CN207078276U - 自行车助力系统及具有其的自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自行车助力系统及具有其的自行车，自行车助力系统包括：机架，机架可拆卸地安装在自行车车架上；检测装置，检测装置安装在机架上以检测骑行者对自行车的链条所施加的作用力；驱动装置，驱动装置安装在机架上，驱动装置根据检测装置检测的作用力对自行车施加助力。本实用新型自行车助力系统和自行车车架无需设置成一体，可以分别设计，分别加工，实际使用时无需更换自行车零件，而直接将自行车助力系统安装在自行车车架上即可，操作简单快捷。

Description

自行车助力系统及具有其的自行车

技术领域

本实用新型涉及交通工具技术领域，具体而言，涉及一种自行车助力系统及具有其的自行车。

背景技术

自行车助力系统是指通过检测骑行者的力、速度、车速等参数，判断骑行者的意图，从而给驱动单元相应的指令，将电机产生的扭矩直接输出到自行车的运动单元(链盘、链条、车轮等)实现减轻骑行者负担的效果。

目前助力自行车分为轮毂电机驱动方式和中置系统驱动方式；前者由于在车轮上加了电机，但是由于电机质量比较大，这导致其旋转惯量比较大，在不助力骑行时，人需要克服较大的惯性负载。因此骑行效果较差；后者克服了这一缺点，但是往往需要专门设计自行车车架，需要使得自行车助力系统和整车一体设计。

实用新型内容

本实用新型需要解决的第一个技术问题是提供一种自行车助力系统，以解决现有技术中无法给普通自行车简单快捷的加装助力系统的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型提供了一种自行车助力系统，包括：机架，机架可拆卸地安装在自行车车架上；检测装置，检测装置安装在机架上以检测骑行者对自行车的链条所施加的作用力；驱动装置，驱动装置安装在机架上，驱动装置根据检测装置检测的作用力对自行车施加助力。

进一步地，检测装置包括：安装架，安装架可移动地安装在机架上；惰轮，惰轮一端与安装架相连接，另一端与链条相接触；惰轮随链条移动而转动，并带动安装架相对于机架运动；检测件，检测件安装在机架上并与安装架连接以检测骑行者对链条所施加的作用力。

进一步地，安装架为L形支架，L形支架包括第一连接杆和第二连接杆，第一连接杆与机架相连接，惰轮可转动地安装在第二连接杆上。

进一步地，检测装置还包括悬臂梁，第一连接杆通过悬臂梁与机架相连接；悬臂梁的一端固定在机架上，悬臂梁的悬空端与第一连接杆固定连接。

进一步地，悬臂梁的悬空端通过紧固螺钉固定在第一连接杆上，悬臂梁上设有通孔，紧固螺钉穿过通孔与第一连接杆顶端螺纹孔相连接。

进一步地，检测件为贴设在悬臂梁上的应变片，悬臂梁随安装架的运动发生形变，应变片用于检测悬臂梁的形变量。

进一步地，驱动装置包括：驱动电机，驱动电机安装在机架上；传动件，传动件套设在驱动电机的输出轴上并与链条连接。

进一步地，传动件与驱动电机的输出轴之间还设有轴承。

进一步地，传动件为传动链轮，轴承为单向轴承。

进一步地，自行车助力系统还包括控制器，检测装置与控制器通讯连接，控制器接收检测装置传递的信号以对驱动装置进行控制。

实用新型要解决的第二个技术问题是提供一种自行车，包括上述的自行车助力系统。

应用本实用新型的技术方案，由于本实用新型中的机架是可拆卸地安装在自行车车架上的，且自行车助力系统上的检测装置和驱动装置都是安装在机架上的，在实际加工的过程中，自行车助力系统和自行车车架无需设置成一体，可以分别设计，分别加工。工作时，通过自行车助力系统上的检测装置的作用，可以检测得到骑行者随自行车的链条施加的作用力，驱动装置可以根据检测装置的检测结果对自行车施加助力，将驱动装置产生的扭矩直接输出到自行车的运动单元(链盘、链条、车轮等)实现减轻骑行者负担的效果，结构简单，便于实现。本实用新型的自行车助力系统在实际使用时无需更换自行车零件，而直接安装在自行车车架上即可，操作简单快捷。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本实用新型的自行车助力系统安装在自行车上时的主视图；

图2示意性示出了图1中A区域的放大图；

图3示意性示出了本实用新型的悬臂梁的立体结构图；以及

图4示意性示出了本实用新型的安装架的立体结构图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、机架；11、定位孔；20、驱动装置；21、驱动电机；22、传动件；23、轴承；30、检测装置；31、安装架；311、第一连接杆；312、第二连接杆；313、螺纹孔；32、惰轮；33、悬臂梁；331、通孔；34、紧固螺钉；40、链条。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

参见图1至图4所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种自行车助力系统，该自行车助力系统包括机架10、检测装置30以及驱动装置20。

其中，机架10可拆卸地安装在自行车车架上；检测装置30安装在机架10上以检测骑行者对自行车的链条40所施加的作用力；驱动装置20安装在机架10上，在实际工作的过程中，驱动装置20根据检测装置30检测的作用力对自行车施加助力。

由于本实施例中的机架10是可拆卸地安装在自行车车架上的，且自行车助力系统上的检测装置30和驱动装置20都是安装在机架10上的，在实际加工的过程中，自行车助力系统和自行车车架无需设置成一体，可以分别设计，分别加工。工作时，通过自行车助力系统上的检测装置30的作用，可以检测得到骑行者随自行车的链条40施加的作用力，驱动装置20可以根据检测装置30的检测结果对自行车施加助力，将驱动装置20产生的扭矩直接输出到自行车的运动单元(链盘、链条、车轮等)实现减轻骑行者负担的效果，结构简单，便于实现。本实用新型的自行车助力系统在实际使用时无需更换自行车零件，而直接安装在普通自行车车架上即可，操作简单快捷。

具体来说，本实施例中的检测装置30包括安装架31、惰轮32以及检测件。

其中，安装架31可移动地安装在机架10上；惰轮32的一端与安装架31相连接，另一端与链条40相接触；工作时，惰轮32随链条40移动而转动，并带动安装架31相对于机架10运动；检测件安装在机架10上并与安装架31连接以检测骑行者对链条40所施加的作用力。

自行车助力系统还包括控制器(图中未示出)，检测装置30与控制器通讯连接，控制器接收检测装置30传递的信号以对驱动装置20进行控制。

当骑行者对自行车链条40施加作用力的过程中，由于惰轮32可以随链条40转动，同时带动安装架31相对于机架10发生竖直方向的运动，而检测件安装在机架10并与安装架31连接在一起，当惰轮32带动安装架31在竖直方向运动的过程中，设置在机架10和安装架31之间的检测件通过检测安装架31的运动情况，进而能够检测得到骑行者通过自行车脚踏对链条40所施加的作用力。然后将该检测结果传递给自行车助力系统的控制器，控制器根据该检测结果判断是否需要启动驱动装置20，进而在合适的时机启动驱动装置20以对自行车施加助力。

优选地，本实施例中的安装架31为L形支架，该L形支架包括第一连接杆311和与第一连接杆311相垂直的第二连接杆312，其中，第一连接杆311与机架10相连接，惰轮32可转动地安装在第二连接杆312上。当骑行者对自行车脚踏施加作用力带动链条40转动时，惰轮32随链条40一起转动，并带动L形支架相对于机架10发生竖直方向上的运动，最后通过检测件检测得到骑行者对链条40施加的作用力。

本实施例中的检测装置30还包括悬臂梁33，在实际安装的过程中，第一连接杆311通过悬臂梁33与机架10相连接。

具体来说，悬臂梁33的一端固定在机架10上，悬臂梁33的悬空端与第一连接杆311固定连接。

连接时，悬臂梁33的悬空端通过紧固螺钉34固定在第一连接杆311上，悬臂梁33上设有通孔331，紧固螺钉34穿过通孔331与第一连接杆311顶端的螺纹孔313相连接，通过设置紧固螺钉34和螺纹孔313的连接长度，检测装置30可以适配不同尺寸的自行车。

优选地，本实施例中的第一连接杆311为棱柱状结构，例如四棱柱、三棱柱等，机架10上设置有与该棱柱状结构对应的定位孔11，在实际工作的过程中，本实施例中的第一连接杆311不可在定位孔11内转动，而只能够在定位孔11内做伸缩运动。安装时，将第一连接杆311从机架10的底部穿设在定位孔11内，然后将惰轮32安装在第二连接杆312上，并能够在第二连接杆312上转动，安装惰轮32时，通过旋转第一连接杆311顶端的紧固螺钉34与螺纹孔313的连接长度，来调整惰轮32在竖直方向上的的安装高度，进而使得惰轮32与链条40压紧，便于检测件准确地检测骑行者对链条40施加的作用力。

本实施例中的检测件为贴设在悬臂梁33上的应变片，悬臂梁33由易发生形变的材料制作而成，例如钢片等，在自行车助力系统工作的过程中，当惰轮32带动安装架31相对于机架10发生竖直方向的运动时，悬臂梁33随安装架31的运动发生形变，此时，应变片通过检测悬臂梁33的形变量以检测骑行者对自行车的链条40所施加的作用力。

当骑行者对自行车链条40施加力的作用时，链条40沿重力方向会发生位移，该位移由惰轮32经L形安装架传递到紧固螺钉34，再传递到悬臂梁33上，通过应变片检测悬臂梁33的形变量，进一步测得骑行者对链条40施加的作用力，然后将该检测结果传递给自行车助力系统的控制器，控制器根据该检测结果判断是否需要启动驱动装置20，进而在合适的时机启动驱动装置20以对自行车施加助力。

本实施例中的驱动装置20包括驱动电机21和传动件22。其中，驱动电机21安装在机架10上；传动件22套设在驱动电机21的输出轴上并与链条40连接。当需要对自行车施加助力时，驱动电机21转动带动传动件22转动，进而带动链条40转动以对自行车施加助力。

优选地，传动件22与驱动电机21的输出轴之间还设有轴承23。本实施例中的传动件22为传动链轮，轴承23为单向轴承，安装时，将单向轴承套设在驱动电机21的输出轴上，然后将传动链轮套设在单向轴承上，并使得传动链轮与链条40连接，施加助力时，驱动电机21转动带动传动链轮转动，从而带动链条40转动，结构简单，便于实现。

再次结合图1至图4所示，根据上述的实施例可以知道，本实用新型的自行车助力系的驱动电机21安装在机架10上，驱动电机21的电机输出轴安装有单向轴承，单向轴承的外圈安装一个传动链轮，该传动链轮的齿和自行车的链条40啮合。

惰轮32安装在L形支架的第二连接杆312上，L形支架的第一连接杆311穿过机架10上预留的定位孔11和悬臂梁33的悬空端用紧固螺钉34连接，安装时，通过旋转紧固螺钉34可调整L形支架的第一连接杆311在竖直方向上的安装高度，使安装在L形支架的第二连接杆312上的惰轮32压紧链条40；L形支架旋转自由度由L形支架的棱柱状的第二连接杆312和机架10上的定位孔孔的形状限制；悬臂梁33另外一端由螺钉固定在机架10上。

在实际工作的过程中，人踩脚踏之后，链条40沿重力方向会发生位移，该位移由惰轮32经L形支架传递到悬臂梁33上，通过检测件检测悬臂梁33的形变可以测得人踩踏的力；在检测到人对自行车的链条40施加的力之后，检测件会将该结果传递给控制器，控制器根据该检测结果在合适的时机启动驱动电机21，驱动电机21通过带动传动链轮转动将动力传递到自行车的链条40上，从而实现助力方式。

本实施例中的对单向轴承的动力传递方向作如下规定：驱动电机21的电机输出轴带动传动链轮能将动力传递到链条40上；链条40运动时无法将动力传动到电机轴，防止驱动电机21反转。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种自行车，该自行车包括上述实施例中的自行车助力系统。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型中的机架是可拆卸地安装在自行车车架上的，且自行车助力系统上的检测装置和驱动装置都是安装在机架上的，在实际加工的过程中，自行车助力系统和自行车车架无需设置成一体，可以分别设计，分别加工。本实用新型的自行车助力系统在实际使用时无需更换自行车零件，而直接安装在自行车车架上即可，操作简单快捷。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种自行车助力系统，其特征在于，包括：

机架(10)，所述机架(10)可拆卸地安装在自行车车架上；

检测装置(30)，所述检测装置(30)安装在所述机架(10)上以检测骑行者对自行车的链条(40)所施加的作用力；

驱动装置(20)，所述驱动装置(20)安装在所述机架(10)上，所述驱动装置(20)根据所述检测装置(30)检测的作用力对自行车施加助力。

2.根据权利要求1所述的自行车助力系统，其特征在于，所述检测装置(30)包括：

安装架(31)，所述安装架(31)可移动地安装在所述机架(10)上；

惰轮(32)，所述惰轮(32)一端与所述安装架(31)相连接，另一端与所述链条(40)相接触；所述惰轮(32)随所述链条(40)移动而转动，并带动所述安装架(31)相对于所述机架(10)运动；

检测件，所述检测件安装在所述机架(10)上并与所述安装架(31)连接以检测骑行者对所述链条(40)所施加的作用力。

3.根据权利要求2所述的自行车助力系统，其特征在于，所述安装架(31)为L形支架，所述L形支架包括第一连接杆(311)和第二连接杆(312)，所述第一连接杆(311)与所述机架(10)相连接，所述惰轮(32)可转动地安装在所述第二连接杆(312)上。

4.根据权利要求3所述的自行车助力系统，其特征在于，所述检测装置(30)还包括悬臂梁(33)，所述第一连接杆(311)通过所述悬臂梁(33)与所述机架(10)相连接；所述悬臂梁(33)的一端固定在所述机架(10)上，所述悬臂梁(33)的悬空端与所述第一连接杆(311)固定连接。

5.根据权利要求4所述的自行车助力系统，其特征在于，所述悬臂梁(33)的悬空端通过紧固螺钉(24)固定在所述第一连接杆(311)上，所述悬臂梁(33)上设有通孔(331)，所述紧固螺钉(24)穿过所述通孔(331)与所述第一连接杆(311)顶端螺纹孔(313)相连接。

6.根据权利要求4所述的自行车助力系统，其特征在于，所述检测件为贴设在所述悬臂梁(33)上的应变片，所述悬臂梁(33)随所述安装架(31)的运动发生形变，所述应变片用于检测所述悬臂梁(33)的形变量。

7.根据权利要求1所述的自行车助力系统，其特征在于，所述驱动装置(20)包括：

驱动电机(21)，所述驱动电机(21)安装在所述机架(10)上；

传动件(12)，所述传动件(12)套设在所述驱动电机(21)的输出轴上并与所述链条(40)连接。

8.根据权利要求7所述的自行车助力系统，其特征在于，所述传动件(12)与所述驱动电机(21)的输出轴之间还设有轴承(13)。

9.根据权利要求8所述的自行车助力系统，其特征在于，所述传动件(12)为传动链轮，所述轴承(13)为单向轴承。

10.根据权利要求1所述的自行车助力系统，其特征在于，所述自行车助力系统还包括控制器，所述检测装置(30)与所述控制器通讯连接，所述控制器接收所述检测装置(30)传递的信号以对所述驱动装置(20)进行控制。

11.一种自行车，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的自行车助力系统。