专利名称：电动脚踏车的助动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种脚踏车辅件，更确切地说是涉及一种电动脚踏车的助动机构。
随着环境保护意识的加强，各种燃油的代步工具逐渐被替代为电驱动，如以电动脚踏车代替摩托车。电动脚踏车除了有运动的功能外还可代步，但现有的电动脚踏车，其马达转动的快慢完全由旋转把手控制，类似机动车的加速把手。在某些先进国家，如日本、德国，使用电动脚踏车如同使用机动车，一样要考驾驶执照，即将电动脚踏车作为机动车处理，这就违背了为运动健身而使用电动脚踏车的初衷。
本实用新型的目的是设计一种电动脚踏车的助动机构，既可使脚踏车保持原有的代步功能，又可在费力地踩踏板时驱动马达工作以提供辅助动力，形成马达与人协力驱动的动作状态。
本实用新型的目的是这样实现的，电动脚踏车的助动机构，设置在脚踏车的支架上，其特征在于包括底座、承座、马达驱动控制电路板、摇臂和惰轮；所述的底座固定在脚踏车的支架上，所述的承座固定在底座上，所述的马达驱动控制电路板固定在承座上，所述的摇臂与承座结合，所述的惰轮结合在摇臂上，惰轮周缘与脚踏车的链条下方啮合；所述的摇臂上设置有磁铁，所述的马达驱动控制电路板上设置有霍尔元件，霍尔元件与马达驱动控制电路电连接，马达驱动控制电路输出端与马达电连接。
所述的马达驱动控制电路由信号放大电路和信号比较电路顺序连接构成，信号放大电路的输入端连接所述霍尔元件的输出端，信号比较电路的输出端连接所述的马达。
还包括有保护开关，保护开关一端与所述马达驱动控制电路的输出端连接，保护开关另一端连接地端。
所述的保护开关有两个，分别设置在脚踏车的左右刹车把手内。
所述的承座上设有轴，轴上套置并固定有弹簧，所述摇臂的一端套置并定位在轴上，所述摇臂的另一端与所述的惰轮通过螺栓螺接，所述摇臂上于磁铁侧还设置有止动块。
还包括有侧盖，与所述的底座结合并相对螺固在所述脚踏车的支架两侧，支架上包覆有橡皮垫。
本实用新型抛弃原有电动脚踏车的旋转把手，通过设置助动机构来感测乘骑者是否在费力地踩踏板(如在起动或上坡时)，来及时驱动马达提供助力。当乘骑者用力的情况消失时，马达转速又会自动减少，达到人与马达共同协力的设计目的。安装助动机构时，要使惰轮撑起链条，使原本水平的链条形成中间较高两端较低的状态。当乘骑者在费力地踩踏板时，链条的张力变大，作用于惰轮上的垂直向下分力变大，当大于弹簧的扭力时使摇臂旋转，直至摇臂上的止动块顶住承座，为不受外力影响的临界位置。在摇臂旋转时，其上的磁铁靠近承座电路板上的霍尔元件，输入端连接有电流源的霍尔元件产生与磁铁间距成反比的电压，再经电路板上放大电路及比较电路而输出一驱动电压，驱动马达，分担乘骑者的施力。设置在刹车把手内的保护开关与马达驱动控制电路的输出相连接，可避免在马达无转速静止时，在没有反电动势的刹车强制启动状态下，由于启动电流太大而烧毁驱动器或马达。
下面结合实施例及附图进一步说明本实用新型的技术
图1是电动脚踏车的助动机构立体分解结构示意图图2是电动脚踏车的助动机构组合结构示意图图3是图2中惰轮受力后各组件的位置关系示意图图4是图2中惰轮受力前部分组件的位置关系示意图图5是图2中惰轮受力后部分组件的位置关系示意图图6是电动脚踏车的助动机构保护开关的安装位置示意图图7是电动脚踏车的助动机构马达驱动控制电路图图8是电动脚踏车的助动机构马达驱动控制电路图参见
图1、图2，电动脚踏车的助动机构主要包括惰轮2、摇臂3、承座9、弹簧6、马达驱动控制电路板7、底座10和侧盖14。
摇臂3一端通过螺栓1与惰轮2结合，惰轮周缘与链条16下方啮合，可使惰轮2随链条16的前进而旋转。弹簧6套置在承座9的轴91上，弹簧6的一端固定在承座9上，另一端则穿过摇臂3上小孔31。反时针旋转几圈并使摇臂3上的止动块32能置入承座9的凹槽92内为止，再以承座上轴91的方向推入，最后用C型扣环5及垫片4扣入轴91上的凹槽911内，完成摇臂3与承座9间的结合。接着用螺栓8将马达驱动控制电路板7锁固在承座9的凹槽92内。螺栓11用于将承座9固定于底座10上，橡皮垫12包覆于脚踏车的支架13上，螺栓15将侧盖14与底座10结合固定于包覆有橡皮垫的支架13两侧。摇臂3上设有磁铁19，马达驱动控制电路板7上设有霍尔元件18。
图2中示出组合后的助动机构应用实例，应特别注意的是需调整助动机构在脚踏车支架13上的安装位置，使惰轮2能略为顶高链条16，如图中所示。当费力踩踏板而使链条16的拉力变大时，此时链条16将趋于水平，当惰轮2所感受到的向下分力大于弹簧6的扭力时，即能压迫摇臂3作反时钟方向旋转，使磁铁19靠近霍尔元件18，如图3中所示。待摇臂3上的止动块32顶住承座9时，为其不受外力影响的临界位置。
参见图4及图5，对照示出惰轮2在受力前与受力后的相对位置。霍尔元件18随着磁铁19的渐渐靠近，由于霍尔元件的输入端接有电流源，当垂直其正面的磁通密度变大时，其输出电压随之变大。该信号送马达驱动控制电路处理，在该信号电压大于全输出电压的百分之二十时(电压太小就驱动马达使运转效率较低)，电路会适时输出一驱动电压，以驱动马达旋转助乘骑者一臂之力。
参见图6，图中示出两个保护开关22安装在刹车把手23内时的结构示意图。刹车时可自动切断电源，以保护驱动器或马达不被烧毁。由于马达的驱动电压大小完全取决于惰轮2向下分力的大小，但如果乘骑者一方面抓住刹车使脚踏车无法前进，另一方面又用力踩踏板，使马达驱动电压处于全输出的状态，此时将因马达无转速而没有反电动势，流经马达的瞬间电流极大，易烧毁马达。本实用新型在刹车把手内设置保护开关，开关与马达驱动控制电路连接，刹车时自动切断马达电源，以避免上述情况发生。
参见图7、图8，为马达驱动控制电路的两个实施电路图。电路包括三个部分，霍尔元件18、信号放大电路24和信号比较电路25。霍尔元件18的输出电压经信号放大电路24放大和信号比较电路比较后，经保护开关22输出。
本实用新型的电动脚踏车的助动机构通过设置惰轮及摇臂来感测链条的张力大小，进而改变磁铁19与霍尔元件18间的相对位置，通过非接触式的感测而输出一驱动电压驱动马达助动，并通过设置保护开关22而使电动脚踏车成为安全的代步及健身工具。
权利要求1．电动脚踏车的助动机构，设置在脚踏车的支架上，其特征在于包括底座、承座、马达驱动控制电路板、摇臂和惰轮；所述的底座固定在脚踏车的支架上，所述的承座固定在底座上，所述的马达驱动控制电路板固定在承座上，所述的摇臂与承座结合，所述的惰轮结合在摇臂上，惰轮周缘与脚踏车的链条下方啮合；所述的摇臂上设置有磁铁，所述的马达驱动控制电路板上设置有霍尔元件，霍尔元件与马达驱动控制电路电连接，马达驱动控制电路输出端与马达电连接。
2．根据权利要求1所述的电动脚踏车的助动机构，其特征在于所述的马达驱动控制电路由信号放大电路和信号比较电路顺序连接构成，信号放大电路的输入端连接所述霍尔元件的输出端，信号比较电路的输出端连接所述的马达。
3．根据权利要求1所述的电动脚踏车的助动机构，其特征在于还包括有保护开关，保护开关一端与所述马达驱动控制电路的输出端连接，保护开关另一端连接地端。
4．根据权利要求1所述的电动脚踏车的助动机构，其特征在于所述的保护开关有两个，分别设置在脚踏车的左右刹车把手内。
5．根据权利要求1所述的电动脚踏车的助动机构，其特征在于所述的承座上设有轴，轴上套置并固定有弹簧，所述摇臂的一端套置并定位在轴上，所述摇臂的另一端与所述的惰轮通过螺栓螺接，所述摇臂上于磁铁侧还设置有止动块。
6．根据权利要求1所述的电动脚踏车的助动机构，其特征在于还包括有侧盖，与所述的底座结合并相对螺固在所述脚踏车的支架两侧，支架上包覆有橡皮垫。
专利摘要本实用新型涉及一种电动脚踏车的助动机构，包括固定在脚踏车支架上的底座与侧盖，固定在底座上的承座，固定在承座上的马达驱动控制电路板，与承座结合的弹簧与摇臂和与摇臂螺接的惰轮，惰轮周缘与链条下方啮合。安装时使惰轮撑起链条，乘骑者在费力地踩踏板时，链条的张力变大，作用于惰轮上的垂直向下分力大于弹簧的扭力时使摇臂旋转，其上磁铁靠近霍尔元件而产生输出电压，再经放大及比较而驱动马达，使人与马达共同协力。
文档编号B62M7/04GK2352436SQ9820753
公开日1999年12月8日 申请日期1998年7月23日 优先权日1998年7月23日
发明者蔡青松 申请人:青松科技股份有限公司