專利名稱：推車輔助動(dòng)力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種推車輔助動(dòng)力裝置，尤指一種用于手推車的前推或后拉動(dòng)力輔助、扭力檢測(cè)、自動(dòng)調(diào)整輸出功率及扭力的推車輔助動(dòng)力裝置。
人力手推車廣泛使用于日常生活中的貨物運(yùn)載及老弱者乘載的用途，諸如在載貨方面，常見于建筑業(yè)中運(yùn)載水泥、混凝土或農(nóng)業(yè)用運(yùn)送農(nóng)作物的單輪手推車，或者是工廠中用來推送貨物的多輪推車，以及，在提供老弱者乘載方面，則如手推輪椅或兒童推車，皆需以人力施力方式來操控其前推或后拉，故在操作上原本就顯得吃力不便，若再加上因操作地形處于上坡路段或地面粗糙摩擦力大處所等不利因素，將使手推車的操作者倍感艱辛、操作不便，又白白地增加人員體力上的負(fù)擔(dān)，實(shí)為目前手推車于操作上所極待解決的主要課題。
此外，若考慮直接在手推車的輪子上加設(shè)習(xí)知的電動(dòng)馬達(dá)，操作者僅能提供開啟或關(guān)閉馬達(dá)的控制，對(duì)于電動(dòng)馬達(dá)的輸出扭力完全無法由操作者直接控制，并無法使電動(dòng)馬達(dá)在任何地形狀態(tài)下發(fā)揮最佳的運(yùn)轉(zhuǎn)效能，而且容易因人為操作疏失而導(dǎo)致意外災(zāi)害，并使電動(dòng)輔助馬達(dá)的電池深度放電造成損壞。
本發(fā)明的目的是在于提供一種推車輔助動(dòng)力裝置，其中，該手推車的車輪具有電動(dòng)輔助動(dòng)力，可輔助手推車作前推或后拉的操作，使手推車施力操作更加簡(jiǎn)便省力。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種推車輔助動(dòng)力裝置，可自動(dòng)反饋手推車的施力狀態(tài)及扭力需求，并自動(dòng)調(diào)整投入手推車輔助動(dòng)力大小，使手推車具有良好及適當(dāng)?shù)妮o助動(dòng)力輸出。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種推車輔助動(dòng)力裝置，其中，該電動(dòng)輔助動(dòng)力的輸出功率及扭力，是取決于手推車操作者施力大小，使其操作上更加方便及避免失控產(chǎn)生意外災(zāi)害。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是至少包含一電動(dòng)馬達(dá)，裝設(shè)于上述手推車的適當(dāng)位置上或至少一個(gè)輪子上，以正轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)提供助動(dòng)力輔助手推車作前推或后拉的動(dòng)作；以及，至少一扭力檢測(cè)器及控制器，該扭力檢測(cè)器裝設(shè)于手推車的手把或任一操作受力位置處，送出手推車的實(shí)際施力大小狀態(tài)給控制器，使控制器能借此輔助動(dòng)力需求訊號(hào)而控制電動(dòng)馬達(dá)輸出功率及扭力大小，進(jìn)而提供手推車適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)輔助動(dòng)力。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)、實(shí)用功效及產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值歸納如下1.本發(fā)明使推車在操作上具有自動(dòng)的電動(dòng)輔助動(dòng)力幫助，而使其前推或后拉更加方便省力。
2.本發(fā)明電動(dòng)輔助動(dòng)力的投入多寡，是根據(jù)操作者的施力大小而定，故可使電動(dòng)輔助動(dòng)力自動(dòng)調(diào)整至適當(dāng)大小而不會(huì)有出力過當(dāng)或不足現(xiàn)象，并可確保輔助動(dòng)力的使用安全。
3.本發(fā)明電動(dòng)輔助動(dòng)力可經(jīng)由控制器30的適當(dāng)出力控制，對(duì)電池系統(tǒng)不會(huì)有深度放電損壞之憂。


圖1為本發(fā)明外觀結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明電路框圖；圖3為圖2中扭力檢測(cè)器的外觀結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明側(cè)視圖，顯示本發(fā)明中的扭力檢測(cè)器裝設(shè)于手推車推桿下方的受力位置；
圖5為圖4中標(biāo)示A部分的局部放大圖；圖6為本發(fā)明俯視圖，顯示本發(fā)明的另一結(jié)構(gòu)實(shí)施例；圖7為本發(fā)明的另一實(shí)施例圖，顯示應(yīng)用于手推輪椅的結(jié)構(gòu)；圖8為本發(fā)明的再一實(shí)施例圖，顯示應(yīng)用于兒童手推車的結(jié)構(gòu)。
圖9為本發(fā)明控制器框圖。
圖10為圖9中穩(wěn)壓電路原理圖。
圖11為圖9中馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路原理圖。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及結(jié)構(gòu)空間形態(tài)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例1如圖1～圖5所示，本發(fā)明推車的輔助動(dòng)力裝置，在以下稱輔助動(dòng)力裝置，并以100編號(hào)來標(biāo)示，其中，該輔助動(dòng)力裝置100如圖2所示，(為方便解釋電動(dòng)馬達(dá)10在本實(shí)施例中暫以輪圈馬達(dá)為例方便陳述)包含至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)10，它是裝設(shè)于手推車200的至少一個(gè)輪子210上，如圖1所顯示的狀態(tài)，是裝設(shè)于運(yùn)載水泥、混凝土或農(nóng)業(yè)用采收農(nóng)作物的單輪手推車200之上，用以產(chǎn)生正轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)的電動(dòng)輔助動(dòng)力來輔助手推車200作前推或后拉操作，而該電動(dòng)馬達(dá)10的形態(tài)不拘，可為有刷或無刷式的輪圈馬達(dá)來構(gòu)成，如在臺(tái)灣專利公報(bào)第207219號(hào)及美國(guó)專利第5,749,429號(hào)所揭露的形式，其優(yōu)點(diǎn)是形狀與手推車200的輪子210相同，且其厚度較薄、重量輕，可便于安裝組配于手推車200的輪子210上。
至少一扭力檢測(cè)器20及控制器30，該扭力檢測(cè)器20可裝設(shè)于手推車200的把手220或任何操作受力的位置，如在圖4中裝設(shè)把手220下方的容器230后方的受力位置處(如圖4及圖5所示)，可將把手220的施力狀態(tài)以電子訊號(hào)方式反饋(FEED BACK)給控制器30，作為控制器30控制上述電動(dòng)馬達(dá)10輸出扭力及功率大小的依據(jù)，而上述所提到的扭力檢測(cè)器20，其形態(tài)不拘，在本發(fā)明中是以可隨微動(dòng)扭力以改變電阻值形態(tài)為實(shí)施例，為雙合金(如銅鎳合金)構(gòu)成，諸如日制KFG系列的扭力檢測(cè)元件，如圖3所示，其形狀扁平，黏貼于一金屬片21，以便于裝置在手推車200的任一操作受力位置上，且該扭力檢測(cè)器20至少具有一對(duì)訊號(hào)接腳22及23以連結(jié)至控制器30中，而在本發(fā)明中未提及的其他具有相同的扭力反饋功能亦應(yīng)屬本發(fā)明范疇。
上述的控制器30可裝設(shè)在手推車200的任意位置上，接受該扭力檢測(cè)器20所反饋的手把220的推或拉的施力狀態(tài)的電子訊號(hào)，并根據(jù)此電子訊號(hào)來決定輸出控制電動(dòng)馬達(dá)10的輸出功率及扭力大小，控制輪圈馬達(dá)10的正轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)來輔助手推車200作前推或后拉操作，以上坡路段為例，若坡度較平緩，則操作者施加于手推車200的手把220的力量并不大，該電動(dòng)馬達(dá)10僅需輸出一部分的輔助功率及扭力即可輕易幫助手推車200前推或后拉；而當(dāng)坡度較陡斜或承載重物時(shí)，由于操作者施加于手把220的力量必定加大，則使電動(dòng)馬達(dá)10輸出較大的功率及扭力來輔助手推車200順利前推或后拉；而該控制器30還包括有一電源供給裝置31，它可以與控制器30裝置在一起，設(shè)置于手推車200的任何位置，而可提供電源給扭力檢測(cè)器20、控制器30，并進(jìn)而作為電動(dòng)馬達(dá)10的驅(qū)動(dòng)電源，上述的控制器30的詳細(xì)電氣線路構(gòu)造，并非為本發(fā)明所探討的重點(diǎn)申請(qǐng)范疇，故不予詳述。
如圖6所示，為上述圖1～圖5所示本發(fā)明輔助動(dòng)力裝置100的另一結(jié)構(gòu)實(shí)施例，其中，該扭力檢測(cè)器20為埋設(shè)于手推車200的二個(gè)把手220的中間受力位置處，也就是在容器230后方中央，借以平衡感應(yīng)檢測(cè)兩手把200所施加的推力或拉力，并且，在兩個(gè)把手220與容器300的連結(jié)處加設(shè)一對(duì)扭力檢測(cè)器20及一彈簧B，可更精確及真實(shí)反映手推車200的前推或后拉的施力狀態(tài)，并使電動(dòng)馬達(dá)10輸出的輔助功率及扭力更加精確恰當(dāng)。
如圖7及圖8所示，分別為本發(fā)明的輔助動(dòng)力裝置的另兩個(gè)應(yīng)用例，即用于手推輪椅300及兒童推車400兩種載人的推車上，其中，如以圖7中的手推輪椅300為例，該電動(dòng)馬達(dá)10是裝設(shè)于其輪子310上，而扭力檢測(cè)器20則分別裝設(shè)于手把320上或手推輪椅300兩側(cè)的扶手330上，借以精確感測(cè)手推輪椅300的前推或后拉的施力狀態(tài)，使控制器30控制電動(dòng)馬達(dá)10輸出適當(dāng)?shù)妮o助功率及扭力給手推輪椅300的輪子310，進(jìn)而順利方便地作前推或后拉的操作；相同地，圖8中所示的兒童推車400中，是將作為電動(dòng)馬達(dá)10的電動(dòng)輪圈馬達(dá)裝設(shè)在兒童推車400的任一個(gè)以上的輪子410上，并且，該扭力檢測(cè)器20裝設(shè)于手把420前方若干個(gè)的連桿430、440、450上，也可加以感測(cè)手把420的施力狀態(tài)，來控制電動(dòng)馬達(dá)10輸出適當(dāng)?shù)妮o助動(dòng)力扭力，使兒童推車400更加順利作前推或后拉的操作。
如圖9～11所示，所述控制器30由微處理器(MPU)、穩(wěn)壓電路、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路組成，其中穩(wěn)壓電路、扭力檢測(cè)器輸出端20分別與微處理器(MPU)電連接，微處理器(MPU)輸出端經(jīng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路至電動(dòng)馬達(dá)10，一時(shí)英振蕩器與第四、五電容C4～C5并聯(lián)后接至微處理器(MPU)；所述穩(wěn)壓電路由第一～三電容C1～C3和電壓穩(wěn)壓塊U1～U2組成，其中第一電壓穩(wěn)壓塊U1輸入端為36V或24V直流電壓，輸出端至12V電源，第二電壓穩(wěn)壓塊U2輸入端信號(hào)來自第一電壓穩(wěn)壓塊U1，其輸出端提供5V電壓，第一、二電容C1～C2分別設(shè)于第一電壓穩(wěn)壓塊U1輸入輸出兩端的36V或24V及12V電源與地之間，第三電容C3設(shè)于第二電壓穩(wěn)壓塊U2輸出端的5V電源與地之間，另外，第一、二電壓穩(wěn)壓塊U1～U2的第三端均接地；
所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路由電感T、第一～四晶體管Q1～Q4、第一～五電阻R1～R5組成，第一～三晶體管Q1～Q2輸入端分別經(jīng)第一～二電阻R1～R2與微處理器(MPU)連接，第三晶體管Q3基極輸入信號(hào)通過第三電阻R3來自第一晶體管Q1的集電極，其發(fā)射極至12V電源，其集電極經(jīng)第六電阻R6與第四晶體管Q4集電極相連后至第五晶體管Q5基極輸入端，第二、四晶體管Q2、Q4通過集電極與基極相連，并其結(jié)點(diǎn)經(jīng)第五電阻R5至12V電源，第五晶體管Q5集電極輸出端經(jīng)電感T至36V電源，第一～三及第五晶體管Q1～Q3、Q5發(fā)射極接地，第四電阻跨接在第三晶體管Q3的發(fā)射極與基極之間。
本發(fā)明所述第一～二晶體管Q1～Q2采用ZSC1815；所述第三～四晶體管Q3～Q4采用TIP31C、TIP32C；所述第一～二電壓穩(wěn)壓塊U1～U2為7812、7805。
在以上圖1～圖11所示的本發(fā)明的輔助動(dòng)力裝置100，該扭力檢測(cè)器20及控制器30可視不同的應(yīng)用例來決定其裝設(shè)位置及設(shè)定電動(dòng)馬達(dá)10輸出輔助動(dòng)力及扭力的時(shí)機(jī)，從而使本發(fā)明輔助動(dòng)力裝置100在應(yīng)用操作上更加方便順暢。
本發(fā)明的創(chuàng)作精神在于，以最為簡(jiǎn)捷且方便操作控制的方式，來使不論是載物或載人的推車，均可獲得最為適當(dāng)安全的輔助動(dòng)力，進(jìn)而使推車在各種地形環(huán)境或不同載重重量下，均可獲致自動(dòng)投入且適當(dāng)大小的電動(dòng)輔助動(dòng)力。
上述圖1～圖11所示本發(fā)明的推車的輔助動(dòng)力裝置，其中所提示的相關(guān)說明及圖示，僅為便于闡明其創(chuàng)作技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)手段，所揭示的較佳實(shí)施例之一，并非用以局限其范疇。并且，舉凡一切針對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)部修飾、變更及元件等效替代者，當(dāng)不脫離其創(chuàng)作精神及范疇。
權(quán)利要求
1.一種推車動(dòng)力輔助裝置，其特征在于至少包含一電動(dòng)馬達(dá)(10)，裝設(shè)于手推車上，以正轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)提供助動(dòng)力輔助手推車作前推或后拉的操作；以及，至少一扭力檢測(cè)器(20)及控制器(30)，該扭力檢測(cè)器(20)裝設(shè)于手推車的任一操作受力位置處，以反饋手推車受力的施力狀態(tài)給控制器(30)，使控制器(30)能借此輔助動(dòng)力需求訊號(hào)進(jìn)而控制電動(dòng)馬達(dá)(10)的輸出功率及扭力大小，進(jìn)而使手推車獲得向前推或向后拉的輔助動(dòng)力。
2.按照權(quán)利要求1所述推車輔助動(dòng)力裝置，其特征在于其中，該電動(dòng)馬達(dá)(10)為交流式或直流式。
3.按照權(quán)利要求1所述推車輔助動(dòng)力裝置，其特征在于其中，該扭力檢測(cè)器(20)為雙合金或等效元件。
4.按照權(quán)利要求1所述推車輔助動(dòng)力裝置，其特征在于其中，該扭力檢測(cè)器(20)為具微動(dòng)扭力可變電阻或等效元件。
5.按照權(quán)利要求1所述推車輔助動(dòng)力裝置，其特征在于其中，該扭力檢測(cè)器(20)至少具有一對(duì)訊號(hào)接腳(22、23)以連結(jié)至控制器(30)。
6.按照權(quán)利要求1所述推車輔助動(dòng)力裝置，其特征在于其中，該扭力檢測(cè)器(20)黏貼于一金屬板(21)上再結(jié)合于手推車手把(220、320、420)或任一受力位置。
7.按照權(quán)利要求1所述推車輔助動(dòng)力裝置，其特征在于其中，該控制器(30)包括有一電源供給裝置(31)，以供給扭力檢測(cè)器(20)及控制器(30)所需的電源，并作為電動(dòng)馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)的電力。
8.按照權(quán)利要求1所述推車輔助動(dòng)力裝置，其特征在于所述控制器(30)由微處理器(MPU)、穩(wěn)壓電路、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路組成，其中穩(wěn)壓電路、扭力檢測(cè)器輸出端(20)分別與微處理器(MPU)電連接，微處理器(MPU)輸出端經(jīng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路至電動(dòng)馬達(dá)(10)，一時(shí)英振蕩器與第四、五電容(C4～C5)并聯(lián)后接至微處理器(MPU)。
9.按照權(quán)利要求8所述推車輔助動(dòng)力裝置，其特征在于所述穩(wěn)壓電路由第一～三電容(C1～C3)和電壓穩(wěn)壓塊(U1～U2)組成，其中第一電壓穩(wěn)壓塊(U1)輸入端為36V或24V直流電壓，輸出端至12V電源，第二電壓穩(wěn)壓塊(U2)輸入端信號(hào)來自第一電壓穩(wěn)壓塊(U1)，其輸出端提供5V電壓，第一、二電容(C1～C2)分別設(shè)于第一電壓穩(wěn)壓塊(U1)輸入輸出兩端的36V或24V及12V電源與地之間，第三電容(C3)設(shè)于第二電壓穩(wěn)壓塊(U2)輸出端的5V電源與地之間，另外，第一、二電壓穩(wěn)壓塊(U1～U2)的第三端均接地。
10.按照權(quán)利要求8所述推車輔助動(dòng)力裝置，其特征在于所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路由電感(T)、第一～四晶體管(Q1～Q4)、第一～五電阻(R1～R5)組成，第一～二晶體管(Q1～Q2)輸入端分別經(jīng)第一～二電阻(R1～R2)與微處理器(MPU)連接，第三晶體管(Q3)基極輸入信號(hào)通過第三電阻(R3)來自第一晶體管(Q1)的集電極，其發(fā)射極至12V電源，其集電極經(jīng)第六電阻(R6)與第四晶體管(Q4)集電極相連后至第五晶體管(Q5)基極輸入端，第二、四晶體管(Q2、Q4)通過集電極與基極相連，并其結(jié)點(diǎn)經(jīng)第五電阻(R5)至12V電源，第五晶體管(Q5)集電極輸出端經(jīng)電感(T)至36V電源，第一～三及第五晶體管(Q1～Q3、Q5)發(fā)射極接地，第四電阻跨接在第三晶體管(Q3)的發(fā)射極與基極之間。
全文摘要
本發(fā)明為一種推車輔助動(dòng)力裝置,用于手推車電動(dòng)助動(dòng)結(jié)構(gòu)。其中,至少包含一電動(dòng)馬達(dá),裝設(shè)于上述手推車適當(dāng)位置上或至少一個(gè)輪子上,以正轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)提供助動(dòng)力輔助手推車作前推或后拉的動(dòng)作;以及,至少一扭力檢測(cè)器及控制器,該扭力檢測(cè)器裝設(shè)于手推車的手把或任一操作受力位置處,以反饋手推車手把的施力大小狀態(tài)給控制器,使控制器能借此輔助動(dòng)力需求訊號(hào)而控制電動(dòng)馬達(dá)輸出功率及扭力大小,進(jìn)而使手推車獲得適當(dāng)?shù)南蚯巴苹蛳蚝罄妮o助動(dòng)力,以構(gòu)成一可自動(dòng)調(diào)整推車輔助動(dòng)力功率及扭力的輔助動(dòng)力裝置。
文檔編號(hào)B62B3/00GK1377792SQ01113810
公開日2002年11月6日 申請(qǐng)日期2001年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月4日
發(fā)明者李書賢 申請(qǐng)人:李書賢