TWM529654U - 腳踏車 - Google Patents

Description

腳踏車

本創作係有關於一種腳踏車，尤指一種具有動力輔助系統之腳踏車。

一般腳踏車是以腳踏方式前進，但騎乘者於腳踏車載重大或上斜坡時需耗費極大體力，致使騎乘者過度使用下肢，而在下坡時則以機械方式煞車，致使腳踏車容易因摩擦力過大而翻車。

於是，業界遂發展出電動輔助腳踏車之技術，如中華民國專利第554889號、中華民國專利第M339677號等係藉由力量感測器偵測腳踏作用力，再轉換成車速，之後命令馬達提供輔助動力，以達到輔助推進或阻擋之效果，特別是應用於前述腳踏車上、下坡的輔助。

惟，習知電動輔助腳踏車中，該力量感測器係設於車架或車輪上，故不易偵測到真實的腳踏作用力(即誤差大)，致使該馬達無法有效提供所需之輔助動力，且因需要架設力量感測器而需耗費工程資源(例如，需要變更原本腳踏車之整體結構以安置該力量感測器及其相關配備，才能進行偵測)。

因此，如何避免習知技術之問題，實已成目前亟欲解決的課題。

鑑於上述習知技術之缺失，本創作係提供一種腳踏車，係包括：車體，係包含輪組、帶動該輪組之傳動組件、及藉由曲柄樞接該傳動組件之腳踏板；感測設備，係架設於該曲柄上；以及動力設備，係電性連接該感測設備並帶動該輪組運動。

前述之腳踏車中，該感測設備係包含扭矩應變規、及用以處理該扭矩應變規之信號的控制器。例如，該扭矩應變規用以偵測腳踏板及曲柄之扭力。

前述之腳踏車中，該動力設備係包含信號接收器、驅動器及馬達，該感測設備係傳輸信號至該信號接收器，且該信號接收器將該信號傳至該驅動器，以令該驅動器控制該馬達運作。例如，該動力設備復包含用以偵測車速之編碼器，以將車速信號傳送至該信號接收器，供該信號接收器操控該馬達。

前述之腳踏車中，復包括設於該車體上供使用者操控該動力設備之人機介面。

前述之腳踏車中，復包括供電至該動力設備之電池。

前述之腳踏車中，復包括設於該車體上之感應發電裝置，藉由該腳踏板受踩踏所產生之作用力，使該感應發電裝置感應發電。例如，該感測設備係包含充電電池，以令該感應發電裝置供電予該充電電池。

前述之腳踏車中，該動力設備復包含陀螺儀，係用以偵測上坡或下坡之路況。

前述之腳踏車中，該車體係由複數支架組成。

由上可知，本創作之腳踏車係藉由將該感測設備架設於該曲柄上，以精確地偵測腳踏作用力，故相較於習知技術，本創作之動力設備能有效地提供所需之輔助動力，且無需變更原本腳踏車之結構，因而無需耗費工程資源，進而有利於量產。

1‧‧‧腳踏車

10‧‧‧車體

10a‧‧‧前段

10b‧‧‧後段

10c‧‧‧中段

100‧‧‧支架

101‧‧‧座墊

102‧‧‧後座

103‧‧‧照明組件

104‧‧‧反射片

11,12‧‧‧輪組

110,120‧‧‧輪圈

111,121‧‧‧輪轂

112,122‧‧‧金屬絲

113,123‧‧‧輪胎

13‧‧‧手把

14‧‧‧傳動組件

15‧‧‧腳踏板

16‧‧‧曲柄

2‧‧‧動力輔助系統

20‧‧‧感測設備

21‧‧‧動力設備

22‧‧‧電池

23‧‧‧感應發電裝置

230‧‧‧磁鐵

231‧‧‧矽鋼片

232‧‧‧線圈

24‧‧‧人機介面

第1圖係為本創作之腳踏車之立體前視圖；第2圖係為本創作之腳踏車之動力輔助系統之系統架構示意圖；以及第3圖係為本創作之感應發電裝置的側視示意圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本創作之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本創作之其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本創作可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本創作所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本創作所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如 “前”、“後”及“一”等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本創作可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本創作可實施之範疇。

第1及2圖係為本創作之腳踏車1之立體前視圖及動力輔助系統之系統架構示意圖。

如第1及2圖所示，所述之腳踏車1係包括一車體10、兩輪組11,12、一組手把13、一組傳動組件14以及一組腳踏板15，且該腳踏車1配置有一動力輔助系統2。

所述之車體10係定義有前段10a、後段10b及位於該前段10a與該後段10b之間的中段10c。

於本實施例中，該車體10係由複數如桿狀或管狀之支架100組成，且該中段10c之支架100上架設有一座墊101，並於該後段10b之支架100上設有一後座102。

再者，該前段10a之支架100上可選擇性地配設一如車燈之照明組件103，且該後段10b之支架100上亦可選擇性地配設反射片104或照明裝置(圖未示)。

所述之輪組11,12係分別配置於該車體10之前段10a與後段10b。

於本實施例中，各輪組11,12係包含一輪圈110,120、一設於該輪圈110,120中心之輪轂111,121、複數連接該輪圈110,120與輪轂111,121之輻射狀金屬絲(spoke)112,122以及環設於該輪圈110,120外緣之輪胎113,123。

所述之手把13係配置於該車體10之前段10a，並藉 由該支架100連接該前段10a之輪轂111，以操控該前段10a之輪組11之移動方向。

應可理解地，一般於該手把13上係設有至少一用以止擋該輪胎113,123轉動之剎車組件(圖未示)，且該剎車組件之剎車線於圖中省略，使圖式能清楚顯示本創作之主要結構特徵。另外，亦可依需求配設如車鈴之警示組件(圖未示)或變速系統之調整器(圖未示)。

所述之傳動組件14係配置於該車體10之中段10c與後段10b，且連接該後段10b之輪組12以帶動該輪組12運動。

於本實施例中，該傳動組件14係包含至少一設於該中段10c之支架100上的齒盤、至少一設於該後段10b之輪轂121上的齒輪、以及嚙合該齒盤與該齒輪之一鍊條。

應可理解地，該傳動組件14可依需求配設變速系統之齒輪組(圖未示)，使該鍊條可變換地嚙合該齒輪與該變速系統之齒輪組。

所述之腳踏板15係配置於該車體10之中段10c並藉由一曲柄16樞接該傳動組件14之齒盤。

於使用時，騎乘者(圖未示)踩踏各該腳踏板15，使各該曲柄16旋轉該齒盤，以令該鍊條帶動該齒輪旋轉，而轉動該後段10b之輪圈120與輪胎123，且同時騎乘者藉由操控該手把13而將該前段10a之輪圈110與輪胎113擺動至欲前進之方向，使該腳踏車1前進或轉彎。

再者，有關腳踏車之架構與形狀之種類繁多，並不限 於上述。

如第2圖所示，所述之動力輔助系統2係包括一感測設備20、一動力設備21、以及一用以提供該動力設備21所需電力之電池22。

所述之感測設備20係架設於該曲柄16上，且該感測設備20係包含一扭矩應變規、一電性連接該扭矩應變規之放大器、一電性連接該放大器之控制器、及一電性連接該控制器之傳輸裝置。

於本實施例中，該傳輸裝置係為無線式(如Wifi、Zigbee、bluetooth等)或有線式。

再者，有關感應設備之組成與形式之種類繁多，並不限於上述。

所述之動力設備21係為主機(如微電腦)，其配置於該車體10上並作動該輪組12，且該動力設備21係包含一信號接收器、驅動器、馬達、編碼器與解碼器，且各構件之位置可依需求設置於該腳踏車1上。

於本實施例中，該信號接收器係利用無線或有線方式接收該傳輸裝置之信號，並將所接收之信號經訊號處理後傳至該驅動器。該驅動器係用以帶動該馬達運作。該馬達係用以提供動力至該輪組12。該編碼器係用以偵測車速，並將車速信號傳送解碼器，該解碼器再將信號傳輸至信號接收器進行處理，以操控該馬達。

再者，有關動力設備21之組成與形式之種類繁多，並不限於上述。

又，可於該手把13上設置人機介面24，以供使用者操控該動力設備21(即主機)，且該人機介面可呈現車速、電量及相關數據，以供使用者參考。

於使用該動力輔助系統2時，如第2圖所示，當騎乘者踩踏該腳踏板15時，該感測設備20之扭矩應變規會偵測腳踏板15及曲柄16之扭力，並將所偵測到的扭矩信號經該放大器放大後，傳送至該控制器處理，之後由該傳輸裝置傳送至該動力設備21之信號接收器。接著，該信號接收器會處理該解碼器之車速信號與該傳輸裝置之信號，以判斷該驅動器應輸出多少動力而命令該馬達輸出所需之動力，使該輪組12加速或減速轉動，藉以給予騎乘者適當的輔助動力。

於一實施例中，所述之動力輔助系統2復包括一感應發電裝置23，係設於該車體10上並鄰近該曲柄16。具體地，如第3圖所示，該感應發電裝置23係包含一永久性磁鐵230、一矽鋼片231以及複數線圈232，以於騎乘者踩踏該腳踏板15時，踩踏作用力會週期性地經過該磁鐵230而感應該些線圈232發電，以供電至該感測設備20之充電電池，使該充電電池提供電量予該控制器。因此，該感應發電裝置23可節省該感測設備20之使用電量。

再者，有關感應發電裝置之組成與形式之種類繁多，並不限於上述。

於一實施例中，所述之動力設備21復包括一陀螺儀，係設於該車體10之任一位置上。具體地，該陀螺儀24係 用以偵測上坡或下坡之路況，以回傳斜坡角度至該信號接收器，使該信號接收器能計算出精確的水平傾斜角度資訊，再回授至該馬達以提供輔助動力。因此，當該腳踏車1進行上坡運動時，該馬達可提供騎乘者助力，令騎乘者能省力騎乘該腳踏車1；當該腳踏車1進行下坡運動時，該馬達可提供騎乘者阻力，以減緩該腳踏車1之車速。

再者，該腳踏車1於下坡路段時所產生之阻力的電流回充，可將其動能轉化為電能而將電能回收，以利用該馬達之反電動勢對該電池22進行充電，而延長該電池22之壽命及減少充電次數，使該動力輔助系統2之使用壽命更長。

又，有關陀螺儀之種類繁多，並無特別限制，故於此不詳述。

應可理解地，該感測設備20之控制器與該動力設備21之信號接收器均能將所接收之信號利用合適的演算法進行校正補償，以提供更佳精準的輸出動力指令至該動力設備21之驅動器。

綜上所述，本創作之腳踏車1係藉由將該感測設備20架設於該曲柄16上，以精確地偵測腳踏作用力，使該動力設備21能有效地提供該腳踏車1所需之輔助動力，且無需變更原本該腳踏車1之結構，因而無需耗費工程資源，進而有利於量產。

上述實施例係用以例示性說明本創作之原理及其功效，而非用於限制本創作。任何熟習此項技藝之人士均可 在不違背本創作之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本創作之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

1‧‧‧腳踏車

10‧‧‧車體

10a‧‧‧前段

10b‧‧‧後段

10c‧‧‧中段

100‧‧‧支架

101‧‧‧座墊

102‧‧‧後座

103‧‧‧照明組件

104‧‧‧反射片

11,12‧‧‧輪組

110,120‧‧‧輪圈

111,121‧‧‧輪轂

112,122‧‧‧金屬絲

113,123‧‧‧輪胎

13‧‧‧手把

14‧‧‧傳動組件

15‧‧‧腳踏板

16‧‧‧曲柄

20‧‧‧感測設備

21‧‧‧動力設備

22‧‧‧電池

23‧‧‧感應發電裝置

24‧‧‧人機介面

Claims (10)

1. 一種腳踏車，係包括：車體，係包含輪組、帶動該輪組之傳動組件、及藉由曲柄樞接該傳動組件之腳踏板；感測設備，係架設於該曲柄上；以及動力設備，係電性連接該感測設備並帶動該輪組運動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之腳踏車，其中，該感測設備係包含扭矩應變規、及用以處理該扭矩應變規之信號的控制器。
3. 如申請專利範圍第2項所述之腳踏車，其中，該扭矩應變規用以偵測腳踏板及曲柄之扭力。
4. 如申請專利範圍第1項所述之腳踏車，其中，該動力設備係包含信號接收器、驅動器及馬達，該感測設備係傳輸信號至該信號接收器，且該信號接收器將該信號傳至該驅動器，以令該驅動器控制該馬達運作。
5. 如申請專利範圍第4項所述之腳踏車，其中，該動力設備復包含用以偵測車速之編碼器，以將車速信號傳送至該信號接收器，供該信號接收器操控該馬達。
6. 如申請專利範圍第1項所述之腳踏車，復包括設於該車體上供使用者操控該動力設備之人機介面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之腳踏車，復包括供電至該動力設備之電池。
8. 如申請專利範圍第1項所述之腳踏車，復包括設於該車 體上之感應發電裝置，藉由該腳踏板受踩踏所產生之作用力，使該感應發電裝置感應發電。
9. 如申請專利範圍第1項所述之腳踏車，其中，該動力設備復包含陀螺儀，係用以偵測上坡或下坡之路況。
10. 如申請專利範圍第1項所述之腳踏車，其中，該車體係由複數支架組成。