CN111619718A - 应用于电动自行车的驱动系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种应用于电动自行车的驱动系统，包括：脚踏装置，具有二个脚踏机构和中轴；电机装置，具有电机机构和芯轮齿，电机机构连接于芯轮齿，中轴穿设于芯轮齿；第一单向传动机构，连接于芯轮齿和中轴；输出动力装置，具有牙盘和输出部，牙盘固定连接于芯轮齿，输出部的一端连接于牙盘，另一端连接于电动自行车；单向传动中止装置，具有移动组件和第二单向传动机构，移动组件通过第二单向传动机构设置于中轴，且位于芯轮齿的侧面。本申请通过移动组件与芯轮齿连接，中止中轴与芯轮齿之间的第一单向传动机构的效能,达到脚踏机构、中轴、芯轮齿和牙盘的固定一体性,通过牙盘带动输出部刹车，实现中置电机的脚踏刹车功能。

Description

应用于电动自行车的驱动系统

技术领域

本申请涉及一种驱动系统，特别是涉及一种应用于电动自行车的驱动系统。

背景技术

刹车系统分为两大类：其一是手柄传导刹车方式,细分可分为V刹车、罗拉刹车、Disk刹车等方式，此方式的特点在于通过手柄操作来进行和完成刹车过程；其二是脚踏刹车方式，脚踏刹车方式在刹车时无需手柄操作,只需向骑行方向的反方向即后踏脚踏即可进行和完成刹车过程。

电动自行车因其便利性及环保的特性越来越得到更广范围的认可。在电动自行车的驱动系统中,大致可分类为轮毂电机与中置电机。中置电机虽属后起之秀,但以其集成体便于安装保养的特点以及大扭力的优点，已成为电动自行车驱动系统的首选。

在实现本申请过程中，申请人发现因现有中置电机的芯轮齿与中轴之间是通过单向离合器或单向棘齿连接的,导致现有中置电机无法使用脚踏刹车方式。

发明内容

本申请实施例提供一种应用于电动自行车的驱动系统，解决现有中置电机无法使用脚踏刹车方式刹车的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，提供了一种应用于电动自行车的驱动系统，其包括：

脚踏装置，具有二个脚踏机构和中轴，二个脚踏机构连接于中轴的两端以驱动中轴转动；

电机装置，具有电机机构和芯轮齿，电机机构连接于芯轮齿以驱动芯轮齿正向转动，中轴穿设于芯轮齿；

第一单向传动机构，连接于芯轮齿和中轴，设定二个脚踏机构在驱动中轴正向转动时，第一单向传动机构呈闭合状态，中轴通过第一单向传动机构带动芯轮齿正向转动，二个脚踏机构在驱动中轴反向转动时，第一单向传动机构呈开放状态，中轴停止通过第一单向传动机构带动芯轮齿转动；

输出动力装置，具有牙盘和输出部，牙盘固定连接于芯轮齿，输出部的一端连接于牙盘，另一端连接于电动自行车，芯轮齿在正向转动时，其带动牙盘正向转动，牙盘通过输出部驱动电动自行车前行；

单向传动中止装置，具有移动组件和第二单向传动机构，移动组件通过第二单向传动机构设置于中轴，且位于芯轮齿的侧面，移动组件与芯轮齿邻接的侧面设置有连接部，芯轮齿还设置有与连接部对应的固定部；

其中，中轴在反向转动时，中轴通过第二单向传动机构带动移动组件沿着中轴朝向芯轮齿的方向移动，将连接部连接在固定部上，并且第二单向传动机构呈闭合状态，中轴通过第二单向传动机构、移动组件带动芯轮齿反向转动，芯轮齿带动牙盘反向转动，牙盘通过输出部驱动电动自行车刹车；

中轴在由反向转动切换为正向转动时，中轴通过第二单向传动机构带动移动组件沿着中轴朝背离芯轮齿的方向移动，连接部与固定部分开，中轴停止通过第二单向传动机构、移动组件带动芯轮齿转动。

在第一方面的第一种可能实现方式中，每个脚踏机构包括曲柄和脚踏，曲柄的一端对应连接于中轴的一端，脚踏连接于曲柄的另一端以通过曲柄驱动中轴转动。

在第一方面的第二种可能实现方式中，电机机构包括齿轮组和电机，芯轮齿连接于齿轮组的输出端，电机连接于齿轮组的输入端以通过齿轮组驱动芯轮齿正向转动。

在第一方面的第三种可能实现方式中，第一单向传动机构包括单向离合器和单向棘齿中的一种。

在第一方面的第四种可能实现方式中，输出部包括链条和刹车器，链条的一端连接于牙盘，另一端连接于电动自行车和刹车器，其中牙盘在正向转动时，其通过链条驱动电动自行车前行，牙盘在反向转动时，其通过链条驱动刹车器刹车。

在第一方面的第五种可能实现方式中，第二单向传动机构包括单向离合器，其具有内斜齿，中轴还具有外斜齿，单向离合器通过内斜齿与外斜齿配合设置于中轴，移动组件固定设置在单向离合器上。

在第一方面的第六种可能实现方式中，连接部包括多个凸块，固定部包括多个凹槽，连接部连接在固定部上时，每个凸块对应卡接在凹槽内。

结合第一方面的第六种可能实现方式，在第一方面的第七种可能实现方式中，每个凹槽在凸块进入的一侧呈倾斜状以方便凸块卡接在凹槽内，第二单向传动机构的边缘还设置弹性体。

在第一方面的第八种可能实现方式中，电机机构驱动芯轮齿正向转动的转数大于二个脚踏机构驱动芯轮齿正向转动的转数时，第一单向传动机构呈开放状态。

在第一方面的第九种可能实现方式中，还包括电路基板，与中轴对应设置以检测中轴的转向，电路基板与电机机构电性连接，其中电路基板在检测到中轴反向转动时，其控制电机机构减少或停止驱动。

本申请与现有技术相比具有的优点有：

在本申请实施例中，通过单向传动中止装置中的移动组件与芯轮齿连接，中止中轴与芯轮齿之间的第一单向传动机构的效能,达到脚踏机构、中轴、芯轮齿和牙盘的固定一体性,通过牙盘带动输出部刹车，实现中置电机的脚踏刹车功能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请一实施例的应用于电动自行车的驱动系统的示意图；

图2是本申请一实施例的应用于电动自行车的驱动系统的部分示意图；

图3是本申请一实施例的移动组件的示意图。

图4是本申请一实施例的连接部连接在固定部上的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请一实施例中，请参阅图1和图2，图1是本申请一实施例的应用于电动自行车的驱动系统的示意图，图2是本申请一实施例的应用于电动自行车的驱动系统的部分示意图。如图所示，应用于电动自行车的驱动系统1包括脚踏装置2、电机装置3、第一单向传动机构4、输出动力装置5和单向传动中止装置6，其中：

请再次参阅图1，脚踏装置2具有二个脚踏机构21和中轴22，二个脚踏机构21连接于中轴22的两端以驱动中轴22转动，实现脚踏驱动电动自行车前行或刹车。在本实施例中，每个脚踏机构21包括曲柄211和脚踏212，曲柄211的一端对应连接于中轴22的一端，脚踏212连接于曲柄211的另一端以通过曲柄211驱动中轴22转动。在本实施例中对于曲柄211和脚踏212的结构的选择可以没有特殊要求，参照本领域技术人员的常规选择即可。

请再次参阅图2，电机装置3具有电机机构31和芯轮齿32，电机机构31连接于芯轮齿32以驱动芯轮齿32正向转动，中轴22穿设于芯轮齿32。在本实施例中，电机机构31包括齿轮组311和电机312，芯轮齿32连接于齿轮组311的输出端，电机312连接于齿轮组311的输入端以通过齿轮组311驱动芯轮齿32正向转动，实现电机驱动电动自行车前行。

请再次参阅图1和图2，第一单向传动机构4连接于芯轮齿32和中轴22，第一单向传动机构4具有单向传动功能，以实现中轴22与芯轮齿32的单向传动连接，以避免芯轮齿32带动中轴22被动旋转所导致的脚踏212打脚现象,可以得到平滑顺畅的骑行效果。在本实施例中，第一单向传动机构4可以选择为单向离合器，也可以选择为单向棘齿，但并不以此为限。设定二个脚踏机构21在驱动中轴22正向转动时，第一单向传动机构4呈闭合状态，中轴22通过第一单向传动机构4带动芯轮齿32正向转动，二个脚踏机构21在驱动中轴22反向转动时，第一单向传动机构4呈开放状态，中轴22停止通过第一单向传动机构4带动芯轮齿32转动。

请再次参阅图1，输出动力装置5具有牙盘51和输出部52，牙盘51固定连接于芯轮齿32，输出部52的一端连接于牙盘51，另一端连接于电动自行车，芯轮齿32在正向转动时，其带动牙盘51正向转动，牙盘51通过输出部52驱动电动自行车前行，以实现脚踏/电机驱动电动自行车前行。在本实施例中，输出部52包括链条521和刹车器522，链条521的一端连接于牙盘51，另一端连接于电动自行车和刹车器522，其中牙盘51在正向转动时，牙盘51通过链条521驱动电动自行车前行，牙盘51在反向转动时，牙盘51通过链条521驱动刹车器522刹车，实现电动自行车的刹车功能。

具体而言，二个脚踏机构21在驱动中轴22正向转动时，第一单向传动机构4呈闭合状态，中轴22通过第一单向传动机构4带动芯轮齿32正向转动，芯轮齿32带动牙盘51正向转动，牙盘51通过链条521驱动电动自行车前行，实现脚踏驱动电动自行车前行的功能。同时，电机312也可以通过齿轮组311驱动芯轮齿32正向转动，实现电机312单独或助力驱动电动自行车前行的效果，并且，电机312在助力驱动电动自行车前行时，电机机构31驱动芯轮齿32正向转动的转数小于等于二个脚踏机构21驱动芯轮齿32正向转动的转数。若电机机构31驱动芯轮齿32正向转动的转数大于二个脚踏机构21驱动芯轮齿32正向转动的转数时，则第一单向传动机构4呈开放状态，实现电机312单独驱动电动自行车前行，避免脚踏212被动旋转所导致的脚踏打脚现象,可以得到平滑顺畅的骑行效果。

请再次参阅图1和图2，单向传动中止装置6具有移动组件61和第二单向传动机构62，移动组件61通过第二单向传动机构62设置于中轴22，且位于芯轮齿32的侧面。在本实施例中，第二单向传动机构62包括单向离合器，其具有内斜齿621，中轴22还具有外斜齿221，单向离合器通过内斜齿621与外斜齿221配合设置于中轴22，移动组件61固定设置在单向离合器上。具体而言，单向离合器是由外座圈、内座圈、保持架、楔块等组成，内座圈内侧具有内斜齿621，内座圈套装在中轴22上且内斜齿621与外斜齿221配合连接，移动组件61固定在外座圈上，在中轴22正向转动时，外座圈逆时针方向转动楔块不锁止，外座圈可自由转动，在中轴22反向转动时，外座圈顺时针转动时，楔块锁止，外座圈不能自由转动，中轴22带动外座圈转动，实现带动移动组件61转动。

请再次参阅图2，移动组件61与芯轮齿32邻接的侧面设置有连接部611，芯轮齿32还设置有与连接部611对应的固定部321。在骑行过程中，连接部611与固定部321分开，保持中轴22与芯轮齿32的单向传动连接，保证电动自行车的骑行平顺。在脚踏刹车过程中，连接部611固定在固定部321上，中止中轴22与芯轮齿32的单向传动功能，让中轴22与芯轮齿32通过移动组件61实现固定连接，从而在中轴22反向转动时实现刹车功能。在本实施例中，请一并参阅图3和图4，图3是本申请一实施例的移动组件的示意图，图4是本申请一实施例的连接部连接在固定部上的示意图。如图所示，连接部611包括多个凸块，固定部321包括多个凹槽，连接部611连接在固定部321上时，每个凸块对应卡接在凹槽内。每个凹槽在凸块进入的一侧呈倾斜状以方便凸块卡接在凹槽内，第二单向传动机构62的边缘还设置弹性体7，以校正或保障移动组件61的移动过程中的均一性及平滑性。

中轴22在反向转动时，中轴22通过第二单向传动机构62带动移动组件61沿着中轴22朝向芯轮齿32的方向移动，将连接部611连接在固定部321上，并且第二单向传动机构62呈闭合状态，中轴22通过第二单向传动机构62、移动组件61带动芯轮齿32反向转动，芯轮齿32带动牙盘51反向转动，牙盘51通过输出部52驱动电动自行车刹车。具体而言，中轴22在反向转动时，第二单向传动机构62(单向离合器)沿着中轴22表面的外斜齿221朝向芯轮齿32移动，带动移动组件61朝向芯轮齿32移动，直至凸块对应卡接在凹槽内，实现移动组件61与芯轮齿32固定连接，中轴22通过第二单向传动机构62、移动组件61带动芯轮齿32反向转动，芯轮齿32带动牙盘51反向转动，牙盘51通过链条521驱动刹车器522刹车，实现电动自行车的刹车功能。

中轴22在由反向转动切换为正向转动时，中轴22通过第二单向传动机构62带动移动组件61沿着中轴22朝背离芯轮齿32的方向移动，连接部611与固定部321分开，中轴22停止通过第二单向传动机构62、移动组件61带动芯轮齿32转动。具体而言，中轴22在切换为正向转动时，第二单向传动机构62(单向离合器)沿着中轴22表面的外斜齿221朝向背离芯轮齿32的方向移动，带动移动组件61朝向背离芯轮齿32的方向移动，直至回复至复位状态，此时凸块与凹槽分开，保持中轴22与芯轮齿32的单向传动连接，中轴22停止通过第二单向传动机构62、移动组件61带动芯轮齿32转动，电动自行车回复至正常骑行状态。

在一实施例中，请再次参阅图1和图2，驱动系统1还包括电路基板8，电路基板8与中轴22对应设置以检测中轴22的转向，电路基板8与电机机构31电性连接，其中电路基板8在检测到中轴22反向转动(意欲脚踏刹车)时，其控制电机机构31减少或停止驱动，且利用电磁阻尼原理减少电机312的惯性运动，迅速进入刹车状态。

综上所述，本申请提供一种应用于电动自行车的驱动系统，其通过单向传动中止装置中的移动组件与芯轮齿连接，中止中轴与芯轮齿之间的第一单向传动机构的效能,达到脚踏机构、中轴、芯轮齿和牙盘的固定一体性,通过牙盘带动输出部刹车，实现中置电机的脚踏刹车功能。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种应用于电动自行车的驱动系统，其特征在于，包括：

脚踏装置，具有二个脚踏机构和中轴，二个所述脚踏机构连接于所述中轴的两端以驱动所述中轴转动；

电机装置，具有电机机构和芯轮齿，所述电机机构连接于所述芯轮齿以驱动所述芯轮齿正向转动，所述中轴穿设于所述芯轮齿；

第一单向传动机构，连接于所述芯轮齿和所述中轴，设定二个所述脚踏机构在驱动所述中轴正向转动时，所述第一单向传动机构呈闭合状态，所述中轴通过所述第一单向传动机构带动所述芯轮齿正向转动，二个所述脚踏机构在驱动所述中轴反向转动时，所述第一单向传动机构呈开放状态，所述中轴停止通过所述第一单向传动机构带动所述芯轮齿转动；

输出动力装置，具有牙盘和输出部，所述牙盘固定连接于所述芯轮齿，所述输出部的一端连接于所述牙盘，另一端连接于所述电动自行车，所述芯轮齿在正向转动时，其带动所述牙盘正向转动，所述牙盘通过所述输出部驱动所述电动自行车前行；

单向传动中止装置，具有移动组件和第二单向传动机构，所述移动组件通过所述第二单向传动机构设置于所述中轴，且位于所述芯轮齿的侧面，所述移动组件与所述芯轮齿邻接的侧面设置有连接部，所述芯轮齿还设置有与所述连接部对应的固定部；

其中，所述中轴在反向转动时，所述中轴通过所述第二单向传动机构带动所述移动组件沿着所述中轴朝向所述芯轮齿的方向移动，将所述连接部连接在所述固定部上，并且所述第二单向传动机构呈闭合状态，所述中轴通过所述第二单向传动机构、所述移动组件带动所述芯轮齿反向转动，所述芯轮齿带动所述牙盘反向转动，所述牙盘通过所述输出部驱动所述电动自行车刹车；

所述中轴在由反向转动切换为正向转动时，所述中轴通过所述第二单向传动机构带动所述移动组件沿着所述中轴朝背离所述芯轮齿的方向移动，所述连接部与所述固定部分开，所述中轴停止通过所述第二单向传动机构、所述移动组件带动所述芯轮齿转动。

2.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，每个所述脚踏机构包括曲柄和脚踏，所述曲柄的一端对应连接于所述中轴的一端，所述脚踏连接于所述曲柄的另一端以通过所述曲柄驱动所述中轴转动。

3.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述电机机构包括齿轮组和电机，所述芯轮齿连接于所述齿轮组的输出端，所述电机连接于所述齿轮组的输入端以通过所述齿轮组驱动所述芯轮齿正向转动。

4.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述第一单向传动机构包括单向离合器和单向棘齿中的一种。

5.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述输出部包括链条和刹车器，所述链条的一端连接于所述牙盘，另一端连接于所述电动自行车和所述刹车器，其中所述牙盘在正向转动时，其通过所述链条驱动所述电动自行车前行，所述牙盘在反向转动时，其通过所述链条驱动所述刹车器刹车。

6.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述第二单向传动机构包括单向离合器，其具有内斜齿，所述中轴还具有外斜齿，所述单向离合器通过所述内斜齿与所述外斜齿配合设置于所述中轴，所述移动组件固定设置在所述单向离合器上。

7.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述连接部包括多个凸块，所述固定部包括多个凹槽，所述连接部连接在所述固定部上时，每个所述凸块对应卡接在所述凹槽内。

8.根据权利要求7所述的驱动系统，其特征在于，每个所述凹槽在所述凸块进入的一侧呈倾斜状以方便所述凸块卡接在所述凹槽内，所述第二单向传动机构的边缘还设置弹性体。

9.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述电机机构驱动所述芯轮齿正向转动的转数大于二个所述脚踏机构驱动所述芯轮齿正向转动的转数时，所述第一单向传动机构呈开放状态。

10.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，还包括电路基板，与所述中轴对应设置以检测所述中轴的转向，所述电路基板与所述电机机构电性连接，其中所述电路基板在检测到所述中轴反向转动时，其控制所述电机机构减少或停止驱动。

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