本發(fā)明涉及電助力自行車領(lǐng)域，具體為一種用于自行車的一體化電助力裝置。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)日益增長(zhǎng)，城市居民的出行需求不斷增加，與此同時(shí)，汽車因其占用道路資源多、造成污染而備受詬病，人們開始尋找更適合城市的出行工具。在德國、荷蘭、日本等國家，電助力自行車憑借其快捷、方便、省力的體驗(yàn)成為城市出行的新趨勢(shì)。電助力自行車配備的智慧動(dòng)力系統(tǒng)，能讀懂騎行意圖，自動(dòng)判斷路況，為用戶實(shí)時(shí)提供輔助動(dòng)力。越來越多的消費(fèi)者開始考慮新型出行工具，他們看重出行效率，關(guān)注審美趣味，追求綠色環(huán)保。目前，在國外受到普遍歡迎的電助力自行車也開始進(jìn)入他們的視野，成為中國自行車市場(chǎng)新的需求。

目前的電助力自行車電機(jī)組件、電池組件、控制器和踏頻傳感器為分離式設(shè)計(jì)，尤其是體積較大的電池組件多是裝配于自行車踏板的電池倉內(nèi)或者裝配于車架上，其一方面導(dǎo)致電助力自行車整體結(jié)構(gòu)笨重、運(yùn)輸物流成本高，另一方面由于電池組件的設(shè)置需要相應(yīng)的車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行適配，因而其無法適應(yīng)對(duì)現(xiàn)有普通自行車進(jìn)行電助力系統(tǒng)加裝或改裝的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種用于自行車的一體化電助力裝置，其能解決現(xiàn)有電助力自行車的分離式電助力裝置存在的結(jié)構(gòu)笨重、不適應(yīng)現(xiàn)有普通自行車電助力系統(tǒng)加裝或改裝的要求，結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小，便于整體的物流運(yùn)輸。

一種用于自行車的一體化電助力裝置，其包括輪轂電機(jī)組件、電池組件、主控電路板，所述輪轂電機(jī)組件、主控電路板與電池組件電控連接，其還包括外殼，所述外殼設(shè)有中心容納腔，所述電池組件、主控電路板均容置于所述中心容納腔內(nèi)，所述中心容納腔的軸向左右兩側(cè)分別通過左側(cè)端板、右側(cè)蓋板密封，所述外殼的外環(huán)周面通過輻條與自行車的后輪連接，所述輪轂電機(jī)組件整體裝配于所述電池組件內(nèi)部，所述輪轂電機(jī)組件的軸向左右兩端分別裝配有左支撐軸、右支撐軸，所述左支撐軸、右支撐軸分別軸向貫穿所述左側(cè)端板、右側(cè)蓋板后通過軸承與自行車后輪支架連接，所述右支撐軸的軸向伸出端上安裝有飛輪。

其進(jìn)一步技術(shù)方案在于：

所述電池組件呈圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，電池組件內(nèi)設(shè)置有內(nèi)環(huán)空腔，所述輪轂電機(jī)組件整體安裝于內(nèi)環(huán)空腔內(nèi)，所述內(nèi)環(huán)空腔的內(nèi)環(huán)面上間隔設(shè)置有多條軸向卡槽；

所述飛輪上裝配有兩個(gè)霍爾傳感器，所述兩個(gè)霍爾傳感器與所述主控電路板電控連接，所述飛輪與自行車鏈條配合傳動(dòng)連接；

所述左側(cè)端板設(shè)置成與外殼一體；

所述輪轂電機(jī)組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電機(jī)殼體，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝配于所述電機(jī)殼體內(nèi)，所述電機(jī)殼體的外周面上設(shè)有若干軸向平行卡條，所述電池組件的內(nèi)環(huán)周面上設(shè)有與所述卡條一一對(duì)應(yīng)的軸向卡槽，所述卡條卡合于所述軸向卡槽內(nèi)；

所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)還包括行星減速機(jī)構(gòu)和超越離合器，所述行星減速機(jī)構(gòu)包括三個(gè)行星齒輪，所述三個(gè)行星齒輪均為雙聯(lián)齒輪，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上設(shè)有齒牙，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的左側(cè)端面上環(huán)繞所述輸出軸外周均布設(shè)有三個(gè)行星齒輪軸，所述三個(gè)行星齒輪分別對(duì)應(yīng)安裝于所述三個(gè)行星齒輪軸上并且所述三個(gè)行星齒輪的外側(cè)大齒面與所述齒牙嚙合傳動(dòng)，所述超越離合器設(shè)有內(nèi)齒圈，所述內(nèi)齒圈與所述三個(gè)行星齒輪的內(nèi)側(cè)小齒面嚙合傳動(dòng)同時(shí)所述超越離合器與所述左側(cè)端板固接；

所述左支撐軸的右側(cè)端部固設(shè)有法蘭盤，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的左側(cè)端面上環(huán)繞所述輸出軸外周均布設(shè)有三個(gè)凸臺(tái)，并且三個(gè)所述凸臺(tái)與所述三個(gè)行星齒輪軸均勻間隔設(shè)置，所述法蘭盤固接于所述三個(gè)凸臺(tái)上；

所述右支撐軸的左側(cè)端部設(shè)有連接法蘭，所述主控電路板套裝于所述右支撐軸上并與所述連接法蘭固接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的右側(cè)端面設(shè)有凹腔，所述連接法蘭嵌入所述凹腔內(nèi)并與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)固接。

本發(fā)明的有益效果在于：其采用圓環(huán)形的電池組件從而能夠?qū)㈦姵亟M件、輪轂電機(jī)組件以及主控電路板整合置于外殼內(nèi)，故其有效地簡(jiǎn)化了整個(gè)電助力裝置的結(jié)構(gòu)、縮小了占用空間，便于整車的物流運(yùn)輸；另外，由于其為一體式結(jié)構(gòu)故當(dāng)本發(fā)明裝置應(yīng)用于現(xiàn)有普通自行車時(shí)無需對(duì)原有自行車的整體車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行大規(guī)模改造，因此其能夠滿足用戶對(duì)現(xiàn)有普通自行車進(jìn)行電助力系統(tǒng)的加裝要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖（全剖視圖）；

圖2為本發(fā)明的爆炸圖；

圖3為本發(fā)明外殼的左視圖；

圖4為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明電池組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：10、外殼；11、中心容納腔；12、左側(cè)端板；13、右側(cè)蓋板； 21、驅(qū)動(dòng)電機(jī)；211、輸出軸；212、凸臺(tái)；213、凹腔；22、電機(jī)殼體；221、卡條；23、行星減速機(jī)構(gòu)；231a、第一行星齒輪；231b、第二行星齒輪；231c、第三行星齒輪；232a、第一行星齒輪軸；232b、第二行星齒輪軸；232c、第三行星齒輪軸；24、超越離合器；241、內(nèi)齒圈；30、電池組件；31、內(nèi)環(huán)空腔；32、軸向卡槽；40、主控電路板；50、左支撐軸；51、法蘭盤；60、右支撐軸；61、連接法蘭；70、飛輪。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實(shí)施例的用于自行車的一體化電助力裝置，其包括輪轂電機(jī)組件、電池組件30、主控電路板40，輪轂電機(jī)組件、主控電路板40與電池組件30電控連接，其還包括外殼10，外殼10設(shè)有中心容納腔11，電池組件30、主控電路板40均容置于中心容納腔11內(nèi)，中心容納腔11的軸向左右兩側(cè)分別通過左側(cè)端板12、右側(cè)蓋板13密封，外殼10的外環(huán)周面通過輻條與自行車的后輪連接，輪轂電機(jī)組件整體裝配于電池組件30內(nèi)部，輪轂電機(jī)組件的軸向左右兩端分別裝配有左支撐軸50、右支撐軸60，左支撐軸50、右支撐軸60分別軸向貫穿左側(cè)端板12、右側(cè)蓋板13后通過軸承與自行車后輪支架連接，右支撐軸60的軸向伸出端上安裝有飛輪70。

電池組件30呈圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，電池組件30內(nèi)設(shè)置有內(nèi)環(huán)空腔31，輪轂電機(jī)組件整體安裝于內(nèi)環(huán)空腔31內(nèi)，內(nèi)環(huán)空腔31的內(nèi)環(huán)面上間隔設(shè)置有多條軸向卡槽32。

飛輪70上裝配有兩個(gè)霍爾傳感器，兩個(gè)霍爾傳感器與主控電路板40電控連接，飛輪70與自行車鏈條配合傳動(dòng)連接。

左側(cè)端板12設(shè)置成與外殼10一體。

輪轂電機(jī)組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)21和電機(jī)殼體22，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21裝配于電機(jī)殼體22內(nèi)，電機(jī)殼體22的外周面上設(shè)有若干軸向平行卡條221，電池組件30的內(nèi)環(huán)周面上設(shè)有與卡條221一一對(duì)應(yīng)的軸向卡槽32，卡條221卡合于軸向卡槽32內(nèi)。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)21還包括行星減速機(jī)構(gòu)23和超越離合器24，行星減速機(jī)構(gòu)23包括三個(gè)行星齒輪，三個(gè)行星齒輪均為雙聯(lián)齒輪，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的輸出軸211上設(shè)有齒牙，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的左側(cè)端面上環(huán)繞輸出軸211外周均布設(shè)有三個(gè)行星齒輪軸，三個(gè)行星齒輪分別對(duì)應(yīng)安裝于三個(gè)行星齒輪軸上并且三個(gè)行星齒輪的外側(cè)大齒面與齒牙嚙合傳動(dòng)，超越離合器24設(shè)有內(nèi)齒圈241，內(nèi)齒圈241與三個(gè)行星齒輪的內(nèi)側(cè)小齒面嚙合傳動(dòng)同時(shí)超越離合器24與左側(cè)端板12固接。

左支撐軸50的右側(cè)端部固設(shè)有法蘭盤51，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的左側(cè)端面上環(huán)繞輸出軸211外周均布設(shè)有三個(gè)凸臺(tái)212，并且三個(gè)凸臺(tái)212與三個(gè)行星齒輪軸均勻間隔設(shè)置，法蘭盤51固接于三個(gè)凸臺(tái)212上。

右支撐軸60的左側(cè)端部設(shè)有連接法蘭61，主控電路板40套裝于右支撐軸60上并與連接法蘭61固接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的右側(cè)端面設(shè)有凹腔213，連接法蘭61嵌入凹腔213內(nèi)并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)21固接。

具體結(jié)構(gòu)如下：

如圖1和圖2所示，本發(fā)明一種用于自行車的一體化電助力裝置，其包括外殼10、輪轂電機(jī)組件電機(jī)殼體22、電池組件30、主控電路板40，輪轂電機(jī)組件電機(jī)殼體22、主控電路板40與電池組件30電控連接；外殼10設(shè)有中心容納腔11，電池組件30呈圓環(huán)形，電池組件30、主控電路板40均容置于中心容納腔11內(nèi)，中心容納腔11的軸向左右兩側(cè)分別通過左側(cè)端板12、右側(cè)蓋板13密封，其中左側(cè)端板12可以設(shè)置成與外殼10一體；外殼10的外環(huán)周面通過輻條與自行車的后輪連接，輪轂電機(jī)組件電機(jī)殼體22整體裝配于電池組件30的內(nèi)環(huán)空腔31內(nèi)，其中輪轂電機(jī)組件電機(jī)殼體22包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)21、電機(jī)殼體22、行星減速機(jī)構(gòu)23和超越離合器24，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21裝配于電機(jī)殼體22內(nèi)，電機(jī)殼體22的外周面上均布設(shè)有若干軸向平行的卡條221，電池組件30的內(nèi)環(huán)周面上設(shè)有與卡條221一一對(duì)應(yīng)的軸向卡槽32，卡條221卡合于軸向卡槽32內(nèi)；行星減速機(jī)構(gòu)23包括三個(gè)行星齒輪（第一行星齒輪231a、第二行星齒輪231b、第三行星齒輪231c），三個(gè)行星齒輪（第一行星齒輪231a、第二行星齒輪231b、第三行星齒輪231c）均為雙聯(lián)齒輪，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的輸出軸211上設(shè)有齒牙（齒牙在附圖中未表達(dá)），驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的左側(cè)端面上環(huán)繞輸出軸211外周均布設(shè)有三個(gè)行星齒輪軸（第一行星齒輪軸232a、第二行星齒輪軸232b、第三行星齒輪軸232c），三個(gè)行星齒輪（第一行星齒輪231a、第二行星齒輪231b、第三行星齒輪231c分別對(duì)應(yīng)安裝于三個(gè)行星齒輪軸231a、231b、231c上并且三個(gè)行星齒輪的外側(cè)大齒面與齒牙嚙合傳動(dòng)，超越離合器24設(shè)有內(nèi)齒圈241，內(nèi)齒圈241與三個(gè)行星齒輪的內(nèi)側(cè)小齒面嚙合傳動(dòng)同時(shí)超越離合器24通過螺釘與左側(cè)端板12固接；輪轂電機(jī)組件電機(jī)殼體22的軸向左右兩端分別裝配有左支撐軸50、右支撐軸60，其中左支撐軸50的右側(cè)端部固設(shè)有法蘭盤51，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的左側(cè)端面上環(huán)繞輸出軸211外周均布設(shè)有三個(gè)凸臺(tái)212，并且三個(gè)凸臺(tái)212與三個(gè)行星齒輪軸232a、232b、232c均勻間隔設(shè)置，法蘭盤51固接于三個(gè)凸臺(tái)212上；右支撐軸60的左側(cè)端部設(shè)有連接法蘭61，主控電路板40套裝于右支撐軸60上并與連接法蘭61固接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的右側(cè)端面設(shè)有凹腔213，連接法蘭61嵌入凹腔213內(nèi)并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)21固接；左支撐軸50、右支撐軸60分別軸向貫穿左側(cè)端板12、右側(cè)蓋板13后分別通過軸承與自行車后輪支架連接，右支撐軸60的軸向伸出端上安裝有飛輪70，飛輪70上裝配有兩個(gè)用于采集轉(zhuǎn)速信號(hào)的霍爾傳感器，兩個(gè)霍爾傳感器分別與主控電路板40電控連接，飛輪70與自行車鏈條配合傳動(dòng)連接。

將本發(fā)明裝置裝配于自行車，當(dāng)騎行者蹬踩腳踏時(shí)，通過自行車鏈條帶動(dòng)裝置的飛輪70轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)安裝于飛輪70中的兩個(gè)霍爾傳感器分別采樣到兩組轉(zhuǎn)速信號(hào)，此兩組轉(zhuǎn)速信號(hào)送至內(nèi)置殼體內(nèi)的主控電路板40后，主控電路板40上的主控單元根據(jù)兩組轉(zhuǎn)速信號(hào)計(jì)算出當(dāng)前自行車腳踏的踩踏頻率，并由兩組信號(hào)的時(shí)序判斷出自行車腳踏是處于正踩踏還是倒踩踏狀態(tài)，若處于倒踩踏狀態(tài)，則控制電機(jī)輸出功率為負(fù)，即實(shí)現(xiàn)自行車快速降速功能，若處于正踩踏狀態(tài)，則根據(jù)車輛行駛速度及車輛加速度值等相關(guān)輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)21輸出相應(yīng)的功率，從而達(dá)到電動(dòng)助力效果。

自行車在行進(jìn)過程中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的輸出軸211上設(shè)有齒牙與三個(gè)行星齒輪的外側(cè)大齒面嚙合，同時(shí)三個(gè)行星齒輪的內(nèi)側(cè)小齒面與超越離合器24的內(nèi)齒圈241螺紋嚙合，由于超越離合器24通過螺釘固定于外殼10的左側(cè)端板12，而左側(cè)端板12與外殼10為一體結(jié)構(gòu)，即超越離合器24與外殼10相對(duì)固定，由傳超越離合器24帶動(dòng)外殼10進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，外殼10通過自行車輻條將電助力傳至自行車，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)助力效果。