CN107458530B - 电动助力自行车架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动助力自行车架，属于自行车技术领域。它解决了现有的电动自行车存在着人力驱动车辆所需作用力较大的问题。本电动助力自行车架包括车架和踏板轴；行星齿轮组件位于输出轴和电机之间；太阳轮与踏板轴固定连接，行星架与车架或踏板轴转动连接，外齿圈与输出轴固定连接；电机的定子与车架之间固定连接，转子与行星架固定连接。本电动助力自行车架的人力和电机驱动力输入太阳轮和行星架，动力由外齿圈输出。人力和电机驱动力共同输入时，人们踩踏踏板的作用力和电机的输出作用力方向相同，由此避免人力踩踏驱动自行车时所需作用力增大的问题，由此可提高骑行舒适性的优点。

Description

电动助力自行车架

技术领域

本发明属于自行车技术领域，涉及一种自行车架，特别是一种电动助力自行车架。

背景技术

自行车通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。

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系统的机电一体化的个人交通工具。

关于电动自行车的相关文献较多，如中国专利文献记载的一种电动自行车(公开号CN1237520A)，该电动自行车虽然能使电机驱动与人力驱动车辆前行的速度叠加；但存在着人力驱动车辆所需作用力较大，舒适性不足的问题。

发明内容

本发明提出了一种电动助力自行车架，本发明要解决的技术问题是如何提高另一种结构的电动自行车。

本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：

方案一：本电动助力自行车架，包括车架和穿设在车架上的踏板轴，踏板轴与车架之间均通过滚动件相连接；踏板轴上套设有行星齿轮组件、输出轴和电机，行星齿轮组件位于输出轴和电机之间；行星齿轮组件中太阳轮与踏板轴固定连接，行星齿轮组件中行星架与车架或踏板轴转动连接，外齿圈与输出轴固定连接；电机的定子与车架之间固定连接，转子与行星齿轮组件中行星架固定连接。

方案二：本电动助力自行车架，包括车架和穿设在车架上的踏板轴，踏板轴与车架之间均通过滚动件相连接；踏板轴上套设有行星齿轮组件和电机；电机的定子与车架之间固定连接，转子与车架或踏板轴转动连接；电机的转子与行星齿轮组件中太阳轮固定连接，行星齿轮组件中行星架与踏板轴固定连接，外齿圈上具有输出斜齿。

与现有技术相比，本电动助力自行车架的人力和电机驱动力输入行星齿轮组件中太阳轮和行星架，动力由外齿圈输出。人力和电机驱动力共同输入时，人们踩踏踏板的作用力和电机的输出作用力方向相同，由此避免人力踩踏驱动自行车时所需作用力增大的问题；本电动助力自行车架在人力和电机驱动力共同输入时，人力踩踏重量与传统的自行车重量几乎相同，甚至更轻，由此可提高骑行舒适性的优点。

本电动助力自行车架的电机与踏板轴同轴设置，因而具有结构紧凑且简单，以及传动效率高的优点。

附图说明

图1是实施例一中电动助力自行车架的立体结构示意图。

图2是实施例一中电动助力自行车架的左视结构示意图。

图3是图2中A-A的剖视结构示意图。

图4是实施例二中电动助力自行车架的剖视结构示意图。

图中，1、车架；1a、安装部；1a1、连接孔；1b、端盖；1b1、电机安装管；2、踏板轴；3、电机；3a、定子；3b、转子；3b1、支撑体；3b2、永磁体；3b3、轴部；4、输出轴；5、第一轴承；6、第一密封圈；7、太阳轮；8、外齿圈；8a、输出斜齿；9、行星轮；9a、轮轴；10、行星架；10a、管部；11、第二轴承；12、第三轴承；13、第四轴承；14、连接帽；15、第二密封圈；16、第三密封圈；17、第五轴承；18、第四密封圈；19、第六轴承；20、安装板；21、第七轴承；22、第八轴承。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1至图3所示，本电动助力自行车架包括车架1、踏板轴2、行星齿轮组件、输出轴4和电机3。

如图1所示，车架1呈三角形，车架1的底部具有呈圆管状的安装部1a，安装部1a的两端均通过螺栓固定连接有端盖1b。根据实际情况，车架1也可采用其他形状。

如图3所示，踏板轴2穿设在安装部1a内，且踏板轴2的一端从位于安装部1a一侧的端盖1b穿出，踏板轴2的另一端从位于安装部1a另一侧的端盖1b穿出。踏板轴2与位于安装部1a一侧的端盖1b之间通过第一轴承5相连接，踏板轴2与该端盖1b之间还设有第一密封圈6。

行星齿轮组件和电机3位于安装部1a内；输出轴4的一端部位于安装部1a内，另一端部从位于安装部1a另一侧的端盖1b穿出。电机3、行星齿轮组件和输出轴4均套设在踏板轴2上；行星齿轮组件位于电机3和输出轴4之间。

电机3为外转子3b电机3，进而提高电机3效率和输出扭矩。位于安装部1a一侧端盖1b的内侧面上具有电机安装管1b1，电机3的定子3a套设在电机安装管1b1上且电机3的定子3a与电机安装管1b1固定连接。

行星齿轮组件包括太阳轮7、外齿圈8、行星轮9和行星架10。太阳轮7与踏板轴2固定连接。行星架10具有管部10a和支撑板部，支撑板部位于电机3和太阳轮7之间。电机3的转子3b包括支撑体3b1和固定在支撑体3b1内侧的永磁体3b2，支撑体3b1和行星架10的支撑板部连为一体。行星轮9的轮轴9a与支撑板部固定连接。管部10a位于电机安装管1b1的内侧，管部10a和踏板轴2之间通过第二轴承11相连接；该结构既显著降低本电动助力自行车架底部的宽度，换言之本电动助力自行车架底部的宽度与传统自行车宽度基本相同，保证人们踩踏舒适性；又有效地保证了行星轮9、行星架10和电机3的转子3b转动稳定性，以及电机3的转子3b与行星架10之间具有传动效率高的优点。

输出轴4和踏板轴2之间通过第三轴承12相连接，输出轴4与位于安装部1a另一侧的端盖1b之间通过第四轴承13相连接；该结构既能保证踏板轴2转动灵活且满足自行车所需的承载要求；又使输出动力的位置与传统自行车链轮位置相同，即便于在输出轴4的外端部上安装链轮；本电动助力自行车架适合采用链条连接输出轴4与后轮。

输出轴4的内端固定连接有连接帽14，外齿圈8通过连接帽14与输出轴4固定连接；该结构既保证外齿圈8运动稳定且灵活，又保证外齿圈8与输出轴4之间传动效率。说明书附图给出连接帽14和输出轴4连为一体。

输出轴4和踏板轴2之间还设有第二密封圈15，踏板轴2与位于安装部1a另一侧的端盖1b之间还设有第三密封圈16。

本电动助力自行车架的动力输出方法包括单电机3输出方法、单人力输出方法和混合加成输出方法。

单电机3输出方法为脚放置在踏板上避免踏板轴2转动，电机3的转子3b转动，带动行星架10转动，进而带动外齿圈8转动，由此实现动力输出。

单人力输出方法为控制电机3锁止转子3b，即避免电机3的转子3b转动；或在车架1的安装部1a上安装机械锁止转子3b转动装置，操纵机械锁止转子3b转动装置实现固定转子3b。人力踩踏踏板实现踏板轴2转动、带动太阳轮7转动，进而带动外齿圈8转动，由此实现动力输出。

混合加成输出方法为人力踩踏踏板实现踏板轴2转动以及电机3的转子3b转动，带动行星架10转动，进而通过带动外齿圈8转动，由此实现动力输出。

实施例二

如4所示，本电动助力自行车架包括车架1、踏板轴2、行星齿轮组件和电机3。

车架1的底部具有呈圆管状的安装部1a，安装部1a的两端均通过螺栓固定连接有端盖1b。踏板轴2穿设在安装部1a内，且踏板轴2的一端从位于安装部1a一侧的端盖1b穿出，踏板轴2的另一端从位于安装部1a另一侧的端盖1b穿出。踏板轴2与端盖1b之间均通过第五轴承17相连接，踏板轴2与端盖1b之间还设有第四密封圈18。

行星齿轮组件和电机3位于安装部1a内。电机3和行星齿轮组件均套设在踏板轴2上。电机3为外转子3b电机3，进而提高电机3效率和输出扭矩。位于安装部1a一侧端盖1b的内侧面上具有电机安装管1b1，电机3的定子3a套设在电机安装管1b1上且电机3的定子3a与电机安装管1b1固定连接。

电机3的转子3b包括支撑体3b1和固定在支撑体3b1内侧的永磁体3b2，支撑体3b1具有位于电机安装管1b1的内侧的轴部3b3，轴部3b3和踏板轴2之间通过第六轴承19相连接。该结构既显著降低本电动助力自行车架底部的宽度，换言之本电动助力自行车架底部的宽度与传统自行车宽度基本相同，保证人们踩踏舒适性；又有效地保证了电机3的转子3b转动稳定性，以及电机3的转子3b与太阳轮7之间具有传动效率高的优点。

行星齿轮组件包括太阳轮7、外齿圈8、行星轮9和行星架10。太阳轮7与转子3b的支撑体3b1通过螺栓固定连接。电机3位于太阳轮7的一侧，行星架10位于太阳轮7的另一侧，行星架10与踏板轴2固定连接。行星轮9的轮轴9a与行星架10固定连接。

外齿圈8的两侧均设有安装板20，位于外齿圈8和电机3之间的安装板20与太阳轮7之间通过第七轴承21相连接，位于外齿圈8另一侧的安装板20与踏板轴2之间通过第八轴承22相连接。外齿圈8与安装板20固定连接，由此可知，外齿圈8具有转动稳定且承载力大的优点，完全满足作为输出齿轮的技术要求。外齿圈8的外部具有输出斜齿8a，安装部1a上开有与输出斜齿8a相对的连接孔1a1；本电动助力自行车架适合采用传动轴连接外齿圈8与后轮。

本电动助力自行车架的动力输出方法包括单电机3输出方法、单人力输出方法和混合加成输出方法。

单电机3输出方法为脚放置在踏板上避免踏板轴2转动，电机3的转子3b转动，带动太阳轮7转动，进而带动外齿圈8转动，由此实现动力输出。

单人力输出方法为控制电机3锁止转子3b，即避免电机3的转子3b转动；或在车架1的安装部1a上安装机械锁止转子3b转动装置，操纵机械锁止转子3b转动装置实现固定转子3b。人力踩踏踏板实现踏板轴2转动、带动行星架10转动，进而带动外齿圈8转动，由此实现动力输出。

混合加成输出方法为人力踩踏踏板实现踏板轴2转动以及电机3的转子3b转动，带动太阳轮7转动，进而通过带动外齿圈8转动，由此实现动力输出。

Claims (2)

1.一种电动助力自行车架，包括车架（1）和穿设在车架（1）上的踏板轴（2），车架（1）的底部具有呈圆管状的安装部（1a），安装部（1a）的两端均通过螺栓固定连接有端盖（1b），踏板轴（2）与端盖（1b）之间通过滚动件相连接；其特征在于，所述踏板轴（2）上套设有行星齿轮组件、输出轴（4）和电机（3），行星齿轮组件和电机（3）位于安装部（1a）内，输出轴（4）的一端位于安装部（1a）内，行星齿轮组件位于输出轴（4）和电机（3）之间；行星齿轮组件包括太阳轮（7）、外齿圈（8）、行星轮（9）和行星架（10）；太阳轮（7）与踏板轴（2）固定连接，行星架（10）具有管部（10a）和支撑板部，支撑板部位于电机（3）和太阳轮（7）之间，管部（10a）位于电机（3）的定子（3a）内侧，管部（10a）与踏板轴（2）之间通过第二轴承（11）转动连接，外齿圈（8）与输出轴（4）固定连接；电机（3）的定子（3a）与车架（1）之间固定连接，电机（3）的转子（3b）位于定子（3a）的外侧，转子（3b）包括支撑体（3b1）和固定在支撑体（3b1）内侧的永磁体（3b2），转子（3b）支撑体（3b1）与行星架（10）的支撑板部连为一体。

2.根据权利要求1所述的电动助力自行车架，其特征在于，所述输出轴（4）的内端固定连接有连接帽（14），外齿圈（8）通过连接帽（14）与输出轴（4）固定连接。