专利名称：扭簧助力器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适用于自行车、三轮车、电动车、童车、手推车等轻便非机动车辆的助力装置，具体涉及采用扭簧组合构造成的一种助力器。
背景技术：
自行车、三轮车、电动车、童车、手推车等轻便非机动车辆在人们日常生活中普遍使用，为了辅助使用者骑行，达到轻便省力的目的，往往采用助力装置，即在普通非机动车辆上增加一个助力器，以提供动力的方式帮助人们骑行。现有技术中，助力器主要有电动和机动两种，电动助力器由电动机与蓄电池组成，比如目前市场上的电动自行车就是采用这种方式；机动助力器由小型汽油发动机构成，比如目前道路上行驶的助动车就是采用这种方式。以上两种助力器尽管在实践中得到应用，并且发挥了积极效果，但这些助力器往往由于成本原因，使得整车的价格较高，低层消费群体往往难以承受，另外对于电动助力器来说电池寿命有限，一般使用一年后效果大大下降；对于机动助力器来说还存在着环境污染问题。
本实用新型的目的提供一种适用于轻便型非机动车使用的新型扭簧助力装置，以简化结构、降低成本、延长使用寿命，提高助力型非机动车的市场竞争力。
发明内容
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种扭簧助力器，包括一箱体或支架，该箱体或支架作为支承体；一扭簧蓄能装置，由若干单元扭簧机构串联构成，其中，每个单元扭簧机构包括一根扭簧，一根定位轴和两个端齿轮，定位轴两端支承在箱体或支架上，扭簧套在定位轴上，两个端齿轮分别设在定位轴的两端并与扭簧的两端固定连接，各定位轴在箱体或支架的空间中平行设置，其上一级末端的端齿轮与下一级首端的端齿轮啮合；一棘轮机构，该棘轮机构设在扭簧蓄能装置的输入端；一电动机及减速器，该电动机经减速器与棘轮机构连接，且电动机的旋转方向与棘轮机构转向一致；一输出控制器，该输出控制器为一盘刹装置，该装置设在扭簧蓄能装置的输出端。
上述技术方案中有关内容和变化解释如下1、上述方案中，为了限制扭簧助力器输出的转速，可以在扭簧蓄能装置的输出端设置一限速器，通过该限速器来控制扭簧助力器的输出转速。所述限速器包括限速盘和摩擦盘，限速盘与摩擦盘并列同轴设置，其中，摩擦盘固定，限速盘转动，限速盘上设有离心球体和楔块，离心球体和楔块分别设在一杠杆的两端，杠杆的支点在限速盘上，杠杆位于离心球体一端通过弹簧连接在限速盘上，楔块位于限速盘与摩擦盘形成的楔形空间中。
2、上述方案中，为了使该扭簧助力器能够实现人工蓄能，可以在扭簧蓄能装置的输入端设有一转动手柄，当周围没有电源时，可以通过转动手柄对扭簧蓄能装置进行蓄能。
3、上述方案中，考虑到各定位轴在空间平行设置后，两端的端齿轮在形成串联啮合中，不啮合端的端齿轮由于外径原故出现干扰，因此可以在扭簧蓄能装置中单元扭簧机构上一级末端的端齿轮与下一级首端的端齿轮通过一个中间自由轮啮合。这里需要注意的是如果不设中间自由轮，假设上一级扭簧为正方向扭转，则下一级扭簧为反方向扭转；如果设置中间自由轮后，上一极扭簧的扭转方向与下一级一致，即上一极为正方向扭转，下一极也为正方向扭转，反之亦然。
本实用新型与现有技术相比结构简单，使用方便，成本低，寿命长，也不存在机动助力器带来的环境污染问题，是一种轻便型非机动车使用的新型助力器，适合于低收入消费群体。
附图1为本实用新型结构示意图；附图2为本实用新型输出端实施例放大图；附图3为本实用新型输入端棘轮机构原理图；附图4为本实用新型限速器示意图；附图5为本实用新型限速器中限速盘结构图。
以上附图中1、箱体；2、扭簧；3、定位轴；4、端齿轮；5、端齿轮；6、电动机；7、减速器；8、限速盘；9、摩擦盘；10、离心球体；11、楔块；12、杠杆；13、弹簧；14、固定板； 15、转动手柄；16、棘轮；17、棘爪；18、刹盘；19、制动器；20、伞齿轮；21、输出轴；22、齿轮；23、轴体。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例参见附图1所示，一种扭簧助力器，由箱体1、扭簧蓄能装置、棘轮机构、限速器、输出控制器、电动机6和减速器7组成。
箱体1作为支承体和壳体，内设容纳空间。
扭簧蓄能装置由六个单元扭簧机构串联构成(也可以是其它数量)，其中，每个单元扭簧机构包括一根扭簧2，一根定位轴3和两个端齿轮4、5，定位轴3两端支承在箱体1两端的侧壁上，扭簧2套在定位轴3上，两个端齿轮4、5分别设在定位轴3的两端并与扭簧2的两端固定连接，各定位轴3在箱体1的空间中平行设置，其上一级末端的端齿轮4与下一级首端的端齿轮5啮合。
为了防止扭簧蓄能装置在蓄能后回转，专门在扭簧蓄能装置的输入端设置了棘轮机构，见图3所示，该棘轮机构由棘轮16和棘爪17，使输入端只能朝一个方向旋转蓄能，当蓄能停止后由于棘轮机构的作用不能回转。
参见图1所示，电动机6作为电动蓄能装置位于扭簧蓄能链的最前端并设在箱体1内，电动机6经减速器7与棘轮机构(图中未画出)连接，且电动机6的旋转方向与棘轮机构转向一致。为了实现人工蓄能，在扭簧蓄能装置的输入端还设有一转动手柄15，当周围没有电源时，可以通过该转动手柄15对扭簧蓄能装置进行蓄能。
输出控制器作为扭簧助力器的输出控制开关，设在扭簧蓄能装置的输出端，见图2所示，该输出控制器为一盘刹装置，由刹盘18和制动器19构成，当制动器19压紧刹盘18时为关闭状态；当制动器19放松后为开启状态。
限速器作为输出限速装置设在扭簧蓄能装置输出端处，见图2、图4和图5所示，该限速器包括限速盘8、摩擦盘9和固定板14，固定板14与箱体1支承轴体23，限速盘8与摩擦盘9并列同轴设置，其中，摩擦盘9固定，限速盘8转动，限速盘8上设有离心球体10和楔块11，离心球体10和楔块11分别设在一杠杆12的两端，杠杆12的支点在限速盘8上，杠杆12位于离心球体10一端通过弹簧13连接在限速盘8上，楔块11位于限速盘8与摩擦盘9形成的楔形空间中。
本实施例通过一对伞齿轮20和输出轴21输出。扭簧蓄能装置中单元扭簧机构上一级末端的端齿轮4与下一级首端的端齿轮5可以通过一个中间自由轮啮合(图中未画出)。
本实施例工作原理蓄能时，将输出控制器转换到关闭状态，电动机6接上电源，启动电动机6，此时电动机6经过减速器7、棘轮机构带动第一级单元扭簧机构扭转蓄能，第一级单元扭簧机构通过端齿轮5与第二级的端齿轮4啮合传递，以此类推。转动手柄15可以作为备用在周围没有电源时，对扭簧蓄能装置进行蓄能。使用时，通过制动器19来控制扭簧助力器的输出，当松开制动器19时，输出轴21转动；当压紧刹盘18时输出轴21停转。限速器是输出的限速装置，在限速盘8随轴体23转动过程中，当转速达到一定速度后，离心球体10由于离心力的作用，向外张开，杠杆12迫使楔块11向内挤压，并与摩擦盘9发生摩擦，输出转速越快，该摩擦力越大，最终使转速下降；当转速下降到一定速度后，在弹簧13的作用下杠杆12将楔块11从楔形空间中拔出，此时楔块11与摩擦盘9的摩擦力减小，这样的作用结果最终将输出轴21的转速限制在一定范围内，因此可以通过调整弹簧13的拉力来控制输出速度。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种扭簧助力器，其特征在于包括一箱体[1]或支架，该箱体[1]或支架作为支承体；一扭簧蓄能装置，由若干单元扭簧机构串联构成，其中，每个单元扭簧机构包括一根扭簧[2]，一根定位轴[3]和两个端齿轮[4、5]，定位轴[3]两端支承在箱体[1]或支架上，扭簧[2]套在定位轴[3]上，两个端齿轮[4、5]分别设在定位轴[3]的两端并与扭簧[2]的两端固定连接，各定位轴[3]在箱体[1]或支架的空间中平行设置，其上一级末端的端齿轮[4]与下一级首端的端齿轮[5]啮合；一棘轮机构，该棘轮机构设在扭簧蓄能装置的输入端；一电动机[6]及减速器[7]，该电动机[6]经减速器[7]与棘轮机构连接，且电动机[6]的旋转方向与棘轮机构转向一致；一输出控制器，该输出控制器为一盘刹装置，该装置设在扭簧蓄能装置的输出端。
2.根据权利要求1所述的扭簧助力器，其特征在于所述扭簧蓄能装置的输出端还设有一限速器，该限速器包括限速盘[8]和摩擦盘[9]，限速盘[8]与摩擦盘[9]并列同轴设置，其中，摩擦盘[9]固定，限速盘[8]转动，限速盘[8]上设有离心球体[10]和楔块[11]，离心球体[10]和楔块[11]分别设在一杠杆[12]的两端，杠杆[12]的支点在限速盘[8]上，杠杆[12]位于离心球体[10]一端通过弹簧[13]连接在限速盘[8]上，楔块[11]位于限速盘[8]与摩擦盘[9]形成的楔形空间中。
3.根据权利要求1所述的扭簧助力器，其特征在于所述扭簧蓄能装置的输入端还设有一转动手柄[15]。
4.根据权利要求1所述的扭簧助力器，其特征在于所述扭簧蓄能装置中单元扭簧机构上一级末端的端齿轮[4]与下一级首端的端齿轮[5]通过一个中间自由轮啮合。
专利摘要一种扭簧助力器，其特征在于包括一箱体[1]或支架，一扭簧蓄能装置，一棘轮机构，一电动机[6]及减速器[7]，一输出控制器；扭簧蓄能装置由若干单元扭簧机构在空间通过端齿轮[4、5]啮合串联构成；棘轮机构设在扭簧蓄能装置的输入端；电动机[6]经减速器[7]与棘轮机构连接；输出控制器为一盘刹装置，该装置设在扭簧蓄能装置的输出端。本实用新型与现有技术相比结构简单，使用方便，成本低，寿命长，也不存在机动助力器带来的环境污染问题，是一种轻便型非机动车使用的新型扭簧蓄能助力器。
文档编号B62M1/10GK2680569SQ200420024340
公开日2005年2月23日 申请日期2004年1月14日 优先权日2004年1月14日
发明者赵永军 申请人:赵永军