车辆动力辅助驱动系统技术方案

本文提供了一种用于车辆(例如，自行车)的动力辅助驱动系统。该系统包括附接到车辆框架的驱动单元组件和具有输出轴的马达，以及与输出轴可转动地关联的驱动齿轮。该系统还包括从动单元组件，该组件包括被配置为附接到车辆的轮毂的从动齿轮，以及同轴附接到从动齿轮的制动盘。驱动齿轮可被配置为可操作地与从动齿轮配合，以将动力从马达传输至轮毂。制动钳可与驱动单元组件集成。该系统还可包括电池和速度控制器，其被配置为接收输入信号，以选择性地将来自电池的电力引导到马达，以通过驱动齿轮和从动齿轮驱动车轮。和从动齿轮驱动车轮。和从动齿轮驱动车轮。

【技术实现步骤摘要】
车辆动力辅助驱动系统
[0001]本申请是中国申请CN202080062001.2的分案申请，该申请日期为2020年9月2日，专利技术名称为“车辆动力辅助驱动系统”。
[0002]相关申请交叉引用
[0003]本申请要求2019年9月3日提交的第62/895,286号美国临时申请的优先权，其整体通过引用并入本文。


[0004]本技术一般涉及车辆的动力辅助系统，尤其是用于将动力从驱动单元传输到车辆(例如，自行车)的从动车轮的动力辅助系统。

技术介绍

[0005]人力车辆(例如，自行车)可以包括由电动马达驱动的动力辅助系统，其使用户无需作出驱使车辆所需的全部动力。这种动力辅助系统可以提供一系列部分辅助，或者可以提供动力以完全驱使车辆而无需用户参与。这些系统通常通过驱动单元将动力输入到车辆传动系统的部件(例如，轮胎，轮毂，曲柄组等)中，而将动力辅助系统的其他部件安装到车辆的框架或其他部件上，从而集成到车辆中。
[0006]自行车的常规动力辅助系统包括中置驱动，毂驱动，和摩擦驱动系统。在常规的中置驱动动力辅助系统中，来自驱动单元的动力被转移到自行车的曲柄组，以通过传动系统驱动后车轮。中置驱动动力辅助系统通常很难改装到非动力辅助自行车上，如果动力辅助系统发生故障，可能会导致车辆无法操作。由于驱动单元作用于曲柄组，用户还必须与中置驱动系统协力踩下踏板。在毂驱动动力辅助系统中，来自驱动单元的动力被转移到自行车车轮的毂，以直接将动力递送到从动车轮，而无需通过车辆的传动系统进行转移。这种系统限制了齿轮传动和车轮大小选项，并包括具有高转动惯量的旋转质量，其对制动，加速，最高速度，和上坡功耗，以及无动力时自行车的可用性产生不利影响。在摩擦驱动动力辅助系统中，摩擦辊(roller)直接向从动车轮的轮胎提供动力输入。此类系统通常与重踏面轮胎(例如山地自行车轮胎)不兼容，受限于基于摩擦辊和轮胎之间的摩擦转移的扭矩量，并且由于摩擦损失而效率低下。
附图说明
[0007]图1A是具有根据本技术实施例配置的动力辅助驱动系统的车辆的左侧视图，图1B是该车辆的左后上等距视图。
[0008]图1C是图1A中细节边界内所示动力辅助驱动系统部件的放大左侧视图。
[0009]图2A是图1A
–
1C中动力辅助驱动系统的驱动单元组件和从动单元组件的分解等距视图，图2B和2C分别是驱动单元组件和从动单元组件的右上侧等距视图和右侧视图，图2D和2E分别是驱动单元组件的右下侧等距视图和左上侧等距视图。
[0010]图3A和3B是图2A
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2E中驱动单元组件和从动单元组件的后视图。
[0011]图4A是图2A
–
2E中驱动单元组件的部分分解右侧视图，示出了快速连接系统，图4B和4C分别是连接前和连接后的快速连接系统的右侧视图。
[0012]图5是具有根据本技术实施例配置的动力辅助驱动系统的车辆的示意图。
具体实施方式
[0013]下文描述了在自行车和/或其他车辆上使用的动力辅助驱动系统和部件的多种实施例。此类驱动系统可以包括在销售点处的车辆上，也可以在交付车辆之前由经销商添加，或改装到已有车辆上。动力辅助驱动系统的实施例通常被配置为通过可操作地与附接到从动车轮部件的从动齿轮配合来驱动车辆的一个或多个车轮，以在操作期间辅助用户。在一些实施例中，本技术的动力辅助驱动系统被配置为与人力车辆一起使用，例如自行车，三轮车，滑板车，园艺装备，小型汽车等。在其他实施例中，根据本技术配置的动力辅助驱动系统可与其他类型的车辆一起使用，例如电动滑板车，手推车，汽车等。因此，尽管以下描述通常针对用于附接到自行车的动力辅助驱动系统的实施例，但本技术不限于此类车辆，并且本文描述的系统适用于其他类型的车辆。
[0014]如下面更详细地描述的，本文所述的动力辅助驱动系统的实施例包括被配置为传输动力以转动从动车轮的驱动单元，电源(例如，电池)，速度控制器，和操作员输入控制(例如，油门)。在操作中，用户改变油门位置，以向速度控制器发送信号，传达需要多少动力辅助。速度控制器将来自电池的电力引导到驱动单元，其从而驱动从动车轮。驱动单元可以安装或集成在自行车的框架，叉，或其他适合的部件上，并且其位置被设置为与可操作地耦接到从动车轮的从动齿轮接合。在一些实施例中，使用快速连接/断开(“快速连接”)系统将驱动单元附接到自行车上，以便可以快速地安装或移除驱动单元，而无需使用工具，例如，在骑行期间，发生故障时等。在其他实施例中，驱动单元有一个或多个集成到车辆上的部件(例如，集成在框架上的壳体)。在一些实施例中，驱动单元具有输出驱动齿轮，其可转动地与从动齿轮配合以转动从动齿轮。从动齿轮可附接到从动车轮的部件，例如制动盘，轮毂等。例如，本文所示和描述的实施例针对与制动盘组合的从动齿轮(例如，作为单个单元，或组件)；然而，从动齿轮的其他安装位置也在本技术的范围内，例如直接安装到轮毂，到自行车齿轮或飞轮等。尽管图中示出了斜齿轮，但在其他实施例中，正齿轮，锥齿轮，行星，准双曲面，螺旋锥，端面，蜗杆，或其他适合的齿轮配置在本技术的范围内。这些齿轮类型可根据驱动比，降低的齿轮噪音，耐久性，强度等进行选择。
[0015]动力辅助驱动系统的驱动单元包括电动马达，其被配置为接收来自电池的电力，并通过传动系统将电力转移到从动齿轮，以转动从动车轮。马达可以是步进马达，永磁马达，AC感应马达，DC马达，或其他适合的类型的电动马达，其动力输出范围为50瓦(W)到2000W，或大于2000W。在一些实施例中，马达可包括铝绕组和堆叠磁铁(例如，Halbach阵列)。马达可以具有霍尔传感器，用于位置感应和速度控制，也可以是内置式马达或外置式马达。
[0016]电池可以是锂离子(Li离子)，镍
‑
金属氢化物(NiMH)，或其他适合的电池技术，通过使用DC/DC转换器，电池的能量容量可以在50瓦时(Wh)到2000Wh或更大范围内，以及在20V到60V之间。电池可以包括适合的连接接口，用于为外围设备供电，例如为移动电话充电(使用微型USB，USB
‑
C等)，为自行车电脑，灯，或其他设备供电等。本系统的实施例包括线
束，用于提供敷设至每个电气部件的线，和/或可包括为无线通信协议配置的部件(例如，ANT
TM
，射频信号等)，用于低功率通信。
[0017]驱动单元可以通过提供驱使自行车和用户所需的部分动力来辅助自行车用户，或者可以提供足够的动力来完全驱使自行车和用户，而无需用户参与(例如，无需踩踏板)。在其他实施例中，驱动单元可以在用户不能提供动力的情况下(例如在电动滑板车，手推车，汽车等中)为车辆完全提供动力。如下面所详细描述的，驱动单元可具有一个或多个保护罩，以包覆马达，传动系统，和驱动单元的其他部件并降低因污染物进入(例如灰尘，水等)而损坏或磨损的可能性。在一些实施例中，驱动单元被配置为适当地安装在自行车上，以驱动前车轮和后车轮中的一个或两个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆动力辅助驱动系统，包括：被配置为附接到车辆的框架上的驱动单元组件，所述驱动单元组件包括：包括输出轴的马达；和与所述输出轴可转动地关联的驱动齿轮；和从动单元组件，包括：从动齿轮，该从动齿轮被配置为附接到所述车辆的轮毂；和与所述从动齿轮同轴附接的制动盘；其中，所述驱动齿轮被配置为可操作地与所述从动齿轮配合，以将动力从所述马达传输至所述轮毂。2.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件还包括制动钳，其中所述制动钳被配置为与所述制动盘摩擦接合，以抵消所述轮毂的转动运动。3.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件还包括：小齿轮，该小齿轮耦接到所述马达的所述输出轴；和位于所述小齿轮和所述驱动齿轮之间的减速齿轮组，其中所述减速齿轮组被配置为相对于所述输出轴的所述转速降低所述驱动齿轮的转速。4.根据权利要求3所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件还包括离合器，该离合器被配置为选择性地将所述小齿轮耦接到所述驱动齿轮。5.根据权利要求4所述的车辆动力辅助驱动系统，还包括位于所述第一减速齿轮组之间并通过驱动轴与所述输出齿轮耦接的自由轮齿轮，所述自由轮齿轮包括所述离合器。6.根据权利要求4所述的车辆动力辅助驱动系统，还包括用户可选择的控制，该控制被配置为致动离合器，以选择性地将所述小齿轮耦接到所述驱动齿轮上。7.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件包括支架，该支架被配置为固定地附接到所述框架上，其中所述制动盘被布置在所述从动齿轮之外。8.根据权利要求2所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件包括支架，该支架被配置为固定地附接到所述框架上，其中所述制动钳被布置在所述马达和所述支架之间。9.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元还包括：与所述驱动单元螺纹耦接的快速连接组件，所述快速连接组件包括凸轮杆，该凸轮杆枢转地附接到通过主体同轴延伸的轴上，所述凸轮杆具有偏心凸轮表面，该偏心凸轮表面被配置为在所述凸轮杆转动时轴向平移所述轴，其中所述轴的平移导致邻近所述轴的锁定球的径向平移；和螺纹耦接到所述框架的快速连接耦接件，所述快速连接耦接件包括钻孔，该钻孔具有锁定腔，并被配置为在其中接收所述快速连接组件的所述主体，其中，当所述凸轮杆处于第一位置时，响应于轴向平移所述轴将所述锁定球移动到与所述锁定腔配合，而向外径向平移所述锁定球，以防止所述轴从所述钻孔中移除。10.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述制动盘和所述从动齿轮是整体部件。11.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述制动盘可移除地耦接到所述从动齿轮。
12.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，还包括：电耦接到所述马达的电池；和与所述电池和所述马达进行电气通信的速度控制器，其中所述速度控制器被配置为接收用于选择性地将电力引导到所述马达的输入信号。13.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件可操作地与座椅撑杆，链条撑杆，或前叉中的至少一个相关联。14.一种与自行车一起使用的动力辅助驱动系统，包括：被配置为可移除地耦接到所述自行车的驱动单元组件，所述驱动单元组件包括：包括输出轴的马达；驱动齿轮，该驱动齿轮与所述输出轴可转动地关联；和制动钳；可电连接到所述马达和速度控制器的电池；从动单元组件，该从动单元组件被配置为可操作地耦接到所述自行车的车轮，所述从动单元组件包括：从动齿轮，该从动齿轮固定地附接到所述车轮的毂上，并被配置为可操作地与所述驱动齿轮配合；和与所述从动齿轮同轴附接的制动盘，所述制动盘包括摩擦表面，该摩擦表面被配置为可由所述制动钳移动地接收，其中，所述速度控制器被配置为接收输入信号，以选择性地将来...

【专利技术属性】
技术研发人员：托比亚斯，
申请(专利权)人：双峰公司，
类型：发明
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