电动单车的折叠机构和操作方法

谭伟创

（广州市工贸技师学院，广州 511100）

目前，关于电动单车折叠机构的研究主要集中在结构强度和耐用性方面，较少涉及折叠机构的设计原理和操作方法。一些折叠机构存在使用不便、易损坏等问题，需要进行改进和优化。因此，对于电动单车的折叠机构进行系统的研究和分析，探索合理的设计原理、操作方法以及改进方案，对于提高电动单车的便携性、使用舒适度和安全性具有重要意义。

1 折叠机构设计原理

1.1 折叠机构的作用

折叠机构在电动单车中具有实现折叠功能的关键作用，主要包括以下几点。

（1）增强便携性。折叠机构使得电动单车可以折叠得更加紧凑，便于携带和存储。可以将折叠后的电动单车放置在公共交通工具、汽车后备箱或有限的空间中，提高了出行的便携性。

（2）提高空间利用效率。折叠机构能够将电动单车的体积减至最小，充分利用有限的存储空间[1]。

（3）方便储存和停放。折叠机构使得电动单车在停放时可以占用较小的空间，减少了停车难的问题。

（4）避免损坏。折叠机构在折叠状态下可以将电动单车的主要结构部分锁定在一起，减少携带过程中松动和损坏的可能性。

（5）提高安全性。折叠机构也可以提供额外的支撑和稳定性，确保电动单车在使用时的安全性。

1.2 折叠机构的设计原则

在设计折叠机构时，需要考虑以下设计原则，以确保折叠机构的功能。

（1）结构强度与稳定性。设计时应考虑使用合适的材料、连接方式和结构形式，保证折叠机构能够承受正常使用条件下的荷载和应力。

（2）顺畅的操作性。设计时应考虑减少操作步骤和摩擦阻力，确保折叠机构可以在使用过程中方便、快捷地操作。

（3）可靠的锁定机制。设计时应考虑采用合适的锁定装置，确保折叠机构能够牢固地锁定在所需的状态下。

（4）空间紧凑性。折叠机构的设计应考虑在折叠状态下将电动单车的体积最小化，以节省存储空间并方便携带。设计时应尽量减少不必要的空隙和重叠部分，使得折叠后的电动单车尽可能紧凑。

（5）耐久性与可维护性。折叠机构的设计应具备足够的耐久性，能够经受长时间的使用和频繁的折叠操作。同时，设计时应考虑便于维护和更换损坏部件，以延长折叠机构的寿命。

（6）安全性。折叠机构的设计应考虑用户的安全，在展开和折叠过程中避免夹损伤、碰撞和意外解锁等情况的发生。设计时应添加适当的保护措施，如防夹手装置、折叠锁等，以保障用户的安全[2]。

2 折叠机构的实现

2.1 折叠机构的材料选择

选择合适的材料可以保证折叠机构的强度、稳定性、耐久性和安全性，比较常见的有金属材料、合成材料和塑料材料等。此外，还需考虑材料的可加工性、成本和可持续性等因素，以满足设计要求和实际制造条件。在本次折叠电动车材料选择方面，考虑搭配电动车电瓶防护、车身轻量化设计等因素，选用具有高强度、刚度且轻量化的合成材料。这样既满足了电动车的折叠需求，也能符合环境保护和可持续发展的目标。

2.2 折叠机构的制造工艺

折叠机构的制造工艺涉及多个步骤和技术，主要包括以下几个方面。

（1）制定设计规格。根据折叠机构的设计需求和功能要求制定详细的设计规格和技术要求。

（2）计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）建模。使用CAD软件进行折叠机构的三维建模，可以帮助设计师可视化折叠机构的形状、组成部件和运动方式，优化设计并检查其可行性。

（3）制造组件。根据设计规格，使用适当的制造工艺制造折叠机构的各个组件。根据具体的材料选择，可以采用注塑成型、铸造、机加工和复合材料层叠等制造工艺。

（4）连接组装。将制造好的各个组件进行连接组装，涉及焊接、螺栓连接、铆接和粘接等不同的连接方式，以确保折叠机构的稳定性和强度。

（5）表面处理。根据需要处理折叠机构的表面，如喷涂、电镀和阳极氧化等，以增加其耐腐蚀性、美观性和耐磨性。

（6）调试和测试。完成折叠机构的制造后进行调试和测试，包括检查折叠机构的运动是否顺畅、锁定机制是否可靠、结构强度是否满足要求等，必要时进行功能测试和耐久性测试。

（7）品质控制。在整个制造过程中，执行严格的品质控制，包括材料检测、尺寸检验和力学性能测试，确保折叠机构符合设计规格和标准等。

（8）文档记录。对折叠机构的制造过程进行文档记录，包括设计文件、制造指南及检测报告等，有助于追溯产品质量和进行后续维护[3]。

2.3 折叠机构的组装方法

折叠机构的组装是根据折叠电动车的整体结构（见图1），将制造好的各个组件进行连接和装配，以实现折叠功能和结构的完整性。

图1 折叠电动车整体结构

（1）螺栓连接。使用螺栓、螺母和垫片等零部件将折叠机构的组件连接在一起。

（2）焊接。使用焊接工艺将折叠机构的组件进行永久性连接。常用的焊接方法包括电弧焊、激光焊和气体保护焊等。

（3）铆接。使用铆钉连接折叠机构的组件。铆接提供了可靠的连接，并具有较高的抗剪切能力。

（4）粘接。使用粘接剂粘合折叠机构的组件，有助于保持折叠机构的外观整洁。

（5）扣合/卡槽连接。通过设计合适的扣合结构或卡槽，在组装过程中将组件插入或扣合在一起，实现连接。

在折叠机构的组装过程中，需要严格按照设计规格和装配顺序进行操作，保证组件的正确位置和方向，确保连接方式的牢固性和稳定性。同时，对于折叠机构中的关键连接部位，如折叠点和锁定机制，需要注意其结构强度和运动顺畅性，以确保折叠机构的性能和安全性。组装过程中需要进行检查和调试，保证折叠机构的折叠和展开功能正常，且锁定机制可靠。必要时进行功能测试和耐久性测试，以确保折叠机构的性能和可靠性[4]。

3 操作方法与注意事项

3.1 折叠操作步骤

折叠操作是使用折叠机构的关键步骤。正确的折叠操作可以确保折叠单车或折叠设备的安全性和便携性。一般折叠机构的操作步骤为解锁固定、松开调节部件、折叠组件、固定折叠状态和校验稳定性，如图2所示。为确保折叠操作的安全性和可靠性，还需要注意以下两个方面。一方面，了解折叠机构的限制和用途。明确折叠机构的最大承载能力、折叠次数限制等，确保在合理的范围内使用，避免超负荷使用或不当使用。另一方面，平稳折叠和展开。在折叠操作过程中，保持平稳、缓慢的动作，避免过快或突然折叠与展开，以免造成损坏。

3.2 使用注意事项

在使用折叠机构时，需要注意以下事项以确保安全性。首先，定期检查。定期检查折叠机构的各个部件，包括连接件、调节部件和锁定机制等，并进行必要的维护和保养。其次，遵循使用规则。在使用折叠机构之前，详细阅读并遵守制造商提供的使用说明和安全指南。了解折叠机构的限制、推荐用途和禁止事项，避免不当使用导致意外伤害。再次，不超负荷使用。根据折叠机构的最大承载能力和使用限制，超负荷使用可能导致折叠机构失效或损坏，进而出现意外情况。最后，稳固支撑。在展开折叠机构并使用时，确保其稳固支撑在平坦、坚固的地面上，避免倾翻，造成摔伤。

3.3 维护保养建议

维护保养是确保折叠机构性能和使用寿命的重要方面。

（1）清洁。定期清洁折叠机构的各个部件，包括框架、连接件、滑轨等。

（2）润滑。在适当部位使用合适的润滑剂进行润滑，有助于减少摩擦和磨损，保持折叠机构的顺畅运行。

（3）检查连接件。定期检查折叠机构的连接件，如螺栓、螺母、销轴等，确保它们紧固可靠。

（4）替换磨损部件。定期检查折叠机构的关键部件，如滑轨、轴承、弹簧等。及时更换磨损、变形或损坏部件，以确保折叠机构正常运行。

（5）调整和校准。如果折叠机构出现松动、不稳定或不流畅的情况，进行必要的调整和校准[5]。

4 折叠机构的优化与改进

4.1 折叠机构的问题分析

在进行折叠机构的优化和改进之前，需要分析其存在的问题。

（1）结构稳定性。折叠机构在使用过程中可能存在松动、摇晃或变形等问题，导致结构不稳定。

（2）折叠性能。折叠机构在展开和折叠过程中可能存在操作不便、不顺畅或不流畅等问题，影响使用体验。

（3）耐久性和寿命。折叠机构的部件存在易损坏、磨损过快或失效等问题，导致寿命缩短或需要频繁维修更换。

（4）操作复杂性。操作步骤烦琐、不清晰或易混淆，使用户难以正确折叠或展开折叠机构。

（5）重量和体积。折叠机构的重量过大或体积过大，影响携带和使用的便利性。

以上问题分析可以为折叠机构的优化和改进提供方向和依据，以提升其结构稳定性、折叠性能、耐久性和用户体验。

4.2 折叠机构的改进方案

（1）结构优化。通过改进连接件的设计和强化关键部位的支撑结构，增强折叠机构的稳定性和结构强度。可以采用更可靠的锁定机制和调节装置，确保在使用过程中不出现松动或变形的情况。

（2）材料改进。选择更高强度、更耐久的材料，如轻质合金、碳纤维复合材料等，以提高折叠机构的耐久性和寿命。同时，优化材料的选择和分布，以平衡折叠机构的重量和刚性要求。

（3）润滑和减少摩擦。在关键部件之间增加润滑剂或采用减摩材料，减少摩擦和磨损，提高折叠机构的折叠性能和操作顺畅度。

（4）简化操作。优化折叠机构的操作步骤和机械结构，使其更加简单、直观和易于掌握。可以采用一键折叠、展开设计、自动锁定和解锁机制等，简化用户的操作流程。

（5）创新设计。通过创新设计理念和技术开发新型折叠机构，提供更好的折叠性能和用户体验。例如，采用可调节折叠角度的机构、多向折叠机构等，提高产品的灵活性和便利性。

这些改进方案旨在提升折叠机构的稳定性、折叠性能、耐久性和用户体验。在实施改进方案时，需要综合考虑结构设计、材料选择和制造工艺等多个因素，并确保符合相关的安全标准和法规要求。

4.3 折叠机构的性能评价

折叠机构的性能评价是评估其优化和改进效果的关键步骤。首先，可以通过振动测试、负荷测试和结构分析等方法来评估折叠机构在不同条件下的稳定性和刚性。其次，评估折叠机构的折叠性能和操作顺畅度。可以考虑折叠机构的折叠速度、操作力度和操作步骤的简单程度等指标。再次，评估折叠机构在长期使用和频繁折叠展开后的耐久性和寿命。可以进行疲劳测试、循环折叠测试和材料性能测试等，以确定折叠机构的使用寿命和可靠性。最后，评估折叠机构的成本效益，包括制造成本、维护成本和使用寿命等因素。综合考虑折叠机构的性能和价格，以确定其性价比和市场竞争力。

5 结语

文章介绍了电动单车折叠机构的设计原理、材料选择、制造工艺、组装方法、操作方法、注意事项以及维护保养建议。针对折叠机构存在的问题，提出了结构优化、材料改进、润滑减摩、操作简化、安全设计和创新设计等改进方案。同时，强调折叠机构性能评价的重要性，包括结构稳定性、折叠性能、耐久性、安全性、使用者体验和成本效益。通过持续改进和优化折叠机构，可以提高其可靠性、耐久性和用户体验，实现便携性与便利性的完美结合。未来折叠机构将在出行方式中发挥更重要的作用，为用户带来更便捷、可靠的出行体验。