[發(fā)明專利]變速、發(fā)電電動型兩用自行車

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010183028.5
• 申請日: 2010-12-12
• 公開（公告）號: CN101985307A
• 公開（公告）日: 2011-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 朱永章
• 申請（專利權）人: 朱永章
• 主分類號: B62M7/12
• 分類號: B62M7/12;B62M11/14;B62M23/02;B62M1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

變速、發(fā)電電動型兩用自行車，屬于交通工具領域。

背景技術

目前，市面上變速自行車是在中軸、后輪轂安裝鏈輪組合齒，通過調(diào)整齒數(shù)比，實現(xiàn)變速，在中軸上安裝的鏈輪組合齒，只能是左、右排列，轉(zhuǎn)速比限制在較小的范圍。電動車使用技術，天津自行車行業(yè)生產(chǎn)力促進中心專家?guī)斐蓡T編著，人民郵電出版社，2008年5月第1版，電子函件[e-mail]，網(wǎng)址http://www.ptpress.com.cn170頁-172頁，第11章，中軸驅(qū)動裝置：日本的電動自行車以YAMAHA和松下公司為代表，開發(fā)了電動自行車的中軸驅(qū)動裝置方式，經(jīng)過了多次大的改進，目前已經(jīng)進入到技術上比較完善的程度。而我國，對于中軸驅(qū)動裝置還比較陌生，這是由于輪轂驅(qū)動長期占領了市場。發(fā)展中軸驅(qū)動裝置，除了技術上尤其配套上有一些難度外，制造商的短期行為也是一種心理障礙。甚至還有人錯誤地認為，輪轂驅(qū)動是電動自行車中最先進和效率最高的驅(qū)動形式。

遠在2000年或更早些，國內(nèi)就已經(jīng)開始研究電動自行車的中軸驅(qū)動裝置，那時制造了幾種樣機，技術上各有特色，如正交軸中軸驅(qū)動裝置，同軸諧波(傳動)中軸驅(qū)動裝置，兩級減速平行軸中軸驅(qū)動裝置，鏈傳動減速中軸驅(qū)動裝置等。這些中軸驅(qū)動器在設計上仍然有些缺陷，最主要的是設計時沒有把驅(qū)動器當成一個整體來考慮，協(xié)調(diào)傳感器、電動機和減速機構的功能，還有的性價比(性能價格比)不高或批量生產(chǎn)有困難(如諧波傳動)。但是這些中軸驅(qū)動裝置的電動自行車已經(jīng)具備了中軸驅(qū)動裝置的某些優(yōu)異的基本性能。顯露出中軸驅(qū)動裝置的強大生命力。

電動自行車的中軸驅(qū)動裝置屬于高速驅(qū)動，是具有高性價比和非常有前途的一種驅(qū)動方式。由于帶減速的輪轂電動機在結(jié)構上受到徑向和軸向尺寸的限制，設計方案都免不了有這樣那樣的不足，甚至缺陷。中軸驅(qū)動裝置的減速機構、電動機和傳感器3部分盡管有非常密切的關系，并且形成一體，但是還是相對獨立，結(jié)構上沒有相互制約，這就使驅(qū)動器的設計有最大限度的靈活性，從而使3部分各自都獲得最佳的工作狀態(tài)。

中軸驅(qū)動裝置相對其他形式的驅(qū)動裝置，尤其是輪轂式驅(qū)動裝置，有以下優(yōu)點。

(1)中軸驅(qū)動裝置是系統(tǒng)工程設計概念，結(jié)構緊湊、簡潔、輕巧、重心低、外形美觀、騎行舒適、安全，具有自行車的基本外觀特征。

(2)中軸驅(qū)動裝置設計靈活，電動機、減速機和傳感器是一個協(xié)調(diào)的整體，驅(qū)動器整體高效率，高可靠性，小尺寸、低噪聲、大加速度，有極優(yōu)的動態(tài)性能。

(3)驅(qū)動器(包括電動機)的密封性能好，有合理的工藝性。防塵、防水、防銹設計，保證長期良好的潤滑。電動機可以采用內(nèi)轉(zhuǎn)子的直流電動機或無刷直流電動機方案，即使采用直流電動機，電動機的壽命也極長。驅(qū)動器維修極便利。

(4)中軸驅(qū)動裝置可以在后軸安裝內(nèi)(或外)變速器，爬坡性能優(yōu)良。帶轉(zhuǎn)矩傳感器的中軸驅(qū)動器，配合后軸變速機構可以獲得不同騎行狀態(tài)下轉(zhuǎn)矩助力性能的極佳匹配組合。

(5)助力騎行，輕松自如，節(jié)約能源，蓄電池得到充分利用，續(xù)程加倍。無電騎行時沒有任何電動機磁阻的影響，感覺和普通自行車一樣，起到運動和健身的多重功能。

11.2中軸驅(qū)動裝置的結(jié)構形式

中軸驅(qū)動裝置一般有3種形式。(1)同心軸驅(qū)動。電力、人力驅(qū)動由一個公共的大輪盤輸出，大輪盤與中軸同心，中軸通過單向機構(飛輪、單向聯(lián)軸器或單向軸承)與輪盤聯(lián)接。電動機與中軸可以通過平行軸齒輪機構傳動也可以與中軸同軸，但前者設計靈活，后者局限性大；(2)小輪盤驅(qū)動。電力、人力驅(qū)動由一個公共的小輪盤輸出。小輪盤輸出與中軸分開(不同心)，人力驅(qū)動(中軸)通過變速結(jié)構和單向機構與小輪盤軸連接；(3)雙輪盤驅(qū)動。電力、人力驅(qū)動分別由兩個輪盤一根鏈條輸出，電力驅(qū)動由小輪盤輸出，人力驅(qū)動(中軸)通過單向機構與轉(zhuǎn)矩傳感器和大輪盤軸連接。上述3種驅(qū)動形式各有其特點(見表11-1)。由此可以看出，同心軸驅(qū)動外觀整體性好，但是內(nèi)部變速機構比較復雜，傳動級數(shù)較多，制造精度高，成本較高，電動機的輸出經(jīng)過減速，又升速，從傳動來看，不太合理。小輪盤驅(qū)動內(nèi)部變速機構比較復雜，傳動級數(shù)較多，成本較高。雙輪盤驅(qū)動方式，人力驅(qū)動與電力驅(qū)動分開，互相沒有制約，可以獨立調(diào)整速比，內(nèi)部變速機構比較簡單，成本較低，便于維修。

中軸驅(qū)動裝置不宜采用低速電動機直接驅(qū)動，因為電動機的轉(zhuǎn)速要與中軸轉(zhuǎn)速基本一致，即40-70r/min，如此低轉(zhuǎn)速的電動機尺寸會非常大，而且性能非常差，這就完全失去了中軸驅(qū)動裝置的意義。

11.3轉(zhuǎn)矩助力驅(qū)動及傳感器