[发明专利]高功率节能电动自行车

摘要

本发明提供的高功率节能电动自行车，传统的电动自行车是将电动机高速旋转的动力经变速、传动，传给驱动后轮的轮子中心上，推动电动自行车向前驱动行驶，用杠杆动力臂与阻力臂相等的等量机械原理判定：电动自行车驱动后轮的旋转半径，只发挥了有效功率的50％，还有50％的有效功率未发挥出来，本发明利用摇杆棘轮驱动行驶系统改变传统的电动自行车原始的圆周运动驱动方式，为摇杆棘轮驱动的间歇循环运动驱动方式，把未发挥50％的有效功率发挥出来，利用杠杆省力省距离的机械原理，在同等耗电量下比传统的电动自行车提高有效功率10％-30％，省力、节能、节电10％-30％。

主权项

高功率节能电动自行车：由动力装置：直流电源(1)、直流电动机(2)、曲柄转换装置(3)，传动装置：伸缩摇杆棘爪传动装置(4)、防护罩(4‑1)，车头导向装置：方向车把(5)、头罩(6)、前叉(7)、前轮(8)，车体驱动装置：车架(9)、棘轮驱动桥(10)、后轮(11)，制动装置：杀车手柄(12)、拉线(13)、毂闸(14)，电气设备：控制器(15)、照明电器(16)、仪表电器(17)、充电器(18)、喇叭语音电器，车身：站架(19)、保险装置(20)、鞍座(21)组成，附：图1，是高功率节能中置电动自行车构造示意图，其特征是： 动力装置：由直流电源(1)、直流电动机(2)和曲柄轴转换装置(3)组成； 直流电源(1)：12V蓄电池(1‑1)和蓄电池组(1‑2)； 蓄电池组(1‑2)：由12V蓄电池负极与12V蓄电池正极依次连结，结构成蓄电池组，将蓄电池组安装在车架上； 直流电动机(2)：单端动力输出直流电动机(2‑1)和双端动力输出直流电动机(2‑2)两种结构； 双端动力输出直流电动机(2‑2)：本高功率节能电动自行车技术方案，采用双端动力输出直流电动机(2‑2)：由定子(27)、穿心转子轴(28)、穿心端盖(29)、接线柱盒(30)构成，穿心轴转子装入在定子机座内，穿心转子轴两端用穿心端盖固定在定子上，结构成双端动力输出直流电动机，双端动力输出直流电动机的正极电源接线柱与控制器连结，控制器与调速器连结，调速器与直流电源正极连结，双端动力输出直流电动机的负极电源接线柱与直流电源负极连结或搭铁连结，双端动力输出直流电动机横向安装在车架上，直流电动机穿心转子轴，两端连结安装曲柄转换部件，双端动力输出直流电动机，附：图3是双端动力输出直流电动机(2‑2)构造示意图； 曲柄转换装置(3)：分为非独立曲柄转换装置(3‑1)和独立曲柄转换装置(3‑2)两类； 非独立曲柄转换装置(3‑1)：分为双端动力输出非独立曲柄转换装置和单端动力输出非独立曲柄转换装置两种构造； 双端动力输出非独立曲柄转换装置：由曲柄转换部件(31)二件和双端动力输出直流电动机(2‑2)组成，将双端动力输出直流电动机穿心转子轴的左端上，连结安装左曲柄转换部件，双端动力输出直流电动机穿心转子轴的右端上，连结安装右曲柄转换部件，左、右曲柄转换部件的偏心轴，连结安装角度为圆周角180°对称角的相反角上，结构成双端动力输出非独立曲柄转换装置附：图4‑1，是双端动力输出非独立曲柄转换装置构造示意图； 动力输出装置(32)：由输入轴(33)，输入轴承(34)，输入锥形齿轮(35)，输出锥形齿轮(36)，输出轴(37)，输出轴承(38)和固架及外壳(39)组成，将输出锥形齿轮套装在输出轴的中间位置上，输出轴承套装在输出轴的输出锥形齿轮两端，横向安装固架外壳的轴承盒内，输入轴一端套装上输入轴承，再套装上输入锥形齿轮，纵向安装固架外壳的轴承盒内，输入锥形齿轮与输出锥形齿轮啮合，结构成动力输出装置，附：图6是动力输出装置构造示意图； 曲柄转换部件(31)：由偏心体(40)和偏心轴(41)构成，偏心体制作成长条形，偏心体的一端制作圆孔为头端，偏心体的另一端制作安装偏心轴为尾端，尾端偏心轴与偏心体安装角度为90°的垂直角，结构成曲柄转换部件，曲柄转换部件的头端，安装在电动机转子轴上或安装在动力输出装置的输出轴上，结构成曲柄转换部件， 附：图7是曲柄转换部件构造示意图； 独立曲柄转换装置(3‑2)：分为分体直接传动独立曲柄转换装置(3‑3)，整体直接传动独立曲柄转换装置(3‑4)，分体离合传动独立曲柄转换装置(3‑5)和整体离合传动独立曲柄轴转换装置(3‑6)四种构造； 传动装置 伸缩摇杆棘爪传动装置(4)：由摇杆套筒段输入端圆孔(44)，摇杆套筒段输出端套筒(45)，摇杆输入端条形柄(46)，摇杆输出端棘轮及固架圆孔(47)，棘爪(48)，棘爪竖直孔(49)，棘爪锁定器(50)，固架轴销孔(51)和拉簧(52)构成，在摇杆套筒段输入端制作圆孔，摇杆套筒段输出端顺摇杆竖直方向制作条形套筒，在条形套筒内上下方制作安装滚动轴承面、光滑面，上方内制调节滚动轴承面、光滑面，在摇杆输入端制作成条形柄，条形柄装入条形套筒内，在摇杆输出端制作横向棘轮固架圆孔，在横向棘轮固架圆孔的竖直方向上制作棘爪竖直孔和橫向轴销孔，在棘爪的中段位置上制作横向轴销孔，棘爪装入棘爪竖直孔內，棘爪轴销孔对棘爪竖直孔的橫向轴销孔，安装上轴销，拉簧的一端与棘爪上端连结，拉簧的另一端连结安装在摇杆输出端固架上，棘爪分离器安装在摇杆输出端棘轮固架上，分离器的推垃杆与棘爪连结，在棘轮的圆心位置上制作转轴即驱动轴安装孔，棘轮装入棘轮固架圆孔内，棘轮齿与棘爪啮合，棘轮的圆心驱动轴安装孔套装在驱动桥的转轴即驱动轴上，摇杆套筒段输入圆孔套装在曲柄轴转换部件的偏心轴上，摇杆输入端圆孔，套装在曲柄转换装置的偏心轴上，结构成伸缩摇杆棘爪传动装置，附：图12是伸缩摇杆棘爪传动装置构造示意图； 棘爪(48)：由半锥弧形棘爪(53)、轴销孔(54‑1)、孔(54‑2)和轴销孔(54‑3)构成，在半锥弧形棘爪的一端上，制作轴销孔(54‑1)、轴销孔(54‑2)和轴销孔(54‑3)，结构成棘爪，附：图13是棘爪构造示意图； 车头导向装置：方向车把(5)，头罩(6)，前叉(7)，前轮(8)组成； 方向车把(5)：由方向左把手(5‑1)，方向右把手(5‑2)，后视镜(55)，转向轴(56)和调速转把(57)组成，方向车把：由横向把手，纵向转向轴构成，横向把手中间位置固定连结安装纵向转向轴，横向把手与纵向转向轴之间，连结角度为90°的垂直角，结构成正向丁字方向车把，分为方向左把手，方向右把手，左后视镜安装茌方向左把手上，右后视镜、调速转把安装在方向右把手上，结构成方向车把，附：图14是方向车把构造示意图； 方向把手：分为方向左把手(5‑1)和方向右调速把手(5‑2)构成； 方向右调速把手(5‑2)：由方向右把手和调速转把(57)构成，将调速转把套装在方向右把手，结构成方向右调速把手； 调速转把(57)：由霍尔调速把(58)，紧急熄火开关(59)和快慢档开关(60)组成，霍尔调速转把一端接调速器转把线、另一端接霍尔信号线，快慢档开关一端接调速器快慢档线、另一端接零线或负极，紧急熄火开关一端接调速器控制回路线、另一端接电门锁，结构成调速转把，附：图15是调速转把构造示意图； 头罩(6)：分为前头罩盖(6‑1)和后头罩盖(6‑2)组成，前头罩盖、后头罩盖，安装茌方向左把手与方向右把手的中间位置，前头罩盖，安装前照明信号灯具，后头罩盖，安装仪表开关，附：图16，是后头罩盖构造示意图； 前叉(7)：由反丁字架(61)，左减振悬挂(62‑1)，右减振悬挂(62‑2)，上平轴承(63‑1)，下平轴承(63‑2)，前泥扳(64)和前轮轴(65)组成，丁字架：由纵向空心管轴和横向管两部分构成，纵向空心管轴焊接在横向空心管的中间位置，连结角度为90°的垂直角，结构成反向丁字架，分为丁字架左端、丁字架右端，丁字 架左端连结左减振悬挂压簧伸缩一端，丁字架右端连结右减振悬挂压簧伸缩一端，左减振悬挂、右减振悬挂无减振压簧一端的端头上，安装前轮轴，在左减振悬挂与右减振悬挂之间前轮轴上，安装前轮，在前轮的上方位置，安装前泥板，结构成反向丁字架前叉，前叉的纵向空心轴上，套装下平轴承后，然后插装在车架前空心轴内，在车架前空心轴上，再用上平轴承将前叉的纵向空心轴，灵活的固定在车架前空心轴上，方向车把的转向轴，插装在前叉空心轴内，再用紧固螺丝将方向车把的转向空心轴与前叉的纵向空心轴，紧固的连结在一起，结构成车头导向装置，附：图17，是前叉构造示意图； 减振悬挂：由左减振悬挂(62‑1)和右减振悬挂(62‑2)构成； 平轴承：分为上平轴承(63‑1)和下平轴承(63‑2)两种构造； 前轮(8)：分为内胎前轮(8‑1)和无内胎前轮(8‑2)两种构造； 内胎前轮(8‑1)：由轴承(66)，内胎(67)，外胎(68)，钢圈总成(69)和钢卡圈(70)构成，在钢圈总成园心上制作轴承安装孔，将轴承装入钢圈总成轴承安装孔内，内胎装入外胎内，外胎套装在钢圈总成上，用钢卡圈卡紧外胎，结构成内胎前轮，附：图18，是内胎前轮构造示意图； 无内胎前轮(8‑2)：由实心外胎(71)，螺拴(72)，左夹板(73‑1)，右夹板(73‑2)和轴承(66)二件构成，在左、右钢圈园心上制作轴承安装孔，将二件轴承装入轴承安装孔内，实心外胎套装在左、右夹板内，用螺拴紧固左、右钢圈，结构成无内胎前轮，附：图19是无内胎前轮构造示意图； 夹板：由左夹板(73‑1)和右夹板(73‑2)构成； 车体驱动装置：车架(9)、棘轮驱动桥(10)和后轮(11)组成； 车架(9)：由车头空心立轴固架(74)，车体固架(75)，后轮鞍座固架(76)，后轮左支架(77‑1)，后轮右支架(77‑2)，左减振悬挂(62‑1)，右减振悬挂(62‑2)和后轮轴及轴承盒(78)构成，车体固架的前端，连结安装车头空心立轴固架，车体固架的后端，连结安装后轮鞍座固架，后轮鞍座固架前左下端，连结安装后轮左支架的一端，后轮左支架的另一端，连结安装后轮轴及轴承盒即驱动轴左端及轴承盒，后轮鞍座固架前右下端，连结安装后轮右支架的一端，后轮右支架的另一端，连结安装后轮轴及轴承盒即驱动轴右端及轴承盒，后轮鞍座固架后左上端，连结安装后轮左减振悬挂压簧的一端，后轮左减振悬挂无压簧的另一端，安装在后轮轴及轴承盒即驱动轴左端及轴承盒上，后轮鞍座固架后右上端，连结安装后轮右减振悬挂压簧的一端，后轮右减振悬挂无压簧的另一端，安装在后轮轴及轴承盒即驱动轴右端及轴承盒上，结构成车架，附：图20，是车架构造示意图； 后轮支架：后轮左支架(77‑1)和后轮右支架(77‑2)两种构造； 棘轮驱动桥(10)：由后轮轴即驱动轴(79)，棘轮(4)二件，后轮(11)和轴承(66)二件组成，将后轮导装在后轮轴即驱动轴的中间位置上，后轮轴安装在后轮支架和减振悬挂的左、右轴承盒内，在左、右承盒内的后轮轴上套装左、右轴承，棘轮二件各安装在伸缩摇杆动力臂棘爪传动装置二件的棘轮固架圆孔內，左棘轮套装在后轮左边的后轮轴上，右棘轮套装在后轮右边的后轮轴上，左右伸缩摇杆棘爪与后轮左右棘齿啮合，左、右棘轮外安装左、右毂闸，结构成棘轮驱动桥，附：图21，是棘轮驱动桥构造示意图； 后轮(11)即驱动后轮：分为内胎驱动后轮和无内胎驱动后轮两种构造； 内胎驱动后轮：分为内胎圆心驱动后轮(11‑1)和内胎圆周驱动后轮(11‑2)两种构造； 内胎圆心驱动后轮(11‑1)：由内胎(67)，外胎(68)，钢卡圈(70)和钢圈总 成(69)构成，钢圈总成园心上制作转轴即驱动轴安装孔，将内胎装入外胎内，外胎套装在钢圈总成上，用钢卡圈卡紧外胎，结构成内胎圆心驱动后轮； 内胎圆周驱动后轮(11‑2)：由内胎(67)，外胎(68)，钢卡圈(70)，左钢圈内齿轮总成(80‑1)，右钢圈内齿轮总成(80‑2)和轴承(66)构成，在左钢圈内齿轮总成园心上制作左轴承安装孔，在右钢圈内齿轮总成园心上制作右轴承安装孔，将左轴承装入左轴承安装孔内，右轴承装入右轴承安装孔内，内胎装入外胎内，外胎套装在钢圈内齿轮总成上，用钢卡圈卡紧外胎，结构成内胎圆周驱动后轮； 钢圈内齿轮总成：左钢圈内齿轮总成(80‑1)和右钢圈内齿轮总成(80‑2)两种构造； 无内胎驱动后轮：分为无内胎圆心驱动后轮(81‑1)和无内胎圆周驱动后轮(81‑2)两种构造； 无内胎圆心驱动后轮(81‑1)：由实心外胎(71)，螺拴(72)，左夹板(77‑1)和右夹板(77‑2)构成，在左、右夹板园心上制作转轴即驱动轴安装孔，将实心外胎套装在左、右夹板内，用螺拴紧固左、右夹板，结构成无内胎圆心驱动后轮，附：图22，是无内胎圆心驱动后轮构造示意图； 无内胎圆周驱动后轮(81‑2)：由实心外胎(71)，螺拴(72)，内齿轮左夹板(82‑1)，内齿轮右夹板(82‑2)和轴承(66)二件构成，在内齿轮左夹板、内齿轮右夹板园心上制作轴承安装孔，内齿轮左夹板、内齿轮右夹板圆心以外内半径上制作内齿轮，将二件轴承装入轴承安装孔内，实心外胎套装在内齿轮左夹板与内齿轮右夹板内，用螺拴紧固左、右夹板，结构成无内胎圆周驱动后轮，附：图23，是无内胎圆周驱动后轮构造示意图； 制动装置：由刹车手柄(12)、刹车线(13)、毂闸(14)组成，是将左杀车手柄安装在方向左车把上，右杀车手柄安装在方向左车把上，前毂闸安装在前轮上，后毂闸安装在后轮上，前毂闸刹车线的一端连结安装在右杀车手柄上，前毂闸刹车线的另一端连结安装在前毂闸制动摇臂上，后毂闸刹车线的一端连结安装在左杀车手柄上，后毂闸刹车线的另一端连结安装在上后毂闸制动摇臂上，构成制动装置； 刹车手柄(12)：分为左刹车手柄(12‑1)和右刹车手柄(12‑2)两种，由调节螺钉(83)，固定螺母(84)和刹车手柄座(85)构成，左刹车手柄座安装在左方向车把上，调节螺钉用固定螺母，固定安装在左刹车手柄座上，右刹车手柄座安装在右方向车把上，调节螺钉用固定螺母，固定安装在右刹车手柄座上，结构成刹车手柄，附：图24，是右刹车手柄构造示意图； 刹车线(13)：分为前刹车线(13‑1)和后刹车线(13‑2)两种，由软导管(86)和软钢丝(87)构成，将软钢丝装入软导管内，结构成刹车线，前刹车线的一端与右剎手柄连结，前刹车线的另一端与前毂闸连结，后刹车线的一端与左剎手柄连结，后刹车线的另一端与后毂闸连结； 毂闸(14)：分为前毂闸(14‑1)和后毂闸(14‑2)两种，由制动缔块(88)，制动摇臂(89)，制动毂闸(90)，调节螺母(91)和毂闸固架(92)构成，毂闸固架安装在车轮上，制动缔块，制动摇臂安装在制动毂上，结构成毂闸； 电气设备：控制器(15)、照明电器(16)、仪表电器(17)、充电器(18)组成。 控制器(15)：由左刹车断电把线(93‑1)，右刹车断电把线(93‑2)，三相电机线(94)，霍尔信号线(95)，快慢档开关线(96)，调速转把线(97)，电源负极线(98)，主回路(99)，控制回路即紧急熄火开关线(100)，电门锁开关线(101)和空气开关线(102)构成，将控制器电源负极线与蓄电池负极连结，空气开线与蓄电池正极连结，结构成控制器，附：图25，是控制器电路原理示意图； 照明电器(16)：由前照灯，制动灯，转向灯，导线、熔断器、灯座和开关构成，前照灯，制动灯，转向灯安装在灯座上、灯座安装在车身上，灯座与灯泡负极连接，灯泡的正极与灯座的正极连接，灯座的正极用导线与开关的一端连接，开关的另一端用导线与熔断器的一端连接，熔断器的另一端用导线与蓄电池的正极连接，灯泡负极与蓄电池负极搭铁连接； 仪表电器(17)：由导线、熔断器、仪表及其传感器、各种指示灯、报警指示灯及控制器组成，各种指示灯、报警指示灯安装车身上，各种指示灯、报警指示灯的正极用导线与控制器的一端连接，控制器的另一端用导线与熔断器的一端连接，熔断器的另一端用导线与蓄电池，各种指示灯、报警指示灯的负极与蓄电池负极搭铁连接； 喇叭语音电器：由导线、熔断器、开关、喇叭语音总成构成，喇叭语音总成安装车身上，喇叭语音总成的正极用导线与开关的一端连接，开关的另一端用导线与熔断器的一端连接，熔断器的另一端用导线与蓄电池的正极连接，喇叭语音总成负极与蓄电池负极搭铁连接； 充电器：充电器的整流器输入端与电源连结，整流器输出端与蓄电池的正、负极连结； 车身：站架(19)、保险装置(20)、鞍座(21)组成，站架的一端活动敀连结安装在车体固架左边的中间位置上，保险装置的保险杠沿车架四周安装，保险装置的保险带安装在鞍座固架上，鞍座安装在后轮鞍座固架上，结构成车身； 保险装置(20)：保险杠(20‑1)和保险带(20‑2)两种构造； 棘爪锁定器(50)：由控制装置和传动装置组成，控制装置：由按钮(103)，拉杆弹簧(104)，制动杆(105)，锁止棘爪(106)，扇齿固架(107)构成，传动装置：由传动拉杆(108)，平衡杠杆(109)，拉杆(110)、连结叉(111)和轴销孔(112)构成，棘爪锁定器的控制装置安装在鞍座前车体固架上，传动装置连结叉套装在棘爪的轴销孔上，附：图26，是棘爪锁定器构造示意图； 高功率节能中置电动自行车结构与构造 高功率节能中置电动自行车组成：由动力装置，直流电源(1)，实施方案中，采用的48v蓄电池组直流电源(1‑4)，直流电动机(2)：实施方案中，采用的双端动力输出48v直流电动机(2‑2)，附：图3，曲柄轴转换装置，实施方案中，采用的双端动力输出非独立曲柄轴转换装置，附：图4‑1，曲柄转换部件(31)二件，附：图7，传动装置：实施方案中，采用的伸缩摇杆棘爪传动装置(4)二件，附：图12，棘爪锁定器(50)，附：图26，传动装置防护罩(4‑1)二件，棘轮驱动桥(10)，附：图21，车体驱动装置：车架(9)实施方案中，釆用车头空心立轴固架(74)，车体固架(75)，后轮鞍座固架(76)，附：图20，前叉(7)：附：图17，无内胎前轮(8‑2)，附：图19，无内胎圆心驱动后轮(81‑1)，附：图24，车头导向装置：实施方案中，采用的方向车把(5)，附：图14，调速转把(57)，附：图15，制动装置：实施方案中，采用的杀车手柄(12)二件，附：图24，拉线(13)二件，毂闸(14)二件，电气设备：控制器(15)附：图25、照明电器(16)一套、仪表电器(17)一套、喇叭语音电器一套，充电器(18)，车身：站架(19)、保险装置(20)，实施方案中，采用的保险杠(20‑1)和保险带(20‑2)、鞍座(21)组成； 高功率节能中置电动自行车机械构造：先将前叉安装上无内胎前轮、毂闸，再将前叉的反丁字架上套装下平承，安装在车架的车头空心立轴固架上，在车架的车头空心立轴固架上端前叉的反丁字架上套装上平承，方向车把旳转向轴，插装在前叉的反丁字架空心轴内，紧固在前叉的反丁字架上，在方向车把上安装后视镜、调速转把、头罩，将无内胎圆心驱动后轮安装上棘轮驱动轴、毂闸，将棘轮驱动轴安装在的后轮 鞍座固架的支架、减振悬挂的轴承盒內，在左伸缩摇杆棘爪传动装置、毂闸、右伸缩摇杆棘爪传动装置防护罩外两边的棘轮驱动轴套装轴承上，装入支架、减振悬挂的轴承盒內，将双端动力输出48v直流电动机，横向安装车体固架旳中间位置上，在穿心直流电机轴的左端上，安装左曲柄轴转换部件，穿心直流电机轴的右端上，安装右曲柄轴转换部件，左、右曲柄轴转换部件安装角度为园周角的对称角180°，直流电机非独立曲柄轴转换装置的左端偏心上，套装上左伸缩摇杆套筒段输入端圆孔，直流电机曲柄轴转换装置的右端偏心上，套装上右伸缩摇杆套筒段输入端圆孔，左伸缩摇杆棘爪传动装置的棘轮驱动轴安装孔，套装在后轮棘轮驱动轴的左端上，右伸缩摇杆棘爪传动装置的棘轮驱动轴安装孔，套装在后轮棘轮驱动轴的右端上，在左伸缩摇杆棘爪传动装置外，安装左毂闸，在左毂闸外，安装左防护罩，在右伸缩摇杆棘爪传动装置外，安装右防护罩，左杀车手柄安装在左方向车把上，后刹车线的前端与左剎手柄连结，后刹车线的后端与后毂闸连结，右杀车手柄安装在右方向车把上，前刹车线的前端与右剎手柄连结，前刹车线的后端与前毂闸连结，蓄电池组安装车架上，调速器用导线与控制器连结后与调速转把的调节螺钉及螺母连结，控制器的输入端用导线接蓄电池组正极、控制器的输出端用导线接穿心轴直流电机接线柱；前照灯，制动灯，转向灯安装在灯座上、灯座安装在车身上，灯座与灯泡负极连接，灯泡的正极与灯座的正极连接，灯座的正极用导线与开关的一端连接，开关的另一端用导线与熔断器的一端连接，熔断器的另一端用导线与蓄电池的正极连接，灯泡负极与蓄电池负极搭铁连接，指示灯、报警指示灯安装车身上，指示灯、报警指示灯的正极用导线与控制器的一端连接，控制器的另一端用导线与熔断器的一端连接，熔断器的另一端用导线与蓄电池，各种指示灯、报警指示灯的负极与蓄电池负极搭铁连接，喇叭语音装置的喇叭语音总成安装车身上，喇叭语音总成的正极用导线与开关的一端连接，开关的另一端用导线与熔断器的一端连接，熔断器的另一端用导线与蓄电池的正极连接，喇叭语音总成负极与蓄电池负极搭铁连接；站架的一端活动敀连结安装在车体固架左边的中间位置上，保险杠沿车架的四周安装，保险带安装在鞍座固架旳鞍座位置上，鞍座安装在后轮鞍座固架，结构成高功率节能中置电动自行车，附：图1，是高功率节能中置电动自行车构造示意图。