專利名稱：自行車助力器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
自行車助力器是一種機(jī)械傳動裝置，是將曲柄滑塊機(jī)構(gòu)變形后組合構(gòu)成，屬于機(jī) 械制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有自行車單一鏈傳動的動力系統(tǒng)和有關(guān)技術(shù)資料，《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》《機(jī)械制造 工藝》等教材中有關(guān)曲柄滑塊傳動和凸輪傳動及其加工的章節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
在自行車的動力傳動系統(tǒng)中，自行車的動力是通過腳踏(蹬)連桿與中軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn) 生扭矩，再經(jīng)過鏈輪傳動將扭矩傳到飛輪，這樣在后輪產(chǎn)生與中軸相反的扭矩，后輪再與地 面產(chǎn)生反作用力，使自行車可以向前移動。中軸旋轉(zhuǎn)扭矩的大小，將決定自行車是否能動和 移動的快慢。要增大扭矩只有增大力矩，而力矩是由力乘力臂得到的。增大腳踏力同時(shí)縮 短力臂或減少腳踏力而加長力臂都可以獲得同樣的力矩。由于自行車的能量主要是由人來 提供的，要想騎的快就要多消耗體力，為了解決既要騎得快又要體力消耗少，那只有加長力 臂(腳踏連桿)的長度。但是由于自行車的結(jié)構(gòu)限制，力臂(腳踏連桿)不可能任意加長， 同時(shí)騎車人的腿部伸縮頻率也隨著力臂的加長而降低。要想既騎得快又能省力就需要一個(gè) 機(jī)構(gòu)來解決這個(gè)難題。既不加長腳踏連桿的長度又不加大腳踏力度，同時(shí)可獲得較大的力 矩，這個(gè)機(jī)構(gòu)就是自行車助力器。附圖1(上)是自行車助力器的結(jié)構(gòu)原理圖，該圖表明在 不加長腳踏連桿和增大腳踏力的情況下，也能增大中軸的扭矩。


附圖1 (上)該圖表示助力器的工作原理.其中1是L型腳踏連桿.2是腳踏助力 臂.3是帶棘齒的連桿.4是壓簧.5是凸輪.6是棘爪。這些零件的相互關(guān)系是L型連桿1 與自行車中軸固連，1、2、3相互間是鉸接(可動連接)。附圖1(下)左、右兩圖分別表示助 力器工作時(shí)的兩種狀態(tài)，及腳蹬子、助力臂、帶棘齒的拉桿等零件的裝配關(guān)系。附圖2表示助力器在繞中軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周(0° -360° )時(shí)，腳踏助力臂與L型 連桿和帶棘齒的拉桿，在不同轉(zhuǎn)角位置的相互關(guān)系和助力器在不同位置的工作狀態(tài)。
具體實(shí)施例根據(jù)設(shè)計(jì)圖.零件圖加工出樣品，如附圖1(下)所示結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)自行車，腳踏 (蹬)子的結(jié)構(gòu)相比，帶助力器的腳蹬子增加了一個(gè)助力臂并且與腳蹬軸和腳蹬子固連。這 樣腳蹬子與腳蹬連桿的相對運(yùn)動所產(chǎn)生的扭矩就可以通過帶棘齒的拉桿傳遞到中軸上，使 中軸上額外增加了扭矩。從附圖2中可以看出助力器繞中軸旋轉(zhuǎn)一周的工作狀態(tài)，當(dāng)助力 器從1位置按逆時(shí)針方向運(yùn)轉(zhuǎn)到1的位置時(shí)，即在90° -270°區(qū)間旋轉(zhuǎn)時(shí)，助力臂發(fā)揮了 增矩的作用。增矩的大小由助力臂的長短決定，假設(shè)助力臂長度是腳踏連桿長度(從腳蹬軸到中軸)的1/3，那么在中軸上增加的力矩就是30%以上。另外在270° -90°按逆時(shí)針 方向上這個(gè)旋轉(zhuǎn)區(qū)間運(yùn)動，助力器對中軸是不發(fā)生作用的，僅僅調(diào)節(jié)拉桿、助力臂、腳踏連 桿之間的相對位置。在270° -360°這個(gè)區(qū)間拉桿收縮，而在0° -90°這個(gè)區(qū)間拉桿有一 個(gè)由縮變伸的轉(zhuǎn)折，這個(gè)工作由一個(gè)固定凸輪t來完成。拉桿在這個(gè)角度區(qū)間被凸輪t頂離 棘爪，這樣拉桿在L型連桿①上伸縮自如。也不能傳遞扭矩。當(dāng)助力器轉(zhuǎn)到90°時(shí)，下一個(gè) 助力循環(huán)又開始了。從附圖2上能清楚地看出，帶棘齒的拉桿在0° -360°旋轉(zhuǎn)區(qū)間上相對 于L型腳踏連桿①①'②②'③③'的伸縮狀態(tài)，在90° -180°區(qū)間拉桿向前(左)伸到 極限長度，這時(shí)助力臂與腳踏連桿共線，即此時(shí)在中軸上產(chǎn)生的力矩最大。在180° -270° 區(qū)間，拉桿開始縮短，但是由于拉桿上棘齒和棘爪的作用，人的腳板壓力仍可以在助力臂上 產(chǎn)生附加的扭矩，通過拉桿傳到中軸。
權(quán)利要求
1.自行車助力器是將曲柄滑塊機(jī)構(gòu)變形后，與自行車腳踏連桿組合構(gòu)成的一種新機(jī) 構(gòu)。該機(jī)構(gòu)能在不增加腳踏連桿長度的情況下，使中軸產(chǎn)生較大的扭矩，并且具有結(jié)構(gòu)簡 單、重量輕等特點(diǎn)。.1、在自行車助力器中，腳踏連桿ι與腳踏助力臂2的可動連接。.2、助力器中腳踏助力臂2與帶棘齒的拉桿3的鉸連(可動連接)。.3、腳踏連桿1的L型結(jié)構(gòu)。.4、帶棘齒的拉桿3和在L型連桿1上的棘爪6與彈簧4、固定凸輪5的結(jié)構(gòu)關(guān)系。
全文摘要
自行車助力器是一種機(jī)械傳動裝置，是將曲柄滑塊機(jī)構(gòu)變形后組合構(gòu)成，屬于機(jī)械制造領(lǐng)域。在自行車的動力傳動系統(tǒng)中，自行車的動力是通過腳踏連桿與中軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生扭矩，使自行車可以向前移動。中軸扭矩的大小決定著自行車移動的快慢。要增大扭矩只有增大力矩，而力矩是由力乘力臂得到的。要想騎的快就要多消耗體力。為了既要騎得快，又要體力消耗少，那么只有加長力臂(腳踏連桿)的長度。但是由于自行車的結(jié)構(gòu)限制，力臂(腳踏連桿)不可能任意加長，要想既騎得快又能省力，就需要既不加長腳踏連桿長度，又不加大腳踏力度，同時(shí)獲得較大的力矩。自行車助力器就可解決這個(gè)難題。附圖1(上)表明不加長腳踏連桿和增大腳踏力的情況下，也能增大中軸的扭矩。
文檔編號B62M1/00GK102085898SQ20091021926
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者戴奕光 申請人:戴奕光