CN2277934Y - 辅助踏力的电动自行车传动装置 - Google Patents

Abstract

一种辅助踏力的电动自行车传动装置,其附设有辅助部,包括速度感应器、扭力感应器、扭力螺杆、扭力螺帽,其中扭力螺杆卡设于曲柄轴而能轴向移位,当踏力传动曲柄轴时,扭力螺杆轴向移位,使扭力感应器相应产生等比例位移量,速度感应器同时讯息传导至控制器,控制器依据此两讯号分析踏力值,及行车速度,机动变化输入电动机的电压值,使未达到已设定的行车速度极限前,踏力值与电动机供应动力值呈正比变化。

Description

辅助踏力的电动自行车传动装置

本实用新型涉及一种电力发动的自行车，特别涉及一种辅助踏力的电动自行车传动装置。

自行车的产品类型发展愈益多种，为使自行车除了轻便特点外，能有骑行快、省力的功能，故有电动自行车的问世。电动自行车的原理，大多是于自行车的下管处加装蓄电池箱与电动机，其中电动机的心轴上套设有齿轮，以和曲柄轴接出的齿轮配合齿带传动行进；或是在行李架一侧固接电动机，使其心轴接设的齿轮啮合于轮胎周面对应的齿面，用以传动车轮而骑乘。

尽管电动自行车产品类型多，但有如下共同缺点：

1.电动自行车电动机的输出功率无法随着脚踏力量而改变；当骑行者脚踏速度慢时，电动机输出功率与脚踏踏力输出状态相差不多，相对于踏力输出量少时，蓄电池仍供给电动机的一定电力而耗用电量，结果使蓄电池寿命快速缩短，更换蓄电池机率高，成本费用高，相对亦使能源出现使用不当、利用不充分、不经济。

2.当骑行者使自行车超速时，蓄电池仍照一致的输出功率供应电动机，无形中，骑行者往往超越行车速度极限，而处身于危险失控的边缘，欠缺安全控制的辅助设计。

3.电力消失之时便无法骑乘自行车，因此纵然加装多种电子精密零件而有多功能，仍会于电力消失之时而丧失骑乘功能。

本实用新型的主要目的是提供一种辅助踏力的电动自行车传动装置，借助它可使蓄电池供应电动机的电力得到最完全的利用，使辅助踏力恰当，节省耗电而延长蓄电池寿命。

本实用新型的另一目的是提供一种辅助踏力的电动自行车传动装置，它既可电力辅助驱动，又可单独以人力踩踏驱动，不用担心因电力消失而无法骑乘。

本实用新型的再一目的是提供一种辅助踏力的电动自行车传动装置，它可根据行车速度对照设定值，从而调节输入电动机的电压值，以有效、安全地控制行车速度。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种辅助踏力的电动自行车传动装置可安装在自行车的下管与后下叉位置之间，其中下管与后下叉间固设一筒状护罩，护罩一端锁接电动机，护罩另一开口端配合罩盖封设，电动机贴靠于下管下方，供应电动机电力的蓄电池箱固设于下管上面，其特点在于：

传动结构安置于护罩内部形成的容室内，传动结构包含减速机构、传动部、辅助部，其中：

减速机构是由一套固于电动机的心轴上的螺旋齿轮以及接连啮合的数种齿轮组成；

传动部是经由减速机构而被传动，传动部包含斜齿轮、单向轴承、曲柄轴、脚踏曲柄、大齿盘心轴，其中，

一中空轴状的大齿盘心轴内部供曲柄轴组穿、外部一端是组设链齿盘，大齿盘心轴内部与曲柄轴之间的两端并各穿套一滚针轴承，使斜齿轮内部安置单向转动的单向轴承，以套设于大齿盘心轴外周侧，形成大齿盘心轴与斜齿轮隔套有单向轴承，曲柄轴伸出护罩的两端套设脚踏曲柄，

辅助部包含扭力感应器、扭力螺杆、扭力螺帽、速度感应器，其中速度感应器的元件设置于链齿盘及护罩之间，扭力感应器设于护罩靠近传动部的一角落，其感应之心轴突出而垂直朝向传动部，曲柄轴中利用凹凸轴向配合以卡设扭力螺杆，扭力螺杆一端得与心轴垂直贴靠以能被感应，扭力螺杆外周侧设为螺纹面以螺合于扭力螺帽内部，扭力螺帽内部异于扭力螺帽的另段位置套设单向轴承以与大齿盘心轴相隔套，使大齿盘心轴套设有二个转动方向互异的单向轴承，

由此，当踩踏曲柄轴时便能使扭力螺杆轴向移位，使扭力感应器发生等比例移动，并根据速度感应器、扭力感应器的讯号分析踏力值，进而控制输入电动机的电压值，达到电动机辅助动力在未达到已设定的行车速度极限时，乃随着踏力值而呈正比供应的目的。

由上述技术方案可知，本实用新型具有明显的有益效果。本实用新型不但可具人力驱动自行车的效果，更能通过辅助部分析脚踏力，而决定马达电动辅助力值，因此便能有效地节省蓄电池电力，延长蓄电池使用寿命，避免耗用不合实际状况的电能损耗，使电能的利用与骑行速度需求达到密切、精确的配合，电能利用性更加完整。

同时，配合行车速度的有效安全控制，使行车速度容许于安全范围，不必担心因此意外失控，效果实际而颇具保障安全的灵活调节性。

通过以下结合附图对一实施例的说明可更具体理解本实用新型的目的、具体结构特征及其优点。

其中附图为：

图1是本实用新型一实施例安装在自行车上时的侧视图。

图2是本实用新型一实施例的电动机与传动装置的组合平面图。

图3是本实用新型一实施例的纵向局部剖视图。

图4是本实用新型一实施例的侧视图。

图5是本实用新型的感应扭力的简易流程示意图。

本实用新型是一种辅助踏力的电动自行车传动装置，请参看图1至3，在下管81与后下叉80交接位置之间设有传动结构。大体是在下管81与后下叉80间固设一筒状护罩12，护罩12一端锁接电动机10，以使电动机10本体贴靠下管81下方。护罩12开口端配合有罩盖13，在组装完毕后封装。供应电动机10电力的蓄电池箱101及相关的微电脑、控制器等元件则配合一外罩102而固设于下管81上。

传动装置请参看图3至4，护罩12内部相对形成一容室121以包含减速机构A、传动部B、辅助部C等。其中：

减速机构A是由电动机10的心轴套固一螺旋齿轮11，其邻侧啮合另一螺旋齿轮14于护罩12内部，该螺旋齿轮14中央键合穿设一螺旋齿轮轴141，利用螺旋齿轮轴141一端结合螺旋齿轮14，另端的齿面则预备于邻侧和一组螺旋齿轮15啮合。该螺旋齿轮15中央亦贯穿一斜齿轮轴16，使斜齿轮轴16的斜齿面与传动部B的斜齿轮20直交。上述各个螺旋齿轮轴均配合滚珠轴承而分别支承在容室121内的各对应轴承孔上。

至于传动部B的动力是经减速机构A而传至斜齿轮20。传动部B除斜齿轮20外还包含单向轴承21、曲柄轴40、脚踏曲柄53、大齿盘心轴30等。其中，中空轴状的大齿盘心轴30内部供曲柄轴40组穿、外部供链齿盘50组设，即大齿盘心轴30于容室121的二端与护罩12、罩盖13的壁厚中定位均各隔套一轴承33，大齿盘心轴30内部与曲柄轴40之间的两端并各穿套一滚针轴承31，以使斜齿轮20内部安置单向转动的单向轴承21，再套设于大齿盘心轴30外周侧，使大齿盘心轴30与斜齿轮20隔套有单向轴承21。而曲柄轴40伸出护罩12的两端则套固有脚踏曲柄53。

辅助部C包含扭力感应器60、扭力螺杆70、扭力螺帽75、弹簧72、速度感应器；其中速度感应器是包含磁簧开关63和磁铁62。磁铁62设于链齿盘50朝向护罩12方向，而磁簧开关63则固设于护罩12相对处以能感应链齿盘50的速度；而扭力感应器60设于护罩12靠近传动部B的一角落，其感应的心轴突出而垂直朝向传动部B，而在曲柄轴40中利用沟槽凹凸配合而轴向卡设扭力螺杆70。该扭力螺杆70是呈一圆座状，其内面有数道栓槽74以与曲柄轴40轴向滑动配合，其一端缘配合嵌固一片体71以与扭力感应器60中的心轴61垂直贴靠。扭力螺杆70外周侧设为螺纹面73以螺合于扭力螺帽75内部，该扭力螺帽75为中空圆座体，内部安插一片体71以限定扭力螺帽75移动的行程，内部另一段安置一单向轴承76以与大齿盘心轴30相隔套，故大齿盘心轴30套设有二个转动方向互异的单向轴承21、76，此外，扭力螺帽75外周侧套设有弹簧72，弹簧72二端各为扭力螺杆70、螺帽75的大径端缘所抵定，整体便如图3、4的配置。

因此就以下使用说明便能了解本实用新型的特点。

1.本实用新型由于配合单向轴承21、76，故能视骑行者需要而能以人力踩踏；即踩动脚踏板曲柄53，以经曲柄轴40传导至栓槽74，使扭力螺杆70转动，配合螺纹面73而沿着扭力螺帽75螺旋，配合栓槽74而使扭力螺杆70轴向直线移动，进而配合单向轴承76呈单向转动而驱动大齿盘心轴30转动，单向轴承21此时为空转方向，故使大齿盘50带着链条回转，使自行车前行。

2.欲使用电动辅助出力时，则启动电源开关，当踩动脚踏板曲柄53，其踩踏动力经曲柄轴40传导至栓槽74，使扭力螺杆70转动，配合螺纹面73而使扭力螺杆70沿轴向相对于扭力螺帽75螺移，并配合弹簧72吸收轴向推力，因此扭力感应器60的心轴61配合扭力螺杆70而等比例移动，此时请一并参照图5，当扭力感应器60感应此等比例移动时，便将之转换为讯号而传到控制器的单晶片电脑100，装设的速度感应器90配合磁簧开关63、磁铁62用以检知拾取转速值，控制器的单晶片电脑100便根据扭力感应器60、速度感应器90所传来的讯号而加以计算分析，再通过与电源120接通的驱动器110以波宽〔PWM〕调变方式，控制与电动机10连接的齿轮11啮合传动螺旋齿轮14、15、螺旋齿轮轴141、斜齿轮轴16等减速机构A，以将动力传导至斜齿轮20，斜齿轮20与大齿盘心轴30配合的单向轴承21此时不为空转方向〔其与单向轴承76转向相反，故单向轴承76为空转〕，故带动大齿盘心轴30，单晶片电脑并计算行车速度，配合脚踏力透过扭力螺杆70的位移以感应扭力感应器60，便造成三个结果：

(1).脚踏力值大-电动机辅助电动力量值大。

(2).脚踏力值小-电动机辅助电动力量值小。

(3).行车速度超过速度感应器所设的设定值，则电动机辅助电

动力量值渐小，以安全地限制行车速度。

Claims (10)

1.一种辅助踏力的电动自行车传动装置，可安装在自行车的下管与后下叉位置之间，其中下管与后下叉间固设一筒状护罩，护罩一端锁接电动机，护罩另一开口端配合罩盖封设，电动机贴靠于下管下方，供应电动机电力的蓄电池箱固设于下管上面，其特征在于：

传动结构安置于护罩内部形成的容室内，传动结构包含减速机构、传动部、辅助部，其中，

减速机构是由一套固于电动机的心轴上的螺旋齿轮以及接连啮合的数种齿轮组成；

传动部是经由减速机构而被传动，传动部包含斜齿轮、单向轴承、曲柄轴、脚踏曲柄、大齿盘心轴，其中，

一中空轴状的大齿盘心轴内部供曲柄轴组穿、外部一端是组设链齿盘，大齿盘心轴内部与曲柄轴之间的两端并各穿套一滚针轴承，使斜齿轮内部安置单向转动的单向轴承，以套设于大齿盘心轴外周侧，形成大齿盘心轴与斜齿轮隔套有单向轴承，曲柄轴伸出护罩的两端套设脚踏曲柄，

辅助部包含扭力感应器、扭力螺杆、扭力螺帽、速度感应器，其中速度感应器的元件设置于链齿盘及护罩之间，扭力感应器设于护罩靠近传动部的一角落，其感应之心轴突出而垂直朝向传动部，曲柄轴中利用凹凸轴向配合以卡设扭力螺杆，扭力螺杆一端得与心轴垂直贴靠以能被感应，扭力螺杆外周侧设为螺纹面以螺合于扭力螺帽内部，扭力螺帽内部异于扭力螺帽的另段位置套设单向轴承以与大齿盘心轴相隔套，使大齿盘心轴套设有二个转动方向互异的单向轴承。

2.根据权利要求1所述的辅助踏力的电动自行车传动装置，其特征在于：其中于踏板设有速度感应器及相关的单晶片电脑、驱动器，用以分析换算成行车速度，并控制输入电动机的电压值。

3.根据权利要求1所述的辅助踏力的电动自行车传动装置，其特征在于：其中减速机构是马达的螺旋齿轮邻侧啮合另一螺旋齿轮，该螺旋齿轮中央键合穿设一螺旋齿轮轴，使螺旋齿轮轴一端结合螺旋齿轮，另端的齿面则啮合于又一邻侧的螺旋齿轮，该螺旋齿轮中央贯穿一斜齿轮轴，使该斜齿轮轴的斜齿面与传动部的斜齿轮直交。

4.根据权利要求1所述的辅助踏力的电动自行车传动装置，其特征在于：其中传动部的结构中，大齿盘心轴于容室二端与护罩、罩盖壁厚中定位均各隔套一轴承。

5.根据权利要求1所述的辅助踏力的电动自行车传动装置，其特征在于：其中辅助部更包含数只弹簧，其是套设于扭力螺帽外周侧，使弹簧二端为扭力螺杆、螺帽的大径端面所抵定。

6.根据权利要求1所述的辅助踏力的电动自行车传动装置，其特征在于：其中曲柄轴利用沟槽凹凸配合而轴向卡设扭力螺杆，扭力螺杆内面有数道栓槽以与曲柄轴呈轴向滑动配合。

7.根据权利要求1所述的辅助踏力的电动自行车传动装置，其特征在于：其中扭力螺杆一端缘配合嵌固一片体以与心轴垂直靠。

8.根据权利要求1所述的辅助踏力的电动自行车传动装置，其特征在于：其中扭力螺帽为中空圆座体。

9.根据权利要求1所述的辅助踏力的电动自行车传动装置，其特征在于：其中扭力螺杆为中空圆座体。

10.根据权利要求8所述的辅助踏力的电动自行车传动装置，其特征在于：其中扭力螺帽内垂直设一片体以使扭力螺杆与单向轴承相隔。

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