本发明属于自行车技术领域，涉及一种助力装置，尤其涉及一种自行车助力装置及助力自行车。
背景技术：
在现有国家政策方针(提倡绿色出行)的推动下，全国范围内各大中小城市的自行车尤其是公用自行车也在大力推广并被普及。以西安的公用自行车为例，公用自行车存放点也随处可见。目前，公用自行车存在一个较为明显问题是：公用自行车的利用率不高，未能达到国家设置公用自行车的目的，分析其原因主要有以下几点：
1)路程较近的情况下直接选择步行；
2)路程较远的情况下，选择公交或地铁等其他公共交通工具；
3)目的地是连续上坡路段时，骑行费力，选择出租车或网约车。
然而，公用自行车由于成本、结构等的限制，仅仅用于平坦或较为平坦的城市公路，其目的在于解决最后一公里的问题，普通不具备山地车的省力的功能；倘若将公用自行车更改为具有山地功能或具有省力作用的单车，势必会增加公用自行车的制作成本以及维护成本，更不利于公用自行车的普及，使得公用自行车形同虚设。倘若将公用自行车直接更换为电动自行车，其成本是普通自行车的数倍，无疑会增大市政成本，降低了普通大众对公用交通措施的信赖度。
技术实现要素：
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种成本低廉、结构简单、方便拆装、携带方便、助力效果好的自行车助力装置及助力自行车。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种自行车助力装置，其特征在于：所述自行车助力装置包括电机、驱动齿轮、被动齿轮、蓄电池以及与自行车曲柄相连的快速卡扣；所述蓄电池与电机相连；所述驱动齿轮与被动齿轮相啮合；所述电机与驱动齿轮相连并通过驱动齿轮带动被动齿轮转动；所述快速卡扣置于被动齿轮上。
上述被动齿轮包括被动齿轮第一卡持片以及与被动齿轮第一卡持片通过卯榫结构相连的被动齿轮第二卡持片；所述被动齿轮第一卡持片以及被动齿轮第二卡持片共同拼接成被动齿轮；所述快速卡扣置于被动齿轮第一卡持片和/或被动齿轮第二卡持片上。
上述被动齿轮还包括被动齿轮连接销；所述被动齿轮连接销的截面整体呈[型；所述被动齿轮连接销分别与被动齿轮第一卡持片以及被动齿轮第二卡持片相连。
上述快速卡扣包括快速卡扣第一卡持片以及快速卡扣第二卡持片；所述快速卡扣第一卡持片与快速卡扣第二卡持片共同拼接成截面呈o型或ω型的卡扣。
上述快速卡扣第一卡持片与快速卡扣第二卡持片共同拼接成截面呈o型的卡扣时，所述快速卡扣还包括销轴以及快速卡扣连接销；所述快速卡扣第一卡持片通过销轴与快速卡扣第二卡持片相连并通过快速卡扣连接销固定；所述快速卡扣第一卡持片与快速卡扣第二卡持片共同拼接成截面呈ω型的卡扣时，所述快速卡扣第一卡持片与快速卡扣第二卡持片均是蝶形形变片；两个蝶形形变片共同设置在被动齿轮上并拼接成截面为ω型的结构；所述快速卡扣第一卡持片与快速卡扣第二卡持片的厚度不小于2mm。
上述自行车助力装置还包括可编程逻辑控制器plc以及速度传感器；所述电机以及速度传感器分别与可编程逻辑控制器plc相连。
上述自行车助力装置还包括车灯以及设备总开关；所述车灯以及蓄电池分别接入设备总开关；所述设备总开关与电机相连。
上述自行车助力装置还包括盒体以及安装座；所述电机、驱动齿轮、可编程逻辑控制器plc、设备总开关以及蓄电池均置于盒体内部；所述盒体固定在安装座上；所述车灯设置在盒体的外表面；所述被动齿轮以及速度传感器均置于盒体外部。
一种助力自行车，其特征在于：所述助力自行车包括车架以及设置在车架上的如前所述的自行车助力装置。
本发明的优点是：
本发明提供了一种自行车助力装置，包括电机、驱动齿轮、被动齿轮、蓄电池以及快速卡扣；蓄电池与电机相连；驱动齿轮与被动齿轮相啮合；电机与驱动齿轮相连并通过驱动齿轮带动被动齿轮转动；快速卡扣置于被动齿轮上。由于快速卡扣与自行车曲柄牢固连接，因此，本发明通过电机通过驱动齿轮带动被动齿轮转动时，被动齿轮通过快速卡扣带动自行车曲柄转动，减少了自行车骑行者的力量输出，使得自行车以及公用自行车更为省力。具体而言，本发明具有如下优点：
1)本发明所提供的自行车助力装置，主要由一个微型电源和一个微型电机组成，输出扭矩不会很大，保证在骑行过程中，具有省力作用，不会很费力；但独立提供动力又不足以使自行成变成电动车，具有携带方便，可实现轻松骑行的目的；
2)本发明所采用的被动齿轮以及快速卡扣拆装方便，此设备主体与不同底座配套与不同规格传动杆配套(各个城市自行车规格不同，所以底座和传动杆规格不同，主体设备为通用)，可以瞬间完成装夹(和自行车曲柄相连)，采用锁紧卡扣装夹模式，便于安装，拆卸更为容易，极大减轻了骑行人的安装工作量，提升了对骑行，对公共自行车的关注度。
3)实现锻炼身体与到达目的地的要求与一体。轻松骑行变为现实。轻松到达，轻松实现快节奏工作生活中的锻炼调节。
4)提高公用自行车的利用率，紧扣国家政策并促进国家政策，提高公用自行车的利用率，促进国家在这方面的进一步投入。让国家的投入更好的实现利国利民的作用。
总而言之，本发明所提供的自行车助力装置商业开发可行性极高，主体结构相对简单，电源要求不高，且电机输出扭矩不大，现有公用自行车结构基本相同，与此设备连接部分基本型号相同，且都为扁圆型结构，便于装卡，最终的生产成本可控，未来市场前景不可限量。
附图说明
图1是本发明所提供的自行车助力装置的原理示意图；
图2是本发明所采用的快速卡扣的俯视结构示意图；
图3是本发明所采用的被动齿轮的结构示意图；
图4是基于本发明所提供的自行车助力装置的安装示意图；
图5是本发明所提供的助力自行车的结构示意图；
其中：
1-电机；2-驱动齿轮；3-被动齿轮；4-可编程逻辑控制器plc；5-速度传感器；6-车灯车灯；7-蓄电池；8-设备总开关；9-快速卡扣；10-快速卡扣第一卡持片；11-快速卡扣第二卡持片；12-销轴；13-快速卡扣连接销；14-被动齿轮第一卡持片；15-被动齿轮第二卡持片；16-被动齿轮连接销；18-安装座；19-盒体；20-自行车曲柄。
具体实施方式
参见图1以及图5，本发明提供了一种自行车助力装置，该自行车助力装置包括电机1、驱动齿轮2、被动齿轮3、蓄电池7(可充电式)以及与自行车曲柄20相连的快速卡扣9；蓄电池7与电机1相连；驱动齿轮2与被动齿轮3相啮合；电机1与驱动齿轮2相连并通过驱动齿轮2带动被动齿轮3转动；快速卡扣9置于被动齿轮3上。由于快速卡扣9与自行车曲柄牢固连接，因此，本发明通过电机1通过驱动齿轮2带动被动齿轮3转动时，被动齿轮3通过快速卡扣9带动自行车曲柄转动，减少了自行车骑行者的力量输出，使得自行车以及公用自行车更为省力。
参见图3，本发明所采用的被动齿轮3包括被动齿轮第一卡持片14以及与被动齿轮第一卡持片14通过卯榫结构相连的被动齿轮第二卡持片15；被动齿轮第一卡持片14以及被动齿轮第二卡持片15共同拼接成被动齿轮3；快速卡扣9置于被动齿轮第一卡持片14和/或被动齿轮第二卡持片15上。同时，为了被动齿轮第一卡持片14以及被动齿轮第二卡持片15的连接效果更为牢固，本发明所采用的被动齿轮3还包括被动齿轮连接销16；被动齿轮连接销16的截面整体呈[型；被动齿轮连接销16分别与被动齿轮第一卡持片14以及被动齿轮第二卡持片15相连。被动齿轮连接销16像钉子一样，牢固的设置在被动齿轮第一卡持片14以及被动齿轮第二卡持片15中，是的被动齿轮第一卡持片14以及被动齿轮第二卡持片15在连接后形成更为稳定的整体，不易松散，驱动效果更佳。
参见图2，本发明所提供的快速卡扣9包括快速卡扣第一卡持片10以及快速卡扣第二卡持片11；快速卡扣第一卡持片10与快速卡扣第二卡持片11共同拼接成截面呈o型或ω型的卡扣。
当快速卡扣第一卡持片10与快速卡扣第二卡持片11共同拼接成截面呈o型的卡扣时，快速卡扣9还包括销轴12以及快速卡扣连接销13；快速卡扣第一卡持片10通过销轴12与快速卡扣第二卡持片11相连并通过快速卡扣连接销13固定；当快速卡扣第一卡持片10与快速卡扣第二卡持片11共同拼接成截面呈ω型的卡扣时，快速卡扣第一卡持片10与快速卡扣第二卡持片11均是蝶形形变片；两个蝶形形变片共同设置在被动齿轮3上并拼接成截面为ω型的结构；快速卡扣第一卡持片10与快速卡扣第二卡持片11的厚度不小于2mm。
同时，本发明所提供的自行车助力装置还包括可编程逻辑控制器plc4以及速度传感器5；电机1以及速度传感器5分别与可编程逻辑控制器plc4相连。速度传感器5用于获取公共自行车的即时速度，当速度过高时，给可编程逻辑控制器plc4反馈信号，可编程逻辑控制器plc4直接控制电机1的输出，使得电机1减速或停止工作，以确保骑行者的安全；当速度传感器5获取公共自行车的即时速度过低时，给可编程逻辑控制器plc4反馈信号，可编程逻辑控制器plc4直接控制电机1的输出，提升电机1的转速，促使驱动齿轮2加速运动，以便给被动齿轮3更大的动能输出，更为省力。当遇到突发情况需要减速时，骑行者只需轻握手闸，速度传感器5获取公共自行车的突变速度，同时给可编程逻辑控制器plc4反馈信号，可编程逻辑控制器plc4直接控制电机1的转速输出，降低驱动齿轮2的运行速度，以保证安全行驶。当然，本发明还可以采用安装在自行车刹车闸下的控制按钮(开启或切断电源，类似于设备总开关8)，在刹车的同时停止能量的输出，降低驱动齿轮2的运行速度，以保证安全行驶。
参见图4以及图5，为了使得本发明所提供的自行车助力装置能够在夜间有个很好的适用性，本发明所提供的自行车助力装置还包括车灯6以及设备总开关8；车灯6以及蓄电池7分别接入设备总开关8；设备总开关8与电机1相连。车灯6可以例如led灯，通过电线与蓄电池7或设备总开关8相连，还可以直接预留一个插口，在需要照明时，直接将灯具直接插入插口中即可使用。设备总开关8可以以软质卡扣卡于自行车手把与自行车车闸手柄之间，刹车同时保证电机停机不提供动力。车灯6的可以采用卡扣形式卡于车头，电缆线以插头形式与之相连接，电缆线以分节磁扣的形式吸附在车梁道车头；车灯6属于可选部件，车灯6正面位照明用途led车灯，背面有车灯开关和电池电量显示屏连线。
优选的，本发明所提供的自行车助力装置还包括盒体19以及安装座18；电机1、驱动齿轮2、可编程逻辑控制器plc4、设备总开关8以及蓄电池7均置于盒体19内部；盒体19固定在安装座18上；车灯6铺设在盒体19的外表面；被动齿轮3以及速度传感器5均置于盒体19外部。安装座18可以采用卡扣的方式或磁力吸附的方式，直接固定在自行车的车架上，便于安装和拆卸，使用非常方便。
本发明所提供的自行车助力装置不仅可以应用于现有的家庭自行车上，还能应用于城市公共自行车或共享单车上，应用范围非常广泛，可以根据不同自行车曲柄的特殊形状，进而适应性的制作不同的快速卡扣，可以更加稳定以及方便的拆卸。
至于电机1和蓄电池7，暂时不需要型号大小等，可以根据实际需要，同时结合现有市售的各种成熟的小型化电机或蓄电池，都可以满足本发明的要求。本发明所提供的自行车助力装置的理念是小型化，方便拆卸，方便携带。
本发明在提供自行车助力装置的同时，还提供了一种基于该自行车助力装置的助力自行车，参见图4以及图5，该助力自行车包括车架以及设置在车架上的自行车助力装置；自行车助力装置通过安装座18设置在车架上。