CN103935450A - 助力自行车及助力方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种助力自行车。传统成本较高，不易于推广。助力自行车的组成包括：车架、车轮，所述的车轮轮毂（2）上设有能量储存系统，所述的车轮轮毂左端连接能量释放系统，所述的车轮轮毂右端具有能量输入系统，所述的能量储存系统包括卷簧（1），所述的卷簧安装在轮毂内，所述的卷簧由弹簧盒盖（14）盖住，所述的轮毂中的内轴（25）上安装有棘轮（8），所述的棘轮与棘轮拨爪（7）连接，所述的内轴上安装有中心齿轮（12），所述的中心齿轮经惰轮（5）与内啮合齿轮（4）传动连接，所述的能量输入系统、能量释放系统均.连接车把上的手闸。本发明应用于助力自行车。

Description

助力自行车及助力方法

技术领域：

本发明涉及一种助力自行车。

背景技术：

虽然现如今汽车工业水平已经相对成熟，但是自行车仍然不失为一种便捷的短途出行工具，拥有稳定的销售市场。在许多大城市，糟糕的道路交通情况使自行车出行显得更加方便。另外，不断上涨的油价和国家一系列的节能减排政策都是选择自行车出行的理由。但是，对于多坡路的国家和地区，例如重庆等，由于要经常上下坡，骑自行车往往不是很方便，对刹车机构损耗严重。对此，一些地区采用了自行车“电梯”，但是由于成本较高，不易于推广。

自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件中，其基本部件缺一不可。其中，车架是自行车的骨架，它所承受的人和货物的重量最大。按照各部件的工作特点，大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统。现在自行车的外形和组成都大致相同。对自行车的改进大都在驱动系统，以电动自行车为例，其通过蓄电池进行储能，电机进行能量输出，骑行比较方便，但是由于蓄电池重量、体积较大，需要长时间充电，制约了电力储能自行车的应用。

发明内容：

本发明的目的是提供一种助力自行车。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

 一种助力自行车，其组成包括：车架、车轮，所述的车轮轮毂上设有能量储存系统，所述的车轮轮毂左端连接能量释放系统，所述的车轮轮毂右端装有能量输入系统，所述的能量储存系统包括卷簧，所述的卷簧安装在轮毂内，所述的卷簧由弹簧盒盖盖住，所述的轮毂中的内轴上安装有棘轮，所述的棘轮与棘轮拨爪连接，所述的内轴上安装有中心齿轮，所述的中心齿轮经惰轮与内啮合齿轮传动连接，所述的能量输入系统、能量释放系统均有安装在车把上的手闸完成。

所述的助力自行车，所述的能量释放系统轮毂左半内轴上安装有角接触球轴承，所述的角接触球轴承上安装有输出中轴，所述的内轴上安装有单向轴承，所述的惰轮通过轴承安装在惰轮轴上，所述的惰轮与内啮合齿轮连接，所述的啮合齿轮由内齿轮罩罩住，所述的惰轮轴一端与保持架连接。

所述的助力自行车，所述的能量输入系统轮毂右半内轴上安装有角接触球轴承，所述的角接触球轴承上安装有输入中轴，所述的输出中轴上连接有离合器，所述的离合器的离合内圈，所述的离合内圈外端套有离合外圈，所述的离合外圈连接有储能拨爪，所述的轮毂右半内轴上套有套筒，所述的套筒上安装有滚针轴承，所述的滚针轴承上连接有离合拨爪，所述的离合拨爪上安装有碟刹盘，所述的碟刹盘上设有控制扎丝，所述的离合拨爪连接链轮轴，所述的链轮轴上安装有链轮。

所述的助力自行车的助力方法，该方法包括如下步骤：

（1）当正常骑行时离合器控制盘处于抱紧状态,与之相连的离合器拨爪受到控制力作用但不刹死，同时随车轮一起旋转；此时超越离合器处于脱开状态，将弹簧盒中轴和轮毂分开，左边的轮毂不会受到储能机构的影响；同时在右边由于离合拨爪将滚柱压向离合内圈的大楔角一侧，此时离合外圈和离合内圈完全分离，即离合外圈正、反转都不能带动内圈转动，所以右边轮毂也不受储能机构影响，自行车可以正常骑行；

（2）当助力自行车储能时，离合器控制盘处于自由状态，由于离合器外圈的速度大于内圈，在离合器外圈摩擦力的作用下滚柱朝楔角小的位置运动，使得超越离合器内外圈单向相连，此时轮毂的转速大于弹簧盒的转速故轮毂的运动经过离合器外壳、储能拨爪、安全离合滚柱、离合器外圈、离合器内圈、弹簧盒右中轴传至弹簧盒外圈，带动弹簧盒转动储能；与此同时棘轮拨爪处于闭合状态，棘轮始得弹簧盒只能单向转动，以便让能量得以储存；

（3）当需要释放能量时用闸丝控制棘轮拨爪松开，弹簧此时已储满能量将会快速回复，带动弹簧盒左中轴快速转动，此时弹簧盒左中轴的速度将会大于中心齿轮的转速，在单向轴承的作用下带动中心齿轮转动；弹簧盒的运动经中心齿轮、惰轮、内啮合齿轮、内齿轮罩、传至左轮毂，完成卷簧能量的释放；此时右边的超越离合器处于脱开状态，不会影响能量的释放，从而带动自行车前进。

（4）能量的储存与释放均由安装在车把手上的手闸完成，控制储能部分的离合器控制盘与自行车后刹车并联控制，但是两者的状态相反，对于可控离合器的控制操作只需要轻微拨动滚柱即可并不需要很大的力，所以当正常骑行时，离合拨爪给滚柱微小的负载力将滚柱压向大楔角一侧即可，此时无论自行车前进或是后退都不受机构影响，当刹车时在后刹车闸线的作用下，离合器控制盘与离合拨爪分离，由于离合外圈比内圈速度快，在小楔角的作用下内外圈之间产生力的作用，自行车减速并储能，如果需要立即刹车时只需用正常刹车的力捏下后刹车把手，自行车刹车盘动作即可实现紧急刹车，当需要释放能量时只需按下自行车把手左端的控制把手即可。

本发明的有益效果：

本发明设置了能量输入系统、能量储存系统、能量输出系统，通过控制系统自行车手闸的控制是能量输入，将能量经过能量储存系统储存，当需要用的时候通过能量输出系统将能量输出，驱动自行车前行，整个系统完全依靠机械直接的传递作用来实现能量的传递，没有消耗其他燃油、或电能，这样既能实现了传统自行车的功能，还能使自行车环保、经济实惠。

附图说明：

附图1是发明的结构示意图。

附图2是发明传动部分的示意图。

附图3是附图2的A-A向剖视图。

附图4是附图2的B-B向剖视图。

附图5是附图2的C-C向剖视图。

具体实施方式：

实施例1：

一种助力自行车，其组成包括：车架、车轮，所述的车轮轮毂2上设有能量储存系统，所述的车轮轮毂左端连接能量释放系统，所述的车轮轮毂右端端能量输入系统，所述的能量储存系统由卷簧1组成，所述的卷簧安装在轮毂内，所述的卷簧由弹簧盒盖14盖住，所述的轮毂中的内轴25上安装有棘轮8，所述的棘轮与棘轮拨爪7连接，所述的内轴上安装有中心齿轮12，所述的中心齿轮经惰轮5与内啮合齿轮4传动连接，所述的能量输入系统、能量释放系统均连接到安装在车把上的手闸上。

实施例2：

根据实施例1所述的助力自行车，所述的能量释放系统轮毂左半内轴上安装有角接触球轴承15，所述的角接触球轴承上安装有输出中轴14，所述的内轴上安装有单向轴承11，所述的惰轮通过轴承安装在惰轮轴6上，所述的惰轮与内啮合齿轮连接，所述的啮合齿轮由内齿轮罩3罩住，所述的惰轮轴一端与保持架13连接。

实施例3：

根据实施例1或2所述的助力自行车，所述的能量输入系统轮毂右半内轴上安装有角接触球轴承，所述的角接触球轴承上安装有输入中轴24，所述的输出中轴上连接有离合器，所述的离合器的离合内圈26，所述的离合内圈外端套有离合外圈22，所述的离合外圈连接有储能拨爪20，所述的轮毂右半内轴上套有套筒，所述的套筒上安装有滚针轴承，所述的滚针轴承上连接有离合拨爪27，所述的离合拨爪上安装有碟刹盘21，所述的碟刹盘上设有控制扎丝18，所述的离合拨爪连接链轮轴28，所述的链轮轴上安装有链轮23。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的助力自行车的助力方法，该方法包括如下步骤：

（1）当正常骑行时离合器控制盘处于抱紧状态,与之相连的离合器拨爪受到控制力作用但不刹死，同时随车轮一起旋转；此时超越离合器处于脱开状态，将弹簧盒中轴和轮毂分开，左边的轮毂不会受到储能机构的影响；同时在右边由于离合拨爪将滚柱压向离合内圈的大楔角一侧，此时离合外圈和离合内圈完全分离，即离合外圈正、反转都不能带动内圈转动，所以右边轮毂也不受储能机构影响，自行车可以正常骑行；

（2）当助力自行车储能时，离合器控制盘处于自由状态，由于离合器外圈的速度大于内圈，在离合器外圈摩擦力的作用下滚柱朝楔角小的位置运动，使得超越离合器内外圈单向相连，此时轮毂的转速大于弹簧盒的转速故轮毂的运动经过离合器外壳、储能拨爪、安全离合滚柱、离合器外圈、离合器内圈、弹簧盒右中轴传至弹簧盒外圈，带动弹簧盒转动储能；与此同时棘轮拨爪处于闭合状态，棘轮始得弹簧盒只能单向转动，以便让能量得以储存；

（3）当需要释放能量时用闸丝控制棘轮拨爪松开，弹簧此时已储满能量将会快速回复，带动弹簧盒左中轴快速转动，此时弹簧盒左中轴的速度将会大于中心齿轮的转速，在单向轴承的作用下带动中心齿轮转动；弹簧盒的运动经中心齿轮、惰轮、内啮合齿轮、内齿轮罩、传至左轮毂，完成卷簧能量的释放；此时右边的超越离合器处于脱开状态，不会影响能量的释放，从而带动自行车前进。

（4）能量的储存与释放均由安装在车把手上的手闸完成，控制储能部分的离合器控制盘与自行车后刹车并联控制，但是两者的状态相反，对于可控离合器的控制操作只需要轻微拨动滚柱即可并不需要很大的力，所以当正常骑行时，离合拨爪给滚柱微小的负载力将滚柱压向大楔角一侧即可，此时无论自行车前进或是后退都不受机构影响，当刹车时在后刹车闸线的作用下，离合器控制盘与离合拨爪分离，由于离合外圈比内圈速度快，在小楔角的作用下内外圈之间产生力的作用，自行车减速并储能，如果需要立即刹车时只需用正常刹车的力捏下后刹车把手，自行车刹车盘动作即可实现紧急刹车，当需要释放能量时只需按下自行车把手左端的控制把手即可。

Claims (4)

1.一种助力自行车，其组成包括：车架、车轮，其特征是：所述的车轮轮毂上设有能量储存系统，所述的车轮轮毂左端连接能量释放系统，所述的车轮轮毂右端装有能量输入系统，所述的能量储存系统包括卷簧，所述的卷簧安装在轮毂内，所述的卷簧由弹簧盒盖盖住，所述的轮毂中的内轴上安装有棘轮，所述的棘轮与棘轮拨爪连接，所述的内轴上安装有中心齿轮，所述的中心齿轮经惰轮与内啮合齿轮传动连接.。

2.根据权利要求1所述的助力自行车，其特征是：所述的能量释放系统轮毂左半内轴上安装有角接触球轴承，所述的角接触球轴承上安装有输出中轴，所述的内轴上安装有单向轴承，所述的惰轮通过轴承安装在惰轮轴上，所述的惰轮与内啮合齿轮连接，所述的啮合齿轮由内齿轮罩罩住，所述的惰轮轴一端与保持架连接。

3.根据权利要求1或2所述的助力自行车，其特征是： 所述的能量输入系统轮毂右半内轴上安装有角接触球轴承，所述的角接触球轴承上安装有输入中轴，所述的输出中轴上连接有离合器，所述的离合器的离合内圈，所述的离合内圈外端套有离合外圈，所述的离合外圈连接有储能拨爪，所述的轮毂右半内轴上套有套筒，所述的套筒上安装有滚针轴承，所述的滚针轴承上连接有离合拨爪，所述的离合拨爪上安装有碟刹盘，所述的碟刹盘上设有控制扎丝，所述的离合拨爪连接链轮轴，所述的链轮轴上安装有链轮。

4.一种权利要求1或2或3所述的助力自行车的助力方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

（1）当正常骑行时离合器控制盘处于抱紧状态,与之相连的离合器拨爪受到控制力作用但不刹死，同时随车轮一起旋转；此时超越离合器处于脱开状态，将弹簧盒中轴和轮毂分开，左边的轮毂不会受到储能机构的影响；同时在右边由于离合拨爪将滚柱压向离合内圈的大楔角一侧，此时离合外圈和离合内圈完全分离，即离合外圈正、反转都不能带动内圈转动，所以右边轮毂也不受储能机构影响，自行车可以正常骑行；

（2）当助力自行车储能时，离合器控制盘处于自由状态，由于离合器外圈的速度大于内圈，在离合器外圈摩擦力的作用下滚柱朝楔角小的位置运动，使得超越离合器内外圈单向相连，此时轮毂的转速大于弹簧盒的转速故轮毂的运动经过离合器外壳、储能拨爪、安全离合滚柱、离合器外圈、离合器内圈、弹簧盒右中轴传至弹簧盒外圈，带动弹簧盒转动储能；与此同时棘轮拨爪处于闭合状态，棘轮始得弹簧盒只能单向转动，以便让能量得以储存；

（3）当需要释放能量时用闸丝控制棘轮拨爪松开，弹簧此时已储满能量将会快速回复，带动弹簧盒左中轴快速转动，此时弹簧盒左中轴的速度将会大于中心齿轮的转速，在单向轴承的作用下带动中心齿轮转动；弹簧盒的运动经中心齿轮、惰轮、内啮合齿轮、内齿轮罩、传至左轮毂，完成卷簧能量的释放；此时右边的超越离合器处于脱开状态，不会影响能量的释放，从而带动自行车前进;（4）能量的储存与释放均由安装在车把手上的手闸完成，控制储能部分的离合器控制盘与自行车后刹车并联控制，但是两者的状态相反，对于可控离合器的控制操作只需要轻微拨动滚柱即可并不需要很大的力，所以当正常骑行时，离合拨爪给滚柱微小的负载力将滚柱压向大楔角一侧即可，此时无论自行车前进或是后退都不受机构影响，当刹车时在后刹车闸线的作用下，离合器控制盘与离合拨爪分离，由于离合外圈比内圈速度快，在小楔角的作用下内外圈之间产生力的作用，自行车减速并储能，如果需要立即刹车时只需用正常刹车的力捏下后刹车把手，自行车刹车盘动作即可实现紧急刹车，当需要释放能量时只需按下自行车把手左端的控制把手即可。