折叠自行车

1折叠自行车作者：韩德玮博士，完成于2015年10月。目录A.序言B.定义C.不断增长的市场D.供应链1.垂直整合2.营销与设计3.各独立环节4.从OEM进口5.直销工厂E．近期发展历史F.技术讨论1.折叠车的一般标准a)紧凑性b)折叠、展开的便利性c)强度、杆固定、耐用性d)轮径e)轻便f)性价比g)美学2.设计策略a)车架中部横向折叠b)垂直折叠c)后三角下翻折叠d)伸缩车梁管e)各部件可拆卸f)使用线缆g)混合使用h)电动自行车i)其它实用技术3.车架/前叉/车把用材料4.结构设计a)传统规则b)强度c)刚度d)环保、安全e)最好用焊接管f)线缆2g)CEN测试h)后悬架i)有限元分析j)3D打印5.其他可折叠部件a)座管b)车把c)脚踏d)铰链及插销e)单边叉腿f)宽径轮胎6.质量问题a)强度和刚度b)单前管c)座管和车把立管d)插销e)可折叠脚踏7.对比a)骑行过程b)折叠时G.折叠自行车的未来1.不断增长的国际需求2.实用且可行的用途3折叠自行车A.序言折叠自行车在休闲活动和日常生活中有很多切实和潜在的用途（折叠自行车在日常生活和休闲活动中有很多潜在和切实的用途），也是自行车产业中增长速度最快的产品类别之一。当今，在全球自行车年产量一亿台有10%份额——即约一千万台是折叠自行车（在全球自行车约一亿台的年产量中就有10%的份额——即约一千万台属于折叠自行车）。本文旨在全面而客观地为读者介绍折叠自行车近期的发展史，同时对当今全球不同供应链上令人眼花缭乱的各款折叠自行车产品从技术上进行综述。希望本文能为众多对折叠自行车热衷或感兴趣的消费者、发明家、工程师、商家、产业发展和监管机构提供一份参考指南。本文的顺利完成要归功于大家。为方便大众读者理解，本文包含了丰富的图片，以及供爱好者查看的参考和链接。（由衷欢迎指正和建议。）B.定义折叠自行车，一种带脚踏的两轮车辆，可以折叠或通过其他方式转换成便携的形状/尺寸或包装以便于存储或运输。折叠自行车包括可拆卸自行车。（折叠自行车包括可拆卸自行车和不可拆卸自行车，部分折叠车还是电力驱动的。）有些折叠车是电力驱动的。在各个国家，折叠自行车在法律意义上归属于自行车（或电动车），必须符合所有相关安全标准才能上路。C.不断增长的市场大部分装置如果能被折叠，就会变得更有用。近年来，全球人士越来越关心健康和污染（健康和污染的话题越来越备受关注）。自行车本身就已经是一种很有用和流行的装置，市场需求量大约每年1亿台。折叠自行车因其在娱乐和个人出行方面的多种实用和可以想象到的用处便成为了各种自行车中增长最快的一种。典型用户包括野营车、帆船和私人飞机所有者，希望使用自行车出城游玩的汽车所有者；在使用汽车或公共交通的同时偶尔使用自行车的城市通勤者；又或者希望出行变得绿色、便捷、健康甚至特定场所“时髦”的普通市民。因为共同的兴趣爱好，一些国家兴起了很多折叠自行车俱乐部。每年，亚洲、欧洲和其他地区（按此顺序）预计销售约1千万台折叠自行车。尽管市场份额增长迅速，但因为是新型种类，折叠自行车数据还未进入大部分国家自行车统计数据。不过仍有许多其他渠道可以预估各个市场折叠自行车的销量，相关预估参见表1，表1显示了折叠脚踏主要供应商的年产量。表1可参见此处：=0鉴于世界人民日渐增长的健康和环境意识，预计自行车在交通工具中的市场占比还会继续扩大。在亚洲的一些城市，每四辆自行车中就有一辆是小轮折叠自行车。许多还只仅当普通自行车使用，基本不会被折叠。如今，几乎所有自行车制造商都根据市场需求生产一些折叠自行车。尽管如此，世界各地的工程师和制造商还面临着在性能和安全方面缩小折叠自行车与普通自行车之间差距的挑战。4D.供应链自行车制造业在上世纪上半叶迅速发展，尽管价格低廉，制造业规模却惊人的成熟。自行车制造业相对其他产业归属于劳动密集型产业，其重心从第二次世界大战末期开始由欧洲和北美转移到了日本，之后转移到了台湾，近几十年又转移到了中国。转移到中国（“世界工厂”）的意义巨大的，一方面是因为台湾人在资金和技术上的及时投资，另一方面是因为中国巨大的国内市场。近年来，中国由于生产制造成本不断上升，一些订单被其东南亚邻国（包括泰国、孟加拉国、印度尼西亚、越南、柬埔寨）抢走，部分归因于欧盟的反倾销政策，该政策声称旨在帮助发展中国家，但主要是保护其国内自身势微的自行车产业。因此，制造技术已缓慢扩散到亚洲其他地方。在一些更加严肃对待知识产权保护的地区，近年来慢慢出现了属于自己的本土技术。特别是台湾在九十年代受到来自美国的巨大压力。如今，绝大多数自行车工厂位于台湾，特别是一些知名品牌如:美利达。而中国糟糕的知识产权保护现状限制了其与外界的合作和技术交流，而中国当局却对此比较漠视。虽然发达国家逐渐失去其自行车产能，但是在设计和营销方面仍然领先。在当今日益缩小和竞争激烈的世界，必须找到方法结合二者——在利用地缘经济的同时保护自己。这对于寻求关联性和商业成功的发明家和企业家而言尤为重要目前，市场上有超过100种折叠自行车品牌，品牌数目还在增长。不同品牌背后有着不同的“供应链策略”，从根本上影响着他们的产品和服务。供应链由三个环节构成，即：设计、生产和营销。“设计”包括发明、工程和产品美学设计。万物都经历着不断改进和发展的过程。“生产”包括工装、批量生产和质量保证。“营销”包括营销/销售策略的规划和执行。公认的有五种供应链类型（最好了解一下）：1.把控三个环节的国际公司：设计、制造和营销。该类型有着最优的垂直整合，理论上可以就成本提供最好的产品和服务；但最大的挑战在于经济规模和地缘经济。该类型包括：DiBlasi、大行、Brompton、欧亚马、捷安特、bikeFriday、Ubike、Jango。2.兼做设计的营销公司。自己从事设计的营销公司，将订单下给原始设备制造商。理论上在劳动分工上要优于上述第一种。如Montague、Birdy、Raleigh、Tern、AllenSport。但沟通和缺乏交叉的专业知识是个难题。3.各环节独立。三个环节由不同公司把控。理论上该类型是东西方协同合作的典范，可以生产出优秀的创新型产品。但是上述第2种提及的问题会更加严重。（Birdy、Pacific、Ubike）4.从原始设备制造商进口的进口公司。西方进口公司向亚洲原始设备制造商购买产品，双方仅需做一点点设计工作。模仿是关键。他们得以生存是因为极具竞争性的价格和促销。5.原始设备制造商，大部分来自中国，提供带有自己标识的折叠自行车，在互联网和其他经销店宣称“工厂直营”。虽然在质量保证和营销方面有所欠缺，但他们的价格十分便宜（可以在阿里巴巴和速卖通上找到这样的公司）。同样，其关键在于模仿，但也经常会有法律纠纷。E.近期发展历史1887年9月16日，美国发明家EmmitG.Latta申请了首个折叠自行车专利。从那之后，许多发达国家的无数发明家、制造商和营销公司不断尝试为自行车骑行人员（包括士兵）提供更加紧凑和/或更好体验的折叠自行车。有一些专利还是非常有实用价值的。各个国家的折叠自行车潮流几经涨落。最近一波潮流，由Diblasi、Raleigh和Bickerton于70年代缓慢发起（由大行、Brompton和Montague在80年代、BikeFriday和Birdy在90年代承继），如今以不可阻挡之势增长为全球范围内年销量数百万台。大行，作为最大的折叠自行车生产5商自然对市场有着最大的影响，其在全球范围内拥有300多项专利，其中的数十项技术已在行业中普遍应用。（清单可参见此处：=0）关于自行车历史有很多研究深入的书籍，如GordonWilson教授的《自行车科学》，较近的一本书是Hadland和Lessing的《自行车设计》（麻省理工学院出版社，2014年），其中简要介绍了折叠自行车。有关折叠自行车从诞生100多年来的简要历史可参见：。这些是深入阅读本文的背景材料。F.技术探讨1.折叠自行车的一般标准a)“紧凑”是任何折叠自行车在折叠状态的首要目标。但对于“紧凑”又有多个不同的标准，包括（按照流行程度从高到低）：a）体积最小，B）直立时占地面积最小，以及C）最便于把控的形状/尺寸（就可拆卸折叠自行车而言）。各个标准对于迅速发展的折叠自行车都有着重要的参考价值。b)收纳/打开便利是一项重要的卖点。c)强度、刚度和耐用性对于安全和骑行效果至关重要。不能过分强调这些标准，对于折叠自行车（尤其是有许多折叠关节的）设计而言这些标准仍是最大的难题。d)车轮尺寸是一个两难选择。大多数折叠自行车为了紧凑，车轮都很小，这样即使不影响安全，但或多或少也会影响到舒适度和性能。所以要根据最终用途做一个折衷处理。e)很显然，为了便于运输要轻便。f)当然要具有性价比。g)美学对于商业上的成功而言要比大多数发明家认为的要重要的多。遗憾的是，大部分标准对于普通自行车而言都是互相冲突，更不要说对于有许多折叠关节的折叠自行车了。不管看起来多么“不公平”，折叠自行车经常拿来与普通自行车（有时被称作“人类最伟大的发明”）进行比较，这对工程师和制造者来说是一个严峻的挑战。确实，在技术发展史上，即使是设计最为优秀的小轮径折叠自行车，为了折叠的紧凑性也势必会牺牲了其他方面的设计。但差距正在缩小。此外，大轮径折叠自行车也有着其自身魅力的不足2.六种设计策略由于技术门槛“低”（可能是想当然），19世纪以来折叠自行车相关的专利已超数千项。但将这些专利变为产品的仅有一小部分，有很少的专利会被有效维持较长的年限。按照发明家认为的最优标准，很多专利都是关于车架/车把系统折叠的基础策略；除脚踏、车把、曲柄和附件之外的其他部件大部分都是常备物件（经济学上考虑的确如此）。这些不同的策略可以大致划分为5或6个种类，偶尔有混合。种类有：a)车架中间横向折叠。（如：20世纪70年代的Raleigh、Bickerton；20世纪80年代的大行、欧亚马；21世纪初的KHS、Tern等）；这一策略最为直观，因此在如今的折叠自行车市场占据绝大多数。6图1RaleighTwenty骑行状态图2RaleighTwenty折叠状态20世纪70年代的RaleighTwenty折叠自行车（这款20寸车尽管折叠后体积较大，但骑行稳固）图片来源：图3Bickerton骑行状态7图4Bickerton折叠状态20世纪70年代的Bickerton折叠自行车（骑行刚性略差，但折叠后体积比RaleighTwenty小）图片来源：(bicycle)图5大行1980骑行状态图6大行1980折叠状态20世纪80年代的大行折叠自行车（这款16寸车骑行稳固、折叠后紧凑）图片来源：图7KHS骑行状态图8KHS折叠状态21世纪