CN211893548U - 一种两级变速的助力自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种两级变速的助力自行车，包括自行车支架，自行车支架上安装有中轴，中轴上安装有中轴链轮组，中轴上还安装有齿轮A，齿轮A上配合设有齿轮B，齿轮B上设有链轮，齿轮B内安装有单向轴承，齿轮B的支架上设有活动铰链，齿轮B绕铰链转动，后轴上安装有太阳齿轮，太阳齿轮一侧设有行星架，行星架内安装有行星齿轮，行星齿轮径向外侧配合设有齿圈，齿圈轴向外侧设有齿圈链轮，行星架轴向外侧设有行星架链轮。本实用新型与现有技术相比的优点在于：既要使自行车容易启动，又要自行车能高速运行，功能强大，又技术简单；运行可靠；维修方便；成本低廉；节能环保，有很好的市场前景，给骑自行车的人带来极大的便利。

Description

一种两级变速的助力自行车

技术领域

本实用新型涉及自行车领域，具体是指一种两级变速的助力自行车。

背景技术

自行车的传动系统是自行车很关键的一部分，其作用就是字面上的意思。主要是把人体的力量，传送到自行车的轮组系统，从而使自行车产生可以运行的动力。

目前自行车传动系统主要是分为两大类，一类是可变速的传动系统，另外的就是单速的传动系统。对于不同的路况和不同的骑行方式选择的传动系统类型也是不一致的。另外还有为了取得更高的速度而出现的两级传动或者多级传动。现有技术的自行车一级单速的缺点是跑的慢；可变速的自行车毕竟也是一级传动速度也不是很快；两级以上的自行车能跑的快，但是启动困难。还有一种就是内变，这种就像是汽车变速箱的变速器这种变速器不仅仅是复杂而且较贵，维修价格也很贵，所以现在很少使用。现有技术的普通自行车，不管是单速的还是可变速的，因为都是一级变速比的，所以速度不会很快，对体能超常的自行车爱好者来说就不能充分发挥因速度所带来的快乐。对于目前的两级或者多级传动的自行车，如果速比太大则启动困难，上坡困难，速比太小同样不能发挥让自行车跑的更快的目的。还有一种很少见的内齿轮传动的装置，复杂程度高，维修不便，而电动助力车一般在行驶的过程中没有电力回收系统，使电池用电过快，减少电池寿命，无形中增加了骑行的成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对以上问题提供一种既要使自行车容易启动，又要自行车能高速运行。且技术简单；运行可靠；维修方便；成本低廉；节能环保的技术方案。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种两级变速的助力自行车，包括自行车支架，所述自行车支架上安装有中轴，所述中轴上安装有齿轮A，所述齿轮A上配合设有齿轮B，所述中轴上还安装有中轴链轮组，所述齿轮B上设有链轮，所述齿轮B内部安装有单向轴承，所述链轮外侧安装有齿轮 B支架，所述齿轮B支架一端设有活动铰链，所述齿轮B可绕活动铰链转动，所述齿轮B支架的另外一端由钢丝绳和自行车手把边上的变速器连接，所述自行车后轴上安装有太阳齿轮，所述太阳齿轮一侧设有行星架，所述行星架内安装有行星齿轮，所述行星齿轮径向外侧配合设有齿圈，所述齿圈轴向外侧设有齿圈链轮，所述行星架轴向外侧设有行星架链轮，所述自行车后轴上安装有后轴发电机。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：既要使自行车容易启动，又要自行车能高速运行，功能强大，又技术简单；运行可靠；维修方便；成本低廉；节能环保，有很好的市场前景，给骑自行车的人带来极大的便利，电动助力和电力回收系统能够给助力车带来足够的电力循环，在平时不使用助力的情况下也能够进行充能，更加的低碳环保。

作为改进，所述行星架上设有三个行星齿轮，所述行星齿轮配合安装在行星架内。

作为改进，所述太阳齿轮固定在自行车的棘轮上，齿圈和行星架分别位于太阳齿轮的两边。

作为改进，所述齿轮B内设有单向轴承，齿轮B上还固定一链轮，链轮通过链条链接齿圈链轮。

作为改进，所述行星架链轮通过链条链接中轴链轮组。

作为改进，所述一种两级变速的助力自行车上设有能量回收和辅助动力系统，所述能量回收和辅助动力系统包括发电机和电动机，所述发电机电连接整流器，所述整流器上电连接有升降压器，所述升降压器上连接设有超级电容，所述升降压器还连接发电机和电动机。

附图说明

图1是一种两级变速的助力自行车的结构示意图。

图2是一种两级变速的助力自行车的中轴结构示意图。

图3是一种两级变速的助力自行车的行星齿轮结构示意图。

图4是一种两级变速的助力自行车的充放电流程图。

如图所示：1、自行车支架，2、中轴，3、齿轮A，4、齿轮B，5、中轴链轮，6、链轮，7、活动铰链，8、齿轮B支架，9、太阳齿轮，10、行星架，11、行星齿轮，12、齿圈，13、齿圈链轮，14、行星架链轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

本实用新型在具体实施时，一种两级变速的助力自行车，包括自行车支架1，所述自行车支架1上安装有中轴2，所述中轴2上安装有齿轮A3，所述齿轮A3上配合设有齿轮B4，所述中轴2上还安装有中轴链轮组5，所述齿轮B4内部安装有单向轴承，所述齿轮B上还固定一链轮，所述链轮6外侧安装有齿轮 B支架8所述齿轮B支架8一端安装在活动铰链7上，所述齿轮B4可绕活动铰链7转动，所述齿轮B 支架8的另外一端由钢丝绳15和自行车手把边上的变速器连接，所述自行车后轴上安装有太阳齿轮9，所述太阳齿轮9一侧设有行星架10，所述行星架10内安装有行星齿轮11，所述行星齿轮11径向外侧配合设有齿圈12，所述齿圈12轴向外侧设有齿圈链轮13，所述行星架10轴向外侧设有行星架链轮14，所述自行车后轴上安装有后轴发电机16。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：既要使自行车容易启动，又要自行车能高速运行，功能强大，又技术简单；运行可靠；维修方便；成本低廉；节能环保，有很好的市场前景，给骑自行车的人带来极大的便利，电动助力和电力回收系统能够给助力车带来足够的电力循环，在平时不使用助力的情况下也能够进行充能，更加的低碳环保。

所述行星架10上设有三个行星齿轮，所述行星齿轮11配合安装在行星架内。

所述太阳齿轮9固定在自行车的棘轮上，齿圈12和行星架10分别位于太阳齿轮9的两边。

所述齿轮B4内设有单向轴承，齿轮B4上固定一链轮6，链轮6通过链条链接齿圈链轮13。

所述行星架链轮14通过链条链接中轴链轮组5。

所述一种两级变速的助力自行车上设有能量回收和辅助动力系统，所述能量回收和辅助动力系统包括发电机和电动机，所述发电机电连接整流器，所述整流器上电连接有升降压器，所述升降压器上连接设有超级电容，所述升降压器还连接发电机和电动机，所述发电机也是电动机。

本实用新型的工作原理：本技术的特点是二级传动加能量回收和辅助动力系统。第一级为可变速链轮链条传动；第二级是可变速行星齿轮传动；能量回收系统的目的是为动力辅助系统提供动力能量，本自行车拒绝充电加能。如图由于两级传动都能变速，再加上辅助动力，所以自行车的骑行就变得比较容易。

1.自行车启动时：

a.可以使用中轴的小链轮配合二级传动的低速状态(让单向离合器的齿轮B脱离中轴齿轮A)让启动容易。

b.如果辅助系统还有能量，启动则更加轻松。(一般情况下都会有剩余能量，所以使用辅助系统启动自行车将成为常态。)

2.骑行上坡时：

a.和自行车启动时的状态一样，较缓的坡也可以中轴的较大的链和最大的链轮。

b.利用辅助动力系统使上坡更轻松。

3.平路骑行时：

a.使用第一级的最大的链轮；如果使用第二级的慢速状态，这时的速度应该和目前的一级传动变速自行车的快速速度相当；如果路况较好，可以切换到第二级行星齿轮变速器的快速状态(让单向离合器的B 齿轮和中轴的A齿轮结合)这样就会加大速比，使自行车的速度更快。

b.利用动力辅助系统会使骑行更轻松，不过储能有限，只能在骑行过程的减速和下坡的过程中才能储能，从而为动力辅助系统提供能提供能量。

4.骑行下坡时或者减速刹车时：

骑行下坡或者减速刹车骑行时，刹车把开关动作，切换储能动力辅助系统为储能状态，搜集能量通过整流调压为超级电容充电；释放刹车把，储能辅助动力系统转换为释放电能状态，通过电动机为自行车提供一部分动力。如果此时停用自行车，则剩余能量可作为下次自行车启动的辅助动力，让启动更轻松。综上所述，本发明基本解决了启动容易和骑行速度快的矛盾，还具有全地形的功能。

二.技术方案实施方法：

一.在自行车的后车轮轴上，安装上发电机，在发电机旁边安装上行星齿轮变速器，如上图：变速器的太阳轮固定在自行车的棘轮上，齿圈和行星架分别位于太阳轮的两边，且都安装有链轮，行星架上的链轮通过链条链接自行车的中轴链盘组，齿圈上的链盘链接齿轮B上的链盘，需要的时候齿轮B和加装在中轴上的齿轮A啮合或者分离以增大或者减小速比。(齿轮B和链盘里面安装的是单向轴承)。

二在自行车的中轴上加装齿轮A，在齿轮A的下方安装一个下可活动的齿轮B；齿轮B上设有一链盘，齿轮B内部安装单向轴承，齿轮B支架的一端安装在活动铰链上，齿轮B支架的另外一端通过钢丝绳连接自行车手把旁边的调速器，通过变速器的操作可让齿轮A和齿轮B脱离或者啮合。如上图

三.通过配电箱的控制，让后轴发电机既作为发电机也作为驱动电动机。

四.增加一套电能回收和使用系统，方框图如上。

能量回收和辅助动力系统的工作原理如下：自行车下坡或者减速时，通过刹车手把的开关将系统切换为储能系统，自行车的动能通过发电机转换为交流电流，通过整流桥整流再经过升降压器，将电压稳定在预先设定的电压值后储存入超级电容。当电容充满后充电停止，这时候靠机械刹车；当解除刹车后，刹车手把复位，系统回到辅助动力状态，超级电容里面的电能再次通过升降压器以事先设定好的电压通过转动右把手向电动机供电给自行车提供辅助动力，在需要的时候让骑行更轻松。当超级电容里的电能释放到一定程度时，升降压器自动停止供电，骑行恢复正常。

自行车骑行时，整个传动系统通过太阳轮传递动力到自行车后轮，前行时，中轴链盘带动行星盘链盘按照顺时针方向旋转，这时需要固定齿圈才能带动太阳轮顺时针旋转从而带动自行车前行。固定齿圈的方法是让齿圈链盘和齿轮B上的链轮通过链条链接，齿轮B上链轮里面安装单向轴承使齿圈不能跟随行星架顺时针旋转，达到单向锁定齿圈的目的，让自行车正常骑行。(此时的状态我们称为行星齿轮变速器的低速状态)需要加速前行的时候，根据行星变速器的特性，通过右手把旁边的调速器让单向离合器上的齿轮 B和自行车中轴上的齿轮A啮合，这样齿圈链轮就会反时针方向转动，(此时的状态什么称为行星齿轮变速器的高速状态)由于加大了整个传动系统的速比，所以自行车可以全速运行。此时的速度会比现在市面上普通的变速自行车快。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具本的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种两级变速的助力自行车，包括自行车支架(1)，其特征在于：所述自行车支架(1)上安装有中轴(2)，所述中轴(2)上安装有中轴链轮组(5)，所述中轴(2)上还安装有齿轮A(3)，所述齿轮A(3)上配合设有齿轮B(4)，所述齿轮B(4)上设有链轮(6)，所述齿轮B(4)内部安装有单向轴承，所述链轮(6)外侧安装有齿轮B支架(8)所述齿轮B支架(8)上设有活动铰链(7)，所述齿轮B(4)可绕活动铰链(7)转动，所述齿轮B支架(8)的另外一端由钢丝绳(15)和自行车手把边上的变速器连接，所述自行车后轴上安装有太阳齿轮(9)，所述太阳齿轮(9)一侧设有行星架(10)，所述行星架(10)内安装有行星齿轮(11)，所述行星齿轮(11)径向外侧配合设有齿圈(12)，所述齿圈(12)轴向外侧设有齿圈链轮(13)，所述行星架(10)轴向外侧设有行星架链轮(14)，所述自行车后轴上安装有后轴发电机(16)。

2.根据权利要求1所述的一种两级变速的助力自行车，其特征在于：所述行星架(10)上设有三个行星齿轮，所述行星齿轮(11)配合安装在行星架内。

3.根据权利要求1所述的一种两级变速的助力自行车，其特征在于：所述太阳齿轮(9)固定在自行车的棘轮上，齿圈(12)和行星架(10)分别位于太阳齿轮(9)的两边，所述齿圈和行星架轴向外侧都各设有链轮。

4.根据权利要求1所述的一种两级变速的助力自行车，其特征在于：所述齿轮B(4)内设有单向轴承，所述齿轮B支架(8)上设有活动铰链(7)，所述齿轮B(4)可绕活动铰链(7)转动，所述齿轮B支架(8)的另外一端通过钢丝绳连接自行车手把旁边的调速器，所述齿轮B(4)上还设有链轮(6)，所述链轮(6)通过链条链接齿圈链轮(13)。

5.根据权利要求1所述的一种两级变速的助力自行车，其特征在于：所述行星架链轮(14)通过链条链接中轴链轮组(5)。

6.根据权利要求1所述的一种两级变速的助力自行车，其特征在于：所述一种两级变速的助力自行车上设有能量回收和辅助动力系统，所述能量回收和辅助动力系统包括发电机和电动机，所述发电机电连接整流器，所述整流器上电连接有升降压器，所述升降压器上连接设有超级电容，所述升降压器还连接发电机和电动机。

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