CN217533143U - 手动离合式自行车助力器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种手动离合式自行车助力器，以解决现有自行车助力器的离合结构复杂的问题。该手动离合式自行车助力器包括连接组件、充电电池、调速旋钮和助力器模块；助力器模块安装在连接组件的下方，包括电机轮组件、控制组件和手动离合机构；电机轮组件包括轮叉、电机轮和电机控制线；轮叉的下端与电机轮的轮轴铰接，其上端与连接组件铰接；手动离合机构包括固定在连接组件上的螺套、穿过螺套且与螺套螺纹连接的螺旋、固定在螺旋后端的离合手柄、设置在螺旋前端且与螺旋同轴连接的传力装置、固定在传力装置前端的传力叉；调速旋钮通过控制组件调节电机轮的输出转速。本实用新型手动离合式自行车助力器模块可根据需要安装或拆卸。

Description

手动离合式自行车助力器

技术领域

本实用新型涉及出行技术领域，具体为一种手动离合式自行车助力器。

背景技术

自行车是人们日常生产生活中常用的一种出行工具，简便实用，适用各种路况。但是路途较远或路面坡道较多，或坡度较大时，受人们体能限制，自行车的使用就比较困难。随着城市共享单车的普及，越来越多的人选择单车作为出行的代步工具，但观察发现，几乎所有的单车被停放在大坡下面。为了解决这些问题，陆续出现了电动自行车、电动摩托车、电动滑板等，但各有其局限性，这些产品受自身重量、速度、操控性和城市电动车管理政策等因素限制，也无法充分发挥自行车的轻便、随意、安全的优点。特别是当前城市共享单车随处可见，自由共享的情况下，更应该充分发掘自行车自由出行的优势，解决自行车骑行的痛点问题。更多时候人们希望采用自行车出行，只是在需要助力时能提供助力即可，正常路面时，可以骑行，路面坡道加大，或连续骑行一定路程后，体力不支需要短暂休息时，能提供助力即可。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种手动离合式自行车助力器，以解决现有自行车助力器的离合结构复杂的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术解决方案：

一种手动离合式自行车助力器，包括连接组件、充电电池、调速旋钮和助力器模块；所述连接组件用于与自行车的下车架固连，其特殊之处在于：

所述助力器模块安装在连接组件的下方，包括电机轮组件、控制组件和手动离合机构；

所述电机轮组件包括轮叉、电机轮和电机控制线；所述轮叉的下端与电机轮的轮轴铰接，其上端与连接组件铰接；

所述充电电池固定在连接组件上且位于电机轮前方；

所述手动离合机构包括固定在连接组件上的螺套、穿过螺套且与螺套螺纹连接的螺旋、固定在螺旋后端的离合手柄、设置在螺旋前端且与螺旋同轴连接的传力装置、固定在传力装置前端的传力叉；所述传力叉前端与轮叉后侧中部接触，实现电机轮与自行车后轮的摩擦接触或分离；所述传力装置为传力光杆或者传力螺杆；所述传力光杆与螺旋同轴套接；所述传力螺杆与螺旋同轴螺纹连接；

所述充电电池通过电机控制线与电机轮电连接；

所述调速旋钮通过控制组件调节电机轮的输出转速。

进一步地，所述连接组件包括固定架组件和安装架组件；

所述固定架组件上端与自行车的下车架固连，其下端与安装架组件连接；

所述充电电池安装在安装架组件上，所述螺套固定在安装架组件上，所述轮叉的上端与安装架组件铰接。

进一步地，所述固定架组件包括架体、固定在架体下端的下支板、套设在架体上的上支板和锁紧螺母、设置在下支板下底面的卡槽、设置在架体内的弹性限位杆；所述限位杆两端分别伸出架体；

所述下支板抵靠在下车架的下面，所述上支板抵靠在下车架的上面；

所述安装架组件包括卡装板、固定在卡装板下方的铰接板、固定在卡装板下方且位于铰接板前方的安装架板；所述卡装板与卡槽卡接，所述卡装板的上底面设置有与限位杆下端面配合的限位窝孔；

所述充电电池安装在安装架板上，所述螺套固定在安装架板上，所述轮叉的上端与铰接板铰接。

进一步地，所述固定架组件包括架体、固定在架体下端的下支板、设置在下支板下底面的卡槽、设置在架体内的弹性限位杆；所述限位杆两端分别伸出架体；

所述下支板焊接在下车架上；

所述安装架组件包括卡装板、固定在卡装板下方的铰接板、固定在卡装板下方且位于铰接板前方的安装架板；所述卡装板与卡槽卡接，所述卡装板的上底面设置有与限位杆下端面配合的限位窝孔；

所述充电电池安装在安装架板上，所述螺套固定在安装架板上，所述轮叉的上端与铰接板铰接。

进一步地，所述控制组件包括控制盒和设置在控制盒内的控制器；所述调速旋钮通过有线或无线方式向控制器输出速度控制信号；所述控制器控制充电电池通过电机控制线向电机轮输出电流。

进一步地，所述充电电池设置在控制盒内；所述控制盒上设置有电源输出口；

所述铰接板与铰接轮叉通过轴铰接；所述轴上设置有扭簧，用于电机轮与自行车后轮的分离。

进一步地，所述控制盒上设置有充电口；

所述控制盒后侧面设置有用于收纳电机轮的内凹槽。

进一步地，所述轮叉的两侧沿长度方向分别设置有长槽型滑轨；

所述传力叉前端包括销轴和限位头；所述销轴设置在限位头上；所述销轴与滑轨滑动配合，所述限位头与轮叉内侧面接触。

进一步地，所述传力叉前端包括传力弧面和限位面；所述传力弧面和限位面构成台阶结构；所述传力弧面与轮叉后侧中部抵接，所述限位面与轮叉内侧面接触。

进一步地，所述手动离合机构还包括套设在螺套及螺旋外的罩板；

所述限位杆上端设置有拉环；

所述电机轮为与自行车轮胎配合的内凹轮结构。

本实用新型有益效果：

1、正常出行情况下，助力器可以拆卸，自行车就是一普通的单车。当预计出行过程可能有坡道或路途较远时，可以通过固定机构将助力器插装到自行车上。骑行过程中，遇到坡道时，调整手动离合机构使电机轮与后轮紧密接触，操作调速旋钮，电机轮旋转为后轮工作提供助力，当越过坡道，路况好转时，可通过手动离合机构使电机轮与后轮分离，自行车又恢复到正常的单车状态。或者骑行路途较远，体能需要短暂休整时，也可以使电机轮工作，提供动力补充，体能恢复后，可以视情况决定电机轮是否继续工作。骑行结束后，可以将助力器模块拆卸，当电池组电量不足时可以充电。

2、由于该助力器更多用于需要助力时，因此可以将充电电池容量做到最小。

3、助力器模块拆装采用插装方式，简单方便；调节采用螺旋，使用可靠。

4、助力器模块总重量不超3公斤，外形尺寸可以控制在250×76×200，可以装在塑料袋或其他简易袋子内，携带方便。

5、助力器模块适合所有自行车，差异主要在上固定架上下支板的尺寸。可以携带助力器模块出行，需要骑行时，将模块安装在共享单车上助力，骑行结束拆卸模块装入袋子。

附图说明

图1是助力器模块的安装状态图；

图2是图1的局部放大图；

图3是助力器模块安装过程示意图；

图4是助力器模块的结构示意图；

图5是调速旋钮的结构示意图；

图6是固定架组件的三维结构示意图；

图7是固定架组件的剖视图；

图8是第一种电机轮的结构示意图；

图9是手动离合机构的第一种结构示意图；

图10是手动离合机构的第二种结构示意图；

图11是第一种手动离合机构安装到安装架组件上的结构示意图；

图12是安装架板的结构示意图；

图13是第一种手动离合机构、电机轮组件安装到安装架组件上的示意图；

图14是第二种手动离合机构、电机轮组件安装到安装架组件上的示意图；

图15是控制盒组件的外形结构图；

图16是第二种电机轮的结构示意图；

图17是第三种电机轮的结构示意图。

附图标记：

1-助力器模块；11-电机轮组件；111-轮叉；1111-内侧面；1112-滑轨；112-电机轮；1121-电机控制线；1122-轮轴；1123-凸面胶套；1124-凹面胶套；1125-平面胶套；113-安装板；1131-第一铰接孔；114-紧固螺母；12-控制组件；121-控制盒；122-电源开关；123-无线接收窗；124-充电接口；125-电源输出口；126-内凹槽；13-安装架组件；131-安装架板；1311-底板；1312-侧板；1313-焊接面；1314-安装孔；1315-限位板；132-卡装板；1321-顶面；1322-限位窝孔；1323-卡装板侧面；133-铰装板；1331-顶面；1332-第二铰接孔；14-手动离合机构；141-传力叉；1411-限位面；1412-传力弧面；142-离合手柄；143-调节螺旋；144-螺套；145-传力光杆；146-罩板；1471-限位头；1472-销轴；148-传力螺杆；115-轴；2-固定架组件；21-下支板；211-L型支板；212-限位槽；22-上支板；23-锁紧螺母；24-架体；25-限位螺母；27-限位销；271-下端面；28-弹簧；29-拉环；3-调速旋钮；31-调速杆；32-限位槽；33-抱箍；34-调节螺钉；4-把手；5-下车架；6-车轴；7-后轮；8-左踏板曲柄；9-链轮。

具体实施方式

参见图1、图2和图5，调速旋钮3装在车把4上，需要助力时按压调速杆31，不需要时松开即可。固定架组件2安装在车轴6和后轮7之间的下车架5上，助力器模块1卡装在固定架组件2上，安装在连接组件的下方，助力器模块1的宽度小于自行车链轮9与自行车左踏板曲柄8之间的宽度，使助力器模块1处于链轮9和左踏板曲柄8之间，可以保证踏板曲柄的正常旋转。

参见图4，需要助力时，通过手动离合机构14使电机轮组件11绕轴15旋转，电机轮112与自行车后轮7紧密接触，通过摩擦的方式带动后轮工作。按压控制盒1上的电源开关122，旋转调速旋钮3加速或减速即可完成助力。

不需要助力时，不需要刻意解除电机轮与后轮的接触，使调速旋钮复位即可自主骑行。如果需要重新助力，旋转调速旋钮即可。操作简单，方便适用。

参见图3、图6和图7，安装时，通过拉环29拉起限位杆27，将助力器模块整体按图3所示箭头方向(侧向)插入，卡装板132插入限位槽212内，然后放下拉环29，限位杆27复位，卡住卡装板132。

助力器模块1由控制盒12(参见图15，控制盒包括控制器、电池组，控制盒上设置无线信号接收窗123、电源开关122、充电口124和电源输出口125)、电机轮组件11、手动离合机构14、固定架组件13组成。电机轮组件11通过轴15与铰接板133在第二铰接孔1332处铰接，控制盒通过螺钉固定在安装架板131的底板1311和侧板1312上。通过安装架板131的安装孔1314，手动离合机构14固定在安装架13上。罩板146保护手动离合机构14，防止泥水、灰尘影响手动离合机构的工作。

调速旋钮3主要由调速杆31、限位槽32、抱箍33和调节螺钉34组成，安装时将抱箍33卡在把手4上，拧紧调节螺钉34。

固定架组件2由下支板21、上支板22、锁紧螺母23、架体24、限位螺母25、限位杆27、弹簧28、拉环29，限位杆27上的下端面为曲面271。下支板21的底面设置了两个L型支板211，形成卡槽212.

安装时下支板21抵靠在下车架5的下面，支板22抵靠在下车架5的上面，并通过锁紧螺母23锁紧。

如果固定架组件2焊接在下车架5上，可以去掉锁紧螺母23和上支板22.

参见图8，安装板113和轮叉111焊接连接。轮叉111卡装在轮轴上，并用紧固螺母114锁紧。电机轮112为外转子电机，由定子和转子组成，定子与轮轴一体。转子与轮子一体，轮子为凸面胶套1123。外转子电机通过电机控制线1121供电和控制，电机控制线1121通过轮轴中心引入定子。图16给出了轮子为平面胶套1125的电机轮112示意图；图17给出了轮子为凹面胶套1124的电机轮112示意图。

参见图9、图11和图13，手动离合机构14由传力叉141、离合手柄142、螺旋143、螺套144、传力光杆145组成。传力叉141与传力光杆145固联。螺套144被焊接在安装架板131的安装孔1314处，转动离合手柄142，螺旋143旋转并向左移动，带动传力光杆145平移，传力光杆145推动传力叉141平移，通过传力弧面1412推动轮叉111绕轴15旋转。传力光杆145与螺旋143为圆柱面接触，受限位面1411限制，螺旋143旋转时，传力光杆145及传力叉141不会旋转，只是平移。

参见图10和图14，传力叉141前端包括销轴1472和限位头1471；传力叉141上的销轴1472插入轮叉111上的滑轨1112中，旋转离合手柄142,调节螺旋143旋转并向左平移，同时，由于传力叉147受限，调节螺旋143旋转时，其内部的传力螺杆148在内螺纹作用下向左平移，通过销轴1472推动轮叉111绕轴15旋转。

参见图11和图12，安装架13由安装架板131、卡装板132和铰接板133组成。卡装板132的底面与铰接板的顶面1331居中焊接，安装架板131与铰接板133焊接，形成焊接面1313。安装架板131的侧板1312、底板1311上设置了螺纹孔、用于与控制盒12的对接。手动离合机构14的螺套144端面与安装孔1314对齐焊接，限位板1315用于助力器模块1与固定架组件2卡装时限位。

电机轮组件11通过第一铰接孔1131与固定架组件13上的第二铰接孔1332铰接，铰接轴15同时穿过第一铰接孔1131和第二铰接孔1332。需要调节时，转动离合手柄142，螺旋旋转并平移，带动传力光杆145、传力叉141平移。由于传力叉141的限位面1411卡在轮叉的内侧面1111，限制传力叉旋转。传力叉141通过传力弧面1412推动轮叉111绕轴15旋转，实现了电机轮与自行车后轮接触、脱离的要求。

下车架5是指位于自行车的链轮轴5与自行车的后轮7之间的车架部分。

使用本实用新型，不需要刹车机构，可以充分利用自行车原有的刹车机构刹车。控制盒设置两个电源输出口，其中一路为电机供电，另一路经稳压模块后输出，为夜晚车灯供电或手机等电器充电。充电电池可设置在控制盒内，也可以独立安装在下车架上。如果与控制盒一体，则可以将控制盒整体拆下去充电；如果独立安装，则将充电电池拔出去充电。控制器用于控制电机的电源、转速等，接收调速旋钮的信号，驱动电机的旋转、加速、减速。

Claims (10)

1.一种手动离合式自行车助力器，包括连接组件、充电电池、调速旋钮(3)和助力器模块(1)；所述连接组件用于与自行车的下车架(5)固连，其特征在于：

所述助力器模块(1)安装在连接组件的下方，包括电机轮组件(11)、控制组件(12)和手动离合机构(14)；

所述电机轮组件(11)包括轮叉(111)、电机轮(112)和电机控制线(1121)；所述轮叉(111)的下端与电机轮(112)的轮轴(1122)铰接，其上端与连接组件铰接；

所述充电电池固定在连接组件上且位于电机轮(112)前方；

所述手动离合机构(14)包括固定在连接组件上的螺套(144)、穿过螺套(144)且与螺套(144)螺纹连接的螺旋(143)、固定在螺旋(143)后端的离合手柄(142)、设置在螺旋(143)前端且与螺旋(143)同轴连接的传力装置、固定在传力装置前端的传力叉(141)；所述传力叉(141)前端与轮叉(111)后侧中部接触，实现电机轮(112)与自行车后轮(7)的摩擦接触或分离；所述传力装置为传力光杆(145)或者传力螺杆(148)；所述传力光杆(145)与螺旋(143)同轴套接；所述传力螺杆(148)与螺旋(143)同轴螺纹连接；

所述充电电池通过电机控制线(1121)与电机轮(112)电连接；

所述调速旋钮(3)通过控制组件(12)调节电机轮(112)的输出转速。

2.根据权利要求1所述手动离合式自行车助力器，其特征在于：

所述连接组件包括固定架组件(2)和安装架组件(13)；

所述固定架组件(2)上端与自行车的下车架(5)固连，其下端与安装架组件(13)连接；

所述充电电池安装在安装架组件(13)上，所述螺套(144)固定在安装架组件(13)上，所述轮叉(111)的上端与安装架组件(13)铰接。

3.根据权利要求2所述手动离合式自行车助力器，其特征在于：

所述固定架组件(2)包括架体(24)、固定在架体(24)下端的下支板(21)、套设在架体(24)上的上支板(22)和锁紧螺母(23)、设置在下支板(21)下底面的卡槽(212)、设置在架体(24)内的弹性限位杆(27)；所述限位杆(27)两端分别伸出架体(24)；

所述下支板(21)抵靠在下车架(5)的下面，所述上支板(22)抵靠在下车架(5)的上面；

所述安装架组件(13)包括卡装板(132)、固定在卡装板(132)下方的铰接板(133)、固定在卡装板(132)下方且位于铰接板(133)前方的安装架板(131)；所述卡装板(132)与卡槽(212)卡接，所述卡装板(132)的上底面设置有与限位杆(27)下端面(271)配合的限位窝孔(1322)；

所述充电电池安装在安装架板(131)上，所述螺套(144)固定在安装架板(131)上，所述轮叉(111)的上端与铰接板(133)铰接。

4.根据权利要求2所述手动离合式自行车助力器，其特征在于：

所述固定架组件(2)包括架体(24)、固定在架体(24)下端的下支板(21)、设置在下支板(21)下底面的卡槽(212)、设置在架体(24)内的弹性限位杆(27)；所述限位杆(27)两端分别伸出架体(24)；

所述下支板(21)焊接在下车架(5)上；

所述安装架组件(13)包括卡装板(132)、固定在卡装板(132)下方的铰接板(133)、固定在卡装板(132)下方且位于铰接板(133)前方的安装架板(131)；所述卡装板(132)与卡槽(212)卡接，所述卡装板(132)的上底面设置有与限位杆(27)下端面配合的限位窝孔(1322)；

所述充电电池安装在安装架板(131)上，所述螺套(144)固定在安装架板(131)上，所述轮叉(111)的上端与铰接板(133)铰接。

5.根据权利要求3或4所述手动离合式自行车助力器，其特征在于：

所述控制组件(12)包括控制盒(121)和设置在控制盒内的控制器；所述调速旋钮(3)通过有线或无线方式向控制器输出速度控制信号；所述控制器控制充电电池通过电机控制线(1121)向电机轮(112)输出电流。

6.根据权利要求5所述手动离合式自行车助力器，其特征在于：

所述充电电池设置在控制盒(121)内；所述控制盒(121)上设置有电源输出口(125)；

所述铰接板(133)与铰接轮叉(111)通过轴(15)铰接；所述轴(15)上设置有扭簧，用于电机轮(112)与自行车后轮(7)的分离。

7.根据权利要求6所述手动离合式自行车助力器，其特征在于：

所述控制盒(121)上设置有充电口(124)；

所述控制盒(121)后侧面设置有用于收纳电机轮(112)的内凹槽(126)。

8.根据权利要求5所述手动离合式自行车助力器，其特征在于：

所述轮叉(111)的两侧沿长度方向分别设置有长槽型滑轨(1112)；

所述传力叉(141)前端包括销轴(1472)和限位头(1471)；所述销轴(1472)设置在限位头(1471)上；所述销轴(1472)与滑轨(1112)滑动配合，所述限位头(1471)与轮叉(111)内侧面(1111)接触。

9.根据权利要求5所述手动离合式自行车助力器，其特征在于：

所述传力叉(141)前端包括传力弧面(1412)和限位面(1411)；所述传力弧面(1412)和限位面(1411)构成台阶结构；所述传力弧面(1412)与轮叉(111)后侧中部抵接，所述限位面(1411)与轮叉(111)内侧面(1111)接触。

10.根据权利要求5所述手动离合式自行车助力器，其特征在于：

所述手动离合机构(14)还包括套设在螺套(144)及螺旋(143)外的罩板(146)；

所述限位杆(27)上端设置有拉环(29)；

所述电机轮(112)为与自行车轮胎配合的内凹轮结构。

Images