高可靠电动助力车及其运行方法_2

文档序号:9408333阅读:来源:国知局
105使曲柄104旋转,向曲柄轴103提供旋转扭矩(即动力)。
[0038]链轮106因为提供到曲柄轴103的旋转扭矩而旋转。链轮106的旋转经由力传递机构108传递到后轮BW侧的飞轮107,而使得后轮BW旋转。力传递机构108,诸如皮带或者链条等,构造成环状,挂设于链轮106和飞轮107之间。该力传递机构108在链轮106和飞轮107之间可循环转动构成一力传递通路。当驾驶者踩踏踏板105使得链轮106因为提供到曲柄轴的旋转扭矩而旋转时,通过前述力传递机构108将链轮106的转矩传递给飞轮107。
[0039]以下的描述中,将以链条作为力传递机构108为例进行说明。
[0040]结合图1、图2所示,所述电动助力自行车100还包括一支撑机构110,设置在所述力传递通路上用于支撑链条108。该支撑机构110在链条108将链轮106的转矩传递给飞轮107时承受链条108向支撑机构110所施加的力。
[0041]在一些例子中,支撑机构110构造为一具有滑轮的支撑机构,链条108支撑在滑轮的圆周面的槽内,如此利于链条108的循环转动,减小其磨损。
[0042]在另一些例子中,这样的支撑机构110可以构造为一具有U形支撑槽的支撑机构,链条108支撑在支撑槽内。
[0043]在另一些例子中,这样的支撑机构110可以构造为一具有通过孔的支撑机构,链条108支撑在所述通过孔内。
[0044]在另一些例子中,支撑机构110还可以构造为一具有齿轮的支撑机构,链条108与齿轮的圆周面的齿啮合。
[0045]结合图1、2、3所示,电动助力自行车100还包括一检测机构114,用于检测前述链条108施加到所述支撑机构110上的力和/或力的变化,输出电信号。
[0046]如图2、3所示,当踏板105受到驾驶者的踩踏驱动链轮106旋转时,链条108受到张力而张紧,并施加力到支撑机构110 (如滑轮)上使得支撑机构110向下方向运动或者具有向下方运动的趋势,连接在支撑机构110和检测机构114之间的一连杆112发生旋转,检测机构114内设置的诸如角度传感器的感应装置检测到该连杆112的旋转角度而输出电信号,如此检测到力及其变化(例如当驾驶者连续地施加力并变化时)。
[0047]作为可选的例子,如图2、3,检测机构114安装在后叉1le上。
[0048]在另外的例子中,检测机构114还可以以有利于安装的方式设置在车架101的其他位置。
[0049]电动助力自行车100还包括一恢复机构,尤其是弹性恢复机构,具有使得所述支撑机构110和/或连杆112恢复到初始状态的趋势,也即,使支撑机构110和/或连杆112具有恢复到当链条108没有受到来自驾驶者所施加的脚踏力时的初始状态的趋势。
[0050]在一些例子中,检测机构114内设置至少一个前述的恢复机构,尤其是弹性恢复机构,这些一个或多个恢复机构具有使得前述连杆112和/或支撑机构110恢复到初始状态的趋势。
[0051]检测机构114内设置的弹性恢复机构,诸如扭转弹簧等,与所述连杆112大致同轴地安装,并在所述连杆112旋转时进行蓄力,以提供使得前述连杆112和/或支撑机构110恢复到初始状态的恢复力。
[0052]在一些例子中,前述恢复机构采用一个扭转弹簧实现,在另一些例子中,恢复机构采用至少两个扭转弹簧实现,其并排地设置并与所述连杆112大致同轴地安装,可大致同轴地旋转运动。
[0053]在另外的例子中,前述恢复机构还可以采用其他弹性恢复机构来实现,诸如簧片等。
[0054]在另外的例子中,前述恢复机构尤其是弹性恢复机构还可以设置在车架101的适当位置,以提供使得前述连杆112和/或支撑机构110恢复到初始状态的恢复力。
[0055]在前述例子中,检测机构114采用诸如基于角度传感器等传感装置,通过检测支撑机构114受力后的位置变化所引起的连杆112的旋转角度变化来检测支撑机构110的受至IJ链条108所施加的力的情况,从而得知驾驶者所施加的脚踏力和/或脚踏力的变化。
[0056]支撑机构110发生位置变化的直接来源是分布在该支撑机构110两侧的成一定角度的链条108的张力的合力,该链条108的张力来源于驾驶者对于踏板105的操作而经由(如图1所示)曲柄轴103以及链轮106传递到链条106上。
[0057]在一些方案中,结合图2、3所示,链轮106与链条108的切点、飞轮107与链条108的切点,以及支撑机构110与链条108的承力点,在所述链条108循环转动将链轮106的转矩传递给飞轮107过程中的至少一个状态下,前述两个切点及承力点形成大致三角关系。
[0058]结合图1、2、3所示,连杆112或者连杆112的延长方向与所述后叉1le所在的平面成一定角度a,则角度a大致在0°?180°,即:0° < a < 180°。结合图1所示,如此,确保所述链条108受力后施加到所述支撑机构110上时,由支撑机构110的位置变化而引起连杆112的变化可被检测机构114检测到,从而得知驾驶者所施加的力或力的变化。
[0059]在一些实施例中,前述的检测机构114中还可以包括变向和/或变速装置,用于改变连杆112的运动状态,例如运动方向/运动速度的改变。变向装置,例如从旋转运动变成直线运动(应用于诸如图1-图10的例子中)或者从直线运动变成旋转运动的装置(将在图11-14的例子中说明),变速装置例如定轴齿轮变速装置、行星齿轮变速装置,以使连杆112的运动发生变化,如运动方向/速度的变化,从而适于针对不同的传感器对于旋转角度/位移的敏感度和要求,以更加有利的方式获得链条108在受力后施加到支撑机构110上的力/力的变化。
[0060]在另一些实施例中,前述的检测机构114可以采用一些可以直接测量链条108的张力的传感器,而不需要通过检测前述的连杆112的状态变化来检测到链条108所施加到支撑机构110上而引起的旋转角度变化,而是采用力传感器,直接检测链条施加到支撑机构上的力。在这些例子中,挂载于链轮106与飞轮107之间的链条108可以是处于基本绷紧的状态下,并在驾驶者施加脚踏力到踏板105上时,使得链条108旋转转动并将链条的张力传递到支撑机构110上,此时支撑机构110将仅仅发生微小的位置状态变化或者基本不发生位置变化,而本例所使用的这些力传感器,以在原位测量的方式直接获取链条108在传递扭矩时将其张力施加到支撑机构I1上时支撑机构110的受力情况,因此而得知驾驶者所施加的脚踏力及其变化。
[0061]这样的力传感器,在现有公知的技术中,例如微型测力传感器,适于进行原位测压。这样的微型测力传感器的实例,如图15、16所示的例子,其中加载面Al适于承受来自支撑机构I1的压力输入,其非加载面A2不可接触,具有可靠的可重复性和可靠性。
[0062]结合图1、2、3所示,电动助力自行车100还包括一作为电动力输出机构的助力电机120、提供电能供应的蓄电池122以及作为控制装置的电子控制单元124(也称之为ECU) ο
[0063]助力电机120、蓄电池122、电子控制单元124可以以有利的方式安装在车架101
上的适当位置。
[0064]助力电机120,用于输出辅助自行车100运行的电动力。图1所示的例子中,该助力电机120安装在前叉1lg的下方,以可选的方式该助力电机120输出的辅助电动力施加到前轮上以实现电动助力运行。
[0065]在另外的例子中,助力电机120还可以安装在其他位置,其输出端可以在前轮转轴、后轮转轴、链轮、或者后轮转轴与链轮之间的任一传动装置上,向电动辅助自行车提供辅助的电动力。
[0066]蓄电池122,优选是可拆卸式的可充电蓄电池,诸如采用多个锂基质电池或者镍氢电池等组成的可二次充电的蓄电池。
[0067]电子控制单元124,作为自行车100的电动辅助力控制与输出机构的核心控制模块,其接收来自前述检测机构114的输出信号,响应于前述检测机构114所检测到的链条施加到支撑机构110上力和或者该力所引起的物理量和/或物理量的变化
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