專利名稱：一種蓄能裝置及使用該裝置的自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由乘騎者驅(qū)動(dòng)的輪式車輛技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種蓄能裝置及使用該裝置的自行車。
背景技術(shù)：
我國(guó)是自行車大國(guó)，自行車一度是我國(guó)國(guó)民出行的主要交通工具。發(fā)展到現(xiàn)在，自行車除了其傳統(tǒng)作用外，還是廣大車友以車會(huì)友、健身旅游的必備之物。按照?qǐng)D1所示，當(dāng)自行車腳踏曲柄行至與地面方向垂直位置時(shí)，施加在曲柄上的力矩為零，該位置為死點(diǎn)位置，在上死點(diǎn)位置兩側(cè)存在一個(gè)“乏力區(qū)”，“乏力區(qū)”是一個(gè)變量，很多因素會(huì)影響到“乏力區(qū)”的大小，比如騎乘者的疲勞程度、騎乘時(shí)的路況以及坡度路面的坡度大小等。如果能設(shè)計(jì)一種裝置，該裝置能當(dāng)騎乘者作用力相對(duì)于自行車的阻力減小時(shí)，提供一個(gè)能量的補(bǔ)償，則能大大減輕騎乘者的乏力感，提升騎行速度并延長(zhǎng)持續(xù)騎行時(shí)間，這在車友進(jìn)行騎行比賽時(shí)尤其重要。申請(qǐng)?zhí)柺?9108706. 2、申請(qǐng)名稱是“一種助力自行車”的發(fā)明專利申請(qǐng)中，公開了一種使用在自行車上、能起到助力作用的蝸卷彈簧蓄能裝置，該裝置安裝在自行車中軸上方的主車架上，包括中心轉(zhuǎn)軸、棘輪機(jī)構(gòu)、蝸卷彈簧和外殼，其中蝸卷彈簧的內(nèi)端頭固定在中心轉(zhuǎn)軸的軸面上，外端固定在外殼的殼體上，中心轉(zhuǎn)軸上固定裝有齒盤，棘輪機(jī)構(gòu)與齒盤之間由鏈條進(jìn)行連接。當(dāng)腳蹬倒蹬時(shí)，通過中軸使棘輪機(jī)構(gòu)掛檔并帶動(dòng)鏈條及齒輪使蝸卷彈簧蓄能；當(dāng)腳蹬正蹬時(shí)，如果蝸卷彈簧中有蓄能，則蝸卷彈簧帶動(dòng)鏈條及棘輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)中軸使自行車前進(jìn)，如果沒有蓄能，棘輪機(jī)構(gòu)僅作滑動(dòng)，自行車正常人力驅(qū)動(dòng)。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是使用時(shí)需要乘騎者有意識(shí)的進(jìn)行倒蹬蓄能，蓄能性和使用便利性均差。申請(qǐng)?zhí)柺?00520028665. X、申請(qǐng)名稱是“自行車助力裝置”的實(shí)用新型專利申請(qǐng)中，公開了一種自行車助力裝置，該裝置安裝在主車架中軸位置上，包括設(shè)置在中軸上的中軸架、棘輪、彈簧片和離合器，在離合器的離合套內(nèi)設(shè)有齒輪，棘輪與鏈盤和齒輪均嚙合，在齒輪上設(shè)有卷式彈簧片，該彈簧片的一端固定在齒輪上，另一端通過固定銷固定在外蓋上。當(dāng)自行車無需蓄能時(shí)，踩腳蹬的動(dòng)力通過連桿傳遞到中軸，中軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鏈盤、與鏈盤嚙合的棘輪、與棘輪嚙合的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。需要蓄能時(shí)，把銷推進(jìn)離合器的凹槽內(nèi)，然后踩腳蹬，彈簧片處于蓄能狀態(tài)，當(dāng)彈簧片卷到一定程度時(shí)，將銷從離合套上拔出，彈簧片動(dòng)力傳遞到鏈盤上，鏈盤的鏈輪帶動(dòng)自行車后輪行駛。該裝置雖然解決了上坡時(shí)助力的問題，但是蓄能與能量的釋放需要通過人工借助銷子來進(jìn)行，不能自動(dòng)將儲(chǔ)存的彈簧勢(shì)能釋放出來，無法解決“乏力區(qū)”的乏力問題，使用不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種蓄能裝置，該裝置不僅能用在自行車上，還可用在三輪車、兒童自行車等由乘騎者驅(qū)動(dòng)的其他類型輪式車輛上，它由蓄力彈簧將腳踏曲柄處于“加力區(qū)”時(shí)多余的能量進(jìn)行儲(chǔ)存，當(dāng)腳踏曲柄位于“乏力區(qū)”時(shí)，將蓄力彈簧中存儲(chǔ)的能量釋放出來，從而能有效提高“乏力區(qū)”時(shí)騎行速度并減小騎乘者的乏力感，采用的技術(shù)方案是一種蓄能裝置，包括外殼、蓄能部分和能量釋放部分，其特征在于所述蓄能部分包括棘輪機(jī)構(gòu)1、蓄力盤和蓄力彈簧，所述棘輪機(jī)構(gòu)I的棘輪I與蓄力盤固定連接，蓄力彈簧的一端連接在所述蓄力盤上；所述能量釋放部分包括扭力釋放盤，所述蓄力彈簧的另一端固定在所述扭力釋放盤上。本發(fā)明的技術(shù)特征還有所述蓄能裝置還包括倒車開鎖部分，所述倒車開鎖部分包括棘輪機(jī)構(gòu)I1、倒車鎖盤和鎖銷，所述棘輪機(jī)構(gòu)II的棘輪II與倒車鎖盤固定連接，所述鎖銷插入到所述倒車鎖盤中。本發(fā)明的技術(shù)特征還有所述外殼包括前殼和尾蓋，所述前殼與尾蓋之間固定連接，在所述尾蓋與扭力釋放盤之間設(shè)有尾蓋軸承。本發(fā)明的技術(shù)特征還有所述蓄力彈簧為扭力彈簧。本發(fā)明的技術(shù)方案還有一種自行車，該自行車具有中軸、安裝在中軸上的輪盤及腳踏曲柄，其特征在于所述中軸上還裝有權(quán)利要求1所述的蓄能裝置，其中扭力釋放盤與所述輪盤固定連接，扭力釋放盤與中軸之間、蓄力盤與中軸之間均設(shè)有中軸軸承。本發(fā)明的技術(shù)特征還有所述蓄能裝置還包括倒車開鎖部分，所述倒車開鎖部分包括棘輪機(jī)構(gòu)I1、倒車鎖盤和鎖銷，所述棘輪機(jī)構(gòu)II的棘輪II與倒車鎖盤固定連接，所述鎖銷插入到所述倒車鎖盤中。本發(fā)明的技術(shù)特征還有所述鎖銷上連接有閘線，所述閘線的另一端安裝在所述自行車的車把上。本發(fā)明的技術(shù)特征還有所述蓄力彈簧為扭力彈簧。本發(fā)明的有益效果是本蓄能裝置設(shè)計(jì)的目的在于將車輛行駛中加力區(qū)多余的能量存儲(chǔ)起來，并在乏力區(qū)及時(shí)進(jìn)行釋放，從而克服傳統(tǒng)車輛乘騎時(shí)存在的乏力區(qū)乏力的缺點(diǎn)，使用時(shí)只需將本蓄能裝置的外殼焊接在自行車的三腳架上即可，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、省力效果好、騎行速度快之優(yōu)點(diǎn)，尤其適于使用在賽車上。


附圖1是自行車的乏力區(qū)和加力區(qū)位置示意圖，附圖2是蓄能裝置結(jié)構(gòu)示意圖，附圖3是附圖2的K向視圖，其中A是乏力區(qū)，B是加力區(qū)，I是外殼，2是棘輪機(jī)構(gòu)I，3是棘輪機(jī)構(gòu)II，4是中軸，5是蓄力盤，6是倒車鎖盤，7是倒車開鎖部分，8是蓄力彈簧，9是尾蓋，10是輪盤，11是扭力釋放盤，12是中軸軸承，13是尾蓋軸承，14是腳踏曲柄，15是鎖銷。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明公開了一種使用在由乘騎者駕馭的輪式車輛上的蓄能裝置，該裝置能將乘騎者在加力區(qū)B使出的多余能量?jī)?chǔ)存起來，并在乏力區(qū)A進(jìn)行有效釋放，從而提升乏力區(qū)A時(shí)輪式車輛的行駛速度，尤其在車輛進(jìn)行爬坡和低速運(yùn)行時(shí)效果顯著。具體結(jié)構(gòu)是該蓄能裝置包括外殼1、蓄能部分、能量釋放部分和倒車開鎖部分7，蓄能部分和能量釋放部分位于外殼I中。蓄能部分包括棘輪機(jī)構(gòu)I 2、蓄力盤5和蓄力彈簧8，棘輪機(jī)構(gòu)I 2的棘輪I與蓄力盤5固定連接，即通過連接螺栓將兩者進(jìn)行連接。本實(shí)施例中，蓄力彈簧8為扭力彈簧，蓄力彈簧8的一端連接在蓄力盤5上。能量釋放部分包括扭力釋放盤11，蓄力彈簧8的另一端固定在扭力釋放盤11上。倒車開鎖部分7包括棘輪機(jī)構(gòu)II 3、倒車鎖盤6和鎖銷15，棘輪機(jī)構(gòu)II 3的棘輪II與倒車鎖盤6固定連接，鎖銷15插入到倒車鎖盤6中。外殼I包括前殼和尾蓋，前殼與尾蓋之間用螺栓固定連接，在尾蓋與扭力釋放盤11之間設(shè)有尾蓋軸承13。本發(fā)明還公開了一種使用本蓄能裝置的自行車，該自行車具有中軸4、安裝在中軸4上的輪盤10及腳踏曲柄14，蓄能裝置安裝在中軸4上、兩個(gè)腳踏曲柄14之間，蓄能裝置的扭力釋放盤11與輪盤10固定連接，扭力釋放盤11與中軸4之間、蓄力盤5與中軸4之間均設(shè)有中軸軸承12。該蓄能裝置還包括倒車開鎖部分7，倒車開鎖部分7包括棘輪機(jī)構(gòu)
II3、倒車鎖盤6和鎖銷15，棘輪機(jī)構(gòu)II 3的棘輪II與倒車鎖盤6固定連接，鎖銷15插入到倒車鎖盤6中。在鎖銷15上連接有閘線，該閘線的另一端安裝在自行車的車把上。騎行自行車時(shí)，腳踏曲柄14帶動(dòng)中軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)腳踏曲柄14轉(zhuǎn)動(dòng)到加力區(qū)時(shí)，施加在腳踏曲柄4上的作用力大于蓄力彈簧8的扭力，多出的動(dòng)能帶動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)I 2的棘輪I單向轉(zhuǎn)動(dòng)，并進(jìn)而帶動(dòng)與棘輪I固定連接在一起的蓄力盤5轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使一端與蓄力盤5連接在一起的蓄力彈簧8扭動(dòng)，將多余動(dòng)能轉(zhuǎn)化為蓄力彈簧8的勢(shì)能存儲(chǔ)起來。當(dāng)腳踏曲柄14轉(zhuǎn)動(dòng)到乏力區(qū)，施加在腳踏曲柄14上的作用力小于蓄力彈簧8的扭力時(shí)，儲(chǔ)存在蓄力彈簧8上的勢(shì)能通過扭力釋放盤11的轉(zhuǎn)動(dòng)向外釋放出來，并進(jìn)而帶動(dòng)輪盤10轉(zhuǎn)動(dòng),達(dá)到省力、加速之目的。可見，使用本蓄能器不僅可用來輕松克服腳踏曲柄運(yùn)動(dòng)中存在的死點(diǎn)位置，而且存儲(chǔ)在蓄力彈簧8上的勢(shì)能可隨時(shí)向外釋放，使輪盤10加速，即輪盤10的速度為中軸4與扭力釋放盤11共同作用的結(jié)果。騎行時(shí)，本自行車可自由倒車而不受任何影響。倒車開鎖部分7對(duì)本自行車的作用是當(dāng)通過安裝在車把上的閘線將鎖銷15提起后，則蓄能裝置不起作用，本自行車就是一普通自行車，可實(shí)現(xiàn)自由倒車。特別需要說明的是，本實(shí)施例中的單向驅(qū)動(dòng)部件選用了棘輪機(jī)構(gòu)，除此之外，還可選用單向超越離合器。棘輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是使用可靠性高，但是噪音大，而單向超越式離合器沒有噪音，但其可靠性差。當(dāng)然，上述說明并非對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種蓄能裝置，包括外殼、蓄能部分和能量釋放部分，其特征在于:所述蓄能部分包括棘輪機(jī)構(gòu)1、蓄力盤和蓄力彈簧，所述棘輪機(jī)構(gòu)I的棘輪I與蓄力盤固定連接，蓄力彈簧的一端連接在所述蓄力盤上；所述能量釋放部分包括扭力釋放盤，所述蓄力彈簧的另一端固定在所述扭力釋放盤上。
2.按照權(quán)利要求1所述的蓄能裝置，其特征在于:所述蓄能裝置還包括倒車開鎖部分，所述倒車開鎖部分包括棘輪機(jī)構(gòu)I1、倒車鎖盤和鎖銷，所述棘輪機(jī)構(gòu)II的棘輪II與倒車鎖盤固定連接，所述鎖銷插入到所述倒車鎖盤中。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的蓄能裝置，其特征在于:所述外殼包括前殼和尾蓋，所述前殼與尾蓋之間固定連接，在所述尾蓋與扭力釋放盤之間設(shè)有尾蓋軸承。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的蓄能裝置，其特征在于:所述蓄力彈簧為扭力彈簧。
5.一種自行車，該自行車具有中軸、安裝在中軸上的輪盤及腳踏曲柄，其特征在于:所述中軸上還裝有權(quán)利要求1所述的蓄能裝置，其中扭力釋放盤與所述輪盤固定連接，扭力釋放盤與中軸之間、蓄力盤與中軸之間均設(shè)有中軸軸承。
6.按照權(quán)利要求5所述的自行車，其特征在于:所述蓄能裝置還包括倒車開鎖部分，所述倒車開鎖部分包括棘輪機(jī)構(gòu)I1、倒車鎖盤和鎖銷，所述棘輪機(jī)構(gòu)II的棘輪II與倒車鎖盤固定連接，所述鎖銷插入到所述倒車鎖盤中。
7.按照權(quán)利要求6所述的自行車，其特征在于:所述鎖銷上連接有閘線，所述閘線的另一端安裝在所述自行車的車把上。
8.按照權(quán)利要求5所述的自行`車，其特征在于:所述蓄力彈簧為扭力彈簧。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蓄能裝置及使用該裝置的自行車，該蓄能裝置包括外殼、蓄能部分和能量釋放部分，蓄能部分包括棘輪機(jī)構(gòu)Ⅰ、蓄力盤和蓄力彈簧，棘輪機(jī)構(gòu)Ⅰ的棘輪Ⅰ與蓄力盤固定連接，蓄力彈簧的一端連接在蓄力盤上；能量釋放部分包括扭力釋放盤，蓄力彈簧的另一端固定在所述扭力釋放盤上。本發(fā)明的有益效果是本蓄能裝置設(shè)計(jì)的目的在于將車輛行駛中加力區(qū)多余的能量存儲(chǔ)起來，并在乏力區(qū)及時(shí)進(jìn)行釋放，從而克服傳統(tǒng)車輛乘騎時(shí)存在的乏力區(qū)乏力的缺點(diǎn)，使用時(shí)只需將本蓄能裝置的外殼焊接在自行車的三腳架上即可，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、省力效果好、騎行速度快之優(yōu)點(diǎn)，尤其適于使用在賽車上。
文檔編號(hào)B62M1/10GK103072661SQ20131004277
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者李金棟 申請(qǐng)人:李金棟