CN2437583Y - 自动助力车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动助力车。它的车轮分别由无阻尼元件的弹性悬架定位并设有助力。助力Z设在后轮前方,将颠簸的能量通过摆杆、V形传动臂、传动杆、轴齿轮超越离合及可控行星轮系由惯性轮储存并经可控轴齿轮自动离合释放给大链轮即驱动车轮;曲柄上的脚踏力经中轴超越离合驱动大链轮,同时亦可选择实现上述的功能。前轮轴处有助力L由悬架外管固定的齿条和与内管固定的车轮轴同心的螺旋传动件及摩擦片实现利用颠簸助力。

Description

自动助力车

本实用新型涉及一种自动助力车。

目前，助力车有内燃助力车，电动自行车，需消耗燃料或电力，污染环境，重量较大。而在1999年6月30日公开号为CN 1221072A的发明其说明书名称为《无耗自动助力车》中记载的结构形式亦显得有些庞杂。

本实用新型的目的是提供一种能充分地利用惯性、颠簸能量及脚踏力并使之达到助力目的的，且结构形式简洁轻便的自动助力车。

本实用新型是这样实现的：它包括车架、车轮、脚踏曲柄、链条小链轮、变速和操纵装置，其车轮分别由无阻尼元件的弹性悬架定位并设有助力装置2和L；助力2由壳体与车架的下部固定，壳内圆柱状空间的径向有一个中间板在其中心部位靠一侧有一轴向的管状凸部，该侧设有一个带支撑的V形传动臂，它后一端由一轴经壳体轴向轴承定位后与壳外后弹性悬架摆杆的前端键连接，V形传动臂前两端之间的对应位置有一个两端分别由中间板和壳体端盖轴承定位的轴其中部设有轴齿轮，它与一侧的摩擦片及齿轮、盘体和操纵件构成可控轴齿轮自动离合，它另一侧的轴上并列着两个与轴构成的轴齿轮超越离合，其工作方向一致且与大链轮工作方向相反，两个轴齿轮超越离合其外轮分别在轴两边与V形传动臂前两端的每端之间均分别由一个或一对传动杆活连接着；中间板的另一侧设有与其同心并由管状轴与中间板管状凸部滚动轴承定位的可控行星轮系及传动齿轮至一个以中心部位管状轴两端分别与行星轮支架和壳体端盖滚动轴承定位的惯性轮之间构成的传动关系，轴齿轮通过中间板管状凸部上的一窗口与行星轮系的传动齿轮啮合；壳体轴向的中心位置有中轴，靠其一端部附近设有与齿轮构成的中轴超越离合和壳外侧与之齿轮轮体固定的大链轮，中轴分别由中间板管状凸部的头端和相反侧的壳体端盖滚动轴承定位其壳外的两端分别与脚踏曲柄固定连接，中轴超越离合的齿轮与可控轴齿轮自动离合中齿轮啮合；前弹性悬架两个内管下端车轮轴处内侧至轴壳端部之间有助力L，分别由固定在两外管上的齿条和与两内管下端固定的车轮轴同心并轴承定位的齿轮外螺旋件及压盘内螺旋件、摩擦片和与轴壳一体的压盘构成传动关系，按前进方向：两外管上固定的齿条分别一个设在其后偏内侧，一个设在其前偏内侧；两侧的螺旋传动件分别左侧为右旋件，右侧为左旋件。

本实用新型的特点是：骑行时省力、舒适、能提高行驶速度、不污染环境，助力Z和L的设置使整车结构简洁轻便。

下面参照附图对本实用新型作进一步说明，其中：

图1是本实用新型整车基本结构的示意图；

图2是本实用新型后轮助力装置的轴向剖视图；

图3是图2的A-A剖面图；

图4是图2的B-B剖面图；

图5是图2的C-C剖面图；

图6是图2中部件72的侧视图，其中局部被剖开；

图7是图6的D向视图；

图8是图6的齿合传动件主视图；

图9是本实用新型前轮助力装置右侧部分的半剖视图(左侧视图省略)；

图10是图9的A-A剖视图；

图11是图10的B-B剖视图；

图12是图10的C-C剖面图；

图中：后轮助力装置整体用Z表示；前轮助力装置整体用L表示；1．车架、2．前轮、3．制动盘、4．前轮轴、5．齿条、6．护罩、7．制动器、8．前弹性悬架(前叉)、9．前轮挡泥板、10．前叉座、11．操纵钢绳、12．车把、13．右操纵装置、14．左操纵装置、15．左曲柄、16．后悬架弹簧组件、17．后制动(或锁具)、18．行李架、19．后轮挡泥板、20．小链轮、21．变速装置、22．链条、23．后轮、24．后弹性悬架、25．大链轮、26．右曲柄、27．大链轮护罩、28．助力Z壳体、29．壳体右端盖、30．轴齿轮、31．自动离合齿轮、32．轴齿轮右轴端定位套杯、33．轴齿轮超越离合外轮、34．摩擦片、35．传动杆、36．滚动轴承、37．齿轮、38．行星齿轮右支架、39．中轴、40．中轴超越离合组件、41．行星轮系传动齿轮、42．偏心轴、43．操纵臂、44．V形传动譬、45．弹簧安装孔、46．钢绳安装孔、47．键、48．螺杆、49．传动杆、50．键、51．键、52．悬架摆杆与V形传动臂连接轴、53．齿圈制动带、54．内齿圈、55．行星齿轮左支架、56．中心齿轮、57．行星齿轮、58．惯性轮滚动轴承、59．中轴滚动轴承、60．套杯、61行星齿轮轴、62．轴齿轮左轴端定位套杯、63．惯性轮(飞轮)、64．壳左端盖、65．超越离合外轮与传动杆连接销轴、66．螺栓、67．制动带定位销轴、68．轴齿轮超越离合滚柱、69．滚柱弹簧、70．V形传动臂前两端与传动杆连接销轴、71．限位缓冲块、72．自动离合盘体、73．球头锥体滚柱、74．拨抓及齿盘、75．限位销及弹簧、76．卡环、77．拨抓操纵轮、78．操纵轮轴、79．齿轮外螺旋件、80．压盘内螺旋件、81．摩擦片、82车轮轴壳、83．滚动轴承、84．辐条孔、85．制动器座、86．齿条定位安装孔、87．车轮轴调整螺钉孔，88．前弹性悬架外管、89．垫圈、90．螺母。

图1示出了本实用新型整车的基本结构型式(悬架弹簧组件为最大压缩状态)，车轮23.2分别由无阻尼元件的弹性悬架24.8定位将来自颠簸的动能传给助力Z,L；助力Z设在后轮的前方，脚踏曲柄15、26固定的中轴39设在Z的中心位置。两者之间可协调工作，将动力由惯性轮63储存并释放给大链轮25经链条22传给小链轮20即驱动后轮；助力Z有一个壳体28它包括由螺丝紧固的左右两端盖64.29，其壳内大致为圆柱状密封空间靠其中部径向有一中心部位右侧带一管状凸部的中间板，它的外部端面形状如图1，图3所示，其轴向宽度与自行车的中轴部位相当，它的上偏前部与车架1的下部焊接或以螺丝固定，其后下部通过以轴承与之轴向定位的轴52向外与后轮弹性悬架24的两个摆杆(平叉)的前端以键47.50连接(图2)；两摆杆的后端分别与两个推杆(立叉)的下端以销轴活连接后与车轮23的轮轴固定，两个推杆的上端与一个弹簧组件16的下端螺纹连接，16的上端与车架1的后上部以销轴活连接。前轮轴4处设有助力L，前轮弹性悬架(前叉)8两外管的上端分别与前叉座10以螺纹连接，其下部分别有齿条座和与之固定连接的助力齿条(5)，按前进方向其左侧的设在其后偏内侧、右侧的设在其前偏内侧；两内管下端分别与前轮轴4两端固定并在齿条5对应的位置设有齿条5的导向槽或者导向滚轮(图10，图11，图12)，悬架的两对内、外管中分别有弹簧组件。车把12处有左操纵装置14和右操纵装置13，可通过钢绳11分别具有相同的操纵功能即：可同时对助力Z和前后车轮制动7.17进行操纵控制。

图2～图8示出了助力2的基本结构形式，其壳体28的后下部轴向通过轴52与中间板管状凸部一侧一个有中部支撑的V形传动臂44的后端以键51连接或一体；44前两端的每端与一个或一对传动杆35.49的一头以销轴70活连接而另一头或两头均分别和两个同轴并列的轴齿轮超越离合外轮33上分别在轴两边布置的销轴孔以销轴65活连接并均设有轴承(图3)。轴齿轮30及轴设在V形传动臂44前两端之间的对应位置，其两轴端分别由壳体28的中间板和壳体右端盖29上的套杯62.32以轴承定位。两个轴齿轮超越离合各有五个滚柱68及弹簧69其内圈是轴齿轮30左侧的轴，两个外轮及滚柱33.68由一个间隔套和四个止推环分别作各轴向之间定位(图2，图3，图5)。

两个轴齿轮超越离合其工作方向一致，通过两个或两对传动杆35.49在轴齿轮30左侧轴两边的布置，可使两个超越离合交替工作其工作状态：当V形传动臂44作往复运动时对每个超越离合的外轮可以是拉、推(两端的每端设一个拉杆时)，也可以是一推一拉(两端的每端设一对拉杆时)的形式。行驶过程中，通过上述机构可将车轮受颠簸产生的上下运动充分地转变为轴齿轮30的定向旋转运动，其旋转方向与大链轮25的工作方向相反。

图2，图4中，壳体28内中间板左侧有与其同心并由管状轴外径以滚动轴承36与中间板管状凸部内圆定位的可调控行星齿轮系及传动齿轮41至惯性轮63之间构成的传动关系，轴齿轮30通过开设在中间板管状凸部上的一窗口与行星轮系的传动齿轮41啮合。可调控行星轮系的行星齿轮57有三个，在其左右支架55.38中均匀分布并分别由销轴61以轴承定位。右支架38右端以管状轴与齿轮41花键连接，并有锁母或卡簧定位。左右支架55.38由三个均布的螺拴66紧固其之间分别有轴向、径向、圆周向的定位凸台。中心齿轮56与惯性轮63中心部位右侧管状轴一体或紧配合连接。内齿圈54由中间板左侧上的圆周凸台以轴承和螺钉作径向和轴向定位。齿圈的外径上有一个两头与偏心轴42左端和销轴67活连接并由中间板定位的制动带53，偏心轴42的右端与壳体右端盖29定位其轴的两端有轴承，在轴的右部设有操纵臂43，其端部有孔45，46可安装弹簧和操纵钢绳。制动带53由一个两头有销轴孔的带背与摩擦带粘接或铆接为一体。惯性轮63由其中心部位管状轴两端的外径分别与行星轮左支架55、或右支架38的管状轴内圆和壳左端盖64中心部位的套杯60以标准或散装滚动轴承58定位。壳体28轴向的中心位置有中轴39，靠其右部设有中轴超越离合及齿轮组合件37.40，它有四个滚柱及弹簧其内轮由曲柄26大头的端面插接固定或与中轴39一体，其外圈与齿轮37为一体在其右端与壳右外侧的大链轮25以花键或螺纹固定连接。中轴39由两滚珠轴承59分别与中间板管状凸部的头端和壳体左端盖64中心部位的套杯60定位，中轴左右壳外的两端分别与脚踏曲柄15.26大头固定连接。中轴超越离合及齿轮组合件的齿轮37与可控轴齿轮自动离合的齿轮31啮合。可控轴齿轮自动离合由盘体72内孔与轴齿轮30右侧轴键连接其右端与轴之间有卡环76固定；盘体72外圆有一台阶，在其端面上均匀分布着四对相互对置的斜面，在每对斜面内有两个球头锥体滚柱73，在其滚柱两侧设有带齿盘的拨抓74，盘体72外圆靠台阶有齿轮31和可与之粘接为一体的摩擦片34，与拨抓74齿盘对应有操纵轮77其轴由壳体28以轴承定位并与壳外的一个操纵轮固定连接。在盘体72右端面与拨抓74的齿盘之间有限位锁销及弹簧75(图6，图7，图8)。

上述方案中：1．将轴齿轮30旋转的力矩通过传动齿轮41、行星齿轮系传给(增速)惯性轮63使其获得动能并储存；脚踏曲柄15.26上的脚踏力经中轴超越离合40.37将转矩，传给大链25的同时还可通过可控轴齿轮自动离合(可选择使用)，经上述传动将一部分力传给(增速)惯性轮63并由其储存。2．当惯性轮63获取的动能达到一定值时，便产生逆向传递，这时经上述的传动(减速)经摩擦片34齿轮31.37传给大链轮25即驱动车轮。3．转动偏心轴42可使制动带53处于制动(收紧)或非制动(放松)状态，对齿圈54上的转矩进行控制，即对制动带施加力的大小可使助力Z处于不同的工作状态。调整拉臂43上弹簧的预紧度可将齿圈54锁在一定的转矩内，使之既满足力的输入和输出要求又可保证过载时齿圈54与制动带53之间产生相对滑动，以起到保护作用。在行驶过程中通过操纵钢绳11可随时对其进行控制。

图9，图10，图11，图12示出了助力L的基本结构形式。前轮轴4处前轮弹性悬架8(前叉)两个内管下端车轮轴处内侧至轴壳82端部之间分别设有助力，由固定在两外管88上的齿条5和与两内管固定的车轮轴4同心并以轴承定位的齿轮外螺旋件79及压盘内螺旋件80、摩擦片81、和与轴壳82一体的压盘构成传动关系。左右两侧助力在上述结构中按前进方向：其螺旋传动件分别是：左侧为右旋件；右侧为左旋件；摩擦片81与压盘内螺旋件的压盘也可粘接为一体。齿条5与齿轮外螺旋件79的啮合状况由87处的调整螺钉予以保证。

上述方案的工作状态以L的右侧部分为例：行驶过程中，当车轮(相当悬架内管)与弹性悬架外管88相对静止时，因螺旋件的螺旋旋向与车轮前进的旋转方向相反所以轴壳82端部的压盘与内螺旋件80的压盘及摩擦片81之间互不干涉；当车轮相对弹性悬架外管88发生向上位移时，经齿条5传给齿轮外螺旋件79一个转矩，在螺旋和惯性的作用下使压盘内螺旋件80向轴壳82一侧移动并经摩擦片81与轴壳82的压盘压紧将转矩传给轴壳82即车轮，使之向前进方向转动。当车轮相对弹性悬架外管向下位移时，齿条5与齿轮外螺旋件79作反向运动，在螺旋和惯性的作用下，这时压盘内螺旋件80向齿条一侧移动即转矩传递停止，同时，左侧部分开始重复上述的过程继续将转矩传给车轮使其前进。行驶中有时轴壳82(车轮)与压盘内螺旋件80转动的角速度相差较大，这时由两者之间经摩擦片81产生相对滑动可自动予以弥补，从而也避免行驶的冲动或拖动现象同时亦对零件起到保护作用。

Claims (6)

1．一种自动助力车，包括车架(1)、车轮(23,2)、脚踏曲柄(15,26)、链条(22)、小链轮(20)、变速和操纵装置(21,13,14)，其特征是：车轮(23,2)分别由无阻尼元件的弹性悬架(24,8)定位并设有助力装置(2,L))；助力(2)由壳体(28)与车架(1)的下部固定，壳内圆柱状空间的径向有一个中间板在其中心部位靠一侧有一轴向的管状凸部，该侧设有一个带支撑的V形传动臂(44)，它后一端由一轴(52)经壳体(28)轴向轴承定位后与壳(28)外后弹性悬架(24)摆杆的前端键(47,50)连接，V形传动臂前两端之间的对应位置有一个两端分别由中间板和壳体端盖(29)轴承定位的轴其中部设有轴齿轮(30)，它(38)与一侧的摩擦片及齿轮、盘体(34,31,72)和操纵件构成可控轴齿轮自动离合，(30)另一侧的轴上并列着两个与轴构成的轴齿轮超越离合(33,68,69)其工作方向一致且与大链轮工作方向相反，两个超越离合其外轮(33)分别在轴两边与V形传动臂(44)前两端的每端之间均分别由一个或一对传动杆(35,49)活连接着；中间板的另一侧设有与其同心并由管状轴与中间板管状凸部滚动轴承定位的可控行星轮系及传动齿轮(41)至一个以中心部位管状轴两端分别与行星轮支架(38或55)和壳体端盖(64)滚动轴承定位的惯性轮(63)之间构成的传动关系，轴齿轮(30)通过中间板管状凸部上的一窗口与行星轮系的传动齿轮(41)啮合；壳体(28)轴向的中心位置有中轴(39)，靠其一端附近设有与齿轮(37)构成的中轴超越离合和壳(28)外侧与之齿轮(37)轮体固定的大链轮(25)，中轴(39)分别由中间板管状凸部的头端和相反侧的壳体端盖(64)滚动轴承定位其壳(28)外的两端分别与脚踏曲柄(15,26)固定连接，中轴超越离合的齿轮(37)与可控轴齿轮自动离合中的齿轮(31)啮合；前弹性悬架(8)两个内管下端车轮轴处内侧至轴壳(82)端部之间有助力L，分别由固定在两外管(88)上的齿条(5)和与两内管下端固定的车轮轴(4)同心并轴承定位的齿轮外螺旋件(79)及压盘内螺旋件(80)、摩擦片(81)和与轴壳(82)一体的压盘构成传动关系，按前进方向：两外管上固定的齿条(5)分别一个设在其后偏内侧，一个设在其前偏内侧；两侧的螺旋传动件(79,80)分别左侧为右旋件，右侧为左旋件。

2．如权利要求1所述的自动助力车，其特征在于无阻尼元件的弹性悬架(24,8)分别：后弹性悬架(24)由两个推杆的上端与一个弹簧组件(16)的下端螺纹连接，其(16)上端与车架(1)的后上部以销轴活连接，两个摆杆的后端分别与两个推杆的下端以销轴活连接并与车轮(23)的轮轴固定；前弹性悬架(8)两外管的上端分别与前叉座(10)螺纹连接，其下部分别有齿条座，两内管下端齿条(5)的对应位置分别设有齿条(5)的导向轮或导向槽，两对内外管中分别有弹簧组件。

3．如权利要求1所述的自动助力车，其特征在于所述的可控行星轮系行星齿轮(57)有三个在其支架(38,55)中均匀分布并分别由销轴(61)以轴承定位；支架(38)由管状轴与传动齿轮(41)花键连接；支架(38,55)之间有轴向、径向和圆周向的定位凸台并由三个均布的螺栓(66)紧固；内齿圈(54)由中间板上的圆周凸台以轴承和螺钉作轴向和径向定位，在其外圆上有一个两头分别与偏心轴(42)和销轴(67)活连接并由中间板定位的制动带(53)，偏心轴(42)的另一端由壳体端盖(29)定位其轴上设有操纵臂(43)并装有弹簧和操纵钢绳。

4．如权利要求1所述的自动助力车，其特征在于所述的两个轴齿轮超越离合：其外轮及滚柱(33,68)由一个间隔套和四个止推环分别作各轴向之间定位，并且两个外轮上各有一销轴孔。

5．如权利要求1所述的自动助力车，其特征在于所述的中轴超越离合(37,40)：其内轮与中轴(39)一体或由曲柄(26)的大头端部插接固定

6．如权利要求1所述的自动助力车，其特征在于所述的壳体端盖(64)其中心部位和轴齿轮(30)轴两端定位处，可设套杯(60,32,62)。

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