详见实验数据如表2所示。

挡板设计成U型，解决了这个问题。每次安装完毕，都反复试验找出不足，加以改进，依次解决了强度、转弯、翻折等问题。

最后，完成的这辆是能够翻折的三轮小车。前轮有两个，直径为60毫米滑轮；后轮只有一个，直径为60毫米的万向滑轮。根据电动车车轮的宽度，用1毫米厚的钢板两层做成长为300毫米，宽为80毫米的车架。为了使电动车轮平稳地固定在小托胎车上，在车架和托轮小车上方加装前后两块长80毫米，宽66毫米，半径为150毫米的挡板。为了保证挡板上的轮胎在转弯时不滑出，在挡板左右安装了护栏。为了适应各种车轮将护栏设计为上宽下窄的梯形，经过反复试验不但适用大多数的助动车而且推行的时候也不宜于脱出。在前轮附近的车架上装了一把钳形插销锁，该锁最宽处140毫米，最窄处50毫米。在车架的左右安装了两个小车折叠时使用的直径为20毫米的垫片。

3 调查问卷及结论

所居住的社区中进行了问卷调查，调查结果如表3所示。

在收回的问卷中，67%的答卷者表示对所制作的小车“有兴趣”或“很有兴趣”。对现在的成品表示“较满意”或“很满意”的百分数高达81.2%。可见助动车的普及率确实相当高而且几乎每个助动车的用户都有过爆胎的经历以及推行困难的感受，所以认可该设计。小车的成本价约为27元，低于调查中人们能承受的价格的平均值38元。如果进行批量生产，价格会进一步降低。可见该设计也具有一定的商业价值。在每一次实验时，小区的居民都给予了莫大的鼓励与帮助，并给提出了修改意见。在此表示衷心的感谢。

4 结语

该设计把托轮小车和车锁结合在一起：发生意外爆胎时，它是托轮小车，起到托住爆胎轮并且阻碍电动车轮滑动的作用；平时停放时，又是一把安全锁。在不使用的时候可将小车折叠放入后助动车的后备箱，携带轻巧方便。U型锁的添加不仅仅让小车具有了安全锁的功能，在使用过程中用安全锁锁住车轮也可以增加推行的安全性和稳定性，并且增加了前轮爆胎后骑行的可能性。该设计由于使用上宽下窄的梯型槽口以及可翻动的车轮挡板在最大限度地保证推行顺畅以及安全的情况下适用于市场上大部分型号的电动车。由于第一代产品为纯手工制作所以为了后期的生产的便捷又完成了第二代产品，使用全不锈钢的车架，强度更高。目前在国内外没有发现相同或者功能相似的产品。该设计具有成本低，使用寿命长，实用性强，适用范围广，安全性强等特点，是解决助动车爆胎的优秀选择。

参考文献

[1] 刘成，张方雨，于鹏亮，等.一种带安全锁的便捷水阀设计[J].科技创新导报，2013（25）：14.

[2] 曲晓海，杨中江，张宏壮，等.新型汽车轮胎防爆内胎的研制[J].机械设计与制造，2012（7）：97-99.

[3] 陈崇炯.压力容器快开门安全锁紧装置的设计[J].工程设计学报，2012（1）：67-70.