專利名稱：一種助力自行車的電動助力系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種助力自行車的電動助力系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)有技術的電動助力自行車存在的人機分離的異?，F(xiàn)象。即車輛電機運轉時、由于其轉速高于人體腳踏速度、使車輛腳踏形同虛設，導致在車輛行駛過程中，電機運轉后人反而無法去助它“一臂之力”了。一旦電能耗盡后，人蹬起車來大汗淋漓，頗為辛苦！這完全違背了國家予以電動助力自行車的基本定義。在國家法規(guī)給定的條件下，電動助力自行車、自重不能超過40kg、時速不能超過25km、電機不能超過250w。而且明確的界定了電機助力自行車技術特征，必需是人體體能腳踏為主，電機為輔。從交 通管理條例中、尚屬非機動車范疇內。但目前道路上所常見的電動助力自行車似乎完全不是這種概念，電池充滿電時，在短時間內，它們風馳電掣、不時地與機動車搶道。一旦電能耗盡后，騎行笨重、又與普通自行車相互干涉。極易造成交通阻塞和安全事故。更為使人擔憂的是一些廠商為了自己的經(jīng)濟利益，還拼命地加大電動助力自行車的電機功率和提高蓄電池電壓和容量，使電動助力自行車的生產(chǎn)完全背離了國家正常的發(fā)展軌跡。今后廢棄電池還對于生態(tài)環(huán)保造成負面影響。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種可線性感應并產(chǎn)生線性助力的助力自行車電動助力系統(tǒng)。本發(fā)明的發(fā)明目的可以通過以下的技術方案來實現(xiàn)一種助力自行車的電動助力系統(tǒng)，包括有電機、中軸和中置鏈盤，電機與中置鏈盤傳動連接，電機設有第一單向離合裝置，中置鏈盤固定安裝在中軸上，還包括有主動轉環(huán)、滑動環(huán)、被動轉環(huán)和滑套，主動轉環(huán)的一端與被動轉環(huán)的一端相互對合，滑動環(huán)被設于主動轉環(huán)和被動轉環(huán)組成的內腔內，主動轉環(huán)、滑動環(huán)和被動轉環(huán)可自由轉動地套接在中軸上，主動轉環(huán)與中軸之間設有第二單向離合裝置，在主動轉環(huán)和被動轉環(huán)兩者的對合端面上共同成型有方形槽，在方形槽內被動轉環(huán)朝旋轉方向一側的槽壁為斜面槽壁，滑動環(huán)上向外成型有齒牙，齒牙設于方形槽內并可沿方形槽作軸向滑動，齒牙成型有與方形槽斜面槽壁配合的齒牙斜壁，齒牙始終跨于主動轉環(huán)和被動轉環(huán)的對合面，在主動轉環(huán)和被動轉環(huán)組成的腔室內設有復位裝置，滑套套住主動轉環(huán)并安裝在齒牙上，在滑套上和滑套的旁邊之間設有相互感應的感應裝置。在主動轉環(huán)和被動轉環(huán)之間設有轉動角度限制裝置，感應裝置由感應器和磁性件構成，磁性件安裝在滑套上，在滑套的旁邊固定安裝感應器。所述的第二單向離合裝置為棘輪機構，主動轉環(huán)即為棘輪，棘爪安裝在中軸上。復位裝置為復位彈簧，在主動轉環(huán)內成型有第一限位階梯，在滑動環(huán)內成型有第二限位階梯，復位彈簧壓裝在兩限位階梯之間。
轉動角度限制裝置由相互配合的方形齒和方形齒槽構成，方形齒成型在被動轉環(huán)上，方形齒槽成型在主動轉環(huán)上，方形齒插進方形齒槽，方形齒槽的寬度比方形齒的寬度大。采用上述技術方案后，在騎行時，智能化的助力系統(tǒng)，根據(jù)人體施加在車輛腳踏兩側的扭力、將其值轉換為線性數(shù)字信號，傳送到電機控制終端，對電機運轉進行智能控制。真正意義上的實現(xiàn)了電動助力車的根本定義，做到了體能、機能混合動力驅動車輛前行。在騎行過程中，精確的采集了騎行者施加在腳踏臂上的力矩值，將其轉換為線性電子信號、驅動電機進行比例性合理助力。又充分地利用了自行車的慣性優(yōu)勢。同時騎行者如不需電力助力時，關掉電源后，自動切換至非助力騎行狀態(tài)、此時自行車轉變?yōu)榧內肆︱寗?，行駛線速，和其他所有相關功能，均同一輛高級自行完全一樣，毫無差異、輕松快捷、環(huán)保節(jié)能。有著深遠的社會意義和經(jīng)濟效益。采用本發(fā)明的電動助力系統(tǒng)的電動助力自行車，據(jù)多次實驗結果表明整車自重僅為2kg左右，腳踏式電動助力，時速可限定在25Km以下。采用24V - 16Ah鎳氫電池充電后，驅動一只80W的直流電機，通過體能及電動助力系統(tǒng)，按I /2助力程序設置，騎行里程為200km左右(其中尚未含滑行里程30% )，完全合符國家公安交 通部門予以電動助力自行車的基本定義。


圖I為本發(fā)明助力自行車電動助力系統(tǒng)的齒牙不產(chǎn)生滑動，磁環(huán)遠離感應器，電機不產(chǎn)生輔助動力狀態(tài)的立體結構圖；圖2為本發(fā)明助力自行車電動助力系統(tǒng)的齒牙不產(chǎn)生滑動，磁環(huán)遠離感應器，電機不產(chǎn)生輔助動力狀態(tài)的剖視結構圖；圖3為本發(fā)明助力自行車電動助力系統(tǒng)的齒牙產(chǎn)生滑動，磁環(huán)靠近感應器，電機產(chǎn)生輔助動力狀態(tài)的立體結構圖；圖4為本發(fā)明助力自行車電動助力系統(tǒng)的齒牙產(chǎn)生滑動，磁環(huán)靠近感應器，電機產(chǎn)生輔助動力狀態(tài)的剖視結構圖；圖5為本發(fā)明助力自行車電動助力系統(tǒng)的立體分解圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本技術作進一步說明。本實施例的助力自行車的電動助力系統(tǒng)包括有電機(圖中沒標示)、中軸I和中置鏈盤，電機與中置鏈盤(圖中沒標示)傳動連接，電機設有第一單向離合裝置(圖中沒標示)，中置鏈盤固定安裝在中軸I上，還包括有主動轉環(huán)3、滑動環(huán)4、被動轉環(huán)5和滑套6，主動轉環(huán)3的一端與被動轉環(huán)5的一端相互對合，滑動環(huán)4被設于主動轉環(huán)3和被動轉環(huán)5組成的內腔7內，主動轉環(huán)3、滑動環(huán)4和被動轉環(huán)5可自由轉動地套接在中軸I上，主動轉環(huán)3與中軸I之間設有第二單向離合裝置，第二單向離合裝置為棘輪機構，主動轉環(huán)3即為棘輪，棘爪8安裝在中軸I上，這樣在人力蹬踏腳踏令到中軸I轉動時，棘輪機構起作用，蹬踏力依次從中軸I傳遞給棘爪8 —棘輪(即主動轉環(huán)3)。在主動轉環(huán)3和被動轉環(huán)5兩者的對合端面上共同成型有方形槽9和轉動角度限制裝置，在方形槽9內被動轉環(huán)5朝旋轉方向一側的槽壁為斜面槽壁10，滑動環(huán)4上向外成型有齒牙41，齒牙41設于方形槽9內并可沿方形槽9作軸向滑動，齒牙41成型有與方形槽斜面槽壁10配合的齒牙斜壁11，齒牙41的牙體始終跨于主動轉環(huán)3和被動轉環(huán)5的對合面，令到主動轉環(huán)3轉動時可始終保持對齒牙41的推動作用。轉動角度限制裝置由相互配合的方形齒12和方形齒槽13構成，方形齒12成型在被動轉環(huán)5上，方形齒槽13成型在主動轉環(huán)3上，方形齒12插進方形齒槽13，方形齒槽13的寬度比方形齒12的寬度大，大多少就需要根據(jù)限制轉動角度的多少來定了，主動轉環(huán)3和被動轉環(huán)5之間的相對轉動角度會受到轉動角度限制裝置限制，從而控制齒牙41的軸向滑動距離。在主動轉環(huán)3和被動轉環(huán)5組成的腔室7內設有復位裝置，復位裝置為復位彈簧14，在主動轉環(huán)3內成型有第一限位階梯15，在滑動環(huán)4內成型有第二限位階梯16，復位彈簧14壓裝在兩限位階梯之間。滑套6套住主動轉環(huán)3并通過螺釘17安裝在齒牙41上，在滑套6上和滑套6的旁邊之間設有相互感應的感應裝置。感應裝置由感應器18和磁性件構成，磁性件為磁環(huán)2，磁環(huán)2安裝在滑套6的端面上，在滑套6的旁邊固定安裝感應器18，該感應器18是磁場強度感應器，當磁環(huán)2被滑套6帶動靠近感應器18時，感應器18感應到的磁場強度越強，其產(chǎn)生的信號相應增強，控制電路就會指令電機加大助力幫助騎乘者驅動自行車，否則反之。
在助力模式下的動作過程騎乘者蹬踏自行車中軸I兩側的腳踏時，中軸I轉動，人的蹬踏力從中軸I依次傳遞給棘爪8 —主動轉環(huán)3 (即棘爪)，主動轉環(huán)3轉動時，方形槽9的朝轉動方向反方向一側的主動轉環(huán)槽壁31會推動齒牙41，使滑動環(huán)4與齒牙41 一起轉動，此時，齒牙41就會受到被動轉環(huán)5朝轉動方向一側的斜面槽壁10引導，齒牙41朝主動轉環(huán)3方向作軸向直線滑動，而且會帶動滑套6滑動，滑套6上的磁環(huán)2會滑動靠近感應器18，同時復位彈簧14因滑動環(huán)4與主動轉環(huán)3之間的滑動而被壓縮，這個過程中，蹬踏力越大，主動轉環(huán)3驅動齒牙41滑動位移越大，引致滑套6及滑套6上的磁環(huán)2滑動位移也越大，即磁環(huán)2越靠近感應器18，感應器18產(chǎn)生越強的信號，控制電路指令電機產(chǎn)生更大的助力來幫助騎乘者驅動自行車，當然，蹬踏力不太大時，磁環(huán)2會相應地被推移到與感應器18相應的位置，產(chǎn)生相應強度的信號，控制電路指令電機產(chǎn)生相應大小的輔助動力，上述的信號和輔助動力是線性變化的，可直觀地真實反應騎乘者的意圖；若騎乘者不需要驅動自行車時，騎乘者就會停止蹬踏自行車，中軸I會停止轉動，此時電機的第一單向離合裝置和中軸I上的棘輪機構起作用，可實現(xiàn)自行車自由滑行的同時，中軸I不產(chǎn)生轉動，此時在復位彈簧14的作用下，滑動環(huán)4被推離主動轉環(huán)3，齒牙41在方形槽9內滑動遠離主動轉環(huán)3，帶動滑套6和磁環(huán)2遠離感應器18，感應器18不產(chǎn)生信號，電機不產(chǎn)生助力。純電機驅動模式下的動作過程電機直接驅動中置鏈盤轉動，此時中置鏈盤與中軸I 一起轉動，而在棘輪機構的作用下，主動轉環(huán)3、滑動環(huán)4、被動轉環(huán)5和滑套6不會產(chǎn)生轉動，中置鏈盤帶動自行車行進。若電機停止驅動，在電機的第一單向離合裝置的作用下，自行車可實現(xiàn)自由滑行了。純人力騎行模式下的動作過程首先要停止供電給電機和感應器18，人的蹬踏力驅動中軸I和中置鏈盤一起同步轉動，動力經(jīng)棘輪機構傳遞使主動轉環(huán)3、滑動環(huán)4、被動轉環(huán)5和滑套6 —起轉動，同時滑動環(huán)4上的齒牙41被主動轉環(huán)3推動產(chǎn)生軸向滑動，最終令到磁環(huán)2產(chǎn)生上述助力模式下的移動，靠近感應器18，但由于此種模式下電機和感應器18無電供應，電機是不會產(chǎn)生助力的，而在電機的第一單向離合裝置的作用下，人的驅動力是不會帶動電機轉動的，所以在上述過程中，只能在人的蹬踏力作用下驅動自行車行走。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本發(fā)明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實 施例。故凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明之形狀、構造及原理所作的等效變化，均應涵蓋于本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.一種助力自行車的電動助力系統(tǒng)，包括有電機、中軸和中置鏈盤，電機與中置鏈盤傳動連接，電機設有第一單向離合裝置，中置鏈盤固定安裝在中軸上，其特征在于還包括有主動轉環(huán)、滑動環(huán)、被動轉環(huán)和滑套，主動轉環(huán)的一端與被動轉環(huán)的一端相互對合，滑動環(huán)被設于主動轉環(huán)和被動轉環(huán)組成的內腔內，主動轉環(huán)、滑動環(huán)和被動轉環(huán)可自由轉動地套接在中軸上，主動轉環(huán)與中軸之間設有第二單向離合裝置，在主動轉環(huán)和被動轉環(huán)兩者的對合端面上共同成型有方形槽，在方形槽內被動轉環(huán)朝旋轉方向一側的槽壁為斜面槽壁，滑動環(huán)上向外成型有齒牙，齒牙設于方形槽內并可沿方形槽作軸向滑動，齒牙成型有與方形槽斜面槽壁配合的齒牙斜壁，齒牙始終跨于主動轉環(huán)和被動轉環(huán)的對合面，在主動轉環(huán)和被動轉環(huán)組成的腔室內設有復位裝置，滑套套住主動轉環(huán)并安裝在齒牙上，在滑套上和滑套的旁邊之間設有相互感應的感應裝置。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種助力自行車的電動助力系統(tǒng)，其特征在于在主動轉環(huán)和被動轉環(huán)之間設有轉動角度限制裝置。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種助力自行車的電動助力系統(tǒng)，其特征在于感應裝置由感應器和磁性件構成，磁性件安裝在滑套上，在滑套的旁邊固定安裝感應器。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種助力自行車的電動助力系統(tǒng)，其特征在于所述的第二單向離合裝置為棘輪機構，主動轉環(huán)即為棘輪，棘爪安裝在中軸上。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種助力自行車的電動助力系統(tǒng)，其特征在于復位裝置為復位彈簧，在主動轉環(huán)內成型有第一限位階梯，在滑動環(huán)內成型有第二限位階梯，復位彈簧壓裝在兩限位階梯之間。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種助力自行車的電動助力系統(tǒng)，其特征在于轉動角度限制裝置由相互配合的方形齒和方形齒槽構成，方形齒成型在被動轉環(huán)上，方形齒槽成型在主動轉環(huán)上，方形齒插進方形齒槽，方形齒槽的寬度比方形齒的寬度大。
全文摘要
本發(fā)明公開一種助力自行車的電動助力系統(tǒng)，包括有電機、中軸和中置鏈盤，電機與中置鏈盤傳動連接，電機設有第一單向離合裝置，中置鏈盤固定安裝在中軸上，還包括有主動轉環(huán)、滑動環(huán)、被動轉環(huán)和滑套，主動轉環(huán)的一端與被動轉環(huán)的一端相互對合，滑動環(huán)被設于主動轉環(huán)和被動轉環(huán)組成的內腔內，主動轉環(huán)、滑動環(huán)和被動轉環(huán)可自由轉動地套接在中軸上，主動轉環(huán)與中軸之間設有第二單向離合裝置，在主動轉環(huán)和被動轉環(huán)兩者的對合端面上共同成型有方形槽，在方形槽內被動轉環(huán)朝旋轉方向一側的槽壁為斜面槽壁，滑動環(huán)上向外成型有齒牙，齒牙設于方形槽內并可沿方形槽作軸向滑動，齒牙成型有與方形槽斜面槽壁配合的齒牙斜壁，齒牙始終跨于主動轉環(huán)和被動轉環(huán)的對合面，在主動轉環(huán)和被動轉環(huán)組成的腔室內設有復位裝置，滑套套住主動轉環(huán)并安裝在齒牙上，在滑套上和滑套的旁邊之間設有相互感應的感應裝置。
文檔編號B62M6/50GK102673717SQ201210135450
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權日2012年5月3日
發(fā)明者招應權, 陳戈平 申請人:招應權, 陳戈平