[发明专利]一种助力脚踏车的辅助驱动机构

说明书

本发明公开了一种助力脚踏车的辅助驱动机构，包括蓄电池、由蓄电池供电的驱动电机、控制器、牙盘，在中轴上键连接有弹性体并套设有外齿圈，弹性体的外边缘与牙盘的内边缘相连接，弹性体的外边缘与外齿圈的内边缘相连接，驱动电机位于车架上靠近中轴处，驱动电机的输出轴上设有输出齿轮，输出齿轮通过齿轮传动机构与外齿圈相关联，在弹性体的侧面设有形变传感器，当人力骑行时，弹性体产生形变，形变传感器向控制器输出与弹性体的形变量相对应的电信号。本发明可简化整车的拆装和后续的维修，并使电动助力的输出扭矩与人力输出的扭矩大小相匹配，确保骑车人可根据自己的主观意愿方便地控制车辆的骑行速度，避免骑行时出现速度突变。

技术领域

本发明涉及电动助力脚踏车技术领域，尤其是涉及一种助力脚踏车的辅助驱动机构。

背景技术

目前，安装有蓄电池、轮毂电机的电动自行车因为其省力、方便等优点在国内得到了普及，然而现有的电动自行车存在如下问题：虽然电动自行车保留了踏脚，以便骑车人用人力骑行，但是作为动力源的踏脚和轮毂电机可分开控制，也就是说，骑车人可通过设置在车辆把手上的电门直接控制轮毂电机的转速，从而可完全依靠电力驱动车辆行进。这样，在电动骑行状态时，由于骑车人很难控制好电门的大小，从而无法使电力辅助驱动和脚踩驱动良好配合，造成只能采用纯电力驱动模式，而脚踏骑行只有在蓄电池电量耗尽时才会采用。该行驶方式虽然具有快捷、省力的好处，但是容易产生超速行驶，进而造成骑行的不安全。特别是，它无法满足部分人群的人力骑行以锻炼身体的要求。也就是说，现有的电动自行车事实上成为电力为主、人力为辅的电动车，很难达到人力骑行为主，电力辅助驱动的效果。

为此，人们发明了电动助力自行车，电动助力自行车的基本构造和工作原理与电动自行车类似，其也是通过蓄电池驱动轮毂电机，从而驱动车辆行驶，但是，其轮毂电机的转动是由相应的传感器所感应到的信号控制的，当控制器接收到传感器输出的踏脚的速度、扭矩、或者车辆的状态等信号时，即可自动控制轮毂电机的工作状态和输出扭矩。也就是说，骑车人在不采用脚踏骑行的状态下无法实现纯电力驱动，电力驱动只能用于辅助驱动，从而在省力的同时具有人力骑行以锻炼身体的效果。

例如，在中国专利文献上公开的“一种电动助力车控制方法及系统”，公布号为CN106828758A，该方法利用速度传感器感测电动助力车的行进速度，利用水平仪感测电动助力车的行驶状态，当电动助力车开始骑行时，其行进速度大于零，此时如果电动助力车的行驶状态为水平行驶状态时，则单纯通过人力作用于踏脚的扭力驱动电动助力车，并记录车辆在水平行驶状态下踏脚的转动速度或扭力值；如果电动助力车的行驶状态为上坡行驶状态时，则启动驱动马达正向转动，形成辅助动力，以便使踏脚达到水平行驶状态下的转动速度或扭力值。也就是说，车辆在上坡时，骑车人脚踩踏脚所输出的扭力值以及车辆的行驶速度和水平行驶时保持一致；如果电动助力车的行驶状态为下坡行驶状态时，则依靠车辆的惯性反向带动驱动马达转动发电，以便为移动电源充电。

该电动助力车可根据实际行驶状态自动控制车辆的行驶模式，但是其仍然存在如下缺陷：首先，当车辆在处于水平行驶状态时无法实现电动助力，也就是说，电动助力所输出的扭矩不是根据人力骑行的扭矩确定的，当在水平行驶状态时，人力骑行无法依靠电力辅助驱动实现较快速度的骑行，其助力效果不理想。其次，此类助力车在电动助力时控制的并非是电机输出的扭矩的大小，而是车辆的行驶速度，其虽然有利于简化控制方式，但是容易造成电动助力时输出扭矩过大的问题，特别是，当上坡的坡度很大、或者车辆的负载较大时，会造成蓄电池和轮毂电机的过载运行，从而严重影响其使用寿命。