专利名称：自行车轮毂式助力器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车轮毂式助力器。
背景技术：
自行车的设计，是多项科学技术的交叉、集成应用。是多项系统工程的有机结合和规划艺术。其中，人体力能与骑行功能的转换效率，是现代自行车设计的核心技术。
现已有许多助力技术应用在自行车设计上。如变速自行车；振动助力自行车；电动助力自行车；风力助力自行车；太阳能助力自行车等。上述产品虽然有助力功能，但是均存在着不同的缺陷和条件制约。变速自行车，其功能是减速省力。而不是助力于骑行。振动助力自行车，在平坦的路上没有作用，电动助力自行车畜电池的寿命是制约其发展的关键。骑行费用大于普通自行车，风力助力自行车，属于创新的自行车助力技术，但在无风状况下，其助力功能将被削弱。太阳能助力自行车，现在只是试验品。
上述产品的共同缺陷a、技术难度大，结构复杂，生产成本高，脱离了自行车的基本属性，导致其失去了大众化的市场定位。b、借助其它能量助力骑行，制约因素影响大，助力效果不稳定。c、助力骑行的费用偏大，性能价格化不合理。d、骑行效率低，没有解决自行车骑行中存在着较大的比体力能无功消耗的关键技术难题。这些因素直接影响其市场的推广与应用。也制约着自行车行业的自身发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种自行车轮毂式助力器。其外型结构符合现有自行车的装配要求，成为自行车的结构部件。其助力功能，不受环境条件因素的影响，助力功能稳定，助力效果明显。不借助其它能量，没有助力骑行费用。骑行效率显著提高。使骑行省力、轻松、快捷。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案这种自行车轮毂式助力器是由轮毂支撑圈，支撑圈两端面支撑护盖组成外型箱体及安置其内的行星齿轮变速加力机构。单元装置构成，所述单元装置包括1、轮毂撑圈。其两端外比周有平行的二条带状圈环，圈环上有均布的辐条孔。
2、轮毂支撑圈。其两端面，各有圆型支撑护盖，其中心位置有对称平行的轴承座。
3、助力器中心轴。其两端各适当段与现有自行车轮轴的几何形状及功能相同。中间段分4个功能区，即二套轴承装配段，靠左侧轴承一位置段段有凸键，余下位置是中心齿轮及输出轴套注滑转动段。
4、轮毂支撑圈内缘周适当位置有4组符角均布的固定螺母座。
5、行星齿轮变速加力机构单元装置，由内齿轮，双联行星齿轮，轮轴及轮轴固定支架，中心齿轮及传动轴套和加力轮组成，各单元装置说明如下6、内齿轮。其轮体适当位置符角均布的螺母孔，与固定螺母座相对应。
7、双联行星齿轮。其小齿轮与内齿轮啮合，大齿轮与中心齿轮啮合，其轴孔两端内缘有润滑转动套环。
8、双联行星齿轮轴。其一端有凸阶台。一端与固定支架孔紧配合适当位置有定位销孔，孔深为轴的半径。
9、双联行星齿轮轴固定支架。其上部位置有轴孔，端面有与轴孔相通的定位销也，下部位置有轴套，其内圆面有凹槽，与肋力器中心轴有凸键位置段稳固联接。
10、中心齿轮。其与传动轴套为一体。轴套两端内圆有润滑转动套环。传动轴套外圆面有凸键。
11、加力轮。其中心位置有轴套。轴套内圆面有凹键槽，与中心齿轮传动轴套稳固联接。
本发明的优点是(1)依据自行车是以人体力能为动力源的代步工具的基本属性。在不借助外力能，不受环境条件制约的情况下，优化代步功能，提高骑行效率，助力效果明显。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明结构示意图。
如图所示本发明由轮毂支撑圈1，支撑护盖9-10构成外型箱体及安置其内的行星齿轮变速加力机构，单元装置构成，所述单元装置包括支撑护盖9-10与内齿轮2均由固定螺母12稳固联接在轮毂支撑圈体上。内齿轮2与双联行星齿轮3的小齿轮啮合。轴7固定在固定支架6上，双联行星齿轮3的大齿轮与中心齿轮4啮合。中心齿轮4传动轴套与加力轮与稳固联接。助力器中心轴8两端一段与现有自行车轮轴几何形状及功能相同。中间段4个功能区，即支撑护盖9-10中心位置的轴承位置与固定支架6下部轴套联接位置，与中心齿轮4及传动轴套润滑转动位置。
如图所示支撑护盖9-10中心位置上有轴承11，由轴承11使支撑护盖9-10与助力器中心轴转动配合。
如图所示轮毂支撑圈1内缘周位置符角均布的固定螺母座12。由螺丝杆将支撑护盖9-10及内齿轮2稳固联接在轮毂支撑圈体上。
如图所示支撑护盖10的轴承座外圆面有螺纹。固定套13的内螺纹与其相接，固定套13的上螺纹与自行车飞轮14联接。支撑护盖10的位置是自行车后轮的右侧方。此结构用于自行车后轮，前轮不需要固定套13和飞轮14。
图2是本发明变速加力机构单元装置结构示意图。如图所示内齿轮2与双联行星齿轮3的小齿轮啮合。其大齿轮与中心齿轮4啮合，中心齿轮4传动轴套与加力轮5的轴套稳固联接。双联行星齿轮轴7固定在固定支架6上。固定支架6的下部带凹键槽的轴套稳定安装在助力器中心轴8有凸键的位置上。
图3、图4是本发明轮毂支撑圈单元装置结构示意图。如图所示其两端外缘周位置有平行的二条带状圈环，圈环上有均布的自行车辐条孔，其内缘周位置有等角均布的4组固定螺母座。
图5、图6是本发明内齿轮单元装置结构示意图。如图所示其轮体上有等角均布与固定螺母座对应的内螺纹孔。
图7、图8是本发明的双联行星齿轮单元装置结构示意图。
图9、图10、图11是本发明中心齿轮及传动轴套单元装置结构示意图。如图所示其轮体与传动轴套联体同轴。轴孔两端有润滑转动套环，其传动轴套外径圆面上有凸键。
图12、图13是本发明加力轮单元装置结构示意图。如图所示其中心位置有轴套。内圆面有凹键槽。其与中心轴套相连部分圆为溥壁法兰盘。外径部分为加厚、加重的金属实芯环。
图14、图17是本发明双联行星齿轮轴固定支架单元装置结构示意图。如图所示其上部一位置有轴孔，上端有一定位销孔，与轴孔相通，下部有轴套，内圆面有凹键槽。
图15、图16是本发明双联行星齿轮轴单元装置结构示意图。如图所示其一端位置与固定支架轴孔紧配合，并有定位销孔，一端面有大于轴径的凸阶台。
图18、图19是本发明固定螺母座单元装置结构示意图。如图所示其孔为螺纹。
图20、图21是本发明助力器中心轴单元装置结构示意图。如图所示其两端位置段有螺纹，几何形状及功能与现有自行车轮轴相同。中间段4个功能区，装配轴承；稳固联接固定支架；中心齿轮及传动轴套润滑转动。
图22、图23是本发明支撑护盖单元装置结构示意图。如图所示其中心位置有轴承座。轴承座外径圆面有螺纹，其圆周有等角均布与固定螺母座相对应的4个孔。(注轴承座外径圆面有螺纹的结构，只有于自行车后轮右侧，前轮则不需要)。
图24、图25是本发明固定套单元装置结构示意图。如图所示其内螺纹段在一端位置，外螺纹段在另一端位置(注此单元装置，只用于与飞轮的联接)具体实施方式
本发明的设计原理是利用自行车车轮的旋转力能，由被动力转化为主动力。即提高其旋转惯性功能而节省人体力能，提高骑行效率。
1、本发明外型结构功能，符合自行车结构设计要求。安装方式和方法与现有自行车相同。
2、行星齿轮变速加力机构是本发明的关键结构技术。其被动力转化为主动力的工作原理是a、动力输入路线。自行车轮半径是动力输入的扭矩，其旋转力为动力源，内齿轮是主动轮，与双联行星齿轮的小齿轮啮合传动，实现第一级增速，双联行星齿轮的大齿轮与中心齿轮啮合传动，实现第二级增速。进一步扩大内齿轮的速比。使中心齿轮实现高速旋转。b、动力输出方式及路线当中心齿轮带动加力轮同步，高速旋转。加力轮将产生数倍于自身负荷能耗的离心力能(势力能)，并反作用于中心齿轮，中心齿轮由被动转为主动。其与双联行星齿轮的大齿轮啮合传动。实现第一级减速加力。双联行星齿轮的小齿轮与内齿轮啮合传动。实现第二级减速加力，内齿轮由主动转为被动。经二级减速加力。其转动扭力明显增大。最后使加力轮的离心力能转化，传递给自行车车轮助力其旋转。
本发明实质上是一种能量转化方式。输入的是人体力能，转化输出的是自行车骑行中存在的潜力能。因此，没有违反能量守恒定律。
权利要求
1.一种自行车轮毂式助力器，其特征在于由轮毂外型箱体及安置其内的行星齿轮变速，加力机构单元装置所构成。
2.根据权利要求1所述其特征在于轮毂外型箱体由轮毂支撑圈及两端的支撑护盖所构成。
3.根据权利要求1所述，其特征在于行星齿轮变速加力机构单元装置，是由一内齿轮与双联行星齿轮的小齿轮啮合，双联行星齿轮的大齿轮与中心齿轮啮合，稳固在中心齿轮传动轴套的加力轮构成。
4.根据权利要求3所述，其特征在于双联行星齿轮是一联体齿轮结构。
全文摘要
本发明涉及一种自行车轮毂式助力器，是由轮毂外型箱体及安置其内的行星齿轮变速、加力机构单元装置构成，其轮毂外型箱体的结构功能，适合现有自行车的设计结构和安装要求，行星齿轮变速加力机构，是由内齿轮与双联行星齿轮的小齿轮啮合传动，双联行星齿轮的大齿轮与中心齿轮啮合传动，加力轮稳固在中心齿轮传动轴套上，与其同步高速旋转，产生离心力能，并以反馈的方式输出的力能。
文档编号B62M11/16GK1660661SQ20041008119
公开日2005年8月31日 申请日期2004年10月12日 优先权日2004年10月12日
发明者黄福庆, 赵守文 申请人:黄福庆