專利名稱：一種電動助力自行車助力傳動機構(gòu)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動助力自行車助力傳動機構(gòu)。
技術背景電動助力自行車國家給予的定義是人體體能腳踏為主，電機為輔進行助力驅(qū)動的 自行車，目前市場上的電動助力自行車控制助力電機運轉(zhuǎn)都是通過脈沖開關電路感應騎乘 人騎行情況實現(xiàn)的，但脈沖電路的電流信號是迅時電信號，信號處理器接收到這種迅時電 信號后會指令助力電機迅時加速，所以采用脈沖電路的助力自行車騎乘過程會產(chǎn)生頓挫加 速，影響騎乘的連貫及舒適性。另外，由于結(jié)構(gòu)原因，傳統(tǒng)助力自行車的無論中軸是順時針旋轉(zhuǎn)還是逆時針旋轉(zhuǎn)， 助力電機都是與中軸同步轉(zhuǎn)動的，這樣在純?nèi)肆︱T行時，由于人力蹬踏的過程中，會帶動助 力電機同步轉(zhuǎn)動，這時，電機轉(zhuǎn)子切割磁力線產(chǎn)生安培磁場阻力，人騎乘起來非常吃力。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種傳動平穩(wěn)、不干擾 制動、騎乘輕便的電動助力自行車助力傳動機構(gòu)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的技術方案為一種電動助力自行車助力傳動 機構(gòu)，包括有外殼，中軸、主鏈盤、鏈條、第一軸承、第一單向離合器、助力電機、安裝在助力 電機上的傳動鏈盤，主鏈盤與傳動鏈盤通過鏈條連接，主鏈盤設有第一軸承，中軸穿過第一軸承，在中軸上設有帶復位功能的扭矩凸輪 機構(gòu)，扭矩凸輪機構(gòu)的主動輪固定連接有滑套，從動輪與主鏈盤固定連接，第一單向離合器 安裝在主動輪上，中軸穿過第一單向離合器，在該滑套的相應位置處設有傳感裝置，信號處 理器與傳感裝置和助力電機電路連接。所述的主動輪由彈性材料制成，沿主動輪斜齒的一側(cè)以及其根部加工有斷口槽， 滑套與主動輪的斜齒固定連接，在主動輪的與主鏈盤配合一端的另一端緊貼有第二軸承。主動輪的內(nèi)圈成型有軸向滑槽，在第一單向離合器的外環(huán)上成型有軸向花鍵，外 環(huán)插于主動輪內(nèi)，在外環(huán)插入端的另一端邊緣上成型有限位邊，限位邊與主動輪端面之間 套裝有復位彈簧。主動輪和從動輪互相配合的端面設有直齒嚙合，齒口的開口寬度比直齒大。傳感裝置由磁性件和傳感器構(gòu)成，磁性件和傳感器其一安裝在滑套上，另一安裝 在外殼上。 所述的第一單向離合器為棘輪機構(gòu)。在助力電機的主軸與傳動鏈盤之間連接有第二單向離合器。本實用新型的電動助力自行車與傳統(tǒng)的相比較，具有的優(yōu)點是當對腳踏施力時， 中軸的扭力通過帶有復位功能的扭矩凸輪機構(gòu)傳遞給主鏈盤，同時推動滑套作軸向滑動， 使滑套和外殼之間的感應裝置產(chǎn)生感應信號，在這個過程，滑套的移動和感應信號的增強都是線性的，信號處理器接收到感應信號后，指令助力電機線性增加其轉(zhuǎn)速，使助力電機產(chǎn)生的助力柔和地增加，提高 騎行的舒適性，而要切斷助力，只要取消蹬踏力，施加在扭矩凸輪機構(gòu)的應力即瞬間消失， 扭矩凸輪機構(gòu)也瞬間復位，磁性件和傳感器遠離至磁性件脫離傳感器的感應范圍，信號處 理器接收不到傳感器的信號后，馬上指令助力電機停止轉(zhuǎn)動，避免緊急情況下，影響剎車效 果；另外，通過在助力電機上加裝第二單向離合器，從而避免純?nèi)肆Φ盘r，主鏈盤帶動助 力電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生安培磁場阻力，使蹬踏變得輕便。
圖1是本實用新型自行車助力傳動機構(gòu)實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型自行車助力傳動機構(gòu)實施例一的主鏈盤安裝到主軸上的結(jié)構(gòu) 圖；圖3是本實用新型自行車助力傳動機構(gòu)實施例一的立體分解圖；圖4是本實用新型自行車助力傳動機構(gòu)實施例一滑套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型自行車助力傳動機構(gòu)實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實用新型自行車助力傳動機構(gòu)實施例二助力狀態(tài)下主動輪軸向移動后 的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實用新型電動助力自行車助力傳動機構(gòu)實施例二把滑套切除部分后的 結(jié)構(gòu)圖；圖8是本實用新型電動助力自行車助力傳動機構(gòu)實施例二的立體分解圖；圖9是本實用新型電動助力自行車助力傳動機構(gòu)實施例二的主鏈盤安裝到主軸 上的結(jié)構(gòu)圖；圖10是本實用新型電動助力自行車助力傳動機構(gòu)實施例二主動輪的結(jié)構(gòu)圖；圖11是本實用新型電動助力自行車助力傳動機構(gòu)實施例二的棘輪機構(gòu)外環(huán)的結(jié) 構(gòu)圖；圖12是本實用新型電動助力自行車助力傳動機構(gòu)實施例二滑套的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖詳細闡述本實用新型實施例一(如圖1 圖4所示)本實施例的電動助力自行車助力傳動機構(gòu)包括有外殼1，中軸2、主鏈盤3、鏈條 (未繪出)、第一軸承4、第一單向離合器、助力電機6、安裝在助力電機6上的傳動鏈盤7，第 一單向離合器為內(nèi)嚙合的棘輪機構(gòu)5，鏈條同時連接主鏈盤3、傳動鏈盤7和車輪鏈盤(未 繪出)，主鏈盤3設有主鏈盤軸套8，該軸套8與中軸2通過第一軸承4連接，棘輪機構(gòu)5套 裝于中軸2上，本實施例的棘輪機構(gòu)外環(huán)51即為主動輪，而軸套8即為從動輪，該主動輪由 彈性材料制成，棘輪機構(gòu)5的外環(huán)51與主鏈盤軸套8成嚙合，它們互相嚙合的端面圓周上 同時設有三組按120度圓周分布的斜齒嚙合和直齒嚙合，其中直齒嚙合的直齒口 9寬度比 齒10的寬度略大，直齒嚙合可起到限制斜齒嚙合的兩斜齒相互滑動的幅度，避免斜齒脫離 配合，沿棘輪機構(gòu)外環(huán)斜齒11的一側(cè)以及其根部加工有斷口槽12，扭力傳遞時，可供外環(huán)斜齒11發(fā)生軸向變形的空間，棘輪機構(gòu)外環(huán)51上設有滑套13，在外環(huán)51的斜齒11上插 接有限位銷14，而滑套13與之配合的一端圓周上成型有緣邊15，同時還加工有供限位銷14 插進的槽口 16，在限位銷14插進槽口 16后，限位銷14與緣邊15之間套上扣環(huán)17，使棘輪 機構(gòu)外環(huán)51與滑套13固定連接在一起，在外環(huán)51的與主鏈盤3配合一端的另一端緊貼有 第二軸承18，該第二軸承18的作用是在扭力傳遞時，與從中軸2傳遞過來的扭力一同配合， 在斜齒的作用下，使主鏈盤3和外環(huán)51 —同轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的同時使外環(huán)斜齒11發(fā)生軸向彈性 變形，變形的過程帶動滑套13軸向滑動。在滑套13與斜齒11配合一端的另一端固定安裝 有環(huán)形磁鐵19，在外殼1內(nèi)部對應處設有單向線性傳感器20，用以感應環(huán)形磁鐵19磁場的 強度，單向線性傳感器20與信號處理器21電路連接。助力傳動機構(gòu)的動作過程是騎乘者蹬踏自行車腳踏，中軸2產(chǎn)生扭矩，經(jīng)棘輪機 構(gòu)5的作用，扭矩被傳遞給棘輪機構(gòu)5的外環(huán)51，利用外環(huán)51與主鏈盤軸套8互相配合的 斜齒，在扭矩以及滑套13末端的第二軸承18相互配合下，使主鏈盤3和固裝在一起的外環(huán) 51和滑套13三者同步轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的同時，外環(huán)斜齒11發(fā)生軸向彈性變形，變形過程帶動滑 套13作遠離主鏈盤3的方向滑動，使環(huán)形磁鐵19向單向線性傳感器20作線性靠近，單向 線性傳感器20感應到磁場強度線性增強，同時向信號處理器21發(fā)出指令，命令助力電機6 線性地提高轉(zhuǎn)速，使助力電機6產(chǎn)生的助力柔和地增加，提高騎行的舒適性，而要切斷助力 時，只要取消蹬踏力，施加在棘輪機構(gòu)外環(huán)51上的扭矩瞬間消失，外環(huán)斜齒11也瞬間復位， 環(huán)形磁鐵19和單向線性傳感器20遠離至環(huán)形磁鐵19脫離單向線性傳感器20的感應范圍， 信號處理器21接收不到單向線性傳感器20的信號后，馬上指令助力電機6停止轉(zhuǎn)動。本電動助力自行車可設置三種騎行模式，分別是人力驅(qū)動模式、電機驅(qū)動模式和 人機同時驅(qū)動模式，在手把上設有模式轉(zhuǎn)換器，現(xiàn)逐一詳細描述每種工作模式1.人機同時驅(qū)動模式在人力蹬踏和助力電機6同時作用下，人力蹬踏產(chǎn)生的人工扭力傳遞的路徑為 中軸2-棘輪機構(gòu)5-主鏈盤3，此時，在人工扭力的作用下，棘輪機構(gòu)外環(huán)51的斜齒11與主 鏈盤軸套8的斜齒22沿斜面產(chǎn)生滑動，驅(qū)使外環(huán)斜齒11產(chǎn)生軸向彈性變形，從而連動滑套 13作軸向移動，使安裝在滑套13上的環(huán)形磁鐵19靠近單向線性傳感器20，單向線性傳感 器20根據(jù)感應到的磁場強度大小向信號處理器21發(fā)出信號，信號處理器21指令助力電機 6轉(zhuǎn)動，騎行輔助力，輔助騎乘者驅(qū)動車輛，當然，環(huán)形磁鐵19越靠近單向線性傳感器20，單 向線性傳感器20感應到的磁場強度越強，信號處理器21指令助力電機6增加轉(zhuǎn)速，使助力 增大。2.人力驅(qū)動模式這種驅(qū)動方式助力電機6電路被切斷。人蹬踏腳踏時，中軸2的扭力依次經(jīng)棘輪 機構(gòu)5和主鏈盤軸套8傳遞，然后傳遞給主鏈盤3，此時，雖然外環(huán)斜齒11產(chǎn)生軸向彈性變 形，驅(qū)使滑套13滑動，使環(huán)形磁鐵19接近單向線性傳感器20，但由于助力電機6線路被切 斷，所以在這個模式下助力電機6不會產(chǎn)生助力。3.電機驅(qū)動模式助力電機6轉(zhuǎn)動會把動力直接傳遞給車輪，而它還同時帶動主鏈盤3 —起同步轉(zhuǎn) 動，此狀態(tài)下的棘輪機構(gòu)外環(huán)51始終保持與主鏈盤3嚙合，所以主鏈盤3又會帶動外環(huán)51轉(zhuǎn)動，但由于棘輪機構(gòu)5的存在，所以此時的中軸2不會轉(zhuǎn)動，騎乘者可以放心的把腳置于 腳踏上。實施例二(如圖5 圖12所示)本實施例的電動助力自行車助力傳動機構(gòu)包括有外殼1，中軸2、主鏈盤3、鏈條、 第一軸承4、第一單向離合器、助力電機6、安裝在助力電機6上的傳動鏈盤7，第一單向離 合器為內(nèi)嚙合的棘輪機構(gòu)5，鏈條同時連接主鏈盤3、傳動鏈盤7和車輪鏈盤，主鏈盤3設有 主鏈盤軸套8，軸套8與中軸2通過第一軸承4連接，軸套8即為本實施例的從動輪，棘輪 機構(gòu)5套裝于中軸2上，在棘輪機構(gòu)5的外環(huán)51圓周表面上設有軸向花鍵23，在主動輪24 的內(nèi)圈設有軸向滑槽25，外環(huán)51插于主動輪24內(nèi)，這時花鍵23置于滑槽25內(nèi)，既實現(xiàn)扭 力從棘輪機構(gòu)5傳遞給主動輪24，同時又使主動輪24可沿棘輪機構(gòu)外環(huán)51作軸向來回滑 動，在主動輪24的外圓周上套裝有滑套13，在主動輪24和滑套13兩者的連接端圓周上，主 動輪24成型有連接邊26，滑套13成型有緣邊15，連接邊26和緣邊15上各自相應加工有 切口 261和槽口 16，主動輪24和滑套13通過連接邊26與槽口 16、緣邊15與切口 261互 相套合，套合后在兩連接邊之間套上扣環(huán)17，從而使主動輪24和滑套13固接在一起，滑套 13連接端的另一端內(nèi)圈成型有環(huán)形緣邊27，中軸2從環(huán)形緣邊27軸線穿過，在棘輪機構(gòu)外 環(huán)51遠離主鏈盤3的一端成型有限位邊28，在棘輪機構(gòu)外環(huán)51上套裝有復位彈簧29，在 主動輪24和滑套13固接后，棘輪機構(gòu)外環(huán)51會受到滑套環(huán)形緣邊27的壓制，使復位彈簧 29被壓縮在主動輪端面與外環(huán)限位邊28之間。主鏈盤軸套8和主動輪24相對的端面都分別成型有互相嚙合的斜齒22、30，另外， 在主動輪24的端面上還成型有直齒31，而相應的主鏈盤軸套8端面上成型有直齒口 9，直 齒31伸至直齒口 9內(nèi)，直齒口 9的開口寬度比直齒31長，從而限制主鏈盤2與主動輪24 之間相對轉(zhuǎn)動的角度，避免主鏈盤軸套斜齒22與主動輪斜齒30因轉(zhuǎn)動過度而脫離配合。在滑套13的環(huán)形緣邊27外側(cè)設有環(huán)形磁鐵19，而在外殼1上朝環(huán)形磁鐵19方向 伸出一單向線性傳感器20，單向線性傳感器20與信號處理器21電路連接。本實施例的電動助力自行車也可以設置成實施例一的三種騎行模式，下面介紹它 的傳動過程。1.人機同時驅(qū)動模式在人力蹬踏和助力電機6同時作用下，人力蹬踏產(chǎn)生的人工扭力傳遞的路徑為 中軸2-棘輪機構(gòu)5-主動輪24-主鏈盤3，此時，在人工扭力的作用下，主動輪24的斜齒30 與主鏈盤軸套8的斜齒22沿斜面產(chǎn)生滑動，驅(qū)使主動輪24朝單向線性傳感器20作軸向移 動，使安裝在主動輪24上的環(huán)形磁鐵19靠近單向線性傳感器20，其它動作與實施例一的一樣。2.人力驅(qū)動模式這種驅(qū)動方式助力電機6是不工作的。人蹬踏腳踏時，中軸2的扭力依次經(jīng)棘輪機構(gòu)5和主動輪24傳遞，然后傳遞給主鏈盤3，此時，雖然主動輪24在斜 齒22、30的作用下產(chǎn)生朝單向線性傳感器20方向移動，使環(huán)形磁鐵19接近單向線性傳感 器20，但可通過手把上的模式開關切斷助力電機6線路，所以在這個模式下助力電機6不會 產(chǎn)生助力。3.電機驅(qū)動模式[0050]助力電機6轉(zhuǎn)動會把動力直接傳遞給車輪，而它還同時帶動主鏈盤3 —起同步轉(zhuǎn) 動，由于復位彈簧29的彈力作用，使此狀態(tài)下的主動輪24始終保持與主鏈盤3嚙合，所以 主鏈盤3又會帶動主動輪24轉(zhuǎn)動，但由于主軸2上設置了棘輪機構(gòu)5，所以此時的中軸2不 會轉(zhuǎn)動，騎乘者可以放心的把腳置于腳踏上。對于上述實施例一和實施例二，在助力電機6的主軸32與傳動鏈盤7之間連接有 第二單向離合器，該第二單向離合器為超越離合器33，這樣就助力電機主軸32與傳動鏈盤 7而言，當助力電機主軸32的轉(zhuǎn)動作為主動力時，它可帶動傳動鏈盤7轉(zhuǎn)動，相反當傳動鏈 盤7的轉(zhuǎn)動作為主動力時(即人力驅(qū)動模式)，超越離合器33切斷傳動鏈盤7傳遞給助力 電機主軸32的動力，避免純?nèi)肆Φ盘r，因助力電機6轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的安培阻力，增加騎乘者的 體力消耗。以上所述之實施例只為本實用新型的較佳實施例，并非以此限制本實用新型的實 施范圍，故凡依本實用新型之形狀、構(gòu)造及原理所作的等效變化，均應涵蓋于本實用新型的 保護范圍內(nèi)。
權利要求一種電動助力自行車助力傳動機構(gòu)，包括有外殼(1)，中軸(2)、主鏈盤(3)、鏈條、第一軸承(4)、第一單向離合器(5)、助力電機(6)、安裝在助力電機(6)上的傳動鏈盤(7)，主鏈盤(3)與傳動鏈盤(7)通過鏈條連接，主鏈盤(3)設有第一軸承(4)，中軸穿過第一軸承，其特征在于在中軸(2)上設有帶復位功能的扭矩凸輪機構(gòu)，扭矩凸輪機構(gòu)的主動輪固定連接有滑套(13)，從動輪與主鏈盤(3)固定連接，第一單向離合器(5)安裝在主動輪與中軸(2)之間，在該滑套(13)的相應位置處設有傳感裝置，信號處理器(21)與傳感裝置和助力電機(6)電路連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種電動助力自行車助力傳動機構(gòu)，其特征在于所述的主 動輪由彈性材料制成，沿主動輪斜齒(11)的一側(cè)以及其根部加工有斷口槽(12)，滑套(13) 與主動輪的斜齒(11)固定連接，在主動輪的與主鏈盤(3)配合一端的另一端緊貼有第二軸 承(18)。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種電動助力自行車助力傳動機構(gòu)，其特征在于主動輪的 內(nèi)圈成型有軸向滑槽(25)，在第一單向離合器的外環(huán)(51)上成型有軸向花鍵(23)，外環(huán) (51)插于主動輪內(nèi)，在外環(huán)(51)插入端的另一端邊緣上成型有限位邊(28)，限位邊(28) 與主動輪端面之間套裝有復位彈簧(29)。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的一種電動助力自行車助力傳動機構(gòu)，其特征在于主 動輪和從動輪互相配合的端面設有直齒嚙合，齒口(9)的開口寬度比直齒(31)大。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種電動助力自行車助力傳動機構(gòu)，其特征在于傳感裝置 由磁性件和傳感器構(gòu)成，磁性件和傳感器其一安裝在滑套(13)上，另一安裝在外殼(1)上。
6.根據(jù)權利要求1、2或3所述的一種電動助力自行車助力傳動機構(gòu)，其特征在于所 述的第一單向離合器為棘輪機構(gòu)(5)。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種電動助力自行車助力傳動機構(gòu)，其特征在于在助力電 機(6)的主軸(32)與傳動鏈盤(7)之間連接有第二單向離合器。專利摘要本實用新型公開一種加速順暢、騎乘舒適的電動助力自行車助力傳動機構(gòu)，包括有外殼，中軸、主鏈盤、鏈條、第一軸承、第一單向離合器、助力電機、安裝在助力電機上的傳動鏈盤，主鏈盤與傳動鏈盤通過鏈條連接，主鏈盤設有第一軸承，中軸穿過第一軸承，在中軸上設有帶復位功能的扭矩凸輪機構(gòu)，扭矩凸輪機構(gòu)的主動輪固定連接有滑套，從動輪與主鏈盤固定連接，第一單向離合器安裝在主動輪與中軸之間，在該滑套的相應位置處設有傳感裝置，信號處理器與傳感裝置和助力電機電路連接。
文檔編號B62M11/00GK201670332SQ201020178518
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權日2010年5月4日
發(fā)明者廖新軍, 招應權, 陳戈平 申請人:陳戈平;招應權;廖新軍