CN210555405U - 电动自行车驱动总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动自行车驱动总成包括：马达机构，设置于自行车的车架上，马达机构包括：机芯组件；齿轮组，一端与机芯组件连接；芯轮，与齿轮组的另一端连接，芯轮与自行车的轮毂连接，机芯组件通过齿轮组驱动芯轮转动而驱动自行车移动；脚踏系统，包括脚踏部、中轴和离合器组件，中轴的两端穿过芯轮与脚踏部连接，离合器组件设置于芯轮与中轴之间，离合器组件用于控制芯轮与中轴的连接或分离；控制器，与机芯组件及脚踏系统连接，控制器通过控制机芯组件及脚踏系统而控制自行车的驱动状态。本实用新型通过将马达机构集成于一体，安装于马达座内，并通过马达座安装于自行车上，生产安装及售后保养更为方便。

Description

电动自行车驱动总成

技术领域

本实用新型涉及一种电动自行车助力装置，特别是涉及一种电动自行车驱动总成。

背景技术

电动自行车，是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具。电动自行车因其便捷节能无公害的特点深受广大消费者喜爱。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术的电动自行车的驱动部分所包含的零部件及元器件较多，无论是生产安装还是售后保养等方面都比较麻烦，亟待改进。因此，急需一种电动自行车驱动总成，以方便其安装及售后保养。

实用新型内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型实施例提供了一种电动自行车驱动总成。具体的技术方案如下：

第一方面，提供一种电动自行车驱动总成，用于驱动自行车移动，其中电动自行车驱动总成包括：

马达机构，设置于自行车的车架上，马达机构包括：

机芯组件；

齿轮组，一端与机芯组件连接；

芯轮，与齿轮组的另一端连接，芯轮与自行车的轮毂连接，机芯组件通过齿轮组驱动芯轮转动而驱动自行车移动；

脚踏系统，包括脚踏部、中轴和离合器组件，中轴的两端穿过芯轮与脚踏部连接，离合器组件设置于芯轮与中轴之间，离合器组件用于控制芯轮与中轴的连接或分离，当离合器组件控制芯轮与中轴呈连接状态时，脚踏部通过中轴及离合器组件驱动芯轮转动而驱动自行车移动，当离合器组件控制芯轮与中轴呈分离状态时，中轴呈自由状态，脚踏部停止驱动自行车移动；

控制器，与机芯组件及脚踏系统连接，控制器通过控制机芯组件及脚踏系统而控制自行车的驱动状态，驱动状态包括电力驱动、脚踏驱动及混合驱动；以及

电池机构，设置于自行车的车架上，并与马达机构连接，电池机构用于为马达机构提供电力；

其中，当自行车的驱动状态为电力驱动时，机芯组件驱动自行车移动，离合器组件控制芯轮与中轴呈分离状态，中轴呈自由状态，脚踏部停止驱动自行车移动；

当自行车的驱动状态为脚踏驱动时，机芯组件停止驱动自行车移动，离合器组件控制芯轮与中轴呈连接状态，脚踏部驱动自行车移动；

当自行车的驱动状态为混合驱动时，离合器组件控制芯轮与中轴呈连接状态，机芯组件与脚踏部共同驱动自行车移动。

在第一方面的第一种可能实现方式中，还包括马达座，设置于车架上，马达机构设置于马达座内，马达机构通过马达座设置于自行车的车架上，电池机构设置于车架的下管内。

在第一方面的第二种可能实现方式中，机芯组件还包括：

机芯，与控制器连接，机芯用于提供第一驱动力，控制器通过控制机芯的输出功率而控制第一驱动力；以及

电机输出轴，一端与机芯连接，电机输出轴的另一端与齿轮组连接，机芯通过电机输出轴输出第一驱动力。

在第一方面的第三种可能实现方式中，中轴上还具有一外花键，离合器组件的一端与芯轮固定连接，离合器组件的另一端还具有一与外花键对应的内花键，当离合器组件控制芯轮与中轴呈连接状态时，离合器组件的另一端与中轴通过外花键与内花键相配合连接，芯轮通过离合器组件与中轴连接，当离合器组件控制芯轮与中轴呈分离状态时，外花键与内花键的分离，离合器组件的另一端与中轴分离，芯轮与中轴分离，中轴呈自由状态。

结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，离合器组件还包括：

棘齿圈，设置于芯轮内，并与芯轮固定连接，棘齿圈内具有多个卡槽；

三窝飞芯，具有一内花键，三窝飞芯与外花键对应设置于棘齿圈内；

多个飞簧，设置于三窝飞芯内；以及

多个飞跳，设置于三窝飞芯内，并与多个飞簧对应连接，多个飞跳通过多个飞簧限位于三窝飞芯内；

其中，当脚踏部驱动自行车移动时，三窝飞芯与中轴通过内花键与外花键相配合连接，中轴带动三窝飞芯转动，多个飞跳对应抵接于与多个卡槽内，三窝飞芯通过飞跳带动棘齿圈转动，棘齿圈带动芯轮转动，芯轮驱动自行车移动。

结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，电动自行车驱动总成还包括：

聚氨酯套，设置于外花键两侧，当脚踏部驱动自行车移动时，脚踏部提供第二驱动力，压迫聚氨酯套产生弹性形变，中轴沿着花键方向产生一轴向的串动力；

轴承，与中轴对应连接，轴承用于安装固定中轴；

传感器，设置于马达机构内，并与控制器电性连接，传感器用于感测串动力，并将其传输给控制器，控制器根据串动力计算第二驱动力，并控制机芯组件。

结合第一方面的第五种可能实现方式，在第一方面的第六种可能实现方式中，传感器还包括：

传感器座，具有一变形区，变形区与轴承的外圈紧贴设置，当中轴产生串动力时，串动力驱动轴承压迫变形区产生应力形变；

应变片，设置于变形区，应变片用于感测应力形变，并产生一应力形变信号；

力矩放大基板，与应变片及控制器电性连接，力矩放大基板用于将应力形变信号放大、过滤、识别及转换成控制器所能读取的模拟信号，并将模拟信号传输给控制器，控制器根据模拟信号计算第二驱动力，并控制机芯组件。

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，还包括多个插头，对应设置于力矩放大基板与控制器及控制器与机芯组件之间，多个插头用于力矩放大基板与控制器及控制器与机芯组件的连接。

在第一方面的第八种可能实现方式中，还包括显示屏，与电动自行车驱动总成电性连接，显示屏用于实时显示控制器的传输数据。

在第一方面的第九种可能实现方式中，当自行车的驱动状态为混合驱动时，机芯组件驱动芯轮转动的速度小于等于脚踏部驱动芯轮转动的速度。

本实用新型与现有技术相比具有的优点有：

1、本实用新型的电动自行车驱动总成通过将马达机构集成于一体，安装于马达座内，并通过马达座安装于自行车上，生产安装及售后保养更为方便。

2、本实用新型的电动自行车驱动总成通过传感器的反馈，控制器控制机芯组件的输出功率，达到脚踏部力大时，机芯输出功率大，脚踏部力小时，机芯输出功率小，达到节能与舒适兼顾的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例的电动自行车驱动总成安装于自行车上的结构示意图。

图2是本实用新型一实施例的电动自行车驱动总成在安装自行车时的状态结构示意图。

图3是本实用新型一实施例的马达机构的部分结构示意图。

图4是本实用新型一实施例的离合器组件与中轴连接时的结构示意图。

图5是本实用新型一实施例的传感器与控制器连接的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型的一实施例中，请参考图1，其示出了本实用新型一实施例的电动自行车驱动总成1安装于自行车2上的结构示意图。电动自行车驱动总成1用于驱动自行车2移动，电动自行车驱动总成1包括马达机构3和电池机构4，其中：

马达机构3设置于自行车2的车架21上，为了对图1所示的电动自行车驱动总成1做进一步描述，请参考图3，其示出了本实用新型一实施例的马达机构3的部分(不包括控制器35)结构示意图。马达机构3包括机芯组件31、齿轮组32、芯轮33、脚踏系统34和控制器35，机芯组件31用于为自行车2 提供电力驱动(第一驱动力)。

在一优选实施例中，机芯组件31还包括机芯311和电机输出轴312，机芯311与控制器35连接，机芯311用于提供第一驱动力，控制器35通过控制机芯311的输出功率而控制第一驱动力，电机输出轴312的一端与机芯311 连接，电机输出轴312的另一端与齿轮组32连接，机芯311通过电机输出轴 312输出第一驱动力，然机芯组件31的结构并不局限于此，本领域技术人员也可以根据本实施例的教导选择其他合适的结构的机芯组件31。

齿轮组32的一端与机芯组件31连接，齿轮组32用于传输第一驱动力，将其传输给芯轮33，以驱动芯轮33转动，在本实施例中对于齿轮组32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。

芯轮33与齿轮组32的另一端连接，芯轮33与自行车2的轮毂连接，其连接方式可以是通过齿条链连接，但并不以此为限。机芯组件31通过齿轮组 32驱动芯轮33转动，芯轮33带动轮毂转动，从而驱动自行车2移动，实现自行车2的电力驱动。

脚踏系统34包括脚踏部(图中未示出)、中轴341和离合器组件342，中轴341的两端穿过芯轮33与脚踏部连接，离合器组件342设置于芯轮33 与中轴341之间，离合器组件342用于控制芯轮33与中轴341的连接或分离。

当离合器组件342控制芯轮33与中轴341呈连接状态时，脚踏部通过中轴341及离合器组件342驱动芯轮33转动而驱动自行车2移动，当离合器组件342控制芯轮33与中轴341呈分离状态时，脚踏部停止驱动自行车2移动，中轴341呈自由状态，此时若是机芯组件31在驱动芯轮33转动，芯轮33也无法带动中轴341转动，进而也不会带动脚踏部转动，避免对人体造成损害。

在一优选实施例中，请再次参考图3，中轴341上还具有一外花键3411，离合器组件342的一端与芯轮33固定连接，离合器组件342的另一端还具有一与外花键3411对应的内花键3426，当离合器组件342控制芯轮33与中轴 341呈连接状态时，离合器组件342的另一端与中轴341通过外花键3411与内花键3426相配合连接，芯轮33通过离合器组件342与中轴341连接，当离合器组件342控制芯轮33与中轴341呈分离状态时，外花键3411与内花键3426的分离，离合器组件342的另一端与中轴341分离，芯轮33与中轴 341分离，中轴341呈自由状态，但并不以此为限。

在一优选实施例中，为了对图3所示的马达机构3做进一步描述，请参考图4，其示出了本实用新型一实施例的离合器组件342的结构示意图。离合器组件342还包括棘齿圈3421、三窝飞芯3422、多个飞簧3423和多个飞跳 3424，棘齿圈3421设置于芯轮33内，并与芯轮33固定连接，棘齿圈3421 内具有多个卡槽3425，三窝飞芯3422具有一内花键3426，三窝飞芯3422与外花键3411对应设置于棘齿圈3421内，多个飞簧3423设置于三窝飞芯3422 内，多个飞跳3424，设置于三窝飞芯3422内，并与多个飞簧3423对应连接，多个飞跳3424通过多个飞簧3423限位于三窝飞芯3422内。

当脚踏部驱动自行车2移动时，三窝飞芯3422与中轴341通过内花键3426 与外花键3411相配合连接，中轴341带动三窝飞芯3422转动(以A方向转动)，多个飞跳3424对应抵接于与多个卡槽3425内，三窝飞芯3422通过飞跳3424带动棘齿圈3421转动，棘齿圈3421带动芯轮33转动，芯轮33驱动自行车2移动。

当脚踏部的运动方向与驱动方向相反方向运动时，中轴341带动三窝飞芯3422转动(以B方向转动)，多个飞跳3424与棘齿圈3421内的多个卡槽 3425分离，此时无法带动芯轮33转动，然离合器组件342的结构并不局限于此，本领域技术人员也可以根据本实施例的教导选择其他合适的结构的离合器组件342。

控制器35与机芯组件31及脚踏系统34连接，控制器35通过控制机芯组件31及脚踏系统34而控制自行车2的驱动状态，驱动状态包括电力驱动、脚踏驱动及混合驱动。

当自行车2的驱动状态为电力驱动时，机芯组件31驱动自行车2移动，离合器组件342控制芯轮33与中轴341呈分离状态，中轴341呈自由状态，脚踏部停止驱动自行车2移动，同时还可以避免高速运转的机芯311强行带动脚踏部高速旋转，对人体的造成伤害。

当自行车2的驱动状态为脚踏驱动时，机芯组件31停止驱动自行车2移动，离合器组件342控制芯轮33与中轴341呈连接状态，脚踏部驱动自行车 2移动。

当自行车2的驱动状态为混合驱动时，离合器组件342控制芯轮33与中轴341呈连接状态，机芯组件31与脚踏部共同驱动自行车2移动。

在一优选实施例中，当自行车2的驱动状态为混合驱动时，机芯组件31 驱动芯轮33转动的速度小于等于脚踏部驱动芯轮33转动的速度，以避免高速运转的机芯组件31强行带动脚踏部高速旋转，对人体的造成伤害，但并不以此为限。

请再次参考图1，电池机构4设置于自行车2的车架21上，并与马达机构3连接，为了对图1所示的电动自行车驱动总成1安装于自行车2上做进一步描述，请参考图2，其示出了本实用新型一实施例的电动自行车驱动总成 1在安装自行车2时的状态结构示意图。本实施例公开的电池机构4设置于车架21的下管内，其设置方式安装按照图示方向安装于自行车2的车架21上，使电池机构4与下管融为一体，外形美观且方便拆卸和维护，但并不以此为限。电池机构4用于为马达机构3提供电力，在本实施例中对于电池机构4 的选择可以没有特殊要求，参照本领域技术人员的常规选即可。

在一优选实施例中，请再次参考图2，电动自行车驱动总成1还包括马达座5，马达座5设置于车架21上，马达机构3设置于马达座5内，马达座5 按照图示方向安装于自行车2的车架21上，以使马达机构3通过马达座5设置于自行车2的车架21上，本实施例通过将马达机构3集成于马达座5内，方便马达机构3的安装机拆卸，但并不以此为限。

在一优选实施例中，请再次参考图3，电动自行车驱动总成1还包括聚氨酯套6、轴承7、传感器8，聚氨酯套6设置于外花键3411两侧，当脚踏部驱动自行车2移动时，脚踏部提供第二驱动力，压迫聚氨酯套6产生弹性形变，中轴341沿着花键方向产生一轴向的串动力，轴承7与中轴341对应连接，轴承7用于安装固定中轴341，传感器8设置于马达机构3内，并与控制器 35电性连接，传感器8用于感测串动力，并将其传输给控制器35，控制器35 根据串动力计算第二驱动力，并控制机芯组件31，当脚踏部力大时，机芯组件(机芯311)输出功率大，脚踏部力小时，机芯组件(机芯311)输出功率小，达到节能与舒适兼顾的效果，但并不以此为限。

在一优选实施例中，请参考图5，其示出了本实用新型一实施例的传感器 8与控制器35连接的结构示意图。传感器8还包括传感器座81、应变片82 和力矩放大基板83，传感器座81具有一变形区811，变形区811与轴承7的外圈紧贴设置，应变片82设置于变形区811，力矩放大基板83，与应变片82 及控制器35电性连接，当中轴341产生串动力时，串动力驱动轴承7压迫变形区产生应力形变，应变片82感测应力形变，并产生一应力形变信号，力矩放大基板83将应力形变信号放大、过滤、识别及转换成控制器35所能读取的模拟信号，并将模拟信号传输给控制器35，控制器35根据模拟信号计算第二驱动力，并控制机芯组件31，但并不以此为限。

在一优选实施例中，请再次参考图5，电动自行车驱动总成1还包括多个插头9，多个插头9对应设置于力矩放大基板83与控制器35及控制器35与机芯组件31之间，多个插头9用于力矩放大基板83与控制器35及控制器35 与机芯组件31的连接，但并不以此为限。

在一优选实施例中，电动自行车驱动总成1还包括显示屏(图中未示出)，显示屏与电动自行车驱动总成1电性连接，显示屏用于实时显示控制器35的传输数据，传输数据包括但不限于自行车行驶速度、马达功率、自行车行驶里程、电池电量、电池剩余可用时间等，同时还可根据骑行者需求，通过显示屏设定马达助力时的转速，实现人机交互功能，但并不以此为限。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动自行车驱动总成，用于驱动自行车移动，其特征在于，所述电动自行车驱动总成包括：

马达机构，设置于所述自行车的车架上，所述马达机构包括：

机芯组件；

齿轮组，一端与所述机芯组件连接；

芯轮，与所述齿轮组的另一端连接，所述芯轮与所述自行车的轮毂连接，所述机芯组件通过所述齿轮组驱动所述芯轮转动而驱动所述自行车移动；

脚踏系统，包括脚踏部、中轴和离合器组件，所述中轴的两端穿过所述芯轮与所述脚踏部连接，所述离合器组件设置于所述芯轮与所述中轴之间，所述离合器组件用于控制所述芯轮与所述中轴的连接或分离，当所述离合器组件控制所述芯轮与所述中轴呈连接状态时，所述脚踏部通过所述中轴及所述离合器组件驱动所述芯轮转动而驱动所述自行车移动，当所述离合器组件控制所述芯轮与所述中轴呈分离状态时，所述中轴呈自由状态，所述脚踏部停止驱动所述自行车移动；

控制器，与所述机芯组件及所述脚踏系统连接，所述控制器通过控制所述机芯组件及所述脚踏系统而控制所述自行车的驱动状态，所述驱动状态包括电力驱动、脚踏驱动及混合驱动；以及

电池机构，设置于自行车的车架上，并与所述马达机构连接，所述电池机构用于为所述马达机构提供电力；

其中，当所述自行车的驱动状态为所述电力驱动时，所述机芯组件驱动所述自行车移动，所述离合器组件控制所述芯轮与所述中轴呈分离状态，所述中轴呈自由状态，所述脚踏部停止驱动所述自行车移动；

当所述自行车的驱动状态为所述脚踏驱动时，所述机芯组件停止驱动所述自行车移动，所述离合器组件控制所述芯轮与所述中轴呈连接状态，所述脚踏部驱动所述自行车移动；

当所述自行车的驱动状态为所述混合驱动时，所述离合器组件控制所述芯轮与所述中轴呈连接状态，所述机芯组件与所述脚踏部共同驱动所述自行车移动。

2.根据权利要求1所述的电动自行车驱动总成，其特征在于，还包括马达座，设置于所述车架上，所述马达机构设置于所述马达座内，所述马达机构通过所述马达座设置于所述自行车的车架上，所述电池机构设置于所述车架的下管内。

3.根据权利要求1所述的电动自行车驱动总成，其特征在于，所述机芯组件还包括：

机芯，与所述控制器连接，所述机芯用于提供第一驱动力，所述控制器通过控制所述机芯的输出功率而控制所述第一驱动力；以及

电机输出轴，一端与所述机芯连接，所述电机输出轴的另一端与所述齿轮组连接，所述机芯通过所述电机输出轴输出所述第一驱动力。

4.根据权利要求1所述的电动自行车驱动总成，其特征在于，所述中轴上还具有一外花键，所述离合器组件的一端与所述芯轮固定连接，所述离合器组件的另一端还具有一与所述外花键对应的内花键，当所述离合器组件控制所述芯轮与所述中轴呈连接状态时，所述离合器组件的另一端与所述中轴通过所述外花键与所述内花键相配合连接，所述芯轮通过所述离合器组件与所述中轴连接，当所述离合器组件控制所述芯轮与所述中轴呈分离状态时，所述外花键与所述内花键的分离，所述离合器组件的另一端与所述中轴分离，所述芯轮与所述中轴分离，所述中轴呈自由状态。

5.根据权利要求4所述的电动自行车驱动总成，其特征在于，所述离合器组件还包括：

棘齿圈，设置于所述芯轮内，并与所述芯轮固定连接，所述棘齿圈内具有多个卡槽；

三窝飞芯，具有一所述内花键，所述三窝飞芯与所述外花键对应设置于所述棘齿圈内；

多个飞簧，设置于所述三窝飞芯内；以及

多个飞跳，设置于所述三窝飞芯内，并与所述多个飞簧对应连接，所述多个飞跳通过所述多个飞簧限位于所述三窝飞芯内；

其中，当所述脚踏部驱动所述自行车移动时，所述三窝飞芯与所述中轴通过所述内花键与所述外花键相配合连接，所述中轴带动所述三窝飞芯转动，所述多个飞跳对应抵接于与所述多个卡槽内，所述三窝飞芯通过所述飞跳带动所述棘齿圈转动，所述棘齿圈带动所述芯轮转动，所述芯轮驱动所述自行车移动。

6.根据权利要求4所述的电动自行车驱动总成，其特征在于，所述电动自行车驱动总成还包括：

聚氨酯套，设置于所述外花键两侧，当所述脚踏部驱动所述自行车移动时，所述脚踏部提供第二驱动力，压迫所述聚氨酯套产生弹性形变，所述中轴沿着所述花键方向产生一轴向的串动力；

轴承，与所述中轴对应连接，所述轴承用于安装固定所述中轴；

传感器，设置于所述马达机构内，并与所述控制器电性连接，所述传感器用于感测所述串动力，并将其传输给所述控制器，所述控制器根据所述串动力计算所述第二驱动力，并控制所述机芯组件。

7.根据权利要求6所述的电动自行车驱动总成，其特征在于，所述传感器还包括：

传感器座，具有一变形区，所述变形区与所述轴承的外圈紧贴设置，当所述中轴产生所述串动力时，所述串动力驱动所述轴承压迫所述变形区产生应力形变；

应变片，设置于所述变形区，所述应变片用于感测所述应力形变，并产生一应力形变信号；

力矩放大基板，与所述应变片及所述控制器电性连接，所述力矩放大基板用于将所述应力形变信号放大、过滤、识别及转换成所述控制器所能读取的模拟信号，并将所述模拟信号传输给所述控制器，所述控制器根据所述模拟信号计算所述第二驱动力，并控制所述机芯组件。

8.根据权利要求7所述的电动自行车驱动总成，其特征在于，还包括多个插头，对应设置于所述力矩放大基板与所述控制器及所述控制器与所述机芯组件之间，所述多个插头用于所述力矩放大基板与所述控制器及所述控制器与所述机芯组件的连接。

9.根据权利要求1所述的电动自行车驱动总成，其特征在于，还包括显示屏，与所述电动自行车驱动总成电性连接，所述显示屏用于实时显示所述控制器的传输数据。

10.根据权利要求1所述的电动自行车驱动总成，其特征在于，当所述自行车的驱动状态为所述混合驱动时，所述机芯组件驱动所述芯轮转动的速度小于等于所述脚踏部驱动所述芯轮转动的速度。

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