助力装置及自行车的制作方法

1.本发明涉及自行车技术领域，尤其涉及一种助力装置及自行车。


背景技术：

2.自行车是我们日常生活中常用的一种代步工具，主要供使用者骑行代步。然而，现有的自行车是纯机械驱动，即自行车行走的动力全部来源于使用者的腿部，随着骑行时间的增长，使用者容易疲劳，用户体验感差。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对自行车骑行时间长久之后容易疲劳，用户体验感差的问题，提供一种助力装置及自行车。
4.本发明提供了一种助力装置，包括：
5.驱动电机；
6.中间传动组件，包括相互啮合的源齿轮和从动结构，所述源齿轮连接所述驱动电机；
7.被动组件，包括主动链轮，所述主动链轮连接所述从动结构，所述主动链轮用于啮合自行车的链条；所述驱动电机能够带动所述源齿轮转动，以使所述源齿轮带动所述从动结构转动，进而所述从动结构带动所述主动链轮转动，所述主动链轮带动自行车的链条传动而辅助自行车行驶。
8.上述助力装置能够安装在自行车上，源齿轮能够啮合于自行车的链条。驱动电机能够带动源齿轮转动，以使源齿轮通过啮合带动链条传动，从而使链条带动自行车的驱动轮转动。骑行者在脚踏踏板带动驱动轮行走时，助力装置能够提供辅助作用，骑行者骑行自行车省力，不易疲劳。
9.在其中一个实施例中，所述从动结构包括相连接的从动齿轮和从动件，所述从动齿轮与所述源齿轮啮合，所述从动件连接所述主动链轮，当所述源齿轮转动时，所述源齿轮能够带动所述从动齿轮转动，进而所述从动齿轮带动所述从动件转动，所述从动件带动所述主动链轮转动。
10.在其中一个实施例中，所述从动结构还包括固定件，所述从动齿轮的数量为多个，多个所述从动齿轮围绕所述源齿轮周向布置，且每一所述从动齿轮同时啮合于所述源齿轮和所述固定件的内壁。
11.在其中一个实施例中，所述从动件包括从动杆和连接件，所述连接件同时连接于所述从动杆和所述主动链轮，所述从动件同时连接于多个所述从动齿轮；当多个所述从动齿轮绕所述源齿轮转动时，多个所述从动齿轮带动所述连接件转动，所述连接件带动所述从动杆及所述主动链轮转动。
12.在其中一个实施例中，所述固定件包括底座、外壳和轴承，所述外壳通过所述轴承连接于所述从动件，所述底座连接所述外壳，所述底座开设有容纳腔，所述容纳腔的腔壁呈
环形阵列布置有多个卡齿条，所述卡齿条啮合于所述从动齿轮。
13.在其中一个实施例中，所述被动组件还包括被动链轮，所述被动链轮与所述主动链轮能够通过链条连接，当所述主动链轮转动时，所述主动链轮能够通过链条带动所述被动链轮转动。
14.本发明还提供了一种自行车，包括链条、踩踏齿轮、驱动轮以及如上述的助力装置，所述链条同时啮合于所述踩踏齿轮、所述驱动轮及所述源齿轮。
15.在其中一个实施例中，所述自行车还包括感应器，当所述踩踏齿轮受到外力而转动时，所述感应器产生感测信号并传输至所述驱动电机，所述驱动电机接收到所述感测信号能够带动所述源齿轮转动。
16.在其中一个实施例中，所述自行车包括固定轴，所述感应器设于所述固定轴，所述踩踏齿轮转动套接于所述固定轴，当所述踩踏齿轮绕所述固定轴转动时，所述感应器产生所述感测信号。
17.在其中一个实施例中，所述自行车包括车架和螺丝，所述螺丝能够穿设所述助力装置并螺纹连接于所述车架，以将所述助力装置固定于所述车架上。
附图说明
18.图1为本发明自行车的结构示意图；
19.图2为图1中的a部分的放大结构示意图；
20.图3为本发明助力装置的结构示意图；
21.图4为本发明助力装置的分解结构示意图；
22.图5为本发明外壳的结构示意图。
23.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
24.100、自行车；
25.101、车体；1011、车架；1012、后轮；1013、前轮；1014、脚踏齿轮；1015、驱动轮；1016、链条；1017、脚踏曲柄；1018、脚踏板；1019、感应器；
26.102、助力装置；
27.1、驱动电机；
28.2、中间传动组件；21、源齿轮；22、从动结构；221、从动齿轮；222、从动件；2221、从动杆；2222、连接件；2223、单向滚针轴承；223、固定件；2231、底座；2231a、外螺纹；2231b、卡齿条；2232、外壳；2232a、内螺纹；2232b、延伸杆；2232c、螺孔；2232d、连接杆；2233、轴承；2234、面盖；2234a、安装孔；
29.3、被动组件；31、主动链轮；32、被动链轮。
具体实施方式
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做清楚、完整的描述。显然，以下描述的具体细节只是本发明的一部分实施例，本发明还能够以很多不同于在此描述的其他实施例来实现。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。
31.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
32.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
33.请参考图1，本发明提供了一种自行车100，包括车体101和助力装置102，助力装置102设于车体101上。骑行者在骑行车体101时，助力装置102能够为车体101提供动力来源，辅助骑行者骑行车体101。骑行者骑行车体101省力，即使在长时间骑行之后，也不易疲劳，用户的骑行体验感好。
34.车体101包括车架1011、后轮1012、前轮1013、脚踏齿轮1014、驱动轮1015、链条1016、脚踏曲柄1017和脚踏板1018。其中，前轮1013和后轮1012一前一后转动设于车架1011上。脚踏齿轮1014转动连接于车架1011，驱动轮1015转动连接于车架1011，且驱动轮1015与后轮1012固定连接，同步转动。链条1016同时啮合于脚踏齿轮1014和驱动轮1015，脚踏曲柄1017的一端固定连接脚踏齿轮1014的中心，脚踏曲柄1017的另一端转动连接于脚踏板1018。
35.骑行者可以坐在车架1011顶部的坐垫上，然后用脚踩踏脚踏板1018，以使脚踏板1018通过脚踏曲柄1017带动脚踏齿轮1014转动，脚踏齿轮1014通过链条1016带动驱动轮1015转动，驱动轮1015带动后轮1012转动，以驱使整个自行车100在地面行驶。
36.助力装置102设于车架1011靠近驱动轮1015的位置，链条1016同时也啮合于助力装置102。自行车100在行驶的过程中，助力装置102能够对链条1016施加动力来源，为链条1016的持续带动驱动轮1015转动提供力的作用，使得骑行者在用脚踩脚踏板1018时比较轻松。
37.参考图2，图2示出了助力装置102与链条1016连接的示意图，从图2中可看出，助力装置102包括主动链轮31、被动链轮32和驱动电机1(图3示出)。其中，主动链轮31与驱动电机1连接，被动链轮32为被动零部件。
38.链条1016在啮合经过驱动轮1015之后，再依次啮合经过主动链轮31和被动链轮32。自行车在行驶的过程中，驱动电机能够带动主动链轮31转动，以使主动链轮31通过啮合带动链条1016传动，为链条1016驱使驱动轮1015转动提供动力来源。链条1016在传动的过程中，也会带动被动链轮32转动，被动链轮32起一个辅助链条1016传动的作用，使链条1016传动更平稳。
39.由上述可知，自行车行驶的过程中，需要源源不断地驱使驱动轮1015转动，自行车才能持续行驶。驱动轮1015转动的动力来源除了骑行者脚踩脚踏板1018以外，驱动电机1也可以提供动力来源，从而使得骑行者骑车更省力。
40.自行车100还包括感应器1019，该感应器1019为扭力传感器。扭力传感器设于踩踏曲柄1017的转轴上，当骑行者脚踩脚踏板1018带动踩踏曲柄1017的转轴转动时，扭力传感器输出信号电压至驱动电机1，控制驱动电机1带动源齿轮21转动，从而为骑行者助力。
41.感应器1019还可以为其它类型的感应器，例如红外感应器，红外感应器可以设于
车架1011靠近脚踏曲柄1017的位置，当脚踏曲柄1017在转动的过程中，会片刻循环遮挡红外感应器发出的红外线，从而触发驱动电机1工作，为骑行者助力。
42.通过感应器1019的设置，使得助力装置102为自行车100助力更智能化，在骑行者停止骑行时，驱动电机1不工作，可以省电，还可以避免驱动电机1带动链条1016传动而容易使链条1016脱轨。
43.参考图3和图4，示出了上述助力装置102的示意图，由图3和图4可知，助力装置102包括中间传动组件2、被动组件3和上述的驱动电机1，中间传动组件2同时连接于驱动电机1和被动组件3，以使驱动电机1能够通过中间传动组件2电动被动组件3转动。被动组件3连接于上述的链条1016，当被动组件3转动时，被动组件3能够带动链条1016传动，从而为自行车100提供动力来源。
44.中间传动组件2包括相互啮合的源齿轮21和从动结构22，源齿轮21用于连接驱动电机1，从动结构22用于连接上述的主动链轮31，而主动链轮31又啮合链条1016。所以，在驱动电机1处于工作状态时，驱动电机1能够带动源齿轮21转动，源齿轮21带动从动结构22转动，从动结构22带动主动链轮31转动，主动链轮31带动链条1016传动，从而为自行车100助力。
45.从动结构22包括从动齿轮221、从动件222和固定件223，固定件223与从动件222转动连接，从动齿轮221啮合于固定件223，从动齿轮221和从动件222通过螺丝可拆卸连接。可以理解，在其它实施例中，从动齿轮221和从动件222还可以为固定连接，在此不作限定。
46.参考图4，固定件223包括底座2231、外壳2232、轴承2233和面盖2234，外壳2232的一端与底座2231螺纹连接，外壳2232的另一端通过螺丝连接于面盖2234，轴承2233设于面盖2234上。
47.底座2231为一中空状的环形柱，底座2231的外壁具有外螺纹2231a，外螺纹2231a用于与外壳2232螺纹连接。
48.底座2231的内壁具有多个卡齿条2231b，多个卡齿条2231b呈环形阵列布置，卡齿条2231b用于啮合于从动齿轮221，底座2231固定连接于驱动电机1，在驱动电机1工作的过程中，底座2231是固定不动的。
49.参考图5，外壳2232面向底座2231的一侧具有内螺纹2232a，内螺纹2232a用于与底座2231的外螺纹2231a螺纹连接，以使外壳2232与底座2231可拆卸连接。
50.外壳2232凸出设置有一延伸杆2232b，延伸杆2232b的端部用于转动连接于被动链轮32，以使被动链轮32能够相对外壳2232转动。
51.外壳2232面向面盖2234的一侧开设有多个螺孔2232c，多个螺孔2232c用于螺纹连接穿设面盖2234的螺丝。
52.外壳2232还包括连接杆2232c(图2示出)，连接杆2232d可以通过六角螺丝安装在自行车100的车架1011上，以使整个助力装置102安装在车架1011上。通过六角螺丝安装的方式，可使得后期便于拆装助力装置102。可以理解，在其它实施例中，助力装置102还可以通过焊接等固定方式安装在车架1011上。
53.面盖2234沿其厚度方向开设有多个安装孔2234a，多个安装孔2234a与多个螺孔2232c的位置一一对应，多个螺丝可以分别穿设多个安装孔2234a并螺纹连接于对应的螺孔2232c，以完成面盖2234与外壳2232的连接。
54.轴承2233的外圈固定连接于外壳2232背向内螺纹2232a的一侧，轴承2233的内圈固定连接于从动件222，从而使从动件222能够相对于固定件223转动连接。
55.参考图4，从动齿轮221的数量为三个，三个从动齿轮221绕源齿轮21周向布置，且每一从动齿轮221皆啮合于源齿轮21和底座2231内壁的卡齿条2231b。当驱动电机1带动源齿轮21转动时，源齿轮21能够同时带动三个从动齿轮221转动。由于底座2231固定不动，所以三个从动齿轮221绕源齿轮21转动循环转动，三个从动齿轮221沿着底座2231内壁的圆周方向循环转动。
56.从动件222包括从动杆2221、连接件2222和两个单向滚针轴承2223，从动杆2221固定连接于连接件2222，从动杆2221外侧套接于单向滚针轴承2223的内侧。
57.连接件2222呈三角形，连接件2222的三个角部位皆开设有通孔2222a，通孔2222a可供螺丝穿设，使螺丝与各个从动齿轮221的中心螺纹连接，将连接件2222同时与三个从动齿轮221连接。当三个从动齿轮221绕源齿轮21转动时，三个从动齿轮221可以带动连接件2222绕源齿轮21转动。从动杆2221与源齿轮21同轴设置，连接件2222带动从动杆2221转动，从动杆2221与单向滚针轴承2223具有反向相对转动的驱使而锁死，此时从动杆2221能够带动单向滚针轴承2223正转。由于单向滚针轴承2223的外侧与主动链轮31固定连接，所以主动链轮31能够跟随单向滚针轴承2223一起转动，主动链轮31带动链条1016传动。
58.需要说明的是，当单向滚针轴承2223相对从动杆2221反转时，单向滚针轴承2223被锁死而无法相对从动杆2221转动。当单向滚针轴承2223相对从动杆2221正转时，单向滚针轴承2223解锁而能够顺畅转动，不受阻碍。说更明显一点，就是单向滚针轴承2223与从动杆2221能够相对正转，无法相对反转。单向滚针轴承2223内的具体结构为现有技术，在此不再多余赘述。
59.当驱动电机1不工作时，从动杆2221和连接件2222皆不转动，此时骑行者可以踩踏脚踏板1018通过链条1016带动主动链轮31转动，主动链轮31带动单向滚针轴承2223相对从动杆2221正转，主动链轮31的转动不会受到阻碍，所以不会阻碍链条1016的传动，自行车100在驱动电机1无法工作时，也能够正常骑行。
60.连接件2222除了可以通过螺丝可拆卸连接于三个从动齿轮221以外，还可以通过固定连接的方式连接，在此不作限定。
61.被动组件3包括被动链轮32和上述的主动链轮31，主动链轮31背向连接件2222的一端固定连接轴承2233的内圈，以使主动链轮31在转动时，轴承2233能够提供支撑力，使主动链轮31能够稳定地转动。
62.主动链轮31用于啮合自行车100的链条1016，当主动链轮31在转动时，主动链轮31能够带动自行车100的链条1016传动而辅助自行车100行驶。
63.驱动电机1驱动链条1016传动的整个运动原理完整复述：
64.驱动电机1带动源齿轮21转动，源齿轮21带动三个从动齿轮221在底座2231的内壁绕源齿轮21转动，三个从动齿轮221带动连接件2222转动，连接件2222通过从动杆2221带动单向滚针轴承2223转动，单向滚针轴承2223带动主动链轮31转动，主动链轮31带动链条1016传动，为链条1016的传动提供动力，辅助骑行者骑行自行车100。
65.在一可替换的实施例中，被动组件3可以仅包括上述的主动链轮31，不需要被动链轮32。仅通过主动链轮31连接链条1016，带动链条1016传动，也能够为自行车100提供动力
来源。
66.在一可替换的实施例中，驱动电机1的数量还可以为多个，例如可以另外再配置一台驱动电机连接被动链轮32，该驱动电机能够带动被动链轮32自主转动，可以为链条1016的传动提供新的动力来源，骑行者骑行自行车100更省力。
67.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
68.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、替换及改进，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。