一种电动自行车的可变式轮毂

技术领域

本发明涉及轮毂电机技术领域，尤其涉及一种电动自行车的可变式轮毂。

背景技术

电动自行车为常用的交通工具，电动自行车可理解为具有电力推动的自行车，其与常规的自行车的区别在于电动自行车驱动轮内设置有驱动轮毂；

户外进行电动自行车骑行时，往往会遇到多种骑行环境，这对驱动轮毂的扭力和直驱动效果有多种要求，目前的驱动轮毂不具有可变调节的功能，驱动效果单一，没办法满足户外骑行的需求，再者，目前的电动自行车在刹车时，主要依靠刹车片进行刹车，电动轮毂无法对制动过程中产生的能量进行合理的利用，为此先提出一种电动自行车的可变式轮毂。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中目前的驱动轮毂不具有可变调节的功能，驱动效果单一，没办法满足户外骑行的需求，再者，目前的电动自行车在刹车时，主要依靠刹车片进行刹车，电动轮毂无法对制动过程中产生的能量进行合理的利用的问题，而提出的一种电动自行车的可变式轮毂。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种电动自行车的可变式轮毂，包括与车体连接的安装支撑轴、气动驱动件、轮毂本体、定子和转子，所述轮毂本体包括轮毂盘和与轮毂盘通过辐板连接的轮辋，所述轮毂盘通过支撑轴承转动设置在安装支撑轴上；

所述定子通过多个卡接支撑件与安装支撑轴连接，所述转子处在定子内部，且转子内壁固定连接有驱动环，所述驱动环通过气动切换环与安装支撑轴连接，所述轮毂盘内壁两侧均设置有驱动盘，位于一侧的所述驱动盘上设置有与驱动环连接的高扭矩传动组件，位于另一侧的所述驱动盘设置有与驱动环连接的直驱传动组件；

所述直驱传动组件包括固定连接在驱动盘侧壁上的驱动蜗轮圈，所述驱动蜗轮圈啮合连接有传动蜗杆，所述传动蜗杆端部通过锥齿轮传动件连接有传动齿轮，所述驱动环内侧壁固定连接有与传动齿轮啮合连接的驱动齿轮盘；

所述高扭矩传动组件包括与驱动盘固定连接的驱动齿圈，所述驱动齿圈内壁啮合连接有多个行星传动轮，所述安装支撑轴外侧壁固定连接有与行星传动轮啮合连接的中心驱动轮，所述中心驱动轮通过气动刹车组件与气动切换环连接。

优选地，所述气动刹车组件包括气动件和刹车件组成，所述气动切换件内壁通过滑动轴承环与安装支撑轴连接，所述气动件包括固定套设在安装支撑轴外侧壁上的气动座，所述气动座内开设有呈环形设置的气动驱动环口，所述气动驱动环口内壁两端分别设置有左端口和右端口，所述左端口和右端口均与车体的气动驱动件连接。

优选地，所述刹车件包括滑动设置在气动驱动口内的驱动活塞环，所述驱动活塞环端部固定连接有多个驱动主杆，所述气动切换环靠近气动座一端开设有环形传动口，所述环形传动口内滑动设置有联动环，所述联动环侧壁开设有球形环槽，所述驱动主杆端部贯穿至球形环槽内并固定连接有联动限位球。

优选地，所述中心驱动轮端部开设有呈倾斜设置的刹车对接口，所述气动切换环端部设置有与刹车对接口相适配的刹车对接片，所述刹车对接片上开设有多个矩形棱口，所述矩形棱口内设置有呈倾斜设置有对接棱块，所述刹车对接口内壁开设有与对接棱块相适配的对接棱口；

所述联动环内壁固定连接有驱动支杆，所述矩形棱口侧壁开设有启动口，所述驱动支杆贯穿至启动口内，并固定连接有与对接棱块相抵触的挤压斜面块。

优选地，所述锥齿轮传动件包括通过连接块与安装支撑轴连接的传动轴，所述传动轴一端与传动齿轮连接，另一端固定连接有驱动锥齿轮，所述传动蜗杆端部固定连接有与驱动锥齿轮啮合连接的传动锥齿轮。

优选地，所述卡接支撑件由固定连接在安装支撑轴上的支撑杆和与定子卡接的U型卡杆组成。

优选地，所述安装支撑轴外侧壁转动连接有支撑环，所述支撑环外侧壁通过连接支杆连接有连接环，所述行星传动轮通过转轴与连接环转动连接。

优选地，所述轮毂本体外侧壁通过固定环连接有骑行链轮，所述骑行链轮连接有车体上的骑行链条。

相比现有技术，本发明的有益效果为：

1、本发明根据骑行习惯和需求可进行灵活调整轮毂的传动方式，通过气动切换环的移动，达到在直驱传动组件和高扭矩传动组件之间的转换，在进行直驱传动组件的作用下达到传动效率高，单向传动和反向锁定的效果，在进行高扭矩传动组件过程中，能在转子带动骑行时，达到大扭矩传动，适用不同的使用环境，在进行发电过程中，实现转子的快速转动，显著提高发电效率。

2、本发明通过对轮毂的结构的设计，可在进行刹车过程中，根据刹车的需求进行设计，能根据轮毂的调整实现刹车辅助的同时，实现对多余的动力转换成轮毂内的转子转动发电的过程，从而达到节能的效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种电动自行车的可变式轮毂的主体截面结构示意图；

图2为图1中A处的放大结构示意图；

图3为图1中B处的放大结构示意图；

图4为本发明提出的一种电动自行车的可变式轮毂中定子与卡接支撑件连接关系示意图；

图5为本发明提出的一种电动自行车的可变式轮毂中直驱传动组件的结构示意图；

图6为本发明提出的一种电动自行车的可变式轮毂中高扭矩传动组件的结构示意图；

图7为本发明提出的一种电动自行车的可变式轮毂中气动切换环截面的结构示意图。

图中：1、安装支撑轴；2、定子；3、转子；4、轮毂盘；5、辐板；6、轮辋；7、卡接支撑件；8、驱动环；9、气动切换环；10、驱动盘；11、驱动蜗轮圈；12、传动蜗杆；13、传动齿轮；14、驱动齿轮盘；15、驱动齿圈；16、行星传动轮；17、中心驱动轮；18、气动座；19、气动驱动环口；20、驱动活塞环；21、驱动主杆；22、联动环；23、联动限位球；24、刹车对接口；25、刹车对接片；26、矩形棱口；27、对接棱块；28、对接棱口；29、驱动支杆；30、挤压斜面块；31、传动轴；32、驱动锥齿轮；33、传动锥齿轮；34、连接环；35、骑行链轮；36、滑动轴承件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例，参照图1-7，一种电动自行车的可变式轮毂，包括与车体连接的安装支撑轴1、气动驱动件、轮毂本体、定子2和转子3，其中定子2与转子3为现有技术，在此不做详细赘述，轮毂本体包括轮毂盘4和与轮毂盘4通过辐板5连接的轮辋6，轮毂盘4通过支撑轴承转动设置在安装支撑轴1上；轮毂本体外侧壁通过固定环连接有骑行链轮35，骑行链轮35连接有车体上的骑行链条，其中骑行链条的设置，能满足车辆进行脚踏行驶，为现有的自行车的基础结构，在此不做详细赘述；

参考图4，定子2通过多个卡接支撑件7与安装支撑轴1连接，卡接支撑件7由固定连接在安装支撑轴1上的支撑杆和与定子2卡接的U型卡杆组成；

其中需要进行说明的是卡接支撑件7设置有多个均匀分布在定子2的四周，在此设置下，能确保对定子2的有效支撑，实现定子2与安装支撑轴1的固定连接；

转子3处在定子2内部，且转子3内壁固定连接有驱动环8，驱动环8通过气动切换环9与安装支撑轴1连接，轮毂盘4内壁两侧均设置有驱动盘10，其中驱动盘10与轮毂盘4之间固定连接，驱动盘10为轮毂盘4的驱动源部件；

位于一侧的驱动盘10上设置有与驱动环8连接的高扭矩传动组件，位于另一侧的驱动盘10设置有与驱动环8连接的直驱传动组件，驱动环8内侧壁固定连接有与传动齿轮13啮合连接的驱动齿轮盘14；

其中驱动环8侧壁固定连接的驱动齿轮盘14与传动齿轮13之间为直齿啮合连接，其中，当驱动环8在气动刹车组件带动下进行移动过程中，在向靠近直驱传动组件一侧移动过程中，会实现对将驱动齿轮盘14与传动齿轮13啮合连接的效果，而反之移动则会使得驱动齿轮盘14与传动齿轮13之间啮合脱离；

进一步地，直驱传动组件包括固定连接在驱动盘10侧壁上的驱动蜗轮圈11，驱动蜗轮圈11啮合连接有传动蜗杆12，传动蜗杆12端部通过锥齿轮传动件连接有传动齿轮13，进一步地，锥齿轮传动件包括通过连接块与安装支撑轴1连接的传动轴31，传动轴31一端与传动齿轮13连接，另一端固定连接有驱动锥齿轮32，传动蜗杆12端部固定连接有与驱动锥齿轮32啮合连接的传动锥齿轮33。

需要进行说明的是：直驱传动组件，其传动是通过蜗轮蜗杆组件(驱动蜗轮圈11和传动蜗杆12)实现单向传动的，蜗轮蜗杆组件的传动具有单向传动和反向锁定的效果，直驱传动组件作用下的行驶模式可利用在爬坡防止溜车的情况下，传动效率比高，能显著的提高骑行速度，也能利用在快速骑行的行驶模式中。

高扭矩传动组件包括与驱动盘10固定连接的驱动齿圈15，驱动齿圈15内壁啮合连接有多个行星传动轮16，安装支撑轴1外侧壁转动连接有支撑环，支撑环外侧壁通过连接支杆连接有连接环34，行星传动轮16通过转轴与连接环34转动连接。

采用上述结构，能通过连接环34和支撑环实现行星传动轮16的与安装支撑轴1之间的转动支撑，确保行星传动轮16与驱动齿圈15和中心驱动轮17之间的有效啮合传动。

安装支撑轴1外侧壁固定连接有与行星传动轮16啮合连接的中心驱动轮17，中心驱动轮17通过气动刹车组件与气动切换环9连接，气动刹车组件包括气动件和刹车件组成，所述气动切换环9内壁通过滑动轴承件36与安装支撑轴1连接；

其中滑动轴承件36由滚珠轴承组成，其中轴承外圈与气动切换环9内部固定连接，轴承内圈固定连接有矩形滑块，安装支撑轴1上开设有与矩形滑块相适配的滑动口，这样设置既能保证滑动效果，也能确保轴承转动传递的效果。

气动件包括固定套设在安装支撑轴1外侧壁上的气动座18，气动座18内开设有呈环形设置的气动驱动环口19，气动驱动环口19内壁两端分别设置有左端口和右端口，左端口和右端口均与车体的气动驱动件连接，气动驱动件为气动阀和气泵组成，其中气泵进行提供动力，气动阀控制气体输送的开启与关闭。

需要进行说明的是，气动座18内设置的气动驱动口其左右两边分别设置有左端口和右端口，并分别连接有车体控制的不同的气动驱动件，从而能通过气动压力控制设置在气动驱动环口19内的驱动活塞环20的移动方向，从而改变与之通过刹车件连接的气动切换环9和驱动环8的位置，达到控制驱动环8的移动方向的效果，实现将驱动方式从直驱传动组件和高扭矩传动组件之间的转换的效果。

进一步地，刹车件包括滑动设置在气动驱动口内的驱动活塞环20，驱动活塞环20端部固定连接有多个驱动主杆21，气动切换环9靠近气动座18一端开设有环形传动口，环形传动口内滑动设置有联动环22，联动环22侧壁开设有球形环槽，驱动主杆21端部贯穿至球形环槽内并固定连接有联动限位球23。

其中需要进行说明的是，驱动主杆21端部固定连接的联动限位球23其在球形环槽内进行滑动，其与球形滑槽之间滑动接触，并且联动限位球23被限制在球形环槽内，能确保在联动环22转动的过程中不会由于驱动主杆21造成阻挡。

再进一步地，中心驱动轮17端部开设有呈倾斜设置的刹车对接口24，气动切换环9端部设置有与刹车对接口24相适配的刹车对接片25，刹车对接片25上开设有多个矩形棱口26，矩形棱口26内设置有呈倾斜设置有对接棱块27，刹车对接口24内壁开设有与对接棱块27相适配的对接棱口28；

其中呈倾斜设置的刹车对接口24与刹车对接片25之间的靠近，能通过摩擦实现减速的效果，其具体为，在进行缓慢制动的过程中，气动件提供的压力较小，在气压的作用下会使得驱动活塞环20带动气动切换环9进行移动，在此时气动切换环9其上的刹车对接片25会插入到刹车对接口24，利用摩擦力降低轮毂盘4的转动速度并且在摩擦力的驱动下同步实现对转子3的转动，实现发电的效果，直至降低行驶速度；

联动环22内壁固定连接有驱动支杆29，矩形棱口26侧壁开设有启动口，驱动支杆29贯穿至启动口内，并固定连接有与对接棱块27相抵触的挤压斜面块30，驱动支杆29外侧壁设置有抵触压力弹簧；

当在下坡或者进行紧急制动时，气动件提供的压力较小，在气压的作用下会使得驱动活塞环20带动气动切换环9进行移动，并且在气动切换环9被阻挡后，压力持续左右在驱动活塞环20上，会使得抵触压力弹簧被挤压，使得驱动支杆29被带动进行移动，设置在驱动支杆29端部的挤压斜面块30会使得对接棱块27向外一点，并插入到对接棱口28内，实现传动的锁定，在此过程中，可利用车辆的动力带动转子3转动，实现发电存储的效果；

再者在车辆进行负重和艰难爬坡行驶过程中，也可直接控制气动件使得驱动活塞环20带动气动切换环9进行移动，将对接棱块27与对接棱口28实现传动的连接，在此过程中，能通过行星传动轮16、中心驱动轮17和驱动齿圈15组成的高扭矩传动组件进行驱动轮毂进行移动，从而在不同的使用环境下，对轮毂驱动和刹车充能进行可变式调整，进而达到不同的骑行效果。

本发明根据骑行习惯和需求可进行灵活调整轮毂的传动方式，并且可在进行刹车过程中，根据刹车的需求(紧急制动还是缓慢制动)进行设计，能根据轮毂的调整实现刹车辅助的同时，实现对多余的动力转换成轮毂内的转子3转动发电的效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。