一种无辐式空心轮毂车轮及电动自行车的制作方法

本技术涉及电动自行车，尤其涉及一种无辐式空心轮毂车轮以及一种采用无辐式空心轮毂车轮的电动自行车。

背景技术：

1、传统的车轮主要结构为中轴、轮辐(辐条)、轮毂(花鼓)、轮辋(车圈)、车胎、气门，其中中轴决定了整个轮子甚至整辆车的特性，如重心的高低、固定方式等。且现有轮子的重量都集中在中轴上，以电动自行车为例(传统两轮车基本都如此，包括电动自行车、摩托车等)，传统的电动自行车通常包括车架、前轮、后轮和带脚蹬的大飞轮等，前轮由带花鼓、辐条的轮毂与轮胎组成，后轮由带花鼓、辐条和牙盘的轮毂与轮胎组成，轮圈通过辐条连接花鼓形成轮组，大飞轮通过链条与后轮中轴上的的牙盘联动以驱动电动自行车行进，车辆从静止到运动这一过程消耗的力绝大部分为克服静止的力。为了更轻松的驱动整车，则在后轮中轴一侧通过增加变速器来提高驱动性能，因此也增加了轮上的簧下质量，这种结构形式的电动自行车整车结构显得较为繁杂而笨重；另外，这种结构的电动自行车的轮毂通过辐条来确保轮毂结构的稳定性，但辐条弯曲或断裂的维修非专业人员难以维修，即便是专业维修人员，为修调教也非常耗时。

2、目前现有技术中虽然有针对空心轮毂的研究设计，也有采用空心轮毂的电动自行车，即电动自行车的前轮毂、后轮毂和中圈均为中空造型，轮毂无需安装辐条和花鼓，整车自重降低，轻便实用，维修护理便捷，且结构简单、整车造型美观。但是现有的空心轮毂以及采用空心轮毂的电动自行车，仅为了空心轮毂酷炫的外观造型，设计原理简单粗暴，有很多的问题及不合理性，如采用单体小轴承作为内外圈的连接，只考虑了径向支撑和压力分布，但疏忽了轴向的因素，轮子运动起来轴承轴向的磨损因为轴向重心的偏移，轴承侧壁及轮毂侧壁磨损加剧，间隙加大，一方面增加了摩擦力，另一方面容易导致轮子轴向偏摆(俗称轮子瓢了)。这样的空心轮毂耐用性和实用性都不够强，大大影响空心轮毂的使用寿命，不利于发挥空心轮的优势和行业推广。

3、具体地，在现有技术中，公开有一种无链空心轮毂电动自行车，其车轮采用v型轴承，与轮组接触旷量较大，易造成轮组偏摆与跳动，且受力点太小长期磨损形成槽沟，造成轮组跳动。其车体重量主要集中于轴承中轴上，所以轴承与轮组的接触只有一点，轴承受力不均衡，长时间工作易导致轴承偏心，造成轮组跳动，增大磨损，降低行驶安全。

4、现有技术中还公开有一种轨道轴承空心轮毂和空心轮毂电动自行车，无论使用两组轴承还是一组轴承，轴承与轮组摩擦接触面都比较大，且大概率为滑动摩擦，轴承外壁和轮组内壁磨损较快产生噪音，若遇冲击容易造成线性凹痕，影响转动顺滑度。车体重量主要集中于轴承中轴上，所以轴承与轮组的接触只有一点，轴承受力不均衡，长时间工作易导致轴承偏心，造成轮组跳动，增大磨损，降低行驶安全。

技术实现思路

1、针对上述问题，本实用新型提供了一种无辐式空心轮毂车轮及电动自行车，采用无辐式空心圆环结构的轮毂，轮毂作为固定部分，轮辋和轮胎共同作为转动部分，轮毂通过轴承与轮辋相配合连接，摩擦系数更小，实现高转速、高承载，可使整车重心降低、减轻簧下质量、降低轮组轴向、径向变形及失圆几率，减小侧风(横风)影响、增强空气动力流动性，降低能量损耗，提高通过性及传动性，避免人或物因卷入辐条而受伤或损害车辆。组件结构更直观，量产后成本低、装配效率高，且检修方便。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了一种无辐式空心轮毂车轮，所述无辐式空心轮毂车轮分为前轮轮组总成和后轮轮组总成，所述前轮轮组总成和所述后轮轮组总成均包括：轮胎、轮辋总成和轮毂总成；

3、所述轮辋总成包括轮辋，所述轮胎套设于所述轮辋的外缘；

4、所述轮毂总成包括左轮毂组件和右轮毂组件，所述左轮毂组件包括左轮毂和左轴承，所述右轮毂组件包括右轮毂和右轴承，所述左轮毂和所述右轮毂采用无辐式空心圆环结构，所述左轮毂与所述右轮毂之间相对固定连接，并分别通过所述左轴承和所述右轴承配合固定于所述轮辋的内缘。

5、在上述技术方案中，优选地，所述轮辋总成还包括刹车片，所述刹车片固定于所述轮辋的内缘，所述轮毂总成还包括刹车卡钳，所述刹车卡钳安装于所述左轮毂或所述右轮毂上，并与所述刹车片配合安装。

6、在上述技术方案中，优选地，所述轮辋采用空心圆环结构，所述轮辋的外缘两侧设置有轮缘，所述轮胎通过所述轮缘固定于所述轮辋上，所述轮辋的环形结构上贯穿设置有与所述轮胎相适配的气门孔。

7、在上述技术方案中，优选地，所述轮辋的环形结构内缘设置有固定加强筋，所述固定加强筋焊接、铆接或一体成型于所述轮辋内缘中心。

8、在上述技术方案中，优选地，所述左轮毂组件还包括左密封圈，所述右轮毂组件还包括右密封圈，所述左轮毂与所述轮辋之间通过所述左轴承配合固定处由所述左密封圈进行密封，所述右轮毂与所述轮辋之间通过所述右轴承配合固定处由所述右密封圈进行密封。

9、在上述技术方案中，优选地，所述左轮毂组件还包括左光带，所述右轮毂组件还包括右光带，所述左光带和所述右光带分别设置于所述左轮毂和所述右轮毂的外侧。

10、在上述技术方案中，优选地，所述轮毂总成还包括调位块，所述调位块与所述刹车卡钳共同安装于所述左轮毂或所述右轮毂上，且所述调位块与所述刹车卡钳配合连接，所述调位块调节所述刹车卡钳的刹紧程度。

11、在上述技术方案中，优选地，所述后轮总成作为驱动轮，所述后轮总成中，所述轮辋总成还包括内齿圈，所述内齿圈固定于所述轮辋的内缘，所述左轮毂和所述右轮毂的圆环结构上分别设置有开槽，且所述左轮毂和所述右轮毂在固定连接后由所述开槽露出所述内齿圈，使得驱动结构能够带动所述内齿圈实现驱动轮的转动。

12、本实用新型还提出一种采用无辐式空心轮毂车轮的电动自行车，包括：前轮总成、主车架总成和后轮总成；

13、所述前轮总成包括转向总成和如上述技术方案中任一项公开的前轮轮组总成，所述后轮总成包括后架传动总成和如上述技术方案公开的后轮轮组总成；

14、所述转向总成固定于所述主车架总成的前端，所述前轮轮组总成配合安装于所述转向总成上，且所述转向总成带动所述前轮轮组总成相对于所述主车架总成同步左右转动；

15、所述后架传动总成包括后架、传动总成和混合动力驱动系统，所述后架配合安装于所述主车架总成的后侧，所述混合动力驱动系统包括中置动力模块和后置动力模块，所述中置动力模块和所述后置动力模块分别安装于所述后架上的相对前后两侧，且所述中置动力模块和所述后置动力模块之间的动力通过所述传动总成实现传动连接；

16、所述中置动力模块包括中置模块壳体、中置驱动总成以及脚踏和曲柄，所述中置驱动总成同轴安装于所述中置模块壳体内，所述脚踏和曲柄通过所述中置模块壳体的端盖与所述中置驱动总成同轴连接；

17、所述中置驱动总成为人力驱动方式或人力电力混合驱动方式，人力驱动方式的所述中置驱动总成由人力向所述脚踏施加力作为动力输入，人力电力混合驱动方式的所述中置驱动总成由人力向所述脚踏施加力作为动力输入或由所述中置模块壳体内安装中置电机驱动组件提供动力输入；

18、所述后置动力模块包括后置模块壳体和后置驱动总成，所述后置驱动总成同轴安装于所述后置模块壳体内，所述中置驱动总成的中置动力输出端通过所述传动总成与所述后置驱动总成实现传动连接；

19、所述后置驱动总成包括后置电机驱动组件或变速箱总成，所述后置电机驱动组件包括从动状态和驱动状态，从动状态下所述后置电机驱动组件随所述中置驱动总成的动力进行被动旋转，驱动状态下所述后置电机驱动组件主动旋转，所述变速箱总成对所述中置驱动组件的动力变更传动比；

20、所述后置电机驱动组件或所述变速箱总成与所述后轮轮组总成为内切圆关系，输出动力通过后置动力输出端与所述后轮轮组总成传动连接，驱动所述后轮轮组总成实现转动。

21、在上述技术方案中，优选地，所述中置驱动总成包括同轴安装的第一级中置驱动组件和第二级中置驱动组件；

22、所述第一级中置驱动组件包括中置中轴和一级行星轮组，所述第二级中置驱动组件包括两端分别固定一级太阳轮和输出端转接件的中空套轴，所述中空套轴同轴套设于所述中置中轴外侧，所述一级太阳轮配合啮合于所述一级行星轮组的中央，所述中置模块壳体的内壁固定有一级内齿圈，所述一级行星轮组配合啮合于所述一级内齿圈内；

23、所述脚踏将被施加的人力通过所述曲柄传动至所述中置中轴，所述中置中轴能够带动所述一级行星轮组在所述一级内齿圈限制范围内转动，并通过所述一级太阳轮的传动将动力由所述输出端转接件输出。

24、在上述技术方案中，优选地，所述中置驱动总成还包括第三级电机驱动组件，所述第三级电机驱动组件同轴套设于所述中空套轴外侧，所述第三级电机驱动组件的输出端设置有二级太阳轮，所述第二级中置驱动组件还包括与所述中空套轴配合连接的二级行星轮组，所述中置模块壳体的内壁还固定有二级内齿圈，所述二级行星轮组配合啮合于所述二级内齿圈内，所述二级太阳轮配合啮合于所述二级行星轮组的中央；

25、人力驱动方式下所述一级太阳轮能够带动所述二级行星轮组在所述二级内齿圈限制范围内转动，并通过所述二级太阳轮的传动驱动所述第三级电机驱动组件转动发电；

26、电动驱动方式下所述第三级电机驱动组件主动旋转，能够通过所述二级太阳轮带动所述二级行星轮组在所述二级内齿圈限制范围内转动，并通过所述中空套轴的输出端转接件输出动力。

27、在上述技术方案中，优选地，所述后置模块壳体的中心安装有后置固定中轴，所述后置模块壳体的内壁固定有后置内齿圈；

28、所述后置驱动总成包括后置一级驱动总成和后置二级驱动总成，所述后置一级驱动总成包括中空轴无刷外转子电机和后置太阳轮，所述后置二级驱动总成包括后置行星轮、后置行星架、传动笼和驱动外齿圈，所述中空轴无刷外转子电机同轴套设于所述后置固定中轴外侧，所述后置太阳轮固定于所述中空轴无刷外转子电机的输出端，所述后置行星架设置有与所述中置驱动总成相配合的驱动动力输入端；

29、所述后置太阳轮配合啮合于所述后置行星轮的中央，所述后置行星轮配合啮合于所述后置内齿圈内，并通过所述后置行星架与所述传动笼的一端固定连接，所述驱动外齿圈通过中空驱动外齿圈固定端盖固定于所述传动笼的另一端，所述驱动外齿圈与所述后轮轮组总成的齿轮配合啮合连接；

30、所述后置电机驱动组件从动状态下，所述中置驱动总成的动力经所述驱动动力输入端传动至所述后置行星架，所述后置行星架带动所述传动笼和所述驱动外齿圈同步转动，驱动所述驱动轮转动，同时，所述后置行星架带动所述后置行星轮在所述后置内齿圈的限制范围内转动，所述后置行星轮通过所述后置太阳轮带动所述中空轴无刷外转子电机被动旋转，作为发电组件；

31、所述后置电机驱动组件驱动状态下，所述中空轴无刷外转子电机主动旋转，通过所述后置太阳轮带动所述后置行星轮在所述后置内齿圈的限制范围内转动，所述后置行星轮通过所述后置行星架带动所述传动笼和所述驱动外齿圈同步转动，驱动所述后轮轮组总成转动；

32、所述后置电机驱动组件被动旋转状态下，所述驱动轮旋转并带动所述驱动外齿圈、所述传动笼和所述后置行星架同步转动，所述后置行星架带动所述后置行星轮在所述后置内齿圈的限制范围内转动，所述后置行星轮通过所述后置太阳轮带动所述中空轴无刷外转子电机被动旋转，作为发电组件。

33、在上述技术方案中，优选地，所述后置驱动总成包括变速箱总成，所述变速箱总成包括变速箱和变速外齿圈，所述变速箱同轴安装于所述后置模块壳体内，所述变速箱包括内齿轮组、变速箱控制端和变速箱动力输入端，所述变速箱控制端通过变速箱控制线与变速控制器相连接，所述内齿轮组在所述变速控制器的控制下以预设传动比进行变速，所述变速箱动力输入端与所述输出端转接件传动连接，所述变速外齿圈固定于所述变速箱外侧并与所述内齿轮组传动连接；

34、所述中置驱动总成的动力经所述变速箱动力输入端传动至所述变速箱，所述变速箱按照预设传动比进行变速，并通过所述变速外齿圈驱动所述后轮轮组总成转动。

35、在上述技术方案中，优选地，所述转向总成包括转向组件和前叉组件，所述转向组件包括车把和把立，所述前叉组件包括前叉和避震组件；

36、所述把立固定安装于所述主车架总成的前端，所述车把横向固定于所述把立上，所述前叉固定安装于所述把立下端，所述避震组件设置于所述前叉上；

37、所述前轮轮组总成的轮毂咬合固定于所述前叉上，所述前轮轮组总成的轮胎和轮辋相对于所述轮毂转动。

38、在上述技术方案中，优选地，所述主车架总成包括主架总成、升降车座总成和支架总成；

39、所述升降车座总成安装于所述主架总成上方，通过伸缩实现车座的升降；

40、所述支架总成安装于所述主架总成侧部下方，作为所述电动自行车的支撑支架；

41、所述主架总成上设置有后架安装孔位、充电模块和主架仓体模块，所述后架传动总成安装于所述后架安装孔位中，所述主架仓体模块用于安装电池模块和控制模块，所述充电模块为所述电池模块的充电接口。

42、在上述技术方案中，优选地，所述升降车座总成包括基座、伸缩杆、车座和旋转固定块，所述基座一端通过旋转轴与所述主架总成转动连接，另一端固定所述车座，所述伸缩杆一端与所述主架总成相连接，另一端与所述基座相连接，所述伸缩杆、所述基座和所述主架总成形成三角形结构，所述旋转固定块安装于所述伸缩杆上，并在所述伸缩杆伸缩至预设长度时对所述伸缩杆的伸缩长度进行锁紧固定。

43、在上述技术方案中，优选地，所述传动总成包括链条传动组件、皮带传动组件、齿轮传动组件和轴传动组件。

44、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：通过采用无辐式空心圆环结构的轮毂，以轮毂作为固定部分，轮辋和轮胎共同作为转动部分，轮毂通过轴承与轮辋相配合连接，摩擦系数更小，实现高转速、高承载，可使整车重心降低、减轻簧下质量、降低轮组轴向、径向变形及失圆几率，减小侧风(横风)影响、增强空气动力流动性，降低能量损耗，提高通过性及传动性，避免人或物因卷入辐条而受伤或损害车辆。组件结构更直观，量产后成本低、装配效率高，且检修方便。