專利名稱：一種助力自行車的電動助力系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種助力自行車的電動助力系統。
背景技術：
現有技術的電動助力自行車存在的人機分離的異常現象。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完全背離了國家正常的發展軌跡。今后廢棄電池還對于生態環保造成負面影響。
發明內容
本發明的目的是為了克服上述現有技術的缺點，提供一種可線性感應并產生線性助力的助力自行車電動助力系統。本發明的發明目的可以通過以下的技術方案來實現一種助力自行車的電動助力系統，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、滑動環、被動轉環和滑套，主動轉環的一端與被動轉環的一端相互對合，滑動環被設于主動轉環和被動轉環組成的內腔內，主動轉環、滑動環和被動轉環可自由轉動地套接在中軸上，主動轉環與中軸之間設有第二單向離合裝置，在主動轉環和被動轉環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朝旋轉方向一側的槽壁為斜面槽壁，滑動環上向外成型有齒牙，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和被動轉環的對合面，在主動轉環和被動轉環組成的腔室內設有復位裝置，滑套套住主動轉環并安裝在齒牙上，在滑套上和滑套的旁邊之間設有相互感應的感應裝置。在主動轉環和被動轉環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，在主動轉環內成型有第一限位階梯，在滑動環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上，方形齒槽成型在主動轉環上，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，根據人體施加在車輛腳踏兩側的扭力、將其值轉換為線性數字信號，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、此時自行車轉變為純人力驅動，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、環保節能。有著深遠的社會意義和經濟效益。采用本發明的電動助力系統的電動助力自行車，據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，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為本發明助力自行車電動助力系統的齒牙不產生滑動，磁環遠離感應器，電機不產生輔助動力狀態的立體結構圖；圖2為本發明助力自行車電動助力系統的齒牙不產生滑動，磁環遠離感應器，電機不產生輔助動力狀態的剖視結構圖；圖3為本發明助力自行車電動助力系統的齒牙產生滑動，磁環靠近感應器，電機產生輔助動力狀態的立體結構圖；圖4為本發明助力自行車電動助力系統的齒牙產生滑動，磁環靠近感應器，電機產生輔助動力狀態的剖視結構圖；圖5為本發明助力自行車電動助力系統的立體分解圖。
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3、滑動環4、被動轉環5和滑套6，主動轉環3的一端與被動轉環5的一端相互對合，滑動環4被設于主動轉環3和被動轉環5組成的內腔7內，主動轉環3、滑動環4和被動轉環5可自由轉動地套接在中軸I上，主動轉環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3)。在主動轉環3和被動轉環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5朝旋轉方向一側的槽壁為斜面槽壁10，滑動環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3和被動轉環5的對合面，令到主動轉環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5上，方形齒槽13成型在主動轉環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，大多少就需要根據限制轉動角度的多少來定了，主動轉環3和被動轉環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3和被動轉環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3內成型有第一限位階梯15，在滑動環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2，磁環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3 (即棘爪)，主動轉環3轉動時，方形槽9的朝轉動方向反方向一側的主動轉環槽壁31會推動齒牙41，使滑動環4與齒牙41 一起轉動，此時，齒牙41就會受到被動轉環5朝轉動方向一側的斜面槽壁10引導，齒牙41朝主動轉環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2會滑動靠近感應器18，同時復位彈簧14因滑動環4與主動轉環3之間的滑動而被壓縮，這個過程中，蹬踏力越大，主動轉環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2滑動位移也越大，即磁環2越靠近感應器18，感應器18產生越強的信號，控制電路指令電機產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2會相應地被推移到與感應器18相應的位置，產生相應強度的信號，控制電路指令電機產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，可實現自行車自由滑行的同時，中軸I不產生轉動，此時在復位彈簧14的作用下，滑動環4被推離主動轉環3，齒牙41在方形槽9內滑動遠離主動轉環3，帶動滑套6和磁環2遠離感應器18，感應器18不產生信號，電機不產生助力。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3、滑動環4、被動轉環5和滑套6不會產生轉動，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，動力經棘輪機構傳遞使主動轉環3、滑動環4、被動轉環5和滑套6 —起轉動，同時滑動環4上的齒牙41被主動轉環3推動產生軸向滑動，最終令到磁環2產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，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發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。故凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明之形狀、構造及原理所作的等效變化，均應涵蓋于本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種助力自行車的電動助力系統，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、滑動環、被動轉環和滑套，主動轉環的一端與被動轉環的一端相互對合，滑動環被設于主動轉環和被動轉環組成的內腔內，主動轉環、滑動環和被動轉環可自由轉動地套接在中軸上，主動轉環與中軸之間設有第二單向離合裝置，在主動轉環和被動轉環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朝旋轉方向一側的槽壁為斜面槽壁，滑動環上向外成型有齒牙，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和被動轉環的對合面，在主動轉環和被動轉環組成的腔室內設有復位裝置，滑套套住主動轉環并安裝在齒牙上，在滑套上和滑套的旁邊之間設有相互感應的感應裝置。
2.根據權利要求I所述的一種助力自行車的電動助力系統，其特征在于在主動轉環和被動轉環之間設有轉動角度限制裝置。
3.根據權利要求I所述的一種助力自行車的電動助力系統，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.根據權利要求I所述的一種助力自行車的電動助力系統，其特征在于所述的第二單向離合裝置為棘輪機構，主動轉環即為棘輪，棘爪安裝在中軸上。
5.根據權利要求I所述的一種助力自行車的電動助力系統，其特征在于復位裝置為復位彈簧，在主動轉環內成型有第一限位階梯，在滑動環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.根據權利要求2所述的一種助力自行車的電動助力系統，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上，方形齒槽成型在主動轉環上，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
本發明公開一種助力自行車的電動助力系統，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、滑動環、被動轉環和滑套，主動轉環的一端與被動轉環的一端相互對合，滑動環被設于主動轉環和被動轉環組成的內腔內，主動轉環、滑動環和被動轉環可自由轉動地套接在中軸上，主動轉環與中軸之間設有第二單向離合裝置，在主動轉環和被動轉環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朝旋轉方向一側的槽壁為斜面槽壁，滑動環上向外成型有齒牙，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和被動轉環的對合面，在主動轉環和被動轉環組成的腔室內設有復位裝置，滑套套住主動轉環并安裝在齒牙上，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 優先權日2012年5月3日
發明者招應權, 陳戈平 申請人:招應權, 陳戈平