CN119929051A - 用于自行车的模块化电助力系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于自行车的模块化电助力系统，包括传动单元模组包括安装部和传动部，传动单元模组的安装部用于将传动单元模组可拆卸安装在车架的五通处，传动部包括BB轴和牙盘，BB轴自自车架的五通内穿过，牙盘传动安装在车架五通的一侧，且牙盘与BB轴传动连接；驱动单元模组可拆卸安装在传动单元模组上，且驱动单元模组与传动单元模组的传动部传动连接。通过可拆卸连接的传动单元模组，能够与传动单元模组可拆卸连接的驱动单元模组，实现了在常规的自行车上安装电助力系统，实现了对市面上的自行车的电动改装，且无需特殊的车架结构，适用性强，根据对不同型号的传动单元模组和驱动单元模组进行组合，操作方便，成本低，使用灵活性高。

Description

用于自行车的模块化电助力系统

技术领域

本发明涉及电助力车技术领域，具体地，涉及一种用于自行车的模块化电助力系统。

背景技术

目前市场上的电助力自行车主要分为轮毂电机款或者中置电机款，从结构上来讲，中置电机款，扭矩大，骑行体验好，市场前景更好，目前也是因为价格问题，近几年在国内市场才慢慢展开。

由于不同的市场需求，往往需要厂家推出不同的产品，这就导致了目前市场上的产品规格繁多。例如，不同的功率，不同的电压输入，不同的工况，不同的车型等。不同的产品需要提出不同的针对性的设计方案。且常规的中置电机款往往需要特殊的车架设计，并且售价普遍较高。

现有公告号为CN117325974B的中国专利申请文献，其公开了一种高稳定性的中置电机电助力山地自行车，包括有车架、车轴、车轮、罩壳、中置电机、中轴和脚踏等；车架转动连接有若干个车轴；每个车轴各固接有一个车轮；车架固接有罩壳；罩壳安装有中置电机；中置电机的输出轴固接有中轴，且中轴贯穿中置电机并与罩壳转动连接；中轴旋接有若干个脚踏。

现有技术中的电助力自行车将中置电机集成在车架上，需要设置特殊的车架结构，但是，目前市场上存量最多的还是普通自行车，现有技术中的电助力方案无法再普通自行车架上灵活使用，存在待改进之处。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于自行车的模块化电助力系统。

根据本发明提供的一种用于自行车的模块化电助力系统,包括传动单元模组和驱动单元模组，所述传动单元模组包括安装部和传动部，所述传动单元模组的安装部用于将传动单元模组可拆卸安装在车架的五通处，所述传动部包括BB轴和牙盘，所述BB轴自车架的五通内穿过，所述牙盘传动安装在车架五通的一侧，且所述牙盘与BB轴传动连接；所述驱动单元模组可拆卸安装在传动单元模组上，且所述驱动单元模组与传动单元模组的传动部传动连接。

优选地，所述传动单元模组的安装部包括传动单元壳体，所述传动单元壳体包括主体部和安装轴部，所述主体部位于安装轴部的一端，所述安装轴部远离主体部的一端自车架五通的一端穿入，另一端穿出；所述安装轴部远离主体部的一端连接有辅助支架，所述辅助支架延伸至主体部并通过紧固件与主体部可拆卸连接，所述安装轴部远离主体部的一端与锁紧螺母螺纹配合，所述锁紧螺母与辅助支架配合将传动单元壳体与车架五通可拆卸连接。

优选地，所述传动部还包括凹型爪型齿轴、传动齿轮组以及离合器组件，所述凹型爪型齿轴、传动齿轮组以及离合器组件均装配在传动单元模组的安装部；所述凹型爪型齿轴与驱动单元模组的输出轴可拆卸传动连接，所述凹型爪型齿轴通过传动齿轮组和离合器组件与牙盘传动连接，所述BB轴通过离合器组件与牙盘传动连接。

优选地，所述离合器组件包括齿轮离合器、离合器本体以及离合器内衬，所述离合器内衬与BB轴固定连接，所述离合器本体套设在离合器内衬的外圆上，所述齿轮离合器套设在离合器本体上，所述牙盘与齿轮离合器的外圆固定连接。

优选地，所述传动齿轮组包括传动齿轴和传动齿轮，所述传动齿轴和传动齿轮固定连接，所述凹型爪型齿轴与传动齿轮啮合，所述传动齿轴与齿轮离合器的齿部啮合。

优选地，所述BB轴同轴穿过齿轮离合器，且BB轴通过轴承与齿轮离合器转动配合。

优选地，所述传动单元模组的安装部设置有驱动单元模组安装位点，所述驱动单元模组通过紧固件与传动单元模组安装部的安装位点可拆卸连接；

所述驱动单元模组的输出轴为爪型外花键电机轴，所述爪型外花键电机轴与凹型爪型齿轴公母配合。

优选地，所述传动单元模组的安装部上的驱动单元模组安装位点位于车架五通的中部或下部。

优选地，所述驱动单元模组的输出电压包括24V、36V或48V。

优选地，所述驱动单元模组中集成有控制系统，或，所述驱动单元模组与外部控制系统电连接。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过在车架五通上可拆卸连接的传动单元模组，能够与传动单元模组可拆卸连接的驱动单元模组，实现了在常规的自行车上安装电助力系统，实现了对市面上的自行车的电动改装，且无需特殊的车架结构，适用性强。且可以根据对不同型号的传动单元模组和驱动单元模组进行组合，操作方便，成本低，使用灵活性高。

2、本发明通过辅助支架和锁紧螺母实现传动单元模组在车架五通处的安装，使用模块化电机，则无需拆卸与车架相关的传动单元模组，仅需更换与之适配的驱动单元模组即可，功率更大，低速大扭矩，匀速节能等驱动单元方案，配置选择多样化，可以降低出行成本，无需整机更换。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明主要体现模块化电助力系统的爆炸示意图；

图2为本发明主要体现传动单元模组安装结构的爆炸示意图；

图3为本发明主要体现传动单元模组在车架五通上安装结构的爆炸图；

图4为本发明主要体现传动单元模组整体结构示意图；

图5为本发明主要体现传动单元模组安装部结构示意图；

图6为本发明主要体现传动单元模组传动部结构示意图；

图7为本发明主要体现驱动单元模组整体结构示意图；

图8为本发明主要体现驱动单元模组整体结构的爆炸图。

图中所示：

传动单元模组1 离合器本体13

驱动单元模组2 离合器内衬14

车架3 BB轴15

凹型爪型齿轴5 传动齿轴16

辅助支架6 传动齿轮17

锁紧螺母7 爪型外花键电机轴18

安装螺钉8 驱动单元定子19

传动单元壳体9 驱动单元螺钉20

传动单元盖板10 驱动单元盖板21

牙盘11 驱动单元转子22

齿轮离合器12 驱动单元壳体23

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7以及图8所示，根据本发明提供的一种用于自行车的模块化电助力系统，包括传动单元模组1和驱动单元模组2，传动单元模组1包括安装部和传动部，传动单元模组1的安装部用于将传动单元模组1可拆卸安装在车架3的五通处，传动部包括BB轴15和牙盘11，BB轴15自车架3的五通内穿过，牙盘11传动安装在车架3五通的一侧，且牙盘11与BB轴15传动连接。驱动单元模组2可拆卸安装在传动单元模组1上，且驱动单元模组2与传动单元模组1的传动部传动连接。

本申请技术方案利用能够在车架3五通上可拆卸连接的传动单元模组1，能够与传动单元模组1可拆卸连接的驱动单元模组2，实现了在常规的自行车上安装电助力系统，实现了对市面上的自行车的电动改装，且无需特殊的车架3结构，适用性强。且可以根据对不同型号的传动单元模组1和驱动单元模组2进行组合，操作方便，成本低，使用灵活性高。

具体地，传动单元模组1的安装部包括传动单元壳体9，传动单元壳体9包括主体部和安装轴部，主体部位于安装轴部的一端，安装轴部远离主体部的一端自车架3五通的一端穿入，另一端穿出。安装轴部远离主体部的一端连接有辅助支架6，辅助支架6延伸至主体部并通过紧固件与主体部可拆卸连接，安装轴部远离主体部的一端与锁紧螺母7螺纹配合，锁紧螺母7与辅助支架6配合将传动单元壳体9与车架3五通可拆卸连接。进一步地，在一种可行的实施方式中：辅助支架6包括一体成型的环形部、中间连接部以及末端安装部，环形部位于中间连接部的一端，末端安装部位于中间连接部的另一端，环形部套设在安装轴部远离主体部的一端，中间连接部在车架3五通的外部沿车架3五通的轴向延伸，末端安装部通过安装螺钉8与传动单元壳体9的主体部固定连接。安装轴部远离主体部的一端设置有螺纹，锁紧螺母7与安装轴部远离主体部的一端螺纹连接，且锁紧螺母7将辅助支架6的环形部压接在车架3五通的端面上。实现了传动单元模组1在车架3上的可拆卸连接。

更为具体地，传动部还包括凹型爪型齿轴5、传动齿轮17组以及离合器组件，凹型爪型齿轴5、传动齿轮17组以及离合器组件均装配在传动单元模组1的安装部。凹型爪型齿轴5与驱动单元模组2的输出轴可拆卸传动连接，凹型爪型齿轴5通过传动齿轮17组和离合器组件与牙盘11传动连接，BB轴15通过离合器组件与牙盘11传动连接。使用者可以通过踩动脚踏带动BB轴15转动，再通过离合器组件带动牙盘11转动进行骑行。电机可以通过传动齿轮17组和离合器组件带动牙盘11转动进行骑行助力。

再为具体地，在一种优选地实施方式中，离合器组件包括齿轮离合器12、离合器本体13以及离合器内衬14，离合器内衬14与BB轴15固定连接，离合器本体13套设在离合器内衬14的外圆上，齿轮离合器12套设在离合器本体13上，牙盘11与齿轮离合器12的外圆固定连接。离合器内衬14与离合器本体13构成楔块离合器，楔块离合器再配合齿轮离合器12构成双离合系统，保证BB轴15正向转动或反向转动时均不会出现卡死现象。传动齿轮17组包括传动齿轴16和传动齿轮17，传动齿轴16和传动齿轮17同轴固定连接，凹型爪型齿轴5与传动齿轮17啮合，传动齿轴16与齿轮离合器12的齿部啮合。BB轴15同轴穿过齿轮离合器12，且BB轴15通过轴承与齿轮离合器12转动配合。

需要说明的是，凹型爪型齿轴5、传动齿轮17组以及离合器组件均设置在传动单元壳体9的主体部，牙盘11位于传动单元壳体9的主体部远离安装轴部的侧面，且牙盘11与传动单元壳体9的主体部之间存在配合间隙，保证牙盘11转动的稳定性。BB轴15通过轴承与齿轮离合器12的内腔转动连接，BB轴15还通过轴承与传动单元壳体9的安装轴部内腔转动连接，实现了BB轴15的稳定安装。

本申请技术方案通过双离合器系统，一方面使BB轴15的转动与电机的助力不会产生干涉，另一方面防止BB轴15在正转或反转时卡死的情况发生。

进一步地，传动单元模组1的安装部设置有驱动单元模组2安装位点，驱动单元模组2通过紧固件与传动单元模组1安装部的安装位点可拆卸连接。驱动单元模组2的输出轴为爪型外花键电机轴18，爪型外花键电机轴18与凹型爪型齿轴5公母配合。借助驱动单元模组2与传动单元模组1可拆卸式的安装方式，爪型外花键电机轴18与凹型爪型齿轴5的公母配合，安装时可以先将传动单元模组1安装至车架3上，再根据需求安装不同的驱动单元模组2。例如：驱动单元模组2的输出电压包括24V、36V或48V，根据需求选择具有对应的输出电压的驱动单元模组2。形成了模块化组合思路设计。传动单元壳体9远离牙盘11的侧面安装有传动单元盖板10。

在一种变化的实施方式中，传动单元模组1与驱动单元模组2通过凹型爪型齿轴5与连轴器连接，实现动力由驱动单元到传动单元的传递。

在一种可行的实施方式中：驱动单元模组2包括驱动单元定子19、驱动单元螺钉20、驱动单元盖板21、驱动单元转子22、驱动单元壳体23；驱动单元壳体23通过驱动单元螺钉20与传动单元模组1的安装部的驱动单元模组2安装位点固定连接，驱动单元定子19和驱动单元转子22设置在驱动单元壳体23内，驱动单元盖板21固定连接在驱动单元壳体23上。爪型外花键电机轴18与驱动单元转子22固定连接，爪型外花键电机轴18自驱动单元壳体23内部伸出，作为驱动单元模组2的输出轴。

在一种优选地实施方式中：传动单元模组1的安装部上的驱动单元模组2安装位点位于车架3五通的中部或下部。

安装时，传动单元模组1首先穿插在自行车五通位置，此时传动单元与车架3组成一个固定结构，可以视为一个整体，此时电助力车的减速系统已组装完毕。驱动单元模组2通过螺钉紧固的方式与传动单元模组1来组合安装，形成完整的配套产品。当需求做调整时，可以通过更换不同的模块去面对，传动单元与驱动单元系统做分别做成各个不同的模块方案，针对不同的需求，装车时做局部更换即可，可以应对不同的场景和需求。

具体地，将传动单元模组1先初步安装在车架3五通上，然后将辅助支架6安装在传动单元模组1上面，并采用螺钉将辅助支架6与传动单元模组1紧固在一起，然后用锁紧螺母7紧固穿过车架3五通的传动单元模组1，这个时候传动单元模组1已经与车架3牢牢结合在一起，形成了一个整体；此时传动单元模组1已经组合完毕。

在没有驱动单元模组2情况下，该自行车目前是无法实现电助力的功能，后续需要根据整套系统的需求来安装驱动单元模组2。例如车子上使用是24V的系统，(也有可能是36V或者48V等)，那么此时就将24V的驱动单元模组2，通过(爪型外花键电机轴18，与凹型爪型齿轴5(属于传动单元的零件)先初步配和，然后通过驱动单元螺钉20与传动单元模组1紧固在一起，此时该模块化电机已组装完毕，无论客户后续是选择36V还是48V系统，传动单元模组1都无需拆卸，仅仅更换驱动单元模组2即可；后续安装左右曲柄和脚踏板，完成系统连接即可。

需要说明的是，驱动单元模组2中集成有控制系统，或，驱动单元模组2与外部控制系统电连接。

进一步地，本申请技术方案针对消费者来讲，方便选型，降低了成本，消费者如果需要的中置电机用于长距离旅行，以及短距离城市通勤，或者一定的越野需求等，那么无需向现有市场的电机一样，需要单独购买2至3款中置电机去重新安装。使用这种模块化电机，则无需拆卸与车架3相关的传动单元模组1，仅需更换与之适配的驱动单元模组2即可，功率更大，低速大扭矩，匀速节能等驱动单元方案，配置选择多样化，由于产品普遍售价较高，在这个方面可以降低出行成本，无需向之前一样整机更换。针对与制造商来讲，从技术方案上对产品进行了降本，产品生产时，传动单元制造环节不受驱动单元制约，反之一样，不必向传统制造环节一样，物料不齐，无法生产，传动单元与驱动单元都是分开备货，分开组装生产的；库存管理，极大提高生产效率，同时方便售后维护。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种用于自行车的模块化电助力系统，其特征在于，包括传动单元模组和驱动单元模组，所述传动单元模组包括安装部和传动部，所述传动单元模组的安装部用于将传动单元模组可拆卸安装在车架的五通处，所述传动部包括BB轴和牙盘，所述BB轴自车架的五通内穿过，所述牙盘传动安装在车架五通的一侧，且所述牙盘与BB轴传动连接；

所述驱动单元模组可拆卸安装在传动单元模组上，且所述驱动单元模组与传动单元模组的传动部传动连接。

2.如权利要求1所述的用于自行车的模块化电助力系统，其特征在于，所述传动单元模组的安装部包括传动单元壳体，所述传动单元壳体包括主体部和安装轴部，所述主体部位于安装轴部的一端，所述安装轴部远离主体部的一端自车架五通的一端穿入，另一端穿出；

所述安装轴部远离主体部的一端连接有辅助支架，所述辅助支架延伸至主体部并通过紧固件与主体部可拆卸连接，所述安装轴部远离主体部的一端与锁紧螺母螺纹配合，所述锁紧螺母与辅助支架配合将传动单元壳体与车架五通可拆卸连接。

3.如权利要求1所述的用于自行车的模块化电助力系统，其特征在于，所述传动部还包括凹型爪型齿轴、传动齿轮组以及离合器组件，所述凹型爪型齿轴、传动齿轮组以及离合器组件均装配在传动单元模组的安装部；

所述凹型爪型齿轴与驱动单元模组的输出轴可拆卸传动连接，所述凹型爪型齿轴通过传动齿轮组和离合器组件与牙盘传动连接，所述BB轴通过离合器组件与牙盘传动连接。

4.如权利要求3所述的用于自行车的模块化电助力系统，其特征在于，所述离合器组件包括齿轮离合器、离合器本体以及离合器内衬，所述离合器内衬与BB轴固定连接，所述离合器本体套设在离合器内衬的外圆上，所述齿轮离合器套设在离合器本体上，所述牙盘与齿轮离合器的外圆固定连接。

5.如权利要求4所述的用于自行车的模块化电助力系统，其特征在于，所述传动齿轮组包括传动齿轴和传动齿轮，所述传动齿轴和传动齿轮固定连接，所述凹型爪型齿轴与传动齿轮啮合，所述传动齿轴与齿轮离合器的齿部啮合。

6.如权利要求3所述的用于自行车的模块化电助力系统，其特征在于，所述BB轴同轴穿过齿轮离合器，且BB轴通过轴承与齿轮离合器转动配合。

7.如权利要求1所述的用于自行车的模块化电助力系统，其特征在于，所述传动单元模组的安装部设置有驱动单元模组安装位点，所述驱动单元模组通过紧固件与传动单元模组安装部的安装位点可拆卸连接；

所述驱动单元模组的输出轴为爪型外花键电机轴，所述爪型外花键电机轴与凹型爪型齿轴公母配合。

8.如权利要求7所述的用于自行车的模块化电助力系统，其特征在于，所述传动单元模组的安装部上的驱动单元模组安装位点位于车架五通的中部或下部。

9.如权利要求1所述的用于自行车的模块化电助力系统，其特征在于，所述驱动单元模组的输出电压包括24V、36V或48V。

10.如权利要求1所述的用于自行车的模块化电助力系统，其特征在于，所述驱动单元模组中集成有控制系统，或，所述驱动单元模组与外部控制系统电连接。