助力自行車及助力方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種助力自行車。傳統(tǒng)成本較高，不易于推廣。助力自行車的組成包括：車架、車輪，所述的車輪輪轂（2）上設(shè)有能量儲存系統(tǒng)，所述的車輪輪轂左端連接能量釋放系統(tǒng)，所述的車輪輪轂右端具有能量輸入系統(tǒng)，所述的能量儲存系統(tǒng)包括卷簧（1），所述的卷簧安裝在輪轂內(nèi)，所述的卷簧由彈簧盒蓋（14）蓋住，所述的輪轂中的內(nèi)軸（25）上安裝有棘輪（8），所述的棘輪與棘輪撥爪（7）連接，所述的內(nèi)軸上安裝有中心齒輪（12），所述的中心齒輪經(jīng)惰輪（5）與內(nèi)嚙合齒輪（4）傳動連接，所述的能量輸入系統(tǒng)、能量釋放系統(tǒng)均.連接車把上的手閘。本發(fā)明應(yīng)用于助力自行車。
【專利說明】助力自行車及助力方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種助力自行車。
[0002]【背景技術(shù)】:
雖然現(xiàn)如今汽車工業(yè)水平已經(jīng)相對成熟，但是自行車仍然不失為一種便捷的短途出行工具，擁有穩(wěn)定的銷售市場。在許多大城市，糟糕的道路交通情況使自行車出行顯得更加方便。另外，不斷上漲的油價和國家一系列的節(jié)能減排政策都是選擇自行車出行的理由。但是，對于多坡路的國家和地區(qū)，例如重慶等，由于要經(jīng)常上下坡，騎自行車往往不是很方便，對剎車機(jī)構(gòu)損耗嚴(yán)重。對此，一些地區(qū)采用了自行車“電梯”，但是由于成本較高，不易于推廣。
[0003]自行車的車架、輪胎、腳踏、剎車、鏈條等25個部件中，其基本部件缺一不可。其中，車架是自行車的骨架，它所承受的人和貨物的重量最大。按照各部件的工作特點，大致可將其分為導(dǎo)向系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)?，F(xiàn)在自行車的外形和組成都大致相同。對自行車的改進(jìn)大都在驅(qū)動系統(tǒng)，以電動自行車為例，其通過蓄電池進(jìn)行儲能，電機(jī)進(jìn)行能量輸出，騎行比較方便，但是由于蓄電池重量、體積較大，需要長時間充電，制約了電力儲能自行車的應(yīng)用。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種助力自行車。
[0005]上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn):
一種助力自行車，其組成包括:車架、車輪，所述的車輪輪轂上設(shè)有能量儲存系統(tǒng)，所述的車輪輪轂左端連接能量釋放系統(tǒng)，所述的車輪輪轂右端裝有能量輸入系統(tǒng)，所述的能量儲存系統(tǒng)包括卷簧，所述的卷簧安裝在輪轂內(nèi)，所述的卷簧由彈簧盒蓋蓋住，所述的輪轂中的內(nèi)軸上安裝有棘輪，所述的棘輪與棘輪撥爪連接，所述的內(nèi)軸上安裝有中心齒輪，所述的中心齒輪經(jīng)惰輪與內(nèi)嚙合齒輪傳動連接，所述的能量輸入系統(tǒng)、能量釋放系統(tǒng)均有安裝在車把上的手閘完成。
[0006]所述的助力自行車，所述的能量釋放系統(tǒng)輪轂左半內(nèi)軸上安裝有角接觸球軸承，所述的角接觸球軸承上安裝有輸出中軸，所述的內(nèi)軸上安裝有單向軸承，所述的惰輪通過軸承安裝在惰輪軸上，所述的惰輪與內(nèi)嚙合齒輪連接，所述的嚙合齒輪由內(nèi)齒輪罩罩住，所述的惰輪軸一端與保持架連接。
[0007]所述的助力自行車，所述的能量輸入系統(tǒng)輪轂右半內(nèi)軸上安裝有角接觸球軸承，所述的角接觸球軸承上安裝有輸入中軸，所述的輸出中軸上連接有離合器，所述的離合器的離合內(nèi)圈，所述的離合內(nèi)圈外端套有離合外圈，所述的離合外圈連接有儲能撥爪，所述的輪轂右半內(nèi)軸上套有套筒，所述的套筒上安裝有滾針軸承，所述的滾針軸承上連接有離合撥爪，所述的離合撥爪上安裝有碟剎盤，所述的碟剎盤上設(shè)有控制扎絲，所述的離合撥爪連接鏈輪軸，所述的鏈輪軸上安裝有鏈輪。
[0008]所述的助力自行車的助力方法，該方法包括如下步驟:
(I)當(dāng)正常騎行時離合器控制盤處于抱緊狀態(tài)，與之相連的離合器撥爪受到控制力作用但不剎死，同時隨車輪一起旋轉(zhuǎn)；此時超越離合器處于脫開狀態(tài)，將彈簧盒中軸和輪轂分開，左邊的輪轂不會受到儲能機(jī)構(gòu)的影響；同時在右邊由于離合撥爪將滾柱壓向離合內(nèi)圈的大楔角一側(cè)，此時離合外圈和離合內(nèi)圈完全分離，即離合外圈正、反轉(zhuǎn)都不能帶動內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，所以右邊輪轂也不受儲能機(jī)構(gòu)影響，自行車可以正常騎行；
(2 )當(dāng)助力自行車儲能時，離合器控制盤處于自由狀態(tài)，由于離合器外圈的速度大于內(nèi)圈，在離合器外圈摩擦力的作用下滾柱朝楔角小的位置運動，使得超越離合器內(nèi)外圈單向相連，此時輪轂的轉(zhuǎn)速大于彈簧盒的轉(zhuǎn)速故輪轂的運動經(jīng)過離合器外殼、儲能撥爪、安全離合滾柱、離合器外圈、離合器內(nèi)圈、彈簧盒右中軸傳至彈簧盒外圈，帶動彈簧盒轉(zhuǎn)動儲能；與此同時棘輪撥爪處于閉合狀態(tài)，棘輪始得彈簧盒只能單向轉(zhuǎn)動，以便讓能量得以儲存；
(3)當(dāng)需要釋放能量時用閘絲控制棘輪撥爪松開，彈簧此時已儲滿能量將會快速回復(fù)，帶動彈簧盒左中軸快速轉(zhuǎn)動，此時彈簧盒左中軸的速度將會大于中心齒輪的轉(zhuǎn)速，在單向軸承的作用下帶動中心齒輪轉(zhuǎn)動；彈簧盒的運動經(jīng)中心齒輪、惰輪、內(nèi)嚙合齒輪、內(nèi)齒輪罩、傳至左輪轂，完成卷簧能量的釋放；此時右邊的超越離合器處于脫開狀態(tài)，不會影響能量的釋放，從而帶動自行車前進(jìn)。
[0009](4)能量的儲存與釋放均由安裝在車把手上的手閘完成，控制儲能部分的離合器控制盤與自行車后剎車并聯(lián)控制，但是兩者的狀態(tài)相反，對于可控離合器的控制操作只需要輕微撥動滾柱即可并不需要很大的力，所以當(dāng)正常騎行時，離合撥爪給滾柱微小的負(fù)載力將滾柱壓向大楔角一側(cè)即可，此時無論自行車前進(jìn)或是后退都不受機(jī)構(gòu)影響，當(dāng)剎車時在后剎車閘線的作用下，離合器控制盤與離合撥爪分離，由于離合外圈比內(nèi)圈速度快，在小楔角的作用下內(nèi)外圈之間產(chǎn)生力的作用，自行車減速并儲能，如果需要立即剎車時只需用正常剎車的力捏下后剎車把手，自行車剎車盤動作即可實現(xiàn)緊急剎車，當(dāng)需要釋放能量時只需按下自行車把手左端的控制把手即可。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明設(shè)置了能量輸入系統(tǒng)、能量儲存系統(tǒng)、能量輸出系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)自行車手閘的控制是能量輸入，將能量經(jīng)過能量儲存系統(tǒng)儲存，當(dāng)需要用的時候通過能量輸出系統(tǒng)將能量輸出，驅(qū)動自行車前行，整個系統(tǒng)完全依靠機(jī)械直接的傳遞作用來實現(xiàn)能量的傳遞，沒有消耗其他燃油、或電能，這樣既能實現(xiàn)了傳統(tǒng)自行車的功能，還能使自行車環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實惠O
[0011]【專利附圖】

【附圖說明】:
附圖1是發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖2是發(fā)明傳動部分的示意圖。
[0013]附圖3是附圖2的A-A向剖視圖。
[0014]附圖4是附圖2的B-B向剖視圖。
[0015]附圖5是附圖2的C-C向剖視圖。
[0016]【具體實施方式】:
實施例1:
一種助力自行車，其組成包括:車架、車輪，所述的車輪輪轂2上設(shè)有能量儲存系統(tǒng)，所述的車輪輪轂左端連接能量釋放系統(tǒng)，所述的車輪輪轂右端端能量輸入系統(tǒng)，所述的能量儲存系統(tǒng)由卷簧I組成，所述的卷簧安裝在輪轂內(nèi)，所述的卷簧由彈簧盒蓋14蓋住，所述的輪轂中的內(nèi)軸25上安裝有棘輪8，所述的棘輪與棘輪撥爪7連接，所述的內(nèi)軸上安裝有中心齒輪12，所述的中心齒輪經(jīng)惰輪5與內(nèi)嚙合齒輪4傳動連接，所述的能量輸入系統(tǒng)、能量釋放系統(tǒng)均連接到安裝在車把上的手閘上。
[0017]實施例2:
根據(jù)實施例1所述的助力自行車，所述的能量釋放系統(tǒng)輪轂左半內(nèi)軸上安裝有角接觸球軸承15，所述的角接觸球軸承上安裝有輸出中軸14，所述的內(nèi)軸上安裝有單向軸承11，所述的惰輪通過軸承安裝在惰輪軸6上，所述的惰輪與內(nèi)嚙合齒輪連接，所述的嚙合齒輪由內(nèi)齒輪罩3罩住，所述的惰輪軸一端與保持架13連接。
[0018]實施例3:
根據(jù)實施例1或2所述的助力自行車，所述的能量輸入系統(tǒng)輪轂右半內(nèi)軸上安裝有角接觸球軸承，所述的角接觸球軸承上安裝有輸入中軸24，所述的輸出中軸上連接有離合器，所述的離合器的離合內(nèi)圈26，所述的離合內(nèi)圈外端套有離合外圈22，所述的離合外圈連接有儲能撥爪20，所述的輪轂右半內(nèi)軸上套有套筒，所述的套筒上安裝有滾針軸承，所述的滾針軸承上連接有離合撥爪27，所述的離合撥爪上安裝有碟剎盤21，所述的碟剎盤上設(shè)有控制扎絲18，所述的離合撥爪連接鏈輪軸28，所述的鏈輪軸上安裝有鏈輪23。
[0019]實施例4:
根據(jù)實施例1或2或3所述的助力自行車的助力方法，該方法包括如下步驟:
(I)當(dāng)正常騎行時離合器控制盤處于抱緊狀態(tài)，與之相連的離合器撥爪受到控制力作用但不剎死，同時隨車輪一起旋轉(zhuǎn)；此時超越離合器處于脫開狀態(tài)，將彈簧盒中軸和輪轂分開，左邊的輪轂不會受到儲能機(jī)構(gòu)的影響；同時在右邊由于離合撥爪將滾柱壓向離合內(nèi)圈的大楔角一側(cè)，此時離合外圈和離合內(nèi)圈完全分離，即離合外圈正、反轉(zhuǎn)都不能帶動內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，所以右邊輪轂也不受儲能機(jī)構(gòu)影響，自行車可以正常騎行；
(2 )當(dāng)助力自行車儲能時，離合器控制盤處于自由狀態(tài)，由于離合器外圈的速度大于內(nèi)圈，在離合器外圈摩擦力的作用下滾柱朝楔角小的位置運動，使得超越離合器內(nèi)外圈單向相連，此時輪轂的轉(zhuǎn)速大于彈簧盒的轉(zhuǎn)速故輪轂的運動經(jīng)過離合器外殼、儲能撥爪、安全離合滾柱、離合器外圈、離合器內(nèi)圈、彈簧盒右中軸傳至彈簧盒外圈，帶動彈簧盒轉(zhuǎn)動儲能；與此同時棘輪撥爪處于閉合狀態(tài)，棘輪始得彈簧盒只能單向轉(zhuǎn)動，以便讓能量得以儲存；
(3)當(dāng)需要釋放能量時用閘絲控制棘輪撥爪松開，彈簧此時已儲滿能量將會快速回復(fù)，帶動彈簧盒左中軸快速轉(zhuǎn)動，此時彈簧盒左中軸的速度將會大于中心齒輪的轉(zhuǎn)速，在單向軸承的作用下帶動中心齒輪轉(zhuǎn)動；彈簧盒的運動經(jīng)中心齒輪、惰輪、內(nèi)嚙合齒輪、內(nèi)齒輪罩、傳至左輪轂，完成卷簧能量的釋放；此時右邊的超越離合器處于脫開狀態(tài)，不會影響能量的釋放，從而帶動自行車前進(jìn)。
[0020](4)能量的儲存與釋放均由安裝在車把手上的手閘完成，控制儲能部分的離合器控制盤與自行車后剎車并聯(lián)控制，但是兩者的狀態(tài)相反，對于可控離合器的控制操作只需要輕微撥動滾柱即可并不需要很大的力，所以當(dāng)正常騎行時，離合撥爪給滾柱微小的負(fù)載力將滾柱壓向大楔角一側(cè)即可，此時無論自行車前進(jìn)或是后退都不受機(jī)構(gòu)影響，當(dāng)剎車時在后剎車閘線的作用下，離合器控制盤與離合撥爪分離，由于離合外圈比內(nèi)圈速度快，在小楔角的作用下內(nèi)外圈之間產(chǎn)生力的作用，自行車減速并儲能，如果需要立即剎車時只需用正常剎車的力捏下后剎車把手，自行車剎車盤動作即可實現(xiàn)緊急剎車，當(dāng)需要釋放能量時只需按下自行車把手左端的控制把手即可。
【權(quán)利要求】
1.一種助力自行車，其組成包括:車架、車輪，其特征是:所述的車輪輪轂上設(shè)有能量儲存系統(tǒng)，所述的車輪輪轂左端連接能量釋放系統(tǒng)，所述的車輪輪轂右端裝有能量輸入系統(tǒng)，所述的能量儲存系統(tǒng)包括卷簧，所述的卷簧安裝在輪轂內(nèi)，所述的卷簧由彈簧盒蓋蓋住，所述的輪轂中的內(nèi)軸上安裝有棘輪，所述的棘輪與棘輪撥爪連接，所述的內(nèi)軸上安裝有中心齒輪，所述的中心齒輪經(jīng)惰輪與內(nèi)嚙合齒輪傳動連接.。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助力自行車，其特征是:所述的能量釋放系統(tǒng)輪轂左半內(nèi)軸上安裝有角接觸球軸承，所述的角接觸球軸承上安裝有輸出中軸，所述的內(nèi)軸上安裝有單向軸承，所述的惰輪通過軸承安裝在惰輪軸上，所述的惰輪與內(nèi)嚙合齒輪連接，所述的嚙合齒輪由內(nèi)齒輪罩罩住，所述的惰輪軸一端與保持架連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的助力自行車，其特征是:所述的能量輸入系統(tǒng)輪轂右半內(nèi)軸上安裝有角接觸球軸承，所述的角接觸球軸承上安裝有輸入中軸，所述的輸出中軸上連接有離合器，所述的離合器的離合內(nèi)圈，所述的離合內(nèi)圈外端套有離合外圈，所述的離合外圈連接有儲能撥爪，所述的輪轂右半內(nèi)軸上套有套筒，所述的套筒上安裝有滾針軸承，所述的滾針軸承上連接有離合撥爪，所述的離合撥爪上安裝有碟剎盤，所述的碟剎盤上設(shè)有控制扎絲，所述的離合撥爪連接鏈輪軸，所述的鏈輪軸上安裝有鏈輪。
4.一種權(quán)利要求1或2或3所述的助力自行車的助力方法，其特征是:該方法包括如下步驟: (I)當(dāng)正常騎行時離合器控制盤處于抱緊狀態(tài)，與之相連的離合器撥爪受到控制力作用但不剎死，同時隨車輪一起旋轉(zhuǎn)；此時超越離合器處于脫開狀態(tài)，將彈簧盒中軸和輪轂分開，左邊的輪轂不會受到儲能機(jī)構(gòu)的影響；同時在右邊由于離合撥爪將滾柱壓向離合內(nèi)圈的大楔角一側(cè)，此時離合外圈和離合內(nèi)圈完全分離，即離合外圈正、反轉(zhuǎn)都不能帶動內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，所以右邊輪轂也不受儲能機(jī)構(gòu)影響，自行車可以正常騎行； (2 )當(dāng)助力自行車儲能時，離合器控制盤處于自由狀態(tài)，由于離合器外圈的速度大于內(nèi)圈，在離合器外圈摩擦力的作用下滾柱朝楔角小的位置運動，使得超越離合器內(nèi)外圈單向相連，此時輪轂的轉(zhuǎn)速大于彈簧盒的轉(zhuǎn)速故輪轂的運動經(jīng)過離合器外殼、儲能撥爪、安全離合滾柱、離合器外圈、離合器內(nèi)圈、彈簧盒右中軸傳至彈簧盒外圈，帶動彈簧盒轉(zhuǎn)動儲能；與此同時棘輪撥爪處于閉合狀態(tài)，棘輪始得彈簧盒只能單向轉(zhuǎn)動，以便讓能量得以儲存； (3)當(dāng)需要釋放能量時用閘絲控制棘輪撥爪松開，彈簧此時已儲滿能量將會快速回復(fù)，帶動彈簧盒左中軸快速轉(zhuǎn)動，此時彈簧盒左中軸的速度將會大于中心齒輪的轉(zhuǎn)速，在單向軸承的作用下帶動中心齒輪轉(zhuǎn)動；彈簧盒的運動經(jīng)中心齒輪、惰輪、內(nèi)嚙合齒輪、內(nèi)齒輪罩、傳至左輪轂，完成卷簧能量的釋放；此時右邊的超越離合器處于脫開狀態(tài)，不會影響能量的釋放，從而帶動自行車前進(jìn)；(4)能量的儲存與釋放均由安裝在車把手上的手閘完成，控制儲能部分的離合器控制盤與自行車后剎車并聯(lián)控制，但是兩者的狀態(tài)相反，對于可控離合器的控制操作只需要輕微撥動滾柱即可并不需要很大的力，所以當(dāng)正常騎行時，離合撥爪給滾柱微小的負(fù)載力將滾柱壓向大楔角一側(cè)即可，此時無論自行車前進(jìn)或是后退都不受機(jī)構(gòu)影響，當(dāng)剎車時在后剎車閘線的作用下，離合器控制盤與離合撥爪分離，由于離合外圈比內(nèi)圈速度快，在小楔角的作用下內(nèi)外圈之間產(chǎn)生力的作用，自行車減速并儲能，如果需要立即剎車時只需用正常剎車的力捏下后剎車把手，自行車剎車盤動作即可實現(xiàn)緊急剎車，當(dāng)需要釋放能量時只需按下自行車把手左端的控制把手即可。
【文檔編號】B62M1/10GK103935450SQ201410173714
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】張春宜, 夏家春, 郝彰鵬, 李亮, 曹博達(dá), 王彬, 張旭 申請人:哈爾濱理工大學(xué)