CN202642015U - 电动助力式身障自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型是有关于一种电动助力式身障自行车，其包括三轮式车架、手摇式动力机构及辅助动力机构。手摇式动力机构包含至摇柄机构及动力传递机构，摇柄机构供使用者摇转而产生旋转力，该旋转力经动力传递机构以驱动前轮旋转。辅助动力机构则包含感测模块、控制模块、电动机构及供电单元，感测模块感测手摇式动力机构的运转状态而产生感测讯号，控制模块则依据感测讯号而产生驱动讯号来控制电动机构的运转，使电动机构得以驱动前轮旋转。本实用新型依据感测手摇式动力机构的运转状态而控制电动机构运转，使电动机构产生辅助动力来驱动身障自行车运转，因而可以大幅减轻体力的负荷。

Description

电动助力式身障自行车

技术领域

本实用新型是有关于一种电动助力式身障自行车，尤指一种可以依据手摇式动力机构的运转状态而以辅助动力来驱动电动机构运转的技术。

背景技术

按，习知的手摇式身障自行车，是供下肢行动不便的身障者所乘载的行动辅具，至于手摇式身障自行车的代表性专利如美国发明第7722071号；美国发明第5853184号；及美国发明第5501480号等专利所示，这些专利包括一个三轮式车架及手摇式动力机构，并于车架前端中央枢设一个前轮，后端两侧则各枢设一个后轮，中段设有座垫，手摇式动力机构包含至少一个摇柄机构及动力传递机构，该摇柄机构供使用者摇转产生旋转力，该旋转力经该动力传递机构以驱动该前轮或该后轮旋转。

这些专利虽然可供下肢行动不便的身障者以双手来驱动手摇式动力机构运转，进而驱动身障自行车前进，但，其并无辅助动力机构的设置，所以驱动手摇式动力机构的力量来源完全依靠手部的力量，以致身障者必须耗费较多的体力方能驱使手摇式身障自行车的前进，因而造成体力上的不继以及使用上的不便与极大的困扰。

为改善上述缺失，有一种如美国发明第6883632号所示的专利被提出，其于车架设置用以驱动车轮前进的电动马达，及用以供电给电动马达的电池组，虽然身障者仅需以双手驱动手摇式动力机构，即可让电动马达产生辅助动力来驱动车前进，但，其电池组设于车架前端，所以电池组的负重完全落在把手以及前轮上，以致身障者握持把手转向时，必须施以较大的力量方能驱使把手转向，因而会有转向操控吃力与操控不易的情况产生；此外，该习用结构并无电池组电量状态显示的机能建置，以致无法对电池组的电力状态做有效的监控与因应的充电准备，往往会因电池组的电力耗尽而让身障者必须耗费较多的体力来驱动手摇式身障自行车的前进，因而造成体力不继以及使用上的不便与极大的困扰。有鉴于此，本发明人等经不断的努力研发之下，终于开发出一套可以改善前述缺失的本实用新型。

发明内容

本实用新型第一目的，在于提供一种电动助力式身障自行车，主要是可以依据感测手摇式动力机构的运转状态而控制电动机构的运转，使电动机构产生辅助动力来驱动身障自行车运转，因而可以大幅减轻于操控上的体力负担。达成第一目的的技术手段，为一种电动助力式身障自行车，其包括三轮式车架、手摇式动力机构及辅助动力机构。三轮式的车架，该车架前端中央设一个前轮，后端两侧各设一个后轮，及中段设有座垫。手摇式动力机构包含至少一个摇柄机构及动力传递机构，摇柄机构供使用者摇转而产生旋转力，该旋转力经动力传递机构以驱动前轮或后轮旋转。辅助动力机构则包含感测模块、控制模块、电动机构及供电单元，供电单元用以供应感测模块、控制模块及电动机构所需电源；感测模块感测手摇式动力机构的运转状态而产生感测讯号，控制模块则依据感测讯号而产生驱动讯号来控制电动机构的运转，使电动机构得以驱动前轮或后轮旋转。

本实用新型第二目的，在于提供一种转向操控省力容易的电动助力式身障自行车，主要是将电池组设于车架后端，让电池组的负重完全落在车架后端以及后轮上，以达到转向操控省力及轻松顺畅的功效。达成第二目的的技术手段，为一种电动助力式身障自行车，其包括三轮式车架、手摇式动力机构及辅助动力机构。车架前端中央设一个前轮，后端两侧各设一个后轮，及中段设有座垫。手摇式动力机构包含至少一个摇柄机构及动力传递机构，摇柄机构供使用者摇转而产生旋转力，该旋转力经动力传递机构以驱动前轮或后轮旋转。辅助动力机构则包含感测模块、控制模块、电动机构及供电单元，感测模块感测手摇式动力机构的运转状态而产生感测讯号，控制模块则依据感测讯号而产生驱动讯号来控制电动机构的运转，使电动机构得以驱动前轮或后轮旋转，其中，供电单元设于该车架的后端，用以供应感测模块、控制模块及电动机构所需电源。

并可于车架后段位于该座垫后方设有置物箱，该置物箱内部容置该供电单元，该置物箱一侧设有至少一个穿孔，该穿孔供导线穿越，该导线用以连通该供电单元及位于该置物箱外部而设置在该车架上的该电动机构。

本实用新型第三目的，在于提供一种具备电量状态显示功能的电动助力式身障自行车，主要是对电池组进行电量状态的监控与显示，让身障使用者可以随时监控电池组的电量状态，以做出因应的充电准备，故可避免电池组因电力耗尽而让身障者必须耗费较多的体力而造成体力不继的情况产生。达成第三目的的技术手段，为一种电动助力式身障自行车，其包括三轮式车架、手摇式动力机构、辅助动力机构及显示仪表。车架前端中央设一个前轮，后端两侧各设一个后轮，及中段设有座垫。手摇式动力机构包含至少一个摇柄机构及动力传递机构，摇柄机构供使用者摇转而产生旋转力，该旋转力经动力传递机构以驱动前轮或后轮旋转。辅助动力机构则包含感测模块、控制模块、电动机构及供电单元，感测模块感测手摇式动力机构的运转状态而产生感测讯号，控制模块则依据感测讯号而产生驱动讯号来控制电动机构的运转，使电动机构得以驱动前轮或后轮旋转，其中，在车架可供观看的位置上设有显示仪表，用以显示包括该供电单元剩余电量，以及充、放电的电量状态等信息。

进一步地，为达成上述目的，还提供了一种电动助力式身障自行车，其包括：

三轮式的车架，该车架前端中央设一个前轮，后端两侧各设一个后轮，及中段设有座垫；

手摇式动力机构，其包含至少一个摇柄机构及一个动力传递机构，该摇柄机构供使用者摇转产生旋转力，该旋转力经该动力传递机构以驱动该前轮或该后轮旋转；及

辅助动力机构，其包含感测模块、控制模块、电动机构及供电单元，该供电单元设于该车架的后端，用以供应该感测模块、该控制模块及该电动机构所需电源；该感测模块感测该手摇式动力机构的运转状态而产生感测讯号，该控制模块依据该感测讯号而产生驱动讯号以控制该电动机构运转，使该电动机构驱动该前轮或该后轮旋转；及

显示仪表，其设置在该车架可供观看的位置上，用以显示包括该供电单元剩余电量，以及充、放电的电量状态等信息。 

所述的电动助力式身障自行车，该车架前端靠近顶部的位置设有具轴孔的轴座，该摇柄机构包括：

转轴，其穿于该轴孔，并与该动力传递机构连动；

二个曲柄，其各自以一端连结在该转轴的二端；及

二个把手，其穿轴枢接在该二个曲柄另一端，以供使用者手部施力而驱动该转轴、该动力传递机构连动及该前轮旋转；

该动力传递机构包括：

第一齿盘，其穿置在该转轴上，可受该把手驱动而旋转；

第二齿盘，其与该前轮同轴连动；及

连动件，其套连该第一齿盘与该第二齿盘。

所述的电动助力式身障自行车，该感测模块为扭力感测模块，用以感测该摇柄机构的转动扭力状态而产生扭力感测讯号。该感测模块还可为张力感测模块，用以感测该动力传递机构的连动件的张力状态而产生张力感测讯号。

所述的电动助力式身障自行车，该车架后段位于该座垫后方设有置物箱，该置物箱内部容置该供电单元，该置物箱一侧设有至少一个穿孔，该穿孔供导线穿越，该导线用以连通该供电单元及位于该置物箱外部而设置在该车架上的该电动机构。

所述的电动助力式身障自行车，该车架上还可进一步地设有显示仪表，用以显示包括该供电单元剩余电量，以及充、放电的电量状态等信息。

该显示仪表是以固定手段固定在该车架前端靠近顶部的位置。

本实用新型具有下列的优点：

1.本实用新型可以依据感测手摇式动力机构的运转状态而控制电动机构运转，使电动机构产生辅助动力来驱动身障自行车运转，因而可以大幅减轻体力的负荷。

2.本实用新型将电池组设于车架后端，让电池组的负重完全落在车架后端以及后轮上，故可于转向时，达到转向操控省力及轻松顺畅的功效。

3.本实用新型具备电量状态显示功能，故可对电池组进行电量状态的监控与显示，让身障使用者可以随时监控电池组的电量状态，以做出因应的充电准备，故可避免电池组因电力耗尽而让身障者必须耗费较多的体力而造成体力不继的情况产生。

附图说明

图1是本实用新型一种具体实施例的示意图。

图2是本实用新型另一种具体实施例的示意图。

图3是本实用新型另一种具体实施例另一视角的示意图。

图4是本实用新型置物箱的外观示意图。

图5是本实用新型辅助动力机构的控制方块示意图。

【主要附图标记说明】

10车架           11前轮            12后轮

13座垫           14置物箱          140穿孔

15轴座           150轴孔           20手摇式动力机构

21摇柄机构       210转轴           211摇柄

212把手          22动力传递机构    220第一齿盘

221第二齿盘      222连动件         30辅助动力机构

31感测模块       32控制模块        33电动机构

34供电单元       40导线            50显示仪表。

具体实施方式

一.本实用新型第一实施例

请参看图1、图5所示，本实施例为达成本实用新型第一目的的基本实施例，其包括三轮式的车架10、手摇式动力机构20及辅助动力机构30等技术特征。于车架10前端中央枢设一个前轮11，后端两侧则各枢设一个后轮12，中段设有座垫13。至于手摇式动力机构20则包含摇柄机构21及动力传递机构22，该摇柄机构21可供使用者摇转而产生旋转力，此旋转力经动力传递机构22而驱动前轮11或后轮12旋转，如图所示为驱动前轮11旋转。又，辅助动力机构30则包含感测模块31、控制模块32、电动机构33及供电单元34，供电单元34用以供应感测模块31、控制模块32及电动机构33所需电源，感测模块31则是感测手摇式动力机构20的运转状态而产生感测讯号，控制模块32则是依据感测讯号而产生驱动讯号以控制电动机构33运转，使电动机构33得以驱动前轮11旋转，至于电动机构33可以是装设在轮毂内的轮毂马达；或是透过连动机构来驱动前轮11旋转的电动马达。

二.本实用新型第二实施例

请参看图1、图4及图5所示，本实施例可达成本实用新型的第二目的，其包括三轮式的车架10、手摇式动力机构20及辅助动力机构30等技术特征。于车架10前端中央枢设前轮11，后端两侧则各枢设后轮12，中段设有座垫13。手摇式动力机构20包含摇柄机构21及动力传递机构22，该摇柄机构21可供使用者摇转而产生旋转力，此旋转力经动力传递机构22以驱动前轮11或后轮12旋转，本实用新型图1所示为驱动前轮11旋转。

另，辅助动力机构30包含感测模块31、控制模块32、电动机构33及供电单元34，供电单元34用以供应感测模块31、控制模块32及电动机构33所需的电源，感测模块31则是用来感测手摇式动力机构20的运转状态而产生感测讯号，控制模块32则是依据感测讯号而产生驱动讯号以控制电动机构33运转，如此即可使电动机构33驱动前轮11旋转。详言之，供电单元34设于车架10的后端，以达到本实用新型第二目的的功效。再者，感测模块31可以是一种扭力感测模块31，用以感测摇柄机构21的转动扭力状态而产生扭力感测讯号；或是为一种张力感测模块31，用以感测连动件222的张力状态而产生张力感测讯。如图1、4所示，车架10后段位于该座垫13后方设有置物箱14，该置物箱14内部容置供电单元34，置物箱14一侧设有至少一个穿孔140，穿孔140供导线40穿越，该导线40用以连通该供电单元34及位于该置物箱14外部而设置在该车架10上的该电动机构33。

三.本实用新型第三实施例

请参看图2、3及图5所示，本实施例可达成本实用新型的第三目的，其包括三轮式的车架10、手摇式动力机构20及辅助动力机构30等技术特征。车架10前端中央枢设前轮11，后端两侧则各枢设后轮12，中段设有座垫13。手摇式动力机构20包含至摇柄机构21及动力传递机构22，该摇柄机构21可供使用者摇转而产生旋转力，此旋转力经动力传递机构22以驱动前轮11或后轮12旋转，如图所示系驱动前轮11旋转。

又，辅助动力机构30则包含感测模块31、控制模块32、电动机构33及供电单元34，供电单元34用以供应感测模块31、控制模块32及电动机构33所需的电源，感测模块31则是感测手摇式动力机构20的运转状态而产生感测讯号，控制模块32则是依据感测讯号而产生驱动讯号以控制电动机构33运转，俾使电动机构33得以驱动前轮11旋转，具体而言，感测模块31可以是一种扭力感测模块31，用以感测摇柄机构21的转动扭力状态而产生扭力感测讯号；或是为张力感测模块31，用以感测连动件的张力状态而产生张力感测讯。

如图2、3所示，本实施例于车架10设有显示仪表50，用以显示包括该供电单元34剩余电量，以及充、放电的电量状态等信息。该显示仪表50以固定手段(如束紧环套、束紧夹具等)固定在该车架10前端靠近顶部的位置。详而言之，车架10前端靠近顶部的位置设有具轴孔150的轴座15，该摇柄机构21包含转轴210，其穿于该轴孔150，并与该动力传递机构22连动；二个摇柄211，其各自以一端连结在该转轴210的二端；及二个把手212，其穿轴枢接在该二个摇柄211另一端，以供使用者手部施力而驱动该转轴210、该动力传递机构22连动及该前轮11旋转。动力传递机构22包括第一齿盘220，其穿置在该转轴210上，可受该把手212驱动而旋转；第二齿盘221，其与该前轮11同轴连动；及连动件222，其套连该第一齿盘220与该第二齿盘221。

四.具体的运作实施

请参看图1至3所示，当身障使用者欲骑乘身障自行车时，仅需坐上座垫13，并将双脚踩踏在踏垫上，再以双手握住摇柄机构21的把手212上，同时对摇柄机构21施力摇转而产生旋转力，此时旋转力经动力传递机构22而可驱动前轮11旋转，在此同时，辅助动力机构30的感测模块31感测到手摇式动力机构20的运转状态而产生感测讯号，经控制模块32转换处理并解读感测讯号后产生驱动讯号来驱动电动机构33运转，并控制电动机构33的转速。一般而言，当身障使用者所施以的旋转力愈大，感测讯号值则愈大，电动机构33的转速加快(即辅助动力愈大)；反之，当身障使用者所施以的旋转力愈小，感测讯号值则愈小，电动机构33的转速则愈慢(即辅助动力愈小)，如此即可藉由身障使用者所施以的旋转力大小来控制辅助动力输出的大小。

由于本实用新型将供电单元34(即电池组)设于车架10后端的置物箱14内，故可将电池组负重落在车架10后端以及后轮12上，让身障使用者于转向时，可以轻松省力的方式操控身障自行车的转向，至于置物箱14剩余的空间，则可供放置一些外出所需的随身物品。此外，身障使用者可以透过设在车架10前端上方的显示仪表50来检视电池组目前所处的电量状态。当然，显示仪表50可以透过电量感测模块(本图标例未示)来感测电池组的电量状态，再由显示仪表50将电量状态数值转换为电量状态的显示信息，如此即可让身障使用者可以随时监控电池组的电量状态，以做出因应的充电准备，故本实用新型可以避免电池组因电力耗尽而让身障者必须耗费较多的体力而造成体力不继的情况产生。

五．结论

因此，藉由上述技术特征的建置，本实用新型确实具有下列的特点：

1.本实用新型可以依据感测手摇式动力机构的运转状态而控制电动机构运转，使电动机构产生辅助动力来驱动身障自行车运转，因而可以大幅减轻体力的负荷。

2.本实用新型将电池组设于车架后端，让电池组的负重完全落在车架后端以及后轮上，故可于转向时，达到转向操控省力及轻松顺畅的功效。

3.本实用新型具备电量状态显示功能，故可对电池组进行电量状态的监控与显示，让身障使用者可以随时监控电池组的电量状态，以做出因应的充电准备，故可避免电池组因电力耗尽而让身障者必须耗费较多的体力而造成体力不继的情况产生。

以上所述，仅为本实用新型的可行实施例，并非用以限定本实用新型的专利范围，凡举依据权利要求所述的内容、特征以及其精神而为之其它变化的等效实施，皆应包含于本实用新型的专利范围内。本实用新型所具体界定于权利要求的结构特征，未见于同类物品，且具实用性与进步性，已符合实用新型专利要件，因此依法提出申请。

Claims (10)

1.一种电动助力式身障自行车，其特征在于，其包括：

三轮式的车架，所述车架前端中央设一个前轮，后端两侧各设一个后轮，及中段设有座垫；

手摇式动力机构，其包含至少一个摇柄机构及一个动力传递机构，所述摇柄机构供使用者摇转产生旋转力，所述旋转力经所述动力传递机构以驱动所述前轮或所述后轮旋转；及

辅助动力机构，其包含感测模块、控制模块、电动机构及供电单元；所述供电单元用以供应所述感测模块、所述控制模块及所述电动机构所需电源；所述感测模块感测所述手摇式动力机构的运转状态而产生感测讯号，所述控制模块依据所述感测讯号而产生驱动讯号以控制所述电动机构运转，使所述电动机构驱动所述前轮或所述后轮旋转。

2.一种电动助力式身障自行车，其特征在于，其包括：

三轮式的车架，所述车架前端中央设一个前轮，后端两侧各设一个后轮，及中段设有座垫；

手摇式动力机构，其包含至少一个摇柄机构及一个动力传递机构，所述摇柄机构供使用者摇转产生旋转力，所述旋转力经所述动力传递机构以驱动所述前轮或所述后轮旋转；及

辅助动力机构，其包含感测模块、控制模块、电动机构及供电单元；所述供电单元用以供应所述感测模块、所述控制模块及所述电动机构所需电源；所述感测模块感测所述手摇式动力机构的运转状态而产生感测讯号，所述控制模块依据所述感测讯号而产生驱动讯号以控制所述电动机构运转，使所述电动机构驱动所述前轮或所述后轮旋转；及

显示仪表，其设置在所述车架可供观看的位置上，用以显示包括所述供电单元剩余电量，以及充、放电的电量状态的信息。

3.一种电动助力式身障自行车，其特征在于，其包括：

三轮式的车架，所述车架前端中央设一个前轮，后端两侧各设一个后轮，及中段设有座垫；

手摇式动力机构，其包含至少一个摇柄机构及一个动力传递机构，所述摇柄机构供使用者摇转产生旋转力，所述旋转力经所述动力传递机构以驱动所述前轮或所述后轮旋转；及

辅助动力机构，其包含感测模块、控制模块、电动机构及供电单元，所述供电单元设于所述车架的后端，用以供应所述感测模块、所述控制模块及所述电动机构所需电源；所述感测模块感测所述手摇式动力机构的运转状态而产生感测讯号，所述控制模块依据所述感测讯号而产生驱动讯号以控制所述电动机构运转，使所述电动机构驱动所述前轮或所述后轮旋转。

4.一种电动助力式身障自行车，其特征在于，其包括：

三轮式的车架，所述车架前端中央设一个前轮，后端两侧各设一个后轮，及中段设有座垫；

手摇式动力机构，其包含至少一个摇柄机构及一个动力传递机构，所述摇柄机构供使用者摇转产生旋转力，所述旋转力经所述动力传递机构以驱动所述前轮或所述后轮旋转；及

辅助动力机构，其包含感测模块、控制模块、电动机构及供电单元，所述供电单元设于所述车架的后端，用以供应所述感测模块、所述控制模块及所述电动机构所需电源；所述感测模块感测所述手摇式动力机构的运转状态而产生感测讯号，所述控制模块依据所述感测讯号而产生驱动讯号以控制所述电动机构运转，使所述电动机构驱动所述前轮或所述后轮旋转；及

显示仪表，其设置在所述车架可供观看的位置上，用以显示包括所述供电单元剩余电量，以及充、放电的电量状态的信息。

5.如权利要求1至4任一项所述的电动助力式身障自行车，其特征在于，所述车架前端靠近顶部的位置设有具轴孔的轴座，所述摇柄机构包括：

转轴，其穿于所述轴孔，并与所述动力传递机构连动；

二个曲柄，其各自以一端连结在所述转轴的二端；及

二个把手，其穿轴枢接在所述二个曲柄另一端，以供使用者手部施力而驱动所述转轴、所述动力传递机构连动及所述前轮旋转；

所述动力传递机构包括：

第一齿盘，其穿置在所述转轴上，可受所述把手驱动而旋转；

第二齿盘，其与所述前轮同轴连动；及

连动件，其套连所述第一齿盘与所述第二齿盘。

6.如权利要求1至4任一项所述的电动助力式身障自行车，其特征在于，所述感测模块为扭力感测模块，用以感测所述摇柄机构的转动扭力状态而产生扭力感测讯号。

7.如权利要求1至4任一项所述的电动助力式身障自行车，其特征在于，所述感测模块为张力感测模块，用以感测所述动力传递机构的连动件的张力状态而产生张力感测讯号。

8.如权利要求1至4任一项所述的电动助力式身障自行车，其特征在于，所述车架后段位于所述座垫后方设有置物箱，所述置物箱内部容置所述供电单元，所述置物箱一侧设有至少一个穿孔，所述穿孔供导线穿越，所述导线用以连通所述供电单元及位于所述置物箱外部而设置在所述车架上的所述电动机构。

9.如权利要求1、3或4所述的电动助力式身障自行车，其特征在于，所述车架上设有显示仪表，用以显示包括所述供电单元剩余电量，以及充、放电的电量状态的信息。

10.如权利要求9所述的电动助力式身障自行车，其特征在于，所述显示仪表是以固定手段固定在所述车架前端靠近顶部的位置。

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