专利名称：人力车辅助力供给装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及般运车、自行车、轮椅、手推车。
在自行车等人力上装有蓄电池、电动机等辅助力供给装置、在通过坡道等路时，根据人力的大小提供辅助力是行之有效的方法，这点早为人们所知。问题在于如何使结构变为安全、小型和高效率。在已有的方法中，对于人蹬自行车力的检测器来说，首先是廉价和可靠性不易实现，其次是当驱动车轮的滚轮(或链轮)空转的时候阻力大，即使在平坦的路上(与一般的自行车相比)也必需用脚蹬力。
本实用新型的首要目的是提供一种廉价的动作可靠的人力车辅助力供给装置、脚蹬力检测器，其次是提供一种在空转时动作轻快、在驱动时可靠卡紧的构造简单的单向滚轮。
实现本实用新型人力车辅助力供给装置的技术方案是用差动式检测器检测出骑车的脚蹬力，利用这个输出电压跟踪电动机的电流而控制电动机的电压，以及通过与电动机直接连接轻便的单向滚轮直接驱动车轮轮胎的侧部。
以下结合附图对本实用新型进行详细的说明
图1为整体结构图2为线圈电路详细图；图3为电气特性曲线图；图4为处理装置结构图；图5为相对于脚蹬输入力的各部分电压图；图6为用两组电动机驱动场合下的结构图；图7为滚轮的详细结构图。
图1为已有的辅助力组件整个结构的透视图，其中1为随着链条上下位置的变化而改变的加在脚蹬上力的杠杆；2为本实用新型提出的两组线圈；3为处理装置；4为蓄电池；5为电动机；部件2、3、4分别同处理装置3电气连接；6为装在电动机5的端部、压在自行车等人力车车轮7上的单向滚轮；8为已有的自行车链条，9为杠杆1的支点，50为太阳板。
下面简要说明其动作，当加在自行车等脚蹬上的力增大时，杠杆1的支点9倾斜，这样弹簧10伸长，从而使线圈2内部的杠杆和连动的铁心移动。这个线圈的电压差作为输入(脚蹬力)。
处理装置3将这个输入电压同另外设置的电动机电流(输出电流)检测器的电压相比较，这个电压差越大，就用越大的脉动幅值电压来驱动电动机5，这样通过滚轮6向车轮7提供辅助力。
这时的电能由蓄电池4供给。蓄电池4可以卸下在外面进行充电；当然也可以将充电器半固定地内装。
50为由太阳板组成的兼作防雨棚的电源，晴天时给蓄电池4充电。
线圈2既可以象本图那样同处理装置3分开设置，也可以内装。
图2为本实用新型的两组线圈的详细图。
11为两组线圈，在其中心线上设置了同杠杆1相连动的磁性体(铁心)12，它同线圈11的一部分相碰上。
13为两组共振用的电容器。
14为振荡器，15为比较放大器。
当铁心12放入相同长度的线圈11中时，两组线圈的电感几乎相同，同连接在每个并联共振用的电容器13上所获得几乎相同大的电压。
当由振荡器14加上交流电压时，比较放大器15的输入基本上为零。
图3为电气特性曲线图，横轴19代表频率，纵轴20代表阻抗(强迫电压)。16为一组并联共振线圈11的特性，17为另一组的特性。
现在如使工作频率在点21，则16同17的差很小，容易使差动放大器15的输出为零。
从此状态下使线圈12移动，则特性曲线16同17就互相分开，这样获得信号电压(这是因为一方的电感增加，另一方的电感减少)。
然而由于温度变化、电压变动等环境变化时，特性曲线16和17同样地左右移动，所以电压差很小9谓的同相抵消)，这样获得便宜、可靠并稳定的传感器。
也可以用光电变换元件、位移／脉动变换元件、负载元件等压电变换元件代替共振元件16、17。也可以使铁心12制成变压器一次线圈。
图4示出了处理装置3的构成。
22为比较放大器，23为比较器，24为电流检测器，25为电动机，26为蓄电池，27为比较器，28为间歇取出器，29为指示灯，30为脉冲幅度调节器(PWM)，31为半导体电力开关。
比较放大器15的输出是同脚蹬上的力成正比例的电压，并加在比较放大器22的一端(正端)。在其另一端(负端)加上来自电动机电流检测器24的电压。因此比较放大器22输出这两个电压的差，并加到比较器23的正端。振荡器14输出的三角波加在比较器23的负端。其结果是使30的脉冲振幅正比于脚蹬力同输出电流的差。使输出电流同脚蹬输出力相合成以此来改变电动机的电压；如果输出电流增加，则电动机的电压下降。
28产生检测器(11，12)的电力(例如根据振荡器14的交流电压，在只取出一部分波的同时计算消耗电力的下降)，27是检测蓄电池电压下降的检测比较器，此时灯29亮，以提醒操作者。
图5为相对于脚蹬输入力各部分的特性图。横轴18代表输入的脚蹬力，纵轴32代表电压，33为比较放大器15的输出电压。
当电动机的电流增大时，34表示电流检测器24的输出电压，37表示此时的比较放大器22的输出电压。当电动机电流减小时，35表示24的输出电压，36表示22的输出电压。输入电压随着脚蹬力的增加不断增大。输出电压36、37在比较小的脚蹬力下达到最大电压(饱和)。并且36、37根据电动机电流的大小，伴随34、35的变动而变化。因此在电动机上一出现异常大的电流，输出电压37可以变为零。这个处理装置也可以在一般地输出同指令信号成正比的电动机电力的装置上使用。处理装置也可是硬件，也可以利用与微型计算机有关的软件来实现。
图6为由二组电动机驱动的车轮部件结构的例子。
滚轮6单向地压紧并转动轮胎(或介于之间的衬套)。滚轮6的表面最好是有金属或橡胶等的凹凸状。
另外，如果电动机转轴40同车轮的中心轴41之间的轴间角度为θ，车轮的半径为r，轮胎同滚轮的接触长度为d，则伴随车轮转动的距离将大致随着比值d／r而变化。
为了补正这一点，将滚轮制成圆锥形(锥度)以便防止由伴随电动机端部旋转的距离差引起纺捻，从而使从滚轮到轮胎间的传递效率提高。
在轴40同41间存在一个角度的情况下，锥度的比值大致由d／rcosθ确定。
图7为单向滚轮6的详细结构的例子。42为固定部件，43为滚轮部件，44为台阶部分，45为销钉，46为限位螺钉，47为旋转轴，48为块，49为细颈部。
图7为透视图，为清楚起见将固定部件剖开(表示出断面)并同旋转部分稍分开。
固定部件42通过螺钉46固定到旋转轴47上，在42的一部分位置上开有1至2个孔，以坟入可以自由移动的销钉45。
一方面，滚轮部件43在旋转轴47上是自由的，在滚轮43的中心部分加工一个比档块48附近的旋罱轴的直径大的圆柱状孔，该孔位于旋转轴的外面。
实际上使固定部件42降下固定时，细颈部正好嵌入滚轮43中。
此外，同滚轮43的挡块48相对的切口不是平面，设有1至2个台阶部分44，坡度沿圆周方向逐渐减少，而同五一个台阶相接。
当旋转轴47沿顺时针方向转动时，销钉45越过台阶44只能在孔中移动，而滚轮43空转。
当旋转轴47沿逆时针方向转动时，销钉45由台阶44卡住，这样滚轮43同固定部件成一体转动。结果使滚轮成为单向的。
另外，也可以使滚轮43磁化，长时间卡住销钉45。
由于只是转动部件43的两端同旋转轴47接触(也可以在这个部件上加一个轴承)，所以可以减少空转时的转矩。
如上所述，由于这个滚轮的结构简单，空转时转矩小，所以本装置可以作为其它的单向滚轮使用。
根据本实用新型的方案，可以使传感器结构简单、工作可靠，从而使装置的故障减少。
此外，由于驱动滚轮的空转转矩小，驱动转动结构有效，带有锥度，所以可以使动作轻快、传递效率高。
以前，因在自行车上带有防雨棚会使脚蹬阻力加大，而不能实现，但利用本实用新型的方案可以加防雨棚(成半固定地，在不骑车时放置在车体附近的上方防雨)。
权利要求1.一种人力车辅助供给装置，其特征是该装置由差动式传感器电路构成的张力检测器检测出骑车脚蹬力反馈的电压，连接电动机电流检测器，由相应于各个检测器的信号差的脉冲幅值驱动电动机，并通过与电动机直接连接的单向滚轮直接驱动车轮轮胎的侧部。
专利摘要本实用新型人力车辅助力供给装置，它是用差动式检测器检测出骑车的脚蹬力，利用这个输出电压跟踪电动机的电流而控制电动机的电压，以及通过与电动机直接连结轻便的单向滚轮直接驱动轮胎侧部。该供给装置是使检测骑自动车的脚蹬蹬力的检测器成本低，工作有效。该辅助力组件装备有不加力时空转阻力小、加力时处在电动机轴上的滚轮，它工作可靠、成本低。整个装置由差动式检测器、处理装置、电动机、滚轮(滑轮)组成。
文档编号B60L11/18GK2204271SQ94213619
公开日1995年8月2日 申请日期1994年4月29日 优先权日1994年2月23日
发明者藤冈一路 申请人:藤冈一路