專利名稱：電動助力式身障自行車的制作方法
技術領域：
本實用新型是有關于ー種電動助力式身障自行車，尤指一種可以依據手搖式動カ機構的運轉狀態而以輔助動カ來驅動電動機構運轉的技木。
背景技術：
按，習知的手搖式身障自行車，是供下肢行動不便的身障者所乘載的行動輔具，至于手搖式身障自行車的代表性專利如美國發明第7722071號；美國發明第5853184號；及美國發明第5501480號等專利所示，這些專利包括一個三輪式車架及手搖式動カ機構，并于車架前端中央樞設一個前輪，后端兩側則各樞設ー個后輪，中段設有座墊，手搖式動力機構包含至少ー個搖柄機構及動カ傳遞機構，該搖柄機構供使用者搖轉產生旋轉力，該旋轉力經該動力傳遞機構以驅動該前輪或該后輪旋轉。這些專利雖然可供下肢行動不便的身障者以雙手來驅動手搖式動力機構運轉，進而驅動身障自行車前進，但，其并無輔助動カ機構的設置，所以驅動手搖式動力機構的力量來源完全依靠手部的力量，以致身障者必須耗費較多的體力方能驅使手搖式身障自行車的前進，因而造成體力上的不繼以及使用上的不便與極大的困擾。為改善上述缺失，有一種如美國發明第6883632號所示的專利被提出，其于車架設置用以驅動車輪前進的電動馬達，及用以供電給電動馬達的電池組，雖然身障者僅需以雙手驅動手搖式動カ機構，即可讓電動馬達產生輔助動力來驅動車前進，但，其電池組設于車架前端，所以電池組的負重完全落在把手以及前輪上，以致身障者握持把手轉向時，必須施以較大的力量方能驅使把手轉向，因而會有轉向操控吃カ與操控不易的情況產生；此外，該習用結構并無電池組電量狀態顯示的機能建置，以致無法對電池組的電力狀態做有效的監控與因應的充電準備，往往會因電池組的電カ耗盡而讓身障者必須耗費較多的體力來驅動手搖式身障自行車的前進，因而造成體力不繼以及使用上的不便與極大的困擾。有鑒于此，本發明人等經不斷的努力研發之下，終于開發出ー套可以改善前述缺失的本實用新型。
發明內容本實用新型第一目的，在于提供一種電動助力式身障自行車，主要是可以依據感測手搖式動カ機構的運轉狀態而控制電動機構的運轉，使電動機構產生輔助動力來驅動身障自行車運轉，因而可以大幅減輕于操控上的體力負擔。達成第一目的的技術手段，為ー種電動助力式身障自行車，其包括三輪式車架、手搖式動力機構及輔助動カ機構。三輪式的車架，該車架前端中央設ー個前輪，后端兩側各設ー個后輪，及中段設有座墊。手搖式動力機構包含至少ー個搖柄機構及動カ傳遞機構，搖柄機構供使用者搖轉而產生旋轉力，該旋轉力經動カ傳遞機構以驅動前輪或后輪旋轉。輔助動力機構則包含感測模塊、控制模塊、電動機構及供電單元，供電單元用以供應感測模塊、控制模塊及電動機構所需電源；感測模塊感測手搖式動カ機構的運轉狀態而產生感測訊號，控制模塊則依據感測訊號而產生驅動訊號來控制電動機構的運轉，使電動機構得以驅動前輪或后輪旋轉。[0006]本實用新型第二目的，在于提供ー種轉向操控省力容易的電動助力式身障自行車，主要是將電池組設于車架后端，讓電池組的負重完全落在車架后端以及后輪上，以達到轉向操控省力及輕松順暢的功效。達成第二目的的技術手段，為ー種電動助力式身障自行車，其包括三輪式車架、手搖式動力機構及輔助動カ機構。車架前端中央設ー個前輪，后端兩側各設ー個后輪，及中段設有座墊。手搖式動カ機構包含至少ー個搖柄機構及動カ傳遞機構，搖柄機構供使 用者搖轉而產生旋轉力，該旋轉力經動カ傳遞機構以驅動前輪或后輪旋轉。輔助動力機構則包含感測模塊、控制模塊、電動機構及供電單元，感測模塊感測手搖式動カ機構的運轉狀態而產生感測訊號，控制模塊則依據感測訊號而產生驅動訊號來控制電動機構的運轉，使電動機構得以驅動前輪或后輪旋轉，其中，供電單元設于該車架的后端，用以供應感測模塊、控制模塊及電動機構所需電源。并可于車架后段位于該座墊后方設有置物箱，該置物箱內部容置該供電單元，該置物箱一側設有至少ー個穿孔，該穿孔供導線穿越，該導線用以連通該供電單元及位于該置物箱外部而設置在該車架上的該電動機構。本實用新型第三目的，在于提供一種具備電量狀態顯示功能的電動助力式身障自行車，主要是對電池組進行電量狀態的監控與顯示，讓身障使用者可以隨時監控電池組的電量狀態，以做出因應的充電準備，故可避免電池組因電カ耗盡而讓身障者必須耗費較多的體力而造成體力不繼的情況產生。達成第三目的的技術手段，為ー種電動助力式身障自行車，其包括三輪式車架、手搖式動カ機構、輔助動カ機構及顯示儀表。車架前端中央設ー個前輪，后端兩側各設ー個后輪，及中段設有座墊。手搖式動カ機構包含至少ー個搖柄機構及動カ傳遞機構，搖柄機構供使用者搖轉而產生旋轉力，該旋轉カ經動カ傳遞機構以驅動前輪或后輪旋轉。輔助動力機構則包含感測模塊、控制模塊、電動機構及供電單元，感測模塊感測手搖式動力機構的運轉狀態而產生感測訊號，控制模塊則依據感測訊號而產生驅動訊號來控制電動機構的運轉，使電動機構得以驅動前輪或后輪旋轉，其中，在車架可供觀看的位置上設有顯示儀表，用以顯示包括該供電単元剩余電量，以及充、放電的電量狀態等信
O進ー步地，為達成上述目的，還提供了一種電動助力式身障自行車，其包括三輪式的車架，該車架前端中央設ー個前輪，后端兩側各設ー個后輪，及中段設有
座墊；手搖式動カ機構，其包含至少ー個搖柄機構及ー個動カ傳遞機構，該搖柄機構供使用者搖轉產生旋轉力，該旋轉力經該動力傳遞機構以驅動該前輪或該后輪旋轉；及輔助動カ機構，其包含感測模塊、控制模塊、電動機構及供電單元，該供電單元設于該車架的后端，用以供應該感測模塊、該控制模塊及該電動機構所需電源；該感測模塊感測該手搖式動力機構的運轉狀態而產生感測訊號，該控制模塊依據該感測訊號而產生驅動訊號以控制該電動機構運轉，使該電動機構驅動該前輪或該后輪旋轉；及顯示儀表，其設置在該車架可供觀看的位置上，用以顯示包括該供電単元剩余電量，以及充、放電的電量狀態等信息。所述的電動助力式身障自行車，該車架前端靠近頂部的位置設有具軸孔的軸座，該搖柄機構包括轉軸，其穿于該軸孔，并與該動カ傳遞機構連動；[0016]ニ個曲柄，其各自以一端連結在該轉軸的ニ端；及ニ個把手，其穿軸樞接在該ニ個曲柄另一端，以供使用者手部施カ而驅動該轉軸、該動カ傳遞機構連動及該前輪旋轉；該動カ傳遞機構包括第一齒盤，其穿置在該轉軸上，可受該把手驅動而旋轉；第二齒盤，其與該前輪同軸連動 '及連動件，其套連該第一齒盤與該第二齒盤。所述的電動助力式身障自行車，該感測模塊為扭カ感測模塊，用以感測該搖柄機 構的轉動扭カ狀態而產生扭カ感測訊號。該感測模塊還可為張カ感測模塊，用以感測該動力傳遞機構的連動件的張カ狀態而產生張カ感測訊號。所述的電動助力式身障自行車，該車架后段位于該座墊后方設有置物箱，該置物箱內部容置該供電單元，該置物箱一側設有至少ー個穿孔，該穿孔供導線穿越，該導線用以連通該供電單元及位于該置物箱外部而設置在該車架上的該電動機構。所述的電動助力式身障自行車，該車架上還可進一步地設有顯示儀表，用以顯示包括該供電單元剩余電量，以及充、放電的電量狀態等信息。該顯示儀表是以固定手段固定在該車架前端靠近頂部的位置。本實用新型具有下列的優點I.本實用新型可以依據感測手搖式動力機構的運轉狀態而控制電動機構運轉，使電動機構產生輔助動力來驅動身障自行車運轉，因而可以大幅減輕體力的負荷。2.本實用新型將電池組設于車架后端，讓電池組的負重完全落在車架后端以及后輪上，故可于轉向時，達到轉向操控省力及輕松順暢的功效。3.本實用新型具備電量狀態顯示功能，故可對電池組進行電量狀態的監控與顯示，讓身障使用者可以隨時監控電池組的電量狀態，以做出因應的充電準備，故可避免電池組因電カ耗盡而讓身障者必須耗費較多的體力而造成體力不繼的情況產生。

圖I是本實用新型ー種具體實施例的示意圖。圖2是本實用新型另ー種具體實施例的示意圖。圖3是本實用新型另ー種具體實施例另ー視角的示意圖。圖4是本實用新型置物箱的外觀示意圖。圖5是本實用新型輔助動力機構的控制方塊示意圖。主要附圖標記說明10車架11前輪12后輪13座墊14置物箱140穿孔15軸座150軸孔20手搖式動カ機構21搖柄機構210轉軸211搖柄212把手22動カ傳遞機構 220第一齒盤221第二齒盤 222連動件30輔助動カ機構31感測模塊32控制模塊33電動機構[0043]34供電單元40導線50顯示儀表。
具體實施方式
一.本實用新型第一實施例請參看圖I、圖5所示，本實施例為達成本實用新型第一目的的基本實施例，其包括三輪式的車架10、手搖式動カ機構20及輔助動カ機構30等技術特征。于車架10前端中央樞設ー個前輪11，后端兩側則各樞設ー個后輪12，中段設有座墊13。至于手搖式動カ機構20則包含搖柄機構21及動カ傳遞機構22，該搖柄機構21可供使用者搖轉而產生旋轉力，此旋轉カ經動カ傳遞機構22而驅動前輪11或后輪12旋轉,如圖所示為驅動前輪11旋轉。又，輔助動カ機構30則包含感測模塊31、控制模塊32、電動機構33及供電單元34，供電單元34用以供應感測模塊31、控制模塊32及電動機構33所需電源，感測模塊31則是感測手搖式動カ機構20的運轉狀態而產生感測訊號，控制模塊32則是依據感測訊號而產生
驅動訊號以控制電動機構33運轉，使電動機構33得以驅動前輪11旋轉，至于電動機構33可以是裝設在輪轂內的輪轂馬達；或是透過連動機構來驅動前輪11旋轉的電動馬達。ニ.本實用新型第二實施例請參看圖I、圖4及圖5所示，本實施例可達成本實用新型的第二目的，其包括三輪式的車架10、手搖式動カ機構20及輔助動カ機構30等技術特征。于車架10前端中央樞設前輪11，后端兩側則各樞設后輪12，中段設有座墊13。手搖式動カ機構20包含搖柄機構21及動カ傳遞機構22，該搖柄機構21可供使用者搖轉而產生旋轉力，此旋轉カ經動カ傳遞機構22以驅動前輪11或后輪12旋轉，本實用新型圖I所示為驅動前輪11旋轉。另，輔助動カ機構30包含感測模塊31、控制模塊32、電動機構33及供電單元34，供電單元34用以供應感測模塊31、控制模塊32及電動機構33所需的電源，感測模塊31則是用來感測手搖式動カ機構20的運轉狀態而產生感測訊號，控制模塊32則是依據感測訊號而產生驅動訊號以控制電動機構33運轉，如此即可使電動機構33驅動前輪11旋轉。詳言之，供電單元34設于車架10的后端，以達到本實用新型第二目的的功效。再者，感測模塊31可以是ー種扭カ感測模塊31，用以感測搖柄機構21的轉動扭力狀態而產生扭カ感測訊號；或是為ー種張カ感測模塊31，用以感測連動件222的張カ狀態而產生張カ感測訊。如圖1、4所示，車架10后段位于該座墊13后方設有置物箱14，該置物箱14內部容置供電單元34，置物箱14 一側設有至少ー個穿孔140，穿孔140供導線40穿越，該導線40用以連通該供電単元34及位于該置物箱14外部而設置在該車架10上的該電動機構33。三.本實用新型第三實施例請參看圖2、3及圖5所示，本實施例可達成本實用新型的第三目的，其包括三輪式的車架10、手搖式動カ機構20及輔助動カ機構30等技術特征。車架10前端中央樞設前輪11，后端兩側則各樞設后輪12，中段設有座墊13。手搖式動カ機構20包含至搖柄機構21及動カ傳遞機構22，該搖柄機構21可供使用者搖轉而產生旋轉力，此旋轉力經動カ傳遞機構22以驅動前輪11或后輪12旋轉，如圖所示系驅動前輪11旋轉。又，輔助動カ機構30則包含感測模塊31、控制模塊32、電動機構33及供電單元34，供電單元34用以供應感測模塊31、控制模塊32及電動機構33所需的電源，感測模塊31則是感測手搖式動カ機構20的運轉狀態而產生感測訊號，控制模塊32則是依據感測訊號而產生驅動訊號以控制電動機構33運轉，俾使電動機構33得以驅動前輪11旋轉，具體而言，感測模塊31可以是ー種扭カ感測模塊31，用以感測搖柄機構21的轉動扭力狀態而產生扭カ感測訊號；或是為張カ感測模塊 31，用以感測連動件的張カ狀態而產生張カ感測訊。如圖2、3所示,本實施例于車架10設有顯示儀表50,用以顯示包括該供電單元34剩余電量，以及充、放電的電量狀態等信息。該顯示儀表50以固定手段(如束緊環套、束緊夾具等)固定在該車架10前端靠近頂部的位置。詳而言之，車架10前端靠近頂部的位置設有具軸孔150的軸座15，該搖柄機構21包含轉軸210，其穿于該軸孔150，并與該動カ傳遞機構22連動；ニ個搖柄211，其各自以一端連結在該轉軸210的ニ端；及ニ個把手212，其穿軸樞接在該ニ個搖柄211另一端，以供使用者手部施力而驅動該轉軸210、該動カ傳遞機構22連動及該前輪11旋轉。動カ傳遞機構22包括第一齒盤220，其穿置在該轉軸210上，可受該把手212驅動而旋轉；第ニ齒盤221，其與該前輪11同軸連動；及連動件222，其套連該第一齒盤220與該第二齒盤221。四.具體的運作實施請參看圖I至3所示，當身障使用者欲騎乘身障自行車時，僅需坐上座墊13，并將雙腳踩踏在踏墊上，再以雙手握住搖柄機構21的把手212上，同時對搖柄機構21施カ搖轉而產生旋轉力，此時旋轉カ經動カ傳遞機構22而可驅動前輪11旋轉，在此同時，輔助動カ機構30的感測模塊31感測到手搖式動カ機構20的運轉狀態而產生感測訊號，經控制模塊32轉換處理并解讀感測訊號后產生驅動訊號來驅動電動機構33運轉，并控制電動機構33的轉速。一般而言，當身障使用者所施以的旋轉カ愈大，感測訊號值則愈大，電動機構33的轉速加快(即輔助動カ愈大)；反之，當身障使用者所施以的旋轉カ愈小，感測訊號值則愈小，電動機構33的轉速則愈慢(即輔助動カ愈小)，如此即可藉由身障使用者所施以的旋轉力大小來控制輔助動カ輸出的大小。由于本實用新型將供電単元34(即電池組)設于車架10后端的置物箱14內，故可將電池組負重落在車架10后端以及后輪12上，讓身障使用者于轉向時，可以輕松省力的方式操控身障自行車的轉向，至于置物箱14剰余的空間，則可供放置ー些外出所需的隨身物品。此外，身障使用者可以透過設在車架10前端上方的顯示儀表50來檢視電池組目前所處的電量狀態。當然，顯示儀表50可以透過電量感測模塊(本圖標例未示)來感測電池組的電量狀態，再由顯示儀表50將電量狀態數值轉換為電量狀態的顯示信息，如此即可讓身障使用者可以隨時監控電池組的電量狀態，以做出因應的充電準備，故本實用新型可以避免電池組因電カ耗盡而讓身障者必須耗費較多的體力而造成體力不繼的情況產生。五.結論因此，藉由上述技術特征的建置，本實用新型確實具有下列的特點I.本實用新型可以依據感測手搖式動力機構的運轉狀態而控制電動機構運轉，使電動機構產生輔助動力來驅動身障自行車運轉，因而可以大幅減輕體力的負荷。2.本實用新型將電池組設于車架后端，讓電池組的負重完全落在車架后端以及后輪上，故可于轉向時，達到轉向操控省力及輕松順暢的功效。3.本實用新型具備電量狀態顯示功能，故可對電池組進行電量狀態的監控與顯示，讓身障使用者可以隨時監控電池組的電量狀態，以做出因應的充電準備，故可避免電池組因電カ耗盡而讓身障者必須耗費較多的體力而造成體力不繼的情況產生。[0061]以上所述，僅為本實用新型的可行實施例，并非用以限定本實用新型的專利范圍，凡舉依據權利要求所述的內容、特征以及其精神而為之其它變化的等效實施，皆應包含于 本實用新型的專利范圍內。本實用新型所具體界定于權利要求的結構特征，未見于同類物品，且具實用性與進步性，已符合實用新型專利要件，因此依法提出申請。
權利要求1.一種電動助力式身障自行車，其特征在于，其包括 三輪式的車架，所述車架前端中央設ー個前輪，后端兩側各設ー個后輪，及中段設有座墊； 手搖式動カ機構，其包含至少ー個搖柄機構及ー個動カ傳遞機構，所述搖柄機構供使用者搖轉產生旋轉力，所述旋轉力經所述動カ傳遞機構以驅動所述前輪或所述后輪旋轉；及 輔助動カ機構，其包含感測模塊、控制模塊、電動機構及供電單元；所述供電単元用以供應所述感測模塊、所述控制模塊及所述電動機構所需電源；所述感測模塊感測所述手搖式動カ機構的運轉狀態而產生感測訊號，所述控制模塊依據所述感測訊號而產生驅動訊號以控制所述電動機構運轉，使所述電動機構驅動所述前輪或所述后輪旋轉。
2.一種電動助力式身障自行車，其特征在于，其包括 三輪式的車架，所述車架前端中央設ー個前輪，后端兩側各設ー個后輪，及中段設有座墊； 手搖式動カ機構，其包含至少ー個搖柄機構及ー個動カ傳遞機構，所述搖柄機構供使用者搖轉產生旋轉力，所述旋轉力經所述動カ傳遞機構以驅動所述前輪或所述后輪旋轉；及 輔助動カ機構，其包含感測模塊、控制模塊、電動機構及供電單元；所述供電単元用以供應所述感測模塊、所述控制模塊及所述電動機構所需電源；所述感測模塊感測所述手搖式動カ機構的運轉狀態而產生感測訊號，所述控制模塊依據所述感測訊號而產生驅動訊號以控制所述電動機構運轉，使所述電動機構驅動所述前輪或所述后輪旋轉；及 顯示儀表，其設置在所述車架可供觀看的位置上，用以顯示包括所述供電単元剩余電量，以及充、放電的電量狀態的信息。
3.一種電動助力式身障自行車，其特征在于，其包括 三輪式的車架，所述車架前端中央設ー個前輪，后端兩側各設ー個后輪，及中段設有座墊； 手搖式動カ機構，其包含至少ー個搖柄機構及ー個動カ傳遞機構，所述搖柄機構供使用者搖轉產生旋轉力，所述旋轉力經所述動カ傳遞機構以驅動所述前輪或所述后輪旋轉；及 輔助動カ機構，其包含感測模塊、控制模塊、電動機構及供電單元，所述供電単元設于所述車架的后端，用以供應所述感測模塊、所述控制模塊及所述電動機構所需電源；所述感測模塊感測所述手搖式動カ機構的運轉狀態而產生感測訊號，所述控制模塊依據所述感測訊號而產生驅動訊號以控制所述電動機構運轉，使所述電動機構驅動所述前輪或所述后輪旋轉。
4.一種電動助力式身障自行車，其特征在于，其包括 三輪式的車架，所述車架前端中央設ー個前輪，后端兩側各設ー個后輪，及中段設有座墊； 手搖式動カ機構，其包含至少ー個搖柄機構及ー個動カ傳遞機構，所述搖柄機構供使用者搖轉產生旋轉力，所述旋轉力經所述動カ傳遞機構以驅動所述前輪或所述后輪旋轉；及輔助動カ機構，其包含感測模塊、控制模塊、電動機構及供電單元，所述供電単元設于所述車架的后端，用以供應所述感測模塊、所述控制模塊及所述電動機構所需電源；所述感測模塊感測所述手搖式動カ機構的運轉狀態而產生感測訊號，所述控制模塊依據所述感測訊號而產生驅動訊號以控制所述電動機構運轉，使所述電動機構驅動所述前輪或所述后輪旋轉；及 顯示儀表，其設置在所述車架可供觀看的位置上，用以顯示包括所述供電單元剰余電量，以及充、放電的電量狀態的信息。
5.如權利要求I至4任一項所述的電動助力式身障自行車，其特征在于，所述車架前端靠近頂部的位置設有具軸孔的軸座，所述搖柄機構包括 轉軸，其穿于所述軸孔，并與所述動カ傳遞機構連動； ニ個曲柄，其各自以一端連結在所述轉軸的ニ端；及 ニ個把手，其穿軸樞接在所述ニ個曲柄另一端，以供使用者手部施カ而驅動所述轉軸、所述動カ傳遞機構連動及所述前輪旋轉； 所述動カ傳遞機構包括 第一齒盤，其穿置在所述轉軸上，可受所述把手驅動而旋轉； 第二齒盤，其與所述前輪同軸連動；及 連動件，其套連所述第一齒盤與所述第二齒盤。
6.如權利要求I至4任一項所述的電動助力式身障自行車，其特征在于，所述感測模塊為扭カ感測模塊，用以感測所述搖柄機構的轉動扭カ狀態而產生扭カ感測訊號。
7.如權利要求I至4任一項所述的電動助力式身障自行車，其特征在于，所述感測模塊為張カ感測模塊，用以感測所述動カ傳遞機構的連動件的張カ狀態而產生張カ感測訊號。
8.如權利要求I至4任一項所述的電動助力式身障自行車，其特征在于，所述車架后段位于所述座墊后方設有置物箱，所述置物箱內部容置所述供電単元，所述置物箱一側設有至少ー個穿孔，所述穿孔供導線穿越，所述導線用以連通所述供電単元及位于所述置物箱外部而設置在所述車架上的所述電動機構。
9.如權利要求1、3或4所述的電動助力式身障自行車，其特征在于，所述車架上設有顯示儀表，用以顯示包括所述供電單元剩余電量，以及充、放電的電量狀態的信息。
10.如權利要求9所述的電動助力式身障自行車，其特征在于，所述顯示儀表是以固定手段固定在所述車架前端靠近頂部的位置。
專利摘要本實用新型是有關于一種電動助力式身障自行車，其包括三輪式車架、手搖式動力機構及輔助動力機構。手搖式動力機構包含至搖柄機構及動力傳遞機構，搖柄機構供使用者搖轉而產生旋轉力，該旋轉力經動力傳遞機構以驅動前輪旋轉。輔助動力機構則包含感測模塊、控制模塊、電動機構及供電單元，感測模塊感測手搖式動力機構的運轉狀態而產生感測訊號，控制模塊則依據感測訊號而產生驅動訊號來控制電動機構的運轉，使電動機構得以驅動前輪旋轉。本實用新型依據感測手搖式動力機構的運轉狀態而控制電動機構運轉，使電動機構產生輔助動力來驅動身障自行車運轉，因而可以大幅減輕體力的負荷。
文檔編號B62K11/00GK202642015SQ20122024562
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月29日 優先權日2011年12月22日
發明者蔡博名, 朱順源, 廖忠義, 陳妙婉, 李岡樺, 林嘉川, 胡證揚, 鄒志祥 申請人:財團法人自行車暨健康科技工業研究發展中心