CN217778893U - 一种中置电机助力多挡变速机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种中置电机助力多挡变速机构，包括：壳体、第一主轴、第二主轴、踩踏轴、自动离心变速机构、动力输出轮、机芯组合件及踩踏件，所述踩踏轴设置于壳体上并可相对于壳体转动，所述自动离心变速机构套设于第一主轴上，所述机芯组合件套设于第二主轴上，所述自动离心变速机构包括：变速机构输入件、变速机构输出件、至少两套行星变速器及至少两套自动离心换挡组合件，所述变速机构输出件凸伸出壳体外，所述动力输出轮设置于变速机构输出件凸伸出壳体外的部分上，所述机芯组合件设有机芯组件输出件，所述踩踏轴及机芯组件输出件分别与变速机构输入件传动连接，从而大大简化了变速机构的结构，降低了变速机构的制造难度。

Description

一种中置电机助力多挡变速机构

【技术领域】

本实用新型涉及电机助力变速机构领域，尤其涉及一种中置电机助力多挡变速机构。

【背景技术】

自行车是传统产业，具有100多年的历史，由于环保以及交通的问题，自行车成为世界各国特别是发达国家居民喜爱的交通、健身工具，世界自行车行业的重心正从传统的代步型交通工具向运动型、山地型、休闲型转变。

自行车纯人力踩踏的话骑行比较吃力，因此为了解决该技术问题，后来技术人员研发出了带电机助力的自行车，现有技术中电机助力结构一般设置于后轮轴上，从而使得整个车子的重心在车后方，进而影响骑行的平稳性，为了解决该技术问题，后来本领域的技术人员研发出了将电机助力机构设置于中轴上，现有技术中的中轴电机助力结构当电机助力驱动时只有一种速度输出(即机芯组件输出件直接与变速机构输出件传动相连)，因此在电机助力的情况下电机无法实现多挡变速输出。另外现有技术中的中轴电机助力结构由于行星变速器跟自动离心换挡组合件的结构较为复杂，其变速机构输出件一般设置于壳体内，安装于变速机构输出件上的动力输出轮需要先将动力传递给设置于踩踏轴上的传动轮，然后再由踩踏轴上的传动轮将动力传递到后轮上，从而使得整个结构变得复杂，增加了制造难度。

因此，有必要提供一种解决上述技术问题的中置电机助力多挡变速机构。

【实用新型内容】

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种骑行平稳并在电机助力下可实现多挡变速的中置电机助力多挡变速机构。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种中置电机助力多挡变速机构，包括：壳体、第一主轴、第二主轴、踩踏轴、自动离心变速机构、动力输出轮、机芯组合件及踩踏件，所述第一主轴设置于壳体上且与壳体固定连接，所述第二主轴设置于壳体上并与第一主轴呈平行设置，所述踩踏轴设置于壳体上并可相对于壳体转动，所述踩踏轴与第一主轴呈平行设置，所述自动离心变速机构套设于第一主轴上，所述踩踏件设置于踩踏轴的两端，所述机芯组合件套设于第二主轴上，所述自动离心变速机构包括：变速机构输入件、变速机构输出件、至少两套行星变速器及至少两套自动离心换挡组合件，每套自动离心换挡组合件对应地设置于每套行星变速器与变速机构输出件之间，数套行星变速器在结构排布上由低速级至高速级依次排列，每套行星变速器均包括中心轮、行星架、齿圈及行星轮，每相邻的两套行星变速器中，其中一套行星变速器的齿圈与另一套行星变速器的行星架形成第一组合件，数套行星变速器的中心轮形成第二组合件，所述第二组合件与第一主轴固定连接或一体成型，最低速级行星变速器的行星架、最高速级行星变速器的齿圈及最高速级行星变速器的行星架三者中其中之一为变速机构输入件，所述最低速级行星变速器的行星架与变速机构输出件之间设有第一超越离合器，所述变速机构输出件凸伸出壳体外，所述动力输出轮设置于变速机构输出件凸伸出壳体外的部分上，所述第一主轴的一端与壳体固定连接，所述第一主轴的另一端与变速机构输出件之间形成相对转动连接，所述变速机构输出件与壳体之间通过轴承连接，所述机芯组合件设有机芯组件输出件，所述踩踏轴及机芯组件输出件分别与变速机构输入件传动连接。

优选地，本实用新型中的一种中置电机助力多挡变速机构进一步设置为：所述变速机构输出件凸伸出壳体外的一端为封闭端。

优选地，本实用新型中的一种中置电机助力多挡变速机构进一步设置为：每套自动离心换挡组合件包括棘爪件架、棘轮、至少两个离心联动件、至少一个棘爪件、至少一个平衡件、用于控制棘爪件初始位置的第一弹性件及用于控制离心联动件的第二弹性件，所述棘爪件架与所述变速机构输出件固定连接或一体成型，所述棘轮设置于第一组合件上或最高速级行星变速器的齿圈上，所述离心联动件及棘爪件通过第一销可转动地安装于棘爪件架上，所述第一弹性件安装于第一销上，所述第二弹性件通过第二销安装于棘爪件架上，所述平衡件连接于相邻的两个离心联动件之间，所述离心联动件设有配重部，所述棘爪件设有与棘轮相啮合的棘爪部，当配重部转动靠近棘轮时，所述棘爪部转动远离棘轮并与棘轮脱离啮合，当配重部转动远离棘轮时，所述棘爪部转动靠近棘轮并与棘轮相啮合。

优选地，本实用新型中的一种中置电机助力多挡变速机构进一步设置为：所述机芯组合件包括电机组合件及减速组合件，所述电机组合件包括电机定子和电机转子，所述电机定子与所述壳体固定连接，所述电机转子套设于第二主轴上，所述电机转子与第二主轴固定连接或形成相对转动连接，所述减速组合件包括减速中心轮、减速行星架、减速齿圈和减速行星轮，所述减速中心轮与电机转子固定连接，所述减速齿圈与所述壳体固定连接，减速行星架为所述机芯组合件输出件。

优选地，本实用新型中的一种中置电机助力多挡变速机构进一步设置为：所述机芯组合件包括电机定子和电机转子，所述电机定子与所述壳体固定连接，所述电机转子套设于第二主轴上，所述电机转子与第二主轴固定连接或形成相对转动连接，所述电机转子为所述机芯组合件输出件。

优选地，本实用新型中的一种中置电机助力多挡变速机构进一步设置为：所述变速机构输入件上设有第一齿轮及第二齿轮，所述第二主轴上设有与第一齿轮相啮合的第三齿轮，所述踩踏轴上设有通过过度齿轮与第二齿轮相啮合的第四齿轮，所述第二齿轮与变速机构输入件之间设有第二超越离合器，所述第四齿轮与踩踏轴固定连接，或者所述第二齿轮与变速机构输入件固定连接，所述第四齿轮与踩踏轴之间设有第二超越离合器，所述第三齿轮与机芯组合件输出件之间设有第三超越离合器，所述变速机构输入件与第一齿轮固定连接，或者所述第三齿轮与机芯组合件输出件固定连接，所述变速机构输入件与第一齿轮之间设有第三超越离合器。

优选地，本实用新型中的一种中置电机助力多挡变速机构进一步设置为：所述变速机构输入件上设有第一传动轮及第二传动轮，所述第二主轴上设有与第一传动轮通过传动件连接的第三传动轮，所述踩踏轴上设有与第二传动轮通过传动件连接的第四传动轮，所述第二传动轮与变速机构输入件之间设有第二超越离合器，所述第四传动轮与踩踏轴固定连接，或者所述第二传动轮与变速机构输入件固定连接，所述第四传动轮与踩踏轴之间设有第二超越离合器，所述第三传动轮与机芯组合件输出件之间设有第三超越离合器，所述变速机构输入件与第一传动轮固定连接，或者所述第三传动轮与机芯组合件输出件固定连接，所述变速机构输入件与第一传动轮之间设有第三超越离合器。

优选地，本实用新型中的一种中置电机助力多挡变速机构进一步设置为：所述动力输出轮与后轮传动轮通过传动件连接，所述后轮传动轮与后轮轮毂固定连接。

优选地，本实用新型中的一种中置电机助力多挡变速机构进一步设置为：所述第一传动轮、第二传动轮、第三传动轮及第四传动轮为带轮或链轮，所述传动件为传动带或链条。

优选地，本实用新型中的一种中置电机助力多挡变速机构进一步设置为：所述动力输出轮为链轮或带轮。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型通过所述踩踏轴及机芯组件输出件分别与变速机构输入件传动连接，所述动力输出轮与变速机构输出件固定连接，从而使得无论是在人力踩踏驱动下还是在电机助力驱动下，其始终可以实现多挡位速度输出。本实用新型中的中置电机助力多挡变速机构使得骑行踏频在正常范围内，这样既可实现低速启动，又可实现高速骑行，另外本实用新型通过对行星变速器的结构、自动离心换挡组合件的结构及变速机构输出件的设置位置及连接结构进行改进，从而使得动力由动力输出轮输出后不用再通过踩踏轴上的传动轮而直接传动到后轮上，进而大大简化了变速机构的结构，降低了变速结构的制造难度。

【附图说明】

图1为本实用新型中中置电机助力多挡变速机构的主视结构示意图。

图2为沿图1所示A-A线的剖视结构示意图。

图3为沿图1所示B-B线的剖视结构示意图。

图4为本实用新型中中置电机助力多挡变速机构的分解结构示意图。

图5为本实用新型中第一自动离心换挡组合件的结构示意图。

图6为本实用新型中第二自动离心换挡组合件的结构示意图。

图1至图6中：1、壳体，10、轴承，2、第一主轴，20、轴承，3、第二主轴，31、第三传动轮，4、踩踏轴，41、第四传动轮，5、自动离心变速机构，50、变速机构输出件，51、第一行星变速器，510、第一中心轮，511、第一行星架，512、第一齿圈，513、第一行星轮，52、第二行星变速器，520、第二中心轮，521、第二行星架，522、第二齿圈，5220、第一传动轮，5221、第二传动轮，523、第二行星轮，53、第一自动离心换挡组合件，530、第一棘爪件架，531、第一棘轮，532、第一离心联动件，5320、第一配重部，533、第一棘爪件，5330、第一棘爪部，534、第一平衡件，535、第一弹性件，536、第二弹性件，537、第一销，538、第二销，54、第二自动离心换挡组合件，540、第二棘爪件架，541、第二棘轮，542、第二离心联动件，543、第二棘爪件，544、第二平衡件，545、第三弹性件，546、第四弹性件，55、第一组合件，56、第二组合件，57、第一超越离合器，6、动力输出轮，7、机芯组合件，70、电机组合件，700、电机定子，701、电机转子，71、减速组合件，710、减速中心轮，711、减速行星架，712、减速齿圈，713、减速行星轮。

【具体实施方式】

下面通过具体实施例对本实用新型所述的一种中置电机助力多挡变速机构作进一步的详细描述。

请参阅图1至图6所示，一种中置电机助力多挡变速机构，包括：壳体1、第一主轴2、第二主轴3、踩踏轴4、自动离心变速机构5、动力输出轮6、机芯组合件7及踩踏件(未图示)，所述第一主轴2设置于壳体1上且与壳体1固定连接，所述第二主轴3设置于壳体1上并与第一主轴2呈平行设置，所述踩踏轴4设置于壳体1上并可相对于壳体1转动，所述踩踏轴4与第一主轴2呈平行设置，所述自动离心变速机构5套设于第一主轴2上，所述踩踏件设置于踩踏轴4的两端，在本实施方式中，所述动力输出轮6为链轮，当然在其他的实施方式中，所述动力输出轮6也可为带轮。

所述自动离心变速机构5包括变速机构输入件、变速机构输出件50、两套行星变速器(即第一行星变速器51及第二行星变速器52)及两套自动离心换挡组合件(即第一自动离心换挡组合件53及第二自动离心换挡组合件54)，所述变速机构输出件50凸伸出壳体1外，所述动力输出轮6固定设置于变速机构输出件50凸伸出壳体1外的部分上。所述第一主轴2的一端与壳体1固定连接，所述第一主轴2的另一端与变速机构输出件50之间形成相对转动连接(具体在本实施方式中，两者之间是通过轴承20来实现相对转动连接的)，所述变速机构输出件50与壳体1之间通过轴承10连接。所述变速机构输出件50凸伸出壳体1的一端为封闭端，该封闭端将第一主轴2的端部包覆在内，从而起到防水防锈的作用。所述第一自动离心换挡组合件53设置于第一行星变速器51与变速机构输出件50之间，所述第二自动离心换挡组合件54设置于第二行星变速器52与变速机构输出件50之间，数套行星变速器在结构排布上由低速级至高速级依次排列，在本实施方式中，因为仅设有两套行星变速器，因此第一行星变速器51为低速级行星变速器，第二行星变速器52为高速级行星变速器，所述第一行星变速器51包括第一中心轮510、第一行星架511、第一齿圈512及第一行星轮513，所述第二行星变速器52包括第二中心轮520、第二行星架521、第二齿圈522及第二行星轮523，所述第一齿圈512与第二行星架521形成第一组合件55，所述第一中心轮510与第二中心轮520形成第二组合件56，所述第二组合件56与第一主轴2固定连接或一体成型，所述第一行星架511与变速机构输出件50之间设有第一超越离合器57，在本实施方式中，所述第二齿圈522为变速机构输入件。

所述第一自动离心换挡组合件53包括第一棘爪件架530、第一棘轮531、至少两个第一离心联动件532、至少一个第一棘爪件533、至少一个第一平衡件534、用于控制第一棘爪件533初始位置的第一弹性件535及用于控制第一离心联动件532的第二弹性件536，所述第一棘爪件架530与所述变速机构输出件50固定连接或一体成型，所述第一棘轮531设置于第一组合件55的外圆周面上，所述第一离心联动件532及第一棘爪件533通过第一销537可转动地安装于第一棘爪件架530上，所述第一弹性件535安装于第一销537上，所述第二弹性件536通过第二销538安装于第一棘爪件架530上，所述第一平衡件534连接于相邻的两个第一离心联动件532之间，所述第一离心联动件532设有第一配重部5320，所述第一棘爪件533设有与第一棘轮531相啮合的第一棘爪部5330，当第一配重部5320转动靠近第一棘轮531时，所述第一棘爪部5330转动远离第一棘轮531并与第一棘轮531脱离啮合，当第一配重部5320转动远离第一棘轮531时，所述第一棘爪部5330转动靠近第一棘轮531并与第一棘轮531相啮合。所述第二自动离心换挡组合件54的结构与第一自动离心换挡组合件53的结构相同，包括：第二棘爪件架540、第二棘轮541、至少两个第二离心联动件542、至少二个第二棘爪件543、至少一个第二平衡件544、用于控制第二棘爪件543初始位置的第三弹性件545及用于控制第二离心联动件542的第四弹性件546，所述第二棘爪件架540与所述变速机构输出件50固定连接或一体成型，所述第二棘轮541设置于第二齿圈522上。

所述机芯组合件7套设于第二主轴3上，在本实施方式中，所述机芯组合件7包括电机组合件70及减速组合件71，所述电机组合件70包括电机定子700和电机转子701，所述电机定子700与所述壳体1固定连接，所述电机转子701套设于第二主轴3上，所述电机转子701与第二主轴3固定连接或形成相对转动连接，在本实施方式中所述电机转子701与第二主轴3固定连接，所述第二主轴3与壳体1通过轴承连接，在其他实施方式中，所述电机转子701与第二主轴3之间形成可相对转动连接，所述第二主轴3与壳体1固定连接，同样可以实现本实用新型。所述减速组合件71包括减速中心轮710、减速行星架711、减速齿圈712和减速行星轮713，所述减速中心轮710与电机转子701固定连接，所述减速齿圈712与所述壳体1固定连接，所述减速行星架711为所述机芯组合件输出件，当然在其他的实施方式中，所述机芯组合件7也可以仅包括电机组合件70，而不包括减速组合件71，所述电机组合件70包括电机定子700和电机转子701，所述电机定子700与所述壳体1固定连接，所述电机转子701套设于第二主轴3上，所述电机转子701与第二主轴3固定连接或形成相对转动连接，所述电机转子701为所述机芯组合件输出件，同样可以实现本实用新型。

所述踩踏轴4及所述机芯组件输出件(即减速行星架711)分别与变速机构输入件(即第二齿圈522)传动连接，所述变速机构输入件上设有第一传动轮5220及第二传动轮5221，所述第二主轴3上设有与第一传动轮5220通过传动件(未图示)连接的第三传动轮31，所述踩踏轴4上设有与第二传动轮5221通过传动件(未图示)连接的第四传动轮41，所述第二传动轮5221与变速机构输入件(即第二齿圈522)之间设有第二超越离合器，所述第四传动轮41与踩踏轴4固定连接，或者所述第二传动轮5221与变速机构输入件(即第二齿圈522)固定连接，所述第四传动轮41与踩踏轴4之间设有第二超越离合器，所述第三传动轮31与机芯组合件输出件(即减速行星架711)之间设有第三超越离合器，所述变速机构输入件(即第二齿圈522)与第一传动轮5220固定连接，或者所述第三传动轮31与机芯组合件输出件(即减速行星架711)固定连接，所述变速机构输入件(即第二齿圈522)与第一传动轮5220之间设有第三超越离合器。在本实施方式中，所述第一传动轮5220、第二传动轮5221、第三传动轮31及第四传动轮41均为带轮，所述传动件为传动带，当然在其他的实施方式中，所述第一传动轮5220、第二传动轮5221、第三传动轮31及第四传动轮41为链轮，所述传动件为链条也可实现本实用新型，或者第一传动轮5220、第二传动轮5221、第三传动轮31及第四传动轮41均为齿轮，所述第一传动轮5220与第三传动轮31相啮合，第二传动轮5221通过过度齿轮与第四传动轮41相啮合，也可实现本实用新型。在其他的实施方式中，所述第一传动轮5220还可以通过二个过度齿轮与第三传动轮31相啮合，增加两个过度齿轮可以进一步减小电机的输出速度，当第一传动轮5220及第二传动轮5221为齿轮时，第一传动轮5220及第二传动轮5221可以分开设置，也可以一体成型为同一个齿轮。

动力输出轮6通过传动件与后轮传动轮连接，后轮传动轮与后轮花鼓固定连接，从而大大简化了变速机构的结构，降低了变速结构的制造难度。当自行车在滑行过程中，由于动力输出轮6与变速机构输出件50固定连接，所以变速机构输出件50能保持相对应的转速，使得自动离心换挡组合件处于随动状态。当再次踩踏时能立即切入对应的档位，避免踩空，提升了骑行感。

在本实施方式中，第二行星架521与第一齿圈512形成第一组合件55，第一棘轮531设置于第一组合件55的外圆周面上，当然在其他的实施方式中，也可以由第一行星架511与第二行星架521形成第一组合件，将第一棘轮531设置于第一齿圈512的外圆周面上，同样可以实现本实用新型。

在本实施方式中，所述自动离心变速机构5包括两套行星变速器(即第一行星变速器51及第二行星变速器52)及两套自动离心换挡组合件(即第一自动离心换挡组合件53及第二自动离心换挡组合件54)，当然在其他的实施方式中，所述行星变速器及自动离心换挡组合件的套数也可以为三套、四套甚至更多，所述行星变速器的套数与自动离心换挡组合件的套数相等，且每套自动离心换挡组合件设置于与其相对应的那套行星变速器与变速机构输出件50之间，同样可以实现本实用新型。

本实用新型中中置电机助力多挡变速机构的工作原理为：低速挡时，人力踩踏带动踩踏轴4转动，由于踩踏轴4上设有第四传动轮41，变速机构输入件(即第二齿圈522)上设有与第四传动轮41传动连接的第二传动轮5221，因此踩踏轴4带动第二齿圈522转动，所述第二齿圈522通过第二行星轮523的传动带动第二行星架521转动，由于第二行星架521与第一齿圈512形成第一组合件55，因此带动第一齿圈512转动，第一齿圈512通过第一行星轮513的传动带动第一行星架511转动，由于第一行星架511与变速机构输出件50之间通过第一超越离合器57连接，因此变速机构输出件50转动，由于动力输出轮6与变速机构输出件50固定连接，因此动力输出轮6同步转动，输出动力，此过程为二级减速输出动力。中速挡时，当变速机构输出件50的转速达到一定值时，第一自动离心换挡组件53的第一离心联动件532在离心力的作用下，释放第一棘爪件533使得第一棘爪件533与第一棘轮531相啮合，人力踩踏带动踩踏轴4转动，由于踩踏轴4上设有第四传动轮41，变速机构输入件(即第二齿圈522)上设有与第四传动轮41传动连接的第二传动轮5221，因此踩踏轴4带动第二齿圈522转动，所述第二齿圈522通过第二行星轮523的传动带动第二行星架521转动，由于第二行星架521与第一齿圈512形成第一组合件55，第一棘轮531又设置于第一组合件55的外圆周面上，因此第二行星架521的转动带动第一棘爪件533及第一棘爪件架530转动，由于第一棘爪件架530与变速机构输出件50固定连接，动力输出轮6又与变速机构输出件50固定连接，因此动力输出轮6同步转动，此过程为一级减速输出动力，此时第一超越离合器57随动。高速挡时，当变速机构输出件50的转速达到更高值时，第二自动离心换挡组件54的第二离心联动件542在离心力的作用下，释放第二棘爪件543使得第二棘爪件543与第二棘轮541相啮合，人力踩踏带动踩踏轴4转动，由于踩踏轴4上设有第四传动轮41，变速机构输入件(即第二齿圈522)上设有与第四传动轮41传动连接的第二传动轮5221，因此踩踏轴4带动第二齿圈522转动，由于第二棘轮541设置于第二齿圈522的外圆周面上，因此第二齿圈522的转动带动第二棘爪件543及第二棘爪件架540转动，由于第二棘爪件架540与变速机构输出件50固定连接，动力输出轮6又与变速机构输出件50固定连接，因此动力输出轮6同步转动，此过程为同速输出动力，此时第一超越离合器57及第一自动离心换挡组件53随动。人力踩踏的同时可以电机助力，电机助力的具体工作原理为：电机转子701带动减速中心轮710转动，减速中心轮710通过减速行星轮713的传动带动减速行星架711转动，由于第三传动轮31与机芯组合件输出件(即减速行星架711)之间设有第三超越离合器，因此第三传动轮31转动，由于第三传动轮31与第一传动轮5220传动连接，第一传动轮5220又与变速机构输入件(即第二齿圈522)固定连接，因此带动变速机构输入件(即第二齿圈522)转动，电机助力时的换挡原理与人力踩踏时的挡位换挡原理相同，两者仅仅是驱动方式不同。

在本实施方式中，所述第二齿圈522为变速机构输入件，当然在其他的实施方式中，所述第二行星架521或者所述第一行星架511为变速机构输入件同样可以实现本实用新型，当第一行星架511为变速机构输入件时，其传动路径为：低速挡时，人力踩踏带动踩踏轴4转动，由于踩踏轴4上设有第四传动轮41，变速机构输入件(即第一行星架511)上设有与第四传动轮41传动连接的第二传动轮5221，因此踩踏轴4带动第一行星架511转动，由于第一行星架511与变速机构输出件50之间通过第一超越离合器57连接，第一行星架511带动变速机构输出件50转动，由于变速机构输出件50又与动力输出轮6固定连接，因此动力输出轮6同步转动，输出动力。中速挡时，当变速机构输出件50的速度达到一定值时，第一自动离心换挡组合件53的第一离心联动件532在离心力的作用下释放第一棘爪件533使得第一棘爪件533与第一棘轮531相啮合，人力踩踏带动踩踏轴4转动，由于踩踏轴4上设有第四传动轮41，变速机构输入件(即第一行星架511)上设有与第四传动轮41传动连接的第二传动轮5221，因此踩踏轴4带动第一行星架511转动，第一行星架511通过第一行星轮513的啮合传动带动第一齿圈512转动，由于第二行星架521与第一齿圈512形成第一组合件55，第一棘轮531又设置于第一组合件55的外圆周面上，因此第一组合件55带动第一棘爪件533及第一棘爪件架530同步转动，由于第一棘爪件架530与变速机构输出件50固定连接，变速机构输出件50又与动力输出轮6固定连接，因此动力输出轮6同步转动，输出动力，此时第一超越离合器57随动。高速挡时，当变速机构输出件50的速度达到更高值时，第二自动离心换挡组合件54的第二离心联动件542在离心力的作用下，释放第二棘爪件543使得第二棘爪件543与第二棘轮541相啮合，人力踩踏带动踩踏轴4转动，由于踩踏轴4上设有第四传动轮41，变速机构输入件(即第一行星架511)上设有与第四传动轮41传动连接的第二传动轮5221，因此踩踏轴4带动第一行星架511转动，第一行星架511通过第一行星轮513的啮合传动带动第一齿圈512转动，由于第二行星架521与第一齿圈512形成第一组合件55，因此第二行星架521同步转动，第二行星架521通过第二行星轮523的啮合传动带动第二齿圈522转动，由于第二棘轮541设置于第二齿圈522的外圆周面上，因此第二齿圈522带动第二棘爪件543及第二棘爪件架540同步转动，由于第二棘爪件架540与变速机构输出件50固定连接，变速机构输出件50又与动力输出轮6固定连接，因此动力输出轮6同步转动，输出动力。此时第一超越离合器57及第一自动离心换挡组合件53随动。

当第二行星架521为变速机构输入件时，其传动路径为：低速挡时，人力踩踏带动踩踏轴4转动，由于踩踏轴4上设有第四传动轮41，变速机构输入件(即第二行星架521)上设有与第四传动轮41传动连接的第二传动轮5221，因此踩踏轴4带动第二行星架521转动，由于第二行星架521与第一齿圈512形成第一组合件55，因此第一齿圈512同步转动，所述第一齿圈512通过第一行星轮513的啮合传动带动第一行星架511转动，由于所述第一行星架511与变速机构输出件50之间设有第一超越离合器57，因此第一行星架511通过第一超越离合器57带动变速机构输出件50转动，由于变速机构输出件50又与动力输出轮6固定连接，因此动力输出轮6同步转动，输出动力，此过程为减速输出动力。中速挡时，当变速机构输出件50的速度达到一定值时，第一自动离心换挡组合件53的第一离心联动件532在离心力的作用下，释放第一棘爪件533使得第一棘爪件533与第一棘轮531相啮合，人力踩踏带动踩踏轴4转动，由于踩踏轴4上设有第四传动轮41，变速机构输入件(即第二行星架521)上设有与第四传动轮传动连接的第二传动轮5221，因此踩踏轴4带动第二行星架521转动，由于第二行星架521与第一齿圈512形成第一组合件55，第一棘轮531设置于第一组合件55的外圆周面上，因此第一组合件55带动第一棘爪件533及第一棘爪件架530同步转动，由于第一棘爪件架530与变速机构输出件50固定连接，变速机构输出件50又与动力输出轮6固定连接，因此动力输出轮6同步转动，此过程为同速输出动力，此时第一超越离合器57随动。高速挡时，当变速机构输出件50的速度达到更高值时，第二自动离心换挡组合件54的第二离心联动件542在离心力的作用下，释放第二棘爪件543使得第二棘爪件543与第二棘轮541相啮合，人力踩踏带动踩踏轴4转动，由于踩踏轴4上设有第四传动轮41，变速机构输入件(即第二行星架521)上设有与第四传动轮41传动连接的第二传动轮5221，因此踩踏轴4带动第二行星架521转动，第二行星架521通过第二行星轮523的啮合传动带动第二齿圈522转动，由于第二棘轮541设置于第二齿圈522的外圆周面上，因此第二齿圈522带动第二棘爪件543及第二棘爪件架540转动，由于第二棘爪件架540与变速机构输出件50固定连接，变速机构输出件50又与动力输出轮6固定连接，因此动力输出轮6同步转动，输出动力。此过程为加速输出动力，所述第一超越离合器57及第一自动离心换挡组合件53随动。

综上所述，本实用新型通过将电机助力结构设置于中轴上，从而使得车子的重心位于中间位置，从而大大提高了骑行稳定性，另外本实用新型通过所述踩踏轴及机芯组件输出件分别与变速机构输入件传动连接，所述动力输出轮与变速机构输出件固定连接，从而使得无论是在人力踩踏驱动下还是在电机助力驱动下，其始终可以实现多挡位速度输出。

上述的实施例仅例示性说明本实用新型创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本实用新型；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种中置电机助力多挡变速机构，其特征在于，包括：壳体、第一主轴、第二主轴、踩踏轴、自动离心变速机构、动力输出轮、机芯组合件及踩踏件，所述第一主轴设置于壳体上，所述第二主轴设置于壳体上并与第一主轴呈平行设置，所述踩踏轴设置于壳体上并可相对于壳体转动，所述踩踏轴与第一主轴呈平行设置，所述自动离心变速机构套设于第一主轴上，所述踩踏件设置于踩踏轴的两端，所述机芯组合件套设于第二主轴上，所述自动离心变速机构包括：变速机构输入件、变速机构输出件、至少两套行星变速器及至少两套自动离心换挡组合件，每套自动离心换挡组合件对应地设置于每套行星变速器与变速机构输出件之间，数套行星变速器在结构排布上由低速级至高速级依次排列，每套行星变速器均包括中心轮、行星架、齿圈及行星轮，每相邻的两套行星变速器中，其中一套行星变速器的齿圈与另一套行星变速器的行星架形成第一组合件，数套行星变速器的中心轮形成第二组合件，所述第二组合件与第一主轴固定连接或一体成型，最低速级行星变速器的行星架、最高速级行星变速器的齿圈及最高速级行星变速器的行星架三者中其中之一为变速机构输入件，所述最低速级行星变速器的行星架与变速机构输出件之间设有第一超越离合器，所述变速机构输出件凸伸出壳体外，所述动力输出轮设置于变速机构输出件凸伸出壳体外的部分上，所述第一主轴的一端与壳体固定连接，所述第一主轴的另一端与变速机构输出件之间形成相对转动连接，所述变速机构输出件与壳体之间通过轴承连接，所述机芯组合件设有机芯组件输出件，所述踩踏轴及机芯组件输出件分别与变速机构输入件传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种中置电机助力多挡变速机构，其特征在于：所述变速机构输出件凸伸出壳体外的一端为封闭端。

3.根据权利要求1所述的一种中置电机助力多挡变速机构，其特征在于：每套自动离心换挡组合件包括棘爪件架、棘轮、至少两个离心联动件、至少一个棘爪件、至少一个平衡件、用于控制棘爪件初始位置的第一弹性件及用于控制离心联动件的第二弹性件，所述棘爪件架与所述变速机构输出件固定连接或一体成型，所述棘轮设置于第一组合件上或最高速级行星变速器的齿圈上，所述离心联动件及棘爪件通过第一销可转动地安装于棘爪件架上，所述第一弹性件安装于第一销上，所述第二弹性件通过第二销安装于棘爪件架上，所述平衡件连接于相邻的两个离心联动件之间，所述离心联动件设有配重部，所述棘爪件设有与棘轮相啮合的棘爪部，当配重部转动靠近棘轮时，所述棘爪部转动远离棘轮并与棘轮脱离啮合，当配重部转动远离棘轮时，所述棘爪部转动靠近棘轮并与棘轮相啮合。

4.根据权利要求1所述的一种中置电机助力多挡变速机构，其特征在于：所述机芯组合件包括电机组合件及减速组合件，所述电机组合件包括电机定子和电机转子，所述电机定子与所述壳体固定连接，所述电机转子套设于第二主轴上，所述电机转子与第二主轴固定连接或形成相对转动连接，所述减速组合件包括减速中心轮、减速行星架、减速齿圈和减速行星轮，所述减速中心轮与电机转子固定连接，所述减速齿圈与所述壳体固定连接，减速行星架为所述机芯组合件输出件。

5.根据权利要求1所述的一种中置电机助力多挡变速机构，其特征在于：所述机芯组合件包括电机定子和电机转子，所述电机定子与所述壳体固定连接，所述电机转子套设于第二主轴上，所述电机转子与第二主轴固定连接或形成相对转动连接，所述电机转子为所述机芯组合件输出件。

6.如权利要求1所述的一种中置电机助力多挡变速机构，其特征在于：所述变速机构输入件上设有第一齿轮及第二齿轮，所述第二主轴上设有与第一齿轮相啮合的第三齿轮，所述踩踏轴上设有通过过度齿轮与第二齿轮相啮合的第四齿轮，所述第二齿轮与变速机构输入件之间设有第二超越离合器，所述第四齿轮与踩踏轴固定连接，或者所述第二齿轮与变速机构输入件固定连接，所述第四齿轮与踩踏轴之间设有第二超越离合器，所述第三齿轮与机芯组合件输出件之间设有第三超越离合器，所述变速机构输入件与第一齿轮固定连接，或者所述第三齿轮与机芯组合件输出件固定连接，所述变速机构输入件与第一齿轮之间设有第三超越离合器。

7.如权利要求1所述的一种中置电机助力多挡变速机构，其特征在于：所述变速机构输入件上设有第一传动轮及第二传动轮，所述第二主轴上设有与第一传动轮通过传动件连接的第三传动轮，所述踩踏轴上设有与第二传动轮通过传动件连接的第四传动轮，所述第二传动轮与变速机构输入件之间设有第二超越离合器，所述第四传动轮与踩踏轴固定连接，或者所述第二传动轮与变速机构输入件固定连接，所述第四传动轮与踩踏轴之间设有第二超越离合器，所述第三传动轮与机芯组合件输出件之间设有第三超越离合器，所述变速机构输入件与第一传动轮固定连接，或者所述第三传动轮与机芯组合件输出件固定连接，所述变速机构输入件与第一传动轮之间设有第三超越离合器。

8.如权利要求1所述的一种中置电机助力多挡变速机构，其特征在于：所述动力输出轮与后轮传动轮通过传动件连接，所述后轮传动轮与后轮轮毂固定连接。

9.如权利要求7所述的一种中置电机助力多挡变速机构，其特征在于：所述第一传动轮、第二传动轮、第三传动轮及第四传动轮为带轮或链轮，所述传动件为传动带或链条。

10.如权利要求1所述的一种中置电机助力多挡变速机构，其特征在于：所述动力输出轮为链轮或带轮。

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