本發(fā)明涉及自行車(chē)零配件領(lǐng)域，具體涉及一種新型電動(dòng)自行車(chē)變速結(jié)構(gòu)及工作方法。

背景技術(shù)：

電動(dòng)自行車(chē)是在自行車(chē)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，在自行車(chē)的腳踏部安裝有一電機(jī)，由電機(jī)帶動(dòng)腳踏部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，然后在通過(guò)鏈條傳遞給后輪的齒部驅(qū)動(dòng)后輪前進(jìn)，現(xiàn)有的電機(jī)輸出部分是由電機(jī)軸齒輪或帶輪通過(guò)齒部或皮帶來(lái)對(duì)腳踏板軸齒輪或帶輪帶動(dòng)，起到一個(gè)輸出的效果，一般都是手把處進(jìn)行控制，也有比較先進(jìn)的是當(dāng)使用踏板腳踏時(shí)會(huì)檢測(cè)到腳踏的力度，從而控制電機(jī)從低到高進(jìn)行提速，而腳踏板腳踏的時(shí)速最高只能在每小時(shí)十幾公里上下，而電機(jī)的時(shí)速一般會(huì)超過(guò)腳踏板時(shí)速，這樣在踩踏時(shí)會(huì)感到突然之間踩空，非常不適，如果對(duì)車(chē)輛不熟悉的情況下還可能引起一系列的安全問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、節(jié)約電能，可根據(jù)不同路況實(shí)時(shí)變更發(fā)動(dòng)電機(jī)輸出速度，使變速騎行變得更加舒適的新型電動(dòng)自行車(chē)變速結(jié)構(gòu)。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種新型電動(dòng)自行車(chē)變速結(jié)構(gòu)，包括外殼體、主傳動(dòng)電機(jī)、主傳動(dòng)輪、主傳動(dòng)組件、變速齒組件和滑動(dòng)組件，所述主傳動(dòng)電機(jī)固定在外殼體上，所述主傳動(dòng)電機(jī)和主傳動(dòng)組件通過(guò)中間設(shè)置的主傳動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)皮帶或齒傳動(dòng)，所述主傳動(dòng)組件和變速齒組件之間由皮帶或齒輪通過(guò)一個(gè)單向棘輪(或單向結(jié)構(gòu))連接，所述滑動(dòng)組件設(shè)置在外殼體內(nèi)、且位于主傳動(dòng)電機(jī)另一端部，所述主傳動(dòng)組件包括中軸，所述中軸從左往右連接有第二齒輪、第一齒輪和第六齒輪，所述變速齒組件包括傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸從左往右依次連接有第三齒輪、離合齒、第四齒輪、第五齒輪，所述第二齒輪、第一齒輪和第六齒輪依次與第三齒輪、第四齒輪、第五齒輪相互咬合連接，所述第四齒輪內(nèi)設(shè)有第一單向棘輪，所述第三齒輪內(nèi)設(shè)有第一軸承(或無(wú)軸承，但沿傳動(dòng)軸圓周滑動(dòng)的)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述中軸上位于第六齒輪的右側(cè)還連接有主輸出輪，所述主輸出輪的外側(cè)還固定有牙盤(pán)，所述主輸出輪內(nèi)側(cè)設(shè)有套在中軸上的滾針軸承，且位于滾針軸承左側(cè)還設(shè)有與中軸連接的第二單向棘輪，所述第六齒輪內(nèi)設(shè)有固定在中軸上的第二軸承，其中，牙盤(pán)與外部的鏈條相連接，當(dāng)腳踏時(shí)會(huì)帶動(dòng)中軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)的主輸出輪會(huì)因?yàn)榈诙蜗蚣喌脑蚺c中軸連接并同速比，當(dāng)啟動(dòng)主傳動(dòng)電機(jī)時(shí)，主輸出輪直接被主傳動(dòng)輪高速帶動(dòng)，中軸失效，而主輸出輪帶動(dòng)外側(cè)的牙盤(pán)并同時(shí)帶動(dòng)自行車(chē)后輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述離合齒的左側(cè)沿著圓周固定有兩個(gè)以上的凸塊或凸緣，所述第三齒輪的右側(cè)沿圓周設(shè)有缺口或槽口，所述離合齒在傳動(dòng)軸且位于第四齒輪和第三齒輪之間左右滑動(dòng)與傳動(dòng)軸有凹凸結(jié)構(gòu)卡住隨傳動(dòng)軸沿圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)離合齒滑動(dòng)到左側(cè)時(shí)，凸塊卡入到缺口內(nèi)，使第三齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第二齒輪輸出功即可進(jìn)入到第三齒輪上。

進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述滑動(dòng)組件包括兩側(cè)固定的軸承支架，所述軸承支架之間連接有一根絲桿，所述絲桿上連接有一個(gè)撥塊，所述離合齒內(nèi)沿環(huán)形設(shè)有卡槽，所述撥塊的一端延伸至卡槽內(nèi)，當(dāng)撥塊左右移動(dòng)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)離合齒左右移動(dòng)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述絲桿的任意一端連接固定有一絲桿電機(jī)，所述絲桿電機(jī)的另一端連接有一速率檢測(cè)運(yùn)算控制器，速率檢測(cè)運(yùn)算控制器的一端連有導(dǎo)線，導(dǎo)線端部連有檢測(cè)塊，檢測(cè)塊放置在中軸上或與中軸上皮帶連接，可檢測(cè)到速率，(或放在車(chē)輪上接收脈沖信號(hào))而速率檢測(cè)運(yùn)算控制器為rd－iii型旋轉(zhuǎn)探測(cè)儀或其它常用檢測(cè)器。(如安裝在輪子上的磁鐵+車(chē)架上的霍爾實(shí)現(xiàn)脈沖判斷車(chē)輪轉(zhuǎn)速，其中線路板接收速度信號(hào)，根據(jù)接收的速度信號(hào)判斷電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)離合齒咬合第三齒和撥離第三齒)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述中軸的兩端各連接有用于腳踏的踏板連桿。

本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供一種操作簡(jiǎn)單，安全可靠的新型電動(dòng)自行車(chē)變速結(jié)構(gòu)的工作方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：包括以下步驟：

1)、首先腳放置在踏板連桿上進(jìn)行踩踏，這時(shí)的扭力從中軸輸入，然后打開(kāi)電源使主傳動(dòng)電機(jī)通電高速轉(zhuǎn)動(dòng)；2)、主傳動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)皮帶(或齒輪結(jié)構(gòu)比)帶動(dòng)主傳動(dòng)輪以及主輸出輪轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)由于第三齒輪內(nèi)設(shè)有第一軸承，第三齒輪和第二齒輪咬合連接但兩者不存在扭力；3)、第四齒輪和第一齒輪之間存在扭力，這部分扭力再由第五齒輪和第六齒輪之間的連接輸出到主輸出輪處，此時(shí)的最高時(shí)速為14～17km/h；4)、這時(shí)速率檢測(cè)運(yùn)算控制器檢測(cè)到速度后啟動(dòng)絲桿電機(jī)，絲桿電機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)撥塊向左移動(dòng)，并促使離合齒向左側(cè)移動(dòng)(開(kāi)始咬合)；5)、離合齒通過(guò)凸塊卡入到第三齒輪缺口處，帶動(dòng)第三齒輪聯(lián)動(dòng)，這時(shí)第四齒輪由于內(nèi)側(cè)設(shè)有第一單向棘輪，且轉(zhuǎn)速被第三齒輪超越因此在原地打滑沒(méi)有扭力輸出，這時(shí)的傳動(dòng)扭力由第二齒輪傳動(dòng)到第三齒輪上再經(jīng)過(guò)第五齒輪和第六齒輪之間的連接輸出到主輸出輪處，此時(shí)的第三齒輪和第二齒輪之間的齒數(shù)相等，主輸出輪由速率為18km/h提升到35km/h的速度，完成整個(gè)提速的過(guò)程。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種新型電動(dòng)自行車(chē)變速結(jié)構(gòu)上設(shè)置有變速齒組件和滑動(dòng)組件，可通過(guò)第二齒輪、第一齒輪和第六齒輪依次與第三齒輪、第四齒輪、第五齒輪相互咬合連接來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的傳送扭力，實(shí)現(xiàn)了從低到高速率的平緩的改變，使騎行更加的舒適，避免了突然提速造成的不適以及發(fā)生意外的危險(xiǎn)性，同時(shí)可以使騎行更加省力，續(xù)航更遠(yuǎn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種新型電動(dòng)自行車(chē)變速結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種新型電動(dòng)自行車(chē)變速結(jié)構(gòu)中主傳動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種新型電動(dòng)自行車(chē)變速結(jié)構(gòu)中變速齒組件和滑動(dòng)組件連接的示意圖；

圖4為本發(fā)明一種新型電動(dòng)自行車(chē)變速結(jié)構(gòu)中速率檢測(cè)運(yùn)算控制器與絲桿電機(jī)的電路圖。

圖中：1外殼體、2主傳動(dòng)電機(jī)、3皮帶、4主傳動(dòng)輪、5踏板連桿、6主傳動(dòng)組件、7變速齒組件、8滑動(dòng)組件、61牙盤(pán)、62滾針軸承、63主輸出輪、64第六齒輪、65第一齒輪、66中軸、67第二齒輪、68第二軸承、69第二單向棘輪、71凸塊、72第三齒輪、73缺口、74離合齒、75第四齒輪、76第一單向棘輪、77傳動(dòng)軸、78第五齒輪、79卡槽、710第一軸承、81速率檢測(cè)運(yùn)算控制器、82絲桿電機(jī)、83絲桿、84軸承支架、85撥塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

實(shí)施例一

參閱圖1至圖4所示，一種新型電動(dòng)自行車(chē)變速結(jié)構(gòu)，包括外殼體1、主傳動(dòng)電機(jī)2、主傳動(dòng)輪4、主傳動(dòng)組件6、變速齒組件7和滑動(dòng)組件8，所述主傳動(dòng)電機(jī)2固定在外殼體1上，所述主傳動(dòng)電機(jī)2和主傳動(dòng)組件6通過(guò)中間設(shè)置的主傳動(dòng)輪4實(shí)現(xiàn)皮帶3或齒傳動(dòng)，所述主傳動(dòng)組件6和變速齒組件7之間所述主傳動(dòng)組件和變速齒組件之間由皮帶或齒輪通過(guò)一個(gè)單向棘輪(或單向結(jié)構(gòu))連接，所述滑動(dòng)組件8設(shè)置在外殼體1內(nèi)、且位于主傳動(dòng)電機(jī)2另一端部，所述主傳動(dòng)組件6包括中軸66，所述中軸66從左往右連接有第二齒輪67、第一齒輪65和第六齒輪64，所述變速齒組件7包括傳動(dòng)軸77，所述傳動(dòng)軸77從左往右依次連接有第三齒輪72、離合齒74、第四齒輪75、第五齒輪78，所述第二齒輪67、第一齒輪65和第六齒輪64依次與第三齒輪72、第四齒輪75、第五齒輪78相互咬合連接，所述第四齒輪75內(nèi)設(shè)有第一單向棘輪76，(此連接可以對(duì)應(yīng)互換位置，比如第二齒輪67、第一齒輪65和第六齒輪64依次與第三齒輪72、第四齒輪75、第五齒輪78相互咬合互換為左到右第一齒輪65、第二齒輪67和第六齒輪64依次與第四齒輪75、第三齒輪72、第五齒輪78相互咬合)所述第三齒輪72內(nèi)設(shè)有第一軸承710(或無(wú)軸承，但沿傳動(dòng)軸77圓周滑動(dòng)的)。

所述中軸66上位于第六齒輪64的右側(cè)還連接有主輸出輪63，所述主輸出輪63的外側(cè)還固定有牙盤(pán)61，所述主輸出輪63內(nèi)側(cè)設(shè)有套在中軸66上的滾針軸承62，且位于滾針軸承62左側(cè)還設(shè)有與中軸66連接的第二單向棘輪69，所述第六齒輪64內(nèi)設(shè)有固定在中軸66上的第二軸承68，其中，牙盤(pán)61與外部的鏈條相連接，當(dāng)腳踏時(shí)會(huì)帶動(dòng)中軸66轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)的主輸出輪63會(huì)因?yàn)榈诙蜗蚣?9的原因與中軸66連接并同速比，當(dāng)啟動(dòng)主傳動(dòng)電機(jī)2時(shí)，主輸出輪63直接被主傳動(dòng)輪4高速帶動(dòng)，中軸66失效，而主輸出輪63帶動(dòng)外側(cè)的牙盤(pán)61并同時(shí)帶動(dòng)自行車(chē)后輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述離合齒74的左側(cè)沿著圓周固定有兩個(gè)以上的凸塊71或凸緣，所述第三齒輪72的右側(cè)沿圓周設(shè)有缺口73或槽口，所述離合齒74在傳動(dòng)軸77且位于第四齒輪75和第三齒輪72之間左右滑動(dòng)與傳動(dòng)軸77有凹凸結(jié)構(gòu)卡住隨傳動(dòng)軸77沿圓周運(yùn)動(dòng)連接，當(dāng)離合齒74滑動(dòng)到左側(cè)時(shí)，凸塊71卡入到缺口73內(nèi)，使第三齒輪72轉(zhuǎn)動(dòng)，第二齒輪67輸出功即可進(jìn)入到第三齒輪72上。

所述滑動(dòng)組件8包括兩側(cè)固定的軸承支架84，所述軸承支架84之間連接有一根絲桿83，所述絲桿83上連接有一個(gè)撥塊85，所述離合齒74內(nèi)沿環(huán)形設(shè)有卡槽79，所述撥塊85的一端延伸至卡槽79內(nèi)，當(dāng)撥塊85左右移動(dòng)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)離合齒74左右移動(dòng)。

所述絲桿83的任意一端連接固定有一絲桿電機(jī)82，所述絲桿電機(jī)82的另一端連接有一速率檢測(cè)運(yùn)算控制器81，速率檢測(cè)運(yùn)算控制器81的一端連有導(dǎo)線，導(dǎo)線1端部連有檢測(cè)塊，檢測(cè)塊放置在中軸66上或與中軸66上皮帶連接，可檢測(cè)到速率，(或放在車(chē)輪上接收脈沖信號(hào))，而速率檢測(cè)運(yùn)算控制器81為rd－iii型旋轉(zhuǎn)探測(cè)儀或其它常用檢測(cè)器(如安裝在輪子上的磁鐵+車(chē)架上的霍爾，實(shí)現(xiàn)脈沖判斷車(chē)輪轉(zhuǎn)速，其中線路板接收速度信號(hào)，根據(jù)接收的速度信號(hào)判斷電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)離合齒咬合第三齒和撥離第三齒)。

所述中軸66的兩端各連接有用于腳踏的踏板連桿5。

該新型電動(dòng)自行車(chē)變速結(jié)構(gòu)的工作方法，包括以下步驟：1)、首先腳放置在踏板連桿5上進(jìn)行踩踏，這時(shí)的扭力從中軸66輸入，然后打開(kāi)電源使主傳動(dòng)電機(jī)2通電高速轉(zhuǎn)動(dòng)；2)、主傳動(dòng)電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)皮帶帶動(dòng)主傳動(dòng)輪4以及主輸出輪63高速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)由于第三齒輪72內(nèi)設(shè)有第一軸承710，第三齒輪72和第二齒輪67咬合連接但兩者不存在扭力；3)、第四齒輪75和第一齒輪65之間存在扭力，此時(shí)第四齒輪75和第一齒輪65之間齒數(shù)比為53:27，這部分扭力再由第五齒輪78和第六齒輪64之間的連接輸出到主輸出輪63處，此時(shí)的最高時(shí)速為14～17km/h；4)、這時(shí)速率檢測(cè)運(yùn)算控制器81檢測(cè)到速度后啟動(dòng)絲桿電機(jī)82，絲桿電機(jī)82帶動(dòng)絲桿83轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿83轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)撥塊85向左移動(dòng)，并促使離合齒74向左側(cè)移動(dòng)；5)、離合齒74通過(guò)凸塊71卡入到第三齒輪72缺口73處，帶動(dòng)第三齒輪72聯(lián)動(dòng)，這時(shí)第四齒輪75由于內(nèi)側(cè)設(shè)有第一單向棘輪76，且轉(zhuǎn)速被第三齒輪72超越因此在原地打滑沒(méi)有扭力輸出，這時(shí)的傳動(dòng)扭力由第二齒輪67傳動(dòng)到第三齒輪72上再經(jīng)過(guò)第五齒輪78和第六齒輪64之間的連接輸出到主輸出輪63處，此時(shí)的第三齒輪72和第二齒輪67之間的齒數(shù)相等，主輸出輪63由速率為18km/h提升到35km/h的速度，完成整個(gè)提速的過(guò)程。

其中：第六齒輪64和第五齒輪78的齒數(shù)比為30:50，傳動(dòng)軸77上沿圓周設(shè)有一圈的條形槽，離合齒74圓軸內(nèi)壁上沿環(huán)形固定有限位條并卡入到條形槽內(nèi)，因此，離合齒74與傳動(dòng)軸77聯(lián)動(dòng)且可以在傳動(dòng)軸77上左右移動(dòng)，而第一單向棘輪76和第五齒輪78均固定在傳動(dòng)軸77上不能移動(dòng)，第一單向棘輪76也可以為超越軸承也叫單向軸承，都是只能往一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，兩者只是可旋轉(zhuǎn)速率上的大小區(qū)別。

如圖4所示，當(dāng)總電源打開(kāi)后，速率檢測(cè)運(yùn)算控制器81、絲桿電機(jī)82均通電，速率檢測(cè)運(yùn)算控制器81可以控制電阻以及正負(fù)極來(lái)實(shí)現(xiàn)絲桿電機(jī)82的正反轉(zhuǎn)，速率檢測(cè)運(yùn)算控制器81為市面上常用部件在各個(gè)常規(guī)電子器件廠均可購(gòu)買(mǎi)或單獨(dú)生產(chǎn)。

如圖2所示，第二單向棘輪69和第六齒輪64固定在一起或?yàn)橐惑w式結(jié)構(gòu)，但第二單向棘輪69是固定在中軸66上，當(dāng)腳踏時(shí)中軸66帶動(dòng)第二單向棘輪69轉(zhuǎn)動(dòng)，第二單向棘輪69帶動(dòng)輸出輪63轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)速度提升后輸出輪63的速度大于第二單向棘輪69與中軸66腳踏速度時(shí)就會(huì)打滑，這時(shí)的輸出輪63速度大于第二單向棘輪69的速度。

上述實(shí)施例，只是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，并不是用來(lái)限制本發(fā)明的實(shí)施與權(quán)利范圍，凡與本發(fā)明權(quán)利要求所述內(nèi)容相同或等同的技術(shù)方案，均應(yīng)包括在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。