[发明专利]主要由人力或兽力驱动拉动或推动的设备的电动辅助驱动装置

说明书

本发明涉及一种电辅助驱动装置，用于主要由人力或兽力驱动尤其可拉动或推动的设备中。

本发明的使用领域例如为高尔夫球手拉车和走廊用运输车，但也可以用于其他许多领域。

人们知道，通常由使用者拉或推动上面固定有高尔夫球袋等的两轮或三轮的高尔夫球手拉车，车上可设有轮子的电动驱动装置。这种电驱动装置一般利用装在高尔夫球手拉车把手附近的操纵杆按照需要来控制。所需的电池设计为无论如何应足够用于平均18个洞穴。因此，这种电动驱动装置显然较重，尤其遇到不平的地面上。很难和有时甚至不可能操纵此装置或高尔夫球手拉车。

本发明的目的是要制成一种驱动装置，它在总体上易于操纵，而且使用方便和节省能源。

按本发明为达到此目的，通过一种电动的辅助驱动装置，它用于主要用人力或兽力驱动尤其是可拉或推动的设备上，在需要更大的驱动力时，这一电辅助驱动装置起加力作用，而在需要较低的尤其是负驱动力时，起发电机的作用，它还设有测量所施加的主驱动力的测量装置和控制器，当超过和低于预定的主驱动力时，此控制器通过增大或减小所产生的扭矩，或通过减小或增大发电的制动力矩，来调整此预定的主驱动力。

本发明从一个由使用者本人所加的基本载荷出发，这一基本载荷可方便地测出，并可节省使用者的大量精力。在另一方面，与全电动驱动装置相比节省了能量，所以有容量较小的电池就足够了。电池容量之所以可以比较小，是因为除了根据效率确定的损失外，上坡时的损失可在下坡时回收；此外，在平坦的道路上运行时电池不断地充电，所以，总的看来内部损失或地面的不平度并没有耗尽预给的主驱动力。此外，控制是自动化进行的，不要求进行手操纵。

在合理的工作条件下，产生的损失可以完全得到补偿，从而不再需要电池的外部充电设备。也可以取消那些用电池驱动的车辆通常总是必备的基础设施。

由人力或兽力施加的预给的主驱动力，最好能任意改变和/或按控制程序改变。

例如对于高尔夫球车可按需调整预给的主驱动力为10至15牛顿，并在少许时间之后可通过控制程序减小此主驱动力，以补偿逐渐增加的疲倦程度。在上坡时使用者已经需要为自身的体重付出更多的体力，此时可以减小预给的主驱动力；或也可以增大此主驱动力，以便接近于保持自然状态。在下坡较陡时也可以提高主驱动力；在高尔夫球手拉车上的牵引力因而在任何阶段均减小了身体运动的急刹车程度。由于发电机的制动作用是有限的，显然使用者本身也有必要制动。在这种情况下，甚至可为电机制动装置设置一个转换开关。必要时可以大大提高预定的主驱动力，这要视电池的充电状态而定。

三相同步电机特别适合于用在按本发明的辅助驱动装置中。它们便于控制，而且反过来可作为发电机进行工作。

按本发明另一种有优点的设计，两个同轴的轮子各配设一台电机并分别控制，此时，分配给不同轮子的主驱动力份额，根据所测得的在设备支架上的弯矩或横向力来确定。由轮子作用在设备支架上的扭矩或通过设备支架作用在轮子上的扭矩，在支架上相应地产生了弯矩和横向力。分别控制轮子很容易做到曲线运动，特别是就地旋转。这一优点例如对于走廊用运输车可充分发挥作用，它们例如在库房中只在平地上使用。此外，在这种使用情况下，与按本发明的辅助驱动装置始终联系在一起的加力装置和发电机的制动装置，在起动和停车时也起作用。

测量支架上存在的弯矩例如可以用多个电阻应变片这种非常简单的办法，将它们贴在拉杆上不同的适当位置上，支架通常总会有某种形状的拉杆。

纯粹的拉力或推力也可以很简单地利用至少一个电阻应变片来测量，它被贴在拉杆的弯曲部位，最好贴在拉杆形成把手的弯曲处。拉力越大则弯度越大，虽然只有极其微小的变化，但电阻应变片也能感受到。

为了能减小电池尺寸，本发明在结构上特别有利的改进在于，与无传动装置的电机组合成整体和两个轮子装在一根轴上，此轴的形状是一个细长箱子，箱内装有电池，必要时还装有控制器。从外面几乎看不见电池。

在这一方面采取的更进一步的措施是，轮子最好是配备没有传动装置并与之构成整体的电机，而且没有自已的集成电池，此外最好有配属于它的控制器。

将电池与电机一起组合在轮子中，相对于单单组合电机而言，省去了向轮子传输能量的接头。除控制器的接头或与测量装置的连接装置外，轮子是完全独立的组件。要做到这一点可通过与本发明有关的减小所必需的电池容量的措施实现，并基本上保持足够的充电状态。