CN213862552U - 一种将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车，包括杠杆齿轮、第二飞轮，以及用于安装坐垫的小车架，小车架与大车架连接，连接点记为A；所述杠杆齿轮的一端与大车架铰接，铰接点记为B，另一端边缘呈弧形，弧形边缘上设置有多个轮齿，第二飞轮与第一飞轮同轴设置；所述小车架上连接有传动杆。小车架承载人体重量和少量的货物重量，通过连接点A与大车架连接，使小车架可活动、有自由度，在颠簸过程中，小车架相对大车架以A点为圆心可以上下小幅度的摆动。传动杆将小车架与杠杆齿轮连在一起，颠簸过程中杠杆齿轮与第二飞轮啮合，并驱动第二飞轮转动，组成一个将颠簸过程中下降阶段的重力势能转化为驱动力的传动系统。

Description

一种将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车

技术领域

本实用新型属于自行车、电动两轮车、三轮车技术领域，具体涉及一种将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车。

背景技术

目前的自行车、电动两轮车和三轮车，在行驶过程中，由于道路不平产生的颠簸能量(如颠簸过程下降阶段的重力势能)白白浪费掉了，不能转化为车辆前进的动力。

例如，自行车将颠簸产生的能量通过车轮对地面的硬碰硬将能量释放了，同时骑行人员因颠簸而难受。虽然电瓶车大多数安装有减震器，但是颠簸产生的能量往往通过减震器的缓冲作用吸收后再释放掉。

现实中道路总是不平整的，自行车骑行人员会付出很大一部分无用功。电瓶车会多消耗掉一部分电能，导致续航里程减短。总之，当前产品能量利用效率低，无用功白白浪费。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车，解决现有技术中自行车、电动两轮车和三轮车，在行驶过程中，由于道路不平产生的颠簸能量白白浪费掉了，不能转化为车辆前进动力的技术问题。

为了实现以上目的，本实用新型采取的具体技术方案是：

一种将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车，包括大车架、前轮和后轮，前轮和后轮均通过转轴与大车架转动连接，大车架上安装有链轮、脚踏板以及第一飞轮，所述第一飞轮通过转轴与后轮同轴设置，链轮和第一飞轮通过链条传动连接；

还包括杠杆齿轮、第二飞轮、减震器，以及用于安装坐垫的小车架，小车架与大车架铰接，铰接点记为A；所述杠杆齿轮的一端与大车架铰接，铰接点记为B，另一端边缘呈弧形，弧形边缘上设置有多个轮齿，第二飞轮与第一飞轮同轴设置；所述小车架上连接有传动杆，连接点记为D；传动杆的另一端与杠杆齿轮铰接，铰接点记为C，C点位于B点后侧，且D点位于C点上方；所述减震器的上端与小车架连接，下端与大车架连接；当人坐在坐垫上骑行或小车架承载货物时，杠杆齿轮与第二飞轮啮合；空车时，杠杆齿轮与第二飞轮不啮合。

小车架承载人体重量和少量的货物重量，通过连接点A与大车架连接，使小车架可活动、有自由度，在颠簸过程中，小车架相对大车架以A点为圆心可以上下小幅度的摆动。传动杆将小车架与杠杆齿轮连在一起，颠簸过程中杠杆齿轮与第二飞轮啮合，并驱动第二飞轮转动，组成一个将颠簸过程中下降阶段的重力势能转化为驱动力的传动系统。

进一步改进，所述杠杆齿轮的BC段长度小于C点到弧形边缘的长度。

进一步改进，所述传动杆上端与小车架通过D点活动式连接；或者，传动杆上端与小车架通过D点固定连接。

进一步改进，所述传动杆的长度可以调节。通过调节传动杆的长度可以改变杠杆齿轮与第二飞轮之间的间隙。

进一步改进，所述第二飞轮和第一飞轮位于后轮的两侧；或者，第二飞轮和第一飞轮位于后轮的同侧。

进一步改进，所述小车架与大车架的铰接点A位于链轮安装位置前侧。

进一步改进，所述减震器的上端与小车架铰接，下端与大车架铰接。通过设置减震器，起到承载支撑人体重量/货物重力的作用，同时使骑行过程更舒适。

工作原理：在空车时，第二飞轮与杠杆齿轮之间有间隙，不啮合，这样倒车时不受影响。通过调节传动杆的长度可以改变杠杆齿轮与第二飞轮之间的间隙。当人骑上车子或承载货物后，在人体/货物重量的重压下，小车架以A点为圆心向下偏转，同时通过传动杆将杠杆齿轮下压，杠杆齿轮以B点为圆心向下偏转，使杠杆齿轮与第二飞轮啮合。在骑行过程中，因道路不平整产生的无用功通过减震器产生震荡，同时震荡产生的能量通过传动杆传递给杠杆齿轮，使杠杆齿轮以B点为圆心上下往复摆动。骑行时，虽然大多数的震荡幅度并不大，但是在颠簸下降过程中人体产生的重力势能依然要比人踩脚踏板产生的动能大的多，因此可以通过杠杆齿轮来增加摆动幅度，杠杆齿轮的BC段为动力臂，C点到其末端轮齿之间的为阻力臂。因为阻力臂的长度大于动力臂，甚至是动力臂的好几倍，故而因颠簸导致小车架的一个轻微震动，便能使杠杆齿轮做很大的摆动，从而带动第二飞轮转动，驱动后轮转动，将无用功变为驱动力。

脚踏板和链轮安装在大车架上，而人体/货物重量基本都压在小车架上，骑行时，每次踩踏脚踏板后，脚踏板(大车架)会给人一个向上的反作用力，使小车架向上抬升，这样即使在比较平坦的道路上，小车架会因骑行人踩踏脚踏板而产生轻微的震荡，而该轻微的震荡经杠杆齿轮增幅后，带动第二飞轮转动，驱动后轮。这也是助力动能来源之一。

在承重后，即使倒车时也并不会造成太大的阻力，因为倒车时，杠杆齿轮的动力臂和阻力臂与车辆前进时正好相反，阻力臂变成了动力臂，长度较长，省力。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本申请通过将自行车/电瓶车改装后，将骑行过程中因道路不平颠簸而产生的无用功变成有用功。小车架本身就是一个杠杆，杠杆齿轮也是一个一端带有轮齿的杠杆，结合与后轮设置又第二飞轮，把几个简单的元件组装在一起，形成传动系统，将传统的自行车/电瓶车等变成一个全新的产品。本产品尽量不增加车的重量，把颠簸产生的能量作用与杠杆齿轮，驱动第二飞轮转动，从而变为车辆前进的动力，简单可靠，能量转化效率高，使自行车、共享单车骑行更省力，电瓶车增加续航里程。

附图说明

图1为本实用新型所述将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车的结构示意图。

图2为图1中改进部分的放大视图。

图3为图2的结构原理示意图。

图4为传动杆的结构示意图。

图5为实施例二中所述传动杆的结构示意图。

图6为实施例三中改进部分的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一：

如图1-4所示，一种将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车，包括大车架1、前轮2和后轮3，前轮2和后轮3均通过转轴与大车架1转动连接，大车架1上安装有链轮4、脚踏板5以及第一飞轮(图中未示出)，所述第一飞轮通过转轴与后轮同轴设置，链轮和第一飞轮通过链条传动连接。

如图2、3所示，还包括杠杆齿轮8、第二飞轮9，以及用于安装坐垫的小车架7，小车架7与大车架1铰接，铰接点记为A；所述杠杆齿轮8的一端与大车架1铰接，铰接点记为B，另一端边缘呈弧形，弧形边缘上设置有多个轮齿，第二飞轮9与第一飞轮同轴设置；所述小车架上连接有传动杆10，连接点记为D；传动杆的另一端与杠杆齿轮铰接，铰接点记为C，C点位于B点后侧，且D点位于C点上方。所述减震器11的上端与小车架7连接，下端与大车架1连接。当人坐在坐垫上骑行或小车架承载货物时，杠杆齿轮与第二飞轮啮合；空车时，杠杆齿轮与第二飞轮不啮合。

小车架承载人体重量和少量的货物重量，通过连接点A与大车架连接，使小车架可活动、有自由度，在颠簸过程中，小车架相对大车架以A点为圆心可以上下小幅度的摆动。传动杆将小车架与杠杆齿轮连在一起，颠簸过程中杠杆齿轮与第二飞轮啮合，并驱动第二飞轮转动，组成一个将颠簸过程中下降阶段的重力势能转化为驱动力的传动系统。

在本申请中，所述前侧、后侧，以车辆前进方向为前作为基准。

在本实施例中，减震器11设置在第二飞轮的后侧。在其他实施例中，减震器11也可以设置在第二飞轮的前侧，只要满足减震器11的上端与小车架7连接，下端与大车架1连接即可。

在本实施例中，所述杠杆齿轮的BC段长度小于C点到弧形边缘的长度。其他实施例中，杠杆齿轮的BC段长度可以大于或等于C点到弧形边缘的长度

在本实施例中，所述传动杆上端与小车架通过D点铰接。所述传动杆10的长度可以调节。传动杆10包括上螺杆102、下螺杆103和螺母101，整体呈花篮螺栓结构，如图4所示。上螺杆102的上端通过D点与小车架铰接。下螺杆103的下端通过C点与杠杆齿轮铰接。通过转动螺母调节传动杆的长度，从而达到改变杠杆齿轮与第二飞轮之间的间隙的目的。

所述第一飞轮和第二飞轮，就是指现有技术中的自行车飞轮，具体工作过原理不再赘述。

在其他实施例中，传动杆上端与小车架可以通过D点固定连接。

在本实施例中，所述第二飞轮和第一飞轮位于后轮的两侧。在其他实施例中，第二飞轮和第一飞轮可以设置于后轮的同侧。

在本实施例中，所述小车架与大车架的铰接A点位于链轮安装位置前侧。在其他实施例中铰接A点可以位于链轮安装位置后侧。

在本实施例中，所述减震器的上端与小车架铰接，下端与大车架铰接。在其他实施例中，所述减震器的上端与小车架固定连接，下端与大车架固定连接，或二者其中一个铰接，一个固定连接。

工作原理：在空车时，第二飞轮与杠杆齿轮之间有间隙，不啮合，这样倒车时不受影响。通过调节传动杆的长度可以改变杠杆齿轮与第二飞轮之间的间隙。当人骑上车子或承载货物后，在人体/货物重量的重压下，小车架以A点为圆心向下偏转，同时通过传动杆将杠杆齿轮下压，杠杆齿轮以B点为圆心向下偏转，使杠杆齿轮与第二飞轮啮合。在骑行过程中，因道路不平整产生的无用功通过减震器产生震荡，同时震荡产生的能量通过传动杆传递给杠杆齿轮，使杠杆齿轮以B点为圆心上下往复摆动。骑行时，虽然大多数的震荡幅度并不大，但是在颠簸下降过程中人体产生的重力势能依然要比人踩脚踏板产生的动能大的多，因此可以通过杠杆齿轮来增加摆动幅度，杠杆齿轮的BC段为动力臂，C点到其末端轮齿之间的为阻力臂。因为阻力臂的长度大于动力臂，甚至是动力臂的好几倍，故而因颠簸导致小车架的一个轻微震动，便能使杠杆齿轮做很大的摆动，从而带动第二飞轮转动，驱动后轮转动，将无用功变为驱动力。

脚踏板和链轮安装在大车架上，而人体/货物重量基本都压在小车架上，骑行时，每次踩踏脚踏板后，脚踏板(大车架)会给人一个向上的反作用力，使小车架向上抬升，这样即使在比较平坦的道路上，小车架也会产生轻微的震荡，而该轻微的震荡经杠杆齿轮增幅后，带动第二飞轮转动，驱动后轮。这也是助力动能来源之一。

在小车架承重后，即使倒车时也并不会造成太大的阻力，因为倒车时，杠杆齿轮的动力臂和阻力臂与车辆前进时正好相反，阻力臂变成了动力臂，长度较长，省力。

实施例二：

在本实施例中，传动杆10为包括上拉杆104、下拉杆105和套筒106，套筒106的上端与上拉杆104的下端固定连接，下拉杆105的上端活动式伸入套筒106中，上拉杆104的上端通过D点与小车架铰接。下拉杆105的下端通过C点与杠杆齿轮铰接。套筒上开设又第一限位孔，下拉杆的上端沿其长度方向开设又多个第二限位孔107，限位销108插入第一限位孔和对应的一个第二限位孔使下拉杆于套筒连接。根据限位销插入不同的第二限位孔中达到调节传动杆的目的。如图5所示。

其他部分与实施例中一中相同。

实施例三：

在本实施例中，传动杆10为上端设置有外螺纹的连接杆，小车架上开设有通孔，传动杆的下端与杠杆齿轮铰接，上端穿过通孔后与上下两个锁紧螺母109螺纹连接，锁紧螺母的外形尺寸大于通孔的孔径。通过旋拧锁紧螺母调节DC段的长度，从而调节杠杆齿轮与第二飞轮之间的间隙大小。调节结束后，两个锁紧将小车架与传动杆固定，锁紧螺母起到限位作用，防止传动杆与通孔脱离。所述减震器11为减震弹簧，设置在链轮前侧，上端与小车架7连接，下端与大车架1连接。如图6所示。

其他部分与实施例中一中相同。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型；凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车，包括大车架、前轮和后轮，前轮和后轮均通过转轴与大车架转动连接，大车架上安装有链轮、脚踏板以及第一飞轮，所述第一飞轮通过转轴与后轮同轴设置，链轮和第一飞轮通过链条传动连接；

其特征在于，还包括杠杆齿轮、第二飞轮、减震器，以及用于安装坐垫的小车架，小车架与大车架铰接，铰接点记为A；

所述杠杆齿轮的一端与大车架铰接，铰接点记为B，另一端边缘呈弧形，弧形边缘上设置有多个轮齿，第二飞轮与第一飞轮同轴设置；

所述小车架上连接有传动杆，连接点记为D；传动杆的另一端与杠杆齿轮铰接，铰接点记为C，C点位于B点后侧，且D点位于C点上方；

所述减震器的上端与小车架连接，下端与大车架连接；

当人坐在坐垫上骑行或小车架承载货物时，杠杆齿轮与第二飞轮啮合；空车时，杠杆齿轮与第二飞轮不啮合。

2.根据权利要求1所述的将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车，其特征在于，所述杠杆齿轮的BC段长度小于C点到弧形边缘的长度。

3.根据权利要求2所述的将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车，其特征在于，所述传动杆上端与小车架通过D点活动式连接；

或者，传动杆上端与小车架通过D点固定连接。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车，其特征在于，所述第二飞轮和第一飞轮位于后轮的两侧；

或者，第二飞轮和第一飞轮位于后轮的同侧。

5.根据权利要求4所述的将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车，其特征在于，所述传动杆的长度可以调节。

6.根据权利要求5所述的将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车，其特征在于，所述小车架与大车架的铰接点A位于链轮安装位置前侧。

7.根据权利要求1所述的将颠簸震荡中的重力势能转化动力的助力车，其特征在于，所述减震器的上端与小车架铰接，下端与大车架铰接。

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