CN105480370B - 可附接到自行车的动力装置 - Google Patents
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Abstract
一种动力装置包括驱动单元以及用于接合自行车的传动带的动力链轮。该动力装置包括设置在动力链轮的第一侧上的第一飞轮链轮以及设置在动力链轮的第二侧上的第二飞轮链轮。动力链轮从第一侧上的第一飞轮链轮接收传动带并且将传动带传送至第二飞轮链轮。
Description
背景技术
一些自行车所有者可能希望通过增加动力装置升级他们的自行车。增加动力装置是完成该升级的便捷方式,增加动力装置包括增加驱动链轮以接合并驱动自行车上的链条。然而,类似于为两个人建立的自行车上的第二个骑行者的情况,设置为接合自行车的踏板链轮和后轮链轮之间的链条的驱动链轮将仅仅接合链条的一小部分,并且因此将仅仅传输少量的扭矩。
附图说明
图1是附接有动力装置的自行车的侧视图,示出了驱动链轮和第一及第二飞轮链轮(free-wheeling sprocket)的第一配置;
图2是动力装置的立体图;
图3A是图2中的动力装置的侧视图;
图3B是图2中的动力装置的后视图;
图3C是如图3A中指示的动力装置的剖视图;
图4是附接有动力装置的自行车的侧视图,示出了驱动链轮和第一及第二飞轮链轮的第二配置;
图5是附接有动力装置的自行车的侧视图,示出了驱动链轮和第一及第二飞轮链轮的第三配置;
图6是附接有动力装置的自行车的侧视图,示出了驱动链轮和第一及第二飞轮链轮的第四配置;
图7是附接有动力装置的自行车的侧视图,示出了驱动链轮和第一及第二飞轮链轮的第五配置。
具体实施方式
参照附图,示出了具有动力装置的自行车,其中相似的附图标记指示所有多个视图中的相似部分。自行车包括从自行车的踏板总成向后轮传送动力的传动带。动力装置是可附接到自行车的使得其接合自行车的传动带以提供动力辅助。动力装置包括驱动自行车的传动带的动力链轮、以及设置在动力链轮的相对侧上的两个飞轮链轮。两个飞轮链轮配置为引导传动带通过动力装置,使得传动带围绕动力链轮的一部分缠绕。术语“缠绕”指的是与链轮接触的传动带的长度。短语“增加缠绕”指的是增加传动带与链轮接触的量。增加传动带围绕动力链轮的缠绕改善动力链轮及传动带之间的动力传输。
提供带有两个飞轮链轮的动力装置具有这样的优点:传动带可以以蜿蜒的方式被引导通过动力装置,允许传动带围绕动力链轮的缠绕最优化。通过调整飞轮链轮相对于动力链轮的设置可以调整传动带围绕动力链轮的缠绕。
如图1所示,自行车10包括车架12,该车架12具有中间部分14和后部部分16。自行车10包括踏板链轮30、踏板总成32、后轮链轮40及后轮50。自行车10进一步包括传动带60和动力装置100。
踏板链轮30是圆形的并且可旋转地安装在车架12的中间部分14上。踏板链轮30配置为绕踏板轴34旋转。踏板链轮30是可由踏板总成32驱动的。踏板链轮30包括***36。踏板链轮30的***36配置为接合传动带60并且可以是平滑的或可以包括轮齿38。
踏板总成32可旋转地安装在车架12的中间部分14上并且配置为绕踏板轴34旋转。踏板总成32绕踏板轴34的旋转驱动踏板链轮30。
后轮链轮40是圆形的、可旋转地安装在车架12的后部部分16上并且包括***46。后轮链轮40配置为绕后轮轴52旋转并且驱动后轮50。后轮链轮40的***46配置为接合传动带60并且可以是平滑的或可以具有轮齿(未示出)。
后轮50可旋转地安装在车架12的后部部分上并且配置为绕后轮轴52旋转。后轮50配置为是可由后轮链轮40驱动的。
传动带60形成连续的回路,包括内表面62和外表面64并且配置为从踏板链轮30向后轮链轮40传输动力。例如,传动带60可以是具有平滑内表面62和平滑外表面64的橡胶带。在这种情况下,踏板链轮30的***36及后轮链轮的***46可以是用于接合传动带60的内表面62和外表面64上的平滑表面的平滑表面。可替换地,传动带60可以是具有链环的链条。在这种情况下,踏板链轮30的***36可以具有轮齿38并且后轮链轮40的***46可以具有用于接合传动带60的链环的轮齿48。可替换地,传动带60可以由其他材料制成,例如合成橡胶或塑料等。传动带60还可以具有不同类型的表面结构。例如,内表面62和外表面64两者中的一个可以配置有脊或其他特征。
如图2和3A-3C所示,动力装置100可以具有壳体101、用于将动力装置100附接到自行车10的车架12的夹具120、驱动单元140以及用于向驱动单元140提供动力的燃料电池150。动力装置100可以进一步包括可以由驱动单元140驱动的动力链轮200、第一飞轮链轮240及第二飞轮链轮260。
壳体101可以由例如塑料或金属材料制成并且具有上部部分102、下部部分104、后部边缘106、前上部边缘108、前下部边缘109、外侧110和内侧112。下部部分104可以具有薄部114,该薄部114配置为支撑动力链轮200和第一及第二飞轮链轮240、260中的一个或多个,并且配置为装入自行车车架12和传动带60的路径之间的空间中。壳体101可以形成用于接收多个燃料罐152的开口153,以及用于接收并支撑动力链轮200、第一飞轮链轮240和第二飞轮链轮260的孔113。为了本文的目的,包括前上部边缘108和前下部边缘190的动力装置100的一侧将被称为动力装置100的前侧103。包括后部边缘106的动力装置100的一侧将被称为动力装置100的后侧105。
夹具120可以由塑料或金属材料制成并且可以具有第一侧122和第二侧124并且自前上部边缘108延伸。夹具120的第一侧122和第二侧124可以配置为附接到车架12的一部分。夹具120可以进一步包括第一侧紧固件126及第二侧紧固件128。第一和第二侧紧固件126、128可以形成用于接收螺栓的孔129,这样夹具120可以用螺栓固定至车架12。可替换地,任何适合形式的夹具或紧固件或者夹具和紧固件的组合可以用于将动力装置100附接到车架12。
驱动单元140可配置为驱动动力链轮200。例如,驱动单元140可以包括电动马达142。电动马达142可以固定地附接至从电动马达142延伸到动力链轮200的轴144。轴144可以固定地附接至动力链轮200的中心202。可替换地,驱动单元140可以包括传动单元(未示出),该传动单元配置为由电动马达142驱动并且驱动动力链轮200。
燃料电池150可以是用于将氢燃料转换成电能的氢燃料电池并且可以包括燃料罐152。燃料电池150可以配置为向驱动单元140内的电动马达142提供动力。电缆154可以将燃料电池150连接至驱动单元140。燃料罐152可以包含金属氢化物储氢。可替换地,可以使用其他形式的储氢,例如压缩气体储氢。燃料罐152可以是可热交换的。也就是说,例如当燃料罐是空的时,燃料罐152可以是可从燃料电池150移除的。移除之后,另一个燃料罐152可以***燃料电池150中。
可替换地,动力装置100可以包括配置为驱动动力链轮200的燃烧发动机(未示出)。
动力链轮200可旋转地安装到动力装置100的壳体101上并且具有面向动力装置100的前侧103的第一侧202以及面向动力装置100的后侧105的第二侧204。动力链轮200限定中心206并且具有***208。轴144固定地附接至动力链轮200的中心206并且穿过壳体101。间隔垫205可以用于远离壳体101间隔动力链轮200。如上面所描述的,轴144可以连接至电动马达142使得电动马达可以驱动动力链轮200。可替换地,电动马达142和动力链轮20之间的连接可以包括例如传动***(未示出)。动力链轮200的***208可以具有平滑表面或者可以具有轮齿(未示出)。动力链轮200配置为从第一侧202上的第一飞轮链轮240接收传动带60并且将传动带60从第二侧204传送至第二飞轮链轮260。
第一飞轮链轮240安装在动力装置100的壳体101上。第一飞轮链轮限定中心246,并且可以包括内部固定部分242、可绕内部固定部分242旋转的外部旋转部分244及***248。第一飞轮链轮240可以进一步包括设置在内部固定部分242和外部旋转部分244之间的轴承243。第一飞轮链轮240可以设置在动力链轮200的第一侧202上并且远离动力链轮200间隔。如图2所示,第一飞轮链轮240可以在参照动力装置100的前侧103和后侧105的前-后方向上设置在动力链轮200的第一侧202和动力装置100的前侧103之间。第一飞轮链轮240的内部固定部分242可以形成用于接收螺栓250的孔(未示出)。螺栓250和螺母252可以用于将第一飞轮链轮240的内部固定部分242固定地附接到壳体101。内部固定部分242可以包括从内表面247延伸的用于保持第一飞轮链轮240和壳体101之间的间距的间隔垫部分245。可以使用用于将第一飞轮链轮240附接到壳体101同时允许外部旋转部分244自由旋转的其他方法,即形成在配置为按压到从壳体101延伸的轴上的内部固定部分242上的孔。
第二飞轮链轮260安装在动力装置100的壳体101上。第二飞轮链轮260限定中心266,包括内部固定部分262、可绕内部固定部分262旋转的外部旋转部分264以及***268。第二飞轮链轮260可以进一步包括设置在内部固定部分262及外部旋转部分264之间的轴承263。第二飞轮链轮260可以设置在动力链轮200的第二侧204上并且远离动力链轮200间隔。如图2所示,第二飞轮链轮260可以在参照动力装置100的前侧103和后侧105的前-后方向上设置在动力链轮200的第二侧204及动力装置100的后侧105之间。第二飞轮链轮260的内部固定部分262可以形成用于接收螺栓270的孔(未示出)。螺栓270和螺母272可以用于将第二飞轮链轮260的内部部分262固定地附接到壳体101。可以使用用于将第二飞轮链轮260附接到壳体101同时允许外部旋转部分264自由旋转的其他方法,即,形成在配置为按压到从壳体101延伸的轴上的内部固定部分262上的孔。
第一飞轮链轮240配置为从踏板链轮30接收传动带60并将传动带60传送至动力链轮200。动力链轮200配置为从在第一侧202上的第一飞轮链轮240接收传动带60并将传动带60传送至在第二侧204上的第二飞轮链轮260。第二飞轮链轮260配置为从动力链轮200的第二侧204接收传动带60并将传动带60传送至后轮链轮40。后轮链轮40配置为从第二飞轮链轮260接收传动带60。
传动带60可以配置为以蜿蜒的方式经过第一飞轮链轮240、动力链轮200及第二飞轮链轮260的组合,使得传动带60的一个表面接合第一和第二飞轮链轮240、260,并且传动带60的另一个表面接合动力链轮200。这一个表面指的是传动带60的内表面62和外表面64中的一个。另一个表面指的是内表面62和外表面64中的另一个。
例如,传动带60的一个表面可以是外表面64并且另一个表面可以是内表面62。如图1所示,传动带60的外表面64可以接合第一飞轮链轮240的***248。传动带60可以在第一飞轮链轮240和动力链轮200的第一侧202之间通过。通过这种方式,传动带60的内表面62可以接合动力链轮200的***208。传动带60可以进一步在动力链轮200的第二侧204和第二飞轮链轮260之间通过,使得传动带60的外表面64可以接合第二飞轮链轮260的***268。
第一飞轮链轮240的中心246可以与第二飞轮链轮260的中心266对齐,限定直线256。动力链轮200的中心206可以从基准线256偏移。例如,如图1所示,动力链轮200的中心206可以在一方向上偏移,使得传动带60围绕动力链轮200的缠绕290增加。例如,动力链轮200的中心206在宽箭头指示的方向上偏移。随着动力链轮200的中心206在箭头的方向上进一步偏移,与动力链轮200接触的传动带60的一部分290的长度增加。根据图1,该方向可以被理解为朝向传动带60的接合表面(在这种情况下是内表面62)的方向。
可替换地,传动带60的一个表面可以是内表面62并且另一个表面可以是外表面64。如图4所示,传动带60的内表面62可以接合第一飞轮链轮240的***248。传动带60可以在第一飞轮链轮240和动力链轮200的第一侧202之间通过。通过这种方式,传动带60的外表面64可以接合动力链轮200的***208。传动带60可以进一步在动力链轮200的第二侧204和第二飞轮链轮260之间通过,使得传动带60的内表面62可以接合第二飞轮链轮260的***268。
动力链轮200的中心206可以在一方向上偏移,使得传动带60围绕动力链轮200的缠绕290增加。动力链轮200的中心206在箭头的方向上进一步偏移,与动力链轮接触的传动带60的一部分290的长度增加。根据图4,该方向可以再次被理解为朝向传动带60的接合表面(在这种情况下是外表面64)的一侧的方向。
动力链轮200的中心206可以与第一飞轮链轮240的中心246及第二飞轮链轮260的中心266对齐。该配置在图5中示出,其中动力链轮200的中心206设置在基准线256上。
踏板链轮30和后轮链轮40可以接合如由动力链轮200接合的传动带60的一个表面,并且第一和第二飞轮链轮240、260可以接合另一个表面。例如,如图1、5和6所示,踏板链轮30、后轮链轮40及动力链轮200的每一个均可以接合传动带60的内表面62,并且第一和第二飞轮链轮240、260可以接合传动带60的外表面64。
如图6所示,动力链轮200可以从基准线256偏移,使得动力链轮200位于相对自行车10的另一个部件更加恰当的位置。例如,动力链轮200可以位于动力装置100不与后轮50重叠的区域。通过这种方式,可以有更多的空间以将驱动单元140设置在动力链轮200的后面。
如图7所示,第一和第二飞轮链轮240、260可以设置为使得第一飞轮链轮240的内部部分241沿壳体101的前-后方向延伸超出动力链轮200的第一侧202,并且第二飞轮链轮260的内部部分261沿壳体101的前-后方向延伸超出动力链轮200的第二侧204。如由图7可以看出的,第一飞轮链轮240和第二飞轮链轮260的该配置可以使动力链轮200的***208的缠绕大于50%。
同样如图7所示,动力链轮200在直径上可以大于飞轮链轮240、260。飞轮链轮240、260和动力链轮200的每一个可以是不同的尺寸。为了允许传动带60更简单地安装在动力装置100上,飞轮链轮240、260的一个或两个可以通过滑动机构(未示出)附接到壳体101,该滑动机构允许在传动带60的安装过程中远离动力链轮200移动飞轮链轮240、260。
动力装置100可以构建为具有如上所描述的壳体101的单个单元。可替换地,动力装置100可以构建为多个子单元。例如,动力装置可以具有包括驱动单元140、动力链轮200、驱动器和第一及第二飞轮链轮240、260的第一子单元,以及包括燃料电池150及相关部件的第二子单元。还可以使用其他配置。
尽管上面的说明书涉及自行车,但如上面所描述的动力装置还可以用于三轮车、四轮车、轻便摩托车或任何其他踏板提供动力的车辆。
附图中,相同的附图标记指示相同的元件。另外,这些元件的一些或全部可以改变。相应地,应该理解的是,上面的说明书旨在说明性的而非限制性的。在阅读上述说明书的基础上,除了提供的示例之外的许多实施例和应用将是显而易见的。本发明的范围不应该参照上面的说明书确定,而应该参照所附的权利要求连同这些权利要求享有的等同物的全部范围确定。可以预期并期望的是,将来的发展将发生在在此讨论的技术中,并且公开的***和方法将合并于这些未来的实施例中。总之,应该理解的是本发明能够修改及变型并且仅仅由下面的权利要求限制。
Claims (18)
1.一种用于接合自行车上的传动带的动力装置,其包含:
驱动单元;
燃料电池;
壳体,所述壳体形成用于接收氢燃料罐的开口;
动力链轮,所述动力链轮是可由所述传动带接合的并且是可由所述驱动单元驱动的;
第一飞轮链轮,其设置在所述动力链轮的第一侧上;以及
在所述动力链轮的第二侧上的第二飞轮链轮,所述第二侧与所述第一侧相对;
其中,所述动力链轮配置为从所述第一侧上的所述第一飞轮链轮接收所述传动带并且将所述传动带传送至所述第二侧上的所述第二飞轮链轮,并且所述动力链轮、所述第一飞轮链轮和所述第二飞轮链轮安装在所述壳体上、相对于所述自行车前进方向在所述自行车的车架上支撑座椅的部分的后方,所述壳体相对于所述自行车前进方向在所述自行车的车架上支撑座椅的部分的后方。
2.根据权利要求1所述的动力装置,其中所述动力链轮配置为接合所述传动带的一个表面,并且所述第一飞轮链轮和所述第二飞轮链轮配置为接合所述传动带的另一个表面。
3.根据权利要求2所述的动力装置,其中所述动力链轮、所述第一飞轮链轮及所述第二飞轮链轮中的每一个限定各自的中心,所述第一飞轮链轮和所述第二飞轮链轮的所述中心限定基准线,并且所述动力链轮的所述中心在增加所述传动带围绕所述动力链轮的缠绕的方向上从所述基准线偏移。
4.根据权利要求3所述的动力装置,其中所述动力链轮的所述中心与所述第一飞轮链轮和所述第二飞轮链轮的所述中心对齐。
5.根据权利要求2所述的动力装置,其中由所述动力链轮接合的所述传动带的所述表面是内表面。
6.根据权利要求2所述的动力装置,其中由所述动力链轮接合的所述传动带的所述表面是外表面。
7.根据权利要求1所述的动力装置,其中所述驱动单元包括电动马达。
8.根据权利要求1所述的动力装置,其中所述燃料电池包括至少一个包含金属氢化物储氢的氢燃料罐。
9.根据权利要求8所述的动力装置,其中所述氢燃料罐是可从所述燃料电池移除的。
10.一种自行车,其包含:
具有后部部分、支撑座椅的部分和中间部分的车架;
可由踏板总成驱动的踏板链轮,所述踏板链轮可旋转地安装在所述车架的所述中间部分上;
后轮链轮,其配置为驱动后轮,所述后轮链轮与所述踏板链轮间隔并且可旋转地安装在所述车架的所述后部部分上;
传动带,其配置为从所述踏板链轮向所述后轮链轮传输动力;
动力装置,其包括:
燃料电池;
壳体,所述壳体形成用于接收氢燃料罐的开口;
配置为接合所述传动带的动力链轮;
配置为驱动所述动力链轮的驱动单元;
设置在所述动力链轮的第一侧上的第一飞轮链轮;以及
在所述动力链轮的第二侧上的第二飞轮链轮,所述第二侧与所述第一侧相对;
其中,所述动力链轮配置为从所述第一侧上的所述第一飞轮链轮接收所述传动带并且将所述传动带传送至所述第二侧上的所述第二飞轮链轮,并且所述动力链轮、所述第一飞轮链轮和所述第二飞轮链轮安装在所述壳体上、相对于所述自行车前进方向在所述自行车的车架上支撑座椅的所述部分的后方,所述壳体相对于所述自行车前进方向在所述自行车的车架上支撑座椅的部分的后方。
11.根据权利要求10所述的自行车,其中所述传动带的一个表面接合所述第一飞轮链轮和所述第二飞轮链轮,并且所述传动带的另一个表面接合所述动力链轮。
12.根据权利要求11所述的自行车,其中所述动力链轮、所述第一飞轮链轮及所述第二飞轮链轮的每一个限定各自的中心,所述第一飞轮链轮和所述第二飞轮链轮的所述中心限定基准线,并且所述动力链轮的所述中心在增加所述传动带的另一侧围绕所述动力链轮的缠绕的方向上从所述基准线偏移。
13.根据权利要求12所述的自行车,其中所述动力链轮的所述中心设置在所述第一飞轮链轮的所述中心及所述第二飞轮链轮的所述中心之间的所述基准线上。
14.根据权利要求11所述的自行车,其中所述踏板链轮、所述后轮链轮及所述动力链轮接合所述传动带的共用表面。
15.根据权利要求11所述的自行车,其中所述驱动单元包括电动马达。
16.根据权利要求10所述的自行车,其中所述燃料电池包括至少一个包含金属氢化物储氢的氢燃料罐。
17.根据权利要求16所述的自行车,其中所述氢燃料罐可从所述燃料电池移除。
18.根据权利要求11所述的自行车,其中所述传动带包括链条。
Applications Claiming Priority (2)
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