CN111169585B - 一种自行车上坡助力装置 - Google Patents

Abstract

一种自行车上坡助力装置，包括塑料壳套，所述壳套的内部转动连接有助力轴和动力轴，所述动力轴位于助力轴的正面，所述助力轴的外侧安装有助力轮和助力齿轮，所述助力齿轮位于助力轮的右侧，所述动力轴的外侧安装有动力轮，所述助力轮与动力轮均紧贴在自行车后车轮上，所述壳套的内右壁且固定连接有套轴，所述套轴套接在动力轴的外侧。该自行车上坡助力装置，通过在壳套内安装助力轮、动力轮和储力套，自行车下坡时，通过动力轮将下坡时产生多余的动能转化为弹性储存在储力套内，在上坡时再将储力套内的弹力转化为动能，辅助自行车上坡，减小了上坡时体力的消耗。

Description

一种自行车上坡助力装置

技术领域

本发明涉及交通工具技术领域，具体为一种自行车上坡助力装置。

背景技术

为了响应低碳生活的号召，越来越多的人开始放弃使用机动车，开始使用电瓶车和自行车，但电瓶车也需要消耗大量电能，所以自行车成为最环保的交通工具，这促使了自行车在不断地的改进，同时各类共享单车应运而生。

我国南方多山地丘陵，因此造成了道路情况的复杂多变，经常有上坡和下坡的情况，下坡时，势能减小，导致车速加快，容易发生危险，上坡时，势能增加，需要消耗大量动能，导致上坡十分费力，因此我们提出了一种自行车上坡助力装置来解决问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种自行车上坡助力装置，具有辅助自行车上坡的作用。

本发明为实现技术目的采用如下技术方案：一种自行车上坡助力装置，包括塑料壳套，所述壳套的内部转动连接有助力轴和动力轴，所述动力轴位于助力轴的正面，所述助力轴的外侧安装有助力轮和助力齿轮，所述助力齿轮位于助力轮的右侧，所述动力轴的外侧安装有动力轮，所述助力轮与动力轮均紧贴在自行车后车轮上，所述壳套的内右壁固定连接有套轴，所述套轴套接在动力轴的外侧，套轴的左侧转动连接有中空轮，所述中空轮的直径小于动力轮的直径，中空轮与储力套的外侧均开设有与连接带相对应的环形槽，所述动力轴的外侧且位于中空轮的内部设置有顺时针方向的轮齿，所述动力轴的外侧接位于轮齿的右侧转动连接有挂钩，所述挂钩的逆时针面与动力轴之间固定连接有拉力弹簧，所述中空轮的内壁上水平开设有第一滑槽，所述第一滑槽的内部活动连接有转轴，所述转轴的外侧活动连接有卡块，卡块的上表面设置有与轮齿啮合的不规则面，所述中空轮的内壁且位于第一滑槽的上方开设有活动腔，所述活动腔靠近动力轴的一侧的侧壁固定连接有第一牵引弹簧，所述第一牵引弹簧远离动力轴的一侧固定连接有推动块，所述活动腔与第一滑槽之间开设有连接孔，所述活动腔的内顶壁固定连接有复位弹簧，复位弹簧的的弹力大于限位块受到的重量，所述复位弹簧的底部固定连接有延伸到连接孔内部的限位块，限位块采用质量轻、强度高的材料制成，所述壳套的内部安装有固定轴，所述固定轴位于助力轴的上方，所述固定轴的外侧安装有动力齿轮，所述固定轴的外侧且位于动力齿轮的右侧转动连接有储力套，所述储力套与中空轮活动连接有连接带，储力套的外侧且位于连接带的右侧设置有卡齿，所述储力套的内部固定连接有弹簧片，弹簧片的一端连接在固定轴的外侧，另一端连接有储力套的内侧，所述壳套的内顶壁开设有活动槽，所述活动槽的内壁设置有第二滑槽，所述第二滑槽的内部活动连接有卡杆，卡杆插在储力套外侧的齿牙内，所述活动槽的左侧设置有收纳槽，所述收纳槽的槽底壁固定连接有第二牵引弹簧，所述第二牵引弹簧远离槽底壁的一端固定连接有限位杆。

作为优化，所述第二牵引弹簧的弹力小于限位杆受到的重量，所述收纳槽与限位杆的接触面非常光滑。

作为优化，所述活动槽开口处的左侧设置有倾斜面，卡杆通过转动轴安装在第二滑槽内。

作为优化，所述动力齿轮的直径大于助力齿轮的直径，动力齿轮与助力齿轮互相啮合。

作为优化，所述第一牵引弹簧的拉力小于推动块受到的重量，所述推动块与活动腔的接触面非常光滑，推动块的右侧与限位块的左侧均设置有光滑的曲面。

作为优化，所述动力齿轮的右侧设置有顺时针方向齿牙，所述储力套的左侧设置有逆时针方向的齿牙，当储力套逆时针转动时两齿牙相背，当储力套顺时针转动时两齿牙相对。

本发明具备以下有益效果：

1、该自行车上坡助力装置，通过在壳套内安装助力轮、动力轮和储力套，自行车下坡时，通过动力轮将下坡时产生多余的动能转化为弹力，储存在储力套内，上坡时再将储力套内的弹力转化为动能，辅助自行车上坡，减小了上坡时体力的消耗。

2、该自行车上坡助力装置，通过在储力套内安装弹簧片，这样自行车下坡时，通过转动储力套使弹簧片舒张开，将势能转换的一部分动能储存起来，减缓自行车下坡的速度，提高了行驶的安全性，防止在刹车不好的情况下，因车速过快，发生危险。

附图说明

图1为本发明自行车上坡助力装置结构主视剖视图。

图2为本发明自行车上坡助力装置结构俯视图。

图3为本发明自行车上坡助力装置结构俯视剖视图。

图4为本发明自行车上坡助力装置结构图1中A-A处剖视图。

图5为本发明自行车上坡助力装置结构图1中B-B处剖视图。

图6为本发明自行车上坡助力装置结构图1中C-C处剖视图。

图7为本发明自行车上坡助力装置结构图1中D-D处剖视图。

图8为本发明自行车上坡助力装置结构活动槽处水平行驶图。

图9为本发明自行车上坡助力装置结构活动槽处上坡行驶图。

图10为本发明自行车上坡助力装置结构中空轮卡块处剖视图。

图11为本发明自行车上坡助力装置结构中空轮挂钩处剖视图。

图12为本发明自行车上坡助力装置结构图11中A处放大图。

图13为本发明自行车上坡助力装置结构中空轮第一滑槽处剖视图。

图14为本发明自行车上坡助力装置结构第一滑槽处放大图。

图15为本发明自行车上坡助力装置结构第一滑槽处下坡行驶图

图16为本发明自行车上坡助力装置结构第一滑槽处上坡行驶图

图17为本发明自行车上坡助力装置结构第一滑槽处侧视图

图18为本发明自行车上坡助力装置结构储力套内部图。

图中：1-壳套，2-助力轴，3-助力轮，4-助力齿轮，5-动力轴，6-动力轮，7-套轴，8-中空轮，9-轮齿，10-挂钩，11-拉力弹簧，12-第一滑槽，13-转轴，14-卡块，15-活动腔，16-第一牵引弹簧，17-推动块，18-连接孔，19-复位弹簧，20-限位块，21-固定轴，22-动力齿轮，23-储力套，24-连接带，25-弹簧片，26-活动槽，27-第二滑槽，28-卡杆，29-收纳槽，30-第二牵引弹簧，31-限位杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-18，一种自行车上坡助力装置，包括PVC制成壳套1，有良好的韧性和硬度，壳套1的内部转动连接有助力轴2和动力轴5，助力轴2和动力轴5的长度相同、直径相同，动力轴5位于助力轴2的正面，助力轴2的外侧安装有助力轮3和助力齿轮4，助力轮3上设置有增大摩擦力磨纹，助力齿轮4位于助力轮3的右侧，助力齿轮4的直径小于助力轮3直径，防止助力齿轮4触碰到车轮，动力轴5的外侧安装有动力轮6，助力轮3与动力轮6均紧贴在自行车后车轮上，壳套1的内右壁且粘黏有套轴7，套轴7套接在动力轴5的外侧，辅助中空轮8转动，套轴7的左侧转动连接有中空轮8，中空轮8内设置有空腔，中空轮8的直径小于动力轮6的直径，防止中空轮8触碰到车轮，中空轮8与储力套23的外侧均开设有与连接带24相对应的环形槽，防止转动时连接带24滑落，动力轴5的外侧且位于中空轮8的内部设置有轮齿9，轮齿9延顺时针方向均匀排列在动力轴5的外侧，动力轴5的外侧且位于轮齿9的右侧转动连接有挂钩10，挂钩10的逆时针面与动力轴5之间连接有拉力弹簧11，拉力弹簧11将挂钩10悬挂在动力轴5的下方，使其长度不超过轮齿9旋转周期的范围，中空轮8内水平开设有第一滑槽12，第一滑槽12位于动力轴5的右侧，第一滑槽12的内部活动连接有转轴13，转轴13可在第一滑槽12内滑动，转轴13的外侧转动连接有卡块14，卡块14的上表面设置有与轮齿9啮合的不规则面，可将轮齿9抱死，卡块14的末端设置有与挂钩10相对应挂杆，中空轮8的内壁且位于第一滑槽12的上方开设有活动腔15，活动腔15靠近动力轴5的一侧的侧壁固定连接有第一牵引弹簧16，第一牵引弹簧16的拉力小于推动块17受到的重量，推动块17与活动腔15的接触面非常光滑，推动块17的右侧与限位块20的左侧均设置有光滑的曲面，第一牵引弹簧16远离动力轴5的一侧固定连接有推动块17，活动腔15与第一滑槽12之间开设有连接孔18，活动腔15的内顶壁固定连接有复位弹簧19，复位弹簧19的的弹力大于限位块20受到的重量，限位块20通过复位弹簧19悬挂在连接孔18内，限位块20采用质量轻、强度高的材料制成，壳套1的内部安装有固定轴21，固定轴21位于助力轴2的上方，固定轴21的外侧安装有动力齿轮22，动力齿轮22的直径大于助力齿轮4的直径，这样动力齿轮22转动一圈助力齿轮4需转动多圈，提高辅助效果，动力齿轮22与助力齿轮4互相啮合，固定轴21的外侧且位于动力齿轮22的右侧转动连接有储力套23，动力齿轮22的右侧设置有顺时针方向齿牙，储力套23的左侧设置有逆时针方向的齿牙，当储力套23逆时针转动时两齿牙相背，互不影响，当储力套23顺时针转动时两齿牙相对，储力套23带动动力齿轮22转动，储力套23的外侧且位于连接带24的右侧设置有卡齿，储力套23与中空轮8活动连接有连接带24，储力套23的内部固定连接有弹簧片25，弹簧片25起到储存动力的作用，弹簧片25的一端连接在固定轴21的外侧，另一端连接有储力套23的内侧，壳套1的内顶壁开设有活动槽26，活动槽26开口处的左侧设置有倾斜面，使卡杆28可以向左偏移，活动槽26的内壁设置有第二滑槽27，第二滑槽27的内部活动连接有卡杆28，卡杆28通过转动轴安装在第二滑槽27内，卡杆28插在储力套23外侧的齿牙内，活动槽26的左侧设置有收纳槽29，收纳槽29与限位杆31的接触面非常光滑，收纳槽29的槽底壁固定连接有第二牵引弹簧30，第二牵引弹簧的30弹力小于限位杆31受到的重量，第二牵引弹簧30远离槽底壁的一端固定连接有限位杆31。

下坡路段骑行时，自行车向前倾斜，如图15，推动块17受重力影响拉扯第一牵引弹簧16顺着活动腔15向右侧滑动，通过弧形面将限位块20压入第一滑槽12，将转轴13卡死。

自行车下坡时，受势能影响速度加快，车轮通过动力轮6带动动力轴5逆时针加速转动，当动力轴5转动产生的离心力大于拉力弹簧11时，挂钩10顺时针方向张开，挂在卡块14末端的挂杆上，带动卡块14顺时针转动，使卡块14卡入动力轴5外侧的轮齿9上，这样动力轴5便可带动中空轮8通过套轴7逆时针转动，中空轮8通过连接带24带动储力套23逆时针转动，储力套23逆时针转动拉开弹簧片25进行蓄力。

卡杆28插入储力套23外侧设置的齿牙中，同时，如图8，限位杆31因重力滑到活动槽26内，使卡杆28无法向上移动，防止储力套23顺时针转动，提前释放动力。

上坡路段骑行时，自行车向后倾斜，如图16，推动块17顺着活动腔15向左滑动，限位块20失去压力被复位弹簧19拉回原位，使转轴13失去限制，当动力轴5通过卡块14带动中空轮8转动时，动力轴5会给卡块14一个向右的力，这样动力轴5会通过卡块14推动转轴13顺着第一滑槽12向右滑动，使卡块14脱离动力轴5外侧的齿牙，这样动力轴5转动时便无法再带动中空轮8转动，转轮8也无法再通过连接带24带动储力套23进行蓄力。

同时，如图9，收纳槽29处于水平状态，第二牵引弹簧30将限位杆31拖回收纳槽29内，使卡杆28失去限制。

这时弹簧片25受弹力作用带动储力套23顺时针转动，储力套23顺时针转动时，带动动力齿轮22顺时针转动，动力齿轮22带动啮合的助力齿轮4逆时针转动，助力齿轮4通过助力轴2带动助力轮3逆时针转动，辅助自行车车轮转动，增加自行车上坡时的动力。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种自行车上坡助力装置，包括壳套（1），其特征在于：所述壳套（1）的内部活动连接有助力轴（2）和动力轴（5），所述助力轴（2）的外侧固定连接有助力轮（3）和助力齿轮（4），所述动力轴（5）的外侧固定连接有动力轮（6），所述壳套（1）的内右壁固定连接有套轴（7），所述套轴（7）的左侧活动连接有中空轮（8），所述动力轴（5）的外侧且位于中空轮（8）的内部固定连接有轮齿（9），所述动力轴（5）的外侧且位于轮齿（9）的右边活动连接有挂钩（10），所述挂钩（10）的逆时针面与动力轴（5）之间固定连接有拉力弹簧（11），所述中空轮（8）的内壁开设有第一滑槽（12），所述第一滑槽（12）的内部活动连接有转轴（13），所述转轴（13）的外侧活动连接有卡块（14），所述中空轮（8）的内壁且位于第一滑槽（12）的上方开设有活动腔（15），所述活动腔（15）靠近动力轴（5）的一侧的侧壁固定连接有第一牵引弹簧（16），所述第一牵引弹簧（16）远离动力轴（5）的一侧固定连接有推动块（17），所述活动腔（15）与第一滑槽（12）之间开设有连接孔（18），所述活动腔（15）的内顶壁固定连接有复位弹簧（19），所述复位弹簧（19）的底部固定连接有延伸到连接孔（18）内部的限位块（20），所述壳套（1）的内部固定连接有固定轴（21），所述固定轴（21）的外侧活动连接有动力齿轮（22），所述固定轴（21）的外侧且位于动力齿轮（22）的右侧活动连接有储力套（23），所述储力套（23）与中空轮（8）之间活动连接有连接带（24），所述储力套（23）的内部固定连接有弹簧片（25），所述壳套（1）的内顶壁开设有活动槽（26），所述活动槽（26）的内壁设置有第二滑槽（27），所述第二滑槽（27）的内部活动连接有卡杆（28），所述活动槽（26）的左侧设置有倾斜的收纳槽（29），所述收纳槽（29）的槽底壁固定连接有第二牵引弹簧（30），所述第二牵引弹簧（30）远离收纳槽（29）槽底壁的一端固定连接有限位杆（31）；所述动力齿轮（22）的直径大于助力齿轮（4）的直径，动力齿轮（22）与助力齿轮（4）互相啮合；所述动力齿轮（22）的右侧设置有顺时针方向齿牙，所述储力套（23）的左侧设置有逆时针方向的齿牙，当储力套（23）逆时针转动时两齿牙相背，当储力套（23）顺时针转动时两齿牙相对。

2.根据权利要求1所述的一种自行车上坡助力装置，其特征在于：所述动力轴（5）位于助力轴（2）的正面，所述固定轴（21）位于助力轴（2）的上方，所述助力轮（3）与动力轮（6）均紧贴在自行车的后车轮表面。

3.根据权利要求1所述的一种自行车上坡助力装置，其特征在于：所述中空轮（8）的直径小于动力轮（6）的直径，中空轮（8）与储力套（23）的外侧均开设有与连接带（24）相对应的环形槽。

4.根据权利要求1所述的一种自行车上坡助力装置，其特征在于：所述弹簧片（25）的一端固定连接在固定轴（21）的外侧，另一端固定连接有储力套（23）的内侧。

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