電動自行車復合增速驅動裝置的制作方法

本發明涉及一種用于電動自行車、電動輔助自行車復合增速的驅動裝置。

背景技術：

電動自行車也叫電動摩托車是當今社會中相當常見的一種交通工具，雖造型各異，但主體結構和功能基本類似。一般都是采用蓄電池經控制系統控制電氣單元驅動安裝在后輪輪轂內的電機，再經齒輪減速后驅動后輪，蓄電池的電能是電動自行車的主要動力來源。其中，部分電動自行車的后輪軸上還設置有飛輪并配以相應的腳踏板及鏈條驅動，當人力踩踏踏板驅動飛輪的速度大于電機驅動的速度時，腳踏驅動可以起到助力和加速的作用。但是，由于電動自行車的實際設計和運行速度要高于普通自行車的速度，且電動自行車本身的自重也大于自行車，因此，對應設計的電動自行車純人力騎行的速度比普通自行車要低。這樣，即使部分電動自行車設置有腳踏助力功能，實際使用過程中也只有在起步以及蓄電池電量不足等特殊情況下起作用，其他情況下踩也只是空踏，無法實現人力與電動的復合驅動。

另外，市場上還有采用電動助力的自行車，也就是在自行車上增加一套微型電驅動裝置，通過實時檢測人騎行踩踏踏板的扭力以及速度提供適時適度的助力，以緩解上坡、加速等過程中對人力的需求，實現平穩騎行。自行車運行的速度取決于騎行人的騎行速度，電動部分增力不增速。而若增大電動部分輸出的功率，只是進一步減少人力，其功能和效果又趨同于前面所述的電動自行車了。

因此，無論是現有的電動自行車還是電動助力自行車，均沒有很好的實現電動和人力騎行的融合，以更進一步達到節能環保的效果。其主要原因是現有的驅動原理和結構實現的只是相互助力，而沒有實現兩者速度的復合增加。

技術實現要素：

有鑒于前述現有電動自行車和電動助力自行車存在的不足，本發明提供一種電動自行車復合增速驅動裝置，其可有效解決上述缺點。

為達到上述的發明目的，本發明所采用的技術手段為設計一種電動自行車復合增速驅動裝置，其中包含：

一殼體，其內部設有行星架；

一電機，包含轉子和定子；

一左側板和一右側板，分別固定在殼體兩端；

多個行星齒輪，分別通過行星輪軸和軸承均布安裝在殼體內部的行星架上；

一太陽輪軸，其一端設有太陽齒輪與各行星齒輪相嚙合，另外一端與電機的轉子相連接，并且通過軸承支撐在殼體內；

一輸入齒圈，其套設太陽齒輪，且與各行星齒輪相嚙合，與太陽齒輪和各行星齒輪一同組合成行星齒輪組；所述輸入齒圈一端軸向伸出左側板并連接有飛輪；

一支撐軸，其同軸心設置在殼體、左側板、輸入齒圈、太陽輪軸、電機、右側板內，并與電機的定子相連接；

一超越離合器，其設置在輸入齒圈與支撐軸之間，用以保證輸入齒圈相對支撐軸只能單向轉動。

本發明的優點在于，在電動自行車驅動輪輪轂中央設有與輪輻固定連接的殼體，殼體內側行星支撐板上設有行星架，行星架上裝有多個行星齒輪；各行星齒輪分別與太陽輪軸一端的太陽齒輪相嚙合，太陽輪軸的另一端與電機的轉子固定連接；太陽齒輪外圍套設有輸入齒圈，輸入齒圈一側的齒圈軸上固定有與普通自行車飛輪類似的用于單向傳遞鏈條驅動動力的飛輪；輸入齒圈分別與各行星齒輪相嚙合，并與太陽齒輪、行星齒輪組合成行星齒輪組。根據行星傳動原理，與驅動輪相固連的行星架的轉速取決于與電機轉子相連的太陽齒輪的轉速以及經鏈條、飛輪驅動的輸入齒圈的速度，也就是說電動自行車驅動輪的轉速取決于電機轉速和飛輪轉速。因此，實現了兩路驅動動力的復合增速。

此外，在與電動自行車驅動輪輪輻相固定連接的殼體兩側分別設有與其固定連接的左側板和右側板，其軸心設有支撐軸，左側板和右側板分別通過軸承支撐在輸入齒圈和支撐軸上，使整個復合增速驅動裝置形成驅動輪中間的一個封閉的輪轂。而支撐軸兩端固定在電動自行車車架上。因此，本發明設計的復合增速驅動裝置無論外形結構還是安裝方式都與現有電動自行車及其驅動輪相一致，其應用不會改變現有電動自行車的整體結構和控制方法。

再者，在輸入齒圈與支撐軸之間設有超越離合器，可以防止當鏈條不提供驅動力或制動力的情況下，電機轉子將經太陽輪軸、行星齒輪帶動輸入齒圈和飛輪空轉從而不能驅動驅動輪前進。因此，本發明保持了現有電動自行車的純電驅動模式。

最后，太陽輪軸和輸入齒圈分別通過軸承支撐在殼體內部行星支撐板以及左側板上，有效保證了行星傳動三元件的軸向安裝和固定。同時，減小了太陽齒輪的徑向尺寸，有利于增大行星傳動比，提高電機到驅動輪的減速比。并且有效降低了軸承轉速，從而減小了軸承對潤滑的需求。

附圖說明

圖1為本發明的結構原理圖。

圖2為本發明在電動自行車上的安裝示意圖。

其中，附圖標記如下：

1 殼體 2 左側板

3 右側板 4 行星齒輪

5 太陽輪軸 6 支撐軸

7 輸入齒圈 8 飛輪

9 超越離合器 10 電機

11 第二軸承 12 第四軸承

13 行星輪軸 14 行星輪軸承

15 第一軸承 16 第五軸承

17 制動轂 18 車架

19 踏板 20 鏈條

21 驅動輪

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行詳細的說明，所列舉的實施例，只是用于幫助理解本發明，不應理解為對發明范圍保護的限定，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理和思想的前提下，還可對本發明進行改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求保護的范圍。

如圖1所示，本發明的電動自行車復合增速驅動裝置包含有一殼體1，一左側板2，一右側板3，多個行星齒輪4，一太陽輪軸5，一支撐軸6，一輸入齒圈7，一飛輪8，一超越離合器9，一電機10。

所述殼體1，其同軸心設置在電動自行車驅動輪21的輪轂中央并與輪輻固定連接，且其內部設有中空的圓盤狀行星支撐板101，行星支撐板101一側設有行星架102，另一側設有第一軸承座103。所述殼體1兩端分別固定連接有左側板2和右側板3，左側板2和右側板3的中央分別設有第二軸承座201和第四軸承座301，軸承座內分別裝有第二軸承11和第四軸承12。

所述行星架102上通過行星輪軸13和行星輪軸承14均布安裝有多個行星齒輪4。所述太陽輪軸5通過第一軸承15支撐在殼體1內部的第一軸承座103上，其一端設有太陽齒輪501并分別與各行星輪4相嚙合，另一端與電機10的轉子1001固定連接。所述輸入齒圈7，其套設于太陽齒輪501，并與各行星齒輪4相嚙合，與太陽齒輪501、各行星齒輪4組合成一行星傳動。所述輸入齒圈7相對行星支撐板101的一側設有齒圈支撐板701，齒圈支撐板701一側設有齒圈軸702，齒圈軸702外圈通過第二軸承11支撐在左側板2內，其內圈設有第五軸承16。所述齒圈軸702軸向延伸至第二軸承11和左側板2外側，并且其軸端固定連接有飛輪8。

所述電機10的定子1002固定在支撐軸6上。所述右側板3上的第四軸承座301軸向延伸，且其末端固定連接有制動轂17。

所述支撐軸6沿殼體1軸心內設于齒圈軸702、太陽輪軸5和右側板3，且兩端分別伸出齒圈軸702和右側板3，并固定在車架18上。所述支撐軸6通過第四軸承12支撐右側板3，并通過第五軸承16、齒圈軸702和第二軸承11支撐左側板2，從而使殼體1以及整個驅動輪21軸向固定在支撐軸6上，并可相對支撐軸6旋轉。

所述輸入齒圈7內側第三軸承座703與支撐軸6之間設有超越離合器9用于控制輸入齒圈7相對支撐軸6只能單向轉動。

如圖1和圖2所示，當電機10和人力同時驅動電動自行車時，人力腳踏踏板19通過鏈條20帶動飛輪8，從而帶動輸入齒圈7轉動。同時，電機10的轉子1001通過太陽輪軸5帶動太陽齒輪501轉動。此時，根據行星傳動原理，與行星架102固連的行星支撐板101、殼體1以致驅動輪21的轉速則為輸入齒圈7轉速和太陽齒輪501轉速的線性之和。因此，實現了人力腳踏踏板19驅動轉速和電機10驅動轉速的復合。無論電機10加速還是人腳踏踏板19加速都可以實現驅動輪21的加速，也就是電動自行車的加速。

當人力不給踏板19施加驅動力或制動力，比如腳離開踏板19時，若電機10工作則此時超越離合器9將限制輸入齒圈7相對支撐軸6反轉，輸入齒圈7轉速為零。而電機轉子1001通過太陽齒輪501、行星齒輪4、行星架102帶動驅動輪21轉動，驅動輪21轉速與電機10轉速成線性關系，為純電驅動。其工作原理與現有的電動自行車和電動摩托車相一致。