两轮机动车半封闭车壳的独立安全框架的制作方法

本发明涉及两轮机动车半封闭车壳的独立安全框架，属于交通工具的部件。

背景技术：

两轮摩托车一直没有，成熟能推广并被广大用户接受的，能护住骑手的防风雨外壳。但是世界大多数摩托车骑手在不大幅改变摩托车骑行灵巧方便与难度的情况下，有遮风挡雨的需求。

可能原因与摩托车结构有关，下面论述的摩托车指通用架构的包括骑胯式摩托车，骑胯式太子车，弯梁车，踏板车等。

从两轮车在使用坐姿来看，一般的城市轿车驾驶者类似于坐地板上，而两轮车的驾驶者类似坐凳椅姿势。所以自行车，摩托车在街头骑行中的坐姿高度要高于普通轿车。为什么会如此。因为坐在轿车中，以臀部为身体重量的支撑部，不容易/且不用调节重心，是一种放松姿势。而在依靠重心把握平衡的自行车摩托车，骑行人员会采取凳椅高度姿势，并可以随时切换足部支撑身体或臀部支撑身体，调节重心，把握人车平衡与放松。（注：前边地板坐为调节重心困难，并不是不能调节重心）。

在已知的两轮机动车中，例如摩托车加防风雨壳，采取车前把前下方车体取固定点，然后和后尾架固定，既然为骑手防风雨，风雨壳或局部壳高点一定高于骑手头部。我们知道摩托车把前车体位置很窄，后尾架也很窄，又必须足够高，因骑行中的坐姿位置较高，为了确保防风雨效果，就只能增大壳的结构，而较大的壳结构其重点位置高，骑行中不稳固。如果要达到稳固，只能取相对小的壳结构，防风雨效果就会变差。

从已有的两轮机动车产品来看，例如欧洲宝马公司C1电动车，日本本田公司CABINA/90踏板车（中国俗称小龙船），都为设有前透明挡板加顶的踏板车。因为遮雨部分窄小，所以导致防风雨效果都不好。

在两轮摩托的骑乘中，人以重心把握平衡，所以如果做外壳，上半部一定轻巧，不能因为车座位以上部分重量而造成整车重心太高，造成全车稳定性差，掌控性急剧下降。轻以及车前固定面狭窄，壳可能就相对小，而较小的壳就很难达到遮风雨效果。轻巧，稳固，达到遮风雨效果，三点同时齐备可能性极低。

两轮摩托车靠人把握平衡，世界上天气多变，地形路况复杂，意外摔倒不可避免，如没有辅助支撑平衡，那么一定要能让骑手迅速脱离摔倒的摩托车。

同时两轮摩托车的壳结构大，与原不加壳相比必然增加空气接触面，在中速/高速骑行时，风阻必然要考虑，为了整体尽量减少风阻，采用流线型低风阻。在低速而有风天气中，流线型车型的稳定性也远高于非流线型车型稳定性。

在世界专利查询中，公开的两轮机动车防风雨外壳的发明设计中，很多设计的思想方向是先创造新式地板坐的车型，类似在轿车中的坐姿，那样方向把高，位低，骑手头顶高度比普通车相对低很多，就有了做外壳的合理空间，容易设计出包住车加骑手的外壳。但车架与当前大多数普通摩托车结构相差大，很难成为主流摩托车遮风挡雨升级换代方向。其中一款是欧洲宝马全封闭超长两轮摩托/带左右辅助轮（太长失去摩托车小巧的特点，通行与崎岖路面和狭窄小巷困难），另一款是美国的一款和普通摩托车等长，地板坐式，带平衡陀螺仪的不倒翁两轮全封闭机动车样车（此款还没有批量生产）。两款车车架与当前大多数普通摩托车结构相差很大。两款车都是全封闭高造价，骑乘平衡把握不容易，也脱离了普通客户群。欧洲宝马C1电动车因为加后靠背，让整车重心偏高，增加了一些不稳定，又用安全带限制了一些骑手用身体调节重心平衡，骑乘平衡难度加大。市场接受度低。对风雨壳先行做出尝试探索，在此向先行者致以敬意。

因为以上几个原因，摩托车已经在世界上出现了130多年，一直没有可大面积推广的带防风雨壳的摩托，虽然防风雨是广大骑手的需求，但广大摩托车生产厂家不在这方面投入研发力量，或是因为已认定这方面不可能。

而针对该种壳结构的设计，应从多方便进行考究，

1，不改变现在普及型摩托车主架构，不取地板坐。

2，能稳定支撑上半部结构。

3，上半部结构轻而稳固。

4，在前3项的基础上基本做到防风雨效果。

5，摔倒时能迅速脱离，平时上下车快捷方便。

6，不能影响原摩托车的穿行于狭窄空间，或崎岖路面，小巧灵活的特性。停车占地面积小。

7，低风阻，流线型外壳。

满足上述7个条件下的壳结构，之前没有过。

而采用的透明壳体材质，为达到其坚固性，必要要加厚厚度，这就会导致车体重心上移，不利于骑行。而做到低重量高强度的壳结构或壳支撑框架很难。两轮机动车做壳，车鞍以上必须要尽可能少数量的梁，并且梁架结构自身稳定，并能良好的向下方车体转移上方壳体本身重量和附加的风力。

所以两轮机动车加装壳体一定要做到足够轻，以降低其重心！不能因为车座位以上部分重量而造成整车重心太高，造成全车稳定性，掌控性急剧下降。

技术实现要素：

本发明提供一种两轮机动车半封闭车壳的独立安全框架，利用现有的两轮机动车结构实现半封闭车壳的安装或改装，解决原有技术整体造型重量大的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

两轮机动车半封闭车壳的独立安全框架，包括车把前横梁，车把前横梁设置在车把前方并低于车把；

前挑梁,车体经车架转向套筒两侧前伸成对前挑梁，两前挑梁分设在车架转向套筒两侧，两前挑梁的前端部设前固定横梁；两轮机动车底部前方还有车下横梁，车下横梁位于两轮机动车的车底部与前部的转角处；

左主圈梁和右主圈梁，左主圈梁前端从左前挑梁前端以拱形向上向后延伸经过两轮机动车后部尾架，经过两轮机动车后部尾架后再向下向前延伸至两轮机动车的后轮平叉与车体连接轴的左端，右主圈梁前端从右前挑梁前端以拱形向上向后延伸经过两轮机动车后部尾架，经过两轮机动车后部尾架后再向下向前延伸至两轮机动车的后轮平叉与车体连接轴的右端，左主圈梁和右主圈梁上半部以拱形跨越整个车体前端与后端；

侧圈梁，侧圈梁在车下横梁左端固定并开始向上延伸连接车把前横梁左端，然后依次连接左主圈梁和右主圈梁，向下再次连接车下横梁右端，最后连接于车下横梁左端，侧圈梁为一体结构；左主圈梁和右主圈梁间距在车顶最高点间距大于前挑梁处和尾架位置处的左主圈梁和右主圈梁间距，侧圈梁与左主圈梁和右主圈梁连接点位置间距为43-55厘米；

左腿前分风梁和右腿前分风梁，左腿前分风梁从左前挑梁前端以弧形向下后方延伸连接到车下横梁左端，右腿前分风梁从右前挑梁前端以弧形向下后方延伸连接到车下横梁右端，左腿前分风梁和右腿前分风梁在车轮上方的挡泥板后处设有分风梁限位杆；

前端水平梁，前端水平梁在车把前横梁左端向前延伸，经左前挑梁前端并固定，然后延伸固定于右前挑梁前端向后延伸至车把前横梁右端并固定，前端水平梁在车把前横梁的两端延伸出5-20厘米.

所述车架在转向套筒处两侧设有斜撑，斜撑固定于车架两侧，斜撑的端部固定于车把前横梁，车把前横梁比两轮机动车的车把每侧宽出3-15厘米。

所述前挑梁的后端在车架转向套筒侧面固定，转向套筒在前方设固定的加强杆，加强杆的两端固定前挑梁的后部，前挑梁前端部位置到两轮机动车的骑手身体中心的位置等于两轮机动车尾架端部的位置到骑手身体中心的位置，两前挑梁前端间距等于尾架宽度，前挑梁前端位置、尾架和把车把前横梁为同一高度。

所述前固定横梁固定两前挑梁左右间距，车下横梁宽于车架两端突出于车底。

所述左主圈梁和右主圈梁相对于车体中心镜象对称设置在机动车的两侧，左主圈梁和右主圈梁整体为光滑的弧形，侧圈梁与左主圈梁和右主圈梁的固定位置在主圈梁前挑梁至后尾架段前部约三分之一处的前后15厘米以内。

第一种侧圈梁状态，所述侧圈梁的各段位置处于非同一平面，侧圈梁从前部投影为椭圆形状，侧圈梁侧面投影为圆弧。

第二种侧圈梁状态，所述侧圈梁连接车下横梁左端、车把前横梁左端、左主圈梁、右主圈梁，车把前横梁右端和车下横梁右端的两两固定点之间为直线杆状结构，侧圈梁的各段直线杆为处于非同一平面的六边形。

一种前端水平梁各连接点之间部分为直杆，并在把前下横梁左右端部位向后延伸出5-20厘米

另一种前端水平梁呈左右对称的弧线形连续连接各端点，并把前下横梁左右端部位向后延伸出5-20厘米。所述分风梁限位杆在车前轮挡泥板上方3-10厘米处，分风梁限位杆两端固定于左腿前分风梁和右腿前分风梁。

本发明的优点在于：1，不改变现在普及型两轮机动车的主架构，能稳定支撑上半部结构，结构轻而稳固，摔倒时能迅速脱离，平时上下车快捷方便，不能影响原两轮机动车穿行于狭窄空间，或崎岖路面，小巧灵活的特性；低风阻，流线型外壳。

附图说明

图1是半封闭车壳安装在两轮机动车上的侧面结构图，

图2是半封闭车壳安装在两轮机动车上的前面视图，

图3是车把前横梁、前挑梁和前固定横梁在框架中的连接结构图。

图4是本发明的前挑梁在框架中的侧面图。

图5是本发明的左主圈梁和右主圈梁在框架中的结构图。

图6是本发明的左右前分风梁和分风梁限位杆在框架中的连接结构图。

图7是本发明的前端水平梁为弧形的结构图。

图8是本发明的前端水平梁为直杆形的结构图。

图9是本发明的侧圈梁为弧形结构在框架中的连接关系图。

图10是本发明的侧圈梁为直线杆状态时在框架中的连接关系图。

附图标记：1、车把前横梁， 2、前挑梁，3、车下横梁， 4、左主圈梁，5、右主圈梁， 6、侧圈梁，7、左腿前分风梁，8、右腿前分风梁，9、分风梁限位杆，10、前端水平梁，11、尾架，12、后轮平叉，13、前固定横梁，14、斜撑。

具体实施方式

此发明是在已申请专利《两轮机动车半封闭车壳》（发明申请公布号：CN 106043523 A）的基础设计的梁架结构，发明专利申请《两轮机动车半封闭车壳》主要为外壳整体状态与功能，本发明设计的主要内容在于支撑壳体结构的详细形状结构，为在两轮机动车使用中潜在的受力提供安全保证。当然，本发明在使用中不仅为《两轮机动车半封闭车壳》提供安全的梁架架构，也可以作为独立辅助安全框架。

下面是具体发明详情：

两轮机动车半封闭车壳的独立安全框架，包括车把前横梁，车把前横梁1设置在车把前方并低于车把,所述车把前横梁比两轮机动车的车把每侧宽3-15厘米。车体经车架转向套筒两侧前伸成对前挑梁2，两前挑梁2分设在车架转向套筒两侧，与车架转向套筒侧面固定，车架转向套筒前方设固定的加强杆，加强杆的两端固定前挑梁2的两端，两前挑梁2的前端部设前固定横梁13，前固定横梁13高度和尾架高点基本同高，并固定前挑梁左右间距，让两个前挑梁连为一体，承力分摊，让前挑梁前端位置更稳定。车把前横梁没有大幅增加两轮机动车的宽度，两轮机动车通行狭窄的灵活不受影响，停车不多占用空间宽度。

车把前横梁要求不影响转动方向，固定稳固，支撑力强，强度要求，最低在慢速摔倒时能支撑，不变形。

左主圈梁4和右主圈梁5，左主圈梁4前端从左前挑梁前端以拱形向上向后延伸经过两轮机动车后部尾架，经过两轮机动车后部尾架后再向下向前延伸至两轮机动车的后轮平叉与车体连接轴的左端，右主圈梁5前端从右前挑梁前端以拱形向上向后延伸经过两轮机动车后部尾架，经过两轮机动车后部尾架后再向下向前延伸至两轮机动车的后轮平叉与车体连接轴的右端，左主圈梁4和右主圈梁5上半部拱形跨越整个车体前端与后端；左主圈梁和右主圈梁中间位置前部为前挡风，上后部为顶后蓬。在前挡风玻璃的两侧设有侧挡风。所述左主圈梁4和右主圈梁5尺寸相对车体中心镜象对称设置在机动车的两侧，左主圈梁4和右主圈梁5整体为光滑的弧形，最高点为骑行驾驶员在正常骑行时的头顶高度。上半部圈梁向两侧外部倾斜，即在前挑梁顶端位置和尾架顶角位置，左右圈梁间距近，在车顶最高点左右圈梁间距远，为分别向左右外部倾斜的拱形。左主圈梁4和右主圈梁5间距在车顶最高点间距大于前挑梁处和尾架位置处的左主圈梁 4和右主圈梁5间距，侧圈梁6与左主圈梁4和右主圈梁5连接点位置间距为43-55厘米。

左主圈梁和右主圈梁要求采取轻质坚固材料，强度能承担整个上部壳体重量，并在5-7级风压力下不变形，如用弹性材料可以考虑降低强度要求。

左主圈梁和右主圈梁能把整个上部结构重量以拱形状态转加给摩托车前后两端。并且在骑行中风附加于外壳的力也转加与两轮机动车前后两端。拱形能把意外撞击的力一定程度的转嫁与车体，并弹性吸收一部分冲击能量。

两轮机动车底部前方还有车下横梁3，车下横梁3位于两轮机动车的车底部与前部的转角处，一般为发动机和变速箱结合部的下部。两端略为突出车底，但车下横梁两端位置不能影响右脚刹与左脚换档。车下横梁两端为整个梁架架构的底部前支撑点。如是踏板车，在脚踏板前端与前面板折角处固定横梁，如果同位置能有固定支撑点，且能达到支撑力度，可以不用添加此横梁。所述车架在转向套筒处两侧设有斜撑，斜撑固定于车架两侧，斜撑的端部固定于车把前横梁1。

还设有左腿前分风梁7，左腿前分风梁7从左前挑梁2的前端以弧形向下后方延伸连接到车下横梁3左端，右腿前分风梁8从右前挑梁前端以弧形向下后方延伸连接到车下横梁3右端；左腿前分风梁7和右腿前分风梁8在车轮上方的挡泥板后处设有分风梁限位杆9；左腿前分风梁和右腿前分风梁同连接的侧圈梁下半部可以稳固建立前下部护住骑行者的下身腿部，设立挡风板后避免车提速时会顶面风会抬升冲击车顶壳与后部，减少行车时阻力与增大对地附着力。

侧圈梁，侧圈梁6在车下横梁3左端固定并开始向上延伸连接车把前横梁1左端，然后依次连接左主圈梁4和右主圈梁5，向下再次连接车下横梁3右端，最后固定于车下横梁3右端，侧圈梁6和车下横梁3组成为一体封闭的圈梁。侧圈梁6与左主圈梁4和右主圈梁5的固定位置在左主圈梁4和右主圈梁5前部三分之一处的前后15厘米以内。

左腿前分风梁和右腿前分风梁，左腿前分风梁从前挑梁前端向下后方延伸连接到车下横梁左端，右腿前分风梁从前挑梁前端向下后方延伸连接到车下横梁右端；侧圈梁到左腿前分风梁和右腿前分风梁位置设置腿前挡板。左腿前分风梁和右腿前分风梁在车轮上方的挡泥板处设有分风梁限位杆。分风梁限位杆让弧形的腿前分风梁弧形向左右倾斜固定，让车前轮有拐弯空间。所述分风梁限位杆在车前轮挡泥板上方3-10厘米处，分风梁限位杆两端固定于左腿前分风梁和右腿前分风梁。

前挡风与顶后蓬结合为一体，组成一个连续的弧形面，前挡风与侧挡风及腿前挡板组成一个连续的弧形面。侧圈梁与左主圈梁和右主圈梁的固定位置前部三分之一处，并允许调整范围前后15厘米以内。

由侧圈梁根据与左主圈梁和右主圈梁的交叉点位置间距为43-55厘米。所述侧圈梁在设计中可以采用两种不同的结构来实现其功能，一种结构是侧圈梁的各段位置处于非同一平面，侧圈梁从前部投影为椭圆形状，侧圈梁侧面投影为圆弧。另一种结构是，侧圈梁连接车下横梁左端、车把前横梁左端、左主圈梁、右主圈梁，车把前横梁右端和车下横梁右端的两两固定点之间为直线杆状结构，侧圈梁的各段直线杆为处于非同一平面的六边形。

侧圈梁一半位于车上部，要求采取轻质坚固材料，强度能承担整个上部壳体重量外加5-7级风压力下不变形，如用弹性材料可以考虑降低强度要求。另侧圈梁的左右车下横梁端与把前下横梁端连接的区段可以选择另外辅助加强强度至主梁强度，以起到保险杠的作用。

侧圈梁可以辅助稳定住把前下横梁的上下方向的稳定，固定左右主圈梁的倾斜度，稳固连接左右主圈梁倾斜位置。

还包括前端水平梁，前端水平梁在车把前横梁左端向前延伸，经左前挑梁前端并固定，然后延伸固定于右前挑梁前端向后延伸至车把前横梁右端并固定，前端水平梁呈左右对称弧形连接。且在把前下横梁左右端部位延伸出5-20厘米，为左右面板护手部位提供支撑力。

前端水平梁各连接点之间结构也可以为直线结构，即每段连续连接两个端点的梁为直梁，且前部可与前挑梁前端固定横梁重合。所述前挑梁前端部位置到两轮机动车的骑手身体中心的位置等于两轮机动车尾架端部的位置到骑手身体中心的位置，两前挑梁前端间距约为尾架宽度，前挑梁前端位置、尾架和把车把前横梁为同一高度。所述前固定横梁固定两前挑梁左右间距，车下横梁设置在两轮机动车设置保险杠的下端位置，车下横梁3宽于车架两端突出于车底两侧。

当前的两轮机动车的前轮减震有两种一种为短减震，其前车叉在车轮上部汇交于一转向杆，转向杆上部为车把，转向杆套设车架的转向套筒内。此种结构下车把前横梁可以直接固定在转向套筒上。另一种是为长减震，两减震柱间在车轮上部之间设转向杆，转向杆套设在车架转向杆套内，这种结构下，转向杆套向前延伸固定设车把前横梁。

本专利设计在原车新增加的固定及支撑点为：车把前横梁左右端，前挑梁顶端，车下横梁左右端，侧圈梁和左右主圈梁的左右交叉点，加上原车既有的尾架左右顶角，后轮平叉左右端，共12个端点与两轮机动车连接为一个包括前后上下左右的立体框架架构。