專利名稱：自行車輪轂式助力器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自行車輪轂式助力器。
背景技術：
自行車的設計，是多項科學技術的交叉、集成應用。是多項系統工程的有機結合和規劃藝術。其中，人體力能與騎行功能的轉換效率，是現代自行車設計的核心技術。
現已有許多助力技術應用在自行車設計上。如變速自行車；振動助力自行車；電動助力自行車；風力助力自行車；太陽能助力自行車等。上述產品雖然有助力功能，但是均存在著不同的缺陷和條件制約。變速自行車，其功能是減速省力。而不是助力于騎行。振動助力自行車，在平坦的路上沒有作用，電動助力自行車畜電池的壽命是制約其發展的關鍵。騎行費用大于普通自行車，風力助力自行車，屬于創新的自行車助力技術，但在無風狀況下，其助力功能將被削弱。太陽能助力自行車，現在只是試驗品。
上述產品的共同缺陷a、技術難度大，結構復雜，生產成本高，脫離了自行車的基本屬性，導致其失去了大眾化的市場定位。b、借助其它能量助力騎行，制約因素影響大，助力效果不穩定。c、助力騎行的費用偏大，性能價格化不合理。d、騎行效率低，沒有解決自行車騎行中存在著較大的比體力能無功消耗的關鍵技術難題。這些因素直接影響其市場的推廣與應用。也制約著自行車行業的自身發展。
發明內容
本發明的目的是提供一種自行車輪轂式助力器。其外型結構符合現有自行車的裝配要求，成為自行車的結構部件。其助力功能，不受環境條件因素的影響，助力功能穩定，助力效果明顯。不借助其它能量，沒有助力騎行費用。騎行效率顯著提高。使騎行省力、輕松、快捷。
為實現上述目的，本發明采取以下設計方案這種自行車輪轂式助力器是由輪轂支撐圈，支撐圈兩端面支撐護蓋組成外型箱體及安置其內的行星齒輪變速加力機構。單元裝置構成，所述單元裝置包括1、輪轂撐圈。其兩端外比周有平行的二條帶狀圈環，圈環上有均布的輻條孔。
2、輪轂支撐圈。其兩端面，各有圓型支撐護蓋，其中心位置有對稱平行的軸承座。
3、助力器中心軸。其兩端各適當段與現有自行車輪軸的幾何形狀及功能相同。中間段分4個功能區，即二套軸承裝配段，靠左側軸承一位置段段有凸鍵，余下位置是中心齒輪及輸出軸套注滑轉動段。
4、輪轂支撐圈內緣周適當位置有4組符角均布的固定螺母座。
5、行星齒輪變速加力機構單元裝置，由內齒輪，雙聯行星齒輪，輪軸及輪軸固定支架，中心齒輪及傳動軸套和加力輪組成，各單元裝置說明如下6、內齒輪。其輪體適當位置符角均布的螺母孔，與固定螺母座相對應。
7、雙聯行星齒輪。其小齒輪與內齒輪嚙合，大齒輪與中心齒輪嚙合，其軸孔兩端內緣有潤滑轉動套環。
8、雙聯行星齒輪軸。其一端有凸階臺。一端與固定支架孔緊配合適當位置有定位銷孔，孔深為軸的半徑。
9、雙聯行星齒輪軸固定支架。其上部位置有軸孔，端面有與軸孔相通的定位銷也，下部位置有軸套，其內圓面有凹槽，與肋力器中心軸有凸鍵位置段穩固聯接。
10、中心齒輪。其與傳動軸套為一體。軸套兩端內圓有潤滑轉動套環。傳動軸套外圓面有凸鍵。
11、加力輪。其中心位置有軸套。軸套內圓面有凹鍵槽，與中心齒輪傳動軸套穩固聯接。
本發明的優點是(1)依據自行車是以人體力能為動力源的代步工具的基本屬性。在不借助外力能，不受環境條件制約的情況下，優化代步功能，提高騎行效率，助力效果明顯。
下面結合附圖對本發明作進一步說明。
圖1是本發明結構示意圖。
如圖所示本發明由輪轂支撐圈1，支撐護蓋9-10構成外型箱體及安置其內的行星齒輪變速加力機構，單元裝置構成，所述單元裝置包括支撐護蓋9-10與內齒輪2均由固定螺母12穩固聯接在輪轂支撐圈體上。內齒輪2與雙聯行星齒輪3的小齒輪嚙合。軸7固定在固定支架6上，雙聯行星齒輪3的大齒輪與中心齒輪4嚙合。中心齒輪4傳動軸套與加力輪與穩固聯接。助力器中心軸8兩端一段與現有自行車輪軸幾何形狀及功能相同。中間段4個功能區，即支撐護蓋9-10中心位置的軸承位置與固定支架6下部軸套聯接位置，與中心齒輪4及傳動軸套潤滑轉動位置。
如圖所示支撐護蓋9-10中心位置上有軸承11，由軸承11使支撐護蓋9-10與助力器中心軸轉動配合。
如圖所示輪轂支撐圈1內緣周位置符角均布的固定螺母座12。由螺絲桿將支撐護蓋9-10及內齒輪2穩固聯接在輪轂支撐圈體上。
如圖所示支撐護蓋10的軸承座外圓面有螺紋。固定套13的內螺紋與其相接，固定套13的上螺紋與自行車飛輪14聯接。支撐護蓋10的位置是自行車后輪的右側方。此結構用于自行車后輪，前輪不需要固定套13和飛輪14。
圖2是本發明變速加力機構單元裝置結構示意圖。如圖所示內齒輪2與雙聯行星齒輪3的小齒輪嚙合。其大齒輪與中心齒輪4嚙合，中心齒輪4傳動軸套與加力輪5的軸套穩固聯接。雙聯行星齒輪軸7固定在固定支架6上。固定支架6的下部帶凹鍵槽的軸套穩定安裝在助力器中心軸8有凸鍵的位置上。
圖3、圖4是本發明輪轂支撐圈單元裝置結構示意圖。如圖所示其兩端外緣周位置有平行的二條帶狀圈環，圈環上有均布的自行車輻條孔，其內緣周位置有等角均布的4組固定螺母座。
圖5、圖6是本發明內齒輪單元裝置結構示意圖。如圖所示其輪體上有等角均布與固定螺母座對應的內螺紋孔。
圖7、圖8是本發明的雙聯行星齒輪單元裝置結構示意圖。
圖9、圖10、圖11是本發明中心齒輪及傳動軸套單元裝置結構示意圖。如圖所示其輪體與傳動軸套聯體同軸。軸孔兩端有潤滑轉動套環，其傳動軸套外徑圓面上有凸鍵。
圖12、圖13是本發明加力輪單元裝置結構示意圖。如圖所示其中心位置有軸套。內圓面有凹鍵槽。其與中心軸套相連部分圓為溥壁法蘭盤。外徑部分為加厚、加重的金屬實芯環。
圖14、圖17是本發明雙聯行星齒輪軸固定支架單元裝置結構示意圖。如圖所示其上部一位置有軸孔，上端有一定位銷孔，與軸孔相通，下部有軸套，內圓面有凹鍵槽。
圖15、圖16是本發明雙聯行星齒輪軸單元裝置結構示意圖。如圖所示其一端位置與固定支架軸孔緊配合，并有定位銷孔，一端面有大于軸徑的凸階臺。
圖18、圖19是本發明固定螺母座單元裝置結構示意圖。如圖所示其孔為螺紋。
圖20、圖21是本發明助力器中心軸單元裝置結構示意圖。如圖所示其兩端位置段有螺紋，幾何形狀及功能與現有自行車輪軸相同。中間段4個功能區，裝配軸承；穩固聯接固定支架；中心齒輪及傳動軸套潤滑轉動。
圖22、圖23是本發明支撐護蓋單元裝置結構示意圖。如圖所示其中心位置有軸承座。軸承座外徑圓面有螺紋，其圓周有等角均布與固定螺母座相對應的4個孔。(注軸承座外徑圓面有螺紋的結構，只有于自行車后輪右側，前輪則不需要)。
圖24、圖25是本發明固定套單元裝置結構示意圖。如圖所示其內螺紋段在一端位置，外螺紋段在另一端位置(注此單元裝置，只用于與飛輪的聯接)具體實施方式
本發明的設計原理是利用自行車車輪的旋轉力能，由被動力轉化為主動力。即提高其旋轉慣性功能而節省人體力能，提高騎行效率。
1、本發明外型結構功能，符合自行車結構設計要求。安裝方式和方法與現有自行車相同。
2、行星齒輪變速加力機構是本發明的關鍵結構技術。其被動力轉化為主動力的工作原理是a、動力輸入路線。自行車輪半徑是動力輸入的扭矩，其旋轉力為動力源，內齒輪是主動輪，與雙聯行星齒輪的小齒輪嚙合傳動，實現第一級增速，雙聯行星齒輪的大齒輪與中心齒輪嚙合傳動，實現第二級增速。進一步擴大內齒輪的速比。使中心齒輪實現高速旋轉。b、動力輸出方式及路線當中心齒輪帶動加力輪同步，高速旋轉。加力輪將產生數倍于自身負荷能耗的離心力能(勢力能)，并反作用于中心齒輪，中心齒輪由被動轉為主動。其與雙聯行星齒輪的大齒輪嚙合傳動。實現第一級減速加力。雙聯行星齒輪的小齒輪與內齒輪嚙合傳動。實現第二級減速加力，內齒輪由主動轉為被動。經二級減速加力。其轉動扭力明顯增大。最后使加力輪的離心力能轉化，傳遞給自行車車輪助力其旋轉。
本發明實質上是一種能量轉化方式。輸入的是人體力能，轉化輸出的是自行車騎行中存在的潛力能。因此，沒有違反能量守恒定律。
權利要求
1.一種自行車輪轂式助力器，其特征在于由輪轂外型箱體及安置其內的行星齒輪變速，加力機構單元裝置所構成。
2.根據權利要求1所述其特征在于輪轂外型箱體由輪轂支撐圈及兩端的支撐護蓋所構成。
3.根據權利要求1所述，其特征在于行星齒輪變速加力機構單元裝置，是由一內齒輪與雙聯行星齒輪的小齒輪嚙合，雙聯行星齒輪的大齒輪與中心齒輪嚙合，穩固在中心齒輪傳動軸套的加力輪構成。
4.根據權利要求3所述，其特征在于雙聯行星齒輪是一聯體齒輪結構。
全文摘要
本發明涉及一種自行車輪轂式助力器，是由輪轂外型箱體及安置其內的行星齒輪變速、加力機構單元裝置構成，其輪轂外型箱體的結構功能，適合現有自行車的設計結構和安裝要求，行星齒輪變速加力機構，是由內齒輪與雙聯行星齒輪的小齒輪嚙合傳動，雙聯行星齒輪的大齒輪與中心齒輪嚙合傳動，加力輪穩固在中心齒輪傳動軸套上，與其同步高速旋轉，產生離心力能，并以反饋的方式輸出的力能。
文檔編號B62M11/16GK1660661SQ20041008119
公開日2005年8月31日 申請日期2004年10月12日 優先權日2004年10月12日
發明者黃福慶, 趙守文 申請人:黃福慶