无级变速装置以及应用此装置的电助力车的制作方法

本发明涉及电助力车配件领域，尤其是涉及一种无级变速装置以及应用此装置的电助力车。

背景技术：

现有技术中，电动助力车在骑行中存在如下问题，由于在踩踏踏板的过程中，速度不断增加，踩踏频率就会提高，当速度增加到一定程度时，会发生空踩的情况，此时会给骑行者带来很大的不适。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可以提高骑行体验的无级变速装置以及应用此装置的电助力车。

本发明的技术方案是：

一种无级变速装置，包括行星变速装置，所述行星变速装置包括太阳轮、行星架、行星齿轮、行星齿环和连接板，

所述太阳轮沿其轴线方向中空，并且所述太阳轮与所述行星架转动连接；

所述行星架上设置有至少两个所述行星齿轮，所述行星齿轮与所述太阳轮啮合；

所述连接板与所述行星架之间留有间隙，所述连接板靠近所述行星架的一侧上固定设置有与所述行星齿轮啮合的行星齿环；

还包括用于调节太阳轮转速的动力装置。

进一步，所述动力装置包括电机、第一齿轮和第二齿轮，在所述电机的输出端设置有第一齿轮；在所述太阳轮远离所述行星齿轮的一端设置有第二齿轮；

所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合。

进一步，所述第一齿轮的半径大于第二齿轮的半径。

进一步，所述动力装置包括电机、第一皮带轮和第二皮带轮，在所述电机的输出端设置有第一皮带轮；在所述太阳轮远离所述行星齿轮的一端设置有第二皮带轮；

所述第一皮带轮与所述第二皮带轮通过皮带连接。

进一步，所述第一皮带轮的半径大于第二皮带轮的半径。

进一步，所述行星架的外侧设置有可拆卸的牙盘。

进一步，还包括中轴和弹性件，所述弹性件上设置有形变传感装置；

所述中轴从太阳轮的中心穿过，并且穿出所述连接板；所述中轴通过所述弹性件与所述连接板固定连接，所述弹性件与所述太阳轮之间转动连接。

进一步，所述中轴与所述太阳轮之间设置有轴承。

进一步，还包括外壳，所述动力装置设置在所述外壳内部，所述中轴的两端分别穿出所述外壳的两侧，在所述外壳和所述中轴的右部之间设置有轴承，在所述太阳轮与所述外壳之间设置有轴承。

由于采用上述技术方案，本申请具有如下优点：

1、本申请可以通过调节太阳轮的转速，来实现档位的变化，由于转速是一个可以连续变化的变量，故此可以实现无级变速。可以使得骑行中的踩踏感觉更加平稳顺畅，维持一定的踩踏频率和踩踏力度，给骑行者带来更好的体验。

2、本申请中的动力装置提出了两种可选的技术方案，其共同点均为输出端为高速端，齿轮半径较小，或者皮带轮半径较小；太阳轮端为低速端，齿轮半径较大，或者皮带轮半径较大，这样做的目的在于可以使得扭矩加大，给助力车带来更大的动力。

3、中轴与牙盘之间通过弹性体与连接板两个部件连接，当转动时，弹性体会发生相应的形变，被贴设在弹性体上形变传感器感应到，应用此信号可以感受踩踏的频率，踩踏力量的大小。

4、还包括外壳，外壳与太阳轮之间设置有轴承，减小阻力，延长使用寿命，同时电机也置于外壳内部，起到了保护电机的作用。

5、在中轴与太阳轮之间，在中轴与外壳之间均设置有轴承，此种对车的设置可以保证中轴的受力均匀，同时保证旋转顺畅。

本申请还提供了一种电助力车，包括变速装置，所述变速装置为文中涉及的任一一种无级变速装置。配备了此种变速变速装置的自行车可以提高骑行体验，减少空踩现象的发生。

附图说明

图1是本发明的剖视结构示意图；

图2是本发明的整体结构示意图；

图3本发明的弹性体受力结构示意图；

图4是本发明整车结构示意图。

图中：

1、行星变速装置；

1.1、太阳轮、1.2行星架、1.3、行星齿环、1.4、连接板；1.5、行星齿轮；

2、动力装置；

2.1、电机；

2.11、第一齿轮；2.12、第二齿轮；

3、牙盘；

4、中轴；

5、弹性件；

6、形变传感器；

7、轴承；

8、外壳；

9、车架。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明给出了

一种无级变速装置，包括行星变速装置，所述行星变速装置包括太阳轮1.1、行星架1.2、行星齿轮1.5、行星齿环1.3和连接板1.4，

所述太阳轮1.1沿其轴线方向中空，并且所述太阳轮1.1与所述行星架1.2转动连接；

所述行星架1.2上设置有至少两个所述行星齿轮1.5，所述行星齿轮1.5与所述太阳轮1.1啮合；

所述连接板1.4与所述行星架1.2之间留有间隙，所述连接板1.4靠近所述行星架1.2的一侧上固定设置有与所述行星齿轮1.5啮合的行星齿环1.3；

本申请中应用了行星变速器的原理，其输入端为连接板1.4，输出端为行星架1.2，通过改变太阳轮1.1轮的转速来控制输出端与输入端的转速比，具体公式如下，

由行星齿轮1.5转速比计算公式：

当由于连接板1.4与行星架1.2并非固定关系，两者可以绕着中轴4发生相对的转动，同时在连接板1.4上还设置有行星齿环1.3，当行星齿环1.3和太阳轮1.1共同转动时，行星架1.2在行星齿轮1.5的作用下也发生转动，由上述公式可知，行星架1.2转动速度会较行星齿环1.3速度增加。

还包括用于调节太阳轮1.1转速的动力装置，此装置用于控制太阳轮1.1的转速，由上述公式可知，当行星齿环1.3转速一定，转速比一定，当随着太阳轮1.1的转速提高，行星齿环1.3的转速和行星架1.2的转速随之提高。

其中动力装置可以有一下两种方式实现：

(1)齿轮传动：

所述动力装置包括电机2.1、第一齿轮2.11和第二齿轮2.12，在所述电机2.1的输出端设置有第一齿轮2.11；在所述太阳轮1.1远离所述行星齿轮1.5的一端设置有第二齿轮2.12；

所述第一齿轮2.11与所述第二齿轮2.12相互啮合。

同时为了获得更大的扭矩，所述第一齿轮2.11的半径大于第二齿轮2.12的半径。

(2)皮带轮传动：

所述动力装置包括电机2.1、第一皮带轮和第二皮带轮，在所述电机2.1的输出端设置有第一皮带轮；在所述太阳轮1.1远离所述行星齿轮1.5的一端设置有第二皮带轮；

所述第一皮带轮与所述第二皮带轮通过皮带连接。

同时为了获得更大的扭矩，所述第一皮带轮的半径大于第二皮带轮的半径。由于皮带轮技术较为简单，故在图中未示出。

为了更好地将此装置应用在自行车上，我们对其做出如下改进，所述行星架1.2的外侧设置有可拆卸的牙盘3；牙盘3可以通过螺栓、卡扣等连接方式固定于行星架1.2的圆周外侧。

在上述技术方案的基础上，我们还为此装置添加了如下部件，本装置还包括中轴4和弹性件5，所述弹性件5上设置有形变传感装置；

所述中轴4从太阳轮1.1的中心穿过，并且穿出所述连接板1.4；所述中轴4通过所述弹性件5与所述连接板1.4固定连接，所述弹性件5与所述太阳轮1.1之间转动连接。

如图3所示，其中中轴4通过弹性件5与连接板1.4的中心处固定连接，在连接板1.4的外缘上又固定设置有牙盘3；当处于骑行状态时，人体踩踏对车轴施加动力，然而此时链条对牙盘3又施加了阻力，动力与阻力的反向相反产生了一个力矩，此力矩造成了弹性件5的形变，而弹性件5上设置的形变传感器6(由于此形变传感器6为一个轻薄的贴片，此贴片贴设在弹性体的表面上，难以在图中表示，故在图中未予示出)，又将此形变量进行捕捉，此形变信号的大小反映了扭矩值的大小，故此可以通过此信号来控制行星变速装置，当形变信号变大时，降低太阳轮1.1转速，档位降低，提高扭矩输出；当形变信号变小时，提高太阳轮1.1转速，档位升高，提高转速的输出。

所述中轴4与所述太阳轮1.1之间设置有轴承7。

如图2所示，本装置还包括外壳8，所述动力装置设置在所述外壳8内部，所述中轴4的两端分别穿出所述外壳8的两侧，在所述外壳8和所述中轴4的右部之间设置有轴承7，在所述太阳轮1.1与所述外壳8之间设置有轴承7。

在中轴4的右侧与太阳轮1.1之间，中轴4的左侧与外壳8之间均设置有轴承7，此处轴承7的作用除了可以使转动更为平顺之外，还起到了加强中轴4强度的作用。

在本申请中还提出了一种电助力车，包括变速装置，所述变速装置为本申请中提出的无级变速装置。

如图4所示(图中中轴4两侧的踏板与曲柄未示出)，当此装置装配到电助力车上时，此部分装配在自行车的车架9底部，当踩踏踏板时，曲柄将力矩传递给中轴4，由于中轴4通过弹性件5与牙盘3连接，此时牙盘3上在链条的作用产生阻力作用，由于阻力作用与踏板上的动力作用相反，故此是的弹性件5产生形变，此时这个形变信号被，贴设在弹性件5本体上的形变传感器6感受到，形变传感器6进而将此信号传递给控制器，再通过控制器将信号传递给驱动器，最后使得太阳轮1.1的转速发生变化；当太阳轮1.1转速变化时候，行星架1.2的转速会发生变化，进而连接在行星架1.2上的牙盘3转速会随之变化，这时候就相当于变速自行车上的手动变速发生调整，具体的对应关系如下：

(1)太阳轮1.1转速升高，相当于升档；

(2)太阳轮1.1转速降低或反转，相当于降档。

此种变速方式较现有变速方式具有如下优点，由于现有变速方式档位级别明显，在换挡过程中会产生顿挫感，此种换挡方式由于通过转速的变化进行调整，换挡连续，无极化，是的换挡进行平稳顺畅。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。