一種中置電動自行車的倒剎分離裝置的製作方法
2023-05-20 10:57:52
本發明屬於倒剎技術領域，尤其涉及一種中置電動自行車的倒剎分離裝置。
背景技術：
現在自行車的倒剎技術應用越來越廣了，通過倒剎輪轂，將腳踏板反向踩下，鏈條反向運動，驅動倒剎輪轂進行剎車制動。目前也有用在電動車上的嘗試，但是雖然可以通過檢測倒剎信號來切斷電動車的電機輸出，然而由於電機的慣性運轉，不可避免使得電機慣性力繼續驅動電動車前行，倒剎輪轂受到的該前行力很大，剎車效果大打折扣。
技術實現要素：
有鑑於此，為了克服現有技術的不足本發明提供一種中置電動自行車的倒剎分離裝置，在倒剎時及時脫離電機的慣性驅動力，使得電動自行車能夠快速制動。
為了實現上述技術目的，本發明採用以下技術方案：
一種中置電動自行車的倒剎分離裝置，該倒剎分離裝置包括絲杆和離合塊，所述絲杆安裝在中軸上，所述離合塊套在所述絲杆上，所述離合塊的一側與鏈輪支架固定連接，所述離合塊的內圈與所述絲杆的外圈呈螺紋配合，所述離合塊的外圈與電機輸出部呈摩擦配合。
進一步，所述電機輸出部與中軸或絲杆外圈的一部分滾動連接。
進一步，所述滾動連接是軸承連接，至少其中一個軸承為推力軸承。
進一步，所述絲杆為單頭絲杆或多頭絲杆。
進一步，還包括速度傳感器，所述速度傳感器採集所述中軸的轉動速度給電機控制器
進一步，所述中軸為單軸結構或左右軸結構。
進一步，所述中軸為單軸結構，所述絲杆固定安裝在單軸上。
進一步，所述中軸為左右軸結構，右軸的一部分插入左軸內部，並且該插入部分的端部與左軸的內部固定連接，所述絲杆一部分與右軸是滑動配合，另一部分與左軸固定連接。
進一步，還包括扭力傳感器，所述扭力傳感器安裝在所述單軸的表面，所述扭力傳感器採集所述單軸的扭變信號給電機控制器。
進一步，還包括扭力傳感器，所述扭力傳感器安裝在所述左軸的表面，所述扭力傳感器採集所述左軸的扭變信號給電機控制器。
本發明的有益效果為：通過一套分離裝置，在倒剎時及時脫離電機的慣性驅動力，在中置電動自行車上取得了良好的倒剎效果。
1)絲杆的外圈與離合塊的內圈呈螺紋配合，當中軸轉動時，絲杆也一併轉動，當絲杆順時針轉動或逆時針轉動時，帶動離合塊向左運動或向右運動，離合塊能夠與電機輸出部接觸或分離，從而實現快速制動。
2)傳感器為扭力傳感器或速度傳感器，能夠使所採集的信號更加靈敏和靈活。
3)離合塊的外圈為摩擦面，使得離合塊能夠更好的與電機輸出部相接觸。
附圖說明
圖1為本發明中軸為左右軸結構時離合塊的外圈與電機輸出部向接觸的結構示意圖；
圖2為本發明中軸為單軸結構時離合塊的外圈與電機輸出部分離的結構示意圖；
圖3為本發明中軸為單軸結構時離合塊的外圈與電機輸出部相接觸的結構示意圖；
其中，1、絲杆；2、離合塊；3、左軸；4、右軸；5、電機輸出部；6、鏈輪支架；7、曲柄連接端；8、單向棘輪；9、電機轉子；10、單軸。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
第一實施例
該實施列採用一側安裝電機的中置電動自行車來說明，如圖1所述，一種中置電動自行車的倒剎分離裝置，包括絲杆1和離合塊2，絲杆1固定安裝在中軸上，其中，中軸為左右軸結構，由左軸3和右軸4組合而成。右軸4的一部分與絲杆1的內圈滑動配合，端部是曲柄連接端7，另一部分插入左軸3內部，並且該插入部分的端部與左軸3的內部固定連接。左軸3一端安裝左曲柄，另一部分套在所述的右軸4上，並且端部與所述的絲杆1的內圈固定連接；
離合塊2套在絲杆1上，離合塊2的一側與鏈輪支架6固定連接，離合塊2與鏈輪支架6可以通過螺絲固定連接，也可以做成一體的結構，本發明不做具體的限制。
離合塊2的內圈與絲杆1的外圈呈螺紋配合，離合塊2的外圈與電機輸出部5呈摩擦配合，離合塊2的外圈為摩擦面，能夠使離合塊2與電機輸出部5緊密相接觸。所述的電機輸出部5，也就是中置電機電力驅動通過單向離合器來驅動的一個部件，該部件通過滾動連接到中軸或者絲杆外圈的一部分上，滾動連接通常是用軸承或者滾珠的方式，該電機輸出部在電力驅動前行時與離合塊2接觸，驅動電動車前行。
絲杆為單頭絲杆，優選多頭絲杆，多頭絲杆的優點為：只需很小的旋轉角度就能夠快速使離合塊2與電機輸出部5相接觸或者分離。
傳感器可以為扭力傳感器或速度傳感器。扭力傳感器安裝在左軸3的表面，扭力傳感器採集中軸扭力信號給電機控制器。速度傳感器用來檢測中軸轉動速度，實現方式不限，例如可以通過中軸上設置磁鋼，霍爾傳感器設置在相對應的位置，來檢測左軸3或者右軸4的轉速。
此外，電機轉子通過減速機構連接單向棘輪8的外圈，單向棘輪8的內圈與電機輸出部5連接。絲杆1外圈的一部分與電機輸出部5通過軸承連接，所述軸承為一個或者多個，至少其中一個軸承為推力軸承，用來承受電機輸出部5與絲杆1之間的軸向力。其中單向棘輪8也可以採用任何一種單向離合器的結構。
實施步驟如下：
行駛時，右腳向前踩踏曲柄，右軸4轉動，踩踏力輸入到右軸4另一端，因該端與左軸3內部固定連接，扭力傳遞給左軸3，左軸3繼續將該踩踏力傳遞給與之固定連接的絲杆1，絲杆1轉動，驅動離合塊2接觸電機輸出部5。在上述過程中，因左軸3受到扭力，安裝在其表面的扭力傳感器發出信號給電機，電機啟動，輸出驅動力通過減速機構、單向棘輪8給電機輸出部5。因此，人力和電力共同作用在離合塊2上，驅動電動車行駛，人力和電力一起驅動電動車前行。
另外，如左腳向前踩踏曲柄，踩踏力直接通過左軸3傳遞給與之固定連接的絲杆1，後續過程同上。
需要倒剎時，右腳向後踩踏曲柄，右軸4反向轉動，踩踏力輸入到右軸4另一端，因該端與左軸3內部固定連接，扭力傳遞給左軸3，左軸3繼續將該踩踏力傳遞給與之固定連接的絲杆1，絲杆1轉動，驅動離合塊2分離電機輸出部5。在上述過程中，因左軸3受到反向扭力，安裝在其表面的扭力傳感器發出信號給電機，電機停止輸出，並且電機及減速機構的慣性運動被離合塊分離，不再作用在鏈條上，倒剎順利完成。
另外，如左腳向後踩踏曲柄，踩踏力直接通過左軸3傳遞給與之固定連接的絲杆1，後續過程同上。
在上述控制過程中，除了通過扭力傳感器檢測踩踏力外，同樣可以利用速度傳感器來檢測，踩踏力使得中軸轉動，通過該轉動速度信號來控制電機的輸出或停止。
第二實施例
該實施列用同心同軸的中置電動自行車來說明，如圖2和圖3所述，一種中置電動自行車的倒剎分離裝置，包括絲杆1和離合塊2，絲杆1安裝在中軸上，其中，中軸為單軸結構，即中軸為一根軸。即絲杆1固定安裝在單軸10上。
離合塊2套在絲杆1上，離合塊2的一側與鏈輪支架6固定連接，離合塊2與鏈輪支架6可以通過螺絲固定連接，也可以做成一體的結構，本發明不做具體的限制。
離合塊2的內圈與絲杆1的外圈呈螺紋配合，離合塊2的外圈與電機輸出部5呈摩擦配合，離合塊2的外圈為摩擦面，能夠使離合塊2與電機輸出部5緊密相接觸。
絲杆為單頭絲杆，優選多頭絲杆。
傳感器可以為扭力傳感器或速度傳感器。扭力傳感器安裝在單軸10的表面，傳感器採集中軸扭力信號給電機控制器。速度傳感器用來檢測中軸轉動速度，實現方式不限，例如可以通過單軸10上設置磁鋼，霍爾傳感器設置在相對應的位置，來檢測中軸的轉速。
此外，電機轉子通過減速機構連接單向棘輪8的外圈，單向棘輪8的內圈與電機輸出部5連接。絲杆1外圈的一部分與電機輸出部5通過軸承連接，所述軸承為一個或者多個，至少其中一個軸承為推力軸承，用來承受電機輸出部5與絲杆1之間的軸向力。其中單向棘輪8也可以採用任何一種單向離合器的結構。
實施步驟如下：
行駛時，向前踩踏曲柄，單軸10轉動，固定在中軸上的絲杆1旋轉，通過螺紋驅動離合塊向左移動，如圖3所示，離合塊2的摩擦面與電機輸出部5接合；同時，由於單軸10受到踩踏力產生扭變，安裝在單軸10上的扭力傳感器發出信號給控制器(或者，通過檢測單軸10受到踩踏力轉動速度，速度傳感器發出信號給控制器)，電機工作，電機驅動力通過減速機構、單向棘輪8、電機輸出部5、離合塊2傳遞到鏈輪支架6上，驅動電動車行駛，人力和電力一起驅動電動車前行。
需要倒剎時，人力向後踩踏曲柄，單軸10反向轉動，固定在單軸10上的絲杆1反向旋轉，通過螺紋驅動離合塊2向右移動，如圖2所述離合塊的摩擦面與電機輸出部脫離，同時，離合塊2反向轉動，鏈輪支架6反向轉動，驅動鏈條反向運動，導致安裝在後輪上的倒剎輪轂進行剎車制動。同時，安裝在單軸10上的傳感器發出反向信號給控制器，電機停止驅動，並且電機及減速機構的慣性運動被離合塊2分離，不再作用在鏈條上，倒剎順利完成。
以上所述實施例僅表達了本發明的實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。可以採用不同的組合方式來實施本發明，如電機可以採用同心同軸安裝或者一側安裝，減速機構可以通過行星輪減速或者其他齒輪、鏈條減速結構，中軸可以採用單軸結構或者左右軸結構，傳感器可以採用各種扭矩傳感器或者速度傳感器，應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。