技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于共享單車領(lǐng)域，尤其涉及一種共享單車的助力裝置。

背景技術(shù)：

共享單車是指單車運營公司在校園、地鐵站點、公交站點、居民區(qū)、商業(yè)區(qū)、公共服務(wù)區(qū)等提供自行車單車共享服務(wù)，是共享經(jīng)濟的一種新形態(tài)。《2016中國共享單車市場研究報告》顯示，截至2016年底，中國共享單車市場整體用戶數(shù)量已達(dá)到1886萬。預(yù)計2017年，共享單車市場用戶規(guī)模將繼續(xù)保持大幅增長，年底將達(dá)5000萬用戶規(guī)模。

在現(xiàn)有技術(shù)中，共享單車傳動方式均為單級飛輪連接，此種方式由于傳動比固定不變，會帶來爬坡費力等技術(shù)問題。在一定程度上，降低了用戶的體驗。而如果通過布置像現(xiàn)有技術(shù)中那樣的自行車變速器，會改變單車的整體結(jié)構(gòu)，對車架強度、前叉布置等有著特殊要求，并且變速器檔位調(diào)整要靠騎行者有一定經(jīng)驗才能完成，不一定適合每一位騎行用戶。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的內(nèi)容在于，提供一種共享單車的助力裝置，能根據(jù)用戶施加于共享單車腳踏的頻率以及道路的坡度、車速等信息，將騎行者對共享單車施加的驅(qū)動力按一定比例放大，解決了現(xiàn)有技術(shù)中共享單車爬坡費力、坡道起步困難等技術(shù)問題。

本發(fā)明的方案如下，一種共享單車的助力裝置，包括設(shè)置在自行車后輪上的助力機構(gòu)，所述助力機構(gòu)與牙盤通過鏈條連接，牙盤通過曲柄連接有腳踏，所述助力機構(gòu)能將騎行者施加于腳踏的力矩放大并傳遞至自行車后輪。

進(jìn)一步的，所述助力機構(gòu)包括互相連接的飛輪和傳動盒；所述飛輪通過鏈條與牙盤連接，所述飛輪與自行車后輪連接，所述傳動盒能驅(qū)動飛輪旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步的，所述傳動盒包括電機和助力轉(zhuǎn)軸，所述助力轉(zhuǎn)軸通過電機與飛輪連接；所述電機啟動時帶動助力轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，助力轉(zhuǎn)軸驅(qū)動飛輪旋轉(zhuǎn)。

由于采用上訴技術(shù)方案，通過助力裝置將騎行者施加于腳踏的力矩放大，有助于騎行者在爬坡、坡道起步時的操作，提升了便利性，大大的增強了用戶體驗。

進(jìn)一步的，所述助力裝置還包括助力檢測模塊，所述助力檢測模塊包括坡度檢測模塊、踏頻檢測模塊、速度檢測模塊、中央處理器模塊和動力輸出控制模塊；所述坡度檢測模塊、踏頻檢測模塊、速度檢測模塊分別通過中央處理器模塊與動力輸出控制模塊通信連接；所述坡度檢測模塊將騎行的坡度變化轉(zhuǎn)換為坡度電信號并傳輸至中央處理器模塊；所述踏頻檢測模塊將騎行者的踏頻轉(zhuǎn)換為踏頻電信號并傳輸至中央處理器模塊；所述速度檢測模塊將飛輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為速度電信號并傳輸至中央處理器模塊；所述中央處理器模塊接收坡度電信號、踏頻電信號和速度電信號分別并進(jìn)行閾值比對，并將閾值比對結(jié)果進(jìn)行判斷是否向動力輸出控制模塊發(fā)出助力裝置啟動信號；所述動力輸出控制模塊接收所述中央處理器模塊發(fā)出的助力裝置啟動信號并將其轉(zhuǎn)換為電流信號控制電機啟動。

進(jìn)一步的，所述坡度檢測模塊包括設(shè)置在傳動盒內(nèi)互相通信連接的三軸陀螺儀、坡度信號轉(zhuǎn)換器，所述坡度信號轉(zhuǎn)換器與中央處理器模塊通信連接；所述三軸陀螺儀檢測共享單車坡度；所述坡度信號轉(zhuǎn)換器將三軸陀螺儀角度變化轉(zhuǎn)換為坡度電信號并傳輸至中央處理器模塊。

進(jìn)一步的，所述踏頻檢測模塊包括分別設(shè)置在腳踏和牙盤上的踏頻檢測器、踏頻信號轉(zhuǎn)換器，所述踏頻檢測器與踏頻信號轉(zhuǎn)換器通信連接，所述踏頻信號轉(zhuǎn)換器與中央處理器模塊通信連接；所述踏頻信號轉(zhuǎn)換器將踏頻轉(zhuǎn)換為踏頻電信號并傳輸至中央處理器模塊。

進(jìn)一步的，所述速度檢測模塊包括設(shè)置在飛輪上的速度測定器和速度信號轉(zhuǎn)換器，所述速度測定器通過速度信號轉(zhuǎn)換器與中央處理器模塊通信連接，所述速度信號轉(zhuǎn)換器將飛輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為速度電信號并傳輸至中央處理器模塊。

進(jìn)一步的，所述中央處理器模塊包括設(shè)置在傳動盒內(nèi)并依次通信連接的接收單元、閾值比對單元和啟動信號發(fā)射單元；所述接收單元分別與坡度檢測模塊、踏頻檢測模塊、速度檢測模塊通信連接并接受坡度電信號、踏頻電信號和速度電信號；所述閾值比對單元提取接收單元接受的坡度電信號、踏頻電信號和速度電信號并進(jìn)行閾值比對和結(jié)果判斷，并將閾值判斷結(jié)果發(fā)送至啟動信號發(fā)射單元；所述啟動信號發(fā)射單元與動力輸出控制模塊通信連接，所述啟動信號發(fā)射單元根據(jù)閾值比對單元發(fā)送的閾值判斷結(jié)果選擇是否向動力輸出控制模塊發(fā)送助力裝置啟動信號。

進(jìn)一步的，所述電機采用變頻電機，所述動力輸出控制模塊為設(shè)置變頻電機控制電路內(nèi)的動力信號轉(zhuǎn)換裝置，所述動力信號轉(zhuǎn)換裝置與中央處理器模塊通信連接；所述動力信號轉(zhuǎn)換裝置接收所述中央處理器模塊發(fā)出的助力裝置啟動信號并將其轉(zhuǎn)換為電流信號控制變頻電機的轉(zhuǎn)速。

在上訴技術(shù)方案，所述中央處理器模塊分別進(jìn)行閾值比對，再根據(jù)比對結(jié)果判斷是否向動力輸出控制模塊發(fā)送助力裝置啟動信號。所述中央處理器模塊只達(dá)到比對和判斷的功能，可以選用現(xiàn)有技術(shù)中常見的單片機或整體的嵌入式電路板來完成該功能。并且技術(shù)人員可以通過在閾值比對單元內(nèi)設(shè)置不同的信號邏輯或/和信號數(shù)值關(guān)系，來實現(xiàn)不同使用情境下的助力控制，如將情境設(shè)置為必須通過騎行者踩踏板才能啟動助力功能等。具體閾值設(shè)置舉例如下：當(dāng)閾值比對單元提取的坡度電信號≥15°、踏頻電信號≤45r/min和速度電信號≤5km/h，則閾值判斷結(jié)果為“是”，此時啟動信號發(fā)射單元向動力輸出控制模塊發(fā)送助力裝置啟動信號；或者當(dāng)閾值比對單元提取的坡度電信號≥30°和10r/min≤踏頻電信號≤15r/min或速度電信號≤2km/h，則閾值判斷結(jié)果為“是”，此時啟動信號發(fā)射單元向動力輸出控制模塊發(fā)送助力裝置啟動信號。而技術(shù)人員還可以根據(jù)不同用車環(huán)境，如在投放在平原、丘陵、山區(qū)城市的不同設(shè)定不同的比較閾值，更進(jìn)一步的提高了共享單車的便利性和可控性，極大的提高了用戶體驗和適用范圍，并且不會改變單車仍然需要騎行者對踏板施力才能移動的騎車習(xí)慣，其助力方式與電瓶車等具有本質(zhì)不同。

進(jìn)一步的，在所述中央處理器模塊與動力輸出控制模塊信號通路之間通信連接有騎行檢測模塊，所述中央處理器模塊與動力輸出控制模塊的信號傳輸通斷受控于所述騎行檢測模塊；所述騎行檢測模塊包括設(shè)置在共享單車車架內(nèi)的電子稱重儀、以及設(shè)置在中央處理器模塊與動力輸出控制模塊信號通路上的開關(guān)，所述開關(guān)與電子稱重儀通信連接，所述開關(guān)的開閉狀態(tài)受控于所述電子稱重儀的電流信號變化。

由于采用上訴技術(shù)方案，在開關(guān)接收到將電子稱重儀電流信號變化時，選擇不同的開閉狀態(tài)以達(dá)到控制動力輸出的目的。并且通過該設(shè)置技術(shù)人員能對開關(guān)設(shè)定不同數(shù)值的啟動電流，可方便的檢測到該共享單車是否有人在使用，只有在騎行對象使用時電子稱重儀才會帶來電流信號變化，助力功能才會啟動，避免了因為誤操作（如運輸、卸車等過程）造成了電機空轉(zhuǎn)、損壞和電力浪費。

綜上所述，由于采用了上訴技術(shù)手段，本發(fā)明的有益效果為：

1、解決了現(xiàn)有技術(shù)中共享單車爬坡費力、坡道起步困難等技術(shù)問題。

2、智能可控，極大的提高了用戶體驗和便利性。

3、助力裝置可以由布置在共享單車內(nèi)的太陽能電池板提供動力，保證了使用周期足夠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的示意圖；

圖2為助力機構(gòu)的構(gòu)成及其與車輪連接示意圖；

圖3為傳動盒構(gòu)成及其內(nèi)部裝置連接示意圖；

圖4為助力檢測模塊構(gòu)成及其組成功能模塊連接示意圖；

圖5為各個組成模塊的內(nèi)部連接關(guān)系示意圖；

圖中標(biāo)記：1、助力機構(gòu)；2、牙盤；3、鏈條；4、腳踏；101、飛輪；102、傳動盒；103、電機；104、助力轉(zhuǎn)軸。

具體實施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖1至圖 5對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)的描述。

實施例1： 如圖1至4所示，一種共享單車的助力裝置，包括設(shè)置在自行車后輪上的助力機構(gòu)1，助力機構(gòu)1包括互相連接的飛輪101和傳動盒102，飛輪101與牙盤2通過鏈條3連接，牙盤2通過曲柄連接有腳踏4。

傳動盒102包括電機103和助力轉(zhuǎn)軸104，助力轉(zhuǎn)軸104通過電機103與飛輪101連接，電機103啟動時帶動助力轉(zhuǎn)軸104轉(zhuǎn)動，助力轉(zhuǎn)軸104驅(qū)動飛輪101旋轉(zhuǎn)。

在所述助力裝置內(nèi)設(shè)置有助力檢測模塊，助力檢測模塊包括坡度檢測模塊、踏頻檢測模塊、速度檢測模塊、中央處理器模塊和動力輸出控制模塊；所述坡度檢測模塊、踏頻檢測模塊、速度檢測模塊分別通過中央處理器模塊與動力輸出控制模塊通信連接；所述坡度檢測模塊、踏頻檢測模塊、速度檢測模塊分別將坡度電信號、踏頻電信號和速度電信號發(fā)送到所述中央處理器模塊接收并進(jìn)行閾值比對，中央處理器模塊將閾值比對結(jié)果進(jìn)行判斷是否向動力輸出控制模塊發(fā)出助力裝置啟動信號；所述動力輸出控制模塊接收所述中央處理器模塊發(fā)出的助力裝置啟動信號并將其轉(zhuǎn)換為電流信號控制電機103啟動。

實施例2：如圖4至5所示，一種用于控制共享單車的助力裝置的助力檢測模塊包括：坡度檢測模塊、踏頻檢測模塊、速度檢測模塊、中央處理器模塊、騎行檢測模塊和動力輸出控制模塊。

坡度檢測模塊包括通信連接的三軸陀螺儀、坡度信號轉(zhuǎn)換器，坡度信號轉(zhuǎn)換器將三軸陀螺儀角度變化轉(zhuǎn)換為坡度電信號；

踏頻檢測模塊包括通信連接的的踏頻檢測器和踏頻信號轉(zhuǎn)換器，踏頻信號轉(zhuǎn)換器將踏頻轉(zhuǎn)換為踏頻電信號；

速度檢測模塊包括速度測定器和速度信號轉(zhuǎn)換器，速度信號轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)速換為速度電信號；

中央處理器模塊包括依次通信連接的接收單元、閾值比對單元和啟動信號發(fā)射單元；

騎行檢測模塊包括依次通信連接的電子稱重儀和開關(guān)，開關(guān)的開閉狀態(tài)受控于所述電子稱重儀的電流信號變化；

動力輸出控制模塊包括動力信號轉(zhuǎn)換裝置和變頻電機，動力信號轉(zhuǎn)換裝置控制變頻電機的轉(zhuǎn)速；

接收單元分別與坡度檢測模塊、踏頻檢測模塊、速度檢測模塊通信連接并接受坡度電信號、踏頻電信號和速度電信號。閾值比對單元提取接收單元接受的坡度電信號、踏頻電信號和速度電信號并進(jìn)行閾值比對和結(jié)果判斷，并將閾值判斷結(jié)果發(fā)送至啟動信號發(fā)射單元。啟動信號發(fā)射單元與動力輸出控制模塊通信連接，所述啟動信號發(fā)射單元根據(jù)閾值比對單元發(fā)送的閾值判斷結(jié)果選擇是否向動力信號轉(zhuǎn)換裝置發(fā)送助力裝置啟動信號。開關(guān)設(shè)置在啟動信號發(fā)射單元與動力信號轉(zhuǎn)換裝置的信號通路上。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。