一種基于制動能量回收的自行車助力裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于制動能量回收的自行車助力裝置，包括儲能彈簧、拉線、限位部件、繞線輪、軸套、齒圈、中間齒輪、固定齒輪、撥叉、棘輪，繞線輪、齒圈、固定齒輪、棘輪均套裝在軸套上，在固定齒輪和齒圈之間設置有中間齒輪，中間齒輪分別與固定齒輪和齒圈嚙合，通過中間齒輪的設置，可使齒圈的轉動方向與固定齒輪相反，繞線輪將拉線纏繞后，將剎車制動過程中的動能轉換為儲能彈簧的彈性勢能；當自行車需要重新啟動時，繞線輪與棘輪可實現鎖止配合，儲能彈簧的彈性勢能釋放，拉線帶動繞線輪正向轉動，繞線輪可帶動棘輪轉動，棘輪與軸套固定，最終可為自行車前進提供助力，本實用新型運行可靠性高，制造成本低廉，更適合廣泛地推廣應用。
【專利說明】
一種基于制動能量回收的自行車助力裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及自行車制動能量回收裝置技術領域，尤其涉及一種基于制動能量回收的自行車助力裝置。
【背景技術】
[0002]自行車在人們生活中一直都是重要的交通工具。人們騎自行車時，剎車制動是不可避免的，但每當剎車制動時用于制動的動能都會被浪費掉，而后再次向前騎行時又需要人重新用力，對自行車施加動能，如果頻繁剎車和重新啟動，騎行人就比較辛苦和費力，尤其是在上坡下坡多、紅綠燈多以及交通擁堵的情況下，這種情況更為突出，極容易使人疲勞，而且浪費了大量剎車動能。現有利用剎車儲能的自行車助力裝置大多結構較為復雜，且體積和重量大，制造成本高，因此難以在實際生產中得到廣泛應用，目前尚缺乏一種結構輕巧、剎車儲能快、能夠對回收能源再利用的自行車助力裝置。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的一個目的是為了克服上述現有技術的不足，進而提供一種基于制動能量回收的自行車助力裝置，結構簡單，無需設置能量轉換裝置和儲存裝置，可將剎車制動能量有效地轉換為彈性勢能，通過彈性勢能可對自行車的再次啟動提供助力，運行可靠性高，制造成本低廉，更適合廣泛地推廣應用。
[0004]本實用新型的技術方案:
[0005]—種基于制動能量回收的自行車助力裝置，包括儲能彈簧、拉線、限位部件、繞線輪、軸套、齒圈、中間齒輪、固定齒輪、撥叉、棘輪，所述儲能彈簧的一端與車架固定連接，所述儲能彈簧的另一端與拉線的一端連接，所述拉線的另一端與所述繞線輪連接，所述限位部件用于對所述儲能彈簧的拉伸位置進行限位；
[0006]所述繞線輪、齒圈、固定齒輪、棘輪均套裝在所述軸套上，所述固定齒輪固定安裝在所述軸套上，所述齒圈可相對于所述軸套轉動，在所述固定齒輪和所述齒圈之間設置有所述中間齒輪，所述中間齒輪分別與所述固定齒輪、所述齒圈嚙合，所述繞線輪間隙配合地套裝于所述軸套上，所述繞線輪的一側端面與所述齒圈可摩擦地接合和分離，所述繞線輪的另一側端面與所述棘輪配合抵接；
[0007]所述撥叉鉸接安裝在所述車架上，所述撥叉的一端可推動所述繞線輪沿所述軸套進行軸向滑動。
[0008]進一步地，所述軸套上還套裝有第一彈簧和第二彈簧，所述第一彈簧設置在所述繞線輪與所述齒圈之間，所述第二彈簧設置在所述車架與所述棘輪之間。
[0009]進一步地，在所述繞線輪和所述齒圈之間設置有彈性摩擦片，所述彈性摩擦片安裝在所述繞線輪的側端面上。
[0010]進一步地，還包括安裝架，所述安裝架安裝在所述車架上，所述中間齒輪安裝在所述安裝架上。
[0011]進一步地，所述固定齒輪與所述軸套之間通過第一花鍵連接，所述棘輪與所述軸套之間通過第二花鍵連接。
[0012]進一步地，第一彈簧所具有的壓縮彈力大于所述第二彈簧所具有的壓縮彈力。
[0013]進一步地，所述撥叉鉸接安裝在撥叉架上，所述撥叉架固定安裝在所述車架上，所述撥叉的上端與剎車拉線連接，所述撥叉的下端與所述繞線輪抵接。
[0014]本實用新型相對于現有技術具有以下有益效果:本實用新型公開的基于制動能量回收的自行車助力裝置，包括儲能彈簧、拉線、限位部件、繞線輪、軸套、齒圈、中間齒輪、固定齒輪、撥叉、棘輪，儲能彈簧的設置可以對剎車制動過程中浪費的動能進行回收儲存，儲能彈簧的一端與車架固定連接，儲能彈簧的另一端與拉線的一端連接，拉線的另一端與繞線輪連接，通過拉線和繞線輪的纏繞配合，并通過拉線拉動儲能彈簧，實現能量的回收和儲存，限位部件用于對儲能彈簧的拉伸位置進行限位，實現自行車的制動；
[0015]繞線輪、齒圈、固定齒輪、棘輪均套裝在軸套上，在固定齒輪和齒圈之間設置有中間齒輪，中間齒輪分別與固定齒輪和齒圈嚙合，通過中間齒輪的設置，可使齒圈的轉動方向與固定齒輪相反，這樣，當繞線輪與齒圈接合后，繞線輪的轉動方向也與固定齒輪的轉動方向相反，即繞線輪的轉動方向與自行車前進的方向相反，繞線輪將拉線纏繞后，將剎車制動過程中的動能轉換為儲能彈簧的彈性勢能；當自行車需要重新啟動時，繞線輪與棘輪可實現鎖止配合，儲能彈簧的彈性勢能釋放，拉線帶動繞線輪正向轉動，繞線輪可帶動棘輪轉動，棘輪與軸套固定，最終可驅動車輪前進;本實用新型結構簡單，無需設置能量轉換裝置和儲存裝置，可將剎車制動能量有效地轉換為彈性勢能，通過彈性勢能可對自行車的再次啟動提供助力，運行可靠性高，制造成本低廉，更適合廣泛地推廣應用。
[0016]本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型實施例的結構示意圖；
[0018]圖2是本實用新型實施例與自行車安裝配合的示意圖；
[0019]圖3是圖2的側視圖；
[0020]圖4是圖1沿A-A方向的視圖；
[0021 ]圖5是本實用新型實施例棘輪的主視圖；
[0022]圖6是本實用新型實施例棘輪的側視圖；
[0023]圖中1-儲能彈簧;2-拉線;3-限位部件;4-繞線輪;5-軸套;6_齒圈；7_中間齒輪;8_固定齒輪;9-撥叉;10-棘輪;11-車架;12-彈性摩擦片；13-第一彈簧;14-第二彈簧;15-安裝架;16-第一花鍵;17-第二花鍵;18-撥叉架;19-剎車拉線。
【具體實施方式】
[0024]以下將結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0025]結合圖1至圖6所示，本實施例公開的基于制動能量回收的自行車助力裝置，包括儲能彈簧1、拉線2、限位部件3、繞線輪4、軸套5、齒圈6、中間齒輪7、固定齒輪8、撥叉9、棘輪10，儲能彈簧I的一端與車架11固定連接，優選地，儲能彈簧I沿車架11的走向布置，這樣可以使自行車的整體結構更加協調，空間布置上更加合理;儲能彈簧I的另一端與拉線2連接，本實施例公開的拉線2為鋼絲線，當然，本領域的技術人員可以根據需要選擇其他材質的拉線2，拉線2的另一端與繞線輪4連接，如此設置，可通過繞線輪4的轉動，將拉線2纏繞在繞線輪4上，進而可通過拉線2驅動儲能彈簧I的拉伸。
[0026]在車架11上還設置有限位部件3，優選地，限位部件3為限位鋼片，在限位鋼片的中間位置設置有通孔，拉線2穿過限位鋼片的通孔，通孔的直徑略小于儲能彈簧I的直徑，如此設置，可以通過限位部件3對儲能彈簧I的拉伸位置進行限位。
[0027]在自行車的車軸上固定套裝有軸套5，繞線輪4、齒圈6、固定齒輪8、棘輪10均套裝在軸套5上，其中，固定齒輪8與軸套5通過第一花鍵16配合連接，如此設置，固定齒輪8只能隨軸套5—同轉動;齒圈6可相對于軸套5自由轉動，在齒圈6和固定齒輪8之間設置有中間齒輪7，中間齒輪7與固定齒輪8嚙合，同時，中間齒輪7還與齒圈6嚙合，優選地，中間齒輪7安裝在安裝架15上，安裝架15固定安裝在車架11上，安裝架15的設置，可以簡化中間齒輪7的裝配工藝，且安裝架15可以為中間齒輪7提供穩定的安裝支撐，這樣，中間齒輪7相對于固定齒輪8和齒圈6具有穩定的安裝關系，可以提高齒圈6、中間齒輪7、固定齒輪8之間配合的可靠性。
[0028]通過中間齒輪7的設置，當固定在自行車車軸上的軸套5隨車輪前進方向轉動時，可帶動固定齒輪8隨車輪前進方向一同轉動，中間齒輪7與固定齒輪8之間相互嚙合，中間齒輪7的轉動方向與固定齒輪8相反，中間齒輪7與齒圈6嚙合，并可帶動齒圈6與中間齒輪7同方向轉動，即中間齒輪7的設置，可實現齒圈6的轉動方向與固定齒輪8的轉動方向相反。
[0029]繞線輪4間隙配合地套裝在軸套5上，繞線輪4可沿軸套5的軸向進行滑動，也可相對于軸套5進行轉動，在繞線輪4與齒圈6之間還設置有第一彈簧13，第一彈簧13套裝在軸套5上，在繞線輪4與齒圈6相鄰的一側端面上設置有彈性摩擦片12，彈性摩擦片12的設置，可使繞線輪4與齒圈6之間實現有效地同步轉動接合。
[0030]繞線輪4的另一側端面與棘輪10抵接配合安裝，棘輪10套裝在軸套5上，優選地，棘輪10與軸套5之間通過第二花鍵17連接，即棘輪10只能隨軸套5同向轉動，在棘輪10與車架11之間還設置有第二彈簧14，第二彈簧14同樣套裝在軸套5上;作為優選地實施方式，第一彈簧13所具有的壓縮彈力大于第二彈簧14所具有的壓縮彈力，這樣設置的目的在于，能夠保證繞線輪4與齒圈6接合后的快速分離。
[0031]撥叉9鉸接地安裝在撥叉架18上，撥叉架18與車架11固定連接，撥叉9的上端與剎車拉線19連接，撥叉9的下端與繞線輪4的一側端面抵接，通過騎行人手動拉動剎車拉線19，可帶動撥叉9繞撥叉架18轉動，進而可使撥叉9的下端驅動繞線輪4與齒圈6接合。
[0032]本實用新型的過程如下:
[0033]當執行剎車制動時，騎車人通過手剎對剎車拉線19施加拉力，控制撥叉9擺動，將繞線輪4推向齒圈6，第一彈簧13被壓縮，彈性摩擦片12與齒圈6貼緊并帶動繞線輪4隨齒圈6反向轉動，拉線2纏繞在繞線輪4上，同時儲能彈簧I被拉伸，當儲能彈簧I下端拉至限位部件3處被卡住，則繞線輪4停止轉動，同時齒圈6、中間齒輪7、固定齒輪8以及車輪都停止轉動，此時完成剎車，并將車子的剎車動能回收轉換為儲能彈簧I的彈性勢能。在自行車剎車過程中，棘輪10與軸套5正向轉動，繞線輪4反向轉動，棘輪10的棘齒在繞線輪4外側的棘齒上滑過，第二彈簧14使棘輪10與繞線輪4的外側棘齒始終保持接觸；
[0034]當重新啟動自行車時，騎車人松開手剎，撤去作用在剎車拉線19上的拉力，撥叉9對繞線輪4的壓力消失，由于第一彈簧13的壓縮彈力比第二彈簧14的壓縮彈力大，第一彈簧13推動繞線輪4向外移使彈性摩擦片12與齒圈6分離，棘輪10與繞線輪4的外側棘齒緊密嚙合;繞線輪4在儲能彈簧I和拉線2的拉力作用下正向轉動，繞線輪4通過其外側的棘齒帶動棘輪10正向轉動，從而帶動軸套5和車輪正向轉動，將儲能彈簧I回收的彈性勢能轉換為動能釋放出來，從而對自行車起到助力作用。
[0035]本實用新型結構簡單，無需設置能量轉換裝置和儲存裝置，可將剎車制動能量有效地轉換為彈性勢能，通過彈性勢能可對自行車的再次啟動提供助力，運行可靠性高，制造成本低廉，更適合廣泛地推廣應用。
[0036]以上實施例只是對本專利的示例性說明，并不限定它的保護范圍，本領域技術人員還可以對其局部進行改變，只要沒有超出本專利的精神實質，都在本專利的保護范圍內。
【主權項】
1.一種基于制動能量回收的自行車助力裝置，其特征在于，包括儲能彈簧(I)、拉線(2)、限位部件(3)、繞線輪(4)、軸套(5)、齒圈(6)、中間齒輪(7)、固定齒輪(8)、撥叉(9)、棘輪(10)，所述儲能彈簧(I)的一端與車架(11)固定連接，所述儲能彈簧(I)的另一端與拉線(2)的一端連接，所述拉線(2)的另一端與所述繞線輪(4)連接，所述限位部件(3)用于對所述儲能彈簧(I)的拉伸位置進行限位； 所述繞線輪(4)、齒圈(6)、固定齒輪(8)、棘輪(10)均套裝在所述軸套(5)上，所述固定齒輪(8)固定安裝在所述軸套(5)上，所述齒圈(6)可相對于所述軸套(5)轉動，在所述固定齒輪(8)和所述齒圈(6)之間設置有所述中間齒輪(7)，所述中間齒輪(7)分別與所述固定齒輪(8)、所述齒圈(6)嚙合，所述繞線輪(4)間隙配合地套裝于所述軸套(5)上，所述繞線輪(4)的一側端面與所述齒圈(6)可摩擦地接合和分離，所述繞線輪(4)的另一側端面與所述棘輪(I O)配合抵接； 所述撥叉(9)鉸接安裝在所述車架(11)上，所述撥叉(9)的一端可推動所述繞線輪(4)沿所述軸套(5)進行軸向滑動。2.根據權利要求1所述的一種基于制動能量回收的自行車助力裝置，其特征在于，所述軸套(5)上還套裝有第一彈簧(13)和第二彈簧(14)，所述第一彈簧(13)設置在所述繞線輪(4)與所述齒圈(6)之間，所述第二彈簧(14)設置在所述車架(11)與所述棘輪(10)之間。3.根據權利要求2所述的一種基于制動能量回收的自行車助力裝置，其特征在于，在所述繞線輪(4)和所述齒圈(6)之間設置有彈性摩擦片(12)，所述彈性摩擦片(12)安裝在所述繞線輪(4)的側端面上。4.根據權利要求3所述的一種基于制動能量回收的自行車助力裝置，其特征在于，還包括安裝架(15)，所述安裝架(15)安裝在所述車架(I I)上，所述中間齒輪(7)安裝在所述安裝架(15)上。5.根據權利要求4所述的一種基于制動能量回收的自行車助力裝置，其特征在于，所述固定齒輪(8)與所述軸套(5)之間通過第一花鍵(16)連接，所述棘輪(10)與所述軸套(5)之間通過第二花鍵(17)連接。6.根據權利要求5所述的一種基于制動能量回收的自行車助力裝置，其特征在于，第一彈簧(13)所具有的壓縮彈力大于所述第二彈簧(14)所具有的壓縮彈力。7.根據權利要求6所述的一種基于制動能量回收的自行車助力裝置，其特征在于，所述撥叉(9)鉸接安裝在撥叉架(18)上，所述撥叉架(18)固定安裝在所述車架(11)上，所述撥叉(9)的上端與剎車拉線(19)連接，所述撥叉(9)的下端與所述繞線輪(4)抵接。
【文檔編號】B62M6/80GK205524776SQ201620382349
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】潘承怡, 孫佳彬
【申請人】哈爾濱理工大學