TW453968B - Bicycle equipped with drive assist - Google Patents

Description

45396 8 五、發明說明（1) 發明之背f 發明之領域： 本發明係關於一種配備有 種自行車配備有驅動輔助器之：态2自行車，尤指— 以附著至—新穎自行車，且令丁=，其中驅動辅助器予 擺：支點，腳踏桿之運動執跡藉：：：：，轉傳動機構之 供：定驅動輔助器之輔助定時上2乎往復運動，— 腳踏桿，.並且其中來自腳踏力：：，力；测器予以附著至 入一控制器，藉以配置一高^声輸出通過一電線導 調整之聊踏力感測器。 又尚響應，不需要予以 相關技藝之說明: 远至目前’人們曾發展忐从-:f ’亦即可稱為馬達輔助自衧4 備：驅動辅助器之自 動辅助，’有—辅助電池操C助自行車 或ί輪1俾在自行車騎士.在對使用去r 馬達，附著至—前 載把之陡斜山坡騎乘自 仃車騎士）施加負 L 減少對騎乘自行車之使用者ΐ: 減低聊 孤；姑在°周即所允許之範圍内，笋嗯叙姑 輔助，檢測加至腳踏桿之腳踏器對使用者 輔助。在確定此輔助定時時，應；：值日”對使用者給予 力：使用者之腳踏力藉腳以最：：2 5置檢測腳踏 此目的，-種巳知之腳踏準確度予以測量。為 而在來自此腳踏力感測輸起m至腳踏桿 出超過-參考值時，便確定

第6頁 45396ε 五、發明說明（2) 必要驅動輔助器所完成之輔助。 在腳踏力感測器予以附著至腳踏桿，以測量加至腳踏桿 之腳踏力時，如習知情形使腳踏桿旋轉，因而來自腳踏力 感測器之輸出可不通過信號電線（電纜）予以傳輸，因為信 號電線將會干擾腳踏之旋轉運動。 為此原因，迄至目前，來自腳踏力感測器之.輸出藉一適 當裝置，諸如一滑動環予以傳至外面。然而，由於使用回 轉變換器機構，諸如滑動環，將輸出自腳踏力感測器傳至 外面，故發生腳踏力檢測裝置將會無可避免變為昂貴之問 題。 巳知一種配置不使用回轉變換器機構，而使用一傳動機 構，諸如凸輪將輸出自腳踏力感"測器傳至外面。然而，也 在此情形，由於使用包含機械傳滅器系統諸如若干凸輪之 配置，傳動準確度不足，並且響應速度也不足。而且，由 *- 於發生傳動損耗，並需要'增加之組合件，相互調整變為必 要，並且出現維修之問題= 發明之概述 本發明之一項目的為提供一種配備有驅動輔助器，可解 決上述問題之自行車。 特別是，根據本發明，一驅動辅助器予以附著至一新穎 自行車，其中一腳踏桿之運動軌跡可藉一有一擺動支點之 旋轉傳動機構，予以作成實際往復運動。而且，一供確定 驅動辅助器之輔助定時之腳踏力感測器，予以附著至腳踏 桿，並且來自腳踏力感測器之輸出通過一電纜傳輸至一控

第7頁 453968 五、發明說明（3) 制Is，藉以可作成配置古 一 踏力檢測裝置。 问’""·及局響應’無需調整之腳 根據本發明之一方面， 行車。此配備有驅動辅助器辅助器之自 著至一驅動輪，一靠近一勺人订車係由驅動輔助器附 所提供之鏈輪，一驅動:二車體之框架之底托座點 之間，一對腳踏桿有—180專之動裝置附著在鏈輪與一後輪 鏈輪與腳踏桿之一之間，以之相^差’一曲柄提供在該 部份用作腳踏桿之擺動支點所二：，及-滑動 以將根據腳踏桿之旋動之腳踏桿之-端^ 一腳踏力感測器附著至近似 通過鏈輪傳至後輪， 來自腳踏力感测器之輸之-部份， 動輔助器之控4制器，並且自行車控制;;=至—控制驅 來自腳踏力感測器之輸出:，*用：：“：其依據 辅助器裝置。 稀助°。作為腳踏驅動 踏力）通過曲柄傳至键 因此，自行車予以配 亦即’腳踏桿之運動 根據本發明，腳踏桿之旋轉力（腳 輪’並對擺動腳踏桿提供擺動支點， 置為致使腳踏桿實際執行往復運動c 軌跡自旋轉運動改變至往復運動。 由於腳踏桿之運動軌跡實際變成為往復運動，在附 :踏桿之腳踏力感測器檢測到聊踏桿之聊踏力來^ 踏力感測器之輸出可通過信號線路# f自 器之控制器4即，來自聊踏力：：上供驅動辅 4硎益之輸出可藉簡單

4 53 9 6 8 五、發明說明（4) ί ί Ϊ ^ ί =器。因此，由於腳踏力可以高準確度及高可 仏剩，故可準確檢測輔助定時。 附圖之簡要說明 圖1為命彳— 輔助器之自一当’.不一根據本發明之實施例，配備有驅動 圖2為側相国 _ 點之旋轉傳動’不一根據本發明之實施例，有-擺動支 圖3為略圖動機構在/份加大比例；.

圖4為略$ —在該日夺間所獲得之聊踏之運動執跡L 二：：圖，示旋轉傳動機構之尺寸 圖b為略hi — , 之主要j[w八/不一根據本發明實施例之腳踏力檢測裝置 之王妥。卩份在加大比例； 踏於圖5之略圖，示板據本發明其他實施例之腳 踏力仏測數置.之主要部份在加夫比例；以及 你1 m 3气相似於圖5之略® 根據本發明其他實施 曰檢測裝置之主1要部份在加大比例。 較佳實施例之說明 以下將麥照附圖，說明一種根據本發明之實施例，配備 有驅動輔助器之自行車。 附圖之圖1示一實施例’其中本發明予以應用於 穎自行車。 4 自仃車1 (3能使一腳踏桿在實際往復運動移動，以將加 至腳踏桿之腳踏力（旋轉力）傳至一驅動輪。為使腳踏桿能 在往復運動移動，自腳踏桿至鏈輪之旋轉傳動機構2〇予以 配置如一有擺動支點之旋轉傳動機構。

第9頁 45396 8 五、發明說明（5) ' 一— -：- 相1T招中古所Λ此身行車10包括一前輪1及—後輪2 ’其為 形4 ^ 仃車之驅動輪。前輪1及後輪2藉一對似三角 \二’予以聯結。把手5予以附著至前框架3侧面，及 一土座6予以附著至後框架4側面。 乂輪1之,軸1&予以旋轉式固定至一形成在柄7下部之叉形 ;刀3之尖端。把手5予以附著至柄7之上部，如一輪轉裝 罝。 Φ 杧來3之連接部份3a，3b，自一旋轉式固持柄7之 \ P伤3C水平及向下延伸。此等連接部份3a，3b之尖端 °伤予以連接至—包含後框架4之車座框架4c，並且其變 …近似平行於柄7。一車座6予以附著至車座框架4c，因而 使用者可根據需要適當調整車座，.之高度。 ，，气後框架4之二連接部份（連4框架）“，#，自二連 接部份3a ’ 31^延伸’並且此等連接部份4a，4b之尖端彼此 連接’從而水平固持後輪2之軸2a。一齒輪28予以附著至 轴2a ’以將自腳踏桿22所傳輸之旋轉力傳至一鏈輪26，通 過一驅動鏈27至齒輪2 ^鏈輪26之軸26a予以選擇作為一底 托座點（在框架3b及4c間之交點）。 腳踏桿2 2 R為線性桿（腳踏臂）。一對腳踏桿予以附著至 鏈輪26之左及右，而有一18〇。之相位差。在此實施例， 鏈輪2 6予以在驅動方向之右手側面附著至框架3，4。一曲 柄（曲柄臂）3 0 R予以在其在鏈輪2 6與腳踏桿2 2 R間之位置 附著至鏈輪2 6 ’從而將腳踏桿2 2 R之旋轉力通過此曲柄3 0 R 傳至鏈輪2 6。

第10頁 45396 8 五、發明說明（6) ' - -腳踏23R予以附著至腳踏桿22R之尖端部份，並且腳踏 桿之另一端侧面作用如一擺動支點。為此目的，如圖2中 所不，一滑動銷42R(或滑動滾柱）予以固定至腳踏桿22R之 另知=卩此滑動銷予以套入一包含滑動部份4 〇R之滑 動槽41R，並可在滑動槽41R内沿滑動槽41R在右及左方向 滑動。 滑動部份40R為連操部份（後框架）4b之外側面表面，並 且置於圖1中所示之驅動輪軸（連接前及後輪丨，2之軸之 線L)。在此實施例，線性滑動槽41 R包含滑動部份。滑 動銷42R予以套入滑動槽41R，而有很小間隙。滑動部份 40R可由一種適當材料，諸如無油金屬作成，藉以減少滑 動銷42R之滑動摩擦/ 一防塵外翻^未示）可覆蓋滑動槽 41R ,俾防止灰塵或類似者進入）f動槽4iR。而且’為減少 滑動槽與滑動+銷421^間之摩擦，滑動部份4〇R及滑動銷42r 可藉鏡敷予以處理。 ， ，腳=23R置於鏈輪26之上死點（最上點）時，桿3〇R也置 為貫際罪近上死點，並且滑動部份4 〇 R予以附著至連接點 4B之位置’以一種致使滑動銷42R實際置於在滑動槽41r 之中心部份（中心點）之方式予以選擇。因此，中心部份之 右手側面變成自上死點延伸至下死點（最下點）之運動軌 跡第一半週期C .腳踏週期），並且其左手側面變成自下死點 延伸至原來上死點之運動軌跡第二半週期。 “ 圖1示其中齒輪28予以在驅動方向之右手側面附著至自 行車10之配置。雖然旋轉傳動機構2〇諸如鏈輪26，腳踏桿

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453960 五、發明說明（7) 22R及曲柄30R予以配置在驅動方向之右 動機構20可予以配置在驅動方向之左手2面，但旋轉傳 關於旋轉傳動機構2〇，在驅動方向 ° 輪26及驅動鏈27，但在驅動方向之=手側面不提供鏈 22L，曲柄30L及滑動部份4〇L，為 1面提供腳踏桿 之评細配置，在本案將不分別予以說明、予稱件 在旋轉傳動機構20如以上所說明予以配 23R之腳踏力（腳踏力）通過曲柄3〇R傳至鏈輪^卩踏。 動鏈27在鏈輪26與後輪齒輪28之間延伸如；驅 置，傳至鏈輪26之旋轉力被傳i | & 驅動力傳動裝 而驅動自行㈣。被傳至齒輪28以驅動後輪2,從 圖3示在腳踏2 3R被腳踏力旋轉·一次時， 之運動執跡Q之實例。依鏈輪26，與曲柄3 比而定’腳—之運動軌跡〇在上下二J = 動或一種線性運動。 種圓形運 如圖3中所*，依在讀定各別諸點A，B，c，d時 得腳踏#22R之長度間之比（AB:BC)而定，運動軌 ς 變化如圓形運動，橢圓形運動及線性運動。鋏' \ ㈣綱]時，腳細可能在上下方向繪成 運動之運動軌跡Q。 '银 圖3示在圓形運動與線性運動中間之實例， 近乎糖圓形運動（幾乎為線性往復運動）之運動執跡q。， 了上死點及下死點，在腳踏23R之第二半週期時二 運動經證明變成幾乎線性運動，@在第—半週期時，口么

45396 五、發明說明（8) 形運動變成幾乎概圓形旋轉軌跡。 吾人曾在實際作法檢查以上各別諸點 卢你爾去 具有平均體型時（在使用者約為m厘^值° m者 2之直徑幾乎為2〇至26忖。因此，在^^時卜㈣肖1 ’ 數值（AB = 200至3 0 0毫米，BC=l〇〇至2〇〇 =形，圖4中所不之 毫幻為適當之數值。在該時間至⑽ 範圍約為100至250毫米，便為足夠。°伤權之滑動長度 吾人曾在數值為AB = 2 5 5毫米，BC = 17〇龙 ’β 米之狀況下作成實驗。實測結果之研究毛^希、典 毛 4〇R之滑動長度為150毫米。在該時間^ 部份 之橢圓形軌跡。 口人有圖3中所示 施加腳踏力至腳踏23R，藉以使鏈輪26旋轉， 踏桿22R之擺動支點在驅動輪軸〔差右方向滑動，τ吏腳 驅動力經由，動鏈2傳至後輪2時，使用者能驅動自3轉 。施加至相反側面之腳，踏23L(但未示）之腳踏力，仃η車“ 得相似之驅動力。雖然腳踏2 3 ( 2 3 R，2 3 L )之~ Α ^可獲 橢圓形執跡，但腳踏呈現一主軸長之橢圓形。因份呈現 之運動軌跡變成整個幾乎為直綾之運動軌跡Q ^ ，聊踏 因此，腳踏23 (23R，23L)之上下往復運動之範诸 致使使用者變成能更容易處理腳踏23 ^而且，由於，低， 踏23之腳踏力增加，腳踏23之旋轉扭矩增加，使彳^ σ至腳 能藉較小力驅動自行車1 〇。 于用者 而且，由於腳踏桿22(22R，22L)之擺動支點不是固_ 型’而是水平滑動型，即使在腳踏2 3旋轉一次時，定 卿踏之

第13頁 五、發明說明（9) 旋轉也變為平順。就此 證明腳踏Μ無法平順旋轉：：次在擺動支點為固定型時，經 在此實施例’如圓】中所__人 之自行車10 ,包括一附基不，具有此種往復運動腳踏捍 器44。驅動辅助器44在3 預定位置之驅動輔助 知電動馬達。此馬達之;走：m電池予以驅動之熟 轉傳動機構（未示），傳至轉^經由一包含凸輪及齒輪之旋 J得至—傳動輪46。 由於使，動輪46與後輪2之 ’ 轉力通過傳動輪46傳至德私9 ^ ^動馬違之方疋 桿22R之腳踏力合作弓區動白使用者可與加至腳踏 杆心】白刀。作驅動自行車1 〇。因此， 負載（腳踏幻。驅動辅助糾在其令包括有Λ Λ當元 件，諸如系：控制器之控制器4.8，以： 桿22R 器52 輔助定時件藉檢測加至腳踏桿22之腳踏力所確定 目的’如®中所示，一腳踏力感測器52予以附著至腳踏 。。可使用感測器諸如—種應變計，作為腳踏力感測 圖5不-根據本發明之實施例，使用此腳踏力 之腳踏力㉟測裝置50、在圖5中，在此實施例，腳踏： 測器52予以附著至腳踏桿22R之預定外週邊表面，力感 之實例，應變加至腳踏桿22R之週邊部份變^丄在例示 桿22R之外週邊表面靠近腳踏23R ’腳踏 接部份附近° 及腳踏桿之速 來自腳踏力感測器52之輸出，經由一信號雷 电琛輸出。在

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453981 五、發明說明（10) 此a施例’使用一 k號電線裝置5 4作為信號電線。此信號 電線裝置延伸至一固定區段56，諸如—附著至腳踏桿22R 之固定夹"電線裝置54藉固定區段56固定在腳踏桿22R。 來自固定區段56之信號電線及一提供在後框架4b之自行車 體之固定區段6 0，藉一例示之撓性電線裝置5 8予以連接。 可使用一有導承59之撓性電線裝置作為撓性電線裝置58 ’而有一保護器配置在其外表面，俾防止電線無意中捲繞 至滑動部份40R。如例示考膚腳踏桿22β之擺動長度，撓性 電線裝置58之長度予以選擇為長。一車體侧面電線裝置“ 另予以轉合至車體側面固定區段6 〇 ’並且此裝置之尖端予 以連接至圖1中所示之控制器4 8。 如以上所說明，在配置腳踏力._檢測裝置5 〇時，腳踏桿 22R作成近似上下往復運動，並·且擺動支點在滑動部份 4OR内左右滑声。因此，腳踏力感測器52予以附著至腳踏 桿22R之外週邊表面之—部份，並且來自此感測器之輸出 可導入控制器48 ^二電線裝置54，62可分別固定至腳踏桿 2 2 R側面及自行車體侧面。考膚撓性電線裝置5 8之擺動長 度’僅撓性電線裝置58之自由長度予以選擇致使允許一'"定 之容限度便為足夠。 ° 由於腳踏力感測器5 2露出至外面，腳踏力感測器可包括 一保濩裝置（罩盍）’供保護其本身，以防雨水及損壞。 由於來自腳踏力感測器52之輸出可通過信號電線直接供 給至控制器48，故可檢測加至腳踏桿22R之應變，而有高’、 準確度，南響應及低損耗。因此，使用者可更準確確定輔

助定時。當缺，山 值叙β怂味Γ 由於可配置腳踏力檢消 傳動；Γ、統堵如機姑禮 a . . ^ θ飛械傳感器系統及回轉變 疋直線之不昂責檢測裝置。 ^為相似於圖5之片段圖，並例示本 。„例說明腳踏力感測器52 侧之情形。 為此目的，腳踏桿22如例示在剖面為 感測器52如以上所說明，在相同位置， 份予以附著至腳踏桿22。㈣腳踏力感 通過腳踏側面之電線裝置54連接至固定 56用作内及外以及褒置固定構件之耦合 之固定區段56藉撓性電線裝置58：.予以 區段60。也在此情形，電線裝置5自之 允許一定之容限度。 、 特別疋’根據此配置，.由於腳踏 腳踏桿22R之内側，腳踏感測器志 . J林取芦 知，以防雨水。再者，由於腳踏力 桿之内側’保護裝置也變成不必要測 圖7 Α及7 Β示此本發明另—實施例。 種修改實例。如圖7 A，7 B中所示， 此 出通過滑動銷43R之内側導入後樞架 側’腳踏力感測器及後框架藉撓性^電 6 4及電線裝置6 6予以彼此連接。然& 接至外部固定區段6 0。 裝置50，而不使用 換器，故可實現不 發明之另一實施例 著至腳踏桿22R内 中空，並且腳踏力 在中空内壁之一部 測器5 2之輸出同樣 區段56。固定區段 構件。露出至外面 接至車體側面固定 度予以選擇為致使 測器5 2予以附著至 ί有可能之防範措 器予以附著至腳踏 實施例為圖6之一 腳踏力感測器之輸 在後框架4b之内 裝置58，固定區段 電線裝置66予以連 453968 五、發明說明（i2) 在此種配置，由 Ϊ所有可能之措施：: 應：Ϊ力傳動裝置2。可 4用於—包括旋轉力傳 動轨跡不异# — J个疋％轉運動， 往復運動。 雖然驅動鏈驅動系統 動裝置，但本發明可同 車，或一種軸驅動系統 根據本發明，使用具 辅助器藉以附著至自行 乎往復運動。同時，供 力感測器予以附著至腳 出予以導入控制器。 由於腳踏力感測器予 ^來自腳踏力感測器之 靠導入驅動輔助器之控 輸出可藉簡單之電線連 準確及高度可靠檢刹腳 其配置也簡單，益I不 器，及使用凸輪之機械 可不調整之實際益處· 出至外面之構件變少，"成可作 更可靠保護腳踏力感測器及電線裝 J種修改。特別是，本發明可 f置之自行車，*中腳踏桿之運 而是線性運動或橢圓形運動之幾乎 =上述實施例例示為如驅動功率傳 樣應用於-種皮帶驅動系統之自行 之自行車。 有擺動支點之旋轉傳動機構，驅動 車，其中腳踏桿之運動轨跡變為幾 確定驅動輔助器之辅助定時之腳踏 褚扣，亚且來自腳踏力感測器之輸 =附著至作幾乎往復運動之腳踏桿 輪=可藉信號電線（電線）簡單而可 制器。亦即，來自腳踏力感測器之 接傳至控制器。因此，由於可高度 踏力，故可準確檢測辅助定時。又 使用旋轉傳動機構諸如回轉變換 傳感器系統。然後有腳踏力感測养 本發明之較佳實施例業經參照附圖予以說明，但請予_

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Claims (1)

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   驅動功率傳動裝置，附著在鏈輪與— 一對腳踏桿，有一18〇。之相位差、； 輪之間； 一曲柄’提供在鏈輪及該腳踏桿之— 力傳至鏈輪；以及 之間’以將旋轉 一滑動部份，用作腳踏桿之擺動支點，复 腳踏桿一端之滑動銷，根據腳踏桿之旋·轉，”中一提供在 内滑動，以將根據腳踏桿之旋轉所產4 ’在滑動部份 I压土 万疋轉六 、 輪傳至後輪’一腳踏力感測器祕著至腳踏桿 ’通過鏈 近似往復運動，來自腳踏力感蜊_之輸出i~部份，其 供給至一控帝j器，其控制驅動輔助器，並且k /信號電線 來自腳踏力感測器之輸出 '，控制予以使用作自仃車依據 助器裝置之驅動輔助器之輔助定時。 〜腳踏驅動輔 2.如申請專利範圍第1項之配備有驅動辅助器 車，其中該腳踏力感測器予以在其應變大之仃 踏桿之外週邊表面。 彳者至腳 3.如申請專利範圍第1項之配備有驅動辅助器之自行 車，其中該信號電線為一電線裝置，並通過許多固定c裝置 及一撓性電線裝置連接至控制器。 ^ 4 ·如申請專利範圍第1項之配備有驅動輔助器之自行 車，其中該腳踏力感測器予以在其應變大之部份附著至腳

   O:\60\6029i.PTD 第19頁 4 53 9 6 8 六、申請專利範圍 踏桿之内週邊表面。 5.如申請專利範圍第4項之配備有驅動輔助器之自行 車，其中該腳踏力感測器提供在腳踏桿之内表面，並且一 連接電線裝置通過滑動部份之滑動軸連接至一後框架之電 線裝置，以及電線裝置予以導出至外面及連接至控制器。

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