本申請涉及一種電動自行領域，具體涉及一種電動自行車傳動裝置和配置該裝置的電動自行車。
背景技術：
現有電動自行車的傳動裝置均為鏈條式傳動，比如搭載后驅輪轂電機的電動自行車，其中軸與后驅輪轂電機之間通過鏈條(和鏈輪)傳動連接，中軸的兩端連接曲柄，曲柄端部連接腳踏。在實際應用時，電動模式下，后驅輪轂電機通電運行而直接帶動后輪轉動，使車輛前行；人力騎行模式下，騎行者踩踏腳踏，而通過曲柄帶動中軸旋轉，中軸在通過鏈條帶動輪轂電機的外殼轉動，電機外殼帶動自行車后輪轉動而使車輛前行。
上述這種鏈條式傳動裝置存在以下缺點：傳動鏈條易斷裂損壞，而且容易誤傷使用者，同時容易污損使用者衣物，而且需要經常維護。
于是，本申請設計了一款非鏈條傳動機構來傳動連接電動自行的曲柄和后驅輪轂電機，并向中國專利局提交了發明專利申請。但是原設計方案需要專門設計特殊結構的(非標件)、用于連接后驅輪轂電機和錐形傳動齒輪的單向離合器，這種單向離合器制作困難，生產成本高且難以裝配。
技術實現要素：
本申請目的是：為了克服上述問題，提供一種適用范圍廣的電動自行車傳動裝置和配置該裝置的電動自行車。
本申請的技術方案是：一種電動自行車傳動裝置，包括：
樞轉連接于電動自行車的車架上、且兩端用于連接所述曲柄的中軸，
同軸固定在所述中軸上的第一錐形齒輪；
連接所述后驅輪轂電機的第二錐形齒輪；
與所述第一錐形齒輪嚙合連接的第三錐形齒輪；
與所述第二錐形齒輪嚙合連接的第四錐形齒輪；以及
固定連接在所述第三錐形齒輪和所述第四錐形齒輪之間的傳動軸，并且所述傳動軸、所述第三錐形齒輪和所述第四錐形齒輪同軸布置；
所述第二錐形齒輪的軸向一側制有軸向向內延伸、且與固定在所述后驅輪轂電機的電機外殼上的花鼓相匹配的花鼓套接孔。
本申請在上述技術方案的基礎上，還包括以下優選方案：
還包括連接在所述車架上的軸套，所述傳動軸通過支撐軸承旋轉設置于所述軸套內。
所述軸套由自前而后依次可拆卸連接的前驅動外殼、前連接座、套管、后連接座和后驅動外殼構成，所述前驅動外殼和所述后驅動外殼均與所述車架固定。
所述后驅動外殼與所述第二錐形齒輪設置有支撐軸承。
所述套管與所述前連接座通過套管前端外管壁上設置的外螺紋和前連接座內設置的內螺紋螺紋連接，所述套管與所述后連接座通過套管后端外管壁上設置的外螺紋和后連接座內設置的內螺紋螺紋連接，并且所述套管上所述前端外管壁上的外螺紋與所述套管上所述后端外管壁上的外螺紋旋向相反。
所述前驅動外殼內形成有一橫向貫通的中軸安裝孔，所述中軸通過支撐軸承旋轉穿設于所述中軸安裝孔中。
所述中軸上安裝有位于該中軸與所述前驅動外殼之間的力矩傳感器，所述力矩傳感器與所述后驅輪轂電機電路連接。
所述的車架包括平叉、連接在所述平叉前部的五通管以及連接在所述平叉后部的后鉤爪，所述前驅動外殼穿設于所述五通管中并鎖緊固定。
本申請所提出的這種電動自行車，包括車架，還包括上述結構的電動自行車傳動裝置。
本申請的優點是：
1、本申請在電動自行車上設置無鏈條的軸傳動裝置來連接電動車自行車的中軸和后驅輪轂電機，并在中軸上安裝力矩傳感器，在傳動裝置與后驅輪轂電機連接處設置單向離合器，既保證了中軸與車輛后輪的穩定傳動，又避免了傳統的鏈條式傳動裝置在使用時容易斷裂損壞，誤傷使用者，污損使用者衣物，需要經常維護的問題。
2、第二錐形齒輪的軸向一側制有軸向向內延伸的花鼓套接孔，花鼓連接孔周向固定地套接在后驅輪轂電機自帶的花鼓外，如此實現第二錐形齒輪與后驅輪轂電機的連接。第二錐形齒輪上設置的花鼓套接孔與市場上所售花鼓的結構和尺寸完全匹配，從而使該傳動裝置適用于連接各種后驅輪轂電機，大大提高了其適用范圍。
附圖說明
為了更清楚地說明本申請實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本申請實施例中電動自行車傳動裝置的結構示意圖(局部剖視)；
其中：1-車架，101-平叉，102-五通管，103-后鉤爪，2-中軸，3-后驅輪轂電機，301-電機主軸，302-電機外殼，303-花鼓，4-第一錐形齒輪，5-第二錐形齒輪，501-花鼓套接孔，6-第三錐形齒輪，7-第四錐形齒輪，8-傳動軸，9-支撐軸承，10-前驅動外殼，11-前連接座，12-套管，13-后連接座，14-后驅動外殼。
具體實施方式
以下結合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明本申請而不限于限制本申請的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據具體廠家的條件做進一步調整，未注明的實施條件通常為常規實驗中的條件。
圖1示出了本申請這種電動自行車傳動裝置的一個具體實施例，該傳動裝置用于連接電動自行車的曲柄和后驅輪轂電機3，以使得騎行者能通過踩踏腳踏帶動曲柄轉動，進而將曲柄的轉動傳遞給后驅輪轂電機3的電機殼，進而帶動與電機殼固定的自行車后輪轉動，使自行車前行。
在圖1中，所述后驅輪轂電機3為通常使用的的后驅輪轂電機無異，其包括：電機外殼302，旋轉穿設于電機外殼中且固定于車架1上的電機主軸301，以及旋轉套設在電機主軸301外、且與電機外殼302相連接的花鼓303。電機外殼302由通過螺栓鎖緊連接在一起的殼體302a和端蓋302b構成，電機的機芯部分設于電機外殼302內。花鼓303具有單向離合功能，而且花鼓303可在市場上購買組裝至電機上，其為標準件。其中電機外殼302與自行車后輪固定，而且大多數情況下該電機外殼通常直接作為后輪的輪轂。
需要說明的是，在以往的鏈條式傳動結構中，上述花鼓303上通常會連接后鏈輪，該后鏈輪與固定在自行車中軸上的前牙盤通過鏈條連接，騎行者正向踩踏腳踏帶動曲柄轉動后，依次通過前牙盤、鏈條、花鼓、電機外殼帶動自行車后輪轉動，使自行車前行。而騎行者反向踩踏曲柄時，花鼓處于分離狀態，電機外殼不會受到扭轉力作用。
與本申請人之前設計的方案相同的是，該傳動裝置也包括：中軸2、第一錐形齒輪4、第二錐形齒輪5、第二錐形齒輪5、第二錐形齒輪5和傳動軸8。其中：
中軸2旋轉連接(通過中間部件間接連接，非直接連接)在電動自行車的車架1上。實際應用時，中軸2的兩端連接曲柄，曲柄端部設置腳踏。后驅輪轂電機3安裝在車架1上，并且其位于中軸2的后方。
第一錐形齒輪4同軸固定在中軸2上，二者可為分體式結構，也可以做成一體式結構。
第二錐形齒輪5同軸套設在電機主軸301外并且能夠圍繞電機主軸301轉動，而且該第二錐形齒輪5與后驅輪轂電機3相連。
第三錐形齒輪6與第一錐形齒輪4嚙合連接，而第四錐形齒輪7與第二錐形齒輪5嚙合連接。
傳動軸8固定連接在第三錐形齒輪6和第四錐形齒輪7之間，并且傳動軸8與第三錐形齒輪6和第四錐形齒輪7同軸布置，即三者同軸布置而且相互固定。
本實施例的關鍵改進在于，所述第二錐形齒輪5與所述后驅輪轂電機3的連接方式為：第二錐形齒輪5的軸向一側制有軸向向內延伸的花鼓套接孔501(其孔徑為電機主軸直徑的數倍)，該花鼓連接孔501周向固定地套接在花鼓303外。如此，利用電機外殼上自帶的花鼓來實現第二錐形齒輪5和電機外殼的單向鎖緊連接，無需額外設置特殊結構的單向離合器。
制造該傳動裝置時，只需根據市場上所售的標準件花鼓的結構和尺寸，來設計花鼓套接孔501的結構和尺寸，使而且完全匹配。這樣就能夠使得該傳動裝置適用于連接各種后驅輪轂電機，大大提高了其適用范圍。
實際應用時，在中軸2兩端連接曲柄，并在曲柄上安裝腳踏，后驅輪轂電機3的電機外殼(作為車輛后輪的輪轂)與車輛后輪同軸連接。騎行者正向踩踏腳踏而通過曲柄帶動中軸2旋轉，中軸2再依次通過上述第一錐形齒輪4、第三錐形齒輪6、傳動軸8、第四錐形齒輪7和第二錐形齒輪5的傳遞帶動花鼓303轉動，此時花鼓303處于鎖緊狀態，其帶動電機外殼轉動，進而是自行車后輪轉動，實現自行車前行。而在電動模式下，后驅輪轂電機3通電運行而通過機芯帶動電機外殼繞電機主軸轉動，此時花鼓303處于松開狀態，并不會帶動第二錐形齒輪5和中軸2轉動。
為了保證上述無鏈條傳動機構的結構穩定性，同時避免傳動軸8直接裸露在環境中存在安全隱患，本實施例還設置了連接在車架1上的軸套，傳動軸8通過支撐軸承9旋轉設置于該軸套內。
在本實施例中，上述軸套并非一整體式結構，而是由自前而后依次可拆卸連接的前驅動外殼10、前連接座11、套管12、后連接座13和后驅動外殼14構成，其中，前驅動外殼10和后驅動外殼14均與車架1固定，而前連接座11、套管12和后連接座13與車架1之間隔有所述前驅動外殼10和后驅動外殼14，前連接座11、套管12和后連接座13與車架1不直接連接。該軸套采用這種分體連接式結構，主要是為了無鏈條傳動機構上各零部件的裝配。
進一步地，上述前連接座11、套管12和后連接座13之間的可拆卸連接方式為螺紋連接，具體來說：套管12與前連接座11是通過設于套管12前端外管壁上的外螺紋和設于前連接座11內的內螺紋配合連接的，套管12與后連接座13通過設于套管12后端外管壁上的外螺紋和設于后連接座13內的內螺紋配合連接的。并且，套管12上前端外管壁上的外螺紋與套管12上后端外管壁上的外螺紋旋向相反，這樣，只需轉動套管12，便能夠使前連接座11和后連接座13相互靠近/相互遠離，如此可使得該無鏈條傳動機構在裝配至車架上之后小幅調節軸套的長度。
上述后驅動外殼14與第二錐形齒輪5之間也設置有支撐軸承9，以保證二者裝配位置的穩定性。
上述前驅動外殼10內形成有一橫向貫通的中軸安裝孔，上述中軸2通過支撐軸承9旋轉穿設于該中軸安裝孔中。
此外，所述中軸2上還安裝了位于該中軸與前驅動外殼10之間的力矩傳感器，該力矩傳感器通過線路與后驅輪轂電機3電路連接。實際應用時，該力矩傳感器能夠感應中軸2受到的扭轉力矩，并根據其感應到的中軸扭轉力矩大小來調節后驅輪轂電機3的輸出功率。
上述力矩傳感器為霍爾力矩傳感器，其主要由固定在中軸2上的磁環以及通過扭轉變形套管固定在中軸上的霍爾組件構成，其中霍爾組件的感應端正對著磁環布置。
與傳統電動自行車車架相同的是，圖1中的車架1也包括車輛的平叉101、連接在該平叉前部的五通管102以及連接在平叉后部的后鉤爪103，其中，上述前驅動外殼10穿設于所述五通管102中并且二者鎖緊固定，電機主軸301鎖緊固定在所述后鉤爪103上。
上述實施例只為說明本申請的技術構思及特點，其目的在于讓人們能夠了解本申請的內容并據以實施，并不能以此限制本申請的保護范圍。凡根據本申請主要技術方案的精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本申請的保護范圍之內。