CN201217489Y - 电动自行车双棘轮离合传动装置 - Google Patents

Abstract

一种电动自行车双棘轮离合传动装置，包括主动链轮、从动链轮、链条、电机、双棘轮离合传动器，主动链轮设在双棘轮离合传动器上，从动链轮设在后轮轴位置上，所述双棘轮离合传动器由止动方向相反的两个棘轮叠加构成，第一棘轮的棘爪设在第二棘轮的外缘，以此构成棘爪轮，第二棘轮的棘爪设在棘爪座的外缘；第一棘轮和棘爪座两者之间，一者作为电力输入构件与电机输出轴固定连接，另一者作为人力输入构件与脚踏天芯轴固定连接；棘爪轮作为输出构件与主动链轮固定链接。本方案解决了现有技术中电机驱动时脚踏板跟转、人力驱动时电机跟转而导致的骑行费力以及双链条结构的不紧凑、成本高等问题的新型电动自行车的动力传动装置。

Description

电动自行车双棘轮离合传动装置

技术领域

本实用新型涉及一种电动自行车(也称助力车、助动车，以下称电动自行车)传动装置，特别涉及一种电动自行车双棘轮离合传动装置，具体是由两个止动方向相反的棘轮径向或轴向叠加而成的动力传动装置。

背景技术

我国是自行车大国，自行车是非常普遍的大众型交通工具，但自行车必须靠人踏脚踏板带动链条来驱动后轮实现向前行走，所以在长时间的骑行时，人会感觉到很疲劳，于是作为自行车的改进产品——电动自行车逐渐进入了人们的视线，因其价格较低，构造简单，且兼有人力驱动和电驱动两种功能，越来越为广大群众所喜爱，此外相对汽车而言，它是一种污染低，噪音小的新型绿色便捷的交通工具，无论是对社会经济还是生态环境以及能源利用都具有深远的意义。

现有的电动自行车主要有两类，一种是将驱动电机装在前轮(前置式)或后轮(后置式)，电机直接驱动车轴来带动车体前进，此种配置方式主要有以下缺点：首先，动力装置安装位置难以解决，且成本高，修理困难，前后两个车轮承重不均匀，重心较高，在颠簸的路况下容易发生事故，并且整车外观方面也无法做到美观大方；其次，因为驱动电机需要在车轴端直接驱动，其启动电流大，而且耗电量大，导致电动车的电池寿命缩短；此外，在人力驱动时电机也会跟转，由于装在轮子上的直流电动机在不通电时，线圈仍在切割由永磁体产生的磁力线而产生一个与车体前进方向相反的力，从而导致人在骑行过程中比骑普通的自行车费力，在电机驱动时脚踏板也会跟转同样会产生一系列的不便。另一种是双链条结构并联的驱动系统，此设计是采用双后轮的结构，将电机通过链条与一个后轮连接组成电机驱动装置，脚踏轮通过链条与另一后轮连接组成人力驱动装置，但此结构占用体积较大，结构不够紧凑且成本较高，不符合现在人们追求时尚、新潮的观念。本实用新型从改进现有技术的角度出发，提供一种新型的电动自行车双棘轮离合传动装置来克服现有技术的不足。

发明内容

本实用新型提供一种可以解决电机驱动时脚踏板跟转、人力驱动时电机跟转而导致的骑行费力以及双链条结构的不紧凑、成本高等问题的新型电动自行车的动力传动装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电动自行车双棘轮离合传动装置，包括主动链轮、从动链轮、链条、电机，主动链轮设在脚踏天芯轴位置上，从动链轮设在后轮轴位置上，主动链轮与从动链轮之间通过链条连接，还包括双棘轮离合传动器，该双棘轮离合传动器由止动方向相反的两个棘轮叠加构成，其中第一棘轮的棘爪设在第二棘轮的外缘，以此构成棘爪轮，第二棘轮的棘爪设在棘爪座的外缘；

第一棘轮和棘爪座两者之间，一者作为双棘轮离合传动器的电力输入构件通过一变速机构与电机输出轴固定连接，另一者作为双棘轮离合传动器的人力输入构件与脚踏天芯轴固定连接；

棘爪轮作为双棘轮离合传动器的输出构件与主动链轮固定连接。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述双棘轮离合传动器由止动方向相反的两个棘轮轴向叠加构成，如图1所示。

2、上述方案中，所述双棘轮离合传动器由止动方向相反的两个棘轮径向叠加构成，如图2所示。

3、上述方案中，所述第一棘轮作为双棘轮离合传动器的电力输入构件通过一变速机构与电机输出轴固定连接，棘爪座作为双棘轮离合传动器的人力输入构件与脚踏天芯轴固定连接。

4、上述方案中，所述棘爪座作为双棘轮离合传动器的电力输入构件通过一变速机构与电机输出轴固定连接，第一棘轮作为双棘轮离合传动器的人力输入构件与脚踏天芯轴固定连接。

5、上述方案中，所述电机输出轴与脚踏天芯轴在脚踏天芯轴的轴线方向同心设置，且电机输出轴为一空心轴空套在脚踏天芯轴上，如图5、图6、图7、图8所示。

6、上述方案中，所述电机输出轴与脚踏天芯轴并列布置，如图9、图10、图11、图12所示。

本实用新型工作原理是：根据棘轮的结构特点及动作原理，如图3所示，当第一棘轮作顺时针转动时，棘爪轮也跟着作顺时针转动，而棘爪座则保持静止；如图4所示，当棘爪座作顺时针转动时，棘爪轮也跟着作顺时针转动，而第一棘轮则保持静止；这种工作方式即实现了动力传动，又实现了机构分离。

当第一棘轮作为双棘轮离合传动器的电力输入构件通过一变速机构与电机输出轴固定连接，棘爪座作为双棘轮离合传动器的人力输入构件与脚踏天芯轴固定连接时，电动自行车在骑行过程中可以分三种状态：

(1)、电力驱动状态：电机开启时，电机输出轴作顺时针转动，带动第一棘轮顺时针转动，而棘爪轮也跟着顺时针转动，则带动主动链轮顺时针转动，从而主动链轮通过链条带动从动链轮转动来驱动车体前进；而此时棘爪座保持静止，脚踏天芯轴不跟转。

(2)、人力驱动状态：当人力踏动脚踏板时，根据传动原理，脚踏天芯轴带动棘爪轮作顺时针转动，而棘爪轮则带动主动链轮顺时针转动，从而主动链轮通过链条带动从动链轮转动来驱动车体前进；而此时第一棘轮保持静止，电机输出轴也保持静止状态，从而不会切割磁力线，不会给人力驱动带来额外的阻力。

(3)、电力与人力共同驱动状态：此原理为以上两个原理的综合，人力驱动与电力驱动互不影响。

而当棘爪座作为双棘轮离合传动器的电力输入构件通过一变速机构与电机输出轴固定连接，第一棘轮作为双棘轮离合传动器的人力输入构件与脚踏天芯轴固定连接时，本实用新型的工作原理与上述同，故这里不再详细描述。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、由于本实用新型通过双棘轮离合传动器分别将人力脚踏驱动和电力驱动串联组合与主动链轮连接，因而降低了传动阻力，在人力驱动时没有以往的电动自行车骑行阻力大、感觉累的缺点，骑行时与普通自行车并无异样感觉，可以获得良好的骑车感受。

2、由于本实用新型采用了双棘轮离合传动器的结构，所以当电力驱动时，脚踏杆能保持静止，避免了不必要的麻烦；当人力驱动时，电机输出轴能保持静止，从而避免了线圈切割磁力线带来的阻力问题，可使人骑行更轻松；在上坡或逆风行驶时，电力(人力)驱动不足以驱动车体或难以获得良好的骑车速度时，可辅以人力(电力)驱动作为辅助动力源而不会带来阻力等问题。

3、由于本实用新型的传动装置集电机、传动、人工驱动于一体，结构紧凑而精致、统一而协调，为打造休闲、折叠电动自行车提供了技术基础。

4、由于本实用新型摒弃了一般状态下经常使用的电磁离合器，采用了双棘轮离合传动器，降低了电能的消耗，延长了电动自行车的续航能力，同时操作简单、实用。

5、本设计方案最适合应用于锂电池电动自行车。

附图说明

附图1为本实用新型双棘轮离合传动器径向叠加示意图；

附图2为本实用新型双棘轮离合传动器轴向叠加示意图；

附图3为本实用新型第一棘轮作为输入件传动原理图；

附图4为本实用新型棘轮座作为输入件传动原理图；

附图5为本实用新型实施例一结构示意图；

附图6为本实用新型实施例二结构示意图；

附图7为本实用新型实施例三结构示意图；

附图8为本实用新型实施例四结构示意图；

附图9为本实用新型实施例五结构示意图；

附图10为本实用新型实施例六结构示意图；

附图11为本实用新型实施例七结构示意图；

附图12为本实用新型实施例八结构示意图。

以上附图中：1、主动链轮；2、第一棘轮；3、棘爪轮；4、棘爪座；5、脚踏天芯轴；6、电机输出轴；7、电机；8、变速机构；9、第二棘轮；10、棘爪。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：

如图1、图3、图4、图5所示，一种电动自行车双棘轮离合传动装置，包括主动链轮1、从动链轮、链条、电机7，主动链轮1设在脚踏天芯轴5上，从动链轮设在后轮轴位置上，主动链轮1与从动链轮之间通过链条连接，所述电机输出轴6与脚踏天芯轴5在脚踏天芯轴5的轴线方向同心设置，且电机输出轴6为一空心轴空套在脚踏天芯轴5上，还包括双棘轮离合传动器，该双棘轮离合传动器由止动方向相反的两个棘轮径向叠加构成，其中第一棘轮2的棘爪10设在第二棘轮9的外缘，以此构成棘爪轮3，第二棘轮9的棘爪10设在棘爪座4的外缘；

所述第一棘轮2作为双棘轮离合传动器的电力输入构件通过一变速机构8与电机输出轴6固定连接；

棘爪座4作为双棘轮离合传动器的人力输入构件与脚踏天芯轴5固定连接；

棘爪轮4作为双棘轮离合传动器的输出构件与主动链轮1固定链接。

当电机7工作驱动时，如图3、图5所示，电机7开启，电机输出轴6作顺时针转动，带动第一棘轮2顺时针转动，而棘爪轮3也跟着顺时针转动，则带动主动链轮1顺时针转动，从而主动链轮1通过链条带动从动链轮转动来驱动车体前进；而此时棘爪座4保持静止，脚踏天芯轴5不跟转，且电机输出轴6为一空心轴套装在脚踏天芯轴5上，所以脚踏天芯轴5可以与电机输出轴5完全分离互不影响；从而实现了在电力驱动时，脚踏天芯轴5不跟转的目的。

当人骑行时，如图4、图5所示，电机7不工作，人力踏动脚踏板，根据传动原理，脚踏天芯轴5带动棘爪轮3作顺时针转动，则棘爪轮3带动主动链轮1顺时针转动，从而主动链轮1通过链条带动从动链轮转动来驱动车体前进；而此时第一棘轮2保持静止，电机输出轴6也保持静止状态，从而不会切割磁力线，不会给人力驱动带来额外的阻力。

当在上坡或逆风行驶时，可以采用人力与电力共同驱动的方式来增加驱动能力，此时人驱动脚踏天芯轴5使主动链轮1作顺时针转动，通过链条带动从动链轮顺时针转动，由于双棘轮离合传动器的结构特点及动作原理，人力驱动时不会干扰电机7的正常驱动；同样电机7驱动带动第一棘轮2顺时针转动，而棘爪轮3也跟着顺时针转动，则带动主动链轮1顺时针转动，也会保证不干扰人力驱动，所以可以通过人力和电力共同驱动车体。

实施例二：

如图2、图6所示，一种电动自行车双棘轮离合传动装置，与实施例一的不同之处仅在于：双棘轮离合传动器为两个止动方向相反的棘轮轴向叠加而成；其他结构与工作原理与实施例一相同，这里不再详细描述。

实施例三：

如图1、图7所示，一种电动自行车双棘轮离合传动装置，与实施例一的不同之处仅在于：所述第一棘轮2作为双棘轮离合传动器的人力输入构件与脚踏天芯轴5固定连接；棘爪座4作为双棘轮离合传动器的电力输入构件通过一变速机构8与电机输出轴6固定连接；

其他结构与工作原理与实施例一相同，这里不再详细描述。

实施例四：

如图2、图8所示，一种电动自行车双棘轮离合传动装置，与实施例三的不同之处仅在于：双棘轮离合传动器为两个止动方向相反的棘轮轴向叠加而成；其他结构与工作原理与实施例三相同，这里不再详细描述。

实施例五：

如图1、图9所示，一种电动自行车双棘轮离合传动装置，与实施例一的不同之处仅在于：电机输出轴6与脚踏天芯轴5并列布置，其他结构与工作原理与实施例一相同，这里不再详细描述。

实施例六：

如图2、图10所示，一种电动自行车双棘轮离合传动装置，与实施例二的不同之处仅在于：电机输出轴6与脚踏天芯轴5并列布置，其他结构与工作原理与实施例二相同，这里不再详细描述。

实施例七：

如图1、图11所示，一种电动自行车双棘轮离合传动装置，与实施例三的不同之处仅在于：电机输出轴6与脚踏天芯轴5并列布置，其他结构与工作原理与实施例三相同，这里不再详细描述。

实施例八：

如图2、图12所示，一种电动自行车双棘轮离合传动装置，与实施例四的不同之处仅在于：电机输出轴6与脚踏天芯轴5并列布置，其他结构与工作原理与实施例四相同，这里不再详细描述。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1、一种电动自行车双棘轮离合传动装置，包括主动链轮、从动链轮、链条、电机，主动链轮设在脚踏天芯轴位置上，从动链轮设在后轮轴位置上，主动链轮与从动链轮之间通过链条连接，其特征在于：还包括双棘轮离合传动器，该双棘轮离合传动器由止动方向相反的两个棘轮叠加构成，其中第一棘轮的棘爪设在第二棘轮的外缘，以此构成棘爪轮，第二棘轮的棘爪设在棘爪座的外缘；

第一棘轮和棘爪座两者之间，一者作为双棘轮离合传动器的电力输入构件通过一变速机构与电机输出轴固定连接，另一者作为双棘轮离合传动器的人力输入构件与脚踏天芯轴固定连接；

棘爪轮作为双棘轮离合传动器的输出构件与主动链轮固定连接。

2、根据权利要求1所述的电动自行车双棘轮离合传动装置，其特征在于：所述双棘轮离合传动器由止动方向相反的两个棘轮轴向叠加构成。

3、根据权利要求1所述的电动自行车双棘轮离合传动装置，其特征在于：所述双棘轮离合传动器由止动方向相反的两个棘轮径向叠加构成。

4、根据权利要求1所述的电动自行车双棘轮离合传动装置，其特征在于：所述第一棘轮作为双棘轮离合传动器的电力输入构件通过一变速机构与电机输出轴固定连接，棘爪座作为双棘轮离合传动器的人力输入构件与脚踏天芯轴固定连接。

5、根据权利要求1所述的电动自行车双棘轮离合传动装置，其特征在于：所述棘爪座作为双棘轮离合传动器的电力输入构件通过一变速机构与电机输出轴固定连接，第一棘轮作为双棘轮离合传动器的人力输入构件与脚踏天芯轴固定连接。

6、根据权利要求1所述的电动自行车双棘轮离合传动装置，其特征在于：所述电机输出轴与脚踏天芯轴在脚踏天芯轴的轴线方向同心设置，且电机输出轴为一空心轴空套在脚踏天芯轴上。

7、根据权利要求1所述的电动自行车双棘轮离合传动装置，其特征在于：所述电机输出轴与脚踏天芯轴并列布置。

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