CN1336883A - 用来将体力驱动的车辆变换为马达助动车辆的成套部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于将带有轮子、装备有轮胎、由体力驱动的车辆变换为马达助动车辆的成套部件,这套部件包括:至少一台马达(9),马达的轴带有用来摩擦驱动此带有轮子车辆的轮子(12)的摩擦辊(8);杠杆装置(6),它可旋转地铰接于支承件上并固定地装附到上述至少一台马达(9)上,用来有选择地促致所述摩擦辊(8)相对于所述轮子(12)作摩擦地结合或与之脱开;上部与下部托架装置,它们固定地和永久性地安装在所述车辆的一部分之上,而至少是此下部托架包括有易使所述至少一台马达(9)作有控制的倾斜,以让马达的轴进入上述轮子(12)的径向平面中,其中所述支承件可相对于前述上部与下部托架装置***与撤出,由此能促进快速地安装和卸下所述至少一台马达(9)。

Description

用来将体力驱动的车辆变换为马达助动车辆的成套部件
本发明涉及用来将体力驱动的车辆变换为马达助动车辆的成套部件。
在各种已知的马达助动车辆中，特别有用的一种已描述于本申请人的美国专利No.5735363中。但根据同时期由这种车辆以及本申请人在美国专利No.5078227提及的其他先有技术车辆得到的实际经验，业已认识到，为使这类马达助动车辆特别是马达助动自行车获得最大程度的用途，不得不考虑这类装置实用性的另外种种方面。
本发明的目的之一在于提供用来将体力驱动的车辆变换为马达助动车辆的成套部件，这一成套部件能使此变换步骤简化到，让只具有有限技术知识和手工技巧的人也能快速和容易成功地将其自行车变换为完全适用于在道路上行驶的车辆。这种努力尝试还包含着可将部件个数及其复杂性减至最少限度。
本发明的另一目的在于防止当这种自行车长时间停放时，能快速地拆卸其驱动单元的主要部件且在不需任何重调下同样快速地再次组装好而防被盗窃或被破坏。
本发明的又一目的在于提供能相对于从动轮便于对驱动单元的摩擦辊的定向进行合适的初调的装置，以确保此摩擦辊与轮胎的磨耗最小同时使摩擦功率传递的效率最大。
本发明的再一目的在于提供用来当通过蹬踏板已达到某个最低速度时来自动起动助动马达的装置。
根据本发明，上述目的可以通过提供这样的成套部件用来将带有轮子、装备有轮胎、由体力驱动的车辆变换为马达助动的车辆而实现。这套部件包括：至少一台马达，马达的轴带有用来摩擦驱动此带轮车辆的轮子的摩擦辊；杠杆装置，它可旋转地铰接到支承件上并固定地装附到所述至少一台马达上，此杠杆装置用来有选择地促致上述摩擦辊相对于所述轮作摩擦结合或与之脱开；固定地和永久性地装附到所述车辆一部分上的上部与上部托架装置，而至少是所述下部托架包括有便于所述至少一台马达作有控制的倾斜，以使此马达的轴进到上述轮子的径向平面中的装置；其中上述支承件可相对于此上部与下部托架装置***和撤出，以便于安装和卸下所述至少一台马达。
下面参看原理图结合几个最佳实施例来说明本发明，得以对它有较全面的认识。
现来特别详细地参考附图，应该指出，所示的具体细节是用作例子的，并且仅仅是用来解释性地讨论本发明的最佳实施例，同时也是出于使所提供的内容确信能最有效和最便捷地理解所描述的本发明的原理与概念性等方面。在此，为了能从基本上理解本发明，不打算示明超过为此所需的更详细的结构细节，在此结合附图所作的描述能使内行的人认识到可以有种种形式来实施本发明。
附图中：
图1是处于结合的驱动单元的透视图；
图2是处于脱开位置的驱动单元的透视图；
图3是驱动单元从后面观察的透视图，示明了支承件以及可旋转地铰接于此支承件上的结合/脱开杠杆；
图4是驱动单元从下方观察时的透视图；
图5是驱动单元的前视图，显示了辊子与轮胎之间的关系；
图6是用来将驱动单元装附到前叉杆上的上部托架与下部托架的透视图；
图7是示明图6的上部与下部托架的部件的分解图；
图8是使驱动单元处于适当位置时的下部托架的放大图；
图9～11示明相对于轮胎使驱动单元达到适当高度位置的步骤；
图12示明将马达的轴带到自行车轮径向平面中的步骤；
图13示明监控蹬踏速率的磁传感器的配置。
现来参看附图，图1中示明的驱动单元2是根据本发明的成套部件组装成的，安装于普通自行车的前叉杆4、4’上。单元2图示于结合位置，以结合/脱开杠杆6前推到第一极限位置，以摩擦辊安装于马达9的轴上，夹设于轮胎10的两侧并与轮胎10的侧面作摩擦接触，由此生成一切向力而于轮12上产生转矩，对蹬踏助动。辊8最好是由适当的塑料的合成橡胶制成。这种辊的横剖面设计成至少能与自行车轮胎的剖面部分地配合，用以获得大的接触面积而在不使用时则不会阻止它们的脱开。
单元2的细节及其部件将于下面并结合能更好地和以更大尺寸表明它们的其他附图讨论。
图2表明处于脱开位置的驱动单元2，以杠杆6从后向拉进到第二极限位置，同时使辊8摆移开而不再与轮胎10接触。
图3是单元2的后向透视图，示明了由枢轴件16将杠杆6铰接于其上的支承件14。图中还示明了上部夹具18与下部夹具18’，它们不仅给支承件14提供了刚性与稳定性而且如以后所示还是将单元2结附到自行车上的工具。还可以看到固定地连接于杠杆6下端的底座20，底座之上则安装马达9。在门部件22中将杠杆6引入并将其保持于图3所示的脱开位置。带缺口的凸出部24与马达9的下表面成为整体，它的意义与用途将于以后说明。
图4是从下方观察的单元2的透视图，示明将马达9安装到底座20上的方式。各马达设有螺栓24，与此相对应，在底座20上设有细长的孔(未图示)。马达轴26上设有类似的孔。由于这种布置，马达轴26之间即辊8之间的距离可以调节来配合轮胎10，如图5中所例示(例如分别为40与42cm)。板件28与螺母30允许可固定地调节所需的距离。
图6是用来将单元2安装到前叉杆4、4’上的上部托架32与下部托架34的透视图。上部托架32还包括锁合件，此锁合件由锁壳36与U形栓38组成，此U形栓38当如图所示***锁壳36中时可以防止未经允许将单元2断开。键40只当U形栓推入锁壳36中时才能除下。与杆4连接的把手则未示明。
图7是上部托架32与下部托架34的部件分解图。如图所示，上部托架32包括两个对合的半夹具42、42’，它们由螺钉44通过锁壳板46夹定于杆部4上。然后用埋头螺钉50将吊板48固定到半夹42上。下部托架34包括一螺栓52，它通过杆部4’的孔54并在其前端带有橡胶缓冲垫56。如图8所示，橡胶缓冲垫56用作单元2的止动件并为之定位，而这一位置的意义将于以后讨论。
拧合到螺栓52上的还有一导向垫圈58，垫圈58上有环形槽60，其中配合着支承件14的端部(图3)。导向垫圈58为支承件14提供了一个平移自由度和一个旋转自由度。为美观起见，螺栓52的自由部由塑料波纹管套覆盖(图8)。
图9～11示明了在单元2初装时，相对于轮胎使驱动单元2达到适当高度位置的方法。将U形栓38从锁壳36中除下并以杠杆6处于脱开位置。单元2沿箭头A的示向引入到吊板48内(图9)，而支承件14的下端则滑入导向垫圈58的槽60内。在此阶段，夹具18、18’虽处于适当位置上但不夹紧。
图10示明了下一阶段。杠杆6被带入结合位置，在拉或推动支承件14的同时将上部夹具18保持于它在吊板48内的位置，而马达9则可沿双箭头B所示方向移动，直至辊8处于相对于轮胎10的适当位置上，如图11所示。再夹紧上部夹具18。下部夹具18’此时应滑移到在它与导向垫圈58之间只留剩有小间隙a(＝2～3mm)的位置。
为了防止摩擦辊8与轮胎10的侧面过度摩损，辊8加到轮胎10上的力必需纯粹是切向力。这一条件只当轴26(图5)位于轮12的径向平面即通过轮12中心的平面中才能实现。为了适当地调节马达9与辊8的位置，本发明的成套部件提供了细长的钢棒64(图12)，它的一端配合到上部马达机壳上部中装饰性卷边66的槽(未图示)内，再往下，它通过上述带缺口的突出部24(图3)中的缺口，由此而保持在也包含马达9的轴26的平面中。杆64的另一端至少延伸到轮12的轴。通过松开螺母68与70，下部托架68可以推进或撤出直到马达9坐定到缓冲垫56上而杆64正好指向到轮12的轴的中心，之后再紧固上螺母68与70同时撤出棒64。要是在此步骤后支承件14的下降部分不再与前叉杆4平行，则可通过松开螺母72并按所需方向转动有螺纹的导向垫圈58(图8)来恢复其平行性。
本发明的成套部件还可有选择地提供磁传感器，它监控蹬踏速率，并在只通过蹬踏达到约5km/hr的速率后，自动接通单元2而随着蹬踏速率的增加来提高马达的转速。
此磁传感器(图13)包括固定于踏板曲柄之一上的永磁铁74和固定于自行车底叉上的近程传感器76。磁铁74通过传感器76附近时所产生的信号经电缆78导引到安装于自行车下管82上的机壳80中，机壳80中装有用于马达控制的微机以及2×12V可充电的蓄电池，各个的本领为7.2Ah。机壳80可锁定到自行车架上并能快速和容易地卸下以防偷走。
把手上还设有加力钮，揿压它能使马达立即增速。
内行的人显然可以知道本发明的技术并不限于上述实施例的细节，而且本发明在不脱离其精神或本质属性的前提下是可以由其他特殊实施形式来具体化。于是这里给出的实施例应在各个方面视作为说明性的而非限制性的，本发明的范围是由后附权利要求书而不是由前面的说明书规定，而所有在权利要求书意义与范围内的等价内容因而都应认为均包含于其中。

Claims (9)

1.用于将带有轮子、装备有轮胎、由体力驱动的车辆变换为马达助动车辆的成套部件，这套部件包括：至少一台马达，马达的轴带有用来摩擦驱动此带有轮子车辆的轮子的摩擦辊；杠杆装置，它可旋转地铰接于支承件上并固定地装附到上述至少一台马达上，用来有选择地促致所述摩擦辊相对于所述轮子作摩擦地结合或与之脱开；上部与下部托架装置，它们固定地和永久性地安装在所述车辆的一部分之上，而至少是此下部托架包括有易使所述至少一台马达作有控制的倾斜，以让马达的轴进入上述轮子的径向平面中，其中，所述支承件可相对于前述上部与下部托架装置***与撤出，由此能促进快速地安装和卸下所述至少一台马达。
2.权利要求1所述的成套部件，其中所达成套部件包括两台马达，各台马达的轴部载有摩擦辊。
3.权利要求2所述的成套部件，其中所述可旋转杠杆装置具有两个极限位置，在其第一个位置上，这两个辊夹接并摩擦地结合着所述轮子的轮胎，而在其第二个位置上，这两个辊摆离开从而与所述轮胎脱开。
4.权利要求2所述的成套部件，其中还包括用以调节和设定所述两辊之间距离的装置。
5.权利要求1所述的成套部件，其中所述下部托架装置包括导向装置，为所述支承件提供一个平移自由度和一个旋转自由度。
6.权利要求5所述的成套部件，其中所述导向装置可沿前述下部托架装置运动，用以校正所述支承件的下降部分与所述前叉杆之间缺乏平行性。
7.权利要求1所述的成套部件，其中还包括细长杆，此细长杆暂时地接附于所述马达之一的外侧且取在包括有所述马达的载辊轴的平面中延伸的方式，用来指明在所述辊的结合位置中的前述轴是否位于上述轮子的径向平面中。
8.权利要求1所述的成套部件，其中所述车辆是自行车，还包括用来监控此自行车蹬踏速率的传感装置。
9.权利要求8所述的成套部件，其中所述传感装置包括固定地装附于所述自行车的踏板曲柄之一上的永磁铁以及固定地装附于所述自行车底叉上的近程传感器。
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