CN107914817A - 具有扭力感知的电动自行车驱动总成 - Google Patents

Abstract

一种具有扭力感知的电动自行车驱动总成，尤指结合于一自行车的车架，该自行车设有一齿盘，该电动自行车驱动总成包括：一扭力检测机构，其设有一感应部及一扭力检测组件；一离合机构，包括一第一轴承及一单向环体；一套合件，与该离合机构的单向环体相结合；主要由踏板轴杆带动扭力检测机构转动，当扭力检测机构检测到转动扭力时，可产生信号至控制器模块并启动电机总成，由电机总成再分别带动套合件、离合机构转动，并由离合机构带动自行车的齿盘转动，达到自行车可依据骑乘者脚踩所产生扭力大小以启动控制器模块再驱动电机总成，借由电机总成的驱动作为辅助自行车的输入动力，以能完美配合使用者在环境需求时，作为动力辅助的优势。

Description

具有扭力感知的电动自行车驱动总成

技术领域

本发明涉及一种驱动总成，特别是指一种能完美配合自行车在各种环境骑乘需求的具有扭力感知的电动自行车驱动总成。

背景技术

随着人们越来越提倡提高生活质量与加强健康，再加上生活形态的改变，人们越来越注重休闲生活质量；因此，越来越多人选择以较不耗费能源的自行车，作为代步性的交通工具或作为休闲、运动主要器具；就自行车而言，由于可同时兼具强健体魄与环保的功效，因此骑乘自行车严然已成了现代人运动、休闲、亲子共乐的新风气与时尚运动。

然而，骑乘自行车虽可强健体魄，但对于年纪较大的长辈或是年纪较小的幼童，若长时间的骑乘自行车或是遇到上坡…等各种不同环境与地形，都会造成体力负荷过大。因此，有业者研发出一种具有有动力辅助的自行车；现有电动自行车主要是于自行车车架上，另外加装设有一电动马达，并将电动马达的动力，借由传动机构带动自行车轮子转动，也等于说：就是以最简单传动方式，通过电动马达驱动自行车，藉以减少使用者骑乘自行车所需耗费的体力。

但是，现有电动自行车只能以被动方式控制电动马达的启动，即现有电动自行车主要是将控制电动马达启动的控制器设置于自行车把手位置，导致现有电动自行车的电动马达，只能完全借由使用者操作控制器才能启动；如此一来，当使用者不知如何操作控制器时，电动马达是则无法启动的；又或是，当使用者在骑乘现有电动自行车时，除了须注意前方路况外，还必须专注于控制器的操作，极易造成使用者骑乘电动自行车的注意力分散而造成危险。

并且，如中国台湾专利的公告第I142603号发明案公开一种离合式自行车电力驱动装置及其离合式驱动器及公告第TW20135038号发明说明书公开一种载具传动系统，其主要是将传动组件依序作排列组装结合；如此一来，使得其结构体无法简化而缩小，必然导致自行车左、右两脚踏板之间的跨距宽度过大，而无法得到较佳的跨距实用化；此外，也造成因传动组件零组件过于繁多，进而相对增加零件成本及组装工时。

发明内容

为了解决上述现有技术的问题与缺点，本发明提供一种具有扭力感知的电动自行车驱动总成，尤指结合于一自行车的车架，该自行车设有一齿盘，该电动自行车驱动总成包括：一扭力检测机构、一离合机构、一套合件、一踏板轴杆及一电机总成；该电机总成结合有一座体，该座体与该车架相结合，且该电机总成内部设有一控制器模块，所述扭力检测机构设有一感应部及设有一扭力检测组件，该扭力检测组件电性连接该感应部及该控制器模块，该扭力检测组件用以检测该感应部的变化值并产生信号，并将信号传送至该控制器模块，由该控制器模块启动并控制该电机总成；并且，该扭力检测机构、该离合机构、该套合件依序相结合再由该踏板轴杆分别穿设，并设置于该座体内部；由该踏板轴杆带动该扭力检测机构转动，由该扭力检测机构带动该离合机构转动，再由该离合机构带动该自行车的转盘转动；并且，由该电机总成带动该套合件转动，由该套合件再带动该离合机构及该自行车的转盘转动。

该电动自行车驱动总成包括：

一扭力检测机构，其设有一感应部及一扭力检测组件，该扭力检测组件电性连接该感应部，该扭力检测组件用以检测该感应部的扭力变化值并产生信号；

一离合机构，用以与该齿盘及该扭力检测机构相结合，该离合机构包括一第一轴承及一单向环体，该第一轴承设于该离合机构内部并与该扭力检测机构相结合，使该扭力检测机构通过该第一轴承结合于该离合机构并可转动，该单向环体设于该离合机构内部并位于该第一轴承的一侧边，且该离合机构用以与该齿盘相结合，使该离合机构与该齿盘同步转动；

一套合件，与该离合机构的单向环体相结合，该套合件用以与一驱动装置相连接，使该套合件受电机总成带转而转动；

当该扭力检测机构以人力方式转动时，由该扭力检测机构带动该离合机构转动，再由该离合机构带动该齿盘转动；并且，当该扭力检测组件检测到该感应部产生扭力变化值时，该扭力检测组件即产生信号并传送至一控制器模块，并由该控制器模块启动并控制一电机总成，使该电机总成依序带动该套合件、该离合机构转动，以同时带转该齿盘转动。

其中，该扭力检测机构设有一基部，该基部的一侧面设有该感应部，该基部的另一侧面设有一第一卡合部，且该基部设有该扭力检测组件；该离合机构进一步包括一壳体，该壳体的内壁面设有一第二卡合部，该第一轴承结合于该壳体内部的第二卡合部上，且该第一轴承的内壁面设有一第三卡合部，该第三卡合部用以与该第一卡合部相结合，该单向环体的内壁面设有一第四卡合部，该壳体凸出设有多个第一锁接部，由这些第一锁接部与该齿盘相结合；该套合件的外部设有一第五卡合部，该第五卡合部与该单向环体的第四卡合部相结合。

其中，该电动自行车驱动总成包括一踏板轴杆，用以穿设该扭力检测机构、该离合机构及该套合件，该踏板轴杆的外部设有一第六卡合部，该第六卡合部与该扭力检测机构的感应部的内部相结合；当该踏板轴杆转动时，该踏板轴杆的第六卡合部带动该扭力检测机构转动，该扭力检测机构带动该离合机构转动，再由该离合机构带动该齿盘转动。

其中，该电动自行车驱动总成包括一电机总成，其内部设有该控制器模块，该扭力检测组件与该控制器模块电性连接，且该电机总成的一端结合有一座体及连接有一第二伞齿轮，该第二伞齿轮置入该座体内部，该离合机构、该套合件及该踏板轴杆分别设置于该座体内部，该套合件的外部结合有一第一伞齿轮，该第一伞齿轮与该第二伞齿轮相啮合，该踏板轴杆的两端分别延伸出该座体外部；当该驱动装置转动时，该电机总成转动该第二伞齿轮并带动该第一伞齿轮，该第一伞齿轮带动该套合件，该套合件再带动该离合机构并驱动该齿盘形成转动。

其中，该单向环体的外环壁面间隔设有多个凹槽，并在每一凹槽内设有一弹簧及一块体，该单向环体借由该弹簧朝一方向挤压该块体，使该单向环体在该壳体内具有单一方向的转动机制。

其中，该单向环体另外设有一盖板，该盖板锁于该单向环体朝向该壳体外部的侧面。

其中，该齿盘内缘设有多个第二锁接部，这些第二锁接部与一第一结合件相结合，该第一结合件分别设有多个第三锁接部及多个第四锁接部，这些第三锁接部分别与这些第二锁接部相结合，这些第四锁接部分别与这些第一锁接部相结合，由该离合机构带动该齿盘转动。

其中，该感应部的扭力变化值的检测，可利用在该感应部其内轴与外环之间的受剪力的位置处贴上一应变规实现。

本发明的技术特征在于：由该踏板轴杆带动该扭力检测机构转动，而当该扭力检测机构检测到转动扭力时，该扭力检测机构即产生信号至该控制器模块用以启动与控制该电机总成，再由该电机总成分别带动该套合件、该离合机构转动，并由该离合机构带动该自行车的齿盘转动，即可达到使自行车可依据骑乘者脚踏动力所产生的扭力大小，启动该电机总成的目的，借由该电机总成的动力作为辅助，并搭配人力以达到双动力同时驱动的功效，以减少使用者所需耗费的体力。

同时，也可避免使用者在不知如何操作电门控制器致使电机总成马达无法启动的情形；以及避免使用者于骑乘电动自行车时，除了须注意前方路况之外，还必须专注于电门控制器的操作，致使容易造成使用者骑乘电动自行车的注意力分散的情形。

并且，本发明将扭力检测机构、离合机构及套合件相互套设结合，以达到驱动总成并合性的设计，进而可简化缩小整体的结构，有效缩减自行车左、右两脚踏板之间的跨距宽度，取得较佳化的跨距实用性；同时，减少驱动总成所需的零组件，进而相对减少生产成本及组装工时。

附图说明

图1：本发明的具有扭力感知的电动自行车驱动总成的组合示意图；

图2：本发明的具有扭力感知的电动自行车驱动总成的分解图；

图3：本发明的具有扭力感知的电动自行车驱动总成的离合机构分解图；

图4：本发明的具有扭力感知的电动自行车驱动总成的扭力检测机构立体图；

图5：本发明的具有扭力感知的电动自行车驱动总成的扭力检测机构正视图；

图6：本发明的具有扭力感知的电动自行车驱动总成的轴杆示意图；

图7：本发明的具有扭力感知的电动自行车驱动总成的组合正视图；

图8：本发明的具有扭力感知的电动自行车驱动总成的组合剖面图。

附图标记说明

1 扭力检测机构

11 基部

12 感应部

13第一卡合部

14 扭力检测组件

2 离合机构

21 壳体

22 第二卡合部

23 第一轴承

231 第三卡合部

24 单向环体

241 第四卡合部

242 凹槽

243 弹簧

244 块体

245 盖板

246 锁固组件

25 第一锁接部

26 第二轴承

3 套合件

31 第一伞齿轮

32 第五卡合部

33 第三轴承

4 踏板轴杆

41 第六卡合部

42 结合部

5 齿盘

51 第二锁接部

6 第一结合件

61 第三锁接部

62 第四锁接部

7 电机总成

71 第二伞齿轮

8 座体

81 第四轴承

82 盖体

具体实施方式

为使贵审查员方便简捷了解本发明的其他特征内容与优点及其所达成的功效，现将本发明配合附图，详细叙述本发明的特征以及优点，以下的各实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范围。

请参阅图1至图8所示，本发明提供一种具有扭力感知的电动自行车驱动总成，尤指结合于一自行车的车架，所述的电动自行车驱动总成包括：一扭力检测机构1、一离合机构2、一套合件3、一踏板轴杆4及一电机总成7。

该扭力检测机构1设有一基部11，在基部11的一侧面设有一感应部12，该基板11另一侧面设有一第一卡合部13，且该基部11设有一扭力检测组件14，该扭力检测组件14电性连接该感应部12，该扭力检测组件14用以检测该感应部12的扭力变化值并产生信号。所述感应部12的扭力变化值的检测，可利用在该感应部12的内轴与外环之间的受剪力的位置处贴上应变规实现。

该离合机构2与该扭力检测机构1相结合，所述离合机构2包括：一壳体21、一第一轴承23、一单向环体24(如图3所示)。该壳体21用以结合至该自行车的车架，而该壳体21的内壁面设有一第二卡合部22，该第一轴承23结合于该壳体21内部的第二卡合部22上，且该第一轴承23的内壁面设有一第三卡合部231，该第三卡合部231用以与该第一卡合部13相结合，使该扭力检测机构1结合于该离合机构2上并转动，该单向环体24结合于该壳体21内部并位于该第二卡合部22一侧，且该单向环体24的内壁面设有一第四卡合部241，并且，该壳体21凸出设有多个第一锁接部25，且该壳体21的外部结合有一第二轴承26。所述单向环体24的外环壁面间隔设有多个凹槽242，并在每一凹槽242内设有一弹簧243及一块体244，且该单向环体24另外设有一盖板245，该盖板245利用多个锁固组件246而锁于单向环体24朝向壳体21外部的侧面，通过该盖板245使得该单向环体24可固定于该壳体21内，而该单向环体2借由该弹簧243朝一方向挤压该块体244，使得该单向环体2在该壳体21内具有单一方向的转动机制。

该套合件3与该离合机构2相结合，所述套合件3的外部结合有一第一伞齿轮31及设有一第五卡合部32，由该第五卡合部32与该单向环体24的第四卡合部241相结合；且该套合件3分别在其两端口内部分别设有一第三轴承33。

该踏板轴杆4用以穿设该扭力检测机构1、该离合机构2及该套合件3，该踏板轴杆4的外部设有一第六卡合部41，该第六卡合部41与该扭力检测机构1的感应部12的内部相结合，且该踏板轴杆4的两端分别设有一结合部42，该结合部42用以与一踏板曲轴结合。当所述踏板轴杆4穿设该套合件3时，该踏板轴杆4可依序与该套合件3的第三轴承33相结合，使该套合件3以该踏板轴杆4为轴心而转动。

该电机总成7其内部设有一控制器模块，所述扭力检测机构1的扭力检测组件14用以与该控制器模块电性连接，且该电机总成的其一端结合有一座体8及连接有一第二伞齿轮71，该第二伞齿轮71置入该座体8内部，所述的该离合机构2、该套合件3及该踏板轴杆4分别安装设置于该座体8内部，使该套合件3的第一伞齿轮31与第二伞齿轮71相啮合，使得可通过该电机总成7带动该套合件3转动，且该踏板轴杆4的两端的结合部42分别延伸出该座体8外部。所述座体8另外设有至少一第四轴承81，当该踏板轴杆4穿设该座体8时，该踏板轴杆4可与该第四轴承81相结合。所述座体8其远离该扭力检测机构1的一侧面可结合有一盖体82。

所述自行车的车架设有一齿盘5，并在齿盘5内缘设有多个第二锁接部51，通过多个第二锁接部51与一第一结合件6相结合，该第一结合件6分别设有多个第三锁接部61及多个第四锁接部62，由多个第三锁接部61分别与多个第二锁接部51相结合，由多个第四锁接部62分别与多个第一锁接部25相结合，使得该离合机构2可带动该齿盘5转动。

当以人力方式驱动该踏板轴杆4转动时，该踏板轴杆4的第六卡合部41带动该扭力检测机构1转动，该扭力检测机构1的第一卡合部13带动该离合机构2转动，该离合机构2的多个第一锁接部25带动该齿盘5转动。

当该电机总成7启动时，该电机总成7的第二伞齿轮71分别带转该第一伞齿轮31及该套合件3转动，该套合件3的第五卡合部32带动该单向环体24并驱动该离合机构2转动，此时该踏板轴杆4可维持不转动状态，由该离合机构2的多个第一锁接部25带动该齿盘5转动。

借此，通过人力方式驱动该踏板轴杆4带动该扭力检测机构1转动，当该扭力检测机构1的该扭力检测组件14检测到该感应部12受到转动扭力时，该扭力检测组件1即产生信号传送至该电机总成7的控制器模块，由该控制器模块启动与控制该电机总成7，由该电机总成7转动该第二伞齿轮71并该带动第一伞齿轮31，该第一伞齿轮31带动该套合件3，该套合件3再带动该离合机构2并该驱动齿盘5转动，达到使自行车可依据骑乘时脚踏产生的扭力大小启动该电机总成7；如此，借由该电机总成7的动力，作为动力汇流性(人与电动动力两者的汇流特性)的辅助，并搭配人力以达到双动力同时驱动的功效，以减少使用者所需耗费的体力。

同时，可避免使用者不知如何操作电门控制器致使电机总成马达无法启动的情况；以及避免使用者在骑乘电动自行车时，除了须注意前方路况之外，还必须专注于电门控制器的操作，致使容易造成使用者骑乘电动自行车的注意力分散的情况。

并且，，本发明将扭力检测机构、离合机构及套合件相互套设结合，以达到驱动总成并合性的设计，进而可简化缩小整体的结构，有效缩减自行车左脚踏板、右脚踏板之间的跨距宽度，取得较佳化的跨距；同时，减少驱动总成所需的零组件，进而相对减少生产成本及组装工时。

但是，上述详细说明为针对本发明的一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明，而凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施或变更，均应属于本案的专利范围之内。

Claims (9)

1.一种具有扭力感知的电动自行车驱动总成，尤指结合于一自行车的车架，该自行车设有一齿盘，其特征在于，该电动自行车驱动总成包括：

一扭力检测机构，其设有一感应部及一扭力检测组件，该扭力检测组件电性连接该感应部，该扭力检测组件用以检测该感应部的扭力变化值并产生信号；

一离合机构，用以与该齿盘及该扭力检测机构相结合，该离合机构包括一第一轴承及一单向环体，该第一轴承设于该离合机构内部并与该扭力检测机构相结合，使该扭力检测机构通过该第一轴承结合于该离合机构并可转动，该单向环体设于该离合机构内部并位于该第一轴承的一侧边，且该离合机构用以与该齿盘相结合，使该离合机构与该齿盘同步转动；

一套合件，与该离合机构的单向环体相结合，该套合件用以与一驱动装置相连接，使该套合件受电机总成带转而转动；

当该扭力检测机构以人力方式转动时，由该扭力检测机构带动该离合机构转动，再由该离合机构带动该齿盘转动；并且，当该扭力检测组件检测到该感应部产生扭力变化值时，该扭力检测组件即产生信号并传送至一控制器模块，并由该控制器模块启动并控制一电机总成，使该电机总成依序带动该套合件、该离合机构转动，以同时带转该齿盘转动。

2.如权利要求1所述的具有扭力感知的电动自行车驱动总成，其特征在于，该扭力检测机构设有一基部，该基部的一侧面设有该感应部，该基部的另一侧面设有一第一卡合部，且该基部设有该扭力检测组件；该离合机构进一步包括一壳体，该壳体的内壁面设有一第二卡合部，该第一轴承结合于该壳体内部的第二卡合部上，且该第一轴承的内壁面设有一第三卡合部，该第三卡合部用以与该第一卡合部相结合，该单向环体的内壁面设有一第四卡合部，该壳体凸出设有多个第一锁接部，由这些第一锁接部与该齿盘相结合；该套合件的外部设有一第五卡合部，该第五卡合部与该单向环体的第四卡合部相结合。

3.如权利要求2所述的具有扭力感知的电动自行车驱动总成，其特征在于，包括一踏板轴杆，用以穿设该扭力检测机构、该离合机构及该套合件，该踏板轴杆的外部设有一第六卡合部，该第六卡合部与该扭力检测机构的感应部的内部相结合；当该踏板轴杆转动时，该踏板轴杆的第六卡合部带动该扭力检测机构转动，该扭力检测机构带动该离合机构转动，再由该离合机构带动该齿盘转动。

4.如权利要求3所述的具有扭力感知的电动自行车驱动总成，其特征在于，包括一电机总成，其内部设有该控制器模块，该扭力检测组件与该控制器模块电性连接，且该电机总成的一端结合有一座体及连接有一第二伞齿轮，该第二伞齿轮置入该座体内部，该离合机构、该套合件及该踏板轴杆分别设置于该座体内部，该套合件的外部结合有一第一伞齿轮，该第一伞齿轮与该第二伞齿轮相啮合，该踏板轴杆的两端分别延伸出该座体外部；当该驱动装置转动时，该电机总成转动该第二伞齿轮并带动该第一伞齿轮，该第一伞齿轮带动该套合件，该套合件再带动该离合机构并驱动该齿盘形成转动。

5.如权利要求3所述的具有扭力感知的电动自行车驱动总成，其特征在于，该套合件的两端口内部分别设有一第三轴承，该踏板轴杆穿设该套合件并分别与该第三轴承相结合，使该套合件以该踏板轴杆为轴心而转动。

6.如权利要求2所述的具有扭力感知的电动自行车驱动总成，其特征在于，该单向环体的外环壁面间隔设有多个凹槽，并在每一凹槽内设有一弹簧及一块体，该单向环体借由该弹簧朝一方向挤压该块体，使该单向环体在该壳体内具有单一方向的转动机制。

7.如权利要求6所述的具有扭力感知的电动自行车驱动总成，其特征在于，该单向环体另外设有一盖板，该盖板锁于该单向环体朝向该壳体外部的侧面。

8.如权利要求2所述的具有扭力感知的电动自行车驱动总成，其特征在于，该齿盘内缘设有多个第二锁接部，这些第二锁接部与一第一结合件相结合，该第一结合件分别设有多个第三锁接部及多个第四锁接部，这些第三锁接部分别与这些第二锁接部相结合，这些第四锁接部分别与这些第一锁接部相结合，由该离合机构带动该齿盘转动。

9.如权利要求1所述的具有扭力感知的电动自行车驱动总成，其特征在于，该感应部的扭力变化值的检测，可利用在该感应部其内轴与外环之间的受剪力的位置处贴上一应变规实现。