助力及阻力控制裝置製造方法
2024-02-05 13:40:15
助力及阻力控制裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種助力及阻力控制裝置，設置於一使用人力驅動輪圈的車輛上，並包含有一電池單元、一馬達單元以及一控制單元，其中，該控制單元控制該馬達單元隨該車輛的輪圈轉動產生充電電流，並對該電池單元進行充電，或是控制該電池單元提供驅動電流帶動該馬達單元轉動，以驅動該輪圈產生助力效果。以此，使本實用新型可於平常時對該電池單元進行充電，並於需要動力輔助時實時提供馬達助力，而具有較佳的續航力。
【專利說明】助力及阻力控制裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型是一種車輛用的助力及阻力控制裝置。
【背景技術】
[0002]坊間有許多種使用人力驅動輪圈的車輛，例如拖推車、自行車、三輪車以及輪椅等，一般而言，該等車輛皆會具有一車架，且該車架上設有至少一輪圈，使該車輛可通過該輪圈的滾動，而帶動該車輛進行移動。然而由於上述車輛皆是以人力進行驅動，因此在進行長距離移動或是遇到上坡時會耗費許多體力，而坊間雖有業者開發出利用電力驅動的電動自行車，但因為該電動自行車採用電池驅動充電不易，所以在續航力方面長期以來備受使用者詬病。
實用新型內容
[0003]本實用新型的主要目的在提供一種助力及阻力控制裝置，其可於平常時對電池單元進行充電，並於需要動力輔助時提供馬達助力，而具有較佳的續航力。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型提供了一種助力及阻力控制裝置，設置於一使用人力驅動輪圈的車輛上，其中，該車輛具有一車架，且該車架上設有至少一輪軸，該軸輪上樞設有至少一輪圈，而該助力及阻力控制裝置則包含有:
[0005]至少一電池單元；
[0006]至少一馬達單元，其與該車輛的輪圈及該電池單元相連接，且該馬達單元具有一發電狀態以及一助力產生狀態，其中，於該發電狀態時，該馬達單元受該輪圈轉動的帶動而產生充電電流，並對該電池單元進行充電，而於該助力產生狀態時，該馬達單元接收該電池單元提供的驅動電流開始運轉，並驅動該輪圈轉動；
[0007]—控制單元,其與該電池單元及該馬達單元相連接,且該控制單元具有一控制器，該控制器連接有一電量感知器，供感知該電池單元的電量，以及一車速感知器，供感知該車輛的車速，以及一坡度感知器，供感知該車輛行駛環境的坡度，同時該控制器內建有一發電模式以及一助力產生模式，其中:
[0008]該發電模式，於電量低、車速快或坡度下降條件的其中之一發生或同時發生時啟動，控制該馬達單元進入該發電狀態；
[0009]該助力產生模式，於電量充足、車速慢或坡度上升條件的其中之一發生或同時發生時啟動，控制該馬達單元進入該助力產生狀態。
[0010]進一步地，其中，該電池單元更連接有一助力產生器，供調整由該電池單元輸出的該驅動電流，同時該電池單元更連接有一阻力調整器，供調整輸入該電池單元的該充電電流。
[0011 ] 進一步地，其中，該電池單元設於該輪軸，而該馬達單元則設於該輪軸並位於該電池單元的一側，而該控制單元則設於該輪軸並位於該馬達單元的另一側。
[0012]進一步地，其中，該馬達單元具有樞設於該輪軸的一轉輪，且該轉輪內設有一容室，該容室內設有固定於該輪軸的至少一個定子，以及固定於該轉輪上對應該定子處的至少一個轉子。
[0013]進一步地，其中，該馬達單元具有一固定板，該固定板上樞設有二轉動杆，該轉動杆分別位於該輪圈的二側，且該轉動杆上各設有一轉輪以及一傘齒輪，該轉輪牴觸於該輪圈，另，該固定板上更樞設有一固定杆，且該固定杆上設有二組定子，並於每一組定子外側各環設有沿該固定杆軸向滑動的一轉環，同時該轉環的內側對應該定子設有轉子，而該轉環的外側則各設有一環斜面，並分別與該傘齒輪連接，又，該轉環上各設有一固定磁鐵，而該固定杆上則對應該固定磁鐵各設有一電磁鐵，此外該轉動杆與該固定杆間更各連接有一彈黃。
[0014]進一步地，其中，該車架上更設有一剎車件，供控制該車輛進行減速，而該控制單元則具有一剎車感知器，供感知該剎車件是否作動，同時該控制器更具有一減速模式，於該剎車感知器感知該剎車件作動時啟動，控制該馬達單元進入該發電狀態，並通過該阻力調整器增加該馬達單元對該電池單元進行充電的充電電流，使該馬達單元的運轉阻力上升，進行磁力剎車。
[0015]進一步地，其中，該車輛的剎車件連接有一鋼索，而該剎車感知器則具有設於該鋼索上的一固定管，且該固定管進一步固定於該車架，另，該固定管的內壁系設有一擋止環，且該擋止環的一側設有一彈簧，該彈簧的另一端設有一磁鐵，該磁鐵固定於該鋼索，又，該固定管的內壁更對應該磁鐵設有一磁簧，以此，使用者激活該剎車件時，此時該剎車件連動該鋼索，該鋼索帶動該磁鐵通過感應該磁簧而觸發該剎車感知器，進而該控制器通過該剎車感知器感知該剎車件作動，同時該固定管上更設有一位移感知器，感應該鋼索的位移量。
[0016]進一步地,其中，該車輛更進一步具有一腳踏板,供帶動該輪圈轉動，而該控制單元則進一步包含有一腳踏感知器，該腳踏感知器具有隨該腳踏板轉動的一磁鐵環，且該磁鐵環的周側間隔環設有複數個磁鐵，同時該腳踏感知器更具有設於該車架上且位於對應該磁鐵環位置處的一固定座，且該固定座上設有二磁簧，該磁鐵環隨該腳踏板轉動，而讓間隔環設於該磁鐵環上的磁鐵依序觸發該固定座上的磁簧，進而能夠計算獲得該腳踏板的轉速。
[0017]進一步地，其中，該馬達單元更進一步具有一離合狀態，讓該馬達單元與該輪圈離合，而該控制器則內建有一離合模式，在用戶關閉該助力及阻力控制裝置時啟動，並控制該馬達單元進入該離合狀態。
[0018]進一步地，其中，該馬達單元具有樞設於該輪軸的一轉輪，且該轉輪由滑設於該輪軸的一內輪以及套設於該內輪外側且與該輪圈連接的一外輪所組成，其中，該內輪內設有一容室，並可沿該輪軸平移滑動，且該內輪面對該外輪的一側設有一第一磁鐵，而該外輪上則對應該第一磁鐵設有一電磁鐵，同時該內輪的另一側設有一第二磁鐵，而該容室內則設有固定於該輪軸的一固定磁鐵，另，該容室內更設有固定於該輪軸的複數個定子，又，該容室內更設有固定於該轉輪上對應該定子處的複數個轉子，當該電磁鐵逆向通電時，該電池鐵產生反向激磁以推離該內輪，同時該第二磁鐵受該固定磁鐵磁吸，使該內輪朝該固定磁鐵移動而與該外輪分離，讓該馬達單元進入該離合狀態，而當該電磁鐵順向通電時，該電磁鐵磁吸該第一磁鐵，使該內輪朝該電磁鐵移動而與該外輪結合，讓該馬達單元進入該發電狀態或該助力產生狀態的其中一狀態。[0019]本實用新型所提供的助力及阻力控制裝置，於偵測到電量低、車速快或坡度下降時，該控制器將會進入該發電模式，並控制該馬達單元進入該發電狀態，以對該電池單元進行充電，而於偵測到電量充足、車速慢或坡度上升時，該控制器則會進入該助力產生模式，並控制該馬達單元進入該助力產生狀態，以驅動該輪圈轉動，以此，使本實用新型可於平常時對該電池單元進行充電，並於需要動力輔助時實時提供馬達助力，而具有較佳的續航力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的第一較佳實施例的設置示意圖；
[0021]圖2是本實用新型的第一較佳實施例的方塊示意圖；
[0022]圖3是本實用新型的第一較佳實施例的馬達單元的剖視圖；
[0023]圖4是本實用新型的第一較佳實施例的剎車感知器的剖視圖；
[0024]圖5是本實用新型的第一較佳實施例的腳踏感知器的設置示意圖；
[0025]圖6是本實用新型的第一較佳實施例的腳踏感知器的剖視圖；
[0026]圖7是本實用新型的第一較佳實施例的把手單元的平面圖；
[0027]圖8是本實用新型的第一較佳實施例的顯示單元的平面圖；
[0028]圖9是本實用 新型的第一較佳實施例的馬達單元的動作示意圖；
[0029]圖10是本實用新型的第一較佳實施例的剎車感知器的動作示意圖；
[0030]圖11是本實用新型的第二較佳實施例的馬達單元的設置示意圖；
[0031]圖12是本實用新型的第二較佳實施例的馬達單元的剖視圖；
[0032]圖13是本實用新型的第二較佳實施例的馬達單元的動作示意圖。
[0033]圖中，100 助力及阻力控制裝置
[0034]10電池單元11助力產生器
[0035]12阻力調整器13把手
[0036]14電源開關
[0037]20馬達單元21轉輪
[0038]211 內輪 212外輪
[0039]22容室 23第一磁鐵
[0040]24電磁鐵 25第二磁鐵
[0041]26固定磁鐵27定子
[0042]28轉子
[0043]30控制單元31控制器
[0044]32電量感知器33車速感知器
[0045]34坡度感知器35剎車感知器
[0046]351 固定管352 擋止環
[0047]353 彈簧 354磁鐵
[0048]355 磁簧 356位移感知器
[0049]36腳踏感知器361 磁鐵環
[0050]362 磁鐵 363固定座
[0051]364 磁簧 37剎車偵測器[0052]40 燈光單元41頭燈
[0053]42 方向燈 43警示燈
[0054]44 頭燈電源線
[0055]50 控制把手51助力控制鍵
[0056]52 變速切換轉鈕 53燈光控制鍵
[0057]54 對頻鍵
[0058]60 顯示單元61 電量顯示區
[0059]62 車速顯示區63坡度顯示區
[0060]64 助力顯示區65文件位顯示區
[0061]66 頭燈顯示區67方向燈顯示區
[0062]68 警示燈顯示區 69連接狀態顯示區
[0063]70 附加功能單元 71行車記錄器
[0064]72 USB接收器73藍牙轉換器
[0065]74 心跳感知器
[0066]80 無線傳輸單元`
[0067]90 馬達單元91固定板
[0068]92 轉動杆 921 轉輪
[0069]922傘齒輪 93 固定杆
[0070]94 定子 95轉環
[0071]951環斜面 96轉子
[0072]97 固定磁鐵98電磁鐵
[0073]99 彈簧
[0074]200車輛 201 車架
[0075]202輪軸 203 輪圈
[0076]204 腳踏板 205 齒輪變速控制器
[0077]206把手 207 剎車件
[0078]208鋼索 209 剎車器
[0079]300外部電源。
【具體實施方式】
[0080]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型並能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。
[0081]請同時參閱圖1至圖10所示，為本實用新型的第一較佳實施例的圖式，其揭露有一種助力及阻力控制裝置100，該助力及阻力控制裝置100可供設置於一使用人力驅動輪圈的車輛200上，例如拖推車、自行車、三輪車以及輪椅等，於本實施例中，該車輛200為一自行車態樣，並具有一車架201，且該車架201上設有二輪軸202，該等輪軸上各設有一輪圈203，而該助力及阻力控制裝置100則設置於該等輪圈203，另，該車架201上更設有一組腳踏板204，且該腳踏板204通過一齒輪變速控制器205與該輪圈203連動，又，該車架201上更設有一把手206，且該把手206上設有一剎車件207，該剎車件207連接有一鋼索208，該鋼索208的另一端連接於一剎車器209，該剎車器209設於鄰近該輪圈203處，其中，該助力及阻力控制裝置100包含有:
[0082]至少一電池單元10，於本實施例中，於該輪圈203的輪軸202以及該車架201上各設有一個電池單元10，且該等電池單元10相電性連接，另，該電池單元10可進行拆換以及通過一外部電源300進行充電，又，該電池單元10更連接有一助力產生器11，可供調整由該電池單元10輸出的一驅動電流，同時該電池單元10更連接有一阻力調整器12，可供調整輸入該電池單兀10的一充電電流。
[0083]至少一馬達單元20，請同時參閱圖3以及圖4所示，其與該車輛200的輪圈203及該電池單元10相連接，且該馬達單元20具有一離合狀態、一發電狀態、一助力產生狀態、一減速狀態，其中，於該離合狀態時，讓該馬達單元20與該車輛200的輪圈203離合；而於該發電狀態時，該馬達單元20受該輪圈202轉動的帶動而產生發電電力，並經過該阻力調整器12調整其電流輸出，以形成該充電電流對該電池單元10進行充電；而於該助力產生狀態時，該電池單元10消耗電力提供該驅動電流至該助力產生器11，並經該助力產生器11調整供應該馬達單元20的電壓及電流，讓該馬達單元20運轉產生助力動能，以驅動該輪圈202轉動；而於該減速狀態時，該馬達單元20受該輪圈203轉動的帶動而產生充電電流，經過該阻力調整器12調整為較高電流輸出，提供高阻力進行行駛減速，並對該電池單元10進行充電，當減速停止時，該馬達單元20即進入離合狀態；於本實施例中，該馬達單元20設於該輪軸202並位於該電池單元10的一側，且該馬達單元20具有樞設於該輪軸202的一轉輪21，該轉輪21由滑設於該輪軸202的一內輪211以及套設於該內輪211外側且與該輪圈203連接的一外輪212所組成，其中，該內輪211內設有一容室22，並可沿該輪軸202平移滑動，且該內輪211面對該外輪212的一側設有一第一磁鐵23，而該外輪212上則對應該第一磁鐵23設有一電磁鐵24，同時該內輪211的另一側設有一第二磁鐵25，而該容室22內則設有固定於該輪軸202的一固定磁鐵26，另，該容室22內更設有固定於該輪軸202的至少一個定子27，又，該容室22內更設有固定於該轉輪21上對應該定子27處的至少一個轉子28，以此，如圖3所示，當該電磁鐵24逆向通電時，該電池鐵24產生反向激磁以推離該內輪211，同時該第二磁鐵25受該固定磁鐵26磁吸，使該內輪211朝該固定磁鐵26移動而與該外輪212分離,讓該馬達單元20進入該離合狀態,如圖4所示,結合時,驅動該馬達單元20使該內輪211及該外輪212轉速接近，該電磁鐵24順向通電，使該電磁鐵24磁吸該第一磁鐵23，讓該內輪211朝該電磁鐵24移動而與該外輪212結合，讓該馬達單元20進入該發電狀態或該助力產生狀態的其中一狀態，進而達成可正逆轉動的結合傳動。
[0084]一控制單元30，其與該電池單元10及該馬達單元20相連接，於本實施例中，該控制單元30設於該輪軸202並位於該馬達單元20的另一側，且該控制單元30具有一控制器31，該控制器31進一步連接有:
[0085]一電量感知器32，利用監測該電池單元10的電壓變化或計算充電量及消耗量的方式，來感知該電池單元10的電量。
[0086]一車速感知器33，可供感知該車輛200的車速，於本實施例中，通過偵測該輪圈的轉速換算獲得車速。
[0087]一坡度感知器34，可供感知該車輛200行駛環境的坡度，其中，該坡度感知器可為一電子式陀螺儀或液態坡度感知器。[0088]一剎車感知器35，可供感知該車輛200的剎車件207是否作動，請同時參閱圖5以及圖6所示，於本實施例中，該剎車感知器35則具有設於該鋼索208上的一固定管351，且該固定管351的內壁設有一擋止環352，該擋止環352的一側設有一彈簧353，該彈簧353的另一端設有一磁鐵354，該磁鐵354固定於該鋼索208，同時該固定管351的內壁更對應該磁鐵354設有一磁簧355，以此，當使用者激活該剎車件207時，此時該剎車件207將會連動該鋼索208，使該鋼索208帶動該磁鐵354通過感應該磁簧355而觸發該剎車感知器35，進而讓該控制器31可通過該剎車感知器35感知該剎車件207作動，值得一提的是，於本實施例中，該固定管351上更設有一位移感知器356，可供感應該鋼索208的位移量。
[0089]一腳踏感知器36，可供感知該車輛200的腳踏板204轉速，請參閱圖7以及圖8所示，於本實施例中，該腳踏感知器36具有可隨該腳踏板204轉動的一磁鐵環361，且該磁鐵環361的周側間隔環設有複數個磁鐵362，同時該腳踏感知器36更具有設於該車輛200的車架201上且位於對應該磁鐵環361位置處的一固定座363，且該固定座363上設有二磁簧364，以此，使該磁鐵環361可隨該腳踏板204轉動，而讓間隔環設於該磁鐵環361上的磁鐵362依序觸發該固定座363上的磁簧364，進而能夠計算獲得該腳踏板204的轉速，並可通過該磁鐵環361觸發該等磁簧364的順序來判斷該腳踏板204的正反轉。
[0090]一剎車偵測器37，可供偵測剎車時產生前後方向的G力量。
[0091]同時該控制器31更內建有一離合模式、一發電模式、一助力產生模式以及一減速模式，並可依據上述感知器所測得的數值進行切換，其中:
[0092]該離合模式，在用戶關閉該助力及阻力控制裝置100時、電力接近充足且車速快時、平坦的路面未達啟動助力條件時、電量不足夠且車速較慢或坡度較高未達啟動阻力充電時以及確認為停止狀態下時啟動，可控制該馬達單元20進入該離合狀態。
[0093]該發電模式，於電量低、車速快或坡度下降等條件的其中之一發生或同時發生時啟動，可控制該馬達單元20進入該發電狀態。
[0094]該助力產生模式，於電量充足、車速慢、坡度上升以及該腳踏板204轉速大於一預定值等條件的其中之一發生或同時發生時啟動，可控制該馬達單元20進入該助力產生狀態，其中，該預定值為10至20 RPM，本實施例中設定為15 RPM。
[0095]該減速模式，於該剎車感知器35感知該剎車件207作動時及該剎車偵測器37偵測前後動作G力確認動作時啟動，可控制該馬達單元20進入該發電狀態，並透過該阻力調整器38增加該馬達單元20對該電池單元10進行充電的充電電流，使該馬達單元20的運轉阻力上升，以達到磁力剎車的效果。
[0096]此外該助力及阻力控制裝置100更進一步包含有一燈光單元40，其設於該車輛200，並包含有一頭燈41、一方向燈42、一警示燈43，其中，該燈光單元40可獨立設置於該自行車200的車架201上或設置於該助力及阻力控制裝置100內，於本實施例中，請參閱圖1及圖3所示，該頭燈41安裝於該車架201，並透過一頭燈電源線44與該助力及阻力控制裝置100相連接，而該方向燈42與該警示燈43則安裝於該助力及阻力控制裝置100的兩側邊。
[0097]一控制把手50，其設於該車輛200的把手206，並如圖9所示具有一助力控制鍵51，可供控制助力與阻力位階的上下調整、啟動自動助力與關閉助力模式的功能，用戶可依需求進行調整，提供合適助力及阻力狀態；以及一變速切換轉鈕52，可供轉動拉動該齒輪控制變速器205，對該車輛200產生齒輪位移變速，並透過有線及無線方式將該變速切換轉鈕52的位置值傳送至該控制器31，另可以依坡度與速度及電量狀態，由該助力及阻力控制裝置100控制該齒輪變速控制器205位移變速，又該變速切換轉鈕52也可以轉換為電動油門，可供對該馬達單元進行獨立的速度控制；以及一燈光控制鍵53，可供控制該燈光單元40的大燈41、方向燈42以及警示燈43 ;還有一對頻鍵54，其使用方式如下所述。
[0098]一顯示單元60,其與該控制單元30相連接，並如圖10所示包含有一電量顯示區61，可供顯示該電量感知器32所感知的電量值，以及一車速顯示區62，可供顯示該車速感知器33所感知的車速值，以及一坡度顯示區63，可供顯示該坡度感知器34所感知的坡度值，以及助力顯示區64，可供該助力產生器37的助力值，以及一文件位顯示區65，可供顯示該變速系統205的文件位，以及一頭燈顯示區66，可供顯示該頭燈41的狀態，以及一方向燈顯示區67，可供顯示該前方方向燈組42與該後方方向燈組43的狀態，以及一警示燈顯示區68，可供顯示該後方警示燈組44的狀態，還有一連接狀態顯示區69，可供顯示各感知器以及下述附加功能單元70的連接狀態。
[0099]一附加功能單元70，其設於該車輛200，並與該控制單元30無線連接，且該附加功能單元70具有一行車記錄器71、一 USB接收器72、一藍牙轉換器73以及一心跳感知器74，其中:
[0100]該行車記錄器71如圖1所示設於該車架201上，可供用以記錄該控制單元30以及該燈光單元40之作動，還有記錄該車輛的行駛畫面。
[0101 ] 該USB接收器72如圖10所示設於該顯示單元60，可供與一外部計算機進行聯機，以幫助用戶觀察及記錄該控制單元30的狀態，進而可針對該車輛200的特定行駛路線進行優化行駛設定。
[0102]該藍牙轉換器73如圖9所示設置於該控制把手50，可供與一攜帶式裝置，如智能型手機等，進行連接。
[0103]該心跳感知器74，如圖9所示置放於該把手206，可供於該車輛行駛時，進一步設置於使用者的胸部或手腕上，以記錄及顯示用戶的心跳狀態，並於心跳過高時主動發出警
生口 ο
[0104]一無線傳輸單元80，其設於該控制單元30，可供讓該控制單元30利用無線傳輸的方式連接該控制器31、該剎車感知器35、該腳踏感知器36、該控制把手50、該顯示單元60以及該附加功能單元70等單體，並通過按壓啟動該對頻鍵54進行對頻對碼。
[0105]請再繼續參閱圖1至圖10所示，當使用者關閉該助力及阻力控制裝置100時，此時該控制器31會控制該馬達單元20進入該離合狀態，其控制方式如圖2所示對該電磁鐵24逆向通電，使該電池鐵24產生反向激磁以推離該內輪211，同時該第二磁鐵25會受該固定磁鐵26磁吸，而連動該內輪211朝該固定磁鐵26方向移動，進而使該內輪211會與該外輪212分離，並讓該轉子28與該定子27錯開，而能夠讓該輪圈203與該馬達單元20離合，以降低該輪圈203轉動的阻力。
[0106]而當使用者啟動該助力及阻力控制裝置100時，此時該控制器31於驅動該馬達單元20使該內輪211及該外輪212轉速接近時，會如圖3所示對該電磁鐵24順向通電，使該電磁鐵24通電吸引該第一磁鐵23,且讓該電磁鐵24與該第一磁鐵23間的磁吸力大於該固定磁鐵26與該第二磁鐵25間的磁吸力，而使該內輪211朝遠離該定子27方向移動，讓該內輪211與該外輪212結合，以及讓該轉子28位於對應該定子27位置處，而讓該輪圈203與該馬達單元20接合，之後該控制器31會自動依據各感知器的數值判斷進入該發電模式或該助力產生模式，其控制方式如下:
[0107]當該控制器31偵測到電量低、車速快或坡度下降等條件的其中之一發生或同時發生時，該控制器31將會進入該發電模式，讓該輪圈203可帶動該外輪212連動該內輪211轉動，使該轉子28可環繞該定子27轉動，而讓該定子27產生感應發電並對該電池單元10進行充電，使該馬達單元20進入該發電狀態。
[0108]當該控制器31偵測到電量充足、車速慢、坡度上升以及該腳踏板204轉速大於該預定值等條件的其中之一發生或同時發生時，該控制器31會由該發電模式轉換成該助力產生模式，並控制該電池單元10提供電力給予該定子27，使該定子27產生磁力以帶動該轉子28，進而連動該內輪211帶動該外輪212轉動，而可驅動該輪圈203轉動，使該馬達單元20進入該助力產生狀態。
[0109]此外，當使用者拉動該剎車件207時，此時該剎車件207將會連動該鋼索208，使該鋼索208帶動該磁鐵354通過感應該磁簧355而觸發該剎車感知器35，進而讓該控制器31可透過該剎車感知器35感知該剎車件207作動，以及讓該位移感知器356感知該剎車件207位移量，而自動進入該減速模式，該控制器31並控制該馬達單元20重新進入該發電狀態，依照該位移感知器356的位移值，進而使該阻力調整器12調整該馬達單元20對該電池單元10進行充電的充電電流，使該馬達單元20的運轉阻力改變，以連動該輪圈203產生磁力剎車效果，進入減速狀態。
[0110]且當使用者按下該控制把手50的助力控制鍵51，關閉該助力及阻力控制裝置100時，及電力接近充足且車速快時平坦的路面未達啟動助力時、且於電量不足夠時於車速較慢或坡度較高未達啟動阻力充電、確認為停止狀態下時，減少行駛阻力及避免無效的充電，進入該離合狀態。
[0111]以此，使本實用新型的助力及阻力控制裝置100可於偵測到電量低、車速快或坡度下降時，讓該控制器31進入該發電模式，並控制該馬達單元20進入該發電狀態，以對該電池單元10進行充電，而於偵測到電量充足、車速慢或坡度上升時，讓該控制器31進入該助力產生模式，並控制該馬達單元20進入該助力產生狀態，以驅動該輪圈203轉動，而於偵測到使用者拉動該剎車件207時，讓該控制器31進入該減速模式，並控制該馬達單元20進入該發電狀態，且增加該馬達單元20對該電池單元10進行充電的充電電流，使該馬達單元20的運轉阻力上升，以連動該輪圈203產生磁力剎車效果，從而使本實用新型可於平常時對該電池單元10進行充電，並於需要動力輔助時實時提供馬達助力，以及於使用者剎車時提供磁力減速，而具有較佳的續航力與安全性。
[0112]請再同時參閱圖11、圖12以及圖13所示，為本實用新型的第二較佳實施例的圖式，該助力及阻力控制裝置100與前述第一較佳實施例不同之處在於，如圖11所示，該車輛200具有一車架201，該車架201上設有二輪軸202，該等輪軸202上各設有一輪圈203，另，該車架201上更設有一組腳踏板204，該腳踏板204處設置該腳踏感知器36，且該腳踏板204透過一齒輪變速控制器205與該輪圈203連動，又，該車架201上更設有一把手206，且該把手206上設有一剎車件207、一控制把手50、一顯不單兀60、一行車記錄器71、一藍牙轉換器73，該剎車件207連接有一鋼索208，且該鋼索208的另一端穿過固定於該車架201的一剎車感知器35連接於一剎車器209，該剎車器209設於鄰近該輪圈203處，其中，該助力及阻力控制裝置100設置於該等輪圈203的上方，此配置令該控制單元30與馬達單元20位於該助力及阻力控制裝置100後方，其下有一轉輪921與該輪圈202壓合傳動，該電池單元10位於該助力及阻力控制裝置100中間，提供該馬達單元20與該燈光單元40的電力，該燈光單元40的方向燈42及警示燈43位於該助力及阻力控制裝置100兩側，安裝於位於前側的輪圈203時，該頭燈41位於該助力及阻力控制裝置100前方，而安裝於位於後側的輪圈203時，該助力及阻力控制裝置100前方的頭燈41改為警示燈43，同時該助力及阻力控制裝置100上方更設置一手把13及燈源開關14，方便該電池單元10取下充電及對該燈光單元40進行開啟及關閉的動作。
[0113]此外如圖12以及圖13所示，本實施例中具有一不同態樣的馬達單元90，該馬達單元90具有一固定板91，該固定板91上樞設有二轉動杆92，該等轉動杆92分別位於該輪圈203的二側，且該等轉動杆92上各設有一轉輪921以及一傘齒輪922，該轉輪921牴觸於該輪圈203，另，該固定板91上更樞設有一固定杆93，且該固定杆93上設有二組定子94，並於每一組定子94外側各環設有可沿該固定杆93軸向滑動的一轉環95，該等轉環95的內側對應該定子94設有轉子96，而該等轉環95的外側則各設有一環斜面951，並分別與該等傘齒輪922連接，又，該等轉環95上各設有一固定磁鐵97，而該固定杆93上則對應該等固定磁鐵97各設有一電磁鐵98，此外該等轉動杆92與該固定杆93間更各連接有一彈簧99，以此，當該電磁鐵98未通電時，該彈簧99拉動該等轉動杆92如圖12所示進行樞轉，使該等轉輪921遠離該輪圈203，讓該馬達單元90進入該離合狀態，以降低該輪圈203轉動的阻力，而當該電磁鐵98通電時，此時該電磁鐵98磁吸該固定磁鐵97，使該等轉環95沿該固定杆93朝該電磁鐵98位移，而可通過該環斜面951與該傘齒輪922間的楔形作用，推動該等轉動杆92反向樞轉，使該等轉輪921牴觸於該輪圈203，讓該馬達單元20進入該發電狀態或該助力產生狀態的其中一狀態，其中，於該發電狀態時，讓該輪圈203可帶動該等轉輪921連動該等轉動杆92轉動,而讓該等傘齒輪922分別帶動該等轉環95轉動,使該等定子94感應產生電力，以對該電池單元10進行充電，而於該助力產生狀態時，讓該電池單元10提供電力給該等定子94,使該等定子94產生磁力以驅動該等轉子96連動該轉環95帶動該等傘齒輪922轉動，而進一步通過該傘齒輪922帶動該轉動杆92連動該轉輪921，以驅動該輪圈203轉動，從而能夠達到與前述第一較佳實施例相同的效果。
[0114]以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護範圍不限於此。本【技術領域】的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護範圍之內。本實用新型的保護範圍以權利要求書為準。
【權利要求】
1.一種助力及阻力控制裝置，設置於一使用人力驅動輪圈的車輛上，其特徵在於，其中，該車輛具有一車架，且該車架上設有至少一輪軸，該軸輪上樞設有至少一輪圈，而該助力及阻力控制裝置則包含有: 至少一電池單元； 至少一馬達單元，其與該車輛的輪圈及該電池單元相連接，且該馬達單元具有一發電狀態以及一助力產生狀態，其中，於該發電狀態時，該馬達單元受該輪圈轉動的帶動而產生充電電流，並對該電池單元進行充電，而於該助力產生狀態時，該馬達單元接收該電池單元提供的驅動電流開始運轉，並驅動該輪圈轉動； 一控制單元，其與該電池單元及該馬達單元相連接，且該控制單元具有一控制器，該控制器連接有一電量感知器，供感知該電池單兀的電量，以及一車速感知器，供感知該車輛的車速，以及一坡度感知器，供感知該車輛行駛環境的坡度，同時該控制器內建有一發電模式以及一助力產生模式，其中: 該發電模式，於電量低、車速快或坡度下降條件的其中之一發生或同時發生時啟動，控制該馬達單元進入該發電狀態； 該助力產生模式，於電量充足、車速慢或坡度上升條件的其中之一發生或同時發生時啟動，控制該馬達單元進入該助力產生狀態。
2.依據權利要求1所述的助力及阻力控制裝置，其特徵在於，其中，該電池單元更連接有一助力產生器，供調整由該電池單元輸出的該驅動電流，同時該電池單元更連接有一阻力調整器，供調整輸入該電池單元的該充電電流。
3.依據權利要求1所述的助力及阻力控制裝置，其特徵在於，其中，該電池單元設於該輪軸，而該馬達單元則設於該輪軸並位於該電池單元的一側，而該控制單元則設於該輪軸並位於該馬達單元的另一側。
4.依據權利要求1所述的助力`及阻力控制裝置，其特徵在於，其中，該馬達單元具有樞設於該輪軸的一轉輪，且該轉輪內設有一容室，該容室內設有固定於該輪軸的至少一個定子，以及固定於該轉輪上對應該定子處的至少一個轉子。
5.依據權利要求1所述的助力及阻力控制裝置，其特徵在於，其中，該馬達單元具有一固定板，該固定板上樞設有二轉動杆，該轉動杆分別位於該輪圈的二側，且該轉動杆上各設有一轉輪以及一傘齒輪，該轉輪牴觸於該輪圈，另，該固定板上更樞設有一固定杆，且該固定杆上設有二組定子，並於每一組定子外側各環設有沿該固定杆軸向滑動的一轉環，同時該轉環的內側對應該定子設有轉子，而該轉環的外側則各設有一環斜面，並分別與該傘齒輪連接，又，該轉環上各設有一固定磁鐵，而該固定杆上則對應該固定磁鐵各設有一電磁鐵，此外該轉動杆與該固定杆間更各連接有一彈簧。
6.依據權利要求2所述的助力及阻力控制裝置，其特徵在於，其中，該車架上更設有一剎車件，供控制該車輛進行減速，而該控制單元則具有一剎車感知器，供感知該剎車件是否作動，同時該控制器更具有一減速模式，於該剎車感知器感知該剎車件作動時啟動，控制該馬達單元進入該發電狀態，並通過該阻力調整器增加該馬達單元對該電池單元進行充電的充電電流，使該馬達單元的運轉阻力上升，進行磁力剎車。
7.依據權利要求6所述的助力及阻力控制裝置，其特徵在於，其中，該車輛的剎車件連接有一鋼索，而該剎車感知器則具有設於該鋼索上的一固定管，且該固定管進一步固定於該車架，另，該固定管的內壁系設有一擋止環，且該擋止環的一側設有一彈簧，該彈簧的另一端設有一磁鐵，該磁鐵固定於該鋼索，又，該固定管的內壁更對應該磁鐵設有一磁簧，以此，使用者激活該剎車件時，此時該剎車件連動該鋼索，該鋼索帶動該磁鐵通過感應該磁簧而觸發該剎車感知器，進而該控制器通過該剎車感知器感知該剎車件作動，同時該固定管上更設有一位移感知器，感應該鋼索的位移量。
8.依據權利要求1所述的助力及阻力控制裝置，其特徵在於，其中，該車輛更進一步具有一腳踏板，供帶動該輪圈轉動，而該控制單元則進一步包含有一腳踏感知器，該腳踏感知器具有隨該腳踏板轉動的一磁鐵環，且該磁鐵環的周側間隔環設有複數個磁鐵，同時該腳踏感知器更具有設於該車架上且位於對應該磁鐵環位置處的一固定座，且該固定座上設有二磁簧，該磁鐵環隨該腳踏板轉動，而讓間隔環設於該磁鐵環上的磁鐵依序觸發該固定座上的磁簧，進而能夠計算獲得該腳踏板的轉速。
9.依據權利要求1所述的助力及阻力控制裝置，其特徵在於，其中，該馬達單元更進一步具有一離合狀態，讓該馬達單元與該輪圈離合，而該控制器則內建有一離合模式，在用戶關閉該助力及阻力控制裝置時啟動，並控制該馬達單元進入該離合狀態。
10.依據權利要求9所述的助力及阻力控制裝置，其特徵在於，其中，該馬達單元具有樞設於該輪軸的一轉輪，且該轉輪由滑設於該輪軸的一內輪以及套設於該內輪外側且與該輪圈連接的一外輪所組成，其中，該內輪內設有一容室，並可沿該輪軸平移滑動，且該內輪面對該外輪的一側設有一第一磁鐵，而該外輪上則對應該第一磁鐵設有一電磁鐵，同時該內輪的另一側設有一第二磁鐵，而該容室內則設有固定於該輪軸的一固定磁鐵，另，該容室內更設有固定於該輪軸的複數個定子，又，該容室內更設有固定於該轉輪上對應該定子處的複數個轉子，當該電磁鐵逆向通電時，該電池鐵產生反向激磁以推離該內輪，同時該第二磁鐵受該固定磁鐵磁 吸，使該內輪朝該固定磁鐵移動而與該外輪分離，讓該馬達單元進入該離合狀態，而當該電磁鐵順向通電時，該電磁鐵磁吸該第一磁鐵，使該內輪朝該電磁鐵移動而與該外輪結合，讓該馬達單元進入該發電狀態或該助力產生狀態的其中一狀態。
【文檔編號】B62M6/60GK203581296SQ201320679200
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月31日 優先權日:2012年11月14日
【發明者】姚懷輝 申請人:姚懷輝