TWM569303U - Magnetic power steering bicycle - Google Patents

Abstract

一種磁助動力人力踩踏車包含人力踩踏車，及磁助力發電機，人力踩踏車包括固定架，及輪組，輪組與固定架結合且能相對於固定架轉動，磁助力發電機包括磁力基座，及磁助力線圈組，磁力基座包括盤體，及磁鐵，盤體設置於輪組，磁鐵設置在盤體，磁助力線圈組與固定架固定且包括第一磁極，及第二磁極，並形成第一磁助磁力線及第二磁助磁力線，當磁鐵靠近第一磁助磁力線，磁鐵的運動方向與第一磁助磁力線形成的第一磁場的方向相同，當磁鐵遠離第二磁助磁力線，磁鐵的運動方向與第二磁助磁力線形成的第二磁場的方向相異。

Description

磁助動力人力踩踏車

本創作係關於一種磁助動力人力踩踏車，尤指利用一磁助力發電機使一人力踩踏車達到磁助推動而節省使用者力氣的磁助動力人力踩踏車。

騎著腳踏車慢慢的欣賞著沿路風景，不但可以細細欣賞景點的美，又不會產生碳足跡汙染環境，是一件既浪漫又環保的旅遊方式，但是路面高高低低，有上坡、有下坡、有平坦的路面，也有崎嶇的路面，錯綜交織的路線讓單車旅行多了一些困難度，尤其是上坡或是崎嶇的路面讓騎單車變成折磨，騎士需要耗費更多的力氣去踩踏腳踏車，才能驅使腳踏車前進。

因此，本創作之一目的，即在提供一種節省使用者踩踏力氣的磁助動力人力踩踏車。

於是，本創作磁助動力人力踩踏車包含一人力踩踏車，及一磁助力發電機。

該人力踩踏車包括一固定架，及一輪組。

該輪組與該固定架結合，且經由人力驅動而相對於該固定架朝一預定方向轉動，使該人力踩踏車移動。

該磁助力發電機包括一磁力基座，及至少一磁助力線圈組。

該磁力基座包括一盤體，及至少一磁鐵。該盤體設置於該輪組，當該輪組轉動時，該盤體跟著該輪組朝該預定方向旋轉，前述磁鐵以平行該盤體的徑向且設置在該盤體。

前述磁助力線圈組與該固定架固定且與該盤體的外緣保持間隔，前述磁助力線圈組包括與前述磁鐵電磁感應產生的一第一磁極，及一第二磁極，並形成保持一間隔的一第一磁助磁力線及一第二磁助磁力線，該第一磁助磁力線及該第二磁助磁力線的方向相反，該第一磁極鄰近該盤體，該第二磁極遠離該盤體，該盤體旋轉時，前述磁助力線圈組與前述磁鐵電磁感應而輸出一輸出電力，其中，當前述磁鐵接近前述磁助力線圈組時，前述磁鐵靠近該第一磁助磁力線，前述磁鐵的運動方向與感應產生該第一磁助磁力線形成的一第一磁場的方向相同，當前述磁鐵自靠近的前述磁助力線圈組遠離時，前述磁鐵遠離該第二磁助磁力線，前述磁鐵的運動方向與感應產生該第二磁助磁力線形成的一第二磁場的方向相異。

進一步，該磁助力發電機還包括至少一發電線圈組，前述發電線圈組與該固定架固定，前述發電線圈組與前述磁助力線圈組一起環繞該盤體的外緣並彼此串聯，前述發電線圈組包括與前述磁鐵電磁感應產生的一第三磁極，及一第四磁極，並形成一發電磁力線，且該第三磁極及該第四磁極分別與該盤體保持相同的一距離，該盤體旋轉時，前述磁助力線圈組及前述發電線圈組與前述磁鐵電磁感應而串聯輸出該輸出電力，其中，當前述磁鐵接近前述發電線圈組時，前述磁鐵的運動方向與感應產生的該發電磁力線形成的一第三磁場的方向相同。

進一步，該磁助力發電機還包括一設置座，該設置座設置於該固定架，前述磁助力線圈組設置於該設置座。

進一步，該人力踩踏車為一腳踏車，該固定架包括一前叉、一後上叉，及一後下叉中至少一者。

進一步，該固定架，及該輪組皆為非磁性材料所構成。

進一步，該磁助動力人力踩踏車還包含一照明燈，該照明燈設置於該人力踩踏車，且電連接該磁助力發電機以接收該輸出電力。

進一步，前述磁助力線圈組還包括一磁助繞線固定座，及一磁助繞線，該磁助繞線固定座為非磁性材料且具有一穿孔，該磁助繞線纏繞該磁助繞線固定座，前述磁助力線圈組與前述磁鐵電磁感應且在該穿孔的兩端分別形成該第一磁極及該第二磁極。

進一步，前述發電線圈組還包括一發電繞線固定座，及一發電繞線，該發電繞線固定座為非磁性材料且具有一穿孔，該發電繞線纏繞該發電繞線固定座，前述發電線圈組與前述磁鐵電磁感應且在該穿孔的兩端分別形成該第三磁極及該第四磁極。

根據上述技術特徵可達成以下功效：

1.該人力踩踏車藉由裝設該磁助力發電機使該等磁助力線圈組在發電的同時，還能分別產生該等磁吸力及該等磁推力，幫助該輪組轉動，以減輕使用者驅動該輪組轉動所需的力氣。

2.該等發電線圈組在發電的同時，也產生該等磁助力，幫助該輪組轉動，讓使用者不需耗費太多的力氣去驅使該人力踩踏車移動。

3.該磁助力發電機產生的該輸出電力更能供給該照明燈，不需再額外提供電力使該照明燈發光。

綜合上述技術特徵，本創作磁助動力人力踩踏車的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。

參閱第一圖，本創作磁助動力人力踩踏車的一實施例包含一人力踩踏車、一磁助力發電機1，及一照明燈2。

該人力踩踏車可為任何需人力踩踏來驅動的交通工具，例如：腳踏車、三輪車等。該人力踩踏車包括一固定架，及一輪組，該輪組與該固定架結合，且經由人力驅動而相對於該固定架朝一預定方向轉動，使該人力踩踏車移動，在本例中，該人力踩踏車為一腳踏車3，該固定架包括一前叉31、一後上叉32，及一後下叉33中至少一者，在本例中，以該前叉31做說明，該輪組34與該前叉31結合，且包括一輪轂341、多根輻絲342、一輪圈343，及一輪胎344。該輪轂341與該前叉31固定，該輪轂341可相對於該前叉31朝該預定方向轉動，該等輻絲342分別連接於該輪轂341與該輪圈343之間，該輪胎344包住該輪圈343，其中，該前叉31及該輪組34皆為非磁性材料所構成，在本例中，該前叉31、該輪轂341、該等輻絲342，及該輪圈343皆使用不銹鋼材質所構成。

參閱第二圖至第四圖，該磁助力發電機1設置於該前叉31與該輪轂341之間，且能將該輪組34(第一圖)轉動所提供的一動力轉化成一輸出電力輸出。須注意的是，在本例中，該磁助力發電機1的數量為一，且該磁助力發電機1裝設在該腳踏車3以騎士的視角來看的右前側，但不以此為限，所述磁助力發電機1的數量也可為二個，分別裝設在該腳踏車3以騎士的視角來看的左前側及右前側。該磁助力發電機1包括一磁力基座11、一設置座12、二磁助力線圈組13，及六發電線圈組14。

該磁力基座11包括一盤體111，及八個磁鐵112，該等磁鐵112的數量與該等磁助力線圈組13，及該等發電線圈組14加總的數量相同。

該盤體111設置於該輪轂341，當該輪組34轉動時，該盤體111跟著該輪轂341朝該預定方向旋轉，該等磁鐵112分別以平行該盤體111的徑向且間隔設置在該盤體111，並環繞該盤體111的中心，每一磁鐵112包括一S極，及一N極，在本例中，該S極遠離該盤體111的中心，該N極鄰近該盤體111的中心。

該設置座12設置於該前叉31，該等磁助力線圈組13及該等發電線圈組14設置於該設置座12，則該等磁助力線圈組13及該等發電線圈組14與該前叉31固定，且與該盤體111的外緣保持間隔，該等磁助力線圈組13及該等發電線圈組14環繞該盤體111的外緣，且分別對應該等磁鐵112的S極，使該盤體111、該等磁助力線圈組13，及該等發電線圈組14位於該設置座12的同一平面，其中，該等磁助力線圈組13分別設置在該盤體111的相反兩側。

參閱第四圖至第六圖，每一磁助力線圈組13包括一磁助繞線固定座131、一磁助繞線132、與該等磁鐵112電磁感應產生的一第一磁極M1，及一第二磁極M2。該磁助繞線固定座131為非磁性材料且具有一穿孔133，該磁助繞線132為一漆包線，該磁助繞線132以順繞線的方式纏繞該磁助繞線固定座131，且在該穿孔133的兩端分別形成該第一磁極M1及該第二磁極M2，鄰近該第一磁極M1的那一端為一線圈起繞端，鄰近該第二磁極M2的那一端為一線圈結繞端，該第一磁極M1的極性與該第二磁極M2的極性相反，該穿孔133分離該第一磁極M1、該第二磁極M2形成的磁力線，使該磁助力線圈組13形成保持一間隔的一第一磁助磁力線134，及一第二磁助磁力線135，該第一磁助磁力線134及該第二磁助磁力線135的方向相反，每一磁助力線圈組13的該第一磁極M1鄰近該盤體111，且該第二磁極M2遠離該盤體111。

發電線圈組14包括一發電繞線固定座141、一發電繞線142、與該等磁鐵112電磁感應產生的一第三磁極M3，及一第四磁極M4。每一發電線圈組14的結構與每一磁助力線圈組13的結構類似，該發電繞線固定座141為非磁性材料且具有一穿孔143，該發電繞線142也為該漆包線，該發電繞線142以順繞線的方式纏繞該發電繞線固定座141，且在該穿孔143的兩端分別形成該第三磁極M3及該第四磁極M4，鄰近該第三磁極M3的那一端為一線圈起繞端，鄰近該第四磁極M4的那一端為一線圈結繞端，該第三磁極M3的極性與該第四磁極M4的極性相反。每一發電線圈組14的該第三磁極M3及該第四磁極M4與該盤體111保持相同的一距離，須注意的是，該穿孔143分離該第三磁極M3、該第四磁極M4形成的磁力線，使該發電線圈組14形成保持一間隔的二發電磁力線144，但根據每一發電線圈組14相對於該盤體111的位置，只需考慮鄰近該盤體111的該發電磁力線144與該等磁鐵112的作用，為避免混淆，未作用的該發電磁力線144，圖未畫出。再要說明的是，該盤體111旋轉時，該等磁鐵112會先分別靠近該等第四磁極M4，再分別靠近該等第三磁極M3。

設置該等磁助力線圈組13及該等發電線圈組14時，使該等磁助力線圈組13的線圈起繞端分別指向對應的該等磁鐵112的S極，該等發電線圈組14的線圈結繞端分別指向對應的該等磁鐵112的S極。該等磁助力線圈組13及該等發電線圈組14彼此串聯，串聯的方式為從其中之該磁助力線圈組13的該線圈起繞端，使用該漆包線以順時針方向與相鄰的該發電線圈組14的該線圈結繞端相接，接著該發電線圈組14的該線圈起繞端再與相鄰的該發電線圈組14的該線圈結繞端相接，一直串接下去到最後一顆的該發電線圈組14的該線圈結繞端，第一顆開始接線的該磁助力線圈組13的該線圈結繞端與最後一顆接線的該發電線圈組14的該線圈起繞端不相接，且此二端輸出該輸出電力，需補充說明的是，也可使用該發電線圈組14當作開始串聯的起始點，且串聯的方向並無限定。

參閱第一圖，該照明燈2設置於該前叉31，且電連接該磁助力發電機1以接收該輸出電力，該照明燈2接收該輸出電力而發光。

參閱第一圖、第七圖，及第八圖，當騎士踩踏該腳踏車3的踏板時，驅動該輪組34轉動，該盤體111跟著該輪轂341朝該預定方向旋轉，該前叉31不轉動，該等磁助力線圈組13及該等發電線圈組14(第二圖)分別與該等磁鐵112電磁感應，而串聯輸出該輸出電力，其中，該等磁助力線圈組13的第一磁極M1感應為S極，該等磁助力線圈組13的第二磁極M2感應為N極，該第一磁助磁力線134及該第二磁助磁力線135的方向為從該第一磁極M1穿過該穿孔133(第四圖)到該第二磁極M2，再從該第二磁極M2外繞於該磁助繞線固定座131回到該第一磁極M1，當該等磁鐵112分別接近每一磁助力線圈組13時，該等磁鐵112會先靠近每一磁助力線圈組13的該第一磁助磁力線134，該等磁鐵112的運動方向與該等磁鐵112感應產生每一磁助力線圈組13的該第一磁助磁力線134形成的一第一磁場的方向相同，使每一磁助力線圈組13的第二磁極M2為N極隨著該第一磁助磁力線134跑至該第一磁極M1，則產生助於該盤體111朝該預定方向轉動的一磁吸力，此時，該等磁助力線圈組13皆產生一正電壓。

當該等磁鐵112分別自靠近的每一磁助力線圈組13遠離時，亦即該等磁鐵112自靠近的每一磁助力線圈組13的該第二磁助磁力線135遠離，該等磁鐵112的運動方向與該等磁鐵112感應產生的每一第二磁助磁力線135形成的一第二磁場的方向相異，使每一磁助力線圈組13的第二磁極M2為N極無法隨著該第二磁助磁力線135跑至該第一磁極M1，該第一磁極M1還是S極，則產生助於該盤體11朝該預定方向轉動的一磁推力，此時，該等磁助力線圈組13皆產生一負電壓。

參閱第九圖，該等發電線圈組14的第三磁極M3感應為S極，第四磁極M4感應為N極，該等發電磁力線144的方向為從該第三磁極M3穿過該穿孔143(第四圖)到該第四磁極M4，再從該第四磁極M4外繞於該發電繞線固定座141回到該第三磁極M3，當該等磁鐵112分別接近每一發電線圈組14的中心時，會先經過每一發電線圈組14的第四磁極M4，該等磁鐵112的運動方向與該等磁鐵112感應產生每一發電線圈組14有作用的該發電磁力線144形成的一第三磁場的方向相同，使每一發電線圈組14的第四磁極M4為N極隨著該發電磁力線144跑至該第三磁極M3，則產生助於該盤體111朝該預定方向轉動的一磁助力，此時，該等發電線圈組14皆產生該正電壓。

參閱第一圖、第二圖，及第四圖，因此，該等磁助力線圈組13不但能因磁場變化而發電，還能產生助於該盤體111轉動的該等磁吸力及該等磁推力，同樣的，該等發電磁力線144的快速流動，讓發電量增加之外，也使助於該盤體111轉動的該等磁助力很強，則該等磁吸力、該等磁推力，及該等磁助力進而幫助帶動該輪組34轉動，讓騎士因而能減輕施力於踩踏該腳踏車3的踏板，讓騎該腳踏車3更輕鬆，騎士只要輕輕一踩，該輪組34就有助力幫忙轉動，再者，該磁助力發電機1產生的該輸出電力供給該照明燈2，使該照明燈2發光。

需注意的是，該磁助力發電機1也可只包括一磁助力線圈組13，本例使用二磁助力線圈組13為較佳協助該磁力基座11平衡轉動的態樣。

綜上所述，該人力踩踏車藉由裝設該磁助力發電機1使該等磁助力線圈組13在發電的同時，還能分別產生該等磁吸力及該等磁推力，幫助該輪組34轉動，以減輕騎士驅動該輪組34轉動所需的力氣，再藉由該等發電線圈組14在發電的同時，也產生該等磁助力，幫助該輪組34轉動，讓騎士不需耗費太多的力氣去驅使該人力踩踏車移動，此外，該磁助力發電機1產生的該輸出電力更能供給該照明燈2，不需再額外提供電力使該照明燈2發光。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本創作之操作、使用及本創作產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本創作之較佳實施例，當不能以此限定本創作實施之範圍，即依本創作申請專利範圍及創作說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本創作涵蓋之範圍內。

(1)‧‧‧磁助力發電機

(11)‧‧‧磁力基座

(111)‧‧‧盤體

(112)‧‧‧磁鐵

(12)‧‧‧設置座

(13)‧‧‧磁助力線圈組

(131)‧‧‧磁助繞線固定座

(132)‧‧‧磁助繞線

(133)‧‧‧穿孔

(134)‧‧‧第一磁助磁力線

(135)‧‧‧第二磁助磁力線

(14)‧‧‧發電線圈組

(141)‧‧‧發電繞線固定座

(142)‧‧‧發電繞線

(143)‧‧‧穿孔

(144)‧‧‧發電磁力線

(2)‧‧‧照明燈

(3)‧‧‧腳踏車

(31)‧‧‧前叉

(32)‧‧‧後上叉

(33)‧‧‧後下叉

(34)‧‧‧輪組

(341)‧‧‧輪轂

(342)‧‧‧輻絲

(343)‧‧‧輪圈

(344)‧‧‧輪胎

(M1)‧‧‧第一磁極

(M2)‧‧‧第二磁極

(M3)‧‧‧第三磁極

(M4)‧‧‧第四磁極

[第一圖]是一側視圖，說明本創作磁助動力人力踩踏車的一實施例。 [第二圖]是一部分立體圖，說明該實施例的一磁助力發電機的設置位置。 [第三圖]是一部分前視圖，說明該實施例的該磁助力發電機的設置位置。 [第四圖]是一部分立體圖，說明該實施例的該磁助力發電機的結構。 [第五圖]是一示意圖，說明該實施例的該磁助力發電機的串接方式。 [第六圖]是一示意圖，說明該實施例的該磁助力發電機的的複數個磁助力線圈組，及複數個發電線圈組的磁力線方向。 [第七圖]是一示意圖，說明該實施例的該磁助力線圈組在一磁鐵靠近時的磁場變化。 [第八圖]是一示意圖，說明該實施例的該磁助力線圈組在該磁鐵遠離時的磁場變化。 [第九圖]是一示意圖，說明該實施例的該發電線圈組在該磁鐵靠近時的磁場變化。

Claims (8)

1. 一種磁助動力人力踩踏車，包含： 一人力踩踏車，包括 一固定架，及 一輪組，與該固定架結合，且經由人力驅動而相對於該固定架朝一預定方向轉動，使該人力踩踏車移動；及 一磁助力發電機，包括 一磁力基座，包括一盤體，及至少一磁鐵，該盤體設置於該輪組，當該輪組轉動時，該盤體跟著該輪組朝該預定方向旋轉，前述磁鐵以平行該盤體的徑向且設置在該盤體，及 至少一磁助力線圈組，與該固定架固定且與該盤體的外緣保持間隔，前述磁助力線圈組包括與前述磁鐵電磁感應產生的一第一磁極，及一第二磁極，並形成保持一間隔的一第一磁助磁力線及一第二磁助磁力線，該第一磁助磁力線及該第二磁助磁力線的方向相反，該第一磁極鄰近該盤體，該第二磁極遠離該盤體，該盤體旋轉時，前述磁助力線圈組與前述磁鐵電磁感應而輸出一輸出電力，其中，當前述磁鐵接近前述磁助力線圈組時，前述磁鐵靠近該第一磁助磁力線，前述磁鐵的運動方向與感應產生該第一磁助磁力線形成的一第一磁場的方向相同，當前述磁鐵自靠近的前述磁助力線圈組遠離時，前述磁鐵遠離該第二磁助磁力線，前述磁鐵的運動方向與感應產生該第二磁助磁力線形成的一第二磁場的方向相異。
2. 如請求項1所述之磁助動力人力踩踏車，其中，該磁助力發電機還包括至少一發電線圈組，前述發電線圈組與該固定架固定，前述發電線圈組與前述磁助力線圈組一起環繞該盤體的外緣並彼此串聯，前述發電線圈組包括與前述磁鐵電磁感應產生的一第三磁極，及一第四磁極，並形成一發電磁力線，且該第三磁極及該第四磁極分別與該盤體保持相同的一距離，該盤體旋轉時，前述磁助力線圈組及前述發電線圈組與前述磁鐵電磁感應而串聯輸出該輸出電力，其中，當前述磁鐵接近前述發電線圈組時，前述磁鐵的運動方向與感應產生的該發電磁力線形成的一第三磁場的方向相同。
3. 如請求項1所述之磁助動力人力踩踏車，其中，該磁助力發電機還包括一設置座，該設置座設置於該固定架，前述磁助力線圈組設置於該設置座。
4. 如請求項1所述之磁助動力人力踩踏車，其中，該人力踩踏車為一腳踏車，該固定架包括一前叉、一後上叉，及一後下叉中至少一者。
5. 如請求項1所述之磁助動力人力踩踏車，其中，該固定架，及該輪組皆為非磁性材料所構成。
6. 如請求項1所述之磁助動力人力踩踏車，還包含一照明燈，該照明燈設置於該人力踩踏車，且電連接該磁助力發電機以接收該輸出電力。
7. 如請求項1所述之磁助動力人力踩踏車，其中，前述磁助力線圈組還包括一磁助繞線固定座，及一磁助繞線，該磁助繞線固定座為非磁性材料且具有一穿孔，該磁助繞線纏繞該磁助繞線固定座，前述磁助力線圈組與前述磁鐵電磁感應且在該穿孔的兩端分別形成該第一磁極及該第二磁極。
8. 如請求項2所述之磁助動力人力踩踏車，其中，前述發電線圈組還包括一發電繞線固定座，及一發電繞線，該發電繞線固定座為非磁性材料且具有一穿孔，該發電繞線纏繞該發電繞線固定座，前述發電線圈組與前述磁鐵電磁感應且在該穿孔的兩端分別形成該第三磁極及該第四磁極。