CN103192934A - 电动自行车用中置式驱动*** - Google Patents

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殷永煌
葛明吉
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor
    • B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

本发明公开一种电动自行车用中置式驱动***，驱动***由电机、传动换向机构及中轴构成，中轴转动设置于中轴壳内，其两端与脚踏板传动连接，中轴壳安装于电动自行车的五通管上，中轴上设置有扭矩传感器，扭矩传感器与控制器电连接，控制器与电机电连接，传动换向机构包括由内圈、中圈构成的第一离合器及由外圈、中圈构成的第二离合器，第一离合器及第二离合器的止动方向相反，内圈固定于中轴上，中圈上固定有主动链轮，主动链轮与电动自行车上后轮轴的从动链轮传动连接，外圈与电机传动连接。本发明传动效率高，安装简单，维护方便，其通过增设控制器、扭矩传感器调节电机输出，实现人力和电机驱动之间的动力切换，使得骑行省力、方便。

Description

电动自行车用中置式驱动***
技术领域
本发明涉及一种电动自行车用中置式驱动***。
背景技术
电动自行车是指以蓄电池作为辅助能源，在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表***的机电一体化的个人交通工具。现有的电动自行车的驱动***大多是将电机置于后轮的轴心位置，由电机直接驱动后轮转动，此种方式结构复杂，安装困难，维护不便，且其人力和电机驱动之间的动力切换不够智能，造成骑行费力的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种电动自行车用中置式驱动***，以解决现有电动自行车的驱动***存在结构复杂、安装困难、维护不便的问题，以及人力和电机驱动之间的动力切换不够智能，造成骑行费力的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种电动自行车用中置式驱动***，所述驱动***由电机、传动换向机构及中轴构成，所述中轴转动设置于中轴壳内，且其两端与脚踏板传动连接，所述中轴壳安装于电动自行车的五通管上，所述中轴上设置有扭矩传感器，所述扭矩传感器与控制器电连接，所述控制器与电机电连接，所述传动换向机构包括由内圈、中圈构成的第一离合器及由外圈、中圈构成的第二离合器，所述第一离合器及第二离合器的止动方向相反，所述内圈固定于中轴上，所述中圈上固定设置有主动链轮，所述主动链轮与电动自行车上后轮轴的从动链轮传动连接，所述外圈与电机传动连接。
进一步的，所述扭矩传感器包括固定设置在中轴上的固定套及滑动连接在中轴上的滑套，所述滑套上设置有磁环，且滑套的外侧设置有与控制器电连接的位移传感器，滑套与中轴之间设置有环形压簧，且滑套与固定套紧贴，所述固定套靠近滑套的一端设置有第一斜面，所述第一斜面与设置在滑套上的第二斜面相配合。
进一步的，所述控制器内置于电机内，与电机为一体结构。
进一步的，所述外圈的外侧设置有齿，所述电机的输出轴上固定连接有与外圈上的齿相啮合的齿轮。
进一步的，所述电机为无刷直流电机，提交小，重量轻且转矩大。
进一步的，所述驱动***整体呈Π型，结构稳定、可靠，便于安装、维护，其可以最大限度的利用传统自行车的结构配套部件和生产体系，降低了成本，且此种结构适合各种自行车DIY改装成助力电动车。
本发明的有益效果为，所述电动自行车用中置式驱动***传动效率高，且其安装简单，维护方便，此外，其通过增设控制器、扭矩传感器调节电机输出，从而实现人力和电机驱动之间的动力切换，使得骑行更为方便、省力，结构简单、易于实现。
附图说明
图1为本发明电动自行车用中置式驱动***的结构示意图。
图中:
1、中轴；2、环形压簧；3、中轴壳；4、位移传感器；5、滑套；6、固定套；7、中圈；8、内圈；9、外圈；10、主动链轮；11、控制器；12、电机；13、五通管；14、磁环。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
请参照图1所示，图1为本发明电动自行车用中置式驱动***的结构示意图；于本实施例中，一种电动自行车用中置式驱动***，所述驱动***整体呈Π型，其由电机12、传动换向机构及中轴1构成，所述电机12为无刷直流电机，且其吊装锁定在电动自行车三脚架的前斜梁下，所述中轴1转动设置于中轴壳3内，且其两端与脚踏板传动连接，所述中轴壳3安装于电动自行车的五通管上，所述中轴1上设置有扭矩传感器，所述扭矩传感器包括固定设置在中轴1上的固定套6及滑动连接在中轴1上的滑套5，所述滑套5上设置有磁环14，且滑套5的外侧设置有与控制器11电连接的位移传感器4，所述控制器11内置于电机12内，其与电机12为一体结构，且控制器11与电机12电连接，滑套5与中轴1之间设置有环形压簧2，且滑套5与固定套6紧贴，所述固定套6靠近滑套5的一端设置有第一斜面，所述第一斜面与设置在滑套5上的第二斜面相配合，所述传动换向机构包括由内圈8、中圈7构成的第一离合器及由外圈9、中圈7构成的第二离合器，所述第一离合器及第二离合器的止动方向相反，所述内圈8固定于中轴1上，所述中圈7上固定设置有主动链轮10，所述主动链轮10与电动自行车上后轮轴的从动链轮传动连接，所述外圈9的外侧设置有齿，所述电机12的输出轴上固定连接有与外圈9上的齿相啮合的齿轮。
当人力驱动时，使用者通过蹬脚踏板即可带动中轴1转动，使得中轴1上的内圈8转动，从而带动与内圈8相配合的中圈7转动，中圈7上固定设置有主动链轮10，中圈7转动带动主动链轮10转动，并通过链条传动，带动安装在后轮轴上的从动链轮转动，从而实现人力驱动电动自行车前行。
当电机12驱动时，电机12的输出轴上的齿轮带动外圈9转动，从而带动与外圈9相配合的中圈7转动，中圈7上固定设置有主动链轮10，中圈7转动带动主动链轮10转动，并通过链条传动，带动安装在后轮轴上的从动链轮转动，从而实现电机13驱动电动自行车前行。
当人力驱动和电机12驱动同步进行时，正常状态下，电机12平稳驱动，配合人力驱动，电动自行车正常前行，在上坡遇到阻力时，滑套5与固定套6之间的配合面相互挤压，挤压后滑套5产生轴向位移，利用滑套5上的磁环14，将位移量无接触的传送到位移传感器4后，位移传感器4将位置变化量转换成电信号传送给控制器11，从而实现力矩的传感，控制器11调节电机12的输出，增大输出功率，使得骑行更为方便。
本发明具有以下特点：首先，本发明结构简单、安装和维护方便，采用该Π型结构的中置式驱动***生产的电动自行车，整车完全符合国家的标准和法规要求，可以最大限度的利用传统自行车的结构配套部件和生产体系；其次，由于其采用传动换向机构，传输效率非常高，人力骑行非常省力，与自行车没有区别，且其通过增设扭矩传感器可以智能的调节电机的输出功率，电能的利用率也非常高，整车的续行里程有了极大的延长；此外，本发明的优势是可以利用成熟的自行车后变速***，在不增加电机功率和消耗电能的基础上，爬坡性能和复杂道路的适应性也有很大的提高。
以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种电动自行车用中置式驱动***，其特征在于：所述驱动***由电机、传动换向机构及中轴构成，所述中轴转动设置于中轴壳内，且其两端与脚踏板传动连接，所述中轴壳安装于电动自行车的五通管上，所述中轴上设置有扭矩传感器，所述扭矩传感器与控制器电连接，所述控制器与电机电连接，所述传动换向机构包括由内圈、中圈构成的第一离合器及由外圈、中圈构成的第二离合器，所述第一离合器及第二离合器的止动方向相反，所述内圈固定于中轴上，所述中圈上固定设置有主动链轮，所述主动链轮与电动自行车上后轮轴的从动链轮传动连接，所述外圈与电机传动连接。
2.根据权利要求1所述的电动自行车用中置式驱动***，其特征在于：所述扭矩传感器包括固定设置在中轴上的固定套及滑动连接在中轴上的滑套，所述滑套上设置有磁环，且滑套的外侧设置有与控制器电连接的位移传感器，滑套与中轴之间设置有环形压簧，且滑套与固定套紧贴，所述固定套靠近滑套的一端设置有第一斜面，所述第一斜面与设置在滑套上的第二斜面相配合。
3.根据权利要求1所述的电动自行车用中置式驱动***，其特征在于：所述控制器内置于电机内，与电机为一体结构。
4.根据权利要求1所述的电动自行车用中置式驱动***，其特征在于：所述外圈的外侧设置有齿，所述电机的输出轴上固定连接有与外圈上的齿相啮合的齿轮。
5.根据权利要求1或3或4所述的电动自行车用中置式驱动***，其特征在于：所述电机为无刷直流电机。
6.根据权利要求1所述的电动自行车用中置式驱动***，其特征在于：所述驱动***整体为Π型结构。
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