CN108516040A - 一种五通改装式中置驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种五通改装式中置驱动系统，包括一壳体、一电机、一传动组件、一曲柄轴组件、一牙盘组件、一踏频监测组件以及一控制器，所述曲柄轴组件穿过所述壳体，所述牙盘组件与所述曲柄轴组件伸出所述壳体的部分连接。所述电机通过所述传动组件与所述曲柄轴组件连接，所述五通改装式中置驱动系统通过所述壳体与自行车五通连接，且所述曲柄轴组件穿过所述壳体与自行车五通连接处。所述牙盘组件包括至少两个牙盘，扩展了骑行时的档位调节范围，方便普通自行车改装成电动助力自行车，同时有效提升了骑行体验。

Description

一种五通改装式中置驱动系统
技术领域
本发明涉及电动助力自行车技术领域，更准确的说涉及一种五通改装式中置驱动系统。
背景技术
随着人们健康意识及环保意识的不断提高，越来越多的人开始选择自行车或者电动车出行。传统的自行车能够帮助骑行者达到良好的锻炼效果，还可以实现零排放，但是很难满足长距离、路况差等情况下的骑行需求，在速度和舒适度方面存在较大劣势。因此，近年来电动车的普及率不断提高，目前国内市面上常见的电动车多采用转把调节的方式来进行调速，该种电动车在提供便利的同时，存在一些安全方面的隐患，并且还存在能耗较高、体积重量大、便携性不足等问题。电动助力自行车是一种既拥有自行车的轻巧和便捷性，又能够有效弥补自行车上坡、逆风、载物时的负担感的个人交通工具。在结构上，电动助力自行车以传统自行车为基础，增加了与自行车动力机构结合的助力系统，助力系统通过监测骑行者的骑行状态来提供对应的动力支持。与电动车相比，电动助力自行车通过采用人力和电力项结合的驱动方式，降低了能耗需求，对电机功率和电源容量的要求大幅下降，从而能够在很大程度上减小体积重量。另外由于电动助力自行车在传统自行车踩踏驱动的基础上进行改进，骑行速度与普通自行车差别不大，在安全性方面也远超电动车。可以预见，未来电动助力自行车会得到更加广泛的普及。
现有的电动助力自行车驱动部分与自行车的结合方式大致分为两种。第一种方式是自行车车架针对驱动部分结构专门设计，将驱动部分与自行车车架结合安装，采用这种方式的优点在于适配度高，有利于提高车架的空间利用率，但是采用这种方式对车架加工的工艺要求较高，从而加工制造成本较高，针对普通自行车进行电动助力改造的情况，采用这种方式操作较为复杂，成本较高。第二种方式是在不改变自行车结构的情况下将驱动部分与车架结合安装，常见通过自行车五通来安装驱动部分，这种方式对驱动部分的结构设计形成了一定的限制。采用第二种方式能够以较低的成本实现普通自行车向电动助力自行车的改装，有利于电动助力自行车的普及。采用第二种方式的电动助力自行车，受限于结构要求，其在设计时不得不舍弃一些功能，例如牙盘的档位调节、力矩检测等，影响了骑行体验，如何在第二种方式的基础上实现上述功能，是本领域的一项技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种五通改装式中置驱动系统，与自行车五通结合安装，所述五通改装式中置驱动系统通过对电机位置、传动组件、曲柄轴以及壳体的结构位置进行调整，实现多牙盘结构，进而实现牙盘多档位调节。
为了达到上述目的，本发明提供一种五通改装式中置驱动系统，包括一壳体、一电机、一传动组件、一曲柄轴组件以及一牙盘组件，所述电机及所述传动组件设置于所述壳体内部，所述曲柄轴组件穿过所述壳体，所述牙盘组件与所述曲柄轴组件伸出所述壳体的部分连接，所述电机通过所述传动组件与所述曲柄轴组件连接，所述电机通过所述传动组件和所述曲柄轴组件驱动所牙盘组件转动，且所述牙盘组件包括至少两个牙盘。
优选地，所述传动组件包括一减速齿轮、一驱动轴以及一衔接齿轮，所述减速齿轮与所述电机转动轴平行的相邻设置，且所述减速齿轮与所述电机连接，所述驱动轴穿过所述减速齿轮与所述减速齿轮同轴连接，且所述驱动轴伸出所述减速齿轮的部分向远离所述电机的方向延伸，所述衔接齿轮与所述驱动轴转轴平行的相邻设置，所述衔接齿轮向远离所述电机方向延伸，且所述衔接齿轮延伸部分与所述曲柄轴组件连接。
优选地，所述曲柄轴组件包括一曲柄轴、一输出齿轮、一棘座、一固定卡簧、一轴向限位垫片以及一滚针轴承，所述曲柄轴组件两端伸出所述壳体，所述棘座环绕所述曲柄轴与所述曲柄轴同轴连接，且所述输出齿轮环绕所述曲柄轴和所述棘座与两者同轴连接，所述固定卡簧和所述轴向限位垫片环绕所述曲柄轴与所述曲柄轴同轴连接，所述固定卡簧与所述棘座相邻，所述轴向限位垫片与所述固定卡簧相邻，所述输出齿轮与所述衔接齿轮转轴平行的相邻设置，且所述输出齿轮与所述衔接齿轮连接，所述壳体在所述衔接齿轮和所述输出齿轮处具有一凸起，所述输出齿轮在所述凸起处伸出所述壳体，且所述输出齿轮通过伸出部分与所述牙盘组件连接。
优选地，所述牙盘组件包括一小牙盘和一大牙盘，所述小牙盘与所述输出齿轮同轴连接，所述大牙盘与所述小牙盘同轴连接。
优选地，所述五通改装式中置驱动系统包括一踏频监测组件和一控制器，所述踏频监测组件和所述控制器设置于所述壳体内部，所述控制器与所述电机电连接，所述控制器与所述踏频监测组件电连接，所述控制器接收所述踏频监测组件传来的数据，并根据该数据控制所述电机的转速。
优选地，所述踏频监测组件包括一霍尔接收板和一磁环，所述磁环设置于所述棘座内部与所述棘座同轴，所述霍尔接收板设置于所述壳体内部，所述霍尔接收板与所述控制器电连接，且所述霍尔接收板与所述磁环径向对齐设置。
与现有技术相比，本发明公开的一种五通改装式中置驱动系统的优点在于：针对自行车五通改装式驱动系统进行结构优化，实现多牙盘结构，扩展了骑行时的档位调节范围，采用踏频检测方式进行骑行状态的监测，方便普通自行车改装成电动助力自行车，同时有效提升了骑行体验。
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。
如图1所示为本发明一种五通改装式中置驱动系统的顶视图。
如图2所示为本发明一种五通改装式中置驱动系统的剖视图。
如图3所示为本发明一种五通改装式中置驱动系统传动组件的示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，为本发明一种五通改装式中置驱动系统，包括一壳体10、一电机20、一传动组件30、一曲柄轴组件40、一牙盘组件50、一踏频监测组件60以及一控制器70，所述电机20、所述传动组件30、所述踏频监测组件60以及所述控制器70设置于所述壳体10内部，所述曲柄轴组件40穿过所述壳体10，所述牙盘组件50与所述曲柄轴组件40伸出所述壳体10的部分连接。其中，所述电机20通过所述传动组件30与所述曲柄轴组件40连接，所述电机20可以通过所述传动组件30和所述曲柄轴组件40驱动所牙盘组件50转动。所述控制器70与所述电机20电连接，同时所述控制器70与所述踏频监测组件60电连接，所述控制器70接收所述踏频监测组件60传来的数据，并根据该数据控制所述电机20的转速，进而进行骑行助力。所述五通改装式中置驱动系统通过所述壳体10与自行车五通连接，且所述曲柄轴组件40穿过所述壳体10与自行车五通连接处。所述牙盘组件50包括至少两个牙盘。所述壳体10还包括一固定架11，通过所述固定架11对所述壳体10与自行车五通连接处进行限位固定。
进一步的，如图2和图3所示，所述传动组件30包括一减速齿轮31、一驱动轴32以及一衔接齿轮33。所述减速齿轮31与所述电机20转动轴平行的相邻设置，且所述减速齿轮31与所述电机20连接，所述减速齿轮31受所述电机20驱动转动；所述驱动轴32穿过所述减速齿轮31与所述减速齿轮31同轴连接，且所述驱动轴32伸出所述减速齿轮31的部分向远离所述电机20的方向延伸，当所述减速齿轮31转动时，所述驱动轴32与所述减速齿轮31同轴的同步转动；所述衔接齿轮33与所述驱动轴32转轴平行的相邻设置，且所述衔接齿轮33与所述驱动轴32连接，所述衔接齿轮33受所述驱动轴32驱动转动，所述衔接齿轮33向远离所述电机20方向延伸，且所述衔接齿轮33延伸部分与所述曲柄轴组件40连接。
所述曲柄轴组件40包括一曲柄轴41、一输出齿轮42、一棘座43、一固定卡簧44、一轴向限位垫片45以及一滚针轴承46，所述曲柄轴41两端伸出所述壳体10，所述棘座43环绕所述曲柄轴41与所述曲柄轴41同轴连接，且所述输出齿轮42环绕所述曲柄轴41和所述棘座43与两者同轴连接。所述固定卡簧44和所述轴向限位垫片45环绕所述曲柄轴41与所述曲柄轴41同轴连接。其中，所述固定卡簧44与所述棘座43相邻，所述轴向限位垫片45与所述固定卡簧44相邻，用于对所述曲柄轴41进行限位。所述滚针轴承46设置于所述曲柄轴41远离所述输出齿轮42的一端。所述曲柄轴41的两端分别与两个曲柄连接，当骑行者进行踩踏时，所述曲柄轴41带动所述棘座43转动。所述输出齿轮42与所述衔接齿轮33转轴平行的相邻设置，且所述输出齿轮42与所述衔接齿轮33连接，所述输出齿轮42受所述衔接齿轮33驱动转动，所述输出齿轮42远离所述电机20的一端伸出所述壳体10。由于所述减速齿轮31、所述驱动轴32、所述衔接齿轮33以及所述输出齿轮42按照远离所述电机20的方向依次排列，所述衔接齿轮33和所述输出齿轮42超出所述驱动轴32。相应的，所述壳体10在所述衔接齿轮33和所述输出齿轮42处具有一凸起，所述输出齿轮42在所述凸起处伸出所述壳体10，且所述输出齿轮42通过伸出部分与所述牙盘组件50连接。所述牙盘组件50包括一小牙盘51和一大牙盘52，所述小牙盘51与所述输出齿轮42同轴连接，所述大牙盘52与所述小牙盘51同轴连接，当所述输出齿轮42转动时，所述小牙盘51和所述大牙盘52与所述输出齿轮42同步转动。所述传动组件30的设置方式使得所述牙盘组件50能够设置一个以上的牙盘，增加变速范围，有效提升了骑行时的体验。
所述踏频监测组件60包括一霍尔接收板61和一磁环62，所述磁环62设置于所述棘座43内部与所述棘座43同轴，所述霍尔接收板61设置于所述壳体内部，所述霍尔接收板61与所述控制器70电连接，且所述霍尔接收板61与所述磁环62径向对齐设置。当所述棘座43转动时，所述磁环62随之转动，所述霍尔接收板61采集所述磁环62的旋转周期信号，并传递信号至所述控制器70。
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 (6)

1.一种五通改装式中置驱动系统，其特征在于，包括一壳体、一电机、一传动组件、一曲柄轴组件以及一牙盘组件，所述电机及所述传动组件设置于所述壳体内部，所述曲柄轴组件穿过所述壳体，所述牙盘组件与所述曲柄轴组件伸出所述壳体的部分连接，所述电机通过所述传动组件与所述曲柄轴组件连接，所述电机通过所述传动组件和所述曲柄轴组件驱动所牙盘组件转动，且所述牙盘组件包括至少两个牙盘。
2.如权利要求1所述的五通改装式中置驱动系统，其特征在于，所述传动组件包括一减速齿轮、一驱动轴以及一衔接齿轮，所述减速齿轮与所述电机转动轴平行的相邻设置，且所述减速齿轮与所述电机连接，所述驱动轴穿过所述减速齿轮与所述减速齿轮同轴连接，且所述驱动轴伸出所述减速齿轮的部分向远离所述电机的方向延伸，所述衔接齿轮与所述驱动轴转轴平行的相邻设置，所述衔接齿轮向远离所述电机方向延伸，且所述衔接齿轮延伸部分与所述曲柄轴组件连接。
3.如权利要求2所述的五通改装式中置驱动系统，其特征在于，所述曲柄轴组件包括一曲柄轴、一输出齿轮、一棘座、一固定卡簧、一轴向限位垫片以及一滚针轴承，所述曲柄轴两端伸出所述壳体，所述棘座环绕所述曲柄轴与所述曲柄轴同轴连接，且所述输出齿轮环绕所述曲柄轴和所述棘座与两者同轴连接，所述固定卡簧和所述轴向限位垫片环绕所述曲柄轴与所述曲柄轴同轴连接，所述固定卡簧与所述棘座相邻，所述轴向限位垫片与所述固定卡簧相邻，所述输出齿轮与所述衔接齿轮转轴平行的相邻设置，且所述输出齿轮与所述衔接齿轮连接，所述壳体在所述衔接齿轮和所述输出齿轮处具有一凸起，所述输出齿轮在所述凸起处伸出所述壳体，且所述输出齿轮通过伸出部分与所述牙盘组件连接。
4.如权利要求3所述的五通改装式中置驱动系统，其特征在于，所述牙盘组件包括一小牙盘和一大牙盘，所述小牙盘与所述输出齿轮同轴连接，所述大牙盘与所述小牙盘同轴连接。
5.如权利要求3所述的五通改装式中置驱动系统，其特征在于，所述五通改装式中置驱动系统包括一踏频监测组件和一控制器，所述踏频监测组件和所述控制器设置于所述壳体内部，所述控制器与所述电机电连接，所述控制器与所述踏频监测组件电连接，所述控制器接收所述踏频监测组件传来的数据，并根据该数据控制所述电机的转速。
6.如权利要求5所述的五通改装式中置驱动系统，其特征在于，所述踏频监测组件包括一霍尔接收板和一磁环，所述磁环设置于所述棘座内部与所述棘座同轴，所述霍尔接收板设置于所述壳体内部，所述霍尔接收板与所述控制器电连接，且所述霍尔接收板与所述磁环径向对齐设置。
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