装有合成驱动装置的自行车制造方法及图纸

一种装有合成驱动装置的自行车，它由自行车体、供电装置、控制装置和合成驱动器构成。集电机、传动装置和离合器为一体的合成驱动器与自行车后轮中心同轴安装。本实用新型专利技术可以用人力或电力单独驱动，也可以用人力和电力共同驱动，其功率以线性合成后输出。一架２０英寸的装有合成驱动装置的自行车总重量约２５公斤，使用时十分轻巧方便，它既可节省电力又可提高车速。本实用新型专利技术的合成驱动装置同样可以安装在各种不同用途的三轮或四轮车上。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种人力和电力共同驱动的，也可以由人力或电力单独驱动的自行车，这种自行车能将人的输出功率和电机的输出功率线性合成后传给车轮，共同驱动车轮前进。自行车是一种人力驱动的短途代步工具；电动自行车是一种电力驱动的自行车新产品。现有的自行车长时间骑行或快速骑行时，会使骑行者产生疲劳感；自行车的最高车速受到骑行者最大输出功率的限制；现有的电动自行车整车重，耗电大，成本高，不适合人力单独驱动，使用不便。如上海的DX－130电动自行车重55公斤，每百公里耗电约2度；杭州的TN861电动自行车重45公斤，每百公里耗电约1.6度。造成上述情况的原因之一是现有的电动自行车技术参数的设计和采用的传动形式尚不十分合理，只能由一个动力源单独驱动，或只能实现电机和脚踏的瞬时同时驱动。现有专利技术中的自行车电动助推器(公告号CN85205116U)提供了一种可以安装在后轮中心的电力驱动装置，它的传动装置采用的N型行星传动机构中心轮固定不动，只有一个自由度，只能将电机功率传给棘轮轴档，而脚踏的功率则通过飞轮传给棘轮轴档。通过分析，可以看出，只有当电机传给棘轮轴档的转速和脚踏传给棘轮轴档的转速相等时，才能够实现电机和脚踏同时驱动。但是，由于脚踏的速度和力难以准确控制，而且电机转速随转矩而变化，所以，实际上它只能实现瞬时的同时驱动，而经常处于电机和脚踏交替单独驱动的状况。这就造成了驱动中的冲击和脚踏踩空现象。此外，同时驱动时电机处于非最佳效率工作状态，只能实现力的合成而不能实现速度的合成，从而使它的最高驱动速度取决于电机单独驱动的速度或脚踏单独驱动的速度。现有专利技术中的双动力源自行车(公开号CN87102191A)所采用的ZUWGW型行星传动机构具有两个自由度，在理论上能将两个动力源输出的速度合成，实现两个动力源同时驱动。但是，由于它所采用的传动装置适用的传动比范围只有1～16，因此需要有低速、大扭矩电机做它的动力源，而国内适合电动自行车的低速、大扭矩电机尚未达到生产实用阶段。此外，它采用中轴齿轮箱传动，体积大、部件多，成本高而且要配备特制车架，整车效率不高；在电机驱动时要靠脚踏住十字轴阻止其反转，使骑行者脚上始终受到一个与自行车阻力成正比的静力作用，易引起疲劳，使用时不安全。本技术的目的是提供一种重量轻、成本低、速度高、使用方便、安全可靠、省力和节电的新型自行车，以满足人们不断发展的需求。本技术的解决方案是(参照图1和图2)设计一个可以安装在标准自行车后轮中心的合成驱动装置4，它集电机、传动装置和离合器为一体，电机采用国内高转速直流永磁盘式电机的元器件改制，功率选择为80瓦左右，直流电源的电压为24伏；传动装置采用具有两个自由度的N型行星传动装置，这种N型行星传动装置可以采用齿轮传动，摆线针轮传动或摩擦轮传动，当采用渐开线齿轮传动时，齿形可使用通用齿轮机床和刀具加工；两个离合器能自动保证传动装置有确定的运动输出和无运动干涉。在人单独驱动时，偏心套5固定不动，脚踏功率由输入轴8输入，经行星轮7通过中心轮6直接传给车轮；在电机单独驱动时，输入轴8固定不动，电机功率由偏心套5输入，经行星轮7通过中心轮6直接传给车轮；在人和电机同时驱动时，脚踏的功率由输入轴8输入，电机功率由偏心套5输入，两个功率经行星轮7线性合成后，通过中心轮6直接传给车轮，此时车轮的转速是人单独驱动使其产生的转速和电机单独驱动使其产生的转速之和。这种合成驱动装置4体积小，轴向尺寸约98毫米，径向尺寸约170毫米，重量轻，仅4.5公斤左右，效率高，运行可靠维修方便。本技术的车体1采用标准自行车零部件制成，成本低，重量轻当采用铝合金制成的专用自行车零部件或制成20英寸及20英寸以下的车体1时，整车效果则更好。在车体1的适当部位安装有供电装置2和控制装置3，合成驱动装置4，与后轮中心同轴安装，供电装置2能与车架快速方便地安装或拆卸，以便于使用。供电装置2的电源选用两组电压相等的小容量，高比能量的电池，体积小重量轻。例如，用20英寸普通车零部件制成的车体1重约16公斤，用四个摩托车用蓄电池3M－4S做电源的供电装置2重约4公斤。控制装置3重约0.5公斤，合成驱动装置4重约4.5公斤，由它们组成的自行车整车重约25公斤，设定电机单独驱动的时速为5～12公里／小时之内。则每百公里耗电约0.5度，而最高车速为人单独驱动所能达到的最高车速再加上5～12公里／小时。由此可见，这种自行车骑行方便自如，同时驱动即可提高车速又可省电，适用范围广，使用安全、经济、可靠，合成驱动装置4还可以用于其它三轮或四轮车上，构成具有两个动力源合成驱动功能的车辆。本技术的具体内容如下参照图3，主开关K1联接在两组电压相等的蓄电池之间，主开关K1上位接通时，两组蓄电池串联，主开关K1下位接通时，两组蓄电池并联，它们与开关K3、可控硅开关K4、电机10、开关K2串联构成主回路，可控硅开关K4的门极和阴极分别接在自行车摩电机的正负极上，主开关K1接通后，使摩电机工作，当车轮转速达到一定值时，摩电机产生的直流电压V使可控硅开关K4触发导通，主回路中的电流由电池正极经开关K3、可控硅开关K4、电机10、开关K2回到电池负极，电机10得电压开始工作。主回路中串联可控硅开关K4起电机起动保护作用。主开关K1的接通与定向离合器的接合联动，开关K2和开关K3是可自动复位的常闭开关，分别与自行车的两个刹车手柄联动，刹车时开关K2或(和)开关K3断开，切断主回路，电机10失去电压停止工作，主开关K1断开时，也可切断主回路使电机10失去电压停止工作。参照图4。电机10通过键16与芯轴15联接，并通过螺母14定位套11、轴承17、芯轴15的轴肩、轴套20、轴承27、套40、轴承32、套38、滑座29、套35、挡片34和螺母33固定在车体1上，电机左端盖开有键槽和接线孔，左端盖凸出部分设置钢球滚道，电机10右端的输出轴就是传动装置的偏心套5。偏心套5通过轴承17支承在芯轴15上，偏心套5的中心线与芯轴15的中心线偏移距离为e。偏心套5上有两个互为180°的孔，孔内装有离心键18和弹簧19，芯轴15与离心键18接触部分加工有棘轮齿。偏心套5上的轴承21支承着行星轮7，轴承21的内圈由偏心套5的轴肩与离心套5用左旋螺纹联接的平衡块26轴向固定，轴承21的外圈由行星轮7上的止口和用螺钉24固定在行星轮7上的轴承盖25轴向固定。中心轮6与轴环44紧配合并固定成一体，轴环44与左端盖46和右端盖42紧配合定位，并用螺钉23固定成一体构成车轮的轮毂，分别通过轴瓦12、轴瓦41、钢球13支承在电机10的钢球滚道和输入轴8的钢球滚道上，轴环44与左端盖46和右端盖42之间分别有垫片45和垫片43，起密封和调节滚动支承间隙的作用。输入轴8由轴承27和轴承32支承于芯轴15上，输入轴8的大端设置钢球滚道，大端端面通过紧配合安装有八个均布的销轴9，销轴9上安装有以转动配合联接的销套22，销套22插入行星轮7上与其配合的孔中。输入轴8的小端有可安装自行车飞轮的外螺纹和轴肩，小端端面加工有棘轮齿。滑座29与车体1固定成一体，在轴向互为180°有二孔，孔与锁止键39滑动配合联接，锁止键39可由一个中心轴固定在滑座本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括车体１、供电装置２、控制装置３并具有两个动力源驱动装置的自行车，其特征在于有一个由电机１０、具有两个自由度的Ｎ型行星传动装置，离心离合器和定向离合器构成的合成驱动装置４，合成驱动装置４与自行车后轮中心轴同轴安装。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王科杰，赖家清，
申请(专利权)人：王科杰，赖家清，
类型：实用新型
国别省市：35[中国|福建]