專利名稱：輕型電動運載工具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種以蓄電池為能源的動力裝置與人力驅動相配合構成動力系統(tǒng)的運載工具。
現(xiàn)有以蓄電池為能源(其功率以用人力可以單獨驅動為限)的各種車輛分完全電動與人力、電力兩用的兩種，前者無人力驅動裝置，后者僅為啟動及電力驅動系統(tǒng)不能工作時使用，因人力驅動時的速度低于電力驅動裝置的速度，無法并行驅動。無論何種其電機均使用串激工作方式，行駛速度受(坡度、風向、載荷等)運行情況的影響變化很大。
本發(fā)明依據(jù)人力、電力的不同分配比例、行駛道路、運載對象的差別構成各種具有不同性能的運載工具(以下簡稱電池車)。電池車配備安全保障設施、工作狀態(tài)檢測裝置、自充電能量回收減速裝置。在各種(平原、丘陵、山區(qū)的)道路上都具有良好的經(jīng)濟性能。并行驅動可減少上坡時的電力驅動功率，自充電能使下坡時不超速和提高能源的利用效率。電池車使用拼裝結構，重要的電力驅動部作可徒手或用簡單工具裝、卸，便于搬運和維修。構成安全、經(jīng)濟、使用靈活、性能可靠、適應性強的完備電池車，應具有以下的功能和設施一、人力、電力并行驅動并行驅動可減少電能的消耗，增加行駛距離或減小電力驅動設施的功率，從而減輕電池車的自重，自重的減小更有利于人力驅動和搬運。單獨電力驅動可減輕體力的消耗。因此可依據(jù)多種不同的要求設計人力、電力不同分配比例的電池車。
二、電機串、并激倒換電池車啟動時以串激方式工作，提高啟動力矩，當車速達到一定(額定)數(shù)值時自動倒換成并激工件方式，電機轉速(基本)由施加電壓決定，負載(在額定范圍內(nèi))變化時轉速變化不大，運行狀況(坡度、風力、載荷等)發(fā)生變化時車速基本穩(wěn)定在額定值。處并激工作狀態(tài)的電機不會使電池車造成超速狀態(tài)。電池車設一開關，控制自動倒換電路使用與否，當其將自動裝置停用時電池車一直以串激方式工作，電池車處“增力”狀態(tài)，供上坡、逆風等需加大拖動能力時使用。
三、綜合檢測、控制系統(tǒng)在傳動機構中設置工作狀態(tài)檢測裝置，檢測人力、電力驅動是否施加于運載工具上、運載工具滑行與否，該信息經(jīng)控制電路綜合處理后完成以下功能1.啟動作好電動行車準備(鑰匙鈕開關置通……)后，施加人力驅動檢測開關動作，控制電路將電力驅動系統(tǒng)并入。
2.控制電機串、并激工作方式的轉換工作。
3.電力驅動無功切換并激工作方式的電(動)機在電池車處下坡、順風等情況下施加于電池車的作用力小于一定數(shù)值時，電力驅動檢測開關動作。電機電源切斷，電池車自動轉換成滑行狀態(tài)。
4.自充電轉換處滑行下坡狀態(tài)的電池車速度高于某一數(shù)值時，自動給電池充電，以消耗部份能量，減低車速。當車速低于一定數(shù)值時自動停止充電。
5.低效指示在人力、電力并行驅動時，當電機效率下降到設定數(shù)值時，低效指示燈亮，提供駕駛者調(diào)正用力程度，減少無效勞動。
四、自充電、能量回收、減速裝置電池車行駛在水平路面時，電機輸出的功用于克服各種阻力造成的功耗，行駛在下坡路段時因車身重心在行駛過程中處于下降狀態(tài)，電機功耗降低，在坡度達一定數(shù)值時工作在并激狀態(tài)下的電機將不輸出給電池車動力，檢測開關動作，電池不再向電機供電，當坡度再增加時電池車將出現(xiàn)超速現(xiàn)象，(下坡超速危險更大)，此時將電機倒換成發(fā)電狀態(tài)，其電能向電池充電，即可減少行車速度，也可將該能量回收。倒換是自動進行的，車速高于額定速度一定數(shù)值后即“充電速度”時，電機向電池充電，降到設定數(shù)值時停止充電。
五、電動、發(fā)電的變速比倒換裝置若要電機在電動時施加的電壓和發(fā)電時輸出電壓相等，可用提高發(fā)電時電機的轉速實現(xiàn)，電池的充電電壓高于放電電壓，因此電機用于充電時的轉速還應提高，為在額定速下正常充電(正常充電才能達到減速的目的)，電機處自充電、電動狀態(tài)時應有不同的變速比，并在自充電、電動電氣倒換的同時進行倒換。
使用在不同道路(平原、丘陵、山區(qū)等)地區(qū)的電池車，自充電變速比不應相同。適當?shù)淖兯俦炔拍艿玫筋A期的減速效果。
六、行駛速度、距離綜合檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng)由取樣裝置和多功能里程表組成。假設車速為X公里/小時時，則每秒車速為 1000/3600 X米/秒＝0.278X米/秒，若安裝在車輪上的傳感器每行駛0.278米發(fā)出一個取樣脈沖，這樣每秒發(fā)出的脈沖數(shù)與每小時行駛公里數(shù)相同，因此以秒為取樣周期測得的脈沖數(shù)即為每小時行駛公里數(shù)。此值用數(shù)字顯示器顯示出，便構成了電子數(shù)字里速表。若在單位距離(0.278米)內(nèi)增加取樣脈沖數(shù)或加長取樣周期的時間，檢測精度即可相應提高到(公里數(shù)的)小數(shù)點以下。記程(表)電路將脈沖數(shù)累計起來，以行駛距離為單位進行記錄，并用電子數(shù)字顯示器顯示出累計結果，記程表具有清零功能。每當累計行駛距離為機構將機械記數(shù)器的最小讀數(shù)時，該電路發(fā)出一電的信號，此信號通過電器機構將機械記數(shù)器增加相應數(shù)值。此記數(shù)器即為總行駛里程表。對取樣周期內(nèi)的脈沖數(shù)目進行檢測，當其值為設定(每小時公里)數(shù)值時，發(fā)出相應的信息在額定速度時發(fā)出“達速”信息，供電機串、并激倒換用;在達到最高準許速度時發(fā)出“充電”信息，該信息在車速降到設定值時終止，供處下坡、滑行狀態(tài)的電池車自充電、減速用;在最高限定速度時，發(fā)出“超速”信息，在低于設定下限速度時終止，該信息供“超速顯示器”及“報警設施”用，“報警設施”可發(fā)出聲光提醒駕駛者。
七、超速顯示器在電池車前部明顯位置設超速顯示器，位于電池車前方的觀察者能明確看出是否發(fā)出了超速信息，顯示器用色差較大的顏色分別構成“超速”、“未超速”圖案，在行駛速度檢測系統(tǒng)發(fā)出的“超速”信息的作用下顯示器處“超速”狀態(tài)。在“超速”信息終止后，可人工(或自動)復位，使用人工復位的顯示器應具備在正(啟動)、負(剎車等)加速度的作用力下及斷電后不改變其顯示狀態(tài)的功能，以備發(fā)生事故時，供現(xiàn)場分析用。
八、便攜速度檢測附件速度檢測裝置是供檢查人員對電池車速度表、超速顯示器等儀表準確程度進行檢定的儀器，它的核心部分由兩只承載電池車驅動輪的滾桶和指示滾桶表面速度(單位公里/小時)的儀表構成，使用時將電池車的主動輪放在滾桶上，電池車處“增力”工作位置，開動電池車，檢查車上的儀表準確程度。
九、用電池中點和電機中點相聯(lián)與否實現(xiàn)串、并激轉換電池車設有兩組相同的電池組，串聯(lián)向電機供電，電機以串激方式聯(lián)接，電池、電機中不聯(lián)接時電機以串激方式工作，中點聯(lián)通后，電樞、勵磁繞組分別由各自的電池組供電，勵磁電流不再隨電機轉速變化，電機的聯(lián)接方式?jīng)]有改變，供電方法變了，不再具備串激電機(因勵磁電流隨轉速變化造成的)轉矩隨轉速變化的特性，實際處并激工作狀態(tài)。
十、電池串聯(lián)放電，并聯(lián)充電，在非工作狀態(tài)時電池處并聯(lián)狀態(tài)電池車的電機工作在并激狀態(tài)時兩組電池會出現(xiàn)不平衡狀態(tài)，在非工作時兩電池組并聯(lián)可以使放電少的電池向放電多的電池定壓充電，借此得到電壓均衡。電池并聯(lián)充電可使兩組電池得到相同的電壓。拼裝結構可使兩電池組容易更換位置，使電池組基本處于平衡的充、放電狀態(tài)。
十一、降壓調(diào)速部件在電池向電機電樞的供電線路中串進可變電壓降的部件，該部件受駕駛者控制電壓降的大小，產(chǎn)生壓降大時電機施加電壓減小，速度變慢。此部件在電機處串、并激狀態(tài)時均可對電樞電壓進行調(diào)正。部件處非最低電機工作電壓時，不能啟動控制電路。
十二、拼裝結構由固定在電池車上的承載部件和與其對應的拼裝部件構成電池車的電池、電機及重要(價值高)的拼裝部件裝在固定于電池車上的承載部件上，只需徒手或用簡單工具便可裝、卸。當拼裝部件卸下后成為人力運載工具，故電池車可用現(xiàn)有人力運載工具改制而成。拼裝部件通過鎖定接口、傳動接口、電氣接口與承載部件相聯(lián)成為電池車的一部分。鎖定接口是將拼裝部件固定在承載部件上的活動聯(lián)結機構，通過它裝、卸拼裝部件;傳動接口是傳遞機械運動的活動聯(lián)結機構，通過它將拼裝部件的“使用功能”作用于電池車上;電氣接口用于拼裝部件與電池車電的聯(lián)結。拼裝部件除具備上述三個接口外還設有供裝、卸、搬運的握、持構件，供放置保管用的支撐構件。關鍵部件的鎖定接口裝設防護鎖，必須用鑰匙才能將拼裝部件卸下。拼裝部件的核心部分是不便加工配制“接口”的標準件構成時，將該標準件在為其制作的拼裝載體上，再連同拼裝載體一起拼裝在電池車(的承載部件)上。拼裝載體設有與承載部件聯(lián)接的接口和握持、支撐構件，同由標準件構成的核心構成完整的拼裝部件。拼裝結構具有以下優(yōu)點1、只有少量附件固定車上，行車時用不著的配件，可不裝之(如外充電設備只有在常時間出行時才裝在車上)以減輕重量，增加行駛距離。對于可有可無的部件可省略之，以減少購置費用。
2、拼裝結構可適用于多種類型的車輛，只需在車上裝上少量固定附件，多(輛)種車就可以共用一(或多)套設備，即節(jié)省開支也提高設備的利用率(數(shù)套間的相同附件可相互換用)和完好率。
3、拼裝結構將電池車化整為零易于搬運和維修。
4、關鍵部件可以用備件(如電池等)倒換使用，提高設備的使用效率。
十三、控制、顯示、操作儀表盤上設有電壓表;低效、定速、達速指示燈;鑰匙鈕、“增力”、“剎車”開關;行駛速度、距離綜合檢測和超速告警等設施。儀表盤設置在運載工具的車把上。
十四、操作任何一組剎車裝置均能使剎車開關動作。
實施例(1)并行驅動電池車電池車用現(xiàn)有自行車(或其它以人力為動力的車輛)裝配上電動驅動設施而成，它具有兩套獨立的(人力、電力)驅動系統(tǒng)。在原有的人力驅動系統(tǒng)中(

圖1)加一工作狀態(tài)檢測開關〔8〕，動力輸出鏈輪〔1〕和人力驅動鏈輪〔2〕用鏈條〔9〕連接，在彈簧〔6〕的拉力下、擺動架〔5〕上的壓緊輪〔4〕壓在鏈條的緊邊上，人力不驅動時，鏈條上部被壓緊。在人力驅動的情況下鏈條被拉直，擺動架〔5〕轉動(虛線)將開關〔8〕接通，電池車(圖2)鑰匙鈕開關〔20〕接通時，行車繼電器〔14〕動作(電池〔18〕(+)→開關〔77〕→開關〔8〕→二極管〔34〕→繼電器〔14〕→開關〔21〕→開關〔20〕→電池〔18〕(-)，電池〔18〕、〔19〕串聯(lián)，(電池〔18〕(-)→繼電器〔14〕接點(b)→電池〔19〕(+))向電機供電(電池〔18〕(+)→繼電器〔14〕接點(a)→電機(+);電機(-)→電池〔19〕(-))，電機工作后設在電力傳動系統(tǒng)內(nèi)的檢測開關動作(圖3)，由于電機輸出軸〔39〕與驅動輪〔45〕之間的扭力增加，其間的彈簧〔40〕被壓縮，軸〔39〕與驅動輪〔45〕之間產(chǎn)生角位移(虛線所示)，隨軸〔39〕轉動的電刷〔41〕與隨驅動輪〔45〕轉動的接點〔42〕的相對位置也發(fā)生變化，電刷與接點(Ⅰ)斷開，與(Ⅱ)接通。旋轉中的接點〔42〕經(jīng)集流環(huán)〔43〕從固定在機座上的電刷〔44〕聯(lián)接到電路上。開關〔8〕與接點〔42〕(Ⅱ)并聯(lián)(圖3)，電機啟動(接點〔42〕(Ⅱ)通)后，開關〔8〕即使斷開(人力不驅動)繼電器也不會釋放。駕駛者通過操作裝置改變降壓調(diào)速部件〔76〕產(chǎn)生的電壓降，當其值大時電機電壓低、轉速慢，反之電機電壓高、轉速快。調(diào)速部件〔76〕處壓降最大位置時，聯(lián)動開關〔77〕處通態(tài)，當其離開最大壓降位置時開關〔77〕斷開，在(電驅動)啟動時，應在開關〔77〕處通態(tài)(調(diào)速電路壓降最大，電機電壓最低。)，否則電池車不能(電驅動)啟動。電池車啟動后，接點〔42〕(Ⅱ)將正電位送到繼電器〔14〕，同開關〔8〕一樣開關〔77〕斷開后，經(jīng)接點〔42〕(Ⅱ)保持，電池車保持在電力驅動狀態(tài)。調(diào)正調(diào)速部件〔76〕將其壓降減小，電機轉速增高。當車速達設定(額定)值時，里程表〔32〕(b)發(fā)出正電位，達速指示燈〔38〕亮，在增力開關〔25〕設置在非“增力”狀態(tài)時(開關〔25〕置通)，繼電器〔33〕動作，(里程表〔32〕(b)→開關〔25〕→繼電器〔33〕→電池〔18〕(-))，電池〔18〕、〔19〕中點與電機中點經(jīng)繼電器〔33〕接點(a)接通，電樞〔16〕、勵磁繞組〔17〕分別由電池〔18〕、〔19〕供電，電機倒換成并激工作方式。調(diào)正調(diào)速部件〔76〕改變電樞上的電壓，便可得到所須速度。部件〔76〕上的電壓降最小時，電池車處額定速度。
繼電器動作后，定速指示燈〔26〕亮(電池〔18〕(-)→繼電器〔33〕(b)→指示燈〔26〕→接點〔42〕(Ⅱ)→電池〔18〕(+))，此時若用人力并行驅動(圖1)，當作用力作用于彈簧〔6〕上的力大于彈簧拉力時，電機效率下降(其值由彈簧剛度大小而定)到某值時，開關〔8〕閉合，低效指示燈〔27〕亮(經(jīng)二極管與燈〔26〕并聯(lián))。在人力、電力并行驅動時以此燈不亮或閃動的情況下電機效率高。二極管〔34〕是在開關〔8〕閉合時能啟動繼電器〔14〕，而接點〔42〕動作時，指示燈〔27〕不會誤亮。在上坡或頂風等情況下，將開關〔25〕放在“增力”(斷開)位置，電機(總)處于串激工作方式，以增加電力驅動力。
在開關〔25〕置“增力”而電池車處輕載或人力輔助驅動的情況下，電池車速度達最高限定速度時，里程表〔32〕(a)端輸出高電位使超速顯示器〔35〕顯示出超速狀態(tài)。
要停止電力驅動時，操作一下剎車裝置(剎車開關〔21〕動作，剎車燈〔22〕亮)或關斷鑰匙鈕開關〔20〕，繼電器〔14〕釋放，電機便與電源斷開，電池〔18〕、〔19〕并聯(lián)(電池〔18〕(+)→繼電器〔14〕a→電池〔19〕(+);電池〔18〕(-)→繼電器〔14〕b→電池〔19〕(-))。
電機停止工作后(圖3)，驅動輪〔45〕與軸〔39〕間的扭力減小，在彈簧〔40〕的作用力下接點〔42〕復位(處Ⅰ檔位置)，即使開關〔21〕復位、開關〔20〕接通，電機也不會重新工作。
電壓表〔24〕用于檢查電池電壓。外充電端子在停車時(兩組電池并聯(lián))充電用。鑰匙鈕開關〔20〕為行車總電源開關。
實施例(2)自充電、能量回收減速電池車帶有自充電、能量回收減速裝置的電池車，人力、電力合用一套傳動系統(tǒng)，(圖4)動力輸出鏈輪〔1〕、人力驅動鏈輪〔2〕、電力驅動鏈輪〔3〕和置于擺動架〔5〕上的導向鏈輪〔10〕、〔11〕均與封閉鏈條〔9〕相連，擺動架〔5〕能以鏈輪〔3〕的軸心為圓心轉動，在彈簧〔6〕的作用力下擺動架與限位釘〔13〕接觸，與擺動架用活節(jié)相聯(lián)的連桿〔7〕使開關〔23〕處Ⅰ檔位置，當車輛行駛在下坡或順風情況下，(電力未驅動)車輪帶動鏈輪〔1〕順時針轉動，鏈輪〔1〕通過鏈條拖動其它鏈輪轉動，由于人力驅動軸〔37〕與人力驅動鏈輪〔2〕之間設有棘輪機構，軸〔37〕不隨著轉動，電力驅動鏈輪〔3〕帶動電機傳動機構成為負載，鏈輪〔1〕、〔2〕、〔10〕、〔3〕之間的鏈條被拉緊，鏈輪〔3〕、〔11〕、〔1〕之間成為松邊，鏈輪〔10〕作用于擺動架上的力使開關〔23〕穩(wěn)定的處Ⅰ檔(充電、滑行、停車)位置。當人的作用力加到軸〔37〕時、棘輪機構使鏈輪〔2〕順時針轉動，動力輸出鏈輪〔1〕成為負載，鏈輪〔2〕、〔10〕、〔3〕、〔11〕、〔1〕間的鏈條被拉緊，鏈輪〔11〕對擺動架產(chǎn)生(順時針方向)作用力，當其值與鏈輪〔10〕、彈簧〔6〕作用于擺動架的(反時針方向)作用力平衡時(圖5)開關處Ⅱ檔(啟動)位置。電機電源被接通，電力驅動鏈輪〔3〕成為主動輪，鏈輪〔3〕、〔11〕、〔1〕間的鏈條拉力增大，鏈輪〔11〕作用于擺動架的(順時針方向)作用力增加，擺動架順時針轉動，當人不再給軸〔37〕作用力時，開關〔23〕處Ⅲ檔位置，(圖6)擺動架被限位釘〔12〕擋著，電池車處電力驅動狀態(tài)。
電器部分如(圖7〕所示，電池車處停車(圖4)狀態(tài)時，開關〔23〕處Ⅰ檔位置，電池〔18〕、〔19〕并聯(lián)(電池〔18〕(+)→開關〔23〕(b)→電池〔19〕(+);電池〔18〕(-)→開關〔23〕(c)→電池〔19〕(-))。充電選擇開關〔30〕處“外充電”時，通過外充電端子給電池充電。開關〔30〕處“內(nèi)充電”時將電池〔18〕、〔19〕正極接到調(diào)節(jié)器〔31〕電池端子，接受(處發(fā)電狀態(tài)的)電機發(fā)出的電能(電樞(+)→繼電器〔15〕接點(a)→調(diào)節(jié)器〔31〕電樞端子;電樞(-)→開關〔23〕(a)→勵磁繞組(-)→電池(-))。調(diào)節(jié)器〔31〕勵磁(電壓輸出)端子經(jīng)充電繼電器〔29〕接點向勵磁繞組(+)供電，在電池車處下坡滑行狀態(tài)(Ⅰ檔位置)且車速達“充電速度”時，繼電器〔29〕動作(電池(+)→開關〔30〕→繼電器〔29〕→里程表(c)處負電位)，電機有勵磁電流，電樞產(chǎn)生電壓，電池處充電狀態(tài)。車速降到設定速度時，里程表〔32〕(c)低電位消失，繼電器〔29〕釋放，勵磁電流中斷，電樞輸出電壓低，不再給電池充電，電池車處滑行狀態(tài)。
開關〔23〕工作在(圖5)Ⅱ檔位置時，電池〔18〕、〔19〕串聯(lián)(電池〔18〕(-)→開關〔23〕(c)→電池〔19〕(+))。電機按串激方式聯(lián)接(電樞〔16〕(-)→開關〔23〕(a)→勵磁繞組〔17〕(+))。鑰匙鈕開關〔20〕接通時，繼電器〔15〕動作(電池〔18〕(+)→開關〔23〕(b)→二極管〔34〕→聯(lián)動開關〔77〕→繼電器〔15〕→剎車開關〔21〕→開關〔20〕→電池(-))，繼電器〔15〕動作后，自保接點(b)取代聯(lián)動開關〔77〕向其供電，電池串聯(lián)向電機供電(電池〔18〕(+)→開關〔30〕→調(diào)速部件〔76〕→繼電器〔15〕(a)→電樞(+);勵磁繞組(-)→電池〔19〕(-))，電機工作后，停止人力驅動(圖6)，開關〔23〕轉換到Ⅲ檔，(開關〔23〕(b)在轉換過程中，有一Ⅱ、Ⅲ接點同時接觸過程，以消除繼電器的抖動現(xiàn)象)電池車運行在電力驅動狀態(tài)下。定速繼電器〔33〕動作(原理同實施例1)后，電池中點與電機中點相聯(lián)，(電樞(-)、勵磁繞組(+)→繼電器〔33〕(a)→電池〔18〕(-)，開關〔23〕(c)→電池〔19〕(+))，電機以并激方式工作。
在人力、電力并行驅動時(圖5、6)，人力驅動力達某值時(其值隨彈簧〔6〕剛度大小而變)電機效率下降，開關處Ⅱ檔位置，低效指示燈亮。
指示燈〔26〕、〔27〕、〔38〕、剎車燈〔22〕、電壓表〔24〕、二極管〔34〕、里程表〔32〕、顯示器〔35〕、調(diào)速部件〔76〕、聯(lián)動開關〔77〕、傳感器〔49〕等的原理同實施例1。
此種電池車的傳動系統(tǒng)也可向實施例1那樣，人力、電力各有一套驅動裝置，其電器部分在“例1”(圖2)的基礎上增加充電設施(圖8)，開關〔30〕、調(diào)節(jié)器〔31〕的作用與圖7相同，電池車處下坡滑行(接點〔42〕(Ⅰ)導通)、車速達“充電速度”時，充電繼電器〔28〕動作(電池〔18〕(+)→開關〔30〕→接點〔42〕(Ⅰ)→繼電器〔28〕→里程表〔32〕(e)，處負電位)，電機處發(fā)電狀態(tài)，電樞(+)經(jīng)繼電器〔28〕(a)向調(diào)節(jié)器供電，勵磁繞組有電流流過(調(diào)節(jié)器〔31〕磁場→勵磁繞組→繼電器〔28〕(b)→電樞(-))，電池并聯(lián)充電(調(diào)節(jié)器〔31〕電池→開關〔30〕→電池〔18〕(+)→繼電器〔14〕(a)→電池〔19〕(+);電池〔18〕(-)→繼電器〔14〕(b)→電池〔19〕(-)，勵磁繞組(-)→繼電器〔28〕b→電樞(-))。里程表〔32〕c負電位消失后，繼電器〔28〕釋放，電機按串激方式聯(lián)接(電樞(-)→繼電器〔28〕(b)→勵磁繞組(+))，電樞(+)通過繼電器〔28〕(a)、調(diào)速部件〔76〕接到繼電器〔14〕(a)，完成電力驅動的準備。
為使運行在發(fā)電狀態(tài)的電池車能在額定速度下正常給電池充電，在電力驅動傳動系統(tǒng)中加入充、放電變速裝置(圖8a)齒輪〔71〕、〔72〕間的變速比大于〔73〕、〔74〕間的變速比，在發(fā)電(圖4開關〔23〕處Ⅰ檔位置)時，連桿〔7〕通過撥叉〔75〕使〔71〕、〔72〕嚙合，在電力驅動(圖5、圖6開關處Ⅱ、Ⅲ檔位置)時，連桿〔7〕通過撥叉〔75〕使〔73〕、〔74〕嚙合(虛線所示)。
具有兩套(人力、電力)驅動裝置的電池車，工作狀態(tài)檢測裝置取的是旋轉變量(圖3)，充、放電變速裝置(圖8b)的倒換機構也利用該旋轉變量工作，電機輸出軸〔39〕與電力驅動輪〔45〕間處復位狀態(tài)(接點〔42〕(Ⅰ)通)時，與電機輸出軸〔39〕聯(lián)動的螺桿〔47〕同與電力驅動輪〔45〕聯(lián)動的螺母〔48〕之間相對軸向位置使齒輪〔71〕、〔72〕嚙合;在軸〔39〕與輪〔45〕之間的彈簧〔40〕被壓縮時，與軸〔39〕聯(lián)動的螺桿同與輪〔45〕聯(lián)動的螺母之間產(chǎn)生旋載變量，當接點〔42〕(Ⅱ)接通時，螺桿與螺母間的軸向位移使齒輪〔73〕、〔74〕嚙合(虛線位置)。
電機用拼裝結構安在電池車上(圖10)，承載板〔78〕用固定板〔79〕固定在車架〔80〕上，承載板上的鎖定孔〔81〕是承接拼裝部件電機〔89〕上的鎖定接頭〔82〕用的，拼裝時手持電機將接頭〔82〕的頭部穿進與其對應的鎖定孔〔81〕內(nèi)，順時針轉動電機，使接頭的頸部進入鎖定孔的窄槽內(nèi)，電機被鎖緊，此時電機上的鎖槽〔91〕與鎖〔92〕的鎖舌對齊，鎖〔92〕用鉚接等(用簡單工具不可拆卸的)方法固定在承接板〔78〕上，用鑰匙操作鎖舌確伸縮，當鎖舌進入鎖槽內(nèi)時電機便被鎖在電池車(的承載板)上，非用鑰匙不能卸下。此時電機聯(lián)線通過電機上的接點〔84〕和承接板上的接點〔83〕接到電池車控制電路，構成電氣接口。接點〔83〕、〔84〕用絕緣構件與機殼(架)切斷電氣聯(lián)接，并裝有壓縮彈簧使接點接觸時有軸向壓力，接點的接觸面中間突起，避免拼裝(旋轉)相碰卡死和有一定軸向壓縮行程。傳動接口由電機動力輸出軸〔86〕和活節(jié)套〔87〕構成，軸伸到套〔87〕中，軸上的鍵形凸起〔86〕放在套〔87〕的凹槽〔88〕內(nèi)，將電機的“使用功能”用于電池車上電動時將電機的轉動力矩傳給電池車;發(fā)電時將車的轉矩傳給電機。電機上設有握持構件〔90〕供裝、卸、搬運之用，鎖定接頭〔84〕兼作電機的文撐構件，在電機從車上取下放置時當支腳用。蓄電池用現(xiàn)有的標準件，通過拼裝載體裝在電池車(承載部件)上(圖11)，電池組〔138〕固定在拼裝載體〔139〕上，電極輸出線通過引線聯(lián)接到接點〔84〕上。拼裝載體上的拼裝孔〔136〕套在設在承載部件〔78〕上的拼裝掛釘〔135〕上，鎖定接頭穿進鎖定孔〔81〕內(nèi)并鎖緊后載體便裝在承載板〔78〕上，接點〔84〕、〔83〕接通(方法與要求同前)電池便裝在電池車上。防護鎖〔92〕的鎖舌〔137〕伸到拼裝載體上的鎖孔〔91〕里面后，拼裝部件便鎖在承載板上。握持構件〔90〕除用手握持外，還可拴繩或鉤、掛背帶，供擔、抬、背之用。
控制、顯示、操作儀表盤裝在車把或燈架上等便于駕駛者觀察與操作的位置，其上設有電壓表;低效、定速、達速指示燈;鑰匙鈕、“增力”開關;多功能里程表等部件。剎車開關也設置在里面(圖11)，儀表盤外殼〔99〕上的支架〔98〕裝有軸〔95〕，換向板〔96〕的一端固定在軸〔95〕上，可繞該軸旋轉，在彈簧〔97〕的件用力下壓在剎車(微動)開關〔21〕上，使開關置常開接點閉合(未剎車狀態(tài))位置，換向板的另一端放在設置在車把上的前、后剎車裝置的限位角〔93〕〔94〕的上面，未剎車時常開接點閉合，剎車時(任意一組剎車裝置動作)換向板被限位角頂起，開關〔21〕常開接點閉合(置剎車狀態(tài))送出剎車信號。超速顯示器裝在儀表盤機殼〔99〕的前部。
多功能里程表設在儀表盤上，它由電子數(shù)字里速、記程表;機械里程表;接收處理傳感器數(shù)據(jù);發(fā)出“達速”、“超速”、“充電”信息的電路構成(圖13)信號發(fā)生器〔111〕產(chǎn)生的時鐘脈沖CP送到秒脈沖發(fā)生器〔112〕后，發(fā)生器〔112〕每秒發(fā)出一脈寬為二倍時鐘脈寬的秒脈沖，秒脈沖經(jīng)CP、CP選通后，在與非門〔108〕、與門〔110〕輸出端產(chǎn)生(秒·CP)和(秒·CP)。(秒·CP)將速度記數(shù)器〔107〕(每秒)記錄傳感器〔49〕的脈沖數(shù)目送到鎖存器〔106〕，并經(jīng)顯示器〔105〕顯示出記錄的(每小時公里)數(shù)值。“達速”、“充電”、“超速”、“充電下限”、“超速下限”譯碼器〔115〕、〔123〕、〔118〕、〔132〕、〔121〕對計數(shù)器〔107〕的數(shù)值進行檢測，當其達到或等于設定數(shù)值時將相應的觸發(fā)器〔114〕、〔124〕、〔117〕、〔133〕、〔120〕置位，“達速”、“充電”、“超速”觸發(fā)器置位時經(jīng)輸出電路〔113〕、〔125〕、〔116〕經(jīng)b、c、a端子送出相應的(+)、(-)、(+)電位。(秒·CP)每秒對觸發(fā)器〔120〕、〔114〕、〔133〕清零一次，在清零前的(秒·CP)時刻與非門〔126〕、〔119〕分別對觸發(fā)器〔133〕、〔120〕進行檢測，當其未置位(即低于復位下限)時將“充電”、“超速”觸發(fā)器〔124〕、〔117〕復位。濾波電容〔122〕可以消除因清零引起的“達速”觸發(fā)器〔113〕輸出間斷現(xiàn)象。分壓電阻〔129〕、〔130〕給輸出電路〔116〕、〔113〕、〔125〕、〔127〕提供參考電位。“充電”下限設定電路〔131〕供駕駛人設定“充電”下限用。
電池車每行駛0.0556米傳感器〔49〕發(fā)出一脈沖(顯示器〔105〕最小讀數(shù)0.2公里/小時)，經(jīng)36進制計數(shù)器〔101〕分頻后，送給電子記程表計數(shù)器〔103〕進行累計，并通過顯示器〔102〕顯示結果(顯示精度2米)。開關〔109〕供計數(shù)器〔103〕清零用。計數(shù)器〔101〕的輸出經(jīng)50進制計數(shù)器〔104〕(計量精度0.1公里)和里程表輸出電路〔127〕推動機械里程表的電磁計數(shù)器〔128〕進行總行駛里程累計工作。
超速顯示器裝在(圖14)儀表盤的前面，顯示器的結構、工作原理如圖14所示齒條〔59〕左右移動時齒輪〔53〕、〔54〕(反向)旋轉，裝在軸〔62〕、〔63〕上的指示片〔51〕、〔52〕隨著運動，在彈簧〔58〕的作用下指示片〔51〕、〔52〕向中心旋轉，將顯示屏〔61〕擋著，齒條將接點〔50〕閉合。鎖定板〔60〕的一端插入齒條〔59〕的孔內(nèi)可以前后位移，鎖定板的另一端用軸固定在顯示器的骨架上，鎖定板以此軸為圓心隨齒條左右擺動或在齒條孔內(nèi)前后移動，其前后位置受控于電磁鐵〔70〕，拉板〔55〕上還有兩個導向長孔，分別套在軸〔62〕、〔63〕上，使拉板〔55〕能左右移動，在彈簧〔57〕的作用力下(本機構中，彈簧〔57〕作用于彈簧〔58〕的力大于彈簧〔58〕的最大拉力)齒條〔59〕處極端位置即指示片〔51〕、〔52〕分別將超速(色)圖案濾色片〔68〕、〔69〕擋著(彈簧〔57〕→復位拉板〔55〕→彈簧〔58〕，鎖定板〔60〕→齒條〔59〕齒輪〔53〕、〔54〕→軸〔62〕、〔63〕→指示片〔51〕、〔52〕)。此時指示片〔51〕、〔52〕外露面與顯示屏合在一起構成了完整的未超速色、未超速圖案(如綠色)顯示面。當里程表〔32〕(a)端輸出“超速”信號時電磁鐵〔70〕動作，鎖定板〔60〕向后運動，從復位拉板〔55〕的凹槽內(nèi)移出，彈簧〔57〕作用于齒條〔59〕的作用力消失。彈簧〔58〕將齒條〔53〕拉到另一極端位置即指示片〔51〕、〔52〕將顯示屏擋著，此時指示屏外露的一面為超速色、超速圖案(如黃色)，同新露出的濾色片〔68〕、〔69〕加在一起構成完整的超速色、超速圖案(如黃色)的顯示面。夜間行駛時車燈電源通過接點〔50〕將指示燈〔65〕點燃，通過濾色片〔68〕、〔69〕使觀察者看到兩個相隔兩個燈寬的超速色、超速圖案(如黃色)指示燈，表示超速。
在受到剎車等負加速度作用力時，鎖定板〔60〕施加給拉板〔55〕上的作用力增加，處未超速狀態(tài)的鎖定板更穩(wěn)定的放置在拉板的凹槽內(nèi)，顯示器不會變成超速狀態(tài)。電磁鐵〔70〕復位彈簧的拉力遠大于在正向(啟動)加速時該機構(電磁鐵、鎖定板等)產(chǎn)生的作用力，故正加速度也不會改變顯示器狀態(tài)。顯示器不須要電源維持顯示(超速或未超速)狀態(tài)，斷電后不會改變顯示狀態(tài)。
駕駛者通過設在外殼〔66〕上的窗口〔67〕觀察齒條〔53〕上的(與顯示器顯示狀態(tài)相對應的)顯示標記，了解顯示器所處狀態(tài)。在夜間通過指示燈〔65〕照在保護罩〔64〕上的光線有無，了解顯示器動作與否。
超速信號消失后，電磁鐵釋放，鎖定板〔60〕壓在復位拉板〔55〕上，駕駛者搬動設在外殼〔66〕上的復位鈕〔56〕(使彈簧〔57〕拉伸)，當復位板〔55〕上的凹槽與鎖定板〔60〕對齊時，鎖定板進入凹槽內(nèi)，松開復位鈕后彈簧〔57〕將顯示器(拉到非超速狀態(tài))復位。在超速信號未消失(電磁鐵吸合)的狀態(tài)下，搬動復位鈕時，鎖定板不能進入復位拉板的凹槽內(nèi)，顯示器不會復位。
若用一吸力較大的電磁鐵直接拖動齒條〔59〕，可省掉彈簧〔57〕拉板〔55〕、鎖定板〔60〕、電磁鐵〔70〕、復位鈕〔56〕以及與上述另、部件相關的結構，并使顯示器具備自動復位的功能。
采用電子調(diào)速的降壓調(diào)速部件如圖15所示電位器〔143〕電阻〔144〕串聯(lián)，經(jīng)定速繼電器〔33〕c常閉接點并聯(lián)在電源(電池〔18〕、〔19〕串聯(lián)構成)上，在電位將滑動接點與電源(+)(調(diào)正管〔140〕e)端產(chǎn)生一電壓降，其值小于調(diào)正管〔140〕c、e結壓降減(檢測管〔141〕b、e結壓降約)0.7v時，檢測管b、e結電流↑→檢測管c、e結的電流↑→調(diào)正管b、e結電流↑→調(diào)正管c、e結壓降↓，當調(diào)正管c、e結壓降降到某一數(shù)值(約等于電源(+)至電位器滑動接點的壓降與調(diào)正管b、e結壓降之和)時，電路處平衡狀態(tài)。調(diào)正滑動接點位置，改變它與電源(+)之間的電壓值，調(diào)正管c、e結壓降隨之變動，與調(diào)正管串聯(lián)的電機電壓數(shù)值便得到調(diào)正。電位器〔143〕在(電源(+)到檢測管b端)壓降最大時即降壓調(diào)速部件壓降最大、電機最小工作電壓時，(圖2、7、8)聯(lián)動開關〔77〕處“通”位置(非此位置電池車不能啟動電驅動裝置)，此時電機電壓值由電位器〔143〕、電阻〔144〕的比值確定。在電機作串、并激倒換(繼電器〔33〕動作、〔33〕a將電池中點與電機中點相聯(lián))時，〔33〕c將取樣(電位器〔143〕、電阻〔144〕施加的)電壓(c點)作相應的改變。本電路在非電力驅動狀態(tài)時，切斷a端電源(圖2、8)和切斷負載(圖7)均不會使電路損壞。
實施例(3)便攜速度儀表檢測附件圖16所示具有相同外徑的滾桶〔142〕、〔143〕并列的裝在殼體〔148〕上，與其聯(lián)動的齒輪〔144〕、〔145〕均和齒輪〔146〕嚙合，因齒輪〔144〕、〔145〕的齒數(shù)相同，電池車的驅動輪放在滾桶上轉動時，滾桶保持同速同向運動。齒輪〔146〕拖動測速電機〔147〕轉動，電機〔147〕的輸出端經(jīng)導線〔151〕接到測速表〔149〕上，測速表的讀數(shù)與滾桶(外徑)表面速度(單位公里/小時)數(shù)值相對應。測速表按裝在支架〔150〕上，調(diào)正支架的立柱〔152〕可改變測速表的高度和方位。使用時將電池車的驅動輪放在兩個滾桶上，開關〔25〕處“增力”位置，測速速表與電池車里程表并列放置，調(diào)正支架立柱使該表與里程表同高，以便觀察對照，對電池車速度(包擴超速顯示器等)儀表進行檢演。殼體〔148〕上設有握持構件〔152〕其作用與拼裝部件中的握持構件相同。
權利要求
1.一種以蓄電池為能源的動力裝置與人力驅動相配合構成動力系統(tǒng)的運載工具的方法和用該方法構成的運載工具，其特征在于a、人力、電力并行驅動。b、電機串、并激倒換啟動時用串激工作方式，在速度達到額定值倒換成并激工作方式。倒換工作自動進行，“增力”開關控制自動倒換裝置使用與否。c、綜合檢測、控制在傳動機構中設置工作狀態(tài)檢測裝置，檢測人力、電力驅動施加于運載工具上的程度，運載工具滑行與否，該信息經(jīng)控制電路綜合處理后完成以下功能(1)、用人力驅動裝置啟動電力驅動系統(tǒng)。(2)、控制電機串、并激工作方式的轉換工作。(3)、電力驅動“無功”切換。(4)、自動控制“自充電”與否。(5)、低效指示。d、自充電、能量回收減速。e、電動、發(fā)電的變速比倒換。f、行駛速度、距離綜合檢測(1)、脈沖式距離取樣每行駛單位距離，傳感器發(fā)出一取樣脈沖。(2)、電子數(shù)字速度計量與顯示用單位時間內(nèi)測得(傳感器發(fā)出)的脈沖數(shù)計量與顯示行駛速度。(3)、電子數(shù)字記程用累記(傳感器發(fā)出)的脈沖數(shù)目計量行駛距離的電子數(shù)字計量與顯示。(4)、電磁記數(shù)里程表用累記(傳感器發(fā)出)的脈沖數(shù)目計量行駛距離的電子數(shù)字計量、電磁機構記錄顯示。(5)、“達速”信息處理。(6)、“充電”信息處理。(7)、“超速”信息處理。(8)、“超速”聲、光(向駕駛者)告警。g、超速顯示。h、便攜速度儀表檢測。i、電(動)機以串激方式聯(lián)接，用電池中點與電機中點相聯(lián)與否實現(xiàn)串、并激倒接。j、電池串聯(lián)放電，并聯(lián)充電。k、降壓調(diào)速在電池向電機供電線路中串進受控于駕駛者的可變壓降部件，調(diào)正電(動)機速度。在電池中點與電機中點相聯(lián)以并激方式工作時，改變電樞工作電壓。調(diào)速部件處非最低電機工作電壓位置時，不能啟動控制電路。l、拼裝結構由固定在電池車上的承載部件和與其對應的拼裝部件構成。它們通過(共有的)鎖定接口、傳動接口和電器接口實現(xiàn)拼裝。只需徒手或用簡單工具便可裝卸。關鍵部件的鎖定接口裝有防護鎖，必須用鑰匙才能將拼裝部件卸下。拼裝部件設有握、持構件、支撐構件。拼裝部件可由核心部件裝在拼裝載體上構成。m、控制、顯示、操作儀表盤顯示“定速”、“達速”、“超速”；選定“增力”與否；設置“超速”聲、光告警設施。n、操作任意一組剎車裝置均能使剎車開關動作。
2.根據(jù)權利要求1所述的運載工具，人力、電力合用一套傳動系統(tǒng)，人力、電力可分別(單獨)或并行對運載工具實行驅動。(圖4)動力輸出鏈輪〔1〕、人力驅動鏈輪〔2〕、電力驅動鏈輪〔3〕和置于擺動架〔5〕上的導向鏈輪〔11〕、〔10〕均與封閉鏈條〔9〕相聯(lián)，擺動架能以鏈輪〔3〕的軸心為圓心轉動，在彈簧〔6〕的作用力下，擺動架與限位釘〔13〕接觸，與擺動架用活節(jié)相聯(lián)的連桿〔7〕使開關〔23〕處(Ⅰ檔)充電、滑行、停車位置。單獨人力驅動時開關置(Ⅱ檔)啟動、人力驅動位置，單獨電力驅動時開關處(Ⅲ檔)電力驅動位置，擺動架被限位釘〔12〕擋著。人力驅動鏈輪〔2〕與人力驅動軸〔37〕的棘輪機構使人力驅動經(jīng)軸〔37〕→棘輪機構→人力驅動鏈輪→鏈條等施加于運載工具上，而在鏈條(處電動、滑行)運動時軸〔37〕不隨之運動，在人力、電力并行驅動，人力驅動力達某值時(其值由彈簧〔6〕剛度大小而定)電機效率下降，開關處Ⅱ檔位置，低效指示燈亮。
全文摘要
本發(fā)明是一種以蓄電池為能源的動力裝置與人力驅動相配合構成動力系統(tǒng)的運載工具。依據(jù)人力、電力的不同分配比例、行駛道路、運載對象的差別構成各種具有不同性能的運載工具。它使用拼裝結構，配備安全保障設施，工作狀態(tài)檢測裝置，自充電能量回收減速裝置。并行驅動可減少上坡時的電力驅動功率，自充電能使下坡時不超速和提高能源使用效率。在各種(平原、丘陵、山區(qū)的)道路上都具有良好的性能。
文檔編號B60L11/18GK1031675SQ8810466
公開日1989年3月15日 申請日期1988年8月4日 優(yōu)先權日1988年8月4日
發(fā)明者來泳, 來印敬, 李群英 申請人:來泳