CN102107712A - 中置驱动助力自行车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中置驱动助力自行车，它包括自行车本体、马达驱动器、蓄电器和电路控制器，马达驱动器设置在中接头五通管与后平叉之间或中接头五通管的上方或下方，在马达驱动器的动力输出轴上固位连接有马达离合装置、传动轮和脚踏离合装置、脚踏传动轮，马达驱动器通过马达离合装置的输出轴带动传动轮转动，脚踏轮由链条带动脚踏传动轮通过脚踏离合装置带动传动轮转动，传动轮通过链条带动后轮轴上的变速机构驱动中置驱动助力自行车行驶，马达离合装置和脚踏离合装置根据不同运行状况将马达驱动和人力合成或分别单独驱动中置驱动助力自行车行驶。其优点是：结构简单、轻便，人力骑行舒适、马达驱动节能，应用范围广，可广泛应用于助力自行车、助力三轮车、混合动力助力车和水上助力器具等领域。

Description

中置驱动助力自行车

技术领域

本发明涉及一种中置驱动助力自行车，特别是涉及一种马达驱动和人力骑行助力带双链条传动的助力自行车。

背景技术

众所周知，市面上出售的中置驱动助力自行车均采用单根链条传动，要么体积大、重量重，生产安装、维修不便，要么其脚踏链轮齿数与后轮轴变速机构的齿数匹配不合理，如果前传动链轮牙齿数大于后轮变速机构齿轮牙数，势必造成***传动力矩减小，助力自行车启动或爬坡耗能；反之，如果前传动链轮牙齿数小于后轮变速机构齿轮牙数并体现了马达驱动的优势，但又影响人力骑行速度和舒适度，甚至影响助力自行车的整体结构和美观。

在中国专利申请公开说明书200920159246.8中公开了一种中置驱动助力自行车。该中置驱动助力自行车虽然设置了马达驱动和人力骑行两套变速***，但其两根链条共同作用于后轮轴上，使得中置驱动助力自行车的结构复杂、生产安装、维修不便，既影响美观又增加了成本。

发明内容

本发明的主要目的在于克服以上不足而提供一种体积小、扭矩大、既适合人力脚踏骑行又利于马达驱动行驶节能的中置驱动助力自行车。

本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是：一种中置驱动助力自行车，它包括自行车本体、马达驱动器、蓄电器和电路控制器，在自行车本体中接头五通管31上固定连接有立管13、下管14、后平叉15，脚踏中轴1由轴承支撑且套装固位在中接头五通管31中，脚踏轮2与脚踏中轴1的一端固定连接，在脚踏轮2上设置固位脚踏助力传感器23或在脚踏中轴1上设置固位速度传感器32，在脚踏轮2的外侧设置保护罩3且由螺丝21固位，在脚踏中轴1的两端固定有脚踏曲柄11和脚蹬12，在自行车本体的后轮轴9上设置变速机构8及刹车装置，马达驱动器6的左、右端盖由螺丝20固定在其外壳上，蓄电器18和电路控制器设置在自行车本体表面上或立管13、下管14、上管16的里面或衣架17上，其特征在于：还包括设置固位在中接头五通管31与后平叉15之间的大五通管22和固位在大五通管22内的马达驱动器6，马达驱动器6的外壳或左、右端盖的圆周外表面与大五通管22的内孔圆周面上至少设置1个适配对应的定位键齿槽54且由螺丝55固位，在马达驱动器6的动力输出轴19上固位连接有马达离合装置33和脚踏离合装置34，在马达离合装置33的输出轴39上固位连接传动轮4，输出轴39通过轴承48支撑在马达驱动器6的动力输出轴19上且由卡簧49固位，在脚踏离合装置34上固位连接脚踏传动轮5且由螺丝40固定，马达驱动器6通过马达离合装置33的输出轴39带动传动轮4转动，传动轮4通过链条7带动后轮轴9上的变速机构8驱动中置驱动助力自行车行驶；人力通过脚蹬12、脚踏曲柄11和脚踏中轴1带动脚踏轮2转动，脚踏轮2由链条10带动脚踏传动轮5转动，脚踏传动轮5通过脚踏离合装置34带动传动轮4转动，传动轮4通过链条7带动后轮轴9上的变速机构8驱动中置驱动助力自行车行驶，马达离合装置33和脚踏离合装置34根据不同运行状况闭合或分离，可以将马达驱动和人力合成或分别单独驱动中置驱动助力自行车行驶。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述马达驱动器6是电动马达驱动器、燃油马达驱动器或气动马达驱动器，所述马达驱动器6是带有变速机的马达或无变速机的马达；所述变速机或变速机构8是1-10级的直齿轮传动、行星齿轮传动、谐波齿轮传动或摆线针齿轮传动，且各级传动形式可以同时采用相同的传动形式或不同的组合传动形式；所述马达驱动器6中的马达与变速机内腔呈密封状态，在变速机外壳圆周或右端盖上分别设置注油螺丝孔52和放油螺丝孔53，且分别由螺丝和垫片锁紧密封。

所述马达驱动器6是电动无刷马达驱动器或有刷马达驱动器且其变速机的动力输出件19′与动力输出轴19作成一体或分体固定连接成一体，动力输出轴19的一端由轴承36支撑在转子齿轴35的输出端上，动力输出轴19另一端由轴承37支撑在马达驱动器6的右端盖上，在马达驱动器6的右端盖与轴承37之间设置密封件38。

所述马达驱动器6设置固定在大五通管22内或马达驱动器6的外壳用大五通管22代替使用，所述马达驱动器6设置固位在中接头五通管31与后平叉15之间或设置固位在中接头五通管31的上面或下面，所述马达驱动器6或直接与自行车本体固定连接使用。

所述马达驱动器6的转子齿轴35是实芯半轴或作成空芯轴且与马达驱动器6的定子、转子、变速机分别由轴承支撑固位在脚踏通轴51上；所述脚踏通轴51与马达离合装置33的输出轴39由轴承43、轴承45支撑套装固位连接，所述脚踏通轴51与动力输出轴19或马达离合装置33的输出轴39不同芯连接由齿轮或链条、皮带传动连接。

所述马达离合装置33和脚踏离合装置34是一体式的或作成分体组合式且同时采用相同形式的离合装置或不同形式的离合装置，所述马达离合装置33和脚踏离合装置34是同时设置固位在动力输出轴19上或同时设置固位在马达驱动器6里面的变速机上，所述马达离合装置33单独设置固位在马达驱动器6里面的变速机上且脚踏离合装置34与脚踏传动轮5作成一体式的；所述马达离合装置33和脚踏离合装置34用棘轮机构代替使用。

所述脚踏轮2、传动轮4与脚踏传动轮5是链轮、皮带轮或齿轮传动且其轮径大小与后轮轴9上的变速机构8适配使用，所述脚踏轮2、传动轮4或脚踏传动轮5是齿轮时采用传动齿轮或轴杆与后轮轴9上的变速机构8配合使用；所述传动轮4与后轮轴9上的变速机构8还可以采用杠杆机构传动。

所述马达驱动器6的左、右端盖由螺丝20固定在其外壳上或马达驱动器6的左、右端盖与外壳用本体螺纹固定连接；所述马达驱动器6的左端盖与外壳或马达驱动器6的右端盖与外壳作成一体使用。

所述脚踏助力传感器23固位在脚踏轮2、脚踏传动轮5上或后轮轴9、中接头五通管31内，所述速度传感器32固位在脚踏中轴1上、后轮轴9上或设置在马达驱动器6外壳的里面或前轮轴上；所述脚踏助力传感器23或速度传感器32是电磁传感器、转矩传感器或光电传感器。

所述电路控制器设置在马达驱动器6外壳的里面或外面，在其控制导线穿出孔内设置密封装置。

本发明具有的优点和积极效果是：结构简单、轻便，人力骑行舒适、马达驱动节能，应用范围广，可广泛应用于助力自行车、助力三轮车、混合动力助力车和水上助力器具等领域。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的整车装配示意图。

图2是本发明的整车另一种装配示意图。

图3是本发明的脚踏轮与脚踏传动轮直接采用齿轮传动的局部示意图。

图4是本发明的两个离合装置成一体式设置在马达驱动器外部输出轴上的装配结构示意图。

图5是本发明的两个离合装置成分体式设置在马达驱动器外部输出轴上的另一种装配结构示意图。

图6是本发明的马达驱动器中无变速机的装配结构示意图。

图7是本发明的两个离合装置均设置在马达驱动器里面的装配结构示意图。

图8是本发明的马达驱动器采用脚踏通轴的装配结构示意图。

图9是本发明的一个离合装置设置在马达驱动器里面的装配结构示意图。

图10是本发明的动力输出轴与离合装置分体式的装配结构示意图。

图11是图1所示的传动装配原理示意图。

图12是图1所示的另一种传动装配原理示意图。

图13是图7所示的马达驱动器与整车传动装配原理示意图。

图14是图8所示的马达驱动器与整车传动装配原理示意图。

图15是本发明的后轮毂采用杠杆驱动装配原理示意图。

图1-图15中：1.脚踏中轴；2.脚踏轮；3.保护罩；4.传动轮；5.脚踏传动轮；6.马达驱动器；7.链条；8.变速机构；9.后轮轴；10.链条；11.脚踏曲柄；12.脚蹬；13.立管；14.下管；15.后平叉；16.上管；17.衣架；18.蓄电器；19.动力输出轴；20.螺丝；21.螺丝；22.大五通管；23.脚踏助力传感器；24.曲轴；25.杠杆；26.转轴；27.轴板；28.联轴器；29.滑块；30.固定轴；31.中接头五通管；32.速度传感器；33.马达离合装置；34.脚踏离合装置；35.转子齿轴；36.轴承；37.轴承；38.密封件；39.输出轴；40.螺丝；41.卡簧；42.锁紧螺母；43.轴承；44.密封件；45.轴承；46.卡簧；47.密封件；48.轴承；49.卡簧；50.传动轴；51.脚踏通轴；52.注油螺丝孔；53.放油螺丝孔；54.键齿槽；55.螺丝。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1及图15。

实施例1：以电动助力自行车为例，两个离合装置均设置在马达驱动器外部输出轴上并加以说明。

如图1、图4、图5、图11、图12所示：中置驱动助力自行车，其马达离合装置33与脚踏离合装置34是一体式的或作成分体组合式的，均设置固位在马达驱动器6外部的动力输出轴19上且马达离合装置33和脚踏离合装置34用棘轮机构(或飞轮结构)代替使用并作成棘轮一体式双向离合器，还可以把马达离合装置33采用滚柱(楔块)式离合装置且脚踏离合装置34采用棘轮式离合装置组合成一体使用，反之也可；其中，马达离合装置33的内圈固定在动力输出轴19上，马达离合装置33的输出轴39作为马达离合装置33的外圈支撑在其内圈或动力输出轴19上且套装轴承以减小摩擦阻力，同时输出轴39作为脚踏离合装置34的内圈与离合装置34的外圈配合使用；马达离合装置33、脚踏离合装置34的内圈与外圈之间通过棘轮千斤或滚柱(楔块)的开、合实现单向离合作用(通用技术不多详述)，在马达离合装置33的输出轴39上固位连接传动轮4(或输出轴39与传动轮4作成一体使用)，输出轴39通过轴承48支撑在马达驱动器6的动力输出轴19上且由卡簧49固位(或螺丝固位)，在脚踏离合装置34(外圈)上固位连接脚踏传动轮5且由螺丝40固定(或脚踏离合装置34外圈与脚踏传动轮5作成一体使用)，传动轮4平行设置在脚踏传动轮5的里面或外面，脚踏传动轮5与脚踏轮2对应设置，在脚踏轮2上设置固位脚踏助力传感器23(脚踏助力传感器23还可以设置在中接头五通管31内、脚踏传动轮5上或后轮轴9内)或在脚踏中轴1上设置固位速度传感器32(或速度传感器32设置在后轮轴9上，还可以设置在马达驱动器6外壳的里面或前轮轴上)，在脚踏轮2的外侧设置保护罩3且由螺丝21固位，在脚踏中轴1的两端固定有脚踏曲柄11和脚蹬12且脚踏轮2与相邻的脚踏曲柄11可以组合作成一体使用，在自行车本体的后轮轴9上设置变速机构8(即可是外变速机构又可是内变速机构)及刹车装置(图中未示出)，马达驱动器6的左、右端盖由螺丝20固定在其外壳上(或马达驱动器6的左、右端盖与外壳用本体螺纹固定连接，还可以把马达驱动器6的左端盖与外壳或马达驱动器6的右端盖与外壳作成一体使用或用本体螺纹固定连接，缩小体积、降低成本)，蓄电器18(所述的蓄电器18是蓄电池、超级电容蓄电器或化学能电池)和电路控制器(图中未示出)设置在自行车本体表面上或立管13、下管14、上管16的里面或衣架17上，且电路控制器(图中未示出)还可以设置在马达驱动器6的外壳里面或外面，简化电路设计，便于安装与美观；还可以在电路控制器(或控制电路板)上设置散热装置(或散热片)且与马达驱动器6的壳体紧密结合，有利于散热保护电器元件，在其控制导线穿出孔内设置密封装置(或用绝缘密封圈、密封胶代替)；在中接头五通管31与后平叉15之间设置固位大五通管22(大五通管22与中接头五通管31固定连接或活动连接)，马达驱动器6固位在大五通管22内，马达驱动器6的外壳或左、右端盖的圆周外表面与大五通管22的内孔圆周面上至少设置1个适配对应的定位键齿槽54(定位键齿槽54是为了防止马达驱动器6在大五通管22内转动)且由螺丝55固位(或马达驱动器6的外壳用大五通管22代替使用，省去马达驱动器6的外壳有利于降温、降低成本)，马达驱动器6通过马达离合装置33的输出轴39带动传动轮4转动，传动轮4通过链条7(或皮带轮)带动后轮轴9上的变速机构8(变速机构8采用外变速机构或内变速机构，还可以用飞轮、齿盘代替适配使用)驱动中置驱动助力自行车行驶；人力通过脚蹬12、脚踏曲柄11和脚踏中轴1带动脚踏轮2转动，脚踏轮2由链条10(或皮带轮)带动脚踏传动轮5转动，脚踏传动轮5通过脚踏离合装置34带动传动轮4转动，传动轮4通过链条7(或皮带轮)带动后轮轴9上的变速机构8(变速机构8采用外变速机构或内变速机构，还可以用飞轮、齿盘代替适配使用)驱动中置驱动助力自行车行驶，马达离合装置33和脚踏离合装置34根据不同运行状况闭合或分离，可以将马达驱动和人力合成或分别单独驱动中置驱动助力自行车行驶。

其中，上述的脚踏助力传感器23或速度传感器32是电磁传感器、转矩传感器或光电传感器，可以分别根据需要选定。

上述的马达驱动器6是带有变速机的电动无刷马达驱动器(或电动有刷马达驱动器)，还可以是燃油马达驱动器或气动马达驱动器，且变速机或变速机构8是1-10级的行星齿轮传动(减速或增速)，还可以是谐波齿轮传动或摆线针齿轮传动，且各级传动形式可以同时采用相同的传动形式或不同的组合传动形式的；上述的马达驱动器6中的马达与变速机内腔呈密封状态且其转子齿轴35与变速机内密封腔之间设置密封件防止润滑油、脂溢出，以延长润滑寿命，在变速机外壳圆周或右端盖上分别设置有注油螺丝孔52和放油螺丝孔53，且分别由螺丝和垫片锁紧密封。

上述马达驱动器6的变速机的动力输出件19′与动力输出轴19作成一体(或分体固定连接成一体，可以根据工艺选定)，动力输出轴19的一端由轴承36支撑在实芯半轴的转子齿轴35的输出端上(以确保动力输出轴19的定位与平衡及延长使用寿命)，动力输出轴19另一端由轴承37支撑在马达驱动器6的右端盖上，在马达驱动器6的右端盖与轴承37之间设置密封件38(或用0形密封圈、密封胶代替)。其是本实施例中的优选方式。

作为本发明的另一种实施方式，如图3所示：中置驱动助力自行车，去除链条10，脚踏轮2与脚踏传动轮5均采用齿轮直接传动，此时的传动轮4与后轮轴9上的变速机构8既可以采用链轮、链条7传动，也可以采用皮带轮、皮带或轴杆、齿轮传动(无链条的涡轮、蜗杆齿轮变速传动机构)，可以根据实际需要选定，其余部位的结构设置与上述的实施方式相同。

本发明还有一种实施方式，如图6所示：中置驱动助力自行车，马达驱动器6中无变速机，马达驱动器6的动力输出轴19与转子齿轴35成一体或通过联轴器固位连接，转子齿轴35通过离合装置33的输出轴39直接驱动传动轮4转动，其余部位的结构设置与上述的实施方式相同。

本发明中的脚踏轮2、传动轮4或脚踏传动轮5即可采用链轮、皮带轮，也可以采用齿轮，且其轮径大小与后轮轴9上的变速机构8(或用飞轮、齿盘代替)适配使用，变速机构8可采用外变速机构或内变速机构且各级变速档位与传动轮4适配而得到不同的转速和转矩；当传动轮4采用链轮、皮带轮时，在传动链条7(或皮带)上可设置用于导向或松紧度的调整轮以及在传动轮4附近设置防止传动链条7(或皮带)脱落的挡压装置且均固位在自行车本体上；当传动轮4采用齿轮时，去除传动链条7(或皮带)采用传动齿轮轴杆与后轮轴9上的变速机构8配合驱动后轮毂转动前进，实现无链传动功能，且在后轮轴9上的变速机构8的里面或外面设置刹车机构(图中未示出)，其传动轮4的轴杆罩壳呈密封状态，且传动轮4轴杆罩壳可以代替后平叉15使用，在其后轮轴9上的变速机构8中注入润滑油或润滑脂，后轮轴9上的变速机构8是1-10级的直齿轮传动、行星齿轮传动、谐波齿轮传动或摆线针齿轮传动；并且脚踏轮2或脚踏传动轮5还可以采用齿盘式外变速器匹配调速或在中接头五通管31中设置脚踏变速装置且由脚踏轮2输出动力，实现脚踏变速功能。

使用时，人力脚踏中轴1两端固定的脚踏曲柄11和脚蹬12，脚踏轮2通过链条10带动脚踏传动轮5转动，此时脚踏离合器34外圈通过棘轮千斤或滚柱(楔块)与输出轴39单向啮合成一体且带动传动轮4转动，传动轮4通过链条7带动后轮轴9上的变速机构8(或用飞轮、齿盘代替)驱动轮毂转动，使中置驱动助力自行车处于人力单独骑行前进，由于马达离合装置33与脚踏离合器34的啮合转动方向相同，马达离合装置33中的棘轮千斤或滚柱(楔块)此时处于非啮合打滑分离状态，其输出轴39与固定在动力输出轴19上的离合装置33的内圈呈相对滑动状态，使马达离合装置33的输出轴39与马达驱动器6的动力输出轴19分离，实现人力单独骑行无阻尼行驶；当电路控制器通过手动控制信号(或脚踏助力传感器23、速度传感器32的信号)得电，马达驱动器6得电，其转子齿轴35转动，再由变速机(减速或增速)驱动动力输出件19′与动力输出轴19转动，此时马达离合装置33的内圈通过棘轮千斤或滚柱(楔块)与马达离合装置33的输出轴39单向啮合成一体且带动传动轮4转动，由于马达离合装置33与脚踏离合装置34的单向离合作用且啮合转动方向相同，使脚踏传动轮5、脚踏轮2相对于传动轮4分离不动，传动轮4通过链条7带动后轮轴9上的变速机构8(或用飞轮、齿盘代替)驱动轮毂转动，使中置驱动助力自行车处于马达单独驱动前进；并且人力骑行与马达驱动可以同时进行，此时马达离合装置33的内圈与脚踏离合装置34的外圈通过棘轮千斤或滚柱(楔块)同时与输出轴39啮合且共同带动传动轮4转动，实现马达驱动和人力助力合成驱动中置驱动助力自行车行驶，达到节能的目的。

其优点是：结构简单、轻便，人力骑行舒适、马达驱动节能，应用范围广，可广泛应用于助力自行车、助力三轮车、混合动力助力车和水上助力器具等领域。

实施例2：以电动助力自行车为例，两个离合装置均设置在马达驱动器里面并加以说明。

如图7、图13所示：中置驱动助力自行车，其马达离合装置33与脚踏离合装置34是一体式的或作成分体组合式的，均设置在马达驱动器6的里面且与变速机连接，此时马达离合装置33的外圈可以与变速机的动力输出件19′组合作成一体使用，传动轮4由锁紧螺母42(或卡簧)固位在马达离合装置33的输出轴39上，脚踏传动轮5由卡簧41(或锁紧螺母)固定在传动轴50上，传动轴50的另一端(或马达离合装置33的外圈)由轴承36支撑在实芯半轴的转子齿轴35的输出端上且传动轴50与脚踏离合器34的内圈键槽式固位连接，传动轴50与脚踏离合器34的内圈还可以作成一体使用，马达离合装置33的输出轴39由轴承43、轴承37分别支撑在传动轴50与马达驱动器6的右端盖上，且由密封件44、密封件38密封(或用O形密封圈、密封胶代替)。

作为本发明的另一种实施方式，如图8、图14所示：中置驱动助力自行车，马达离合装置33的外圈可以与变速机的动力输出件19′组合作成一体使用，马达驱动器6的转子齿轴35还可以作成空芯轴且驱动马达的定子、转子或变速机分别由轴承支撑并同芯套装固位在脚踏通轴51上，脚踏通轴51与马达离合装置33的输出轴39由轴承43、轴承45分别支撑套装固位连接，轴承45支撑在马达驱动器6的左端盖上且由卡簧46固位，在轴承45与马达驱动器6的左端盖之间设置密封件47(或用O形密封圈、密封胶代替)；脚踏通轴51的一端与脚踏离合器34的内圈键槽式固位连接，脚踏传动轮5由卡簧41固位在脚踏通轴51的另一端上，传动轮4由锁紧螺母42(或卡簧)固位在马达离合装置33的输出轴39上，使脚踏轮2、脚踏传动轮5与传动轮4、后轮轴9上的变速机构8(或用飞轮、齿盘代替)分别设置在中置驱动助力自行车的左、右两侧。

本发明还有一种实施方式，脚踏通轴51与动力输出轴19或马达离合装置33的输出轴39不同芯连接由齿轮或链条、皮带传动连接，脚踏轮2、脚踏传动轮5与传动轮4、后轮轴9上的变速机构8(或用飞轮、齿盘代替)既可以设置在中置驱动助力自行车的左、右两侧，也可以设置在中置驱动助力自行车的同一侧；还可以把脚踏轮2、脚踏传动轮5设置在马达驱动器6的里面组合成一体使用，此时脚踏中轴1从马达驱动器6中穿出由轴承支撑且脚踏转动。其工作原理和使用方法以及优点与实施例1完全相同。

实施例3：以电动助力自行车为例，一个离合装置设置在马达驱动器里面并加以说明。

如图9所示：中置驱动助力自行车，其马达离合装置33设置在马达驱动器6的里面且变速机的动力输出件19′与马达离合装置33的外圈组合作成一体使用，动力输出轴19与马达离合装置33的内圈组合作成一体使用，脚踏离合装置34的内圈与传动轮4由卡簧41(或键槽、螺丝)固位在动力输出轴19上(脚踏离合装置34的内圈与传动轮4可以组合作成一体使用)，脚踏传动轮5由螺丝40固定在脚踏离合装置34的外圈上(或脚踏传动轮5与脚踏离合装置34的外圈作成一体使用)。

本发明还有一种实施方式，如图10所示：其马达离合装置33设置在马达驱动器6的里面且变速机的动力输出件19′与马达离合装置33的外圈组合作成一体，动力输出轴19的一端与联轴器28键槽式固位连接，此时联轴器28作为马达离合装置33的内圈使用，脚踏离合装置34的内圈与传动轮4(可以作成一体)直接与动力输出轴19固位连接由卡簧41(或螺丝)定位，脚踏传动轮5由螺丝40固定在脚踏离合装置34的外圈上(或脚踏传动轮5与脚踏离合装置34的外圈组合作成一体使用)。上述的动力输出轴19的一端(或马达离合装置33的外圈)由轴承36支撑在实芯半轴的转子齿轴35的输出端上。其工作原理和使用方法以及优点与实施例1完全相同。

实施例4：以电动助力自行车为例，后轮毂采用杠杆驱动并加以说明。

如图15所示：中置驱动助力自行车，后轮毂采用杠杆驱动，传动轮4用曲轴24替代、链条7由杠杆25替代，杠杆25的前端安装在曲轴24的轴上，曲轴24固位连接在动力输出轴19上，在后平叉15上设置滑块29，固定在杠杆25上的固定轴30放置在滑块29槽内滑动且在固定轴30上可以设置轴承来减小摩擦阻力，杠杆25后端固定的转轴26放置在轴板27的槽内且在转轴26上或轴板27的槽内设置滑动轴承来减小摩擦阻力，轴板27与后轮轴9上的变速机构8固位连接转动，且变速机构8是1-10级的行星齿轮传动，还可以是谐波齿轮传动或摆线针齿轮传动(或用飞轮、齿盘代替使用)。

使用时，人力脚踏中轴1两端固定的脚踏曲柄11和脚蹬12，脚踏轮2通过链条5(或由齿轮直接)带动脚踏传动轮5转动，此时脚踏离合装置34闭合带动曲轴24作圆周运动，杠杆25以固定轴30为支点在滑块29槽内往复滑动，杠杆25后端固定的转轴26在轴板27的槽内同时作圆周往复转动，轴板27与曲轴24的转动方向相反，轴板27带动后轮轴9上的变速机构8转动(减速或增速)，变速机构8驱动轮毂转动，使中置驱动助力自行车人力骑行前进；当马达驱动器6得电，其动力输出轴19转动时，马达离合装置33闭合且马达离合装置33的输出轴39带动曲轴24作圆周运动，实现杠杆驱动后轮毂转动的目的。其工作原理和使用方法以及优点与实施例1完全相同。

实施例5：以电动助力自行车为例，马达驱动器设置在中街头五通管上面并加以说明。

如图2所示：中置驱动助力自行车，马达驱动器6设置在中街头五通管31的上面，还可以设置在中街头五通管31的下面或前面，马达驱动器6既可以固定在大五通管22里面，也可以去除大五通管22直接与自行车本体车架固位连接。其工作原理和使用方法以及优点与实施例1完全相同。

在以上实施例中所述的中置驱动助力自行车既可以是折叠式助力自行车，也可以是不折叠的助力自行车或助力三轮车等助力器具，还可以在其车辆上设置人力或马达驱动的倒车装置，特别是在变速机构8上设置倒车装置以满足使用需要，甚至采用双人骑行助力***或多级自动变速的马达驱动器；并且在需要大功率传动时，可以在中接头五通管的里面或附近至少设置1个马达驱动器且同时或分别驱动助力自行车前进，并且马达驱动器可以改成发电机使用，实现人工脚踏助力发电功能；还可以在脚踏轮或脚踏中轴附近设置摩擦发电装置，人力脚踏发电，为中置驱动助力自行车提供照明等辅助用电。

本发明不局限于上述具体实施方式，只要是在马达驱动器6的动力输出轴19上同时设置脚踏(或手动)传动轮5和马达驱动的传动轮4且通过单向离合装置或双向离合装置带动转动，无论脚踏轮2与脚踏传动轮5或传动轮4与后轮轴9上的变速机构8是直接连接传动，还是通过若干个中间传动轮传动甚至把脚踏离合装置34设置在脚踏轮2上，以及在助力自行车上设置脚踏惯性助力、人体重力和机械弹力助力装置或在马达驱动器6上设置磁性助力装置的中置驱动助力自行车均视为属于本发明的保护范围。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改形。

Claims (10)

1.一种中置驱动助力自行车，它包括自行车本体、马达驱动器、蓄电器和电路控制器，在自行车本体中接头五通管(31)上固定连接有立管(13)、下管(14)、后平叉(15)，脚踏中轴(1)由轴承支撑且套装固位在中接头五通管(31)中，脚踏轮(2)与脚踏中轴(1)的一端固定连接，在脚踏轮(2)上设置固位脚踏助力传感器(23)或在脚踏中轴(1)上设置固位速度传感器(32)，在脚踏轮(2)的外侧设置保护罩(3)且由螺丝(21)固位，在脚踏中轴(1)的两端固定有脚踏曲柄(11)和脚蹬(12)，在自行车本体的后轮轴(9)上设置变速机构(8)及刹车装置，马达驱动器(6)的左、右端盖由螺丝(20)固定在其外壳上，蓄电器(18)和电路控制器设置在自行车本体表面上或立管(13)、下管(14)、上管(16)的里面或衣架(17)上，其特征在于：还包括设置固位在中接头五通管(31)与后平叉(15)之间的大五通管(22)和固位在大五通管(22)内的马达驱动器(6)，马达驱动器(6)的外壳或左、右端盖的圆周外表面与大五通管(22)的内孔圆周面上至少设置1个适配对应的定位键齿槽(54)且由螺丝(55)固位，在马达驱动器(6)的动力输出轴(19)上固位连接有马达离合装置(33)和脚踏离合装置(34)，在马达离合装置(33)的输出轴(39)上固位连接传动轮(4)，输出轴(39)通过轴承(48)支撑在马达驱动器(6)的动力输出轴(19)上且由卡簧(49)固位，在脚踏离合装置(34)上固位连接脚踏传动轮(5)且由螺丝(40)固定，马达驱动器(6)通过马达离合装置(33)的输出轴(39)带动传动轮(4)转动，传动轮(4)通过链条(7)带动后轮轴(9)上的变速机构(8)驱动中置驱动助力自行车行驶；人力通过脚蹬(12)、脚踏曲柄(11)和脚踏中轴(1)带动脚踏轮(2)转动，脚踏轮(2)由链条(10)带动脚踏传动轮(5)转动，脚踏传动轮(5)通过脚踏离合装置(34)带动传动轮(4)转动，传动轮(4)通过链条(7)带动后轮轴(9)上的变速机构(8)驱动中置驱动助力自行车行驶，马达离合装置(33)和脚踏离合装置(34)根据不同运行状况闭合或分离，可以将马达驱动和人力合成或分别单独驱动中置驱动助力自行车行驶。

2.根据权利要求1所述的中置驱动助力自行车，其特征在于：所述马达驱动器(6)是电动马达驱动器、燃油马达驱动器或气动马达驱动器，所述马达驱动器(6)是带有变速机的马达或无变速机的马达；所述变速机或变速机构(8)是1-10级的直齿轮传动、行星齿轮传动、谐波齿轮传动或摆线针齿轮传动，且各级传动形式可以同时采用相同的传动形式或不同的组合传动形式；所述马达驱动器(6)中的马达与变速机内腔呈密封状态，在变速机外壳圆周或右端盖上分别设置注油螺丝孔(52)和放油螺丝孔(53)，且分别由螺丝和垫片锁紧密封。

3.根据权利要求1或2所述的中置驱动助力自行车，其特征在于：所述马达驱动器(6)是电动无刷马达驱动器或有刷马达驱动器且其变速机的动力输出件(19′)与动力输出轴(19)作成一体或分体固定连接成一体，动力输出轴(19)的一端由轴承(36)支撑在转子齿轴(35)的输出端上，动力输出轴(19)另一端由轴承(37)支撑在马达驱动器(6)的右端盖上，在马达驱动器(6)的右端盖与轴承(37)之间设置密封件(38)。

4.根据权利要求1或2所述的中置驱动助力自行车，其特征在于：所述马达驱动器(6)设置固定在大五通管(22)内或马达驱动器(6)的外壳用大五通管(22)代替使用，所述马达驱动器(6)设置固位在中接头五通管(31)与后平叉(15)之间或设置固位在中接头五通管(31)的上面或下面，所述马达驱动器(6)或直接与自行车本体固定连接使用。

5.根据权利要求1所述的中置驱动助力自行车，其特征在于：所述马达驱动器(6)的转子齿轴(35)是实芯半轴或作成空芯轴且与马达驱动器(6)的定子、转子、变速机分别由轴承支撑固位在脚踏通轴(51)上；所述脚踏通轴(51)与马达离合装置(33)的输出轴(39)由轴承(43)、轴承(45)支撑套装固位连接，所述脚踏通轴(51)与动力输出轴(19)或马达离合装置(33)的输出轴(39)不同芯连接由齿轮或链条、皮带传动连接。

6.根据权利要求1所述的中置驱动助力自行车，其特征在于：所述马达离合装置(33)和脚踏离合装置(34)是一体式的或作成分体组合式且同时采用相同形式的离合装置或不同形式的离合装置，所述马达离合装置(33)和脚踏离合装置(34)是同时设置固位在动力输出轴(19)上或同时设置固位在马达驱动器(6)里面的变速机上，所述马达离合装置(33)单独设置固位在马达驱动器(6)里面的变速机上且脚踏离合装置(34)与脚踏传动轮(5)作成一体使用；所述马达离合装置(33)和脚踏离合装置(34)用棘轮机构代替使用。

7.根据权利要求1所述的中置驱动助力自行车，其特征在于：所述脚踏轮(2)、传动轮(4)与脚踏传动轮(5)是链轮、皮带轮或齿轮传动且其轮径大小与后轮轴(9)上的变速机构(8)适配使用，所述脚踏轮(2)、传动轮(4)或脚踏传动轮(5)是齿轮时采用传动齿轮或轴杆与后轮轴(9)上的变速机构(8)配合使用；所述传动轮(4)与后轮轴(9)上的变速机构(8)还可以采用杠杆机构传动。

8.根据权利要求1或2所述的中置驱动助力自行车，其特征在于：所述马达驱动器(6)的左、右端盖由螺丝(20)固定在其外壳上或马达驱动器(6)的左、右端盖与外壳用本体螺纹固定连接；所述马达驱动器(6)的左端盖与外壳或马达驱动器(6)的右端盖与外壳作成一体使用。

9.根据权利要求1所述的中置驱动助力自行车，其特征在于：所述脚踏助力传感器(23)固位在脚踏轮(2)、脚踏传动轮(5)上或后轮轴(9)、中接头五通管(31)内，所述速度传感器(32)固位在脚踏中轴(1)上、后轮轴(9)上或设置在马达驱动器(6)外壳的里面或前轮轴上；所述脚踏助力传感器(23)或速度传感器(32)是电磁传感器、转矩传感器或光电传感器。

10.根据权利要求1所述的中置驱动助力自行车，其特征在于：所述电路控制器设置在马达驱动器(6)外壳的里面或外面成一体，在其控制导线穿出孔内设置密封装置。

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