专利名称：电动调节式磁动力助力车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及助力自行车技术领域，主要提出一种电动调节式磁动力助力车。
现有助力自行车基本可分为两种一种是缸筒直径在35cm3以下的单缸汽油发动机作为助力驱动器；另一种是以蓄电池为储能源的直流电动机作为助力驱动器。这两种驱动器大都是与速度离合器联接，通过皮带或链条传动带动自行车后轮行走。起步和上坡若驱动功率不足可脚踏与助力驱动共同作用。
汽油发动机以汽油作为燃料而又为单缸，燃烧后排放的二氧化碳气体污染空气且工作噪音大。以蓄电池为储能源的直流电机，由于现有蓄电池体积大、重量大、蓄能量小，使用寿命很短(一般为1年左右)，充一次电只能行车60-80KM，而且充一次电需数小时之久才能完成。
本实用新型提出电动调节式磁动力助力车的目的即在于克服现有助力车存在的上述缺陷。
本实用新型完成其发明任务所采取的技术方案是其由车体、磁动力驱动器和传动装置构成；磁动力驱动器可为两对磁极、四对磁极、六对磁极、八对磁极的结构，通过连杆驱动同一根曲轴；其中每两对磁极的结构为设置有两块磁性能相同、几何尺寸相等且对称放置的永久定磁铁，两块定磁铁之间设置两块由软磁材料制成且截面和定磁铁相同的动磁铁，两块动磁铁上下布置且分别与定磁铁的上下磁极面位于同一中心线上，上下两块动磁铁均绕有带骨架的固定磁化线圈，动磁铁可在线圈内左右滑动；通过控制电路按设定的时间间隔依次向线圈送入正、反两个方向的直流电流，使上下动磁铁被磁化且其两端的极性随时间间隔改变，由动磁铁两端的定磁铁吸引、推斥而产生左右往复运动；两块动磁铁分别通过连杆联接曲轴，连杆、曲轴机构将上下动磁铁的往复运动转化为圆周运动；曲轴的一端联接惯性飞轮，另一端联接助力车的速度离合器。
磁化线圈为双绕组或单绕组。
磁动力驱动器为两对磁极时，曲轴每转一圈，上、下动磁铁各作一次往复运动，曲轴的曲拐对称180°设置。
磁动力驱动器为四对磁极时，曲轴的曲拐对称90°设置。
助力车手把上设置开关电位计，通过调整改变线圈电流的频率，控制上、下动磁铁的往复频率，即调整曲轴的转速。
设置一套脚踏驱动机构，其包括有左右脚踏曲拐、链盘、链条和差速小链轮，差速小链轮与助力车行走后轮同轴设置，用以上坡时磁动力驱动器输出功率不足或驱动器出现故障时，脚踏驱动。
本实用新型磁动力助力车与电动助力车的比较1、电动助力车是靠蓄电瓶作为蓄能源供给直流电动机转动，带动后轮行走，所以电能量耗用较多，充一次电只能行走65-80KM。磁动力驱动器主要以α磁谱仪所用的永久强磁钢材料为储能源，蓄电瓶电为速度调整电源，再加之增设发电机(原汽油机助力车结构)给电瓶浮充电能，公网电能充电作为辅助，所以充一次电能行走200-300KM，大大提高了行车距离。
2、鉴于现有电瓶和充电设备的技术条件所限，电瓶充一次电数小时之久，而磁动力驱动器所用永久磁钢一旦失磁，再充磁一分钟即可完成，缩短了充能时间。
本实用新型和汽油发动机助力车比较1、汽油发动机助力车启动时需脚踏启动，磁动力驱动器打开开关电位计即可。
2、汽油机助力车燃油，噪声大，排出二氧化碳气体，污染环境。磁动力驱动不燃油，噪声小，不排放气体，无环境污染。
实施例附
图1为本实用新型磁动力驱动器(两对磁极式)结构示意图。
附图2为磁化线圈为双绕组时控制电路电原理图。
附图3为磁化线圈为双绕组时另一种控制电路电原理图。
附图4为磁化线圈为单绕组时控制电路电原理图。
附图5为磁化线圈为单绕组时另一种控制电路电原理图。
附图6为本实用新型结构示意图。
结合实施例给出的附图对其结构加以进一步说明如附
图1所示结构，本实用新型中设置一磁动力驱动器12，替代原助力车中的直流电动机或汽油发动机。磁动力驱动器12可为两对磁极、四对磁极、六、八对磁极式，主要根据所要求的输出功率来确定。其每两对磁极时的结构为左右两只磁性能及几何尺寸完全相同的“[” “]”型永久定磁铁，平装固定在一块非导磁材料的底板上，永久定磁铁的截面可为矩形、圆形等。左边的定磁铁2上为N极，下为S极，右边的定磁铁1上为N极，下为S极。与定磁铁上下磁极面的同一中心线设置两只由软磁材料作成的截面积和定磁铁相等的动磁铁3、4。动磁铁3、4的一端绕有带有骨架的固定磁化线圈5、6，动磁铁可在线圈的骨架内左右滑动，磁化线圈5、6可绕成双绕组或单绕组。蓄电瓶和发电机电源通过控制电路向磁化线圈输入直流电流，以使动磁铁磁化，上下动磁铁线圈同一时间内通入相同方向的直流电流。如
图1所示，上部动磁铁3左端产生N极，右端产生S极；因此上部动磁铁3被右方定磁铁N极吸引；被左方定磁铁S极推斥，向右运动；下部动磁铁4左端定磁铁S极吸引，右方S极推斥，向左方向运动，当上下动磁铁运动到限定位置时，改变向线圈通入的电流方向，上下动磁铁的左右两个磁极极性改变两个动磁铁作反方向运动，由此不断地改变线圈通入电流的方向，上、下动磁铁即不断地左右往复运动。
两块动磁铁3、4分别通过连杆7、8联接曲轴9，将上、下动磁铁的左右往复运动变为曲轴的圆周运动。曲轴9一端联接惯性飞轮10，另一端作为驱动器的输出联接速度离合器11。
由于上、下动磁铁为软磁材料制成，动磁铁3、4和连杆的连接可通过动磁铁包覆无磁材料制成的外套，并通过外套联接小轴再由小轴与连杆7、8活动连接。
在该实施例中，磁动力驱动器采用两对磁极结构，类似于汽油发动机的两冲程，曲轴的曲拐为180°设置。
如附图2所示，电源由直流蓄电瓶供给，向动磁铁上的线圈5、6提供磁化电流。
上、下动磁铁磁极方向的改变，是靠改变磁化线圈电流的方向来实现的。目前控制向磁化线圈提供直流电流并改变电流的通入方向的方式较多，为普通技术。考虑对本实用新型说明的需要，本实用新型提出几种控制电路。
附图2提供的磁化线圈5、6为双绕组时控制电路的电气原理图。如附图2所示，磁化线圈5、6为双绕组时(上下共四组线圈)上下四组线圈绕组方向一致，当三极管T1，基极送一正脉冲方波信号时，T1发射极和集电极之间导通，上下各一组磁化线圈通入磁化电流，上、下动磁铁被磁化，由于前述左右定磁铁的磁力作用，上下动磁铁左右运动。三极管T2基极送一负脉冲方波信号时，T2发射极和集电极之间导通，(T1基极信号已关断)，上、下另一组磁化线圈从另一方向通入磁化电流，由于绕组的绕向相同，所以可能为通入反方向的电流。由于电流方向的改变，动磁铁的磁化方向也随之改变，因此上下动磁铁又向反方向左右运动。这样T1、T2依次交替导通上下动磁铁即产生左右往复运动。三极管T1、T2交替导通的频率，即决定上下动磁铁的运动频率。该电路中电阻R2和电容C1组成Rc振荡电路，R2为安装在右手车把上的开关电位计，转动手把就可以改变R2的电阻阻值，也就改变Rc振荡器输入信号频率。集成块“555”的作用是把Rc输入的尖波信号整定为上下分开、有时间间隔的方波，再通过集成块“74HC”功放后送给T1、T2的基极，使起开关作用的T1、T2分别导通。
如附图3所示，其给出磁化线圈为双绕组的另一控制电路电气原理图。如附图3所示(其前部分电路可不作改变)适应大功率磁力驱动器如用于四对、六对、八对，磁极的磁化其原理为T1导通后送一正方波信号给SCR1触发极，SCR1可控硅导通。磁化电流电源正极经由SCR1进入线圈5、6左端从中心抽头处合并后流入电源负极，完成了正一周磁化程序。
T2导通后送一负方波信号(T1已提前关闭，SCR1已关断)给SCR2触发极，SCR2可控硅导通，磁化电流由电源正极经SCR2进入线圈5、6左端从中心抽头处合并流入电源负极，完成了负一周磁化程序。
附图4给出磁化线圈为单绕组时控制电路的电气原理图。如附图4所示，适应于大功率驱动器、四极、六极、八极……磁极的磁化其工作原理为T1开通后产生正脉冲信号、送给SCR1、SCR2可控硅触发极，同时导通可控硅SCR1、SCR2。磁化电流由电源正极通过SCR1流进线圈5、6上端，从下端经SCR2进入电流负极完成磁化正一周的程序。
T2开通后，产生负脉冲信号送给SCR3、SCR4可控硅触发极，同时导通可控硅SCR3、SCR4(SCR1、SCR2已提前关断)。磁化电流由电源正极通过SCR3进入线圈5、6下端，从上端经SCR4进入电源负极，完成磁化负一周的程序。
附图5给出磁化线圈为单绕组时另一种控制电路电原理图。如附图5所示集成块74HC“5端”输出的正方波脉冲信号通过R3同时送入T1、T2的基极使T1、T2导通。磁化电流由电源的正极通过T1流进线圈5、6的上端，从下端通过T2流回负极，完成正一周的磁化程序。
集成块74HC“6”端输出的负方波脉冲信号通过R4同时送入T3、T4的基极，使T3、T4导通(T1、T2已关断)。磁化电流由电源的正极通过T3流进线圈5、6的下端，从上端通过T4流回负极，完成负一周的磁化程序。
本线路适应于二对、四对磁极的磁力驱动器。
蓄电瓶向磁化线圈通入磁化电流并按设定间隔改变通入线圈的电流方向，其控制电路较多，在此不再过多举例说明。
附图6为本实用新型结构示意图。实施例中，助力车车体采用洛阳北方易初摩托车有限公司市销的缸容“35”cm3的助力车。将原发动机去掉，改换为本实用新型的磁动力驱动器。其传动部分保持原车结构，另加装脚踏驱动部分。原右手把手动加油门改换为磁动力驱动器的调频(调速)开关电位计。其传动结构为转动右手把调速电位计(控制电路中R2)使磁动力驱动器12转速加快，速度离合器11由于高速离心作用开始合拢，涨紧传动三角皮带14，手动分离三角皮带轮15和助力车行走后轮17同轴设置，并设置分离器手柄16。行车速度的高低和力矩输出大小，依靠速度离合器11和传动三角皮带14来完成。磁动力驱动器12转动速度越快，速度离合器11由于离心力增大越能涨紧三角传动带，行车速度越快，力矩输出越大，反之行车速度越慢，直至停车(原“35”立方厘米助力车离合器原理)。
本实用新型磁动力驱动器相同于原助力车结构中的汽油发动机、直流电机，因此其传动部分结构可采用现有其它类型的电动助力车、汽油助力车的结构，如离合器、链条或皮带传动结构。
设置一套脚踏驱动机构，用于助力车上坡时磁力驱动器的输出功率小于行车功率时，脚踏和磁力驱动器同时加力驱动助力车行走。或在磁力驱动器出现故障时，扳开分离器手柄16使手动分离皮带轮15离开传动三角带14，传动三角带14不起传动作用。脚踏驱动前进。
左右脚踏曲拐18和大链轮19及链条20带动差速小链轮21，差速小链轮21与助力车行走后轮17同轴设置；图中，22、23为左右脚蹬。
助力车正常行走时，磁力驱动器传动后轮速度高于脚踏速度，由于差速小链轮的差速作用(自行车的小飞轮原理)所以平时脚踏板不用踏动，用来支撑双脚位置。
如附图2所示结构，其为两对磁极，曲轴每转一圈，上下动磁铁3、4各作一次往复运动，曲轴的曲拐对称180°设置，相当于汽油发动机的两冲程。
如若功率不足，可制作成四对磁极或六对磁极或八对磁极；通过连杆驱动同一根曲轴。曲轴的曲拐对称90°、60°、45°设置。
如四对磁极式，曲轴的曲拐对称90°布置(相当于四缸汽油机)，这样驱动器震动小、功率加大1倍。试验样机采用了四对磁极式。
在传动结构中，与磁动力驱动器1的曲轴同轴设置一发电机13，(该结构同前述“35”缸容汽油机助力车，其与汽油发动机同轴设置发电机)，当磁动力驱动器正常行车时，由同轴发电机13向电瓶浮充电能，当使用时间长，电瓶电不足时可用公用电网电通过充电机向电瓶补充充电(现有汽车发电、充电、用电原理)来保证磁化线圈磁化所需电流。
权利要求1.一种电动调节式磁动力助力车，其由车体、磁动力部分和传动装置构成；其特征是动力部分为磁动力驱动器，磁动力驱动器为两对磁极、四对磁极、六对磁极、八对磁极的结构，每对磁极通过连杆安装在同一根曲轴上，其中每两对磁极的结构为设置有两块磁性能相同、几何尺寸相等且对称放置的永久定磁铁(1)(2)，两块定磁铁之间设置两块由软磁材料制成且截面和定磁铁相同的动磁铁(3)(4)，两块动磁铁上下布置且分别与定磁铁的上下磁极面位于同一中心线上，可左右滑动的上下两块动磁铁(3)(4)均绕有带骨架的固定磁化线圈(5)(6)，上下动磁铁(3)(4)分别通过连杆(7)(8)联接曲轴(9)，曲轴(9)的一端联接惯性飞轮(10)，另一端联接助力车传动机构中的速度离合器(11)。
2.根据权利要求1所述的电动调节式磁动力助力车，其特征是动磁铁(3)(4)上的磁化线圈(5)(6)为双绕组。
3.根据权利要求1所述的电动调节式磁动力助力车，其特征是动磁铁(3)(4)上的磁化线圈(5)(6)为单绕组。
4.根据权利要求1所述的电动调节式磁动力助力车，其特征是车体手把上设置调整改变通入磁化线圈电流方向频率的开关电位计。
5.根据权利要求1所述的电动调节式磁动力助力车，其特征是磁动力驱动器中为两对磁极结构，曲轴的曲拐对称180°设置。
6.根据权利要求1所述的电动调节式磁动力助力车，其特征是磁动力驱动器为四对磁极结构，曲轴的曲拐对称90°设置。
7.根据权利要求1所述的电动调节式磁动力助力车，其特征是磁动力驱动器为六对、八对磁极结构，曲轴的曲拐对称60°、45°设置。
8.根据权利要求1所述的电动调节式磁动力助力车，其特征是车体上与曲轴(9)同轴设置发电机(13)。
9.根据权利要求1所述的电动调节式磁动力助力车，其特征是设置一套脚踏驱动机构，该机构包括有左右脚踏曲拐(18)、大链轮(19)、链条(20)及差速小链轮(21)，差速小链轮(21)与助力车行后轮(7)同轴设置。
专利摘要本实用新型涉及助力自行车技术领域。其包括有车体、磁动力驱动器和传动装置,磁动力驱动器可为两对磁极、四对磁极、六对磁极、八对磁极的结构,通过连杆驱动同一根曲轴,每两对磁极中具有两块对称设置的定磁铁和上下两块动磁铁,动磁铁的往复运动由连杆、曲轴转化为圆周运动,磁动力驱动作为动力(相当于原助力车的直流电机、汽油发动机)与传动装置配合,驱动后轮行走。本实用新型节省能源,无污染、无噪声和操作简便的特点。
文档编号B62K11/00GK2397030SQ9921917
公开日2000年9月20日 申请日期1999年8月14日 优先权日1999年8月14日
发明者郭玉钦 申请人:郭玉钦