CN201073926Y - 适用于电动自行车的力矩传输机构 - Google Patents

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CN201073926Y CNU2007200394884U CN200720039488U CN201073926Y CN 201073926 Y CN201073926 Y CN 201073926Y CN U2007200394884 U CNU2007200394884 U CN U2007200394884U CN 200720039488 U CN200720039488 U CN 200720039488U CN 201073926 Y CN201073926 Y CN 201073926Y
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姚飞
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Jiangsu Feima Power Science & Technology Co Ltd
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Abstract

适用于电动自行车的力矩传输机构,实现的是脚踏与动力驱动的力矩传输单独或组合运行相互不干扰,当动力源力矩是由脚蹬骑行曲轴部件16和驱动链轮主轴部件02等组成的机构实现的力矩传输途径,其意义就是完整的自行车骑行模式。当动力源力矩是由电力驱动部件09和驱动链轮固定轴部件03等组成的机构实现的力矩传输途径,其意义就是动力驱动模式,相同于电动自行车的动力运行模式。当动力源力矩是由脚蹬骑行曲轴部件16和电力驱动部件09共同作用,传输至驱动链轮部件时,实际上就是两部分力矩之和共同作用于驱动链轮部件。本项力矩传输机构设计可与电力驱动源共同置于车架内并于车架为一体,确保了完整意义上的自行车骑行功能和外形,同时也具有电动自行车的基本功能。

Description

适用于电动自行车的力矩传输机构
1所属技术领域
本项技术方案涉及的是电动自行车动力模式、骑行模式的力矩传输相互独立、组合运行及分离互不干扰的机构及设施,属简单交通工具范畴。
2技术背景
现有技术电动自行车的主流产品,由于有电动机作为动力源的行驶模式,影响了自行车本身应具备的骑行能力,某些商品型号甚至完全放弃了骑行功能及设施,作为非机动车定义的国家标准,电动自行车最基本的功能就应该是骑行功能。影响电动自行车骑行能力的主要因素是动力运行模式和骑行模式之间存在的相互干扰问题,如直接驱动形式(轮毂电机)电机的定子、转子之间的磁路,由永磁体材料形成的被动转动时骑行阻滞作用;或者是经过齿轮传输力矩的力矩变换机构在被动驱动时的附加力矩的生成;都会影响正常的骑行功能,也就是动力运行模式和骑行模式之间存在的相互干扰问题。现有技术的电动自行车的主流产品与普通自行车相比,除了有较差的骑行性能外,还有相对笨重的外形和不完善的动力、骑行模式相互分离、干扰问题及机构。
3发明内容
a.本项技术方案要解决的问题:
①动力、骑行模式之间的单独、组合运行方式时相互不干扰,确保自行车原有的骑行功能不受影响。
②现有技术的电动自行车结构形式无论是直接驱动方式或者是齿轮传动方式产品都有明显(相对普通自行车)的笨重的外形和样式,而本项技术方案则是从外形和功能上都具有完整意义上的自行车功能,同时兼备电动自行车基本功能(按照非机动车定义的国家标准)。
b.技术方案
①参阅(附图1-a、附图1-b)当动力源力矩(骑行驱动模式)是由脚蹬骑行曲轴部件16和驱动链轮主轴部件02经过超越离合器组成的I#组件08(具有单向转动/单向锁紧特性)到驱动链轮固定轴部件03和驱动链轮部件01这样的A→C力矩传输途径,其意义就是完整的自行车骑行模式。当动力源力矩(动力驱动模式)是由电力驱动部件09经过力矩变换机构部件10、超越离合器(II#组)部件11、伞型齿轮1#部件13、驱动链轮固定轴部件03将力矩传输至驱动链轮部件01,这样的B→C力矩传输途径,其意义就是动力驱动模式,相同于电动自行车的动力运行模式。当动力源力矩是由脚蹬骑行曲轴部件16和电力驱动机部件09共同作用,传输至驱动链轮部件01时,实际上就是通过A→C的力矩传输途径与通过B→C的力矩传输途径,两部分力矩之和共同作用与驱动链轮部件01。
上述力矩传输途径都必须经过超越离合器I#组和超越离合器II#组部件08和部件11,由于超越离合器具有的“单向转动和单向锁紧”特征:当驾乘者选择的是A→C力矩传输途径(模式)时,超越离合器I#组件08的力矩传输方向是单向锁紧特征;使得力矩可传至驱动链轮部件01,而超越离合器II#组件11这时处于超越离合器“单向转动和单向锁紧”的转动特征;使得电力驱动部件09、力矩变换机构部件10及相关机构与A→C力矩传输事件无关。同样,由于超越离合器的“单向转动和单向锁紧”特征:当驾乘者选择B→C力矩传输途径(模式)时,超越离合器II#组件11的力矩传输方向是单向锁紧特征;使得力矩可以传至驱动链轮部件01,而超越离合器I#组件08的“单向转动和单向锁紧”这时处于单向转动特征状态;使得脚蹬骑行曲轴部件16、驱动链轮主轴部件02及相关机构与B→C力矩传输事件无关。
由于有A→C力矩传输途径和B→C力矩传输途径均有相关的部件及其对应的机构与力矩传输途径事件无关的部件,使得骑行模式、动力模式之间的单独运行、组合运行、分离等,均不再存在相互干扰现象。即:骑行模式、动力模式分别及组合运行、分离不再干扰的逻辑运行形式的充分、必要条件成立。
②参阅(附图1-a、附图1-b)本项技术方案的动力源适用的电力驱动部件09,均可与车体支架部件12做成一体。当电力驱动源部件09及力矩变换机构部件10、超越离合器II#组件11、力矩输出部件13、车体构架部件12、均以细长型圆柱体形式组合为一体时(实验样车的部件9、10、11的外径均控制在30毫米以下),其装置本身(车体)就和普通自行车的车架外形完全一样。
c.有益效果
本项适用于电动自行车的力矩传输机构采用的技术方案及结构形式,在实际应用中可以使得驱动力源工作在理想的效率最高区域,对应于车辆行驶的包线范围内动力源是以理想的转数和扭矩输出动力。力矩传输机构、动力源设置于车架结构内的技术方案及总体布局又是一种完整意义上的自行车(和普通自行车外形完全一样)。机构设计的动力传输、多种模式单独、组合运行相互不再干扰的基本特征,确保了完整意义上的自行车骑行功能,同时也满足了按照非机动车定义的国家标准对于电动自行车的各项技术指标,是该类产品健康有序地发展的最好诠释。
4附图说明
附图1a本项技术方案涉及的电动自行车的安装位置
附图1b本项技术方案涉及的电动自行车的力矩传输机构的结构
其中:
01-自行车驱动链轮(制式标准件);
02-驱动链轮主轴;
03-驱动链轮固定轴;
04-自行车链轮安装套座(车架);
05-链轮轴承座(左、右);
06-紧固锁环;
07-散装轴承滚珠(制式标准件);
08-超越离合器(I#组);
09-动力源;
10-动力源力矩变换机构;
11-超越离合器(II#组);
12-车体支架;
13-伞型齿轮1#;
14-伞型齿轮2#;
15-卡簧锁片;
16-脚蹬骑行曲轴;
17-固定螺栓。
5具体实施方案
本项技术方案应用于电动自行车实现的运行模式是:
a.正常的自行车骑行功能参阅(附图1-b);当动力源是由脚踏骑行曲轴部件16将力矩传至自行车驱动链轮部件01驱动车辆行驶时,由于有超越离合器I#组件08的“单向”转动或锁紧(此时为锁紧方向)特性;使得由脚踏骑行曲轴部件16得到的力矩通过超越离合器I#组件08和驱动链轮固定轴部件03到达自行车驱动链轮部件01驱动车辆行驶,即上述模式的A→C力矩传输路径。
b.有限的辅助动力行驶参阅(附图1-b);当动力源是由伞型齿轮1#部件13将力矩传至自行车驱动链轮部件01驱动车辆行驶时,由于有超越离合器I#组件08的“单向”转动或锁紧(此时为转动方向)特性;使得由伞型齿轮1#部件13输出的力矩和伞型齿轮2#部件14、通过驱动链轮固定轴部件03到达自行车驱动链轮部件01驱动车辆行驶,即上述模式的B→C力矩传输路径。
c.正常的自行车骑行功能加上有限的辅助动力行驶、不同的运行模式单独、组合、分开,互不干扰参阅(附图1-b);当动力源是由脚蹬骑行曲轴部件16和伞型齿轮1#部件13同时将力矩传至自行车驱动链轮部件01驱动车辆行驶时(控制系统将电力驱动源力矩B设计为向脚踏力矩源A的速度跟迹同步,该项目另分案),即上述a、b模式的组合,自行车驱动链轮部件01得到的输出力矩是A、B力矩之和。实现a.模式运行时,力矩传输由脚蹬骑行曲轴部件16经过I#组件08(此时为锁紧方向)和驱动链轮固定轴部件03传至自行车驱动链轮部件01,此时伞型齿轮1#部件13从动,超越离合器II#组件处于单向转动方向,其他相关组件如电力驱动源部件09、动力源力矩变换机构部件10、因超越离合器II#组件处于转动方向而使其不参与a.模式运行方式事件。实现b.模式运行时,力矩传输由电力驱动源部件09、动力源力矩变换机构部件10、超越离合器II#组件11(此时为锁紧方向)到伞型齿轮1#部件13至驱动链轮固定轴部件03和自行车驱动链轮部件01,而超越离合器I#组件08(此时为转动方向),其他相关组件脚蹬骑行曲轴部件16、驱动链轮主轴02因超越离合器I#组件08处于转动方向而使其不参与b.模式运行方式事件。实现c.(a+b)模式运行时,力矩传输由脚蹬骑行曲轴部件16通过A→C力矩传输途径;同时实现b.模式运行时,力矩传输由电力驱动源部件09输出的力矩通过伞型齿轮1#部件13(部件09由控制电路实现同步跟迹处理)通过B→C力矩传输途径作用至驱动链轮固定轴部件03和自行车驱动链轮部件01,驱动车辆运行。
c.(a+b)模式运行有一个同步问题(转速同步,力矩不一定同步),即B→C力矩传输途径的速度要跟迹A→C力矩传输途径的速度。当B→C力矩传输途径的转动速率相当于A→C力矩传输途径转动速率时,c.(a+b)模式才有意义。在c.(a+b)模式运行时,B→C力矩传输途径速率大于A→C力矩传输途径速率时,逻辑解释是没有意义。B→C力矩传输途径速率小于A→C力矩传输途径速率时,系统采用的逻辑状态为闭锁B→C力矩传输途径模式方式(能量不足或没电)。关于系统控制、同步等事件,另案。
基于上述a.模式、b.模式、及c.(a+b)模式运行方式中都有部分相对应的部件不参与相关模式的相关部件机理存在,如a.模式的电力驱动源部件09、动力源力矩变换机构10不参与a.模式事件,b.模式时脚踏骑行的曲轴部件16、驱动链轮主轴部件02不参与b.模式事件,为c.(a+b)模式运行的单独、组合、分开,互不干扰的逻辑及运行方式形成了充分、必要条件。

Claims (3)

1.适用于电动自行车的力矩传输机构是驾乘者脚踏力矩传输至驱动链轮与电力驱动源力矩传输至驱动链轮互不干扰的机构,其特征是:脚蹬骑行曲轴与驱动链轮主轴连接、驱动链轮主轴安装有超越离合器和驱动链轮固定轴及驱动链轮,力矩经过脚蹬骑行曲轴与驱动链轮主轴和超越离合器及驱动链轮固定轴到驱动链轮;电力驱动力源与超越离合器(II#组)和力矩变换机构连接、力矩变换机构与驱动链轮固定轴及驱动链轮连接,力矩经过电力驱动力源与超越离合器(II#组)和力矩变换机构与驱动链轮固定轴到驱动链轮。
2.根据权利要求1所述的适用于电动自行车的力矩传输机构,其特征是:驾乘者脚踏力矩输出经过所属的超越离合器组件并处于驾乘者脚踏力矩传输锁紧方向同时另一组电力驱动源力矩输出所属的超越离合器组件处于转动方向,电力驱动源的力矩输出经过所属超越离合器组件并处于电力驱动源力矩传输的锁紧方向同时另一组驾乘者力矩输出所属的超越离合器组处于转动方向。
3.根据权利要求1所述的适用于电动自行车的力矩传输机构,其特征是:驱动链轮主轴部件、超越离合器组件、驱动链轮固定轴部件、电力驱动源部件、力矩变换部件、齿轮部件的组件设置于自行车车架内并与自行车车架为一体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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