專利名稱：變速、發(fā)電電動型兩用自行車的制作方法
技術(shù)領域：
變速、發(fā)電電動型兩用自行車，屬于交通工具領域。
背景技術(shù)：
目前，市面上變速自行車是在中軸、后輪轂安裝鏈輪組合齒，通過調(diào)整齒數(shù)比，實 現(xiàn)變速，在中軸上安裝的鏈輪組合齒，只能是左、右排列，轉(zhuǎn)速比限制在較小的范圍。電動車 使用技術(shù)，天津自行車行業(yè)生產(chǎn)力促進中心專家?guī)斐蓡T編著，人民郵電出版社，2008年5月 第 1 版，電子函件 315iPtPress. com. cn,網(wǎng)址 http //www. ptpress. com. cnl70 頁-172 頁， 第11章，中軸驅(qū)動裝置日本的電動自行車以YAMAHA和松下公司為代表，開發(fā)了電動自行 車的中軸驅(qū)動裝置方式，經(jīng)過了多次大的改進，目前已經(jīng)進入到技術(shù)上比較完善的程度。而 我國，對于中軸驅(qū)動裝置還比較陌生，這是由于輪轂驅(qū)動長期占領了市場。發(fā)展中軸驅(qū)動裝 置，除了技術(shù)上尤其配套上有一些難度外，制造商的短期行為也是一種心理障礙。甚至還有 人錯誤地認為，輪轂驅(qū)動是電動自行車中最先進和效率最高的驅(qū)動形式。遠在2000年或更早些，國內(nèi)就已經(jīng)開始研究電動自行車的中軸驅(qū)動裝置，那時制 造了幾種樣機，技術(shù)上各有特色，如正交軸中軸驅(qū)動裝置，同軸諧波(傳動)中軸驅(qū)動裝置， 兩級減速平行軸中軸驅(qū)動裝置，鏈傳動減速中軸驅(qū)動裝置等。這些中軸驅(qū)動器在設計上仍 然有些缺陷，最主要的是設計時沒有把驅(qū)動器當成一個整體來考慮，協(xié)調(diào)傳感器、電動機和 減速機構(gòu)的功能，還有的性價比(性能價格比)不高或批量生產(chǎn)有困難(如諧波傳動)。但 是這些中軸驅(qū)動裝置的電動自行車已經(jīng)具備了中軸驅(qū)動裝置的某些優(yōu)異的基本性能。顯露 出中軸驅(qū)動裝置的強大生命力。電動自行車的中軸驅(qū)動裝置屬于高速驅(qū)動，是具有高性價比和非常有前途的一種 驅(qū)動方式。由于帶減速的輪轂電動機在結(jié)構(gòu)上受到徑向和軸向尺寸的限制，設計方案都免 不了有這樣那樣的不足，甚至缺陷。中軸驅(qū)動裝置的減速機構(gòu)、電動機和傳感器3部分盡管 有非常密切的關系，并且形成一體，但是還是相對獨立，結(jié)構(gòu)上沒有相互制約，這就使驅(qū)動 器的設計有最大限度的靈活性，從而使3部分各自都獲得最佳的工作狀態(tài)。中軸驅(qū)動裝置相對其他形式的驅(qū)動裝置，尤其是輪轂式驅(qū)動裝置，有以下優(yōu)點。(1)中軸驅(qū)動裝置是系統(tǒng)工程設計概念，結(jié)構(gòu)緊湊、簡潔、輕巧、重心低、外形美觀、 騎行舒適、安全，具有自行車的基本外觀特征。(2)中軸驅(qū)動裝置設計靈活，電動機、減速機和傳感器是一個協(xié)調(diào)的整體，驅(qū)動器 整體高效率，高可靠性，小尺寸、低噪聲、大加速度，有極優(yōu)的動態(tài)性能。(3)驅(qū)動器(包括電動機)的密封性能好，有合理的工藝性。防塵、防水、防銹設 計，保證長期良好的潤滑。電動機可以采用內(nèi)轉(zhuǎn)子的直流電動機或無刷直流電動機方案，即 使采用直流電動機，電動機的壽命也極長。驅(qū)動器維修極便利。(4)中軸驅(qū)動裝置可以在后軸安裝內(nèi)(或外)變速器，爬坡性能優(yōu)良。帶轉(zhuǎn)矩傳感 器的中軸驅(qū)動器，配合后軸變速機構(gòu)可以獲得不同騎行狀態(tài)下轉(zhuǎn)矩助力性能的極佳匹配組
I=I O
(5)助力騎行，輕松自如，節(jié)約能源，蓄電池得到充分利用，續(xù)程加倍。無電騎行時 沒有任何電動機磁阻的影響，感覺和普通自行車一樣，起到運動和健身的多重功能。11. 2中軸驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)形式中軸驅(qū)動裝置一般有3種形式。(1)同心軸驅(qū)動。電力、人力驅(qū)動由一個公共的大 輪盤輸出，大輪盤與中軸同心，中軸通過單向機構(gòu)(飛輪、單向聯(lián)軸器或單向軸承)與輪盤 聯(lián)接。電動機與中軸可以通過平行軸齒輪機構(gòu)傳動也可以與中軸同軸，但前者設計靈活，后 者局限性大；(2)小輪盤驅(qū)動。電力、人力驅(qū)動由一個公共的小輪盤輸出。小輪盤輸出與中 軸分開(不同心)，人力驅(qū)動(中軸)通過變速結(jié)構(gòu)和單向機構(gòu)與小輪盤軸連接；(3)雙輪 盤驅(qū)動。電力、人力驅(qū)動分別由兩個輪盤一根鏈條輸出，電力驅(qū)動由小輪盤輸出，人力驅(qū)動 (中軸)通過單向機構(gòu)與轉(zhuǎn)矩傳感器和大輪盤軸連接。上述3種驅(qū)動形式各有其特點(見 表11-1)。由此可以看出，同心軸驅(qū)動外觀整體性好，但是內(nèi)部變速機構(gòu)比較復雜，傳動級數(shù) 較多，制造精度高，成本較高，電動機的輸出經(jīng)過減速，又升速，從傳動來看，不太合理。小輪 盤驅(qū)動內(nèi)部變速機構(gòu)比較復雜，傳動級數(shù)較多，成本較高。雙輪盤驅(qū)動方式，人力驅(qū)動與電 力驅(qū)動分開，互相沒有制約，可以獨立調(diào)整速比，內(nèi)部變速機構(gòu)比較簡單，成本較低，便于維 修。中軸驅(qū)動裝置不宜采用低速電動機直接驅(qū)動，因為電動機的轉(zhuǎn)速要與中軸轉(zhuǎn)速基 本一致，即40-70r/min，如此低轉(zhuǎn)速的電動機尺寸會非常大，而且性能非常差，這就完全失 去了中軸驅(qū)動裝置的意義。11. 3轉(zhuǎn)矩助力驅(qū)動及傳感器高性能的中軸驅(qū)動器應當具有轉(zhuǎn)矩控制功能，轉(zhuǎn)矩傳感器與中軸驅(qū)動器一體化設 計。過去國內(nèi)的設計，大多以搞機械的工程師先設計減速器為主，然后配套一個標準電動 機，最后再考慮傳感器，甚至根本就不考慮轉(zhuǎn)矩傳感器。這樣的設計就很勉強，難以考慮全 面和合理，無須談什么先進性。優(yōu)秀的中軸驅(qū)動裝置電動自行車的設計綜合了電動機、蓄電 池、微型計算機控制、傳感器、工程力學和材料力學、工業(yè)造型等諸方面的先進技術(shù)，即先考 慮好一個整體方案，反復協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)矩傳感器、電動機、減速器的設計，使之比較合理。這是一個 復雜和需要多次反復的過程。傳感器和電動機的設計，關系到中軸驅(qū)動裝置的性能，要予以 首先考慮和特別的重視。我的專利200820016340. 8申請日2008年1月17日自行車中軸增 速裝置，存在內(nèi)齒輪附屬件多，制造、安裝困難，沒有變速機構(gòu)，沒有電動、發(fā)電機發(fā)電功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是1設計一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、輕便快捷、省力的變速、發(fā)電電動 型兩用自行車、具有高速檔、低速檔雙鏈變速自行車、單鏈變速自行車，中軸飛輪蝸輪式電 動、發(fā)電型自行車，及電動、發(fā)電控制型兩用自行車，撥鏈式變速自行車。本發(fā)明技術(shù)方案是變速、發(fā)電電動型兩用自行車，自行車中軸增速裝置由中心 輪、行星輪、內(nèi)齒輪、中軸、轉(zhuǎn)臂、輸出座、邊蓋、殼體等組成，其特征在于轉(zhuǎn)臂固定在中心輪 轉(zhuǎn)臂左邊中軸上，中軸左邊裝在左邊殼體邊蓋軸承上，并向外伸出，中軸右邊裝在右邊殼體 邊蓋軸承上并向外伸出，中軸上裝有軸承分別安裝在中軸轉(zhuǎn)臂內(nèi)、中心輪轉(zhuǎn)臂內(nèi)，轉(zhuǎn)臂外徑 軸承裝在支撐體內(nèi)支撐體固定在殼體上，中軸轉(zhuǎn)臂軸上行星輪、中心輪轉(zhuǎn)臂軸上行星輪，分 別與固定在殼體上內(nèi)齒輪、中心輪嚙合，轉(zhuǎn)臂左邊中軸上裝有飛輪蝸輪與殼體軸承內(nèi)的蝸桿嚙合，中心輪圓管、輸出座上安裝的單鏈變速裝置、雙鏈變速裝置及鏈輪組合齒旁，增加 的大皮帶輪與發(fā)電機皮帶輪聯(lián)接，其余的齒與相對應的齒聯(lián)接，及雙鏈變速裝置中大皮帶 輪、小皮帶輪分別通過皮帶傳動與發(fā)電機、電動機聯(lián)接，就組成了上述四種變速、發(fā)電電動 型兩用自行車，單鏈變速裝置方鋼圓圈鎖球、開口槽裝在輸出座及鎖球槽、“千斤”齒上面， “千斤”齒向右伸出圓片，在左側(cè)面，輸出座上檔桿、下檔桿在方鋼圓圈側(cè)面上開口槽、下開 口槽內(nèi)，左飛輪齒圈右飛輪齒圈裝在右邊中軸軸承上，左飛輪齒圈與左邊輸出座飛輪圓盤 “千斤”齒嚙合，右飛輪齒圈與右邊中軸圓盤“千斤”齒嚙合，飛輪“千斤”齒向前，后輪“千 斤”向后，中心輪圓管鏈輪通過鏈條與后輪飛輪聯(lián)接，在方鋼圓圈上方，裝有換擋片，雙鏈變 速裝置方鋼圓圈內(nèi)徑及鎖球、開口槽，裝在輸出座及鎖球槽、“千斤”齒上面，“千斤”齒向 左伸出圓片，在右側(cè)面輸出座上檔桿、下檔桿在方鋼圓圈側(cè)面上開口槽、下開口槽內(nèi)，飛輪 齒圈座裝在左邊軸承上，飛輪齒圈與右邊輸出座“千斤”齒嚙合，飛輪“千斤”齒向前，后輪飛 輪“千斤”齒向后，中心輪圓管上鏈輪、輸出座鏈輪分別通過鏈條與后輪轂圓管上左邊飛輪、 右邊飛輪聯(lián)接，在方鋼圓圈上方，裝有換擋片，或者雙鏈變速裝置中大皮帶輪通過皮帶傳動 與發(fā)電機聯(lián)接，中軸鏈輪通過鏈條與后輪飛輪聯(lián)接，輸出座上檔桿、下檔桿在輸出座側(cè)面外徑向上、向下凸出固定聯(lián)接，從側(cè)面外徑向 內(nèi)有上方鎖球槽、“千斤”齒，下方鎖球槽、“千斤”齒，左方鎖球槽，右方鎖球槽。方鋼圓圈側(cè)面上開口槽、下開口槽是在圓圈內(nèi)徑與外徑之間，從側(cè)面向輸出座軸 承方向開口，開口長度在向后90。內(nèi)，側(cè)而內(nèi)徑有上方鎖球、開口槽，下方鎖球、開口槽。雙鏈變速裝置也可以安裝在后輪轂圓管、車架上。內(nèi)齒輪圓齒夾在兩個向外翻邊片中，用鏈條軸固定聯(lián)接。圓片外翻邊裝在殼體兩邊圓管里，左邊蓋、右邊蓋分別裝在翻邊的圓片上。電動機蝸桿安裝在殼體內(nèi)前、后軸承座軸承上，蝸桿后端是凹形，電動機軸前端是 凸形帶鍵，插在蝸桿后端凹形槽內(nèi)，殼體上設有通氣口。在蝸桿電動機、發(fā)電機上裝有組合開關中心輪為圓管狀左端設有圓齒，內(nèi)齒輪為鏈條式圓齒。本發(fā)明的有益效果是單鏈變速自行車，雙鏈變速自行車，撥鏈式變速自行車，是 在增速器輸出座高轉(zhuǎn)速基礎上，進行等速、減速輸出動力。目前市面上變速自行車是在中軸 鏈輪組合齒與后輪鏈輪組合齒，齒數(shù)差之間進行減速、增速，其構(gòu)造同自行車中軸增速裝置 相比，在本質(zhì)上不同。中軸飛輪蝸輪式電動車，飛輪蝸輪安裝在增速器左邊蓋內(nèi)中軸上，與 上方電動機蝸桿嚙合，經(jīng)減速后在中軸轉(zhuǎn)速為40r/min左右。發(fā)電機鏈輪通過鏈條與輸出 座鏈輪聯(lián)接，發(fā)電機轉(zhuǎn)速在1600轉(zhuǎn)以上，小型永磁發(fā)電機能夠發(fā)電，其結(jié)構(gòu)合理、簡單、成 本低。鏈輪組合齒式電動車鏈輪組合齒固定在增速器中心輪圓管、輸出座上，即在中心輪 圓管、輸出座上有兩個鏈輪，一個鏈輪直徑小連接電動機，一個鏈輪直徑大聯(lián)接發(fā)電機，電 動機轉(zhuǎn)速lOOOr/min是低速電動機，通過速比3減速，在輸出座轉(zhuǎn)速為330r/min，符合電動 車轉(zhuǎn)速，發(fā)電機鏈輪通過增速速比5轉(zhuǎn)速在1600r/min，永磁發(fā)電機能夠發(fā)電，其結(jié)構(gòu)合理、 簡單、成本低。上述兩種電動車，其輸出轉(zhuǎn)速同國外中軸式電動車輸出轉(zhuǎn)速相同，同國外電 動車相比較，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低、重量輕，發(fā)電機能夠發(fā)電，輕便快捷、省力，人力驅(qū)動與 電力驅(qū)動分開，也可以同時驅(qū)動，節(jié)約能源，沒有高附加技術(shù)零部件及投資，生產(chǎn)條件簡單、零部件簡單，節(jié)省鋼材，機械加工件極少，甚至沒有，效益高，在某種方面比國外中軸式電動 車功能先進，該蝸輪電動機在電動車中是唯一使用蝸輪減速電動機，發(fā)電機轉(zhuǎn)速是唯一在 1600r/min以上，電動機是唯一以速比3減速使輸出座轉(zhuǎn)速在330r/min，中軸飛輪蝸輪電動 機，輸出座連接電動機，兩電動機同時安裝在增速器上，其輸出動力更強，安裝在三輪車上 效果較好，其轉(zhuǎn)速也能提高，永磁發(fā)電機具有體積小，重量輕，低速發(fā)電量大，不用預激磁特 點，特別適合安裝在電動車上，可以使電瓶數(shù)量減少，也能對環(huán)境起保護作用。天津市松美無刷電機技術(shù)有限公司生產(chǎn)直流永磁電動機，型號是ZYT63/01，電壓 36V,電流8A，功率240W，轉(zhuǎn)速lOOOr/min，該電機是低速電動機，是電動車專用電機，其轉(zhuǎn)速 很適合本電動車，下面給出一些數(shù)據(jù)，證明該車功能1、該車人力驅(qū)動時輸出座轉(zhuǎn)速320r/min =中軸40r/minX增速器速比82、中軸飛輪蝸輪電動機在中軸減速后轉(zhuǎn)速為40r/min = lOOOr/min+飛輪蝸輪24 齒3、輸出座飛輪通過鏈條與電動機連接輸出座轉(zhuǎn)速在330r/min = 1000r/min + 3 倍，(輸出座飛輪24齒電動機鏈輪8齒=3倍)4、發(fā)電機轉(zhuǎn)速1600r/min =輸出座轉(zhuǎn)速330r/minX 5 (輸出座鏈輪組合齒大鏈輪 40齒發(fā)電機鏈輪8齒=5)5、單鏈單速自行車中軸40r/minX增速器速比8 +1. 5 X 60分鐘=25公里/小 時(輸出座鏈輪20齒后輪飛輪30齒=1. 5)6、單鏈變速自行車高轉(zhuǎn)速中軸40r/minX8X 1米輪胎周長X60分鐘=19公里/小時低轉(zhuǎn)速中軸40r/minX 1米X60分鐘=2400米/小時7、雙鏈變速自行車高轉(zhuǎn)速中軸40r/minX增速器速比8X 2米輪胎周長X60分鐘=36公里/小 時低轉(zhuǎn)速中軸40r/minX8 + 2. 5 = 18公里/小時(輸出座鏈輪20齒大鏈輪50 齒=2. 5)8、普通自行車中軸40r/minX2. 5X2米X60分鐘=12公里/小時(中軸鏈輪48齒后輪飛輪 18 齒=2. 5)


圖1變速、發(fā)電電動型兩用自行車主視圖(1)(雙鏈變速)蝸輪式圖2變速、發(fā)電電動型兩用自行車主視圖(2)(單鏈變速)蝸輪式圖3變速、發(fā)電電動型兩用自行車主視圖(3)(撥鏈式)蝸輪式圖4變速、發(fā)電電動型兩用自行車主視圖(4)(雙鏈變速)雙皮帶電動、發(fā)電式圖5電動、發(fā)電控制型兩用自行車主視圖(輸出較高轉(zhuǎn)速)圖6電動、發(fā)電型兩用自行車主視圖(雙級增速發(fā)電)圖7電動、發(fā)電型兩用自行車主視圖(控制發(fā)電、電動型)圖8電動、發(fā)電型自行車主視圖(雙皮帶式輸出較高轉(zhuǎn)速)
圖9單鏈單速自行車主視10單鏈變速自行車主視11撥鏈式變速自行車主視12雙鏈變速式自行車主視圖方鋼圓圈1內(nèi)徑開口槽2 “千斤”齒3上方鎖球4鎖球槽5上檔桿6側(cè)面 開口槽7圓片8左飛輪齒圈9右飛輪齒圈10右邊中軸軸承11中軸圓盤“千斤”齒12 方鋼圓圈橫片13擋片板14中軸15中心輪圓管鏈輪16中心輪圓管17飛輪齒圈18 輸出座“千斤“齒19輸出座鏈輪20內(nèi)徑開口槽21輸出座22上方，鎖球槽23輪齒 圈座24左邊中心輪軸承25右邊上檔桿26側(cè)面開口槽27鏈輪組合齒28后輪鏈輪 組合齒29發(fā)電機皮帶輪30蝸輪電動機31蝸桿32輪蝸輪33飛輪蝸輪“千斤”齒34 輸出座大帶輪35飛輪組合齒36輸出座鏈輪37輸出座小皮帶輪38 電動機皮帶輪39 中軸鏈輪40輸出座皮帶輪41中心輪圓管外軸承42 中心輪圓管內(nèi)軸承43支撐體44 中心輪轉(zhuǎn)臂45 中心輪46實施方案圖1變速、發(fā)電電動型兩用自行車主視圖(1)(雙鏈變速)蝸輪式圖2變速、發(fā)電電動型兩用自行車主視圖⑵(單鏈變速)蝸輪式圖3變速、發(fā)電電動型兩用自行車主視圖(3)(撥鏈式)蝸輪式圖4變速、發(fā)電電動型兩用自行車主視圖(4)(雙鏈變速)雙皮帶電動、發(fā)電式圖5電動、發(fā)電控制型兩用自行車主視圖(輸出較高轉(zhuǎn)速)圖6電動、發(fā)電型兩用自行車主視圖(雙級增速發(fā)電)圖7電動、發(fā)電型兩用自行車主視圖(控制發(fā)電、電動型)圖8電動、發(fā)電型自行車主視圖(雙皮帶式輸出較高轉(zhuǎn)速)圖9單鏈單速自行車主視10單鏈變速自行車主視11撥鏈式變速自行車主視12雙鏈變速式自行車主視圖方鋼圓圈1內(nèi)徑開口槽2 “千斤”齒3上方鎖球4鎖球槽5上檔桿6側(cè) 面開口槽7 圓片8左飛輪齒圈9右飛輪齒圈10右邊中軸軸承11中軸圓盤“千斤” 齒12方鋼圓圈橫片13擋片板14中軸15中心輪圓管鏈輪16中心輪圓管17飛輪 齒圈18輸出座“千斤“齒19輸出座鏈輪20內(nèi)徑開口槽21輸出座22上方，鎖球槽 23 飛輪齒圈座24左邊中心輪軸承25右邊上檔桿26側(cè)面開口槽27鏈輪組合齒28 后輪鏈輪組合齒29發(fā)電機皮帶輪30蝸輪電動機31蝸桿32飛輪蝸輪33飛輪蝸輪 “千斤”齒34輸出座大帶輪35飛輪組合齒36輸出座鏈輪37輸出座小皮帶輪38 電 動機皮帶輪39中軸鏈輪40輸出座皮帶輪41中心輪圓管外軸承42中心輪圓管內(nèi)軸承 43 支撐體44 中心輪轉(zhuǎn)臂45 中心輪46中軸轉(zhuǎn)臂47圖1是變速、發(fā)電電動型兩用自行車，該車是在雙鏈變速基礎上，在輸出座鏈輪20 旁，固定安裝大直徑皮帶輪35，通過皮帶傳動與發(fā)電機小皮帶輪30聯(lián)接，組成二級增速裝 置，大皮帶輪35同輸出座鏈輪20是在一個檔，在運行中，該輸出座鏈輪20同后輪右邊小飛 輪通過鏈條聯(lián)接，傳動比可以設計1 1，屬于高轉(zhuǎn)速，只有將變速檔處在高轉(zhuǎn)速檔時，即輸出座鏈輪20工作時，發(fā)電機30才能發(fā)電，如果中心輪圓管鏈輪16工作，則發(fā)電機皮帶輪 30、輸出座大皮帶輪35、輸出座鏈輪20處于靜止狀態(tài)，同雙鏈變速自行車變速相同，蝸輪電 動機31在通電時，才能帶動中軸轉(zhuǎn)動，電動機31不通電時，蝸輪33因為通過軸承裝在中軸 上，而“千斤”齒裝在中軸上，中軸轉(zhuǎn)動時，帶動斜活動“千斤”齒在飛輪圓圈內(nèi)斜齒內(nèi)滑動 上、下轉(zhuǎn)動，人力驅(qū)動沒有受到影響，此時若電動機不轉(zhuǎn)動，人力騎行能正常騎行，并沒有沉 重感，人力驅(qū)動與電力驅(qū)動能夠單獨進行，互相沒有制約，發(fā)電機在雙鏈變速中，車速處于 高速時，發(fā)電機才能工作，在低速檔時，發(fā)電機停止工作，電動機可以隨時啟動，啟動時人力 騎行仍然能夠進行，因此該裝置具有變速、發(fā)電電動型兩用自行車，該車在飛輪蝸輪電動、 發(fā)電型兩用自行車輸出座22上安裝大帶輪35通過皮帶與發(fā)電機皮帶輪30聯(lián)接，中心輪圓 管鏈輪與后輪轂圓管左邊大飛輪連接，速比選擇在3比較好，屬于低速檔，即中心輪圓管鏈 輪16，18齒后輪轂飛輪48齒=2.5(增速器速比=3)其變速、發(fā)電電動型兩用自行車 (1)(雙鏈變速)是電動飛輪蝸輪減速機，輸出座大皮帶輪與發(fā)電機皮帶輪聯(lián)接，雙鏈變速 裝置安裝在輸出座、中心輪圓管上，該車具有電動騎行、人力騎行可單獨進行，是在雙鏈變 速自行車基礎上，是電動發(fā)電、與雙鏈變速雙功能，可同時進行，增速器內(nèi)可設置雙級增速， 可提高發(fā)電效果，其中心輪齒輪通過鏈條與車后輪飛輪聯(lián)接，可用減速方式來進行，因為輸 出座，輸出轉(zhuǎn)速較高，由于車輪輪徑很小，車速高可以同小輪徑配合，其轉(zhuǎn)速能降低至合理 約20公里/小時，圖2是變速、發(fā)電電動型兩用自行車(2)(單鏈變速)是在單鏈變速自行 車基礎上，安裝飛輪蝸輪及發(fā)電機，發(fā)電機皮帶輪與輸出座大皮帶輪聯(lián)接，可輸出高速、低 速轉(zhuǎn)速，高低、轉(zhuǎn)速時發(fā)電機能發(fā)電，電動機可隨時啟動，人力騎行、電力騎行能單獨使用， 圖3是變速、發(fā)電電動型兩用自行車(3)(撥鏈式)是在輸出座安裝鏈輪組合齒及輸出座大 皮帶輪與發(fā)電機皮帶輪聯(lián)接，鏈輪組合齒通過撥動器，是目前市面上變速自行車，撥動后輪 鏈輪組合齒，來達到調(diào)整車速，本車一般使用多級減速為宜，通過電動機、發(fā)電機配合，能使 騎行省力，同時可以單獨使用人力騎行，圖4為變速、發(fā)電電動型兩用自行車(4)是在雙鏈 變速基礎上，在輸出座上安裝大皮帶輪、小皮帶輪，分別同發(fā)電機、電動機聯(lián)接，其具有雙鏈 變速功能，能具有電動、發(fā)電功能輸出高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)速，人力騎行可單獨進行，如果配用永磁 發(fā)電機效果較好，永磁發(fā)電機是小型，低速發(fā)電量大，不需要配用電池預充磁，使用壽命長。 圖5電動、發(fā)電控制型兩用自行車(輸出高轉(zhuǎn)速)是在飛輪蝸輪電動車輸出座22上安裝雙 鏈變速裝置，中心輪圓管鏈輪16與后輪轂左飛輪連接，其轉(zhuǎn)速速比設計在8 1.5 = 5較 好，(增速器速比8，減速速比1.5即中心輪鏈輪18，20齒后輪飛輪30齒=1.5)輸出座 大皮帶輪35通過皮帶傳動與發(fā)電機皮帶輪30聯(lián)接，蝸輪電機31停轉(zhuǎn)時，由于中軸與飛輪 蝸輪“千斤”齒34固定連接，中軸15轉(zhuǎn)動時，帶動“千斤”齒34在飛輪蝸輪33內(nèi)轉(zhuǎn)動，飛輪 蝸輪33不動，因為“千斤”齒后方有鋼絲支撐，“千斤”齒能上、下移動，此時人力驅(qū)動中軸輸 出的是單鏈單速自行車車速，如果電動機31通電，蝸桿32帶動飛輪蝸輪33轉(zhuǎn)動，飛輪蝸輪 33帶動“千斤”齒34、中軸15轉(zhuǎn)動，當需要發(fā)電時，通過變速裝置，將輸出座鏈輪20與“千 斤”齒19嚙合，發(fā)電機鏈輪30轉(zhuǎn)動，發(fā)電機能發(fā)電，在蝸輪中心安裝飛輪，中軸、蝸輪能實現(xiàn) 同方向，不同速度，分別轉(zhuǎn)動或同時轉(zhuǎn)動。電動機蝸桿安裝在殼體圓圈前、后軸承座內(nèi)軸承 上，蝸桿后端是凹形套裝在圓管里，電動機軸前端是凸形插在殼體圓圈外的圓管蝸桿凹槽 內(nèi)，由于電動機蝸桿軸較長，將軸分成兩段，這樣在殼體圓圈上組裝蝸桿較容易，同時電動 機安裝、拆卸修理也較簡單。
圖6是電動、發(fā)電型兩用自行車，采用增速器二級增速后，由中心輪圓管鏈輪通過 鏈條與發(fā)電機鏈輪連接，形成三級增速，其總增速比較大，能夠達到發(fā)電機發(fā)電轉(zhuǎn)速，同時 裝有電動機、發(fā)電機組合開關，目的是當不需要電動機運行時，或不需要發(fā)電時，關閉開關， 這樣在騎行時，是單獨的自行車騎行，中軸上鏈輪40通過鏈條與后輪飛輪連接，在騎行時， 動力通過鏈條傳到后輪，帶動后輪轉(zhuǎn)動，上述電動車中也設有電動機、發(fā)電機組合開關，其 功能都相同，該電動車上若安裝永磁發(fā)電機較好，因為永磁發(fā)電機不用電瓶電流預激磁，同 時體積小、低速時發(fā)電量大，不用電瓶，這樣能使整車重量減輕，同時騎行較省力。圖7是電動、發(fā)電控制型兩用自行車，其電動機、發(fā)電機功能同上述一樣，控制系 統(tǒng)主要在機械控制，發(fā)電機運轉(zhuǎn)時具有磁阻，運轉(zhuǎn)時需要一定動力，若在不需要電動運轉(zhuǎn) 時，通過開關將輸出座轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)，動力不通過發(fā)電機，采用的控制系統(tǒng)是雙鏈變速裝置，只 是將輸出的動力通向發(fā)電機，該增速裝置可以安裝兩級增速器，以便獲得較大轉(zhuǎn)速。圖8電動、發(fā)電型自行車主視圖(雙皮帶式輸出較高轉(zhuǎn)速)，是在電動、發(fā)電型自行 車雙鏈變速輸出座大皮帶輪旁邊，輸出座小皮帶輪38通過皮帶傳動與電動機皮帶輪聯(lián)接， 以速比3轉(zhuǎn)速帶動輸出座皮帶輪轉(zhuǎn)動，人力驅(qū)動是中心輪鏈輪16與后輪轂圓管上左邊大飛 輪聯(lián)接輸出動力，電力驅(qū)動是通過變速開關，接通電源，電動機皮帶輪39帶動輸出座小皮 帶輪38轉(zhuǎn)動，輸出座大帶輪35通過皮帶傳動，帶動發(fā)電機皮帶輪30轉(zhuǎn)動發(fā)電，同時輸出 座飛輪鏈輪帶動后輪輸出較高轉(zhuǎn)速，在輸出座22上方，有電動機、發(fā)電機30，電動機皮帶輪 通過皮帶傳動與輸出座小皮帶輪38聯(lián)接，在高速檔運轉(zhuǎn)時電源開關通電，電動機皮帶輪39 帶動輸出座小皮帶輪38轉(zhuǎn)動，在輸出座22轉(zhuǎn)速為330r/min左右(1000r/min + 3 = 330r/ min)，同時輸出座大鏈輪35，40齒帶動發(fā)電機鏈輪30，8齒，速比5通過運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速在1600r/ min以上，永磁發(fā)電機能夠發(fā)電，左邊中心輪圓管鏈輪16，18齒通過鏈條與后輪轂圓管上左 邊大飛輪48齒，由于是單鏈單速，速比選擇在3 (增速器速比8 2.5 = 3)，左邊中心輪圓 管鏈輪16輸出是高轉(zhuǎn)速= 330r/min，由于是小輪徑自行車，輪胎周長為1米，速比1 1， 330r/minXl米輪胎周長X60分鐘=20公里/小時，人力驅(qū)動時能達到20公里/小時，電 力驅(qū)動時也能達到20公里小時，該車中心輪圓管鏈輪16輸出轉(zhuǎn)速是人力驅(qū)動轉(zhuǎn)速，也可以 是電動機鏈輪lOOOr/min帶動飛輪帶輪20轉(zhuǎn)動，330r/min電力驅(qū)動轉(zhuǎn)速，該車電動機鏈輪 8齒，輸出座大帶輪35，24齒，速比3，由于速比3是屬于較小速比，所以在運行中比較平穩(wěn)。圖9是單鏈單速自行車是在輸出座小帶輪38上通過鏈條與車后輪飛輪聯(lián)接，速 比設計以減速為宜，如輸出座小鏈輪38，18齒后輪飛輪30齒=1.5，因為是單鏈單速，輸 出座輸出是高轉(zhuǎn)速，通過適當減速，使速度能適應上坡低速需要，又要適應一定高速，也可 以根據(jù)輪徑大小選擇適當速比。圖10是單鏈變速自行車，方鋼圓圈1內(nèi)徑及左邊，上方鎖球4、開口槽2，下方鎖 球、開口槽裝在輸出座左邊上方鎖球槽5、“千斤”齒3，下方鎖球槽、“千斤”齒，左方鎖 球槽，右方鎖球槽上面，輸出座左邊上檔桿6、下檔桿，在方鋼圓圈左邊側(cè)面上開口槽7、 下開口槽槽內(nèi)，“千斤”齒3向右伸出圓片8，左飛輪齒圈9、右飛輪齒圈10、安裝在右邊中軸 軸承11上，左飛輪齒圈9套裝在輸出座飛輪圓盤“千斤”齒3、圓片8上，右飛輪齒圈10套 裝在中軸飛輪圓盤“千斤”齒12、圓片8上，飛輪“千斤”齒向前，后輪飛輪“千斤”齒向后， 并通過鏈條連接，中軸最低轉(zhuǎn)速一般在1圈最合適，因此后輪飛輪與輸出座飛輪速比選用 1 1，由于輸出座飛輪齒與后輪飛輪齒齒數(shù)相同，鏈條在運行中容易掉鏈，為了防止掉鏈，可在后輪處安裝變速自行車后輪漲緊輪或者在鏈條上安裝小鏈輪頂在鏈條上，在方鋼圓圈 橫片13上方，有換擋片14上的桿伸在與殼體圓圈、車架連接的圓管、彈簧里，當自行車需要 換檔時，換擋片14在手把處鋼絲繩控制下下移，中軸15向前轉(zhuǎn)動，方鋼圓圈橫片13被擋片 板14擋住，中軸15繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動90°，輸出座左邊上檔桿6、下檔桿被方鋼圓圈左邊側(cè) 面上開口槽7、下開口槽前方擋住，鎖球4頂在輸出座鎖球槽5內(nèi)，方鋼圓圈1內(nèi)徑開口槽 2，在輸出座“千斤”齒3上方，“千斤”齒3通過方鋼圓圈開口槽2上方空隙，在圓片8右邊 與左飛輪齒圈9嚙合，輸出座“千斤”齒3帶動左飛輪齒圈9轉(zhuǎn)動，由于左飛輪齒圈9與右飛 輪齒圈10是一體，右飛輪齒圈10在中軸圓盤“千斤”齒12上高速轉(zhuǎn)動，中軸“千斤”齒12 轉(zhuǎn)速相對較慢，中軸“千斤”齒12空轉(zhuǎn)，只有“千斤”齒帶動飛輪齒圈轉(zhuǎn)動，才能輸出動力，飛 輪齒圈在“千斤”齒圈上高速轉(zhuǎn)動，該低速檔失去功能，輸出座“千斤”齒帶動飛輪齒圈轉(zhuǎn)動， 輸出高轉(zhuǎn)速，需要低速時擋片板14下移，中軸15向后轉(zhuǎn)動，方鋼圓圈橫片13被換擋片14擋 住，中軸15繼續(xù)向后轉(zhuǎn)動90。，輸出座左邊上檔桿6、下檔桿被方鋼圓圈左邊側(cè)面上開口 槽7、下開口槽后方擋住，鎖球4下移頂在輸出座鎖球槽5槽內(nèi)，輸出座“千斤”齒3向后移 動，退出開口槽2，“千斤”齒3被壓在方鋼圓圈1內(nèi)徑內(nèi)，“千斤”齒3是活動的，一端裝在軸 上，“千斤”齒后端由鋼絲支撐，貼在內(nèi)斜齒上，當“千斤”齒在圓圈內(nèi)斜齒轉(zhuǎn)動時，“千斤”齒 能上、下移動，左飛輪齒圈9在輸出座飛輪圓盤“千斤”齒3上空轉(zhuǎn)，輸出座“千斤”齒，無法 將動力輸出，高速檔失去功能，低速檔，中軸圓盤“千斤”齒帶動飛輪齒圈轉(zhuǎn)動，輸出中軸低 轉(zhuǎn)速。在殼體圓圈兩邊將圈口向內(nèi)翻邊，與邊蓋，用螺栓安裝在一起，這樣重量輕，或者將殼 體圓圈圈口內(nèi)翻邊、蝸桿軸承座及內(nèi)齒輪齒圈做成一體，這樣只需要將鏈條圓齒、蝸桿組合 安裝在殼體圓圈上，在中軸軸承、中心輪圓管軸承上安裝方鋼圓圈，能將軸承牢固的安裝在 圓圈里，圓圈上安裝黃油嘴與軸承外徑上口相通，潤滑油進入軸承，對軸承能起保護作用。圖11撥鏈式變速自行車，鏈輪組合齒28裝在中心輪圓管17或輸出組座22上，鏈 輪組合齒29裝在后輪轂上及撥鏈變速裝置組成，鏈輪組合齒28外徑是從左往右直徑逐漸 減小，鏈輪組合齒29鏈輪外徑尺寸是從左往右直徑逐漸增大，其前、后鏈輪總直徑和總齒 數(shù)與相鄰的右邊前、后鏈輪總直徑或總齒數(shù)相同，這樣的目的是鏈條總長度不變，上述鏈輪 組合齒的速比從左向右是逐漸變大，呈現(xiàn)的是逐漸減速，因為增速器速比8行駛時是高速 度，只有具有較低行駛速度才能適應上坡等路面情況，撥鏈變速裝置同目前變速自行車撥 鏈變速裝置相同。圖12所示的雙鏈變速自行車，鏈輪16固定在中心輪圓管17上，飛輪齒圈18與輸 出座“千斤”齒19嚙合，鏈輪16與飛輪齒圈20直徑相同，轉(zhuǎn)速也相同，后輪轂左邊大飛輪 是低速飛輪，“千斤”與飛輪齒圈始終在接合狀態(tài)，沒有變速機構(gòu)，方鋼圓圈1內(nèi)徑及上方鎖 球4、開口槽21、下方鎖球、開口槽套裝在輸出座22及右邊上方鎖球槽23、“千斤”齒19， 下方鎖球槽、“千斤”齒，左方鎖球槽，右方鎖球槽上面，飛輪齒圈座24裝在左邊中心輪 軸承25上，飛輪齒圈18套裝在輸出座飛輪圓盤“千斤”齒19、圓片8上，輸出座右邊上檔 桿26、下檔桿在方鋼圓圈右邊側(cè)面上開口槽27下開口槽槽內(nèi)，飛輪齒圈“千斤”齒19向 前，后輪飛輪“千斤”齒向后，并通過鏈條連接，在方鋼圓圈橫片13上方，有換擋片14在手 把處鋼絲繩控制下，能向下移動，當換擋片14在下方位置時，中軸15向前方轉(zhuǎn)動，方鋼圓圈 橫片13被擋住，中軸再繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動90°，在右側(cè)面輸出座上檔桿26、下檔桿卡在方鋼圓 圈側(cè)面上開口槽27、下開口槽槽內(nèi)前方，鎖球4下移，頂在輸出座鎖球槽5內(nèi)，方鋼圓圈內(nèi)徑開口槽21在輸出座“千斤”齒19上面，“千斤”齒19通過方鋼圓圈1上方開口槽21空隙， 在圓片8左邊與飛輪齒圈18嚙合，輸出座“千斤”齒19帶動飛輪鏈輪20轉(zhuǎn)動，通過鏈條帶 動后輪右飛輪齒圈轉(zhuǎn)動，由于后輪左飛輪“千斤”齒、右飛輪“千斤”齒都固定在后輪轂圓管 上，右飛輪鏈輪20帶動后輪“千斤”齒高速轉(zhuǎn)動，后輪左邊“千斤”齒在大飛輪齒圈內(nèi)高速轉(zhuǎn) 動，由于后輪飛輪轉(zhuǎn)動是由飛輪齒圈帶動“千斤”齒轉(zhuǎn)動，通過后輪轂帶動后輪轉(zhuǎn)動，飛輪齒 圈轉(zhuǎn)速高，才能帶動“千斤”齒轉(zhuǎn)動，如果“千斤”齒轉(zhuǎn)速比飛輪齒圈轉(zhuǎn)速快，因為“千斤”齒 是活動的，“千斤”齒后方有一根鋼絲滑動的支撐在“千斤”齒后方，所以“千斤”齒能在飛輪 齒圈上高速轉(zhuǎn)動，左邊大飛輪齒圈空轉(zhuǎn)，低速檔失去功能，輸出座飛輪鏈輪20，飛輪齒圈帶 動“千斤”齒轉(zhuǎn)動，輸出輸出座高轉(zhuǎn)速，需低速時換擋片14下移，中軸15向后轉(zhuǎn)動，方鋼圓 圈橫片13被擋住不動，中軸15繼續(xù)向后轉(zhuǎn)動90°，輸出座右邊上檔桿26、下檔桿卡在方鋼 圓圈右側(cè)面上開口槽27、下開口槽內(nèi)后方，鎖球4頂在輸出座鎖球槽5內(nèi)，輸出座“千斤” 齒19向后退出開口槽21，“千斤”齒被壓在方鋼圓圈1內(nèi)徑上，“千斤”齒19與飛輪齒圈18 分離，“千斤”齒19在飛輪齒圈18內(nèi)空轉(zhuǎn)，由于“千斤”齒19與飛輪齒圈18分離，飛輪齒圈 18無法將動力輸出，“千斤”齒19在飛輪齒圈18內(nèi)空轉(zhuǎn)，輸出座飛輪鏈輪20失去高轉(zhuǎn)速， 中心輪圓管鏈輪16帶動后輪飛輪旋轉(zhuǎn)，輸出大飛輪低轉(zhuǎn)速。由于雙鏈變速裝置在中軸上占 有一定面積，容易造成中軸軸向過長，對騎行有影響，鑒于這種情況可以將雙鏈變速裝置安 裝在后輪轂圓管上，通過鏈條與中心輪圓管輸出座上鏈輪聯(lián)接。所謂方鋼圓圈是用方鋼圈 成圓圈，組成方鋼圓圈。
權(quán)利要求
變速、發(fā)電電動型兩用自行車，自行車中軸增速裝置由中心輪、行星輪、內(nèi)齒輪、中軸、轉(zhuǎn)臂、輸出座、邊蓋、殼體等組成，其特征在于轉(zhuǎn)臂固定在中心輪轉(zhuǎn)臂左邊中軸上，中軸左邊裝在左邊殼體邊蓋軸承上，并向外伸出，中軸右邊裝在右邊殼體邊蓋軸承上并向外伸出，中軸上裝有軸承分別安裝在中軸轉(zhuǎn)臂內(nèi)、中心輪轉(zhuǎn)臂內(nèi)，轉(zhuǎn)臂外徑軸承裝在支撐體內(nèi)支撐體固定在殼體上，中軸轉(zhuǎn)臂軸上行星輪、中心輪轉(zhuǎn)臂軸上行星輪，分別與固定在殼體上內(nèi)齒輪、中心輪嚙合，轉(zhuǎn)臂左邊中軸上裝有飛輪蝸輪與殼體軸承內(nèi)的蝸桿嚙合，中心輪圓管、輸出座上安裝的單鏈變速裝置、雙鏈變速裝置及鏈輪組合齒旁，增加的大皮帶輪與發(fā)電機皮帶輪聯(lián)接，其余的齒與相對應的齒聯(lián)接，及雙鏈變速裝置中大皮帶輪、小皮帶輪分別通過皮帶傳動與發(fā)電機、電動機聯(lián)接，就組成了上述四種變速、發(fā)電電動型兩用自行車，單鏈變速裝置方鋼圓圈內(nèi)徑及鎖球、開口槽裝在輸出座及鎖球槽、“千斤”齒上面，“千斤”齒向右伸出圓片，在左側(cè)面輸出座上檔桿、下檔桿在方鋼圓圈側(cè)面上開口槽、下開口槽內(nèi)，左飛輪齒圈、右飛輪齒圈裝在右邊中軸軸承上，左飛輪齒圈與左邊輸出座飛輪圓盤“千斤”齒嚙合，右飛輪齒圈與右邊中軸圓盤“千斤”齒嚙合，飛輪“千斤”齒向前、后輪千斤齒向后，中心輪圓管上鏈輪通過鏈條與后輪飛輪聯(lián)接，在方鋼圓圈上方，裝有換擋片，雙鏈變速裝置方鋼圓圈內(nèi)徑及鎖球、開口槽，裝在輸出座及鎖球槽、“千斤”齒上面，“千斤”齒向左伸出圓片，在右側(cè)面輸出座上檔桿、下檔桿在方鋼圓圈側(cè)面上開口槽、下開口槽內(nèi)，飛輪齒圈座裝在左邊軸承上，飛輪齒圈與右邊輸出座“千斤”齒嚙合，飛輪“千斤”齒向前，后輪飛輪“千斤”向后中心輪圓管上鏈輪、輸出座上鏈輪分別通過鏈條與后輪轂圓管上左邊飛輪、右邊飛輪聯(lián)接，在方鋼圓圈上方，裝有換擋片，或者雙鏈變速裝置中大皮帶輪通過皮帶傳動與發(fā)電機聯(lián)接，中軸鏈輪通過鏈條與后輪飛輪聯(lián)接，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速、發(fā)電電動型兩用自行車其特征在于內(nèi)齒輪圓齒夾在 兩個向外翻邊片中，用鏈條軸固定聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速、發(fā)電電動型兩用自行車其特征在于輸出座上檔桿、下 檔桿在輸出座側(cè)面外徑向上、向下凸出固定聯(lián)接，從側(cè)面外徑向內(nèi)有上方，鎖球槽、“千斤” 齒，下方，鎖球槽、“千斤”齒，左方鎖球槽，右方鎖球槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速、發(fā)電電動型兩用自行車其特征在于方鋼圓圈側(cè)面上 開口槽、下開口槽是在圓圈內(nèi)徑與外徑之間，從側(cè)面向輸出座軸承方向開口，開口長度在向 后90°內(nèi)，方鋼圓圈內(nèi)徑有上方，鎖球、開口槽，下方，鎖球、開口槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速、發(fā)電電動型兩用自行車其特征在于雙鏈變速裝置也 可以安裝在后輪轂圓管、車架上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速、發(fā)電電動型兩用自行車，其特征在于將圓片外翻邊分 別裝在殼體兩邊圓管里，左邊蓋、右邊蓋分別裝在翻邊的圓片上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速、發(fā)電電動型兩用自行車，其特征在于電動機蝸桿安裝 在殼體內(nèi)前、后軸承座軸承上，蝸桿后端是凹形，電動機軸前端是凸形帶鍵，插在蝸桿后端 凹形槽內(nèi)，殼體上設有通氣口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速、發(fā)電電動型兩用自行車其特征在于在中軸軸承上安 裝方鋼圓圈或在中心輪圓管軸承上安裝方鋼圓圈，在方鋼圓圈上，安裝黃油嘴，通向軸承外 徑開口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速、發(fā)電電動型兩用自行車，其特征在于在電動機、發(fā)電機上裝有組合開關
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速、發(fā)電電動型兩用自行車，其特征在于中心輪為圓管 狀左端設有圓齒，內(nèi)齒輪為鏈條式圓齒，行星輪是鏈輪。
全文摘要
變速、發(fā)電電動型兩用自行車，屬于交通工具領域，具體是在自行車中軸部位，在自行車中軸增速裝置基礎上，在增速器左邊中軸上安裝飛輪蝸輪減速機，在右邊中心輪圓管、輸出座上安裝雙鏈變速裝置，將雙鏈變速輸出座大皮帶輪通過皮帶傳動與發(fā)電機聯(lián)接，在運行時，電動機通過增速器使轉(zhuǎn)速能達到2000-3000轉(zhuǎn)，發(fā)電機能發(fā)電，人力驅(qū)動與電力驅(qū)動能單獨進行，雙鏈變速裝置可以變速，另外還有系列產(chǎn)品單鏈變速、雙鏈變速、電動、發(fā)電型自行車、電動、發(fā)電控制型兩用自行車、單鏈單速自行車、撥鏈式自行車，該車結(jié)構(gòu)簡單、成本低。
文檔編號B62M11/14GK101985307SQ201010183028
公開日2011年3月16日 申請日期2010年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月12日
發(fā)明者朱永章 申請人:朱永章