專利名稱：中置驅動助力自行車的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種中置驅動助力自行車，特別是涉及一種馬達驅動和人力騎行助力 帶雙鏈條傳動的助力自行車。
背景技術：
眾所周知，市面上出售的中置驅動助力自行車均采用單根鏈條傳動，要么體積大、 重量重，生產安裝、維修不便，要么其腳踏鏈輪齒數與后輪軸變速機構的齒數匹配不合理， 如果前傳動鏈輪牙齒數大于后輪變速機構齒輪牙數，勢必造成系統傳動力矩減小，助力自 行車啟動或爬坡耗能；反之，如果前傳動鏈輪牙齒數小于后輪變速機構齒輪牙數并體現了 馬達驅動的優勢，但又影響人力騎行速度和舒適度，甚至影響助力自行車的整體結構和美 觀。在中國專利申請公開說明書200920159246.8中公開了一種中置驅動助力自行 車。該中置驅動助力自行車雖然設置了馬達驅動和人力騎行兩套變速系統，但其兩根鏈條 共同作用于后輪軸上，使得中置驅動助力自行車的結構復雜、生產安裝、維修不便，既影響 美觀又增加了成本。
發明內容
本發明的主要目的在于克服以上不足而提供一種體積小、扭矩大、既適合人力腳 踏騎行又利于馬達驅動行駛節能的中置驅動助力自行車。本發明為解決其技術問題所采取的技術方案是一種中置驅動助力自行車，它包 括自行車本體、馬達驅動器、蓄電器和電路控制器，在自行車本體中接頭五通管31上固定 連接有立管13、下管14、后平叉15，腳踏中軸1由軸承支撐且套裝固位在中接頭五通管31 中，腳踏輪2與腳踏中軸1的一端固定連接，在腳踏輪2上設置固位腳踏助力傳感器23或 在腳踏中軸1上設置固位速度傳感器32，在腳踏輪2的外側設置保護罩3且由螺絲21固 位，在腳踏中軸1的兩端固定有腳踏曲柄11和腳蹬12，在自行車本體的后輪軸9上設置變 速機構8及剎車裝置，馬達驅動器6的左、右端蓋由螺絲20固定在其外殼上，蓄電器18和 電路控制器設置在自行車本體表面上或立管13、下管14、上管16的里面或衣架17上，其特 征在于還包括設置固位在中接頭五通管31與后平叉15之間的大五通管22和固位在大五 通管22內的馬達驅動器6，馬達驅動器6的外殼或左、右端蓋的圓周外表面與大五通管22 的內孔圓周面上至少設置1個適配對應的定位鍵齒槽討且由螺絲陽固位，在馬達驅動器6 的動力輸出軸19上固位連接有馬達離合裝置33和腳踏離合裝置34，在馬達離合裝置33的 輸出軸39上固位連接傳動輪4，輸出軸39通過軸承48支撐在馬達驅動器6的動力輸出軸 19上且由卡簧49固位，在腳踏離合裝置34上固位連接腳踏傳動輪5且由螺絲40固定，馬 達驅動器6通過馬達離合裝置33的輸出軸39帶動傳動輪4轉動，傳動輪4通過鏈條7帶 動后輪軸9上的變速機構8驅動中置驅動助力自行車行駛；人力通過腳蹬12、腳踏曲柄11 和腳踏中軸1帶動腳踏輪2轉動，腳踏輪2由鏈條10帶動腳踏傳動輪5轉動，腳踏傳動輪5通過腳踏離合裝置34帶動傳動輪4轉動，傳動輪4通過鏈條7帶動后輪軸9上的變速機 構8驅動中置驅動助力自行車行駛，馬達離合裝置33和腳踏離合裝置34根據不同運行狀 況閉合或分離，可以將馬達驅動和人力合成或分別單獨驅動中置驅動助力自行車行駛。本發明還可以采用如下技術措施所述馬達驅動器6是電動馬達驅動器、燃油馬達驅動器或氣動馬達驅動器，所述 馬達驅動器6是帶有變速機的馬達或無變速機的馬達；所述變速機或變速機構8是1-10級 的直齒輪傳動、行星齒輪傳動、諧波齒輪傳動或擺線針齒輪傳動，且各級傳動形式可以同時 采用相同的傳動形式或不同的組合傳動形式；所述馬達驅動器6中的馬達與變速機內腔呈 密封狀態，在變速機外殼圓周或右端蓋上分別設置注油螺絲孔52和放油螺絲孔53，且分別 由螺絲和墊片鎖緊密封。所述馬達驅動器6是電動無刷馬達驅動器或有刷馬達驅動器且其變速機的動力 輸出件19'與動力輸出軸19作成一體或分體固定連接成一體，動力輸出軸19的一端由軸 承36支撐在轉子齒軸35的輸出端上，動力輸出軸19另一端由軸承37支撐在馬達驅動器 6的右端蓋上，在馬達驅動器6的右端蓋與軸承37之間設置密封件38。所述馬達驅動器6設置固定在大五通管22內或馬達驅動器6的外殼用大五通管 22代替使用，所述馬達驅動器6設置固位在中接頭五通管31與后平叉15之間或設置固位 在中接頭五通管31的上面或下面，所述馬達驅動器6或直接與自行車本體固定連接使用。所述馬達驅動器6的轉子齒軸35是實芯半軸或作成空芯軸且與馬達驅動器6的 定子、轉子、變速機分別由軸承支撐固位在腳踏通軸51上；所述腳踏通軸51與馬達離合裝 置33的輸出軸39由軸承43、軸承45支撐套裝固位連接，所述腳踏通軸51與動力輸出軸 19或馬達離合裝置33的輸出軸39不同芯連接由齒輪或鏈條、皮帶傳動連接。所述馬達離合裝置33和腳踏離合裝置34是一體式的或作成分體組合式且同時采 用相同形式的離合裝置或不同形式的離合裝置，所述馬達離合裝置33和腳踏離合裝置34 是同時設置固位在動力輸出軸19上或同時設置固位在馬達驅動器6里面的變速機上，所述 馬達離合裝置33單獨設置固位在馬達驅動器6里面的變速機上且腳踏離合裝置34與腳踏 傳動輪5作成一體式的；所述馬達離合裝置33和腳踏離合裝置34用棘輪機構代替使用。所述腳踏輪2、傳動輪4與腳踏傳動輪5是鏈輪、皮帶輪或齒輪傳動且其輪徑大小 與后輪軸9上的變速機構8適配使用，所述腳踏輪2、傳動輪4或腳踏傳動輪5是齒輪時采 用傳動齒輪或軸桿與后輪軸9上的變速機構8配合使用；所述傳動輪4與后輪軸9上的變 速機構8還可以采用杠桿機構傳動。所述馬達驅動器6的左、右端蓋由螺絲20固定在其外殼上或馬達驅動器6的左、 右端蓋與外殼用本體螺紋固定連接；所述馬達驅動器6的左端蓋與外殼或馬達驅動器6的 右端蓋與外殼作成一體使用。所述腳踏助力傳感器23固位在腳踏輪2、腳踏傳動輪5上或后輪軸9、中接頭五通 管31內，所述速度傳感器32固位在腳踏中軸1上、后輪軸9上或設置在馬達驅動器6外殼 的里面或前輪軸上；所述腳踏助力傳感器23或速度傳感器32是電磁傳感器、轉矩傳感器或 光電傳感器。所述電路控制器設置在馬達驅動器6外殼的里面或外面，在其控制導線穿出孔內 設置密封裝置。
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本發明具有的優點和積極效果是結構簡單、輕便，人力騎行舒適、馬達驅動節能， 應用范圍廣，可廣泛應用于助力自行車、助力三輪車、混合動力助力車和水上助力器具等領 域。
下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步詳細說明。圖1是本發明的整車裝配示意圖。圖2是本發明的整車另一種裝配示意圖。圖3是本發明的腳踏輪與腳踏傳動輪直接采用齒輪傳動的局部示意圖。圖4是本發明的兩個離合裝置成一體式設置在馬達驅動器外部輸出軸上的裝配 結構示意圖。圖5是本發明的兩個離合裝置成分體式設置在馬達驅動器外部輸出軸上的另一 種裝配結構示意圖。圖6是本發明的馬達驅動器中無變速機的裝配結構示意圖。圖7是本發明的兩個離合裝置均設置在馬達驅動器里面的裝配結構示意圖。圖8是本發明的馬達驅動器采用腳踏通軸的裝配結構示意圖。圖9是本發明的一個離合裝置設置在馬達驅動器里面的裝配結構示意圖。圖10是本發明的動力輸出軸與離合裝置分體式的裝配結構示意圖。圖11是圖1所示的傳動裝配原理示意圖。圖12是圖1所示的另一種傳動裝配原理示意圖。圖13是圖7所示的馬達驅動器與整車傳動裝配原理示意圖。圖14是圖8所示的馬達驅動器與整車傳動裝配原理示意圖。圖15是本發明的后輪轂采用杠桿驅動裝配原理示意圖。圖1-圖15中1.腳踏中軸；2.腳踏輪；3.保護罩；4.傳動輪；5.腳踏傳動輪； 6.馬達驅動器；7.鏈條；8.變速機構；9.后輪軸；10.鏈條；11.腳踏曲柄；12.腳蹬；13.立 管；14.下管；15.后平叉；16.上管；17.衣架；18.蓄電器；19.動力輸出軸；20.螺絲； 21.螺絲；22.大五通管；23.腳踏助力傳感器；24.曲軸；25.杠桿；26.轉軸；27.軸板; 28.聯軸器；29.滑塊；30.固定軸；31.中接頭五通管；32.速度傳感器；33.馬達離合裝置； 34.腳踏離合裝置；35.轉子齒軸；36.軸承；37.軸承；38.密封件；39.輸出軸；40.螺絲； 41.卡簧；42.鎖緊螺母；43.軸承；44.密封件；45.軸承；46.卡簧；47.密封件；48.軸承； 49.卡簧；50.傳動軸；51.腳踏通軸；52.注油螺絲孔；53.放油螺絲孔；54.鍵齒槽；55.螺 絲。
具體實施例方式為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖 詳細說明如下請參閱圖1及圖15。實施例1 :以電動助力自行車為例，兩個離合裝置均設置在馬達驅動器外部輸出 軸上并加以說明。如圖1、圖4、圖5、圖11、圖12所示中置驅動助力自行車，其馬達離合裝置33與腳踏離合裝置34是一體式的或作成分體組合式的，均設置固位在馬達驅動器6外部的動力 輸出軸19上且馬達離合裝置33和腳踏離合裝置34用棘輪機構(或飛輪結構)代替使用 并作成棘輪一體式雙向離合器，還可以把馬達離合裝置33采用滾柱(楔塊)式離合裝置且 腳踏離合裝置34采用棘輪式離合裝置組合成一體使用，反之也可；其中，馬達離合裝置33 的內圈固定在動力輸出軸19上，馬達離合裝置33的輸出軸39作為馬達離合裝置33的外 圈支撐在其內圈或動力輸出軸19上且套裝軸承以減小摩擦阻力，同時輸出軸39作為腳踏 離合裝置34的內圈與離合裝置34的外圈配合使用；馬達離合裝置33、腳踏離合裝置34的 內圈與外圈之間通過棘輪千斤或滾柱(楔塊)的開、合實現單向離合作用(通用技術不多 詳述)，在馬達離合裝置33的輸出軸39上固位連接傳動輪4 (或輸出軸39與傳動輪4作 成一體使用)，輸出軸39通過軸承48支撐在馬達驅動器6的動力輸出軸19上且由卡簧49 固位(或螺絲固位)，在腳踏離合裝置34(外圈)上固位連接腳踏傳動輪5且由螺絲40固 定(或腳踏離合裝置34外圈與腳踏傳動輪5作成一體使用)，傳動輪4平行設置在腳踏傳 動輪5的里面或外面，腳踏傳動輪5與腳踏輪2對應設置，在腳踏輪2上設置固位腳踏助力 傳感器23 (腳踏助力傳感器23還可以設置在中接頭五通管31內、腳踏傳動輪5上或后輪 軸9內)或在腳踏中軸1上設置固位速度傳感器32 (或速度傳感器32設置在后輪軸9上， 還可以設置在馬達驅動器6外殼的里面或前輪軸上)，在腳踏輪2的外側設置保護罩3且由 螺絲21固位，在腳踏中軸1的兩端固定有腳踏曲柄11和腳蹬12且腳踏輪2與相鄰的腳踏 曲柄11可以組合作成一體使用，在自行車本體的后輪軸9上設置變速機構8 (即可是外變 速機構又可是內變速機構)及剎車裝置(圖中未示出)，馬達驅動器6的左、右端蓋由螺絲 20固定在其外殼上(或馬達驅動器6的左、右端蓋與外殼用本體螺紋固定連接，還可以把馬 達驅動器6的左端蓋與外殼或馬達驅動器6的右端蓋與外殼作成一體使用或用本體螺紋固 定連接，縮小體積、降低成本)，蓄電器18(所述的蓄電器18是蓄電池、超級電容蓄電器或化 學能電池)和電路控制器(圖中未示出)設置在自行車本體表面上或立管13、下管14、上 管16的里面或衣架17上，且電路控制器(圖中未示出)還可以設置在馬達驅動器6的外 殼里面或外面，簡化電路設計，便于安裝與美觀；還可以在電路控制器(或控制電路板)上 設置散熱裝置(或散熱片)且與馬達驅動器6的殼體緊密結合，有利于散熱保護電器元件， 在其控制導線穿出孔內設置密封裝置(或用絕緣密封圈、密封膠代替)；在中接頭五通管31 與后平叉15之間設置固位大五通管22 (大五通管22與中接頭五通管31固定連接或活動 連接)，馬達驅動器6固位在大五通管22內，馬達驅動器6的外殼或左、右端蓋的圓周外表 面與大五通管22的內孔圓周面上至少設置1個適配對應的定位鍵齒槽54(定位鍵齒槽M 是為了防止馬達驅動器6在大五通管22內轉動)且由螺絲55固位(或馬達驅動器6的外 殼用大五通管22代替使用，省去馬達驅動器6的外殼有利于降溫、降低成本)，馬達驅動器 6通過馬達離合裝置33的輸出軸39帶動傳動輪4轉動，傳動輪4通過鏈條7 (或皮帶輪) 帶動后輪軸9上的變速機構8(變速機構8采用外變速機構或內變速機構，還可以用飛輪、 齒盤代替適配使用)驅動中置驅動助力自行車行駛；人力通過腳蹬12、腳踏曲柄11和腳踏 中軸1帶動腳踏輪2轉動，腳踏輪2由鏈條10 (或皮帶輪)帶動腳踏傳動輪5轉動，腳踏傳 動輪5通過腳踏離合裝置34帶動傳動輪4轉動，傳動輪4通過鏈條7 (或皮帶輪)帶動后 輪軸9上的變速機構8(變速機構8采用外變速機構或內變速機構，還可以用飛輪、齒盤代 替適配使用)驅動中置驅動助力自行車行駛，馬達離合裝置33和腳踏離合裝置34根據不同運行狀況閉合或分離，可以將馬達驅動和人力合成或分別單獨驅動中置驅動助力自行車 行駛。其中，上述的腳踏助力傳感器23或速度傳感器32是電磁傳感器、轉矩傳感器或光 電傳感器，可以分別根據需要選定。上述的馬達驅動器6是帶有變速機的電動無刷馬達驅動器(或電動有刷馬達驅動 器)，還可以是燃油馬達驅動器或氣動馬達驅動器，且變速機或變速機構8是1-10級的行星 齒輪傳動(減速或增速)，還可以是諧波齒輪傳動或擺線針齒輪傳動，且各級傳動形式可以 同時采用相同的傳動形式或不同的組合傳動形式的；上述的馬達驅動器6中的馬達與變速 機內腔呈密封狀態且其轉子齒軸35與變速機內密封腔之間設置密封件防止潤滑油、脂溢 出，以延長潤滑壽命，在變速機外殼圓周或右端蓋上分別設置有注油螺絲孔52和放油螺絲 孔53，且分別由螺絲和墊片鎖緊密封。上述馬達驅動器6的變速機的動力輸出件19'與動力輸出軸19作成一體(或分 體固定連接成一體，可以根據工藝選定)，動力輸出軸19的一端由軸承36支撐在實芯半軸 的轉子齒軸35的輸出端上(以確保動力輸出軸19的定位與平衡及延長使用壽命)，動力輸 出軸19另一端由軸承37支撐在馬達驅動器6的右端蓋上，在馬達驅動器6的右端蓋與軸 承37之間設置密封件38(或用0形密封圈、密封膠代替)。其是本實施例中的優選方式。作為本發明的另一種實施方式，如圖3所示中置驅動助力自行車，去除鏈條10， 腳踏輪2與腳踏傳動輪5均采用齒輪直接傳動，此時的傳動輪4與后輪軸9上的變速機構8 既可以采用鏈輪、鏈條7傳動，也可以采用皮帶輪、皮帶或軸桿、齒輪傳動(無鏈條的渦輪、 蝸桿齒輪變速傳動機構)，可以根據實際需要選定，其余部位的結構設置與上述的實施方式 相同。本發明還有一種實施方式，如圖6所示中置驅動助力自行車，馬達驅動器6中無 變速機，馬達驅動器6的動力輸出軸19與轉子齒軸35成一體或通過聯軸器固位連接，轉子 齒軸35通過離合裝置33的輸出軸39直接驅動傳動輪4轉動，其余部位的結構設置與上述 的實施方式相同。本發明中的腳踏輪2、傳動輪4或腳踏傳動輪5即可采用鏈輪、皮帶輪，也可以采用 齒輪，且其輪徑大小與后輪軸9上的變速機構8 (或用飛輪、齒盤代替)適配使用，變速機構 8可采用外變速機構或內變速機構且各級變速檔位與傳動輪4適配而得到不同的轉速和轉 矩；當傳動輪4采用鏈輪、皮帶輪時，在傳動鏈條7 (或皮帶)上可設置用于導向或松緊度的 調整輪以及在傳動輪4附近設置防止傳動鏈條7 (或皮帶)脫落的擋壓裝置且均固位在自 行車本體上；當傳動輪4采用齒輪時，去除傳動鏈條7 (或皮帶)采用傳動齒輪軸桿與后輪 軸9上的變速機構8配合驅動后輪轂轉動前進，實現無鏈傳動功能，且在后輪軸9上的變速 機構8的里面或外面設置剎車機構(圖中未示出)，其傳動輪4的軸桿罩殼呈密封狀態，且 傳動輪4軸桿罩殼可以代替后平叉15使用，在其后輪軸9上的變速機構8中注入潤滑油或 潤滑脂，后輪軸9上的變速機構8是1-10級的直齒輪傳動、行星齒輪傳動、諧波齒輪傳動或 擺線針齒輪傳動；并且腳踏輪2或腳踏傳動輪5還可以采用齒盤式外變速器匹配調速或在 中接頭五通管31中設置腳踏變速裝置且由腳踏輪2輸出動力，實現腳踏變速功能。使用時，人力腳踏中軸1兩端固定的腳踏曲柄11和腳蹬12，腳踏輪2通過鏈條10 帶動腳踏傳動輪5轉動，此時腳踏離合器34外圈通過棘輪千斤或滾柱(楔塊)與輸出軸39單向嚙合成一體且帶動傳動輪4轉動，傳動輪4通過鏈條7帶動后輪軸9上的變速機構 8 (或用飛輪、齒盤代替)驅動輪轂轉動，使中置驅動助力自行車處于人力單獨騎行前進，由 于馬達離合裝置33與腳踏離合器34的嚙合轉動方向相同，馬達離合裝置33中的棘輪千斤 或滾柱(楔塊)此時處于非嚙合打滑分離狀態，其輸出軸39與固定在動力輸出軸19上的 離合裝置33的內圈呈相對滑動狀態，使馬達離合裝置33的輸出軸39與馬達驅動器6的動 力輸出軸19分離，實現人力單獨騎行無阻尼行駛；當電路控制器通過手動控制信號(或腳 踏助力傳感器23、速度傳感器32的信號)得電，馬達驅動器6得電，其轉子齒軸35轉動， 再由變速機(減速或增速)驅動動力輸出件19'與動力輸出軸19轉動，此時馬達離合裝 置33的內圈通過棘輪千斤或滾柱(楔塊)與馬達離合裝置33的輸出軸39單向嚙合成一 體且帶動傳動輪4轉動，由于馬達離合裝置33與腳踏離合裝置34的單向離合作用且嚙合 轉動方向相同，使腳踏傳動輪5、腳踏輪2相對于傳動輪4分離不動，傳動輪4通過鏈條7帶 動后輪軸9上的變速機構8 (或用飛輪、齒盤代替)驅動輪轂轉動，使中置驅動助力自行車 處于馬達單獨驅動前進；并且人力騎行與馬達驅動可以同時進行，此時馬達離合裝置33的 內圈與腳踏離合裝置34的外圈通過棘輪千斤或滾柱(楔塊)同時與輸出軸39嚙合且共同 帶動傳動輪4轉動，實現馬達驅動和人力助力合成驅動中置驅動助力自行車行駛，達到節 能的目的。其優點是結構簡單、輕便，人力騎行舒適、馬達驅動節能，應用范圍廣，可廣泛應 用于助力自行車、助力三輪車、混合動力助力車和水上助力器具等領域。實施例2 以電動助力自行車為例，兩個離合裝置均設置在馬達驅動器里面并加 以說明。如圖7、圖13所示中置驅動助力自行車，其馬達離合裝置33與腳踏離合裝置34 是一體式的或作成分體組合式的，均設置在馬達驅動器6的里面且與變速機連接，此時馬 達離合裝置33的外圈可以與變速機的動力輸出件19'組合作成一體使用，傳動輪4由鎖 緊螺母42 (或卡簧)固位在馬達離合裝置33的輸出軸39上，腳踏傳動輪5由卡簧41 (或 鎖緊螺母)固定在傳動軸50上，傳動軸50的另一端(或馬達離合裝置33的外圈)由軸承 36支撐在實芯半軸的轉子齒軸35的輸出端上且傳動軸50與腳踏離合器34的內圈鍵槽式 固位連接，傳動軸50與腳踏離合器34的內圈還可以作成一體使用，馬達離合裝置33的輸 出軸39由軸承43、軸承37分別支撐在傳動軸50與馬達驅動器6的右端蓋上，且由密封件 44、密封件38密封(或用0形密封圈、密封膠代替)。作為本發明的另一種實施方式，如圖8、圖14所示中置驅動助力自行車，馬達離 合裝置33的外圈可以與變速機的動力輸出件19'組合作成一體使用，馬達驅動器6的轉 子齒軸35還可以作成空芯軸且驅動馬達的定子、轉子或變速機分別由軸承支撐并同芯套 裝固位在腳踏通軸51上，腳踏通軸51與馬達離合裝置33的輸出軸39由軸承43、軸承45 分別支撐套裝固位連接，軸承45支撐在馬達驅動器6的左端蓋上且由卡簧46固位，在軸承 45與馬達驅動器6的左端蓋之間設置密封件47 (或用0形密封圈、密封膠代替)；腳踏通軸 51的一端與腳踏離合器34的內圈鍵槽式固位連接，腳踏傳動輪5由卡簧41固位在腳踏通 軸51的另一端上，傳動輪4由鎖緊螺母42 (或卡簧)固位在馬達離合裝置33的輸出軸39 上，使腳踏輪2、腳踏傳動輪5與傳動輪4、后輪軸9上的變速機構8 (或用飛輪、齒盤代替) 分別設置在中置驅動助力自行車的左、右兩側。
本發明還有一種實施方式，腳踏通軸51與動力輸出軸19或馬達離合裝置33的輸 出軸39不同芯連接由齒輪或鏈條、皮帶傳動連接，腳踏輪2、腳踏傳動輪5與傳動輪4、后輪 軸9上的變速機構8 (或用飛輪、齒盤代替)既可以設置在中置驅動助力自行車的左、右兩 側，也可以設置在中置驅動助力自行車的同一側；還可以把腳踏輪2、腳踏傳動輪5設置在 馬達驅動器6的里面組合成一體使用，此時腳踏中軸1從馬達驅動器6中穿出由軸承支撐 且腳踏轉動。其工作原理和使用方法以及優點與實施例1完全相同。實施例3 以電動助力自行車為例，一個離合裝置設置在馬達驅動器里面并加以 說明。如圖9所示中置驅動助力自行車，其馬達離合裝置33設置在馬達驅動器6的里 面且變速機的動力輸出件19'與馬達離合裝置33的外圈組合作成一體使用，動力輸出軸 19與馬達離合裝置33的內圈組合作成一體使用，腳踏離合裝置34的內圈與傳動輪4由卡 簧41 (或鍵槽、螺絲)固位在動力輸出軸19上(腳踏離合裝置34的內圈與傳動輪4可以 組合作成一體使用)，腳踏傳動輪5由螺絲40固定在腳踏離合裝置34的外圈上(或腳踏傳 動輪5與腳踏離合裝置34的外圈作成一體使用)。本發明還有一種實施方式，如圖10所示其馬達離合裝置33設置在馬達驅動器6 的里面且變速機的動力輸出件19'與馬達離合裝置33的外圈組合作成一體，動力輸出軸 19的一端與聯軸器觀鍵槽式固位連接，此時聯軸器觀作為馬達離合裝置33的內圈使用， 腳踏離合裝置34的內圈與傳動輪4(可以作成一體)直接與動力輸出軸19固位連接由卡 簧41 (或螺絲)定位，腳踏傳動輪5由螺絲40固定在腳踏離合裝置34的外圈上(或腳踏傳 動輪5與腳踏離合裝置34的外圈組合作成一體使用)。上述的動力輸出軸19的一端(或 馬達離合裝置33的外圈)由軸承36支撐在實芯半軸的轉子齒軸35的輸出端上。其工作 原理和使用方法以及優點與實施例1完全相同。實施例4 以電動助力自行車為例，后輪轂采用杠桿驅動并加以說明。如圖15所示中置驅動助力自行車，后輪轂采用杠桿驅動，傳動輪4用曲軸對替 代、鏈條7由杠桿25替代，杠桿25的前端安裝在曲軸M的軸上，曲軸M固位連接在動力 輸出軸19上，在后平叉15上設置滑塊29，固定在杠桿25上的固定軸30放置在滑塊四槽 內滑動且在固定軸30上可以設置軸承來減小摩擦阻力，杠桿25后端固定的轉軸沈放置在 軸板27的槽內且在轉軸沈上或軸板27的槽內設置滑動軸承來減小摩擦阻力，軸板27與 后輪軸9上的變速機構8固位連接轉動，且變速機構8是1-10級的行星齒輪傳動，還可以 是諧波齒輪傳動或擺線針齒輪傳動(或用飛輪、齒盤代替使用)。使用時，人力腳踏中軸1兩端固定的腳踏曲柄11和腳蹬12，腳踏輪2通過鏈條 5 (或由齒輪直接)帶動腳踏傳動輪5轉動，此時腳踏離合裝置34閉合帶動曲軸M作圓周 運動，杠桿25以固定軸30為支點在滑塊四槽內往復滑動，杠桿25后端固定的轉軸沈在 軸板27的槽內同時作圓周往復轉動，軸板27與曲軸M的轉動方向相反，軸板27帶動后輪 軸9上的變速機構8轉動(減速或增速)，變速機構8驅動輪轂轉動，使中置驅動助力自行 車人力騎行前進；當馬達驅動器6得電，其動力輸出軸19轉動時，馬達離合裝置33閉合且 馬達離合裝置33的輸出軸39帶動曲軸M作圓周運動，實現杠桿驅動后輪轂轉動的目的。 其工作原理和使用方法以及優點與實施例1完全相同。實施例5 以電動助力自行車為例，馬達驅動器設置在中街頭五通管上面并加以
10說明。如圖2所示中置驅動助力自行車，馬達驅動器6設置在中街頭五通管31的上面， 還可以設置在中街頭五通管31的下面或前面，馬達驅動器6既可以固定在大五通管22里 面，也可以去除大五通管22直接與自行車本體車架固位連接。其工作原理和使用方法以及 優點與實施例1完全相同。在以上實施例中所述的中置驅動助力自行車既可以是折疊式助力自行車，也可以 是不折疊的助力自行車或助力三輪車等助力器具，還可以在其車輛上設置人力或馬達驅動 的倒車裝置，特別是在變速機構8上設置倒車裝置以滿足使用需要，甚至采用雙人騎行助 力系統或多級自動變速的馬達驅動器；并且在需要大功率傳動時，可以在中接頭五通管的 里面或附近至少設置1個馬達驅動器且同時或分別驅動助力自行車前進，并且馬達驅動器 可以改成發電機使用，實現人工腳踏助力發電功能；還可以在腳踏輪或腳踏中軸附近設置 摩擦發電裝置，人力腳踏發電，為中置驅動助力自行車提供照明等輔助用電。本發明不局限于上述具體實施方式
，只要是在馬達驅動器6的動力輸出軸19上同 時設置腳踏(或手動)傳動輪5和馬達驅動的傳動輪4且通過單向離合裝置或雙向離合裝 置帶動轉動，無論腳踏輪2與腳踏傳動輪5或傳動輪4與后輪軸9上的變速機構8是直接 連接傳動，還是通過若干個中間傳動輪傳動甚至把腳踏離合裝置34設置在腳踏輪2上，以 及在助力自行車上設置腳踏慣性助力、人體重力和機械彈力助力裝置或在馬達驅動器6上 設置磁性助力裝置的中置驅動助力自行車均視為屬于本發明的保護范圍。總之，本發明的 保護范圍應包括那些對于本領域普通技術人員來說顯而易見的變換或替代以及改形。
權利要求
1.一種中置驅動助力自行車，它包括自行車本體、馬達驅動器、蓄電器和電路控制器， 在自行車本體中接頭五通管(31)上固定連接有立管(13)、下管(14)、后平叉(15)，腳踏中 軸(1)由軸承支撐且套裝固位在中接頭五通管(31)中，腳踏輪( 與腳踏中軸(1)的一端 固定連接，在腳踏輪(2)上設置固位腳踏助力傳感器或在腳踏中軸(1)上設置固位速 度傳感器(32)，在腳踏輪( 的外側設置保護罩C3)且由螺絲固位，在腳踏中軸(1)的 兩端固定有腳踏曲柄(11)和腳蹬(12)，在自行車本體的后輪軸(9)上設置變速機構⑶及 剎車裝置，馬達驅動器(6)的左、右端蓋由螺絲OO)固定在其外殼上，蓄電器(18)和電路 控制器設置在自行車本體表面上或立管(13)、下管(14)、上管(16)的里面或衣架(17)上， 其特征在于還包括設置固位在中接頭五通管(31)與后平叉(1 之間的大五通管02)和 固位在大五通管0 內的馬達驅動器(6)，馬達驅動器(6)的外殼或左、右端蓋的圓周外 表面與大五通管0 的內孔圓周面上至少設置1個適配對應的定位鍵齒槽(54)且由螺絲 (55)固位，在馬達驅動器(6)的動力輸出軸(19)上固位連接有馬達離合裝置(3 和腳踏 離合裝置(34)，在馬達離合裝置(3 的輸出軸(39)上固位連接傳動輪G)，輸出軸(39) 通過軸承G8)支撐在馬達驅動器(6)的動力輸出軸(19)上且由卡簧09)固位，在腳踏離 合裝置(34)上固位連接腳踏傳動輪( 且由螺絲GO)固定，馬達驅動器(6)通過馬達離 合裝置(3 的輸出軸(39)帶動傳動輪(4)轉動，傳動輪(4)通過鏈條(7)帶動后輪軸(9) 上的變速機構⑶驅動中置驅動助力自行車行駛；人力通過腳蹬(12)、腳踏曲柄(11)和腳 踏中軸(1)帶動腳踏輪( 轉動，腳踏輪O)由鏈條(10)帶動腳踏傳動輪( 轉動，腳踏 傳動輪( 通過腳踏離合裝置(34)帶動傳動輪(4)轉動，傳動輪(4)通過鏈條(7)帶動后 輪軸(9)上的變速機構(8)驅動中置驅動助力自行車行駛，馬達離合裝置(33)和腳踏離合 裝置(34)根據不同運行狀況閉合或分離，可以將馬達驅動和人力合成或分別單獨驅動中 置驅動助力自行車行駛。
2.根據權利要求1所述的中置驅動助力自行車，其特征在于所述馬達驅動器(6)是 電動馬達驅動器、燃油馬達驅動器或氣動馬達驅動器，所述馬達驅動器(6)是帶有變速機 的馬達或無變速機的馬達；所述變速機或變速機構(8)是1-10級的直齒輪傳動、行星齒輪 傳動、諧波齒輪傳動或擺線針齒輪傳動，且各級傳動形式可以同時采用相同的傳動形式或 不同的組合傳動形式；所述馬達驅動器(6)中的馬達與變速機內腔呈密封狀態，在變速機 外殼圓周或右端蓋上分別設置注油螺絲孔(5 和放油螺絲孔(53)，且分別由螺絲和墊片 鎖緊密封。
3.根據權利要求1或2所述的中置驅動助力自行車，其特征在于所述馬達驅動器(6) 是電動無刷馬達驅動器或有刷馬達驅動器且其變速機的動力輸出件(19')與動力輸出軸 (19)作成一體或分體固定連接成一體，動力輸出軸(19)的一端由軸承(36)支撐在轉子齒 軸(3 的輸出端上，動力輸出軸(19)另一端由軸承(37)支撐在馬達驅動器(6)的右端蓋 上，在馬達驅動器(6)的右端蓋與軸承(37)之間設置密封件(38)。
4.根據權利要求1或2所述的中置驅動助力自行車，其特征在于所述馬達驅動器(6) 設置固定在大五通管0 內或馬達驅動器(6)的外殼用大五通管0 代替使用，所述馬 達驅動器(6)設置固位在中接頭五通管(31)與后平叉(1 之間或設置固位在中接頭五通 管(31)的上面或下面，所述馬達驅動器(6)或直接與自行車本體固定連接使用。
5.根據權利要求1所述的中置驅動助力自行車，其特征在于所述馬達驅動器(6)的轉子齒軸(35)是實芯半軸或作成空芯軸且與馬達驅動器(6)的定子、轉子、變速機分別由 軸承支撐固位在腳踏通軸(51)上；所述腳踏通軸(51)與馬達離合裝置(3 的輸出軸(39) 由軸承(43)、軸承0 支撐套裝固位連接，所述腳踏通軸(51)與動力輸出軸(19)或馬達 離合裝置(3 的輸出軸(39)不同芯連接由齒輪或鏈條、皮帶傳動連接。
6.根據權利要求1所述的中置驅動助力自行車，其特征在于所述馬達離合裝置(33) 和腳踏離合裝置(34)是一體式的或作成分體組合式且同時采用相同形式的離合裝置或不 同形式的離合裝置，所述馬達離合裝置(33)和腳踏離合裝置(34)是同時設置固位在動力 輸出軸(19)上或同時設置固位在馬達驅動器(6)里面的變速機上，所述馬達離合裝置(33) 單獨設置固位在馬達驅動器(6)里面的變速機上且腳踏離合裝置(34)與腳踏傳動輪(5) 作成一體使用；所述馬達離合裝置(33)和腳踏離合裝置(34)用棘輪機構代替使用。
7.根據權利要求1所述的中置驅動助力自行車，其特征在于所述腳踏輪(2)、傳動輪 (4)與腳踏傳動輪( 是鏈輪、皮帶輪或齒輪傳動且其輪徑大小與后輪軸(9)上的變速機構 (8)適配使用，所述腳踏輪O)、傳動輪(4)或腳踏傳動輪( 是齒輪時采用傳動齒輪或軸 桿與后輪軸(9)上的變速機構(8)配合使用；所述傳動輪(4)與后輪軸(9)上的變速機構 (8)還可以采用杠桿機構傳動。
8.根據權利要求1或2所述的中置驅動助力自行車，其特征在于所述馬達驅動器(6) 的左、右端蓋由螺絲00)固定在其外殼上或馬達驅動器(6)的左、右端蓋與外殼用本體螺 紋固定連接；所述馬達驅動器(6)的左端蓋與外殼或馬達驅動器(6)的右端蓋與外殼作成 一體使用。
9.根據權利要求1所述的中置驅動助力自行車，其特征在于所述腳踏助力傳感器 (23)固位在腳踏輪O)、腳踏傳動輪( 上或后輪軸(9)、中接頭五通管(31)內，所述速度 傳感器(3 固位在腳踏中軸(1)上、后輪軸(9)上或設置在馬達驅動器(6)外殼的里面或 前輪軸上；所述腳踏助力傳感器或速度傳感器(3 是電磁傳感器、轉矩傳感器或光電 傳感器。
10.根據權利要求1所述的中置驅動助力自行車，其特征在于所述電路控制器設置在 馬達驅動器(6)外殼的里面或外面成一體，在其控制導線穿出孔內設置密封裝置。
全文摘要
本發明涉及一種中置驅動助力自行車，它包括自行車本體、馬達驅動器、蓄電器和電路控制器，馬達驅動器設置在中接頭五通管與后平叉之間或中接頭五通管的上方或下方，在馬達驅動器的動力輸出軸上固位連接有馬達離合裝置、傳動輪和腳踏離合裝置、腳踏傳動輪，馬達驅動器通過馬達離合裝置的輸出軸帶動傳動輪轉動，腳踏輪由鏈條帶動腳踏傳動輪通過腳踏離合裝置帶動傳動輪轉動，傳動輪通過鏈條帶動后輪軸上的變速機構驅動中置驅動助力自行車行駛，馬達離合裝置和腳踏離合裝置根據不同運行狀況將馬達驅動和人力合成或分別單獨驅動中置驅動助力自行車行駛。其優點是結構簡單、輕便，人力騎行舒適、馬達驅動節能，應用范圍廣，可廣泛應用于助力自行車、助力三輪車、混合動力助力車和水上助力器具等領域。
文檔編號B62M9/04GK102107712SQ20111002898
公開日2011年6月29日 申請日期2011年1月19日 優先權日2011年1月19日
發明者韓玉金 申請人:韓玉金