專利名稱：自行車輪轂式助力器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自行車輪轂式助力器。
背景技術(shù)：
自行車的設(shè)計(jì)，是多項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的交叉、集成應(yīng)用。是多項(xiàng)系統(tǒng)工程的有機(jī)結(jié)合和規(guī)劃藝術(shù)。其中，人體力能與騎行功能的轉(zhuǎn)換效率，是現(xiàn)代自行車設(shè)計(jì)的核心技術(shù)。
現(xiàn)已有許多助力技術(shù)應(yīng)用在自行車設(shè)計(jì)上。如變速自行車；振動(dòng)助力自行車；電動(dòng)助力自行車；風(fēng)力助力自行車；太陽(yáng)能助力自行車等。上述產(chǎn)品雖然有助力功能，但是均存在著不同的缺陷和條件制約。變速自行車，其功能是減速省力。而不是助力于騎行。振動(dòng)助力自行車，在平坦的路上沒有作用，電動(dòng)助力自行車畜電池的壽命是制約其發(fā)展的關(guān)鍵。騎行費(fèi)用大于普通自行車，風(fēng)力助力自行車，屬于創(chuàng)新的自行車助力技術(shù)，但在無(wú)風(fēng)狀況下，其助力功能將被削弱。太陽(yáng)能助力自行車，現(xiàn)在只是試驗(yàn)品。
上述產(chǎn)品的共同缺陷a、技術(shù)難度大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，脫離了自行車的基本屬性，導(dǎo)致其失去了大眾化的市場(chǎng)定位。b、借助其它能量助力騎行，制約因素影響大，助力效果不穩(wěn)定。c、助力騎行的費(fèi)用偏大，性能價(jià)格化不合理。d、騎行效率低，沒有解決自行車騎行中存在著較大的比體力能無(wú)功消耗的關(guān)鍵技術(shù)難題。這些因素直接影響其市場(chǎng)的推廣與應(yīng)用。也制約著自行車行業(yè)的自身發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種自行車輪轂式助力器。其外型結(jié)構(gòu)符合現(xiàn)有自行車的裝配要求，成為自行車的結(jié)構(gòu)部件。其助力功能，不受環(huán)境條件因素的影響，助力功能穩(wěn)定，助力效果明顯。不借助其它能量，沒有助力騎行費(fèi)用。騎行效率顯著提高。使騎行省力、輕松、快捷。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案這種自行車輪轂式助力器是由輪轂支撐圈，支撐圈兩端面支撐護(hù)蓋組成外型箱體及安置其內(nèi)的行星齒輪變速加力機(jī)構(gòu)。單元裝置構(gòu)成，所述單元裝置包括1、輪轂撐圈。其兩端外比周有平行的二條帶狀圈環(huán)，圈環(huán)上有均布的輻條孔。
2、輪轂支撐圈。其兩端面，各有圓型支撐護(hù)蓋，其中心位置有對(duì)稱平行的軸承座。
3、助力器中心軸。其兩端各適當(dāng)段與現(xiàn)有自行車輪軸的幾何形狀及功能相同。中間段分4個(gè)功能區(qū)，即二套軸承裝配段，靠左側(cè)軸承一位置段段有凸鍵，余下位置是中心齒輪及輸出軸套注滑轉(zhuǎn)動(dòng)段。
4、輪轂支撐圈內(nèi)緣周適當(dāng)位置有4組符角均布的固定螺母座。
5、行星齒輪變速加力機(jī)構(gòu)單元裝置，由內(nèi)齒輪，雙聯(lián)行星齒輪，輪軸及輪軸固定支架，中心齒輪及傳動(dòng)軸套和加力輪組成，各單元裝置說(shuō)明如下6、內(nèi)齒輪。其輪體適當(dāng)位置符角均布的螺母孔，與固定螺母座相對(duì)應(yīng)。
7、雙聯(lián)行星齒輪。其小齒輪與內(nèi)齒輪嚙合，大齒輪與中心齒輪嚙合，其軸孔兩端內(nèi)緣有潤(rùn)滑轉(zhuǎn)動(dòng)套環(huán)。
8、雙聯(lián)行星齒輪軸。其一端有凸階臺(tái)。一端與固定支架孔緊配合適當(dāng)位置有定位銷孔，孔深為軸的半徑。
9、雙聯(lián)行星齒輪軸固定支架。其上部位置有軸孔，端面有與軸孔相通的定位銷也，下部位置有軸套，其內(nèi)圓面有凹槽，與肋力器中心軸有凸鍵位置段穩(wěn)固聯(lián)接。
10、中心齒輪。其與傳動(dòng)軸套為一體。軸套兩端內(nèi)圓有潤(rùn)滑轉(zhuǎn)動(dòng)套環(huán)。傳動(dòng)軸套外圓面有凸鍵。
11、加力輪。其中心位置有軸套。軸套內(nèi)圓面有凹鍵槽，與中心齒輪傳動(dòng)軸套穩(wěn)固聯(lián)接。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)依據(jù)自行車是以人體力能為動(dòng)力源的代步工具的基本屬性。在不借助外力能，不受環(huán)境條件制約的情況下，優(yōu)化代步功能，提高騎行效率，助力效果明顯。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所示本發(fā)明由輪轂支撐圈1，支撐護(hù)蓋9-10構(gòu)成外型箱體及安置其內(nèi)的行星齒輪變速加力機(jī)構(gòu)，單元裝置構(gòu)成，所述單元裝置包括支撐護(hù)蓋9-10與內(nèi)齒輪2均由固定螺母12穩(wěn)固聯(lián)接在輪轂支撐圈體上。內(nèi)齒輪2與雙聯(lián)行星齒輪3的小齒輪嚙合。軸7固定在固定支架6上，雙聯(lián)行星齒輪3的大齒輪與中心齒輪4嚙合。中心齒輪4傳動(dòng)軸套與加力輪與穩(wěn)固聯(lián)接。助力器中心軸8兩端一段與現(xiàn)有自行車輪軸幾何形狀及功能相同。中間段4個(gè)功能區(qū)，即支撐護(hù)蓋9-10中心位置的軸承位置與固定支架6下部軸套聯(lián)接位置，與中心齒輪4及傳動(dòng)軸套潤(rùn)滑轉(zhuǎn)動(dòng)位置。
如圖所示支撐護(hù)蓋9-10中心位置上有軸承11，由軸承11使支撐護(hù)蓋9-10與助力器中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)配合。
如圖所示輪轂支撐圈1內(nèi)緣周位置符角均布的固定螺母座12。由螺絲桿將支撐護(hù)蓋9-10及內(nèi)齒輪2穩(wěn)固聯(lián)接在輪轂支撐圈體上。
如圖所示支撐護(hù)蓋10的軸承座外圓面有螺紋。固定套13的內(nèi)螺紋與其相接，固定套13的上螺紋與自行車飛輪14聯(lián)接。支撐護(hù)蓋10的位置是自行車后輪的右側(cè)方。此結(jié)構(gòu)用于自行車后輪，前輪不需要固定套13和飛輪14。
圖2是本發(fā)明變速加力機(jī)構(gòu)單元裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示內(nèi)齒輪2與雙聯(lián)行星齒輪3的小齒輪嚙合。其大齒輪與中心齒輪4嚙合，中心齒輪4傳動(dòng)軸套與加力輪5的軸套穩(wěn)固聯(lián)接。雙聯(lián)行星齒輪軸7固定在固定支架6上。固定支架6的下部帶凹鍵槽的軸套穩(wěn)定安裝在助力器中心軸8有凸鍵的位置上。
圖3、圖4是本發(fā)明輪轂支撐圈單元裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示其兩端外緣周位置有平行的二條帶狀圈環(huán)，圈環(huán)上有均布的自行車輻條孔，其內(nèi)緣周位置有等角均布的4組固定螺母座。
圖5、圖6是本發(fā)明內(nèi)齒輪單元裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示其輪體上有等角均布與固定螺母座對(duì)應(yīng)的內(nèi)螺紋孔。
圖7、圖8是本發(fā)明的雙聯(lián)行星齒輪單元裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9、圖10、圖11是本發(fā)明中心齒輪及傳動(dòng)軸套單元裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示其輪體與傳動(dòng)軸套聯(lián)體同軸。軸孔兩端有潤(rùn)滑轉(zhuǎn)動(dòng)套環(huán)，其傳動(dòng)軸套外徑圓面上有凸鍵。
圖12、圖13是本發(fā)明加力輪單元裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示其中心位置有軸套。內(nèi)圓面有凹鍵槽。其與中心軸套相連部分圓為溥壁法蘭盤。外徑部分為加厚、加重的金屬實(shí)芯環(huán)。
圖14、圖17是本發(fā)明雙聯(lián)行星齒輪軸固定支架單元裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示其上部一位置有軸孔，上端有一定位銷孔，與軸孔相通，下部有軸套，內(nèi)圓面有凹鍵槽。
圖15、圖16是本發(fā)明雙聯(lián)行星齒輪軸單元裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示其一端位置與固定支架軸孔緊配合，并有定位銷孔，一端面有大于軸徑的凸階臺(tái)。
圖18、圖19是本發(fā)明固定螺母座單元裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示其孔為螺紋。
圖20、圖21是本發(fā)明助力器中心軸單元裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示其兩端位置段有螺紋，幾何形狀及功能與現(xiàn)有自行車輪軸相同。中間段4個(gè)功能區(qū)，裝配軸承；穩(wěn)固聯(lián)接固定支架；中心齒輪及傳動(dòng)軸套潤(rùn)滑轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖22、圖23是本發(fā)明支撐護(hù)蓋單元裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示其中心位置有軸承座。軸承座外徑圓面有螺紋，其圓周有等角均布與固定螺母座相對(duì)應(yīng)的4個(gè)孔。(注軸承座外徑圓面有螺紋的結(jié)構(gòu)，只有于自行車后輪右側(cè)，前輪則不需要)。
圖24、圖25是本發(fā)明固定套單元裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示其內(nèi)螺紋段在一端位置，外螺紋段在另一端位置(注此單元裝置，只用于與飛輪的聯(lián)接)具體實(shí)施方式
本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理是利用自行車車輪的旋轉(zhuǎn)力能，由被動(dòng)力轉(zhuǎn)化為主動(dòng)力。即提高其旋轉(zhuǎn)慣性功能而節(jié)省人體力能，提高騎行效率。
1、本發(fā)明外型結(jié)構(gòu)功能，符合自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。安裝方式和方法與現(xiàn)有自行車相同。
2、行星齒輪變速加力機(jī)構(gòu)是本發(fā)明的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)技術(shù)。其被動(dòng)力轉(zhuǎn)化為主動(dòng)力的工作原理是a、動(dòng)力輸入路線。自行車輪半徑是動(dòng)力輸入的扭矩，其旋轉(zhuǎn)力為動(dòng)力源，內(nèi)齒輪是主動(dòng)輪，與雙聯(lián)行星齒輪的小齒輪嚙合傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第一級(jí)增速，雙聯(lián)行星齒輪的大齒輪與中心齒輪嚙合傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第二級(jí)增速。進(jìn)一步擴(kuò)大內(nèi)齒輪的速比。使中心齒輪實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)。b、動(dòng)力輸出方式及路線當(dāng)中心齒輪帶動(dòng)加力輪同步，高速旋轉(zhuǎn)。加力輪將產(chǎn)生數(shù)倍于自身負(fù)荷能耗的離心力能(勢(shì)力能)，并反作用于中心齒輪，中心齒輪由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)。其與雙聯(lián)行星齒輪的大齒輪嚙合傳動(dòng)。實(shí)現(xiàn)第一級(jí)減速加力。雙聯(lián)行星齒輪的小齒輪與內(nèi)齒輪嚙合傳動(dòng)。實(shí)現(xiàn)第二級(jí)減速加力，內(nèi)齒輪由主動(dòng)轉(zhuǎn)為被動(dòng)。經(jīng)二級(jí)減速加力。其轉(zhuǎn)動(dòng)扭力明顯增大。最后使加力輪的離心力能轉(zhuǎn)化，傳遞給自行車車輪助力其旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明實(shí)質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)化方式。輸入的是人體力能，轉(zhuǎn)化輸出的是自行車騎行中存在的潛力能。因此，沒有違反能量守恒定律。
權(quán)利要求
1.一種自行車輪轂式助力器，其特征在于由輪轂外型箱體及安置其內(nèi)的行星齒輪變速，加力機(jī)構(gòu)單元裝置所構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述其特征在于輪轂外型箱體由輪轂支撐圈及兩端的支撐護(hù)蓋所構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于行星齒輪變速加力機(jī)構(gòu)單元裝置，是由一內(nèi)齒輪與雙聯(lián)行星齒輪的小齒輪嚙合，雙聯(lián)行星齒輪的大齒輪與中心齒輪嚙合，穩(wěn)固在中心齒輪傳動(dòng)軸套的加力輪構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述，其特征在于雙聯(lián)行星齒輪是一聯(lián)體齒輪結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自行車輪轂式助力器，是由輪轂外型箱體及安置其內(nèi)的行星齒輪變速、加力機(jī)構(gòu)單元裝置構(gòu)成，其輪轂外型箱體的結(jié)構(gòu)功能，適合現(xiàn)有自行車的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和安裝要求，行星齒輪變速加力機(jī)構(gòu)，是由內(nèi)齒輪與雙聯(lián)行星齒輪的小齒輪嚙合傳動(dòng)，雙聯(lián)行星齒輪的大齒輪與中心齒輪嚙合傳動(dòng)，加力輪穩(wěn)固在中心齒輪傳動(dòng)軸套上，與其同步高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力能，并以反饋的方式輸出的力能。
文檔編號(hào)B62M11/16GK1660661SQ20041008119
公開日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2004年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日
發(fā)明者黃福慶, 趙守文 申請(qǐng)人:黃福慶