CN103192938A - 安装在普通自行车上的且带倒刹功能的中置电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安装在普通自行车上的中置电机，它包括固定在车架五通管上的电机外壳，自行车中轴上固定连接有磁环，电机外壳外部固定设置有与磁环相对应的感应霍尔，电机外壳的内部设置有：与自行车外圈传动连接的电机轴，围在电机轴外的机芯组件，固定套设在电机轴外、位于机芯组件和电机轴之间、并与机芯组件之间存有间隙的内圈Ⅱ，可滚动地设置在机芯组件和内圈Ⅱ之间的滚珠Ⅱ，能够拨动滚珠Ⅱ位置的拨动架Ⅱ，与感应霍尔和机芯组件均电连接的控制器，以及与控制器电连接、其内设置有线圈、用于吸取拨动架Ⅱ以调整拨动架Ⅱ位置的吸盘。本发明的自行车中置电机具有自行车倒刹功能。

Description

安装在普通自行车上的且带倒刹功能的中置电机

技术领域

本发明涉及一种自行车的驱动装置，具体涉及一种安装在普通自行车上的中置电机。

背景技术

目前，普通自行车上安装的中置电机不具有倒刹功能，也就是说，当电机运行而带动自行车行进时，骑行者向后倒踩自行车踏板不能使电机断电。

发明内容

本发明目的是：针对上述问题，提供一种应用在普通自行车上的、且带有倒刹功能的中置电机。

本发明的技术方案是：一种安装在普通自行车上的且带倒刹功能的中置电机，包括：穿设在自行车的车架五通管中的中轴，固定套设在中轴外的内圈Ⅰ，围设在内圈Ⅰ外、并与内圈Ⅰ之间存有间隙的外圈，可滚动地设置在内圈Ⅰ和外圈之间的间隙中的滚珠Ⅰ，用于拨动滚珠Ⅰ在内圈Ⅰ和外圈之间的间隙中滚动、以调整滚珠Ⅰ位置的拨动架Ⅰ，与拨动架Ⅰ接触配合的阻尼件，以及固定在外圈上的牙盘；

所述内圈Ⅰ和外圈之间的间隙中形成有当所述滚珠Ⅰ滚入其内时、可将所述外圈与内圈Ⅰ卡合固定在一起的顺时针楔槽和逆时针楔槽，

所述车架五通管上固定连接有一电机外壳，所述中轴上固定连接有可随之转动的磁环，所述电机外壳外部固定设置有与所述磁环相对应的感应霍尔，

所述电机外壳的内部设置有：与所述外圈传动连接、以带动外圈旋转的电机轴，围在所述电机轴外、驱动电机轴旋转、且与该电机轴之间存有间隙的机芯组件，固定套设在所述电机轴外、位于机芯组件和电机轴之间、并与机芯组件之间存有间隙的内圈Ⅱ，可滚动地设置在机芯组件和内圈Ⅱ之间的间隙中的滚珠Ⅱ，能够拨动滚珠Ⅱ以调整滚珠Ⅱ位置的拨动架Ⅱ，与所述感应霍尔和机芯组件均电连接的控制器，以及与控制器电连接、其内设置有线圈、用于吸取拨动架Ⅱ以调整拨动架Ⅱ位置的吸盘；

所述内圈Ⅱ和机芯组件之间的间隙中形成有当所述滚珠Ⅱ滚入其内时、可将所述内圈Ⅱ与机芯组件卡合固定在一起的楔槽。

作为优选：

所述电机轴和拨动架Ⅱ之间设置有拨动架复位弹簧。

所述拨动架Ⅱ可轴向滑动地套设在电机轴外，所述吸盘套在电机轴外并与电机外壳相对固定。

所述电机轴通过减速机构与所述外圈传动连接。

本发明的优点是：安装有本发明中置电机的普通自行车能够实现实现向前电动、向后刹车的功能。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例的结构示意图（剖视图）；

图2为本发明实施例局部剖视图一；

图3为本发明实施例局部剖视图二；

其中：1-车架五通管，2-中轴，3-内圈Ⅰ，4-外圈，5-滚珠Ⅰ，6-拨动架Ⅰ，7-阻尼件，8-牙盘，9-磁环，10-感应霍尔，11-电机外壳，12-电机轴，13-机芯组件，14-内圈Ⅱ，15-滚珠Ⅱ，16-拨动架Ⅱ，17-控制器，18-吸盘，19-楔槽，20-拨动架复位弹簧，21-顺时针楔槽，22-逆时针楔槽，23-线圈。

具体实施方式

如图1所示，本实施例所提供的这种安装在普通自行车上的且带倒刹功能的中置电机包括：穿设在车架五通管1中的中轴2，固定套设在中轴2外的内圈Ⅰ3，围设在内圈Ⅰ3外、并与内圈Ⅰ之间存有间隙的外圈4（二者并未固定在一起），可滚动地设置在内圈Ⅰ3和外圈4之间的间隙中的滚珠Ⅰ5，能够拨动滚珠Ⅰ5在内圈Ⅰ3和外圈4之间的间隙中滚动、以调整滚珠Ⅰ5位置的拨动架Ⅰ6（拨动架Ⅰ可作旋转运动），与拨动架Ⅰ6接触配合的阻尼件7，以及固定在外圈4上的牙盘8。

如图2所示，所述内圈Ⅰ3和外圈4之间的间隙中形成有当所述滚珠Ⅰ5滚入其内时、可将所述外圈4与内圈Ⅰ3卡合固定在一起的顺时针楔槽21和逆时针楔槽22。

再参照图1所示，所述车架五通管1上固定连接有一电机外壳11，所述中轴2上固定连接有可随之转动的磁环9，所述电机外壳11外部固定设置有与所述磁环9相对应的感应霍尔10。

仍然参照图1所示，所述电机外壳11的内部设置有：通过减速机构与所述外圈4传动连接、以带动外圈4旋转的电机轴12，围在所述电机轴12外、驱动电机轴12旋转、且与该电机轴之间存有间隙的机芯组件13（二者并未完全固定在一起），固定套设在所述电机轴12外、位于机芯组件13和电机轴12之间、并与机芯组件13之间也存有间隙的内圈Ⅱ14，可滚动地设置在机芯组件13和内圈Ⅱ14之间的间隙中的滚珠Ⅱ15，能够拨动滚珠Ⅱ15以调整滚珠Ⅱ15位置的拨动架Ⅱ16，与所述感应霍尔10和机芯组件13均电连接的控制器17，以及与控制器17电连接、其内设置有线圈23、与所述拨动架Ⅱ16相对应的吸盘18。所述拨动架Ⅱ16可轴向滑动地套设在电机轴12外，所述吸盘18套在电机轴12外并与电机外壳11相对固定。而且，所述电机轴12和拨动架Ⅱ16之间设置有拨动架复位弹簧20。

如图3所示，所述内圈Ⅱ14和机芯组件13之间的间隙中形成有当所述滚珠Ⅱ15滚入其内时、可将所述内圈Ⅱ15与机芯组件13卡合固定在一起的楔槽19。

采用上述结构后，安装有本实施例中置电机的普通自行车可实现纯电动骑行、助力骑行、倒刹车三大功能，现结合图1、图2和图3，将其具体工作原理介绍如下：

当外圈4主动并向前沿顺时针方向转动时（自行车前进），拨动架Ⅰ6在阻尼件7的作用下不动，滚珠Ⅰ5也不动且不被楔紧，内圈Ⅰ3和外圈4处于分离状态，即内圈Ⅰ3不动。当内圈Ⅰ3主动并向前沿顺时针方向转动时，刚开始拨动架Ⅰ6由于阻尼件7的存在而不动（滚珠Ⅰ5也不动），很短时间后，由于内圈Ⅰ3的转动而使得滚珠Ⅰ5被拨向内圈Ⅰ3和外圈4间的顺时针楔槽21内，从而将外圈4和内圈Ⅰ3卡合固定在一起，内圈Ⅰ3就会带动外圈4一起向前作顺时针转动，这时拨动架Ⅰ6一起向前转动，拨动架Ⅰ6相对阻尼件7运动。当内圈Ⅰ3主动并向后沿逆时针方向转动时，一样的原理，滚珠Ⅰ5被楔紧在逆时针楔槽22内，内圈Ⅰ3就会带动外圈4一起作逆时针转动。

纯电动骑行：电机通电后电机轴12旋转，通过减速机构带动外圈4主动作顺时针转动，滚珠Ⅰ5不被楔紧，内圈Ⅰ3和外圈4处于相互分离状态，即内圈Ⅰ3不动。由于外圈4与牙盘8固定连接，通过链条带动后轮向前运行，即电动车向前运行。

助力骑行：脚踩曲柄使中轴2向前作顺时针转动，内圈Ⅰ3便也随中轴2一起顺时针转动，刚开始拨动架Ⅰ6由于阻尼件7的存在而不动，很短时间后，由于内圈Ⅰ3的转动而使得滚珠Ⅰ5被拨向顺时针楔槽21内，从而带动2外圈一起向前作顺时针转动，这时拨动架Ⅰ6一起向前作顺时针转动，拨动架Ⅰ6相对阻尼件7运动。同时，连接在中轴2上的磁环9随中轴2一起向前顺时针旋转，感应霍尔10不断给出向前的感应信号，控制器17得到感应信号后将其传输给电机使电机通电向前运行，完成助力骑行。

倒刹车：自行车向前运行（此时电机处于工作状态），这时脚踩曲柄向后运行一定角度（逆时针转动），中轴2与内圈Ⅰ3一起向后逆时针转动一定角度，磁环9向后旋转，感应霍尔10感应到磁环9向后旋转的信号并将其传输给控制器17，控制器17得到该信号后传输给机电并使电机立即断电。脚踩曲柄继续向后运行，拨动架Ⅰ6将滚珠Ⅰ5拨向另一边的逆时针楔槽22内，从而带动外圈4一起向后作逆时针转动，这时牙盘8与链条也一起向后逆时针转动，从而带动后轮上的倒刹器，倒刹功能实现。需要说明的是，电机在刚刚断电的一段时间内，机芯组件13和电机轴12由于惯性作用还会继续转动而使电机轴12输出转动扭力，从而大大增加倒刹器的工作负荷，其中，机芯组件13的质量较大而使得其惯性作用尤为明显，如果能够在倒刹时使电机轴12脱离机芯组件13，将会大大减小电机轴12的惯性输出力，更好地实现自行车的倒刹，而本实施例就能使该功能得以实现：当磁环9随中轴2向后作逆时针旋转时，控制器17得到向后的信号一方面使电机立即断电，另一方面给吸盘18中的线圈23通电，线圈23通电后吸盘18具有吸力从而吸取拨动架Ⅱ16使拨动架Ⅱ16相对电机轴12轴向移动（拨动架复位弹簧20受压变短），吸盘18吸住拨动架Ⅱ16后，拨动架Ⅱ16会带动滚珠Ⅱ15离开楔槽19，这样机芯组件13与内圈Ⅱ14实现分离，也就是将原动力（机芯组件13）与传输机构（电机轴12）分离。

通常情况下，线圈23处于断电状态，拨动架Ⅱ16在拨动架复位弹簧20作用下复位。电机通电后，机芯组件13旋转，滚珠Ⅱ15落入楔槽19内，从而使机芯组件13和电机轴12相互卡合固定，带动电机轴12旋转。

当然，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种安装在普通自行车上的且带倒刹功能的中置电机，其特征在于它包括：穿设在自行车的车架五通管（1）中的中轴（2），固定套设在中轴（2）外的内圈Ⅰ（3），围设在内圈Ⅰ（3）外、并与内圈Ⅰ之间存有间隙的外圈（4），可滚动地设置在内圈Ⅰ（3）和外圈（4）之间的间隙中的滚珠Ⅰ（5），用于拨动滚珠Ⅰ（5）在内圈Ⅰ（3）和外圈（4）之间的间隙中滚动、以调整滚珠Ⅰ（5）位置的拨动架Ⅰ（6），与拨动架Ⅰ（6）接触配合的阻尼件（7），以及固定在外圈（4）上的牙盘（8）；

所述内圈Ⅰ（3）和外圈（4）之间的间隙中形成有当所述滚珠Ⅰ（5）滚入其内时、可将所述外圈（4）与内圈Ⅰ（3）卡合固定在一起的顺时针楔槽（21）和逆时针楔槽（22），

所述车架五通管（1）上固定连接有一电机外壳（11），所述中轴（2）上固定连接有可随之转动的磁环（9），所述电机外壳（11）外部固定设置有与所述磁环（9）相对应的感应霍尔（10），

所述电机外壳（11）的内部设置有：与所述外圈（4）传动连接、以带动外圈（4）旋转的电机轴（12），围在所述电机轴（12）外、驱动电机轴（12）旋转、且与该电机轴之间存有间隙的机芯组件（13），固定套设在所述电机轴（12）外、位于机芯组件（13）和电机轴（12）之间、并与机芯组件（13）之间存有间隙的内圈Ⅱ（14），可滚动地设置在机芯组件（13）和内圈Ⅱ（14）之间的间隙中的滚珠Ⅱ（15），能够拨动滚珠Ⅱ（15）以调整滚珠Ⅱ（15）位置的拨动架Ⅱ（16），与所述感应霍尔（10）和机芯组件（13）均电连接的控制器（17），以及与控制器（17）电连接、其内设置有线圈（23）、用于吸取拨动架Ⅱ（16）以调整拨动架Ⅱ位置的吸盘（18）；

所述内圈Ⅱ（14）和机芯组件（13）之间的间隙中形成有当所述滚珠Ⅱ（15）滚入其内时、可将所述内圈Ⅱ（15）与机芯组件（13）卡合固定在一起的楔槽（19）。

2.根据权利要求1所述的安装在普通自行车上的且带倒刹功能的中置电机，其特征在于：所述电机轴（12）和拨动架Ⅱ（16）之间设置有拨动架复位弹簧（20）。

3.根据权利要求1或2所述的安装在普通自行车上的且带倒刹功能的中置电机，其特征在于：所述拨动架Ⅱ（16）可轴向滑动地套设在电机轴（12）外，所述吸盘（18）套在电机轴（12）外并与电机外壳（11）相对固定。

4.根据权利要求1或2所述的安装在普通自行车上的且带倒刹功能的中置电机，其特征在于：所述电机轴（12）通过减速机构与所述外圈（4）传动连接。

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