CN107336791A - 助力自行车及其驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种助力自行车及其驱动装置，驱动装置包括用于固定安装到自行车车体上的座体，以及可转动地设置在座体上的电机主体。电机主体包括定子和转子，转子与定子转动配合，定子与座体转动配合，让电机主体能绕座体转动，且电机主体绕座体转动的轴线与转子绕定子转动的轴线相互偏离。在电机主体通电后转子绕定子转动时，依靠反作用力带动电机主体在座体上摆动，从而能使转子抵靠到自行车的车轮，带动车轮转动，车轮的转动启动过程不会有其他外力介入，快速顺畅。转子与车轮分离时，也不会对车轮的转动速度造成干扰影响。转子直接驱动车轮转动，车轮的转动完全由转子的转动决定，也使得不同尺寸的车轮在电机主体的驱动下能跑出一样的速度。

Description

助力自行车及其驱动装置

技术领域

本发明涉及自行车领域，更具体地说，涉及一种助力自行车及其驱动装置。

背景技术

相关技术中的助力自行车的电机通常设置在车轮的转轴上，电机要带动大尺寸的车轮转动起来，外界的阻力会较大，对电机的扭力要求较高，也会提升电能的输出量。

另外，同一电机应用到不同尺寸的车轮上时，电机同样转一圈，尺寸大的车轮走的会更远，尺寸小的车轮则走距离的较短，变相造成了电机功率的损耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的助力自行车及其驱动装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种助力自行车用驱动装置，包括用于固定安装到自行车车体上的座体，以及可转动地设置在所述座体上的电机主体；

所述电机主体包括定子和转子，所述转子与所述定子转动配合，所述定子与所述座体转动配合，让所述电机主体能绕所述座体转动，且所述电机主体绕所述座体转动的轴线与所述转子绕所述定子转动的轴线相互偏离；

在所述电机主体通电后所述转子绕所述定子转动时，依靠反作用力带动所述电机主体在所述座体上摆动，从而能使所述转子抵靠到所述自行车的车轮，带动所述车轮转动。

优选地，所述定子上沿周圈设有线圈，所述转子上沿周圈设有磁铁，所述磁铁在所述线圈的外圈排布。

优选地，所述电机主体绕所述座体转动的轴线与所述转子绕所述定子转动的轴线间隔平行设置或交叉设置。

优选地，所述转子的外圈侧面沿周圈设有防滑垫。

优选地，所述防滑垫的外圈沿周圈设有供车轮的外圈卡入的卡槽。

优选地，所述驱动装置还包括限定所述电机主体相对所述座体在第一位置和第二位置之间摆动的限位机构；

所述电机主体在所述第一位置时，所述转子与所述车轮分离；所述电机主体在所述第二位置时，所述转子的外圈与所述车轮相抵。

优选地，所述限位机构包括设置在所述座体上的两个限位块、以及设置在所述电机主体上随所述定子同步转动的定位块，两个所述限位块分别与所述定位块位置对应，以在所述电机主体在所述第一位置、第二位置时，所述定位块能分别与两个所述限位块相抵限定所述电机主体摆动。

优选地，所述座体上沿所述电机主体的转动方向设有供所述限位块安装的若干调节孔，以调节所述电机主体在所述第一位置、第二位置时的摆动位置。

本发明还构造一种助力自行车，包括所述的驱动装置。

优选地，所述座体可转动地安装在所述车体上，所述转子的外圈与所述车轮的外圈相对；

所述驱动装置还包括安装到所述车体上支撑件，所述支撑件与所述座体连接，所述支撑件的轴向位置可调地与所述车体配合，以匹配所述座体的转动位置；

所述支撑件远离所述座体的一端设有分别与所述车体刹车座和支撑件相抵的弹性件。

实施本发明的助力自行车及其驱动装置，具有以下有益效果：本发明的电机主体的转动巧妙地利用了可转动地设置在座体上这一结构，在转子绕定子转动时，会产生在座体上反向转动这一动作，从而抵靠到车轮上，抵靠时摆动的方向与车轮前进的方向相反，抵靠后在转子的带动下即可带动车轮转动，车轮的转动启动过程不会有其他外力介入，快速顺畅。

在电机主体停止后，再依靠电机主体的惯性力向车轮的转动方向摆动，让转子与车轮分离，不会对车轮的转动速度造成干扰影响，让自行车在惯性的作用下仍然向前行进。

由于为电机主体直接带动车轮转动，可以在输出较小的扭矩下即可带动车轮绕车轴转动，可以降低电机主体的输出功率，减小能耗，也让助力自行车更加的轻便。电机主体的转子直接驱动车轮转动，车轮的转动则完全由转子的转动决定，也使得不同尺寸的车轮在电机主体的驱动下能跑出一样的速度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例中的驱动装置安装到助力自行车上且电机主体在第一位置时的结构示意图；

图2是本发明实施例中的驱动装置安装到助力自行车上且电机主体在第二位置时的结构示意图；

图3是图1中的驱动装置的电机主体与车轮之间的位置示意图；

图4是图2中的驱动装置的电机主体与车轮之间的位置示意图；

图5是图3中的驱动装置的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2所示，本发明一个优选实施例中的助力自行车包括车体1、车轮2以及应用到助力自行车上的驱动装置3，车轮2通常包括轮毂和设置在轮毂外圈的轮胎，在其他实施例中，车轮2也可为一体结构或其他组装结构。

结合图1至图5所示，驱动装置3包括用于固定安装到自行车车体1上的座体31，以及可转动地设置在座体31上的电机主体32。电机主体32包括定子321和转子322，转子322与定子321转动配合。定子321与座体31转动配合，让电机主体32能绕座体31转动，且电机主体32绕座体31转动的轴线与转子322绕定子321转动的轴线相互偏离。

在电机主体32通电后转子322绕定子321转动时，依靠反作用力带动电机主体32在座体31上反向摆动，从而能使转子322抵靠到自行车的车轮2，带动车轮2转动。

在一些实施例中，定子321上沿周圈设有线圈323，转子322上沿周圈设有磁铁324，磁铁324在线圈323的外圈排布。在线圈323通电后，产生磁场与转子322上的磁铁324作用，使转子322绕定子321转动。

电机主体32的转动巧妙地利用了可转动地设置在座体31上这一结构，在转子322绕定子321转动时，会产生在座体31上反向转动这一动作，从而抵靠到车轮2上，抵靠时摆动的方向与车轮2前进的方向相反，抵靠后在转子322的带动下即可带动车轮2转动，车轮2的转动启动过程不会有其他外力介入，快速顺畅。

在电机主体32停止后，再依靠电机主体32的惯性力向车轮2的转动方向摆动，让转子322与车轮2分离，不会对车轮2的转动速度造成干扰影响，让自行车在惯性的作用下仍然向前行进。

由于为电机主体32直接带动车轮2转动，可以在输出较小的扭矩下即可带动车轮2绕车轴转动，可以降低电机主体32的输出功率，减小能耗，也让助力自行车更加的轻便。

优选地，转子322抵靠到车轮2的外圈，使车轮2受到径向上的压力，不会使车轮2受到侧向力，让车轮2滚动更加稳定。在其他实施例中，转子322也可抵靠到车轮2的侧面或从外圈倾斜抵靠到车轮2上，进一步地，可在车轮2的两侧均设置驱动装置3，保证车轮2的受力平衡。

优选地，电机主体32绕座体31转动的轴线与转子322绕定子321转动的轴线间隔平行设置，让电机主体32在绕座体31转动时摆动位置更加直观。在其他实施例中，电机主体32绕座体31转动的轴线与转子322绕定子321转动的轴线交叉设置，能让电机主体32摆动后使转子322的转动可以带动车轮2转动即可。

进一步地，如图5所示，转子322的外圈侧面沿周圈设有防滑垫325，防滑垫325通常为耐磨的PU硅胶，可增加与车轮2之间的摩擦力，让电机主体32的输出效率提升。优选地，防滑垫325的外圈沿周圈设有供车轮2的外圈卡入的卡槽326，能增加与车轮2之间的接触面，增加与车辆之间的摩擦力，提升电机主体32的输出效率。

结合图1至图5所示，为了能使电机主体32在座体31上转动的范围控制在有效范围内，驱动装置3还包括限定电机主体32相对座体31在第一位置A和第二位置B之间摆动的限位机构33。

电机主体32在第一位置A时，转子322与车轮2分离；电机主体32在第二位置B时，转子322的外圈与车轮2相抵。限位机构33能将电机主体32的摆动范围有效管控，避免随意转动，还能满足驱动车轮2转动。

在一些实施例中，限位机构33包括设置在座体31上的两个限位块331、以及设置在电机主体32上随定子321同步转动的定位块332，两个限位块331分别与定位块332位置对应，以在电机主体32在第一位置A、第二位置B时，定位块332能分别与两个限位块331相抵限定电机主体32摆动。

优选地，为了能使电机主体32的摆动范围可调，座体31上沿电机主体32的转动方向设有供限位块331安装的若干调节孔311，以在限位块331安装在不同位置的调节孔311上时，调节电机主体32在第一位置A、第二位置B时的摆动位置。

电机主体32的摆动范围可调，可以适应不同的自行车结构，也能适应不同尺寸的车轮2，让电机主体32能在第二位置B时与车轮2相抵带动车轮2转动，同时，也能调节转子322与车轮2之间抵压的压合力。

另外，由于为电机主体32的转子322直接驱动车轮2转动，车轮2的转动则完全由转子322的转动决定，也使得不同尺寸的车轮2在电机主体32的驱动下能跑出一样的速度。

如图1、图2所示，在一些实施例中，座体31可转动地安装在车体1上，可以通过调节座体31的转动位置调节电机主体32相对车轮2之间的位置，保证能在第二位置B时带动车轮2转动。对于与特定车型匹配的驱动装置3，座体31也可固定安装到车体1上。

优选地，转子322的外圈与车轮2的外圈相对，与车轮2的外圈相抵带动车轮2转动，让电机主体32的输出效率提升。

驱动装置3还包括安装到车体1上支撑件34，支撑件34与座体31连接，对座体31形成支撑，保持座体31在特定的转动位置。进一步地，支撑件34的轴向位置可调地与车体1配合，以匹配座体31的转动位置。

优选地，支撑件34远离座体31的一端设有分别与车体1和支撑件34相抵的弹性件35，在电机主体32与车轮2抵靠时，若抵压力过大，可以允许座体31和电机主体32向远离车轮2的方向有适当的转动，避免压力过大形成车轮2转动的阻力。

在一些实施例中，助力自行车可由普通的自行车改装而成，座体31可安装在挡泥板安装座11上，另外，支撑件34穿设在自行车的刹车座12上，通常，支撑件34呈杆状。助力自行车的改装不会增加其他多余的零部件，用户可以选定一个自己喜欢的自行车然后把它变成助力自行车，让改造更加的简单。

可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种助力自行车用驱动装置（3），其特征在于，包括用于固定安装到自行车车体（1）上的座体（31），以及可转动地设置在所述座体（31）上的电机主体（32）；

所述电机主体（32）包括定子（321）和转子（322），所述转子（322）与所述定子（321）转动配合，所述定子（321）与所述座体（31）转动配合，让所述电机主体（32）能绕所述座体（31）转动，且所述电机主体（32）绕所述座体（31）转动的轴线与所述转子（322）绕所述定子（321）转动的轴线相互偏离；

在所述电机主体（32）通电后所述转子（322）绕所述定子（321）转动时，依靠反作用力带动所述电机主体（32）在所述座体（31）上摆动，从而能使所述转子（322）抵靠到所述自行车的车轮（2），带动所述车轮（2）转动。

2.根据权利要求1所述的助力自行车用驱动装置（3），其特征在于，所述定子（321）上沿周圈设有线圈（323），所述转子（322）上沿周圈设有磁铁（324），所述磁铁（324）在所述线圈（323）的外圈排布。

3.根据权利要求1所述的助力自行车用驱动装置（3），其特征在于，所述电机主体（32）绕所述座体（31）转动的轴线与所述转子（322）绕所述定子（321）转动的轴线间隔平行设置或交叉设置。

4.根据权利要求1所述的助力自行车用驱动装置（3），其特征在于，所述转子（322）的外圈侧面沿周圈设有防滑垫（325）。

5.根据权利要求4所述的助力自行车用驱动装置（3），其特征在于，所述防滑垫（325）的外圈沿周圈设有供车轮（2）的外圈卡入的卡槽（326）。

6.根据权利要求1至5任一项所述的助力自行车用驱动装置（3），其特征在于，所述驱动装置（3）还包括限定所述电机主体（32）相对所述座体（31）在第一位置（A）和第二位置（B）之间摆动的限位机构（33）；

所述电机主体（32）在所述第一位置（A）时，所述转子（322）与所述车轮（2）分离；所述电机主体（32）在所述第二位置（B）时，所述转子（322）的外圈与所述车轮（2）相抵。

7.根据权利要求6所述的助力自行车用驱动装置（3），其特征在于，所述限位机构（33）包括设置在所述座体（31）上的两个限位块（331）、以及设置在所述电机主体（32）上随所述定子（321）同步转动的定位块（332），两个所述限位块（331）分别与所述定位块（332）位置对应，以在所述电机主体（32）在所述第一位置（A）、第二位置（B）时，所述定位块（332）能分别与两个所述限位块（331）相抵限定所述电机主体（32）摆动。

8.根据权利要求7所述的助力自行车用驱动装置（3），其特征在于，所述座体（31）上沿所述电机主体（32）的转动方向设有供所述限位块（331）安装的若干调节孔（311），以调节所述电机主体（32）在所述第一位置（A）、第二位置（B）时的摆动位置。

9.一种助力自行车，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的驱动装置（3）。

10.根据权利要求9所述的助力自行车，其特征在于，所述座体（31）可转动地安装在所述车体（1）上，所述转子（322）的外圈与所述车轮（2）的外圈相对；

所述驱动装置（3）还包括安装到所述车体（1）上支撑件（34），所述支撑件（34）与所述座体（31）连接，所述支撑件（34）的轴向位置可调地与所述车体（1）配合，以匹配所述座体（31）的转动位置；

所述支撑件（34）远离所述座体（31）的一端设有分别与所述车体（1）刹车座（12）和支撑件（34）相抵的弹性件（35）。