[发明专利]一种驱动与变速一体式中置装置及电助力自行车

说明书

本发明实施例公开了一种驱动与变速一体式中置装置及电助力自行车，该中置装置包括主驱动单元、辅助驱动单元以及传动机构，传动机构包括曲柄连接轴、行星架、行星轮、太阳轮以及传动轮；传动轮为环状结构，传动轮的内侧设有内齿圈，传动轮的外侧设有外齿圈，传动轮与牙盘固定连接；行星架设于所述传动轮的一侧，所述曲柄连接轴与所述行星架固定连接；所述行星轮设于所述行星架上，且分别与所述太阳轮以及所述传动轮的内齿圈啮合；所述主驱动单元与所述传动轮的外齿圈连接；所述辅助驱动单元与所述太阳轮连接。本发明提出的驱动与变速一体式中置装置能够同时实现助力驱动和变速功能，具有成本低、体积小、重量轻以及安装维护简单的特点。

技术领域

本发明涉及自行车技术领域，尤其涉及一种驱动与变速一体式中置装置及电助力自行车。

背景技术

电助力自行车最早诞生于日本，是一种“人力+电力”的混合动力模式驱动，同时也可以依靠单纯人力驱动。电助力自行车不具备纯电力骑行模式，而是需要“人力+电力”的混合动力驱动，这和电动车的纯电动模式有着本质的区别。

按照助力电机类别来分类，有轮毂电机和中置电机。轮毂电机又分为两类，轮毂电机在自行车前轮我们称为前驱，轮毂电机在自行车后轮我们称为后驱。

目前，高端电助力自行车都采用中置电机+传感器系统(力矩传感器、速度传感器、踏频传感器)，采用的是一力矩传感器为核心的“Power Assist System动力辅助系统”，在助力响应速度和骑行体验均明显好于前驱或后驱系统，而力矩传感器为核心传感器，并辅以速度和踏频传感器。力矩传感器安装在自行车的中轴上，而中轴连接着曲柄，在骑行过程中正好是形成扭杆结构，中轴在受到扭力时表面就会产生肉眼不可见的细微形变，通过测量形变即可根据数学模型计算出人力大小。

目前自行车的变速传动系统主要是分为两大类，一类是外置变速系统，一类是内变速系统。自行车的变速系统在一辆变速类的自行车上是相当重要的，决定着一辆变速自行车的性能，变速系统就是通过改变链条和不同的牙盘、飞轮的配合，从而改变自行车的速度比。

内变速系统通过花鼓内的减速齿轮转换装置，从而实现不同的速度比。由于体积小，重量轻、高可靠、长寿命、免维修、外观美等特点，深受市场欢迎；由于内变速器产品结构复杂，工艺技术要求严格，生产成本高，因此产品价格昂贵，主要应用在高端自行车上。

现有技术缺陷和不足点：

目前要同时实现助力驱动和变速功能，只能采用中置助力驱动+外挂后轮变速或内变速两套系统叠加。成本很高、整车体积重量增加大、安装调试复杂、要维护保养两套系统相对繁复。

发明内容

本发明实施例旨在解决现有技术中助力驱动和变速功能需要采用中置助力驱动加外挂后轮变速或内变速两套系统叠加，导致的成本很高、整车体积重量增加大、安装调试复杂、要维护保养复杂的问题。

为了解决上述问题，第一方面，本发明实施例提出一种驱动与变速一体式中置装置，所述驱动与变速一体式中置装置包括主驱动单元、辅助驱动单元以及传动机构，所述传动机构包括曲柄连接轴、行星架、行星轮、太阳轮以及传动轮；所述传动轮为环状结构，所述传动轮的内侧设有内齿圈，所述传动轮的外侧设有外齿圈，所述传动轮与牙盘固定连接；所述行星架设于所述传动轮的一侧，所述曲柄连接轴与所述行星架固定连接；所述行星轮设于所述行星架上，且分别与所述太阳轮以及所述传动轮的内齿圈啮合；所述主驱动单元与所述传动轮的外齿圈连接；所述辅助驱动单元与所述太阳轮连接。

其进一步的技术方案为，所述主驱动单元包括主驱动电机以及第一减速齿轮组，所述主驱动电机通过所述第一减速齿轮组与所述传动轮的外齿圈连接。

其进一步的技术方案为，所述辅助驱动单元包括辅助驱动电机、单向离合器以及第二减速齿轮组，所述辅助驱动电机通过所述单向离合器与所述第二减速齿轮组连接，所述第二减速齿轮组与所述太阳轮连接。