[其他]人力链传动车辆电动加力器

说明书

本发明是一种小型加力式车辆动力装置，称为人力链传动电动加力器。

现有的代步工具在正常行驶时的动力都是单一的，据此划分为人力车辆和机动车辆两大类。人力车辆的车速和承载为人的体力所限；在我国发展机动车辆又必须考虑燃料、能源成本和道路负荷情况。

本发明的目的，在于提供一种集人力和机动车辆的优点于一身的新型代步工具。各种现有的人力链传动车辆加装本装置后，可实现以人力和电动力共同驱动，将具有如下优点：与人力车辆相比，可由电动力弥补人力之不足，节省体力，提高车速，具有更好的乘骑性能；与机动车辆相比，可不浪费人力资源，减少能源消耗，且有利于健身。

图1是一种以蓄电池为车载能源的实施例的结构示意图。

图2是实施例中组合传感器的结构示意图。

图3是实施例中自动控制器的电原理方框图。

现参照图1，图2和图3对本发明加以详细阐述。

本发明的基本构造，可从图1所示的实施例中得到说明。图中〔21〕是现有人力链传动车辆的车架，〔2〕是原有驱动链轮，〔3〕是原有的后轴棘轮。为将本加力器的输出动力的加力链轮〔1〕串入链传动系统中，原链条〔22〕改成了加长链条〔4〕。加力链轮由电动机〔8〕驱动，电动机由车载电源〔5〕供电，并由组合传感器〔6〕和自动控制器〔7〕对其动力特性进行同步调节和输出功率进行自动控制，使加力链轮的驱动力永远小于链条上的外阻力，从而实现一种人力和电动力共同驱动车辆的工作状态。

由于人力与机械动力的混合工作方式减少了能源消耗，使蓄电池成为可优先考虑的车载电源，其控制特点也使单相交流异步电动机成为合适的电动机。但并不排除以其他动力装置和其他能源实施本发明的可能性。

下面以用蓄电池和单相交流异步电动机的实施例，说明本发明的控制原理。

实施例中为实现对其动力特性进行同步调节及保证加力链轮驱动力永远小于链条上的外阻力，需要对交流异步电动机的电源频率及输出功率两个参数实行独立控制。为此在加力链轮〔1〕至驱动链轮〔2〕之间的链条段上设置了组合传感器〔6〕。

图2所示的组合传感器设有传感轮〔10〕和可微小弯曲的弹性支座〔11〕。弹性支座上贴有应变电桥〔12〕，在外力作用下可输出与弯曲应变对应的电压信号；在传感轮支座上还装有距离传感轮齿端不远的微型电磁感应开关〔13〕，每掠过一个齿输出一个脉冲，脉冲信号的频率与链速相对应，这两个信号是相互独立的。

二个独立信号送入自动控制器分别控制电动机的电源频率与输出功率。

图3是实施例中自动控制器的电原理方框图。图中的自动控制器可由刹车开关电路〔14〕，低频脉冲截断电路〔15〕，他激逆变器〔16〕，可变特性放大器〔17〕和交流功率调节器〔18〕等电路组成。〔19〕为车辆的刹车手把，〔20〕代表为改变表征人力与电力驱动力比值的加力系数K所作的改变可变特性放大器特性的操作，对此将在后面介绍。

实施例中按链条速度对加力器动力特性的自动同步调节是这样实现的：以微型电磁感应开关〔13〕输出的脉冲激励他激逆变器〔16〕，可使电动机定子旋转磁场的转速与驱动链轮转速之比恒定不变；由于电动机转子经减速器和加力链轮〔1〕串入链条传动系统，转子转速与驱动链轮转速之比也恒定不变。由此得到定子磁场转速对转子转速之比恒定不变，这一转速比即为电动机运行的实际差转率。可以控制传感轮〔10〕与加力链轮〔1〕的齿数比或减速器的减速比这两个参数，使电动机的运行差转率等于电动机的额定差转率。这样无论链条速度如何变化，电动机总是得以保持最有利的额定差转率。低频脉冲截断电路〔15〕的作用是：当链条速度很低时，截断微型电磁感应开关〔13〕发出的低频触发脉冲，从而停止他激逆变器的工作。设置低频脉冲截断电路〔15〕的根据是车辆在很低速下实际上无需加力，其目的是避免交流异步电动机在很低速运行的种种不利因素。当车辆刹车时，刹车手把〔19〕通过刹车开关电路〔14〕切断加力器电路。可见组合传感器和自动控制器的配合，可以实现对装置的动力特性自动作同步调节。