CN111469970B - 一种电动自行车链轮离合驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动自行车链轮离合驱动方法，包括轮轴、电机端盘、链轮以及离合驱动机构和复位机构；链轮安装在轮轴上，能够沿轮轴轴向移动；电机端盘安装在轮轴上，电机端盘和链轮之间具有能够相互配合的可离合啮合结构；离合驱动机构，用于驱动链轮向电机端盘移动与之啮合；复位机构，用于驱动链轮脱离电机端盘；骑行状态下，链轮受链条驱动正向转动，离合驱动机构驱动链轮向电机端盘移动与之啮合，进而链轮带动电机端盘转动；非骑行状态下，复位机构驱动链轮脱离电机端盘。链轮只有在骑行状态下才会与电机轮啮合传动，从而大大减少了链轮的工作时长，延长了链轮的使用寿命；并且减少了链轮运转噪音，避免了跟转的情况发生。

Description

一种电动自行车链轮离合驱动方法
技术领域
本发明属于电动自行车技术领域，具体涉及一种电动自行车链轮离合驱动方法。
背景技术
参见附图9和10，现有的自行车后轮驱动结构是，电机轮安装在后轮轴a上，电机轮的电机端盘b上设置有用于安装飞轮(即链轮)的螺纹口b-1，飞轮c通过螺纹安装在该螺纹口上实现与电机轮固定安装，飞轮外圈上有一圈齿牙，以使飞轮外圈通过链条与曲柄轮盘链接，实现链传动，并且飞轮的内部采用棘轮棘爪结构以保证骑行的单向传动，这种飞轮传动结构存在以下问题：
1.飞轮始终随电机轮一起运转，大大增加了飞轮的工作时长，又由于飞轮内具有棘轮棘爪结构来保证骑行的单向传动，使得飞轮内部的棘轮棘爪结构容易发生损伤，导致飞轮使用寿命较低。
2.飞轮长时间工作老化后，容易发生曲柄跟转的情况(电机轮运转时，由于飞轮内部老化摩擦力增大，可能会带动飞轮外圈转动，进而飞轮外圈带动链条转动，链条带动曲柄跟转)，曲柄跟转会造成车助力传感器发出助力信号给控制器，控制器误以为客户使用助力功能，造成飞车，对客户出行安全带来隐患。
3.飞轮长时间工作老化后，电机轮带动飞轮运转时，会发生较大噪音。
4.飞轮是通过螺纹安装在电机端盘上的，飞轮长时间运转容易退丝，从而造成安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动自行车链轮离合驱动方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种电动自行车链轮离合驱动方法，包括轮轴、电机端盘、链轮以及离合驱动机构和复位机构；
链轮安装在轮轴上，能够沿轮轴轴向移动；
电机端盘安装在轮轴上，电机端盘和链轮之间具有能够相互配合的可离合啮合结构；
离合驱动机构，用于驱动链轮向电机端盘移动与之啮合；
复位机构，用于驱动链轮脱离电机端盘；
骑行状态下，链轮受链条驱动正向转动，离合驱动机构驱动链轮向电机端盘移动与之啮合，进而链轮带动电机端盘转动；
非骑行状态下，复位机构驱动链轮脱离电机端盘。
在上述技术方案中，电机端盘和链轮之间的可离合啮合结构为：电机端盘的外端面设置有一圈齿牙，在链轮的与电机端盘相对一面设置有与电机端盘的齿牙相配合的锁定柱，电机端盘上的齿牙之间的齿间距大于所述锁定柱的直径，以使锁定柱能够顺利进入齿间，并且电机端盘上的每个齿牙是倾斜设置的，这样当锁定柱刚刚进入齿间后，随着链轮的运转，即使链轮失去棘齿棘爪机构驱动作用，锁定柱也能够在齿牙的自身倾斜导向作用下继续进入齿根处。
在上述技术方案中，离合驱动机构的结构是：在链轮外侧的轮轴上设置外端盘，在链轮和外端盘之间设置有棘齿棘爪机构，链轮正向运转时，通过棘齿棘爪机构驱动链轮向电机端盘靠近，进而实现链轮与电机端盘二者的传动啮合。
在上述技术方案中，离合驱动机构的结构是：在链轮外侧的轮轴上设置外端盘，在链轮和外端盘之间设置有凸轮机构，链轮正向运转时，通过凸轮机构驱动链轮向电机端盘靠近，进而实现链轮与电机端盘二者的传动啮合。
在上述技术方案中，复位机构包括一复位弹簧，所述复位弹簧安装在链轮和电机端盘之间，为链轮提供脱离电机端盘的回复力。
本发明的优点和有益效果为：
1.本发明的链轮不会发生退丝脱离的风险。
2.本发明的链轮只有在骑行状态下才会与电机轮啮合传动，从而大大减少了链轮的工作时长，延长了链轮的使用寿命；并且减少了链轮运转噪音，避免了跟转的情况发生。
3.本发明的链轮内部没有棘轮棘爪机构，从而增加了链轮的工作稳定性和使用寿命。
4，本发明的链轮直接安装在轮轴上，相比传统的链轮安装在电机端盘的螺纹口上，其内径更小，因此，有利于缩小链轮的尺寸，车型设计更加美观。
附图说明
图1是本发明实施例一的离合式电动自行车链轮驱动机构的立体结构示意图。
图2是本发明实施例一的离合式电动自行车链轮驱动机构的剖视图。
图3是本发明实施例一中的棘齿棘爪的局部放大图。
图4是本发明实施例一中的外端盘上设置防护罩后的示意图。
图5是本发明实施例一中的链轮与外端盘之间失去棘爪棘齿约束状态下的结构示意图。
图6是本发明实施例二的离合式电动自行车链轮驱动机构的结构示意图(凸轮为压缩状态)。
图7是本发明实施例二的离合式电动自行车链轮驱动机构的结构示意图(凸轮为支起状态)。
图8是本发明实施例二的离合式电动自行车链轮驱动机构的结构示意图(凸轮与链轮为分离状态)。
图9是背景技术中现有的自行车电机轮结构示意图。
图10是背景技术中现有的自行车电机轮与飞轮安装结构示意图。
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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
参见附图1-2，一种离合式电动自行车链轮驱动机构，包括轮轴1、电机端盘2、链轮3、外端盘4和复位弹簧5。
所述电机端盘2转动安装在轮轴1上，电机端盘的外端面设置有一圈齿牙2-1。
所述链轮3安装在轮轴1上，链轮3位于电机端盘2的外侧，链轮3与轮轴1之间为转动安装，并且链轮3和轮轴1之间为间隙滑动配合，链轮能够沿轮轴轴向滑动；在链轮3的与电机端盘2相对一面设置有与电机端盘的齿牙2-1相配合的锁定柱3-1，该锁定柱能够置入电机端盘的齿牙之间，进而实现链轮3与电机端盘2二者的传动咬合。
所述外端盘4通过螺纹固定安装在所述轮轴1上，外端盘4位于链轮3的外侧，在链轮3和外端盘4之间设置有棘齿棘爪机构，链轮3正向运转时，通过棘齿棘爪机构驱动链轮3向电机端盘2靠近，进而实现链轮3与电机端盘2二者的传动咬合。
所述复位弹簧5安装在链轮3和电机端盘2之间，通过复位弹簧5为链轮3提供向外端盘4方向的回复力。
进一步的，外端盘4内表面(即外端盘4的与链轮3相对一面)设置有棘爪4-1，在链轮3的外端面设置有一圈棘齿3-2。棘爪4-1的数量并不限定为一个，可以是多个；参见附图3，所述棘爪4-1的顶端作用面与棘齿3-2的齿面为相互配合的斜面，当链轮3受驱动正向运转时，棘爪4-1的顶端作用面和棘齿3-2之间产生相对的斥力，从而驱动链轮沿轮轴1向电机端盘2方向移动。
进一步的，电机端盘2上的齿牙之间的齿间距略大于所述锁定柱3-1的直径，以使锁定柱能够顺利进入齿间，并且电机端盘上的每个齿牙是倾斜设置的，这样当锁定柱刚刚进入齿间后，随着链轮的运转，即使链轮3失去棘齿棘爪机构驱动作用，锁定柱3-1也能够在齿牙的自身倾斜导向作用下继续进入齿根处。
进一步的，链轮3上的锁定柱3-1的数量并不限定为一个，可以是多个。
进一步的，所述电机端盘2上设置有一圈螺孔(图中未画出)，用于与电机轮本体通过螺栓连接。
进一步的，所述链轮3的具体结构为：包括一筒体，筒体内壁设置有一圈挡壁3-4，挡壁的外侧筒腔中设置有轴承3-5，通过轴承安装在轮轴1上，轴承与轮轴之间为间隙配合，可沿轮轴轴向滑动；挡壁的内侧筒腔用于安装所述复位弹簧5；筒体的外壁上设置有一圈链齿3-3，用于安装链条；筒体的外端(即筒体的与外端盘相对一端)加工出棘齿3-2，筒体的内端外壁上(即筒体的与电机端盘相对的一端外壁上)设置所述锁定柱3-1。
进一步的，在外端盘内表面设置有用安装所述棘爪的安装槽，棘爪通过扭簧安装在该安装槽中。
进一步的，参见附图4，在外端盘上设置有防护罩4-2，防护罩遮住棘齿棘爪，起到防尘防护作用。
所述离合式电动自行车链轮驱动机构的运行方法如下：
骑行者向前骑行时，链条驱动链轮正向运转，链轮正向运转时，外端盘上的棘爪会驱动链轮向电机端盘靠近，使链轮上的锁定柱进入电机端盘的齿牙之间，随着链轮的继续正向运转，锁定柱在齿牙的自身导向作用下进入齿根处，此时链轮与外端盘之间失去棘爪棘齿约束(参见附图5)，不影响后续链轮的继续运转，进而链轮驱动整个电机轮运转，车体前行。
当骑行者停止骑行后，链轮在复位弹簧的作用下，向外侧移动，脱离与电机端盘齿牙的传动咬合，此时电机轮运转不会带动链轮同步运转，从而减轻了链轮内轴承的工作时长，大大提高其使用寿命。
当骑行者向后踩踏脚蹬时，链条驱动链轮反向运转，此时链轮上棘齿会下压外端盘上的棘爪，棘爪不会限制链轮的方向转动。
实施例二
参见附图6-8，本实施例与实施例一不同之处在于：在链轮3和外端盘4之间设置的是凸轮机构m，不是棘齿棘爪机构。当链轮3正向运转时，通过该凸轮机构驱动链轮3向电机端盘2方向移动，进而实现链轮3与电机端盘2二者的传动咬合。
具体来讲，在外端盘4的内侧面设置凸轮机构m，链轮3的外端面没有棘齿而是平面。骑行者向前骑行时，链条驱动链轮正向运转，链轮正向运转时，链轮3的外侧面通过摩擦力带动凸轮支起(参见附图7)，从而凸轮驱动链轮3沿轮轴1向电机端盘2方向移动，使链轮上的锁定柱进入电机端盘的齿牙之间，随着链轮的继续正向运转，锁定柱在齿牙的自身导向作用下进入齿根处，此时链轮与凸轮脱离(参见附图8)，进而链轮驱动整个电机轮运转，车体前行。
当骑行者停止骑行后，链轮在复位弹簧的作用下，向外侧移动，脱离与电机端盘齿牙的传动，此时电机轮运转不会带动链轮同步运转，从而减轻了链轮的工作时长，大大提高其使用寿命。
当骑行者向后踩踏脚蹬时，链条驱动链轮反向运转，此时凸轮处于压缩状态(参见附图6)，链轮不会向电机端盘移动。
为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电动自行车链轮离合驱动方法，其特征在于：包括轮轴、电机端盘、链轮以及离合驱动机构和复位机构；
链轮安装在轮轴上，能够沿轮轴轴向移动；
电机端盘安装在轮轴上，电机端盘和链轮之间具有能够相互配合的可离合啮合结构；
离合驱动机构，用于驱动链轮向电机端盘移动与之啮合；
复位机构，用于驱动链轮脱离电机端盘；
骑行状态下，链轮受链条驱动正向转动，离合驱动机构驱动链轮向电机端盘移动与之啮合，进而链轮带动电机端盘转动；
非骑行状态下，复位机构驱动链轮脱离电机端盘；
所述可离合啮合结构为：电机端盘的外端面设置有一圈齿牙，在链轮的与电机端盘相对一面设置有与电机端盘的齿牙相配合的锁定柱，电机端盘上的齿牙之间的齿间距大于所述锁定柱的直径，以使锁定柱能够顺利进入齿间，并且电机端盘上的每个齿牙是倾斜设置的，当锁定柱刚刚进入齿间后，随着链轮的运转，锁定柱能够在齿牙的自身倾斜导向作用下继续进入齿根处。
2.根据权利要求1所述的电动自行车链轮离合驱动方法，其特征在于：离合驱动机构的结构是：在链轮外侧的轮轴上设置外端盘，在链轮和外端盘之间设置有棘齿棘爪机构，链轮正向运转时，通过棘齿棘爪机构驱动链轮向电机端盘靠近，进而实现链轮与电机端盘二者的传动啮合。
3.根据权利要求1所述的电动自行车链轮离合驱动方法，其特征在于：离合驱动机构的结构是：在链轮外侧的轮轴上设置外端盘，在链轮和外端盘之间设置有凸轮机构，链轮正向运转时，通过凸轮机构驱动链轮向电机端盘靠近，进而实现链轮与电机端盘二者的传动啮合。
4.根据权利要求1所述的电动自行车链轮离合驱动方法，其特征在于：复位机构包括一复位弹簧，所述复位弹簧安装在链轮和电机端盘之间，为链轮提供脱离电机端盘的回复力。
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