轻型电动运载工具的制作方法

专利名称：轻型电动运载工具的制作方法
技术领域：
本发明是一种以蓄电池为能源的动力装置与人力驱动相配合构成动力系统的运载工具。
现有以蓄电池为能源(其功率以用人力可以单独驱动为限)的各种车辆分完全电动与人力、电力两用的两种，前者无人力驱动装置，后者仅为启动及电力驱动系统不能工作时使用，因人力驱动时的速度低于电力驱动装置的速度，无法并行驱动。无论何种其电机均使用串激工作方式，行驶速度受(坡度、风向、载荷等)运行情况的影响变化很大。
本发明依据人力、电力的不同分配比例、行驶道路、运载对象的差别构成各种具有不同性能的运载工具(以下简称电池车)。电池车配备安全保障设施、工作状态检测装置、自充电能量回收减速装置。在各种(平原、丘陵、山区的)道路上都具有良好的经济性能。并行驱动可减少上坡时的电力驱动功率，自充电能使下坡时不超速和提高能源的利用效率。电池车使用拼装结构，重要的电力驱动部作可徒手或用简单工具装、卸，便于搬运和维修。构成安全、经济、使用灵活、性能可靠、适应性强的完备电池车，应具有以下的功能和设施一、人力、电力并行驱动并行驱动可减少电能的消耗，增加行驶距离或减小电力驱动设施的功率，从而减轻电池车的自重，自重的减小更有利于人力驱动和搬运。单独电力驱动可减轻体力的消耗。因此可依据多种不同的要求设计人力、电力不同分配比例的电池车。
二、电机串、并激倒换电池车启动时以串激方式工作，提高启动力矩，当车速达到一定(额定)数值时自动倒换成并激工件方式，电机转速(基本)由施加电压决定，负载(在额定范围内)变化时转速变化不大，运行状况(坡度、风力、载荷等)发生变化时车速基本稳定在额定值。处并激工作状态的电机不会使电池车造成超速状态。电池车设一开关，控制自动倒换电路使用与否，当其将自动装置停用时电池车一直以串激方式工作，电池车处“增力”状态，供上坡、逆风等需加大拖动能力时使用。
三、综合检测、控制系统在传动机构中设置工作状态检测装置，检测人力、电力驱动是否施加于运载工具上、运载工具滑行与否，该信息经控制电路综合处理后完成以下功能1.启动作好电动行车准备(钥匙钮开关置通……)后，施加人力驱动检测开关动作，控制电路将电力驱动系统并入。
2.控制电机串、并激工作方式的转换工作。
3.电力驱动无功切换并激工作方式的电(动)机在电池车处下坡、顺风等情况下施加于电池车的作用力小于一定数值时，电力驱动检测开关动作。电机电源切断，电池车自动转换成滑行状态。
4.自充电转换处滑行下坡状态的电池车速度高于某一数值时，自动给电池充电，以消耗部份能量，减低车速。当车速低于一定数值时自动停止充电。
5.低效指示在人力、电力并行驱动时，当电机效率下降到设定数值时，低效指示灯亮，提供驾驶者调正用力程度，减少无效劳动。
四、自充电、能量回收、减速装置电池车行驶在水平路面时，电机输出的功用于克服各种阻力造成的功耗，行驶在下坡路段时因车身重心在行驶过程中处于下降状态，电机功耗降低，在坡度达一定数值时工作在并激状态下的电机将不输出给电池车动力，检测开关动作，电池不再向电机供电，当坡度再增加时电池车将出现超速现象，(下坡超速危险更大)，此时将电机倒换成发电状态，其电能向电池充电，即可减少行车速度，也可将该能量回收。倒换是自动进行的，车速高于额定速度一定数值后即“充电速度”时，电机向电池充电，降到设定数值时停止充电。
五、电动、发电的变速比倒换装置若要电机在电动时施加的电压和发电时输出电压相等，可用提高发电时电机的转速实现，电池的充电电压高于放电电压，因此电机用于充电时的转速还应提高，为在额定速下正常充电(正常充电才能达到减速的目的)，电机处自充电、电动状态时应有不同的变速比，并在自充电、电动电气倒换的同时进行倒换。
使用在不同道路(平原、丘陵、山区等)地区的电池车，自充电变速比不应相同。适当的变速比才能得到预期的减速效果。
六、行驶速度、距离综合检测系统检测系统由取样装置和多功能里程表组成。假设车速为X公里/小时时，则每秒车速为 1000/3600 X米/秒＝0.278X米/秒，若安装在车轮上的传感器每行驶0.278米发出一个取样脉冲，这样每秒发出的脉冲数与每小时行驶公里数相同，因此以秒为取样周期测得的脉冲数即为每小时行驶公里数。此值用数字显示器显示出，便构成了电子数字里速表。若在单位距离(0.278米)内增加取样脉冲数或加长取样周期的时间，检测精度即可相应提高到(公里数的)小数点以下。记程(表)电路将脉冲数累计起来，以行驶距离为单位进行记录，并用电子数字显示器显示出累计结果，记程表具有清零功能。每当累计行驶距离为机构将机械记数器的最小读数时，该电路发出一电的信号，此信号通过电器机构将机械记数器增加相应数值。此记数器即为总行驶里程表。对取样周期内的脉冲数目进行检测，当其值为设定(每小时公里)数值时，发出相应的信息在额定速度时发出“达速”信息，供电机串、并激倒换用;在达到最高准许速度时发出“充电”信息，该信息在车速降到设定值时终止，供处下坡、滑行状态的电池车自充电、减速用;在最高限定速度时，发出“超速”信息，在低于设定下限速度时终止，该信息供“超速显示器”及“报警设施”用，“报警设施”可发出声光提醒驾驶者。
七、超速显示器在电池车前部明显位置设超速显示器，位于电池车前方的观察者能明确看出是否发出了超速信息，显示器用色差较大的颜色分别构成“超速”、“未超速”图案，在行驶速度检测系统发出的“超速”信息的作用下显示器处“超速”状态。在“超速”信息终止后，可人工(或自动)复位，使用人工复位的显示器应具备在正(启动)、负(刹车等)加速度的作用力下及断电后不改变其显示状态的功能，以备发生事故时，供现场分析用。
八、便携速度检测附件速度检测装置是供检查人员对电池车速度表、超速显示器等仪表准确程度进行检定的仪器，它的核心部分由两只承载电池车驱动轮的滚桶和指示滚桶表面速度(单位公里/小时)的仪表构成，使用时将电池车的主动轮放在滚桶上，电池车处“增力”工作位置，开动电池车，检查车上的仪表准确程度。
九、用电池中点和电机中点相联与否实现串、并激转换电池车设有两组相同的电池组，串联向电机供电，电机以串激方式联接，电池、电机中不联接时电机以串激方式工作，中点联通后，电枢、励磁绕组分别由各自的电池组供电，励磁电流不再随电机转速变化，电机的联接方式没有改变，供电方法变了，不再具备串激电机(因励磁电流随转速变化造成的)转矩随转速变化的特性，实际处并激工作状态。
十、电池串联放电，并联充电，在非工作状态时电池处并联状态电池车的电机工作在并激状态时两组电池会出现不平衡状态，在非工作时两电池组并联可以使放电少的电池向放电多的电池定压充电，借此得到电压均衡。电池并联充电可使两组电池得到相同的电压。拼装结构可使两电池组容易更换位置，使电池组基本处于平衡的充、放电状态。
十一、降压调速部件在电池向电机电枢的供电线路中串进可变电压降的部件，该部件受驾驶者控制电压降的大小，产生压降大时电机施加电压减小，速度变慢。此部件在电机处串、并激状态时均可对电枢电压进行调正。部件处非最低电机工作电压时，不能启动控制电路。
十二、拼装结构由固定在电池车上的承载部件和与其对应的拼装部件构成电池车的电池、电机及重要(价值高)的拼装部件装在固定于电池车上的承载部件上，只需徒手或用简单工具便可装、卸。当拼装部件卸下后成为人力运载工具，故电池车可用现有人力运载工具改制而成。拼装部件通过锁定接口、传动接口、电气接口与承载部件相联成为电池车的一部分。锁定接口是将拼装部件固定在承载部件上的活动联结机构，通过它装、卸拼装部件;传动接口是传递机械运动的活动联结机构，通过它将拼装部件的“使用功能”作用于电池车上;电气接口用于拼装部件与电池车电的联结。拼装部件除具备上述三个接口外还设有供装、卸、搬运的握、持构件，供放置保管用的支撑构件。关键部件的锁定接口装设防护锁，必须用钥匙才能将拼装部件卸下。拼装部件的核心部分是不便加工配制“接口”的标准件构成时，将该标准件在为其制作的拼装载体上，再连同拼装载体一起拼装在电池车(的承载部件)上。拼装载体设有与承载部件联接的接口和握持、支撑构件，同由标准件构成的核心构成完整的拼装部件。拼装结构具有以下优点1、只有少量附件固定车上，行车时用不着的配件，可不装之(如外充电设备只有在常时间出行时才装在车上)以减轻重量，增加行驶距离。对于可有可无的部件可省略之，以减少购置费用。
2、拼装结构可适用于多种类型的车辆，只需在车上装上少量固定附件，多(辆)种车就可以共用一(或多)套设备，即节省开支也提高设备的利用率(数套间的相同附件可相互换用)和完好率。
3、拼装结构将电池车化整为零易于搬运和维修。
4、关键部件可以用备件(如电池等)倒换使用，提高设备的使用效率。
十三、控制、显示、操作仪表盘上设有电压表;低效、定速、达速指示灯;钥匙钮、“增力”、“刹车”开关;行驶速度、距离综合检测和超速告警等设施。仪表盘设置在运载工具的车把上。
十四、操作任何一组刹车装置均能使刹车开关动作。
实施例(1)并行驱动电池车电池车用现有自行车(或其它以人力为动力的车辆)装配上电动驱动设施而成，它具有两套独立的(人力、电力)驱动系统。在原有的人力驱动系统中(

图1)加一工作状态检测开关〔8〕，动力输出链轮〔1〕和人力驱动链轮〔2〕用链条〔9〕连接，在弹簧〔6〕的拉力下、摆动架〔5〕上的压紧轮〔4〕压在链条的紧边上，人力不驱动时，链条上部被压紧。在人力驱动的情况下链条被拉直，摆动架〔5〕转动(虚线)将开关〔8〕接通，电池车(图2)钥匙钮开关〔20〕接通时，行车继电器〔14〕动作(电池〔18〕(+)→开关〔77〕→开关〔8〕→二极管〔34〕→继电器〔14〕→开关〔21〕→开关〔20〕→电池〔18〕(-)，电池〔18〕、〔19〕串联，(电池〔18〕(-)→继电器〔14〕接点(b)→电池〔19〕(+))向电机供电(电池〔18〕(+)→继电器〔14〕接点(a)→电机(+);电机(-)→电池〔19〕(-))，电机工作后设在电力传动系统内的检测开关动作(图3)，由于电机输出轴〔39〕与驱动轮〔45〕之间的扭力增加，其间的弹簧〔40〕被压缩，轴〔39〕与驱动轮〔45〕之间产生角位移(虚线所示)，随轴〔39〕转动的电刷〔41〕与随驱动轮〔45〕转动的接点〔42〕的相对位置也发生变化，电刷与接点(Ⅰ)断开，与(Ⅱ)接通。旋转中的接点〔42〕经集流环〔43〕从固定在机座上的电刷〔44〕联接到电路上。开关〔8〕与接点〔42〕(Ⅱ)并联(图3)，电机启动(接点〔42〕(Ⅱ)通)后，开关〔8〕即使断开(人力不驱动)继电器也不会释放。驾驶者通过操作装置改变降压调速部件〔76〕产生的电压降，当其值大时电机电压低、转速慢，反之电机电压高、转速快。调速部件〔76〕处压降最大位置时，联动开关〔77〕处通态，当其离开最大压降位置时开关〔77〕断开，在(电驱动)启动时，应在开关〔77〕处通态(调速电路压降最大，电机电压最低。)，否则电池车不能(电驱动)启动。电池车启动后，接点〔42〕(Ⅱ)将正电位送到继电器〔14〕，同开关〔8〕一样开关〔77〕断开后，经接点〔42〕(Ⅱ)保持，电池车保持在电力驱动状态。调正调速部件〔76〕将其压降减小，电机转速增高。当车速达设定(额定)值时，里程表〔32〕(b)发出正电位，达速指示灯〔38〕亮，在增力开关〔25〕设置在非“增力”状态时(开关〔25〕置通)，继电器〔33〕动作，(里程表〔32〕(b)→开关〔25〕→继电器〔33〕→电池〔18〕(-))，电池〔18〕、〔19〕中点与电机中点经继电器〔33〕接点(a)接通，电枢〔16〕、励磁绕组〔17〕分别由电池〔18〕、〔19〕供电，电机倒换成并激工作方式。调正调速部件〔76〕改变电枢上的电压，便可得到所须速度。部件〔76〕上的电压降最小时，电池车处额定速度。
继电器动作后，定速指示灯〔26〕亮(电池〔18〕(-)→继电器〔33〕(b)→指示灯〔26〕→接点〔42〕(Ⅱ)→电池〔18〕(+))，此时若用人力并行驱动(图1)，当作用力作用于弹簧〔6〕上的力大于弹簧拉力时，电机效率下降(其值由弹簧刚度大小而定)到某值时，开关〔8〕闭合，低效指示灯〔27〕亮(经二极管与灯〔26〕并联)。在人力、电力并行驱动时以此灯不亮或闪动的情况下电机效率高。二极管〔34〕是在开关〔8〕闭合时能启动继电器〔14〕，而接点〔42〕动作时，指示灯〔27〕不会误亮。在上坡或顶风等情况下，将开关〔25〕放在“增力”(断开)位置，电机(总)处于串激工作方式，以增加电力驱动力。
在开关〔25〕置“增力”而电池车处轻载或人力辅助驱动的情况下，电池车速度达最高限定速度时，里程表〔32〕(a)端输出高电位使超速显示器〔35〕显示出超速状态。
要停止电力驱动时，操作一下刹车装置(刹车开关〔21〕动作，刹车灯〔22〕亮)或关断钥匙钮开关〔20〕，继电器〔14〕释放，电机便与电源断开，电池〔18〕、〔19〕并联(电池〔18〕(+)→继电器〔14〕a→电池〔19〕(+);电池〔18〕(-)→继电器〔14〕b→电池〔19〕(-))。
电机停止工作后(图3)，驱动轮〔45〕与轴〔39〕间的扭力减小，在弹簧〔40〕的作用力下接点〔42〕复位(处Ⅰ档位置)，即使开关〔21〕复位、开关〔20〕接通，电机也不会重新工作。
电压表〔24〕用于检查电池电压。外充电端子在停车时(两组电池并联)充电用。钥匙钮开关〔20〕为行车总电源开关。
实施例(2)自充电、能量回收减速电池车带有自充电、能量回收减速装置的电池车，人力、电力合用一套传动系统，(图4)动力输出链轮〔1〕、人力驱动链轮〔2〕、电力驱动链轮〔3〕和置于摆动架〔5〕上的导向链轮〔10〕、〔11〕均与封闭链条〔9〕相连，摆动架〔5〕能以链轮〔3〕的轴心为圆心转动，在弹簧〔6〕的作用力下摆动架与限位钉〔13〕接触，与摆动架用活节相联的连杆〔7〕使开关〔23〕处Ⅰ档位置，当车辆行驶在下坡或顺风情况下，(电力未驱动)车轮带动链轮〔1〕顺时针转动，链轮〔1〕通过链条拖动其它链轮转动，由于人力驱动轴〔37〕与人力驱动链轮〔2〕之间设有棘轮机构，轴〔37〕不随着转动，电力驱动链轮〔3〕带动电机传动机构成为负载，链轮〔1〕、〔2〕、〔10〕、〔3〕之间的链条被拉紧，链轮〔3〕、〔11〕、〔1〕之间成为松边，链轮〔10〕作用于摆动架上的力使开关〔23〕稳定的处Ⅰ档(充电、滑行、停车)位置。当人的作用力加到轴〔37〕时、棘轮机构使链轮〔2〕顺时针转动，动力输出链轮〔1〕成为负载，链轮〔2〕、〔10〕、〔3〕、〔11〕、〔1〕间的链条被拉紧，链轮〔11〕对摆动架产生(顺时针方向)作用力，当其值与链轮〔10〕、弹簧〔6〕作用于摆动架的(反时针方向)作用力平衡时(图5)开关处Ⅱ档(启动)位置。电机电源被接通，电力驱动链轮〔3〕成为主动轮，链轮〔3〕、〔11〕、〔1〕间的链条拉力增大，链轮〔11〕作用于摆动架的(顺时针方向)作用力增加，摆动架顺时针转动，当人不再给轴〔37〕作用力时，开关〔23〕处Ⅲ档位置，(图6)摆动架被限位钉〔12〕挡着，电池车处电力驱动状态。
电器部分如(图7〕所示，电池车处停车(图4)状态时，开关〔23〕处Ⅰ档位置，电池〔18〕、〔19〕并联(电池〔18〕(+)→开关〔23〕(b)→电池〔19〕(+);电池〔18〕(-)→开关〔23〕(c)→电池〔19〕(-))。充电选择开关〔30〕处“外充电”时，通过外充电端子给电池充电。开关〔30〕处“内充电”时将电池〔18〕、〔19〕正极接到调节器〔31〕电池端子，接受(处发电状态的)电机发出的电能(电枢(+)→继电器〔15〕接点(a)→调节器〔31〕电枢端子;电枢(-)→开关〔23〕(a)→励磁绕组(-)→电池(-))。调节器〔31〕励磁(电压输出)端子经充电继电器〔29〕接点向励磁绕组(+)供电，在电池车处下坡滑行状态(Ⅰ档位置)且车速达“充电速度”时，继电器〔29〕动作(电池(+)→开关〔30〕→继电器〔29〕→里程表(c)处负电位)，电机有励磁电流，电枢产生电压，电池处充电状态。车速降到设定速度时，里程表〔32〕(c)低电位消失，继电器〔29〕释放，励磁电流中断，电枢输出电压低，不再给电池充电，电池车处滑行状态。
开关〔23〕工作在(图5)Ⅱ档位置时，电池〔18〕、〔19〕串联(电池〔18〕(-)→开关〔23〕(c)→电池〔19〕(+))。电机按串激方式联接(电枢〔16〕(-)→开关〔23〕(a)→励磁绕组〔17〕(+))。钥匙钮开关〔20〕接通时，继电器〔15〕动作(电池〔18〕(+)→开关〔23〕(b)→二极管〔34〕→联动开关〔77〕→继电器〔15〕→刹车开关〔21〕→开关〔20〕→电池(-))，继电器〔15〕动作后，自保接点(b)取代联动开关〔77〕向其供电，电池串联向电机供电(电池〔18〕(+)→开关〔30〕→调速部件〔76〕→继电器〔15〕(a)→电枢(+);励磁绕组(-)→电池〔19〕(-))，电机工作后，停止人力驱动(图6)，开关〔23〕转换到Ⅲ档，(开关〔23〕(b)在转换过程中，有一Ⅱ、Ⅲ接点同时接触过程，以消除继电器的抖动现象)电池车运行在电力驱动状态下。定速继电器〔33〕动作(原理同实施例1)后，电池中点与电机中点相联，(电枢(-)、励磁绕组(+)→继电器〔33〕(a)→电池〔18〕(-)，开关〔23〕(c)→电池〔19〕(+))，电机以并激方式工作。
在人力、电力并行驱动时(图5、6)，人力驱动力达某值时(其值随弹簧〔6〕刚度大小而变)电机效率下降，开关处Ⅱ档位置，低效指示灯亮。
指示灯〔26〕、〔27〕、〔38〕、刹车灯〔22〕、电压表〔24〕、二极管〔34〕、里程表〔32〕、显示器〔35〕、调速部件〔76〕、联动开关〔77〕、传感器〔49〕等的原理同实施例1。
此种电池车的传动系统也可向实施例1那样，人力、电力各有一套驱动装置，其电器部分在“例1”(图2)的基础上增加充电设施(图8)，开关〔30〕、调节器〔31〕的作用与图7相同，电池车处下坡滑行(接点〔42〕(Ⅰ)导通)、车速达“充电速度”时，充电继电器〔28〕动作(电池〔18〕(+)→开关〔30〕→接点〔42〕(Ⅰ)→继电器〔28〕→里程表〔32〕(e)，处负电位)，电机处发电状态，电枢(+)经继电器〔28〕(a)向调节器供电，励磁绕组有电流流过(调节器〔31〕磁场→励磁绕组→继电器〔28〕(b)→电枢(-))，电池并联充电(调节器〔31〕电池→开关〔30〕→电池〔18〕(+)→继电器〔14〕(a)→电池〔19〕(+);电池〔18〕(-)→继电器〔14〕(b)→电池〔19〕(-)，励磁绕组(-)→继电器〔28〕b→电枢(-))。里程表〔32〕c负电位消失后，继电器〔28〕释放，电机按串激方式联接(电枢(-)→继电器〔28〕(b)→励磁绕组(+))，电枢(+)通过继电器〔28〕(a)、调速部件〔76〕接到继电器〔14〕(a)，完成电力驱动的准备。
为使运行在发电状态的电池车能在额定速度下正常给电池充电，在电力驱动传动系统中加入充、放电变速装置(图8a)齿轮〔71〕、〔72〕间的变速比大于〔73〕、〔74〕间的变速比，在发电(图4开关〔23〕处Ⅰ档位置)时，连杆〔7〕通过拨叉〔75〕使〔71〕、〔72〕啮合，在电力驱动(图5、图6开关处Ⅱ、Ⅲ档位置)时，连杆〔7〕通过拨叉〔75〕使〔73〕、〔74〕啮合(虚线所示)。
具有两套(人力、电力)驱动装置的电池车，工作状态检测装置取的是旋转变量(图3)，充、放电变速装置(图8b)的倒换机构也利用该旋转变量工作，电机输出轴〔39〕与电力驱动轮〔45〕间处复位状态(接点〔42〕(Ⅰ)通)时，与电机输出轴〔39〕联动的螺杆〔47〕同与电力驱动轮〔45〕联动的螺母〔48〕之间相对轴向位置使齿轮〔71〕、〔72〕啮合;在轴〔39〕与轮〔45〕之间的弹簧〔40〕被压缩时，与轴〔39〕联动的螺杆同与轮〔45〕联动的螺母之间产生旋载变量，当接点〔42〕(Ⅱ)接通时，螺杆与螺母间的轴向位移使齿轮〔73〕、〔74〕啮合(虚线位置)。
电机用拼装结构安在电池车上(图10)，承载板〔78〕用固定板〔79〕固定在车架〔80〕上，承载板上的锁定孔〔81〕是承接拼装部件电机〔89〕上的锁定接头〔82〕用的，拼装时手持电机将接头〔82〕的头部穿进与其对应的锁定孔〔81〕内，顺时针转动电机，使接头的颈部进入锁定孔的窄槽内，电机被锁紧，此时电机上的锁槽〔91〕与锁〔92〕的锁舌对齐，锁〔92〕用铆接等(用简单工具不可拆卸的)方法固定在承接板〔78〕上，用钥匙操作锁舌确伸缩，当锁舌进入锁槽内时电机便被锁在电池车(的承载板)上，非用钥匙不能卸下。此时电机联线通过电机上的接点〔84〕和承接板上的接点〔83〕接到电池车控制电路，构成电气接口。接点〔83〕、〔84〕用绝缘构件与机壳(架)切断电气联接，并装有压缩弹簧使接点接触时有轴向压力，接点的接触面中间突起，避免拼装(旋转)相碰卡死和有一定轴向压缩行程。传动接口由电机动力输出轴〔86〕和活节套〔87〕构成，轴伸到套〔87〕中，轴上的键形凸起〔86〕放在套〔87〕的凹槽〔88〕内，将电机的“使用功能”用于电池车上电动时将电机的转动力矩传给电池车;发电时将车的转矩传给电机。电机上设有握持构件〔90〕供装、卸、搬运之用，锁定接头〔84〕兼作电机的文撑构件，在电机从车上取下放置时当支脚用。蓄电池用现有的标准件，通过拼装载体装在电池车(承载部件)上(图11)，电池组〔138〕固定在拼装载体〔139〕上，电极输出线通过引线联接到接点〔84〕上。拼装载体上的拼装孔〔136〕套在设在承载部件〔78〕上的拼装挂钉〔135〕上，锁定接头穿进锁定孔〔81〕内并锁紧后载体便装在承载板〔78〕上，接点〔84〕、〔83〕接通(方法与要求同前)电池便装在电池车上。防护锁〔92〕的锁舌〔137〕伸到拼装载体上的锁孔〔91〕里面后，拼装部件便锁在承载板上。握持构件〔90〕除用手握持外，还可拴绳或钩、挂背带，供担、抬、背之用。
控制、显示、操作仪表盘装在车把或灯架上等便于驾驶者观察与操作的位置，其上设有电压表;低效、定速、达速指示灯;钥匙钮、“增力”开关;多功能里程表等部件。刹车开关也设置在里面(图11)，仪表盘外壳〔99〕上的支架〔98〕装有轴〔95〕，换向板〔96〕的一端固定在轴〔95〕上，可绕该轴旋转，在弹簧〔97〕的件用力下压在刹车(微动)开关〔21〕上，使开关置常开接点闭合(未刹车状态)位置，换向板的另一端放在设置在车把上的前、后刹车装置的限位角〔93〕〔94〕的上面，未刹车时常开接点闭合，刹车时(任意一组刹车装置动作)换向板被限位角顶起，开关〔21〕常开接点闭合(置刹车状态)送出刹车信号。超速显示器装在仪表盘机壳〔99〕的前部。
多功能里程表设在仪表盘上，它由电子数字里速、记程表;机械里程表;接收处理传感器数据;发出“达速”、“超速”、“充电”信息的电路构成(图13)信号发生器〔111〕产生的时钟脉冲CP送到秒脉冲发生器〔112〕后，发生器〔112〕每秒发出一脉宽为二倍时钟脉宽的秒脉冲，秒脉冲经CP、CP选通后，在与非门〔108〕、与门〔110〕输出端产生(秒·CP)和(秒·CP)。(秒·CP)将速度记数器〔107〕(每秒)记录传感器〔49〕的脉冲数目送到锁存器〔106〕，并经显示器〔105〕显示出记录的(每小时公里)数值。“达速”、“充电”、“超速”、“充电下限”、“超速下限”译码器〔115〕、〔123〕、〔118〕、〔132〕、〔121〕对计数器〔107〕的数值进行检测，当其达到或等于设定数值时将相应的触发器〔114〕、〔124〕、〔117〕、〔133〕、〔120〕置位，“达速”、“充电”、“超速”触发器置位时经输出电路〔113〕、〔125〕、〔116〕经b、c、a端子送出相应的(+)、(-)、(+)电位。(秒·CP)每秒对触发器〔120〕、〔114〕、〔133〕清零一次，在清零前的(秒·CP)时刻与非门〔126〕、〔119〕分别对触发器〔133〕、〔120〕进行检测，当其未置位(即低于复位下限)时将“充电”、“超速”触发器〔124〕、〔117〕复位。滤波电容〔122〕可以消除因清零引起的“达速”触发器〔113〕输出间断现象。分压电阻〔129〕、〔130〕给输出电路〔116〕、〔113〕、〔125〕、〔127〕提供参考电位。“充电”下限设定电路〔131〕供驾驶人设定“充电”下限用。
电池车每行驶0.0556米传感器〔49〕发出一脉冲(显示器〔105〕最小读数0.2公里/小时)，经36进制计数器〔101〕分频后，送给电子记程表计数器〔103〕进行累计，并通过显示器〔102〕显示结果(显示精度2米)。开关〔109〕供计数器〔103〕清零用。计数器〔101〕的输出经50进制计数器〔104〕(计量精度0.1公里)和里程表输出电路〔127〕推动机械里程表的电磁计数器〔128〕进行总行驶里程累计工作。
超速显示器装在(图14)仪表盘的前面，显示器的结构、工作原理如图14所示齿条〔59〕左右移动时齿轮〔53〕、〔54〕(反向)旋转，装在轴〔62〕、〔63〕上的指示片〔51〕、〔52〕随着运动，在弹簧〔58〕的作用下指示片〔51〕、〔52〕向中心旋转，将显示屏〔61〕挡着，齿条将接点〔50〕闭合。锁定板〔60〕的一端插入齿条〔59〕的孔内可以前后位移，锁定板的另一端用轴固定在显示器的骨架上，锁定板以此轴为圆心随齿条左右摆动或在齿条孔内前后移动，其前后位置受控于电磁铁〔70〕，拉板〔55〕上还有两个导向长孔，分别套在轴〔62〕、〔63〕上，使拉板〔55〕能左右移动，在弹簧〔57〕的作用力下(本机构中，弹簧〔57〕作用于弹簧〔58〕的力大于弹簧〔58〕的最大拉力)齿条〔59〕处极端位置即指示片〔51〕、〔52〕分别将超速(色)图案滤色片〔68〕、〔69〕挡着(弹簧〔57〕→复位拉板〔55〕→弹簧〔58〕，锁定板〔60〕→齿条〔59〕齿轮〔53〕、〔54〕→轴〔62〕、〔63〕→指示片〔51〕、〔52〕)。此时指示片〔51〕、〔52〕外露面与显示屏合在一起构成了完整的未超速色、未超速图案(如绿色)显示面。当里程表〔32〕(a)端输出“超速”信号时电磁铁〔70〕动作，锁定板〔60〕向后运动，从复位拉板〔55〕的凹槽内移出，弹簧〔57〕作用于齿条〔59〕的作用力消失。弹簧〔58〕将齿条〔53〕拉到另一极端位置即指示片〔51〕、〔52〕将显示屏挡着，此时指示屏外露的一面为超速色、超速图案(如黄色)，同新露出的滤色片〔68〕、〔69〕加在一起构成完整的超速色、超速图案(如黄色)的显示面。夜间行驶时车灯电源通过接点〔50〕将指示灯〔65〕点燃，通过滤色片〔68〕、〔69〕使观察者看到两个相隔两个灯宽的超速色、超速图案(如黄色)指示灯，表示超速。
在受到刹车等负加速度作用力时，锁定板〔60〕施加给拉板〔55〕上的作用力增加，处未超速状态的锁定板更稳定的放置在拉板的凹槽内，显示器不会变成超速状态。电磁铁〔70〕复位弹簧的拉力远大于在正向(启动)加速时该机构(电磁铁、锁定板等)产生的作用力，故正加速度也不会改变显示器状态。显示器不须要电源维持显示(超速或未超速)状态，断电后不会改变显示状态。
驾驶者通过设在外壳〔66〕上的窗口〔67〕观察齿条〔53〕上的(与显示器显示状态相对应的)显示标记，了解显示器所处状态。在夜间通过指示灯〔65〕照在保护罩〔64〕上的光线有无，了解显示器动作与否。
超速信号消失后，电磁铁释放，锁定板〔60〕压在复位拉板〔55〕上，驾驶者搬动设在外壳〔66〕上的复位钮〔56〕(使弹簧〔57〕拉伸)，当复位板〔55〕上的凹槽与锁定板〔60〕对齐时，锁定板进入凹槽内，松开复位钮后弹簧〔57〕将显示器(拉到非超速状态)复位。在超速信号未消失(电磁铁吸合)的状态下，搬动复位钮时，锁定板不能进入复位拉板的凹槽内，显示器不会复位。
若用一吸力较大的电磁铁直接拖动齿条〔59〕，可省掉弹簧〔57〕拉板〔55〕、锁定板〔60〕、电磁铁〔70〕、复位钮〔56〕以及与上述另、部件相关的结构，并使显示器具备自动复位的功能。
采用电子调速的降压调速部件如图15所示电位器〔143〕电阻〔144〕串联，经定速继电器〔33〕c常闭接点并联在电源(电池〔18〕、〔19〕串联构成)上，在电位将滑动接点与电源(+)(调正管〔140〕e)端产生一电压降，其值小于调正管〔140〕c、e结压降减(检测管〔141〕b、e结压降约)0.7v时，检测管b、e结电流↑→检测管c、e结的电流↑→调正管b、e结电流↑→调正管c、e结压降↓，当调正管c、e结压降降到某一数值(约等于电源(+)至电位器滑动接点的压降与调正管b、e结压降之和)时，电路处平衡状态。调正滑动接点位置，改变它与电源(+)之间的电压值，调正管c、e结压降随之变动，与调正管串联的电机电压数值便得到调正。电位器〔143〕在(电源(+)到检测管b端)压降最大时即降压调速部件压降最大、电机最小工作电压时，(图2、7、8)联动开关〔77〕处“通”位置(非此位置电池车不能启动电驱动装置)，此时电机电压值由电位器〔143〕、电阻〔144〕的比值确定。在电机作串、并激倒换(继电器〔33〕动作、〔33〕a将电池中点与电机中点相联)时，〔33〕c将取样(电位器〔143〕、电阻〔144〕施加的)电压(c点)作相应的改变。本电路在非电力驱动状态时，切断a端电源(图2、8)和切断负载(图7)均不会使电路损坏。
实施例(3)便携速度仪表检测附件图16所示具有相同外径的滚桶〔142〕、〔143〕并列的装在壳体〔148〕上，与其联动的齿轮〔144〕、〔145〕均和齿轮〔146〕啮合，因齿轮〔144〕、〔145〕的齿数相同，电池车的驱动轮放在滚桶上转动时，滚桶保持同速同向运动。齿轮〔146〕拖动测速电机〔147〕转动，电机〔147〕的输出端经导线〔151〕接到测速表〔149〕上，测速表的读数与滚桶(外径)表面速度(单位公里/小时)数值相对应。测速表按装在支架〔150〕上，调正支架的立柱〔152〕可改变测速表的高度和方位。使用时将电池车的驱动轮放在两个滚桶上，开关〔25〕处“增力”位置，测速速表与电池车里程表并列放置，调正支架立柱使该表与里程表同高，以便观察对照，对电池车速度(包扩超速显示器等)仪表进行检演。壳体〔148〕上设有握持构件〔152〕其作用与拼装部件中的握持构件相同。
权利要求
1.一种以蓄电池为能源的动力装置与人力驱动相配合构成动力系统的运载工具的方法和用该方法构成的运载工具，其特征在于a、人力、电力并行驱动。b、电机串、并激倒换启动时用串激工作方式，在速度达到额定值倒换成并激工作方式。倒换工作自动进行，“增力”开关控制自动倒换装置使用与否。c、综合检测、控制在传动机构中设置工作状态检测装置，检测人力、电力驱动施加于运载工具上的程度，运载工具滑行与否，该信息经控制电路综合处理后完成以下功能(1)、用人力驱动装置启动电力驱动系统。(2)、控制电机串、并激工作方式的转换工作。(3)、电力驱动“无功”切换。(4)、自动控制“自充电”与否。(5)、低效指示。d、自充电、能量回收减速。e、电动、发电的变速比倒换。f、行驶速度、距离综合检测(1)、脉冲式距离取样每行驶单位距离，传感器发出一取样脉冲。(2)、电子数字速度计量与显示用单位时间内测得(传感器发出)的脉冲数计量与显示行驶速度。(3)、电子数字记程用累记(传感器发出)的脉冲数目计量行驶距离的电子数字计量与显示。(4)、电磁记数里程表用累记(传感器发出)的脉冲数目计量行驶距离的电子数字计量、电磁机构记录显示。(5)、“达速”信息处理。(6)、“充电”信息处理。(7)、“超速”信息处理。(8)、“超速”声、光(向驾驶者)告警。g、超速显示。h、便携速度仪表检测。i、电(动)机以串激方式联接，用电池中点与电机中点相联与否实现串、并激倒接。j、电池串联放电，并联充电。k、降压调速在电池向电机供电线路中串进受控于驾驶者的可变压降部件，调正电(动)机速度。在电池中点与电机中点相联以并激方式工作时，改变电枢工作电压。调速部件处非最低电机工作电压位置时，不能启动控制电路。l、拼装结构由固定在电池车上的承载部件和与其对应的拼装部件构成。它们通过(共有的)锁定接口、传动接口和电器接口实现拼装。只需徒手或用简单工具便可装卸。关键部件的锁定接口装有防护锁，必须用钥匙才能将拼装部件卸下。拼装部件设有握、持构件、支撑构件。拼装部件可由核心部件装在拼装载体上构成。m、控制、显示、操作仪表盘显示“定速”、“达速”、“超速”；选定“增力”与否；设置“超速”声、光告警设施。n、操作任意一组刹车装置均能使刹车开关动作。
2.根据权利要求1所述的运载工具，人力、电力合用一套传动系统，人力、电力可分别(单独)或并行对运载工具实行驱动。(图4)动力输出链轮〔1〕、人力驱动链轮〔2〕、电力驱动链轮〔3〕和置于摆动架〔5〕上的导向链轮〔11〕、〔10〕均与封闭链条〔9〕相联，摆动架能以链轮〔3〕的轴心为圆心转动，在弹簧〔6〕的作用力下，摆动架与限位钉〔13〕接触，与摆动架用活节相联的连杆〔7〕使开关〔23〕处(Ⅰ档)充电、滑行、停车位置。单独人力驱动时开关置(Ⅱ档)启动、人力驱动位置，单独电力驱动时开关处(Ⅲ档)电力驱动位置，摆动架被限位钉〔12〕挡着。人力驱动链轮〔2〕与人力驱动轴〔37〕的棘轮机构使人力驱动经轴〔37〕→棘轮机构→人力驱动链轮→链条等施加于运载工具上，而在链条(处电动、滑行)运动时轴〔37〕不随之运动，在人力、电力并行驱动，人力驱动力达某值时(其值由弹簧〔6〕刚度大小而定)电机效率下降，开关处Ⅱ档位置，低效指示灯亮。
全文摘要
本发明是一种以蓄电池为能源的动力装置与人力驱动相配合构成动力系统的运载工具。依据人力、电力的不同分配比例、行驶道路、运载对象的差别构成各种具有不同性能的运载工具。它使用拼装结构，配备安全保障设施，工作状态检测装置，自充电能量回收减速装置。并行驱动可减少上坡时的电力驱动功率，自充电能使下坡时不超速和提高能源使用效率。在各种(平原、丘陵、山区的)道路上都具有良好的性能。
文档编号B60L11/18GK1031675SQ8810466
公开日1989年3月15日 申请日期1988年8月4日 优先权日1988年8月4日
发明者来泳, 来印敬, 李群英 申请人:来泳