CN111319711A - 中置驱动机构和助力自行车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中置驱动机构,用于助力自行车,包括中轴、牙盘和电机;中轴插装在助力自行车中车架的轴孔处;中轴上套装并固定有辅助齿轮;牙盘包括位于中心位置的安装部和固定于安装部外周的齿部;安装部沿轴向凸出并形成容纳腔,齿部位于安装部沿轴向靠近车架的一端;安装部套装在中轴上,并与辅助齿轮固定连接;辅助齿轮位于上述容纳腔内;电机装配在车架上,且电机通过减速组件驱动辅助齿轮转动。该中置驱动机构中,牙盘中齿部达到越过辅助齿轮贴近车架的效果,有效缩短齿部与车架的距离,防止链条与车架之间的距离过远。本发明还公开一种助力自行车,其应用上述中置驱动机构,避免链条与车架距离过远。
Description
技术领域
本发明涉及自行车技术领域,更具体地说,涉及一种中置驱动机构,还涉及一种助力自行车。
背景技术
助力自行车是一种以电池作为辅助动力来源,安装有电机,并具备动力辅助***,能实现人力骑行和电机助动一体化。
在助力自行车领域中,电机安装在车架中间位置并形成中置驱动机构。中置驱动机构包括安装在车架的电机和中轴,中轴插装在轴套内,轴套收容在车架的轴孔中并通过紧固金属件固定;中轴上套装有同轴设置的辅助齿轮和牙盘,辅助齿轮与减速机构配合,牙盘用于装配链条;其中,辅助齿轮占用中轴的轴向空间,导致牙盘远离车架,造成与牙盘配合的链条所在平面与车架的距离过大。
综上所述,如何缩小助力自行车中牙盘与车架之间距离,防止链条与车架过远,是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种中置驱动机构,用于助力自行车,其牙盘包括安装部和齿部,安装部用于容纳辅助齿轮,齿部跨过辅助齿轮而贴近车架,齿部和车架之间距离缩短,有效缩小链条与车架之间的距离。本发明还提供一种助力自行车,其应用上述中置驱动机构,避免链条与车架距离过远。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种中置驱动机构,用于助力自行车,包括:
中轴,所述中轴插装在所述助力自行车中车架的轴孔处;所述中轴上套装并固定有辅助齿轮;
牙盘,所述牙盘包括位于中心位置的安装部和固定于所述安装部外周的齿部;所述安装部沿轴向凸出并形成容纳腔,所述齿部位于所述安装部沿轴向靠近所述车架的一端;所述辅助齿轮位于所述容纳腔内;所述安装部套装在所述中轴上,并与所述辅助齿轮固定连接;
电机,所述电机装配在所述助力自行车的车架上,且所述电机通过减速组件驱动所述辅助齿轮转动。
优选的,上述中置驱动机构中,所述减速机构为三级平行齿轮减速机构,包括:
安装于同一根轴的第一齿轮和第二齿轮,所述第一齿轮和所述第二齿轮能够绕自身轴线转动地设置在所述车架上;
双联齿轮,所述双联齿轮能够绕自身轴线转动地设置在所述车架上;
其中,所述电机的枢轴的轴线、所述第一齿轮的轴线、所述双联齿轮的轴线和所述中轴的轴线相互平行;所述枢轴上安装的输出齿轮与所述第一齿轮啮合构成一级减速齿轮副;所述第二齿轮与所述双联齿轮一端的齿轮啮合构成二级减速齿轮副;所述双联齿轮另一端的齿轮与所述辅助齿轮啮合构成三级减速齿轮副。
优选的,上述中置驱动机构中,所述双联齿轮另一端的齿轮位于所述容纳腔内。
优选的,上述中置驱动机构中,还包括外壳,所述电机、所述第一齿轮、所述第二齿轮、所述双联齿轮分别通过所述外壳装配于所述车架。
优选的,上述中置驱动机构中,还包括用于检测所述中轴的扭力,并向控制器发送扭力感应信号的扭力传感组件,所述控制器根据所述扭力感应信号控制所述电机。
优选的,上述中置驱动机构中,所述扭力传感组件包括:
弹性体,所述弹性体套装在所述中轴上,并通过键与所述中轴连接;所述弹性体与所述车架固定连接;
感应片,所述感应片贴在所述弹性体上并向所述控制器发送所述扭力感应信号。
优选的,上述中置驱动机构中,所述弹性体与所述助力自行车的单向离合器连轴支座为一体式结构,所述单向离合器连轴支座与所述车架固定。
优选的,上述中置驱动机构中,所述齿部包括多个齿盘,各所述齿盘沿所述安装部的轴向间隔设置。
优选的,上述中置驱动机构中,还包括轴套,所述轴套***述中轴;所述轴套穿过所述轴孔,并通过金属紧固件固定。
一种助力自行车,包括中置驱动机构,所述中置驱动机构为上述技术方案中任意一项所述的中置驱动机构。
本发明提供一种中置驱动机构,用于助力自行车,包括中轴、牙盘和电机;中轴插装在助力自行车中车架的轴孔处;中轴上套装并固定有辅助齿轮;牙盘包括位于中心位置的安装部和固定于安装部外周的齿部;安装部沿轴向凸出并形成容纳腔,齿部位于安装部沿轴向靠近车架的一端;安装部套装在中轴上,并与辅助齿轮固定连接;辅助齿轮位于上述容纳腔内;电机装配在车架上,且电机通过减速组件驱动辅助齿轮转动。
本发明提供的中置驱动机构中,牙盘包括安装部和齿部,其中,安装部的容纳腔沿轴向凸出并容纳辅助齿轮,使齿部越过辅助齿轮贴近车架,既不影响助力自行车中电机作用的整个传动结构的安装,又有效缩短齿部与车架的距离,防止链条与车架之间的距离过远。
本发明还提供一种助力自行车,其应用上述中置驱动机构,避免链条与车架距离过远。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的中置驱动结构的结构示意图;
其中,图1中:
枢轴101;双联齿轮102;辅助齿轮103;弹性体104;右曲柄105;牙盘 106;齿部161;安装部162;轴套107;中州108;锁紧螺母109;垫片110;左曲柄111;电机112。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种中置驱动机构,用于助力自行车,其牙盘包括安装部和齿部,安装部用于容纳辅助齿轮,齿部跨过辅助齿轮而贴近车架,齿部和车架之间距离缩短,有效缩小链条与车架之间的距离。本发明实施例还公开一种助力自行车,其应用上述中置驱动机构,避免链条与车架距离过远。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本发明实施例提供一种中置驱动机构,用于助力自行车,包括中轴108、牙盘106和电机112;中轴108插装在助力自行车中车架的轴孔处;中轴108上套装并固定有辅助齿轮103;牙盘106包括牙盘包括位于中心位置的安装部162和固定于安装部162外周的齿部161;安装部162沿轴向凸出并形成容纳腔,齿部161位于安装部162沿轴向靠近车架的一端;安装部162套装在中轴108上,并与辅助齿轮103固定连接;辅助齿轮103位于上述容纳腔内;电机 112装配在车架上,且电机112通过减速组件驱动辅助齿轮103转动。
本发明实施例提供的中置驱动机构中,牙盘106包括安装部162和齿部 161,其中,安装部162的容纳腔沿轴向凸出并容纳辅助齿轮103,使齿部161 越过辅助齿轮103贴近车架,既不影响助力自行车中电机112作用的整个传动结构的安装,又有效缩短齿部161与车架的距离,防止链条与车架之间的距离过远。
具体的,安装部162包括环形侧壁和封在环形侧壁一端的底板,容纳腔由环形侧壁和底板围成,底板的中部设有与中轴108配合的套装孔,且底板通过固定件与辅助齿轮103固定连接,或者底板与辅助齿轮103为一体式结构。
本发明实施例提供的中置驱动机构中,减速机构为三级平行齿轮减速机构,包括:
安装与同一根轴的第一齿轮和第二齿轮,第一齿轮和第二齿轮能够绕自身轴线转动地设置在车架上,且第一和第二齿轮同时以相同的角速度转动;
双联齿轮102,双联齿轮102能够绕自身轴线转动地设置在车架上;
其中,电机112的枢轴101的轴线、第一齿轮的轴线、双联齿轮102的轴线和中轴108的轴线相互平行;枢轴101上安装的输出齿轮与第一齿轮啮合构成一级减速齿轮副;第二齿轮与双联齿轮102一端的齿轮啮合构成二级减速齿轮副;双联齿轮102另一端的齿轮与辅助齿轮103啮合构成三级减速齿轮副。
上述双联齿轮102另一端的齿轮位于容纳腔内,即三级减速齿轮副位于容置腔内。本发明实施例提供的减速机构为三级平行齿轮减速,相比两级行星齿轮减速,其减速比可以做大,增大输出扭矩,且最后一级减速齿轮副中双联齿轮102的直径相对较小,占据的空间较小,便于布置在容置腔内。
为了方便装配,上述实施例提供的中置驱动机构还包括外壳,相应的,电机112、第一齿轮、第二齿轮、双联齿轮102分别通过外壳装配于车架。本实施方案中,外壳能够对电机112与中轴108之间的传动机构起保护作用,确保传动机构顺畅传动。
上述实施例提供的中置机构中,还包括用于检测中轴108的扭力,并向控制器发送扭力感应信号的扭力传感组件,控制器根据扭力感应信号控制电机 112。控制器安装在电机或车架上,本实施例不做限定。
本实施方案中增设了扭力传感组件,实现根据踩踏力调整电机112输出功率,从而调整驱动助力。
具体的,上述扭力传感组件包括:
弹性体104,弹性体104套装在中轴108上,并通过键与中轴108连接;弹性体104与车架固定连接;
感应片,感应片贴在弹性体104上并向控制器发送扭力感应信号。
应用时,中轴108转动,弹性体104产生能够反馈中轴108上的扭力的形变,感应片感应到上述形变并将感应信号传输给控制器,控制器根据扭力感应信号调整电机112输出。
当然,扭力传感组件还可设置为其它形式的传感组件,本实施例不做限定,仅需确保能够检测中轴108上的扭力即可。
如上中置驱动机构中,牙盘106中齿部161与安装部162为一体式结构。齿部161距离车架的距离更近,齿部161可设置为包括多个齿盘,并且各齿盘沿安装部162轴向间隔设置,显然本实施例中在保证体积小巧的前提下实现多齿盘,提高变速档位的数量。
具体的,牙盘106中齿部161的齿盘设置为2个,相比于现有技术中的中置驱动机构仅能设置单牙盘,使得助力自行车前后变速调节挡位多一倍,更方便用户使用。当然,齿部161亦可设置包括1个齿盘、3个齿盘等,本实施例不做限定。
上述实施例提供的中置驱动机构中,还包括轴套,轴套107收容中轴108,轴套107穿过车架的轴孔,并通过金属紧固件固定。具体的轴套的端部设有螺纹,金属紧固件为与上述螺纹配合的锁紧螺母109。
装配时将轴套107穿过车架的轴孔,然后将锁紧螺母109旋紧在轴套107上,以将轴套107固定在车架的轴孔处,然后再装上左曲柄111,牙盘106和右曲柄 105即可,安装结构简单,步骤简洁。
优选的,上述中置驱动机构中,还包括垫在锁紧螺母109与车架的轴孔壁之间的垫片110。
进一步的,扭力传感组件中弹性体104与助力自行车的单向离合器连轴支座为一体式结构,单向离合器连轴支座与车架固定。
本领域技术人员可以理解的是,由于车架中轴孔的孔径较小,扭力感应组件需要在有限的径向空间内安装,由于轴套107的尺寸限制,本实施例将单向离合器连轴支座和弹性体104集成一体设置,实现在有限径向空间内扭力感应功能,并且使弹性体104的周向外圈实现离合器连轴支座的功能,两相结合,节约空间。
本实施例提供中置驱动机构使链条中心面与车架的中心面(该中心面竖直并与车架的前后方向平行)之间的距离是49mm,双联齿轮102的轴线与中轴108轴线的距离满足40.74mm,竖向结构紧凑,且第三级减速齿轮副中两齿轮的直径之和为93mm-95mm,有效减小容纳腔的径向尺寸,确保牙盘106的直径尺寸满足标准规定。该中置驱动机构的通用性强,能够适用于处公路自行车外的任何自行车车架。
本发明实施例还提供一种助力自行车,包括中置驱动机构,其中,中置驱动机构为上述实施例提供的中置驱动机构,避免链条与车架距离过远。当然,本实施例提供的助力自行车还具有上述实施例提供的有关中置驱动机构的其它效果,在此不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种中置驱动机构,用于助力自行车,其特征在于,包括:
中轴,所述中轴插装在所述助力自行车中车架的轴孔处;所述中轴上套装并固定有辅助齿轮;
牙盘,所述牙盘包括位于中心位置的安装部和固定于所述安装部外周的齿部;所述安装部沿轴向凸出并形成容纳腔,所述齿部位于所述安装部沿轴向靠近所述车架的一端;所述辅助齿轮位于所述容纳腔内;所述安装部套装在所述中轴上,并与所述辅助齿轮固定连接;
电机,所述电机装配在所述助力自行车的车架上,且所述电机通过减速组件驱动所述辅助齿轮转动。
2.根据权利要求1所述的中置驱动机构,其特征在于,所述减速机构为三级平行齿轮减速机构,包括:
安装于同一根轴的第一齿轮和第二齿轮,所述第一齿轮和所述第二齿轮能够绕自身轴线转动地设置在所述车架上;
双联齿轮,所述双联齿轮能够绕自身轴线转动地设置在所述车架上;
其中,所述电机的枢轴的轴线、所述第一齿轮的轴线、所述双联齿轮的轴线和所述中轴的轴线相互平行;所述枢轴上安装的输出齿轮与所述第一齿轮啮合构成一级减速齿轮副;所述第二齿轮与所述双联齿轮一端的齿轮啮合构成二级减速齿轮副;所述双联齿轮另一端的齿轮与所述辅助齿轮啮合构成三级减速齿轮副。
3.根据权利要求2所述的中置驱动机构,其特征在于,所述双联齿轮另一端的齿轮位于所述容纳腔内。
4.根据权利要求2所述的中置驱动机构,其特征在于,还包括外壳,所述电机、所述第一齿轮、所述第二齿轮、所述双联齿轮分别通过所述外壳装配于所述车架。
5.根据权利要求1所述的中置驱动机构,其特征在于,还包括用于检测所述中轴的扭力,并向控制器发送扭力感应信号的扭力传感组件,所述控制器根据所述扭力感应信号控制所述电机。
6.根据权利要求5所述的中置驱动机构,其特征在于,所述扭力传感组件包括:
弹性体,所述弹性体套装在所述中轴上,并通过键与所述中轴连接;所述弹性体与所述车架固定连接;
感应片,所述感应片贴在所述弹性体上并向所述控制器发送所述扭力感应信号。
7.根据权利要求6所述的中置驱动机构,其特征在于,所述弹性体与所述助力自行车的单向离合器连轴支座为一体式结构,所述单向离合器连轴支座与所述车架固定。
8.根据权利要求1所述的中置驱动机构,其特征在于,所述齿部包括多个齿盘,各所述齿盘沿所述安装部的轴向间隔设置。
9.根据权利要求1所述的中置驱动机构,其特征在于,还包括轴套,所述轴套***述中轴;所述轴套穿过所述轴孔,并通过金属紧固件固定。
10.一种助力自行车,包括中置驱动机构,其特征在于,所述中置驱动机构为权利要求1-9任意一项所述的中置驱动机构。
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Cited By (1)
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CN115675714A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-02-03 | 苏州万佳电器有限公司 | 一种力矩中置电机的安装结构及助力自行车 |
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2019
- 2019-12-27 CN CN201911380462.XA patent/CN111319711A/zh active Pending
Cited By (2)
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CN115675714A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-02-03 | 苏州万佳电器有限公司 | 一种力矩中置电机的安装结构及助力自行车 |
CN115675714B (zh) * | 2022-10-28 | 2023-09-19 | 苏州万佳电器有限公司 | 一种力矩中置电机的安装结构及助力自行车 |
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