CN208165197U - 一种用于驱动自行车车轮转动的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于驱动自行车车轮转动的装置，包括驱动轮及动力装置，所述驱动轮与动力装置相连，所述动力装置用于驱动驱动轮绕驱动轮自身轴线转动，所述驱动轮的端面上具有用于与自行车车轮作用的摩擦面，所述摩擦面呈环状，且所述摩擦面为弧形面；摩擦面与驱动轮的轴线同轴；所述弧形面的形状满足以下关系：在驱动轮的径向方向上，摩擦面靠近驱动轮轴线的一侧用于与自行车车轮轮毂的侧面相作用，摩擦面远离驱动轮轴线的一侧用于与自行车车轮轮胎的侧面相作用，且摩擦面可同时与轮胎之间、与轮毂之间具有正压力。本装置结构简单，可有效驱动自行车行进以获得不同的行驶方案。

Description

一种用于驱动自行车车轮转动的装置

技术领域

本实用新型涉及车辆驱动装置技术领域，特别是涉及一种用于驱动自行车车轮转动的装置。

背景技术

自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上自行车后，以脚踩踏板为动力，故自行车是现有技术中重要的用来代步、出行的环保交通工具；现有技术中，亦有越来越多的人将自行车作为健身器材用来进行骑行锻炼；同时，自行车骑行也是一项体育竞技运动。

目前，世面上有大量的仅能通过人力驱动的自行车，而根据具体的出行需要，如距离较长、时间较紧的情况下，电动自行车相较于仅能通过人力驱动的自行车具有明显的优势。

为合理利用世面上已有仅能通过人力驱动的自行车，现有技术中出现了如申请号为：201420242889.X，名称为：自行车摩擦轮胎传动行驶一体化动力装置的技术方案、申请号为201610238612.3，名称为：轮胎侧面驱动的自行车电动助力器，这些技术方案提出了一种在易于改装的情况下，将仅能通过人力驱动的自行车改造为电动自行车的技术。通过这些技术，既可将普通自行车快速简单变成电动自行车，也可快速还原回普通自行车，满足家用代步要求，简便重量轻，行驶过程中掉电或故障仍可骑行，与普通自行车骑行轻松无区别。

进一步优化将普通的仅能通过人力驱动的自行车改造成电动自行车以满足不同骑行需要的技术方案，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述提出的进一步优化将普通的仅能通过人力驱动的自行车改造成电动自行车以满足不同骑行需要的技术方案，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题的问题，本实用新型提供了一种用于驱动自行车车轮转动的装置，本装置结构简单，可有效驱动自行车行进以获得不同的行驶方案。

本实用新型提供的一种用于驱动自行车车轮转动的装置通过以下技术要点来解决问题，一种用于驱动自行车车轮转动的装置，包括驱动轮及动力装置，所述驱动轮与动力装置相连，所述动力装置用于驱动驱动轮绕驱动轮自身轴线转动，所述驱动轮的端面上具有用于与自行车车轮作用的摩擦面，所述摩擦面呈环状，且所述摩擦面为弧形面；

摩擦面与驱动轮的轴线同轴；

所述弧形面的形状满足以下关系：在驱动轮的径向方向上，摩擦面靠近驱动轮轴线的一侧用于与自行车车轮轮毂的侧面相作用，摩擦面远离驱动轮轴线的一侧用于与自行车车轮轮胎的侧面相作用，且摩擦面可同时与轮胎之间、与轮毂之间具有正压力。

本装置可安装在车架上，如与前轮作用时，可安装在随前轮转向随动的前叉上、与后轮作用时，可安装在与后轮相对位置固定的车架上，本装置中，驱动轮作为直接与自行车车轮接触，同时在驱动轮由动力装置驱动转动的过程中，为自行车车轮提供摩擦力，带动自行车车轮滚动的驱动部件。所述摩擦面作为驱动轮端面上用于与自行车车轮侧面接触的接触面。本方案中，设置为所述摩擦面呈环状，且所述摩擦面为弧形面，同时限定为在驱动轮的径向方向上，弧形面的内侧与轮毂接触、弧形面的外侧与轮胎接触、摩擦面可同时与轮胎之间、与轮毂之间具有正压力，即弧形面与轮毂和轮胎相互挤压可同时发生，这样，当驱动轮与车轮相互挤压并产生足够大的摩擦力时，相较于申请号为201610238612.3提供的方案，本装置驱动轮的结构设计可使得驱动轮与车轮具有更大的接触面积，以上更大的接触面积利于减小摩擦面对车轮侧面的压强，以上更小的压强利于减小轮胎的挤压变形，这样，本装置不仅结构简单，在实现为自行车行驶提供驱动力的同时，可使得轮胎具有更小的变形以提高轮胎的寿命和在自行车获得相同驱动力的情况下减小本装置的功率消耗、减小轮胎的发热以提高轮胎的寿命。同时，本方案中，驱动轮的结构设计可使得其同时与轮胎之间、与轮毂之间具有正压力，这样，由于现有轮毂相较于轮胎，轮毂为车轮上的刚性部件，轮胎为弹性变形部件，而轮胎的侧面突出在轮毂侧面的外侧，在安装时，可通过摩擦面的外侧首先与轮胎产生挤压，在驱动轮向车轮进一步挤压过程中，使得摩擦面与轮胎之间具有一定的正压力后摩擦面的内侧再与轮毂接触并产生一定的挤压力，这样，轮毂可在本装置安装时和本装置使用过程中，阻碍驱动轮进一步向车轮运动以避免轮胎受到过渡的侧向挤压而导致轮胎与轮毂连接失效或连接关系恶化。

具体的，根据现有自行车车轮侧面形状，在驱动轮上，由于摩擦面用于与车轮侧面接触，这样，摩擦面所在驱动轮端面位置实际上是一个环形凹槽，以上环形凹槽可位于驱动轮边缘以内或环形凹槽的外侧与驱动轮的侧面相交。作为本领域技术人员，由于本方案实现发明目的仅需弧形面同时与轮毂侧面、轮胎侧面产生正压力即可，具体的弧形面形式视需要适应的自行车车轮形状和尺寸而定，本领域一般技术人员可毫无疑义得出实现发明目的的弧形面具有无限多的形状。

优选的，在摩擦面靠近驱动轮轴线的一侧设置压力传感器，在使用时，以上压力传感器用于与轮毂作用，这样，可精确判断本装置与自行车安装的可靠性和使用过程中的可靠性。具体的压力传感器形式可采用将压力信号转换为电信号的力敏电阻，且力敏电阻的感应部分呈贴片状，贴片状部分贴合于摩擦面上。

更进一步的技术方案为：

作为驱动轮的具体实现形式，所述驱动轮包括呈环状的轮本体，所述轮本体的端面上具有绕驱动轮周向方向的环形槽；

还包括呈环状且安装于环形槽内的柔性垫，所述柔性垫绕驱动轮的周向方向，且所述摩擦面为柔性垫的表面。本方案中，柔性垫可采用橡胶、织物等，这样，可利用柔性垫易于变形的特点，增加摩擦面与车轮侧面的接触面积，同时增加本装置对摩擦面与车轮侧面之间具有杂质时的适应能力。

由于柔性垫为本装置中直接与车轮的相互作用的部件，这样，不可避免的导致柔性垫在使用过程中具有磨损，为使得柔性垫可更换以减小本装置的使用成本，所述柔性垫与轮本体的连接关系为可拆卸连接关系。

作为可拆卸连接的具体实现形式，还包括多个压片，各压片均通过压紧螺栓与轮本体螺栓连接；

所述柔性垫被夹持于压片与轮本体之间；

所述压片相对于驱动轮的轴线呈环状均布。采用本方案，柔性垫与轮本体连接可靠。

作为一种优选方案，设置为柔性垫上具有呈腰形的台阶孔，所述压片亦呈腰形，压片均安装于台阶孔中，所述压紧螺栓均为内六角螺栓，完成驱动轮的装配后及驱动轮在使用状态下，压紧螺栓的端面均位于柔性垫端面以下。这样，不仅可增加压片对柔性垫的直接压持面积，同时可避免压片、压紧螺栓影响柔性垫与车轮之间力的产生。以上方案优选设置为台阶孔的数量与压片的数量一致，但其他替代形式如台阶孔呈环状，压片安装于台阶孔中亦可。

现有技术中，自行车的轮胎与轮毂结合位置处一般向车轮侧凹陷，由于柔性垫安装完成后具有压缩变形，为尽可能使得本装置在运用时，避免压片、压紧螺栓影响柔性垫与车轮之间力的产生，在驱动轮的径向方向上，各压片与柔性垫的作用位置位于柔性垫的中部。采用本方案，可根据具体的车轮形式，使得摩擦面上与车轮的接触位置位于所述中部内侧和外侧。

作为柔性垫的具体实现形式，所述柔性垫的材质为橡胶。采用本方案，柔性垫不仅可获得与车轮较大的摩擦力，同时利用橡胶弹性变形的特点，使得在本装置完成安装后，即使驱动轮由一定的位置位移，橡胶进一步被压缩或产生一定的回弹，亦可使得本装置能够为车轮提供驱动力。

为使得本装置具有更好的安装可靠性，还包括夹紧轮，所述驱动轮用于与自行车车轮的一侧作用，所述夹紧轮用于与自行车车轮的另一侧作用，且在本装置安装于自行车上时，夹紧轮与驱动轮的轴线相互平行。本方案中，可直接将夹紧轮安装在自行车的车架上，并通过夹紧轮与驱动轮呈正对安装关系，减小因为驱动轮为车轮侧面提供压力而造成的车轮变形，亦可设置为本装置包括机架，驱动轮与夹紧轮均安装于机架上，这样，驱动轮与夹紧轮各自与同一车轮相互作用可起到两者相对于车轮相互限位作用。

作为具体的实现形式，还包括机架，所述夹紧轮与驱动轮均连接于机架上，且夹紧轮与驱动轮的相对位置可调。

作为动力装置的实现形式，所述动力装置包括驱动电机及蓄电池，所述蓄电池作为驱动电机的供电部件，所述驱动轮连接在驱动电机的转子上。

本实用新型具有以下有益效果：

本方案中，设置为所述摩擦面呈环状，且所述摩擦面为弧形面，同时限定为在驱动轮的径向方向上，弧形面的内侧与轮毂接触、弧形面的外侧与轮胎接触、摩擦面可同时与轮胎之间、与轮毂之间具有正压力，即弧形面与轮毂和轮胎相互挤压可同时发生，这样，当驱动轮与车轮相互挤压并产生足够大的摩擦力时，相较于申请号为201610238612.3提供的方案，本装置驱动轮的结构设计可使得驱动轮与车轮具有更大的接触面积，以上更大的接触面积利于减小摩擦面对车轮侧面的压强，以上更小的压强利于减小轮胎的挤压变形，这样，本装置在实现为自行车行驶提供驱动力的同时，可使得轮胎具有更小的变形以提高轮胎的寿命和在自行车获得相同驱动力的情况下减小本装置的功率消耗、减小轮胎的发热以提高轮胎的寿命。同时，本方案中，驱动轮的结构设计可使得其同时与轮胎之间、与轮毂之间具有正压力，这样，由于现有轮毂相较于轮胎，轮毂为车轮上的刚性部件，轮胎为弹性变形部件，而轮胎的侧面突出在轮毂侧面的外侧，在安装时，可通过摩擦面的外侧首先与轮胎产生挤压，在驱动轮向车轮进一步挤压过程中，使得摩擦面与轮胎之间具有一定的正压力后摩擦面的内侧再与轮毂接触并产生一定的挤压力，这样，轮毂可在本装置安装时和本装置使用过程中，阻碍驱动轮进一步向车轮运动以避免轮胎受到过渡的侧向挤压而导致轮胎与轮毂连接失效或连接关系恶化。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种用于驱动自行车车轮转动的装置一个具体运用实施例的结构示意图，该示意图局部剖视；

图2是图1所示A部的局部放大图；

图3是本实用新型所述的一种用于驱动自行车车轮转动的装置一个具体实施例中，驱动轮的结构示意图，该示意图中，视口位于驱动轮上设置有柔性垫一侧的外侧，且视线方向沿着驱动轮的轴线方向。

图中的附图标记依次为：1、驱动轮，11、轮本体，12、柔性垫，13、压片，14、压紧螺栓，2、动力装置，3、轮胎，4、轮毂，5、摩擦面，6、夹紧轮。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1至图3所示，一种用于驱动自行车车轮转动的装置，包括驱动轮1及动力装置2，所述驱动轮1与动力装置2相连，所述动力装置2用于驱动驱动轮1绕驱动轮1自身轴线转动，所述驱动轮1的端面上具有用于与自行车车轮作用的摩擦面5，所述摩擦面5呈环状，且所述摩擦面5为弧形面；

摩擦面5与驱动轮1的轴线同轴；

所述弧形面的形状满足以下关系：在驱动轮1的径向方向上，摩擦面5靠近驱动轮1轴线的一侧用于与自行车车轮轮毂4的侧面相作用，摩擦面5远离驱动轮1轴线的一侧用于与自行车车轮轮胎3的侧面相作用，且摩擦面5可同时与轮胎3之间、与轮毂4之间具有正压力。

本装置可安装在车架上，如与前轮作用时，可安装在随前轮转向随动的前叉上、与后轮作用时，可安装在与后轮相对位置固定的车架上，本装置中，驱动轮1作为直接与自行车车轮接触，同时在驱动轮1由动力装置2驱动转动的过程中，为自行车车轮提供摩擦力，带动自行车车轮滚动的驱动部件。所述摩擦面5作为驱动轮1端面上用于与自行车车轮侧面接触的接触面。本方案中，设置为所述摩擦面5呈环状，且所述摩擦面5为弧形面，同时限定为在驱动轮1的径向方向上，弧形面的内侧与轮毂4接触、弧形面的外侧与轮胎3接触、摩擦面5可同时与轮胎3之间、与轮毂4之间具有正压力，即弧形面与轮毂4和轮胎3相互挤压可同时发生，这样，当驱动轮1与车轮相互挤压并产生足够大的摩擦力时，相较于申请号为201610238612.3提供的方案，本装置驱动轮1的结构设计可使得驱动轮1与车轮具有更大的接触面积，以上更大的接触面积利于减小摩擦面5对车轮侧面的压强，以上更小的压强利于减小轮胎3的挤压变形，这样，本装置在实现为自行车行驶提供驱动力的同时，可使得轮胎3具有更小的变形以提高轮胎3的寿命和在自行车获得相同驱动力的情况下减小本装置的功率消耗、减小轮胎3的发热以提高轮胎3的寿命。同时，本方案中，驱动轮1的结构设计可使得其同时与轮胎3之间、与轮毂4之间具有正压力，这样，由于现有轮毂4相较于轮胎3，轮毂4为车轮上的刚性部件，轮胎3为弹性变形部件，而轮胎3的侧面突出在轮毂4侧面的外侧，在安装时，可通过摩擦面5的外侧首先与轮胎3产生挤压，在驱动轮1向车轮进一步挤压过程中，使得摩擦面5与轮胎3之间具有一定的正压力后摩擦面5的内侧再与轮毂4接触并产生一定的挤压力，这样，轮毂4可在本装置安装时和本装置使用过程中，阻碍驱动轮1进一步向车轮运动以避免轮胎3受到过渡的侧向挤压而导致轮胎3与轮毂4连接失效或连接关系恶化。

具体的，根据现有自行车车轮侧面形状，在驱动轮1上，由于摩擦面5用于与车轮侧面接触，这样，摩擦面5所在驱动轮1端面位置实际上是一个环形凹槽，以上环形凹槽可位于驱动轮1边缘以内或环形凹槽的外侧与驱动轮1的侧面相交。作为本领域技术人员，由于本方案实现发明目的仅需弧形面同时与轮毂4侧面、轮胎3侧面产生正压力即可，具体的弧形面形式视需要适应的自行车车轮形状和尺寸而定，本领域一般技术人员可毫无疑义得出实现发明目的的弧形面具有无限多的形状。

优选的，在摩擦面5靠近驱动轮1轴线的一侧设置压力传感器，在使用时，以上压力传感器用于与轮毂4作用，这样，可精确判断本装置与自行车安装的可靠性和使用过程中的可靠性。具体的压力传感器形式可采用将压力信号转换为电信号的力敏电阻，且力敏电阻的感应部分呈贴片状，贴片状部分贴合于摩擦面5上。

实施例2：

如图1至图3所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：作为驱动轮1的具体实现形式，所述驱动轮1包括呈环状的轮本体11，所述轮本体11的端面上具有绕驱动轮1周向方向的环形槽；

还包括呈环状且安装于环形槽内的柔性垫12，所述柔性垫12绕驱动轮1的周向方向，且所述摩擦面5为柔性垫12的表面。本方案中，柔性垫12可采用橡胶、织物等，这样，可利用柔性垫12易于变形的特点，增加摩擦面5与车轮侧面的接触面积，同时增加本装置对摩擦面5与车轮侧面之间具有杂质时的适应能力。

由于柔性垫12为本装置中直接与车轮的相互作用的部件，这样，不可避免的导致柔性垫12在使用过程中具有磨损，为使得柔性垫12可更换以减小本装置的使用成本，所述柔性垫12与轮本体11的连接关系为可拆卸连接关系。

作为可拆卸连接的具体实现形式，还包括多个压片13，各压片13均通过压紧螺栓14与轮本体11螺栓连接；

所述柔性垫12被夹持于压片13与轮本体11之间；

所述压片13相对于驱动轮1的轴线呈环状均布。采用本方案，柔性垫12与轮本体11连接可靠。

作为一种优选方案，设置为柔性垫12上具有呈腰形的台阶孔，所述压片13亦呈腰形，压片13均安装于台阶孔中，所述压紧螺栓14均为内六角螺栓，完成驱动轮1的装配后及驱动轮1在使用状态下，压紧螺栓14的端面均位于柔性垫12端面以下。这样，不仅可增加压片13对柔性垫12的直接压持面积，同时可避免压片13、压紧螺栓14影响柔性垫12与车轮之间力的产生。以上方案优选设置为台阶孔的数量与压片13的数量一致，但其他替代形式如台阶孔呈环状，压片13安装于台阶孔中亦可。

现有技术中，自行车的轮胎3与轮毂4结合位置处一般向车轮侧凹陷，由于柔性垫12安装完成后具有压缩变形，为尽可能使得本装置在运用时，避免压片13、压紧螺栓14影响柔性垫12与车轮之间力的产生，在驱动轮1的径向方向上，各压片13与柔性垫12的作用位置位于柔性垫12的中部。采用本方案，可根据具体的车轮形式，使得摩擦面5上与车轮的接触位置位于所述中部内侧和外侧。

作为柔性垫12的具体实现形式，所述柔性垫12的材质为橡胶。采用本方案，柔性垫12不仅可获得与车轮较大的摩擦力，同时利用橡胶弹性变形的特点，使得在本装置完成安装后，即使驱动轮1由一定的位置位移，橡胶进一步被压缩或产生一定的回弹，亦可使得本装置能够为车轮提供驱动力。

为使得本装置具有更好的安装可靠性，还包括夹紧轮6，所述驱动轮1用于与自行车车轮的一侧作用，所述夹紧轮6用于与自行车车轮的另一侧作用，且在本装置安装于自行车上时，夹紧轮6与驱动轮1的轴线相互平行。本方案中，可直接将夹紧轮6安装在自行车的车架上，并通过夹紧轮6与驱动轮1呈正对安装关系，减小因为驱动轮1为车轮侧面提供压力而造成的车轮变形，亦可设置为本装置包括机架，驱动轮1与夹紧轮6均安装于机架上，这样，驱动轮1与夹紧轮6各自与同一车轮相互作用可起到两者相对于车轮相互限位作用。

作为具体的实现形式，还包括机架，所述夹紧轮6与驱动轮1均连接于机架上，且夹紧轮6与驱动轮1的相对位置可调。

作为动力装置2的实现形式，所述动力装置2包括驱动电机及蓄电池，所述蓄电池作为驱动电机的供电部件，所述驱动轮1连接在驱动电机的转子上。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于驱动自行车车轮转动的装置，包括驱动轮（1）及动力装置（2），所述驱动轮（1）与动力装置（2）相连，所述动力装置（2）用于驱动驱动轮（1）绕驱动轮（1）自身轴线转动，其特征在于，所述驱动轮（1）的端面上具有用于与自行车车轮作用的摩擦面（5），所述摩擦面（5）呈环状，且所述摩擦面（5）为弧形面；

摩擦面（5）与驱动轮（1）的轴线同轴；

所述弧形面的形状满足以下关系：在驱动轮（1）的径向方向上，摩擦面（5）靠近驱动轮（1）轴线的一侧用于与自行车车轮轮毂（4）的侧面相作用，摩擦面（5）远离驱动轮（1）轴线的一侧用于与自行车车轮轮胎（3）的侧面相作用，且摩擦面（5）可同时与轮胎（3）之间、与轮毂（4）之间具有正压力。

2.根据权利要求1所述的一种用于驱动自行车车轮转动的装置，其特征在于，所述驱动轮（1）包括呈环状的轮本体（11），所述轮本体（11）的端面上具有绕驱动轮（1）周向方向的环形槽；

还包括呈环状且安装于环形槽内的柔性垫（12），所述柔性垫（12）绕驱动轮（1）的周向方向，且所述摩擦面（5）为柔性垫（12）的表面。

3.根据权利要求2所述的一种用于驱动自行车车轮转动的装置，其特征在于，所述柔性垫（12）与轮本体（11）的连接关系为可拆卸连接关系。

4.根据权利要求3所述的一种用于驱动自行车车轮转动的装置，其特征在于，还包括多个压片（13），各压片（13）均通过压紧螺栓（14）与轮本体（11）螺栓连接；

所述柔性垫（12）被夹持于压片（13）与轮本体（11）之间；

所述压片（13）相对于驱动轮（1）的轴线呈环状均布。

5.根据权利要求4所述的一种用于驱动自行车车轮转动的装置，其特征在于，在驱动轮（1）的径向方向上，各压片（13）与柔性垫（12）的作用位置位于柔性垫（12）的中部。

6.根据权利要求2所述的一种用于驱动自行车车轮转动的装置，其特征在于，所述柔性垫（12）的材质为橡胶。

7.根据权利要求1所述的一种用于驱动自行车车轮转动的装置，其特征在于，还包括夹紧轮（6），所述驱动轮（1）用于与自行车车轮的一侧作用，所述夹紧轮（6）用于与自行车车轮的另一侧作用，且在本装置安装于自行车上时，夹紧轮（6）与驱动轮（1）的轴线相互平行。

8.根据权利要求7所述的一种用于驱动自行车车轮转动的装置，其特征在于，还包括机架，所述夹紧轮（6）与驱动轮（1）均连接于机架上，且夹紧轮（6）与驱动轮（1）的相对位置可调。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的一种用于驱动自行车车轮转动的装置，其特征在于，所述动力装置（2）包括驱动电机及蓄电池，所述蓄电池作为驱动电机的供电部件，所述驱动轮（1）连接在驱动电机的转子上。