專利名稱：機(jī)械儲能式半自動自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械儲能式半自動自行車。
技術(shù)背景目前國內(nèi)自行車市場上普遍是電動車或傳統(tǒng)的鏈條自行車。雖然能起到自行車代 步作用，但傳統(tǒng)自行車騎行全靠人力，缺乏加速和機(jī)械驅(qū)動力，在爬坡時(shí)緩坡狀態(tài)下，人力 騎行比較困難，坡度大于15度時(shí)一般體力的人就無法騎行了，只能推車行走，逆風(fēng)時(shí)人力 也無法騎行。電動自行車的行走是需要電池帶動，電池有污染，不環(huán)保，并且電動自行車的 電池一般為硫酸鋅板蓄電池，這種電池價(jià)格昂貴，壽命短，一般為2-3年就需要更換，給騎 電動車的人增加了額外的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，還有這種蓄電池重量大，增加了車身的重量，電動自行 車包括蓄電池的整體重量在40公斤左右，對騎行的人有諸多不方便和不安全。申請人:在2007年申請了一種實(shí)用新型專利，名稱為“發(fā)條自行車”，申請?zhí)柺?ZL200720002099. 4，這個(gè)自行車可以初步實(shí)現(xiàn)用機(jī)械加速和機(jī)械作用力的作用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械加速、不需要電池、重量較電動自行 車輕一半，騎車人能夠輕松自如上斜坡和逆風(fēng)行駛，還可以實(shí)現(xiàn)儲能的機(jī)械儲能式半自動 自行車。本實(shí)用新型發(fā)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的機(jī)械儲能式半自動自行車，包括腳蹬、機(jī)械儲能箱、儲能箱托架和車架，其中自行 車的車架上裝有儲能箱托架，儲能箱托架內(nèi)安放機(jī)械儲能箱，自行車的后軸上裝儲能飛輪、 后軸飛輪和自行車上的后軸鏈輪；機(jī)械儲能箱里裝有蝸桿軸、渦輪軸、離合器軸和發(fā)條軸； 離合器軸上裝有輸入鏈輪、傘齒輪和離合器，大輪盤鏈條連接輸入鏈輪和自行車的后軸鏈 輪，離合器軸上的傘齒輪與渦桿軸上的傘齒輪相互嚙合，蝸輪軸上裝有渦輪和小齒輪，小齒 輪和發(fā)條軸上的大齒輪嚙合，大齒輪是中空的；發(fā)條軸上裝發(fā)條卷輪，發(fā)條卷輪的外圓與發(fā) 條的內(nèi)圈端頭連接，發(fā)條的外圈端頭與大齒輪的內(nèi)圓連接，即發(fā)條鑲嵌在大齒輪的中空部 分，發(fā)條卷輪與發(fā)條、大齒輪制作成為一組合件；在發(fā)條軸上發(fā)條卷輪的兩邊還分別裝有發(fā) 條軸凸輪和輸出鏈輪，發(fā)條軸凸輪上裝有小軸承，輸出鏈輪通過輸出飛輪鏈條連接自行車 后軸上的儲能飛輪，制動器轉(zhuǎn)臂安裝在機(jī)械儲能箱的左側(cè)上端，制動器轉(zhuǎn)臂上裝有離合器 拉桿，離合器拉桿上有復(fù)位彈簧。大齒輪內(nèi)發(fā)條的兩側(cè)有大齒輪蓋。制動器轉(zhuǎn)臂包括制動器轉(zhuǎn)軸和限位頂桿，限位頂桿裝在制動器轉(zhuǎn)軸的前端，限位 頂桿與小軸承組成限位制動配合。離合器包括離合器撥叉、離合器和離合器托架，離合器托架安裝在機(jī)械儲能箱的 頂端，離合器托架上裝有離合器撥叉，離合器撥叉伸入機(jī)械儲能箱中與離合器連接，離合器 與傘齒輪形成離合功能。[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是不用電、不燒油，使人力和自行車慣性沖力轉(zhuǎn)換為機(jī)械作用 力，由于使用了鏈條傳遞、渦輪蝸桿傳動，帶動發(fā)條轉(zhuǎn)動等一系列運(yùn)動，使得發(fā)條的機(jī)械能 儲存在機(jī)械機(jī)械儲能箱內(nèi)。以便在需要加速或上坡騎行時(shí)將儲存的能量釋放出來。同時(shí)在 釋放機(jī)械能量的過程中，整體機(jī)械傳動系統(tǒng)還具有續(xù)補(bǔ)能量功能，可使自行車一邊釋放能 量，一邊續(xù)補(bǔ)能量。從而形成自行車聯(lián)動的一定周期。采用本機(jī)械儲能半自動自行，可減輕人力，實(shí)現(xiàn)零污染、零排放全環(huán)保資源節(jié)約。 又可達(dá)到數(shù)馬力的驅(qū)動力。是輕巧快捷的自行車。本實(shí)用新型自行車自重20kg，依據(jù)理論 力學(xué)原理設(shè)計(jì)機(jī)械儲能傳動機(jī)構(gòu)。達(dá)到輸入力小，輸出力大的效果。滿足騎行時(shí)省力的要 求，真正實(shí)現(xiàn)綠色無污染。

圖1是本實(shí)用新型的整體車型示意圖；圖2是本實(shí)用新型機(jī)械儲能箱結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的發(fā)條與大齒輪的裝配圖；圖4是本實(shí)用新型圖3的A-A剖視圖；圖5是本實(shí)用新型離合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例如附圖1-5所示，機(jī)械儲能式半自動自行車，包括腳蹬1、機(jī)械儲能箱24、儲能箱托 架25和30車架，其中自行車的車架30上裝有儲能箱托架25，儲能箱托架25內(nèi)安放機(jī)械 儲能箱24，自行車的后軸29上裝儲能飛輪3、后軸飛輪13和自行車上的后軸鏈輪4 ；機(jī)械 儲能箱24里有裝有蝸桿軸8、渦輪軸14、離合器軸15和發(fā)條軸16 ；離合器軸15上裝有輸 入鏈輪5、傘齒輪6和離合器22，大輪盤鏈條26連接輸入鏈輪5和自行車的后軸鏈輪4，離 合器軸15上的傘齒輪6與渦桿軸8上的傘齒輪7相互嚙合，蝸輪軸14上裝有渦輪9和小 齒輪10，小齒輪10和發(fā)條軸16上的大齒輪11嚙合，大齒輪11是中空的；發(fā)條軸16上裝 發(fā)條卷輪17，發(fā)條卷輪17的外圓與發(fā)條12的內(nèi)圈端頭連接，發(fā)條12的外圈端頭與大齒輪 11的內(nèi)圓連接，即發(fā)條12鑲嵌在大齒輪11的中空部分，發(fā)條卷輪17與發(fā)條12、大齒輪11 制作成為一組合件；在發(fā)條軸16上發(fā)條卷輪17的兩邊還分別裝有發(fā)條軸凸輪18和輸出鏈 輪31，發(fā)條軸凸輪18上裝有小軸承19，輸出鏈輪31通過輸出飛輪鏈條28連接自行車后軸 29上的儲能飛輪3，制動器轉(zhuǎn)臂34安裝在機(jī)械儲能箱24的左側(cè)上端，制動器轉(zhuǎn)臂34上裝 有離合器拉桿23，離合器拉桿23上有復(fù)位彈簧32。大齒輪11內(nèi)發(fā)條12的兩側(cè)有大齒輪蓋36。制動器轉(zhuǎn)臂34包括制動器轉(zhuǎn)軸33和限位頂桿20，限位頂桿20裝在制動器轉(zhuǎn)軸 33的前端，限位頂桿20與小軸承19組成限位制動配合。離合器包括離合器撥叉21、離合器22和離合器托架35，離合器托架35安裝在機(jī) 械儲能箱24的頂端，離合器托架35上裝有離合器撥叉21，離合器撥叉21伸入機(jī)械儲能箱 24中與離合器22連接，離合器22與傘齒輪6形成離合功能。使用時(shí)，蹬動腳蹬1，自行車的大輪盤2轉(zhuǎn)動，通過大輪盤鏈條26帶動后軸飛輪13使自行車前行，后軸飛輪13與后軸鏈輪4同時(shí)轉(zhuǎn)動，并通過儲能箱鏈條27帶動機(jī)械儲能箱 24內(nèi)的輸入鏈輪5，通過離合器22使離合器軸15上的傘齒輪6轉(zhuǎn)動，從而帶動蝸桿軸8上 的傘齒輪7轉(zhuǎn)動，由于蝸桿8轉(zhuǎn)動使蝸輪軸上的蝸輪9轉(zhuǎn)動，使小齒輪10轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使安裝 在發(fā)條軸16上的大齒輪11轉(zhuǎn)動；并通過發(fā)條12及發(fā)條卷輪17，發(fā)條軸16帶動輸出鏈輪 31轉(zhuǎn)動；又通過輸出飛輪鏈條28使自行車后軸29上的儲能飛輪3轉(zhuǎn)動，此時(shí)處在空載狀 態(tài)。如負(fù)載時(shí)，限位頂桿20處于限位狀態(tài)，將發(fā)條軸凸輪18上的小軸承19限位，使發(fā) 條軸16不能轉(zhuǎn)動。這時(shí)，由于自行車后軸29 —直轉(zhuǎn)動，使其上的后軸鏈輪4帶動機(jī)械儲能 箱24內(nèi)的傳動系統(tǒng)將發(fā)條12卷緊。當(dāng)需要釋放其扭矩能時(shí)，可拉動離合器拉桿23，使限位 頂桿20轉(zhuǎn)動，從而脫開小軸承19 ；這時(shí)，被卷緊的發(fā)條12就會釋放扭力矩，帶動發(fā)條軸16 上的輸出鏈輪31轉(zhuǎn)動，再通過輸出飛輪鏈條28使自行車后軸29上的儲能飛輪3轉(zhuǎn)動，造 成自行車加速前進(jìn)。如需解除儲能傳動，可拔動離合器撥叉21，使限位頂桿20與傘齒輪6脫開，這樣離 合器軸15在輸入鏈輪5帶動下空轉(zhuǎn)；而傘齒輪7及蝸桿軸8都停止轉(zhuǎn)動，這時(shí)儲能解除，從 而形成兩種狀態(tài)其一是大齒輪11內(nèi)的發(fā)條12卷緊待釋放，其二是大齒輪11內(nèi)的發(fā)條12 處于松馳狀態(tài)。在這兩種狀態(tài)下，自行車都能按照普通的行駛狀態(tài)騎行，此時(shí)，大輪盤2帶 動后軸飛輪13。下面是本實(shí)用新型機(jī)械儲能式半自動自行車的計(jì)算參數(shù)1、采用彈簧類型根據(jù)功能要求，選用平面渦卷彈簧。2、渦卷彈簧長度7X3. 14X154 ≈3385 (mm) = 3. 385 (m)3、把渦卷彈簧旋緊在輪軸上所蹬的圈數(shù)3. 385/ (3. 14X60) = 17. 9 (圈) 3. 385/ (3. 14 X 74) = 14. 5 (圈)(17. 9+14. 5)/2 ≈16(圈)4、蹬自行車踏板16圈后，自行車行進(jìn)的距離設(shè)自行車輪胎直徑為570mm570 X 3. 14 X 16 = 28636 (mm) ^ (28. 6m)5、渦卷彈簧能夠儲存的能量渦卷彈簧截面寬度35mm，厚度1. 5mm。彈簧材料 16Mn2A扭簧的扭力矩為50Kg · m = 500N · m500X3. 14X2X16 = 50240 (N · m)6、渦卷彈簧所儲存的能量能夠驅(qū)動自行車行進(jìn)的距離(忽略儲能箱內(nèi)所有摩擦 引起的能量損失)橡膠輪胎與混凝土地面間的摩擦系數(shù)取0. 36 ； 假設(shè)一個(gè)65Kg的人騎在自行車上，自行車自重20Kg ；65+20 = 85 (Kg) = 850N50240/(850X0. 36) ≈ 165 (m)續(xù)補(bǔ)能量從略[0045] 本實(shí)用新型儲能機(jī)械儲能式半自動自行車，從根本上減輕了我國數(shù)億騎自行車人 的騎行困難，并且消除了電動自行車污染、不安全等因數(shù)。
權(quán)利要求1.機(jī)械儲能式半自動自行車，包括腳蹬、機(jī)械儲能箱、儲能箱托架和車架，其特征是 自行車的車架上裝有儲能箱托架，儲能箱托架內(nèi)安放機(jī)械儲能箱，自行車的后軸上裝儲能 飛輪、后軸飛輪和自行車上的后軸鏈輪；機(jī)械儲能箱里有裝有蝸桿軸、渦輪軸、離合器軸和 發(fā)條軸；離合器軸上裝有輸入鏈輪、傘齒輪和離合器，大輪盤鏈條連接輸入鏈輪和自行車的 后軸鏈輪，離合器軸上的傘齒輪與渦桿軸上的傘齒輪相互嚙合，蝸輪軸上裝有渦輪和小齒 輪，小齒輪和發(fā)條軸上的大齒輪嚙合，大齒輪是中空的；發(fā)條軸上裝發(fā)條卷輪，發(fā)條卷輪的 外圓與發(fā)條的內(nèi)圈端頭連接，發(fā)條的外圈端頭與大齒輪的內(nèi)圓連接，即發(fā)條鑲嵌在大齒輪 的中空部分，發(fā)條卷輪與發(fā)條、大齒輪制作成為一組合件；在發(fā)條軸上發(fā)條卷輪的兩邊還分 別裝有發(fā)條軸凸輪和輸出鏈輪，發(fā)條軸凸輪上裝有小軸承，輸出鏈輪通過輸出飛輪鏈條連 接自行車后軸上的儲能飛輪，制動器轉(zhuǎn)臂安裝在機(jī)械儲能箱的左側(cè)上端，制動器轉(zhuǎn)臂上裝 有離合器拉桿，離合器拉桿上有復(fù)位彈簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械儲能式半自動自行車，其特征是所述大齒輪內(nèi)發(fā)條的兩 側(cè)有大齒輪蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械儲能式半自動自行車，其特征是所述制動器轉(zhuǎn)臂包括制 動器轉(zhuǎn)軸和限位頂桿，限位頂桿裝在制動器轉(zhuǎn)軸的前端，限位頂桿與小軸承組成限位制動 配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械儲能式半自動自行車，其特征是所述離合器包括離合器 撥叉、離合器和離合器托架，離合器托架安裝在機(jī)械儲能箱的頂端，離合器托架上裝有離合 器撥叉，離合器撥叉伸入機(jī)械儲能箱中與離合器連接，離合器與傘齒輪形成離合功能。
專利摘要機(jī)械儲能式半自動自行車，包括腳蹬、機(jī)械儲能箱、儲能箱托架和車架，其特征是自行車的車架上裝有儲能箱托架，儲能箱托架內(nèi)安放機(jī)械儲能箱，自行車的后軸上裝儲能飛輪、后軸飛輪和自行車上的后軸鏈輪；機(jī)械儲能箱里有裝有蝸桿軸、渦輪軸、離合器軸和發(fā)條軸；離合器軸上裝有輸入鏈輪、傘齒輪和離合器，大輪盤鏈條連接輸入鏈輪和自行車的后軸鏈輪，離合器軸上的傘齒輪與渦桿軸上的傘齒輪相互嚙合，發(fā)條軸凸輪上裝有小軸承，輸出鏈輪通過輸出飛輪鏈條連接自行車后軸上的儲能飛輪，制動器轉(zhuǎn)臂安裝在機(jī)械儲能箱的左側(cè)上端，制動器轉(zhuǎn)臂上裝有離合器拉桿，離合器拉桿上有復(fù)位彈簧。解決目前自行車上斜坡和逆風(fēng)行駛困難，電動車需要充電等問題。
文檔編號B62M1/10GK201777369SQ201020273569
公開日2011年3月30日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者蔡福 申請人:蔡福