[发明专利]一种新型自行车齿轮式变扭矩机构及其工作方法

权利要求书

1.一种新型自行车齿轮式变扭矩机构，其特征在于：包括固定轴(11)、单向传力齿轮(10)、变矩齿轮(9)和蓄力弹簧(2)；所述单向传力齿轮(10)与所述固定轴(11)通过单向轴承同轴心连接，单向传力齿轮(10)能通过单向轴承沿固定轴(11)轴线顺时针旋转，所述单向传力齿轮(10)与所述变矩齿轮(9)啮合连接；所述变矩齿轮(9)的偏心位置固定连接有第一偏心轴(6)，所述蓄力弹簧(2)的一端转动连接所述第一偏心轴(6)。

2.根据权利要求1所述的一种新型自行车齿轮式变扭矩机构，其特征在于：所述第一偏心轴(6)上转动设置有环体(1)；所述蓄力弹簧(2)靠近第一偏心轴(6)一端通过所述环体(1)与所述第一偏心轴(6)转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型自行车齿轮式变扭矩机构，其特征在于：所述单向传力齿轮(10)与所述变矩齿轮(9)之间的传动比为1:2。

4.根据权利要求1所述的一种新型自行车齿轮式变扭矩机构，其特征在于：还包括机构支架(3)，所述固定轴(11)焊接在所述机构支架(3)上，所述变矩齿轮(9)通过轴承转动安装在所述机构支架(3)上；所述机构支架(3)上固定连接有横轴(4)，所述蓄力弹簧(2)的另一端连接所述横轴(4)；所述弹簧(2)的长度方向与所述变矩齿轮(9)的轴线垂直。

5.根据权利要求4所述的一种新型自行车齿轮式变扭矩机构，其特征在于：所述单向传力齿轮(10)的偏心位置还设置第二偏心轴(30)；所述机构支架(3)上还转动设置有自行车中轴(51)；所述还包括机构支架(3)上还固定安装有摇臂支撑(31)；

还包括曲柄(18)、第一连杆(19)、摇臂(20)和第二连杆(22)；所述摇臂(20)的一端与摇臂支撑(31)通过轴承铰接连接，所述摇臂(20)的另一端分别通过轴承铰接连接第一连杆(19)的一端和第二连杆(22)的一端；所述第一连杆(19)的另一端通过轴承铰接连接曲柄(18)的一端，所述曲柄(18)的另一端同步连接所述自行车中轴(51)，所述第二连杆(22)的另一端通过轴承铰接连接第二偏心轴(30)。

6.根据权利要求5所述的一种新型自行车齿轮式变扭矩机构的工作方法，其特征在于：

恒定扭矩的电机持续带动自行车中轴旋转，进而自行车中轴带动曲柄旋转，进而曲柄通过第一连杆带动摇臂，进而摇臂带动第二连杆，进而第二连杆通过第二偏心轴带动传力齿轮做顺时针旋转；

与此同时单向传力齿轮带动变矩齿轮做啮合运动，单向传力齿轮做顺时针旋转，进而单向传力齿轮啮合带动变矩齿轮逆时针旋转，当变矩齿轮上的偏心轴在实线半圆轨迹上做逆时针旋转时，该蓄力弹簧会逐渐变长，进而该蓄力弹簧的拉力对变矩齿轮的旋转形成阻力，进而此时的变矩齿轮对所啮合单向传力齿轮形成阻力，进而形成自行车中轴的负载，进而暂时减弱了自行车中轴输出扭矩，但是该过程的蓄力弹簧由于自身变长，进而在这个过程中蓄发了弹性势能；

随着变矩齿轮的继续旋转，当变矩齿轮上的偏心轴在虚线半圆轨迹上做逆时针旋转时，该蓄力弹簧会逐渐变短，进而该状态下蓄力弹簧的拉力对变矩齿轮的旋转形成驱动力，进而此时的变矩齿轮对所啮合单向传力齿轮形成驱动力，进而形成自行车中轴的驱动力，此时相当于自行车中轴同时受到变矩齿轮的驱动力和动力源的驱动力，进而可以暂时瞬间提高自行车中轴的输出扭矩，该过程的蓄力弹簧逐渐释放弹性势能；

随着变矩齿轮的继续成周期性旋转，变矩齿轮上的偏心轴呈周期性经过实线和虚线半圆轨迹，进而使变矩齿轮呈周期性的成自行车中轴的驱动力和阻力，进而最终使自行车中轴输出扭矩呈周期性的增大和降低；进而实现将电动机的平稳扭矩输出转变为呈周期性变化的扭矩输出，在同等电机功率的情况下，使自行车中轴产生呈周期性的爆发扭矩，便于自行车在崎岖路段行驶，更加省力。