一种助力输出机构及其安装方法和电助力自行车与流程

1.本发明涉及电动机技术领域，尤其涉及一种助力输出机构及其安装方法和电助力自行车。


背景技术：

2.传统的电助力自行车都是通过车架焊接专用挂架的形势，挂架上悬挂一个助力输出机构（如电机）所提供的电助力而获得前进的动力，使得点助力自行车不会对骑乘者的体力造成太大的负担，并且在休闲之余又能达到健身的效果。
3.传统的电助力自行车在电助力自行车的车架制作以及助力输出机构的组装过程中，均为定制类型，制作及组装对生产及管理成本均较高。无法满足各种类型的电动助力车的通用性设计要求。
4.中国专利文献（公告日：2014年1月29日，公告号：cn 203410587 u）公开了了一种电动自行车电机利用五通管固定装置，包括五通管和电机外壳，所述电机外壳上成型电机中管，所述五通管的一端套置于所述电机中管上，其特征在于所述电机外壳上固定有固定架，所述五通管的另一端与固定架固定。本实用新型能够确保对于电机的稳固定位，有效防止电机的晃动和周向活动，且对于电机的安装便捷。
5.上述技术方案利用五通管固定装置，该装置通过在电机外壳上增设固定架与五通管固定，确保对于电机的稳固定位，从而有效防止电机的晃动和周向活动，且对于电机的安装便捷。但是其无法满足各种类型的电动助力车的通用性设计要求。
6.因此，急需要设计一款，可直接安装在电助力自行车车架的整车共用基座（五通管）上的助力输出机构，以满足各种类型的电动助力车的通用性设计要求，而且结构简单，安装方便，同时能够有效降低制作、组装成本。


技术实现要素：

7.本发明的目的是为了解决现有的电机不能够满足各种类型的电动助力车的通用性设计要求，制作、组装成本高等问题，而提供一种结构简单，安装方便，可以直接将电机安装在自行车整车共用基座上，能够满足各种类型的电动助力车的通用性设计要求，同时能够有效降低制作、组装成本的助力输出机构及其安装方法和电助力自行车。
8.本发明实现其发明目的所采用的技术方案为：一种助力输出机构，其穿设固定在整车共用基座上，包括：电机部件，所述的电机部件包括有电机外壳和延伸出电机外壳的电机脚踏轴，所述的电机外壳上设置有渐开线齿结构；牙碗组件，与整车共用基座连接，用于安装支撑电机脚踏轴的组件；所述的牙碗组件包括左牙碗组件和右牙碗；其中，所述的右牙碗内部设置有与电机外壳渐开线齿结构相配合的右牙碗渐开线结构；所述的右牙碗外部设置有用于与整车共用基座配合的牙碗外螺纹；所述的左牙碗组件上设
置有与整车共用基座配合的外牙纹结构。
9.该助力输出机构，通过一左牙碗组件和一右牙碗，可以与现有的任意一款电动助力车的整车共用基座的快速连接，通过左牙碗组件和右牙碗即可将电机脚踏轴可旋转地支撑在整车共用基座上，电机脚踏轴可直接穿设整车共用基座，不需要在电机脚踏轴外部设置轴套，极大的简化了结构，使得安装更加方便快捷。该电机脚踏轴为共用型电机脚踏轴，是将电机轴与脚踏轴设计成同一根轴，电机脚踏轴向电机外壳两侧延伸，用于穿过整车共用基座与脚踏连接以及与链条齿盘组进行连接，从而实现动力的输出，用于实现助力；为了实现快速安装和限位，直接在电机外壳上设置有渐开线齿结构，通过渐开线齿结构与右牙碗的配合实现了对电机安装的同时实现了径向的限位，防止电机在工作时产生径向位移，而电机的轴向限位由是通过左牙碗组件实现的，这样和结构设置，同时保证了电机的轴向和径向的限位安装，使得电机在使用过程中更加稳定。该助力输出机构，结构简单，安装方便，可以直接将电机安装在自行车整车共用基座上，只需要在整车共用基座上连接上左牙碗组件和右牙碗，就能够满足各种类型的电动助力车的通用性设计要求，同时能够有效降低制作、组装成本。
10.作为优选，所述的右牙碗包括牙碗部和止挡部，所述的牙碗外螺纹设置在牙碗部的外部。右牙碗的设置是为了配合电机外壳以实现电机部件的通用性安装，右牙碗设置有牙碗部，牙碗部的内部设置的是与电机外壳渐开线齿结构相配合的右牙碗渐开线结构，而外部则是设置的与整车共用基座配合的牙碗外螺纹，实现了部件与部件的牙纹连接，为了实现与整车共用基座的端部装配限位的需要因此设置有止挡部，方便右牙碗与整车共用基座的安装。
11.作为优选，所述的左牙碗组件包括一左牙碗本体、安装在左牙碗本体内部的止推轴承和轴承。左牙碗组件通过一左牙碗本体实现与整车共用基座的牙纹连接，同时，通过安装在左牙碗内部的第一止推轴承实现对电机脚踏轴的轴向限位，而通过第一轴承实现电机脚踏轴与左牙碗组件的转动连接。
12.作为优选，所述的左牙碗本体呈阶梯结构，包括一体设置的牙纹部和安装部，所述的牙纹部的内部设置的轴承安装座，所述的安装部内部设置的安装腔。左牙碗本体设置有牙纹部是为了方便设置外牙纹结构实现与整车共用基座的螺纹连接，同时，方便在其内部设置轴承安装座，以实现第一止推轴承和第一轴承的安装，而设置安装部，则是为了方便第一止推轴承及第一轴承的安装，同时方便对电机脚踏轴的锁止定位。
13.作为优选，所述的电机外壳包括电机外壳主体部和电机外壳输出部，所述的电机外壳输出部上与电机脚踏轴同轴线设置有限位部，所述的渐开线齿结构设置在限位部外部，所述的限位部的内部设置有第二止推轴承和第二轴承。电机外壳设置有一电机外壳主体，用于实现对电机主体组件的安装，而电机外壳输出部，则是为了实现与整车共用基座的连接并且实现动力的输出，在电机外壳输出部上设置有限位部，限位部的外部设置有渐开线齿结构，安装时，渐开线齿结构与右牙碗内部的右牙碗渐开线结构配合，从而实现牙纹连接，对电机进行安装和径向限位。
14.作为优选，所述的电机外壳输出部与电机外壳主体部呈偏置式结构设置，电机外壳主体部为悬置式结构。这样的设置结构在安装时电机外壳主体部呈悬置式结构设置在车架的下方，使得安装结构更加紧凑，安装方便，同时能够有利于链条齿盘组的安装，使得整
个助力输出机构的外形更加简洁。
15.作为优选，所述的电机脚踏轴的两端设有锁紧螺纹结构；所述的电机脚踏轴通过左牙碗组件和右牙碗呈两点支撑式设置在整车共用基座上，并且与整车共用基座内部呈中空式设置。电机脚踏轴承担了电机输出轴与链条齿盘组动力轴的作用，因此，电机脚踏轴分别向电机外壳的两侧延伸设置并且在其两端分别设置有锁紧螺纹结构用于与锁紧件配合实现轴向锁紧定位，以实现安装与动力输出的功能，电机脚踏轴改变传统的通过轴套与整车共用基座连接的方式，只采用左牙碗组件和右牙碗组件两点支撑的方式就实现了电机部件的安装，极大的简化了部件及安装步骤，实现电机部件的通用型设计，而整车共用基座两端的牙纹结构只需要设置成通用牙纹，对应的与之配合的左牙碗组件和右牙碗也设置呈通用型牙纹结构，就能够实现电机部件的快速安装。
16.作为优选，所述的电机部件还包括有电机主体组件和电机传动部件，所述的电机传动部件包括有套设在电机脚踏轴上的单向器和齿轮减速器，所述的齿轮减速器通过一传动轴承与电机脚踏轴连接，所述的齿轮减速器外接链条齿盘组。
17.本发明实现其第二个发明目的所采用的技术方案：一种助力输出机构的安装方法，包括以下步骤：s1：分别将左牙碗组件和右牙碗拧入整车共用基座的两端；s2：将电机部件的电机脚踏轴自右牙碗一侧穿入依次穿过右牙碗、左牙碗组件内部的第一轴承和第一止推轴承，并且将电机外壳上的电机外壳渐开线齿结构与右牙碗渐开线结构配合拧紧；s3：通过第一锁紧件将左牙碗组件一侧的电机脚踏轴端部紧固锁紧；s4：将链条齿盘组套装到电机脚踏轴朝向右牙碗的一端使链条齿盘组与齿轮减速器连接，并通过第二锁紧件锁紧，即可完成助力输出机构的安装。
18.本发明实现其第三个发明目的所采用的技术方案是：一种电助力自行车，在其整车共用基座上安装有所述的助力输出机构。
19.本发明的有益效果是：该助力输出机构，结构简单，安装方便，不需要配设轴套等部件，可以直接将电机安装在自行车整车共用基座上，能够满足各种类型的电动助力车的通用性设计要求，实现了一轴多用的功能，同时能够有效降低制作、组装成本。
附图说明
20.图 1 是本发明助力输出机构的一种结构示意图；图2是本发明助力输出机构的一种剖视图；图3是本发明中右牙碗的一种结构示意图；图4是本发明中左牙碗组件的一种剖视图；图5是本发明中左牙碗本体的一种结构示意图；图6至图14是本发明助力输出机构的安装结构示意图；图15是本发明助力输出机构安装完成后的一种剖视图；图16是本发明实施例2的一种结构示意图；图中： 1、电机，2、电机主体组件，3、电机外壳，4、电机脚踏轴，5、渐开线齿结构，6、锁紧螺纹结构，7、牙碗组件，8、左牙碗组件，9、右牙碗，10、右牙碗渐开线结构，11、外牙纹结
构，12、牙碗部，13、止挡部，14、牙碗外螺纹，15、左牙碗本体，16、第一止推轴承，17、第一轴承，18、牙纹部，19、安装部，20、轴承安装座，21、安装腔，22、电机外壳主体部，23、电机外壳输出部，24、限位部，25、第一锁紧件，26、整车共用基座，27、传动轴承，28、第二止推轴承，29、第二轴承，30、链条齿盘组，31、第二锁紧件，32、车架，33、电机线路板支架，34、单向器，35、齿轮减速器，36、容纳腔，37、齿片，38、四爪，39、护齿盘，40、链条，41、飞轮，42、旋转信号调节产生部件，43、自动调节部件。
具体实施方式
21.下面通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
22.实施例1：在图 1、图2所示的实施例中，一种助力输出机构，一种简化的电动助力自行车所使用的辅助动力机构，而且能够容易地安装到自行车车架上，具体的是其穿设固定在整车共用基座上，包括：一用于提供电动助力的电机部件1，所述的电机部件1包括电机主体组件2、电机外壳3和具有一根伸出电机外壳外且能穿过整车共用基座的电机脚踏轴4，所述的电机外壳3上设置有渐开线齿结构5，所述的电机脚踏轴4的两端设有锁紧螺纹结构6；用于实现与第一锁紧件25和第二锁紧件31的配合锁紧。
23.电机外壳3包括左侧电机外壳和右侧电机外壳，左侧电机外壳和右侧电机外壳组合为电机外壳整体，电机外壳按照部件设置位置又包括两部分电机外壳主体部22和电机外壳输出部23，机外壳主体部22用于容纳电机内部的电机主体组件2，电机外壳输出部23用于容纳与电机主体组件2传动连接的电机传动部件，电机主体组件2与传动部件通过齿轮传动传递动力，传动部件包括集成在电机脚踏轴上的齿轮减速器35、单向器34、电机线路板支架33，以及第二止推轴承28和第二轴承29，其中齿轮减速器35通过一传动轴承27与电机脚踏轴4传动式连接，齿轮减速器35的一部分伸出到电机外壳输出部23的外部用于实现与链条齿盘组30的连接。设置在左侧电机外壳上的电机外壳输出部23有一轴向延伸的限位部24，渐开线齿结构5设置在限位部24的外部，在限位部24的内部设置有用于容纳第二止推轴承和第二轴承的容纳腔36，该限位部24在装配过程中牙纹装配到右牙碗内部。
24.牙碗组件7，安装在电动助力车共用基座的整车共用基座内，用于安装和限位电机1的组件；所述的牙碗组件7包括左牙碗组件8和右牙碗9；其中，所述的右牙碗9内部设置有与电机外壳上的渐开线齿结构5相配合的右牙碗渐开线结构10；所述的右牙碗9的外部还设置有与整车共用基座配合的牙碗外螺纹14；所述的左牙碗组件7上设置有与整车共用基座配合的外牙纹结构11。本实施例中整车共用基座在与电机脚踏轴同轴向的内部两端分别设置有整车共用基座内牙纹结构。也就是说，只要在整车共用基座五通管的内部两端分别设置有内牙纹结构，就能够实现本实施例中的助力输出机构快速安装，不需要另外设置轴套或者安装支架，可以实现电机部件的通用性设计。
25.如图3所示，本实施例中，右牙碗9包括一体设置的牙碗部12和止挡部13，与整车共用基座配合的牙碗外螺纹14设置在牙碗部12的外部。右牙碗9设置有牙碗部12，牙碗部12的内部设置的是与电机外壳渐开线齿结构5相配合的右牙碗渐开线结构10，而外部则是设置的与整车共用基座配合的牙碗外螺纹14，实现了整车共用基座26与右牙碗的牙纹连接以及
电机外壳与右牙碗的牙纹连接，实现了对电机外壳的径向放转的限位，为了实现与整车共用基座26的端部装配限位的需要因此设置有止挡部，方便右牙碗与整车共用基座的安装。
26.如图4所示，本实施例中，左牙碗组件8包括一左牙碗本体15、安装在左牙碗本体15内部的第一止推轴承16和第一轴承17。左牙碗组件8通过一左牙碗本体15实现与整车共用基座26的牙纹连接，同时，通过安装在左牙碗内部的第一止推轴承16实现对电机脚踏轴4的轴向限位，而通过第一轴承17实现电机脚踏轴4与左牙碗组件7的转动连接。
27.如图5所示，本实施例中，所述的左牙碗本体15呈阶梯结构，包括一体设置的牙纹部18和安装部19，所述的牙纹部18的内部设置的轴承安装座20，所述的安装部19内部设置的安装腔21。左牙碗本体15设置有牙纹部是为了方便设置外牙纹结构实现与整车共用基座的螺纹连接，同时，方便在其内部设置轴承安装座，以实现止推轴承和轴承的安装，安装部的设置则是为了方便止推轴承及轴承的安装，同时方便对电机脚踏轴的锁止定位。由于电机脚踏轴4承担了电机输出轴与链条齿盘组动力轴的作用，因此，电机脚踏轴4与左牙碗组件通过轴承转动连接，通过止推轴承实现轴向限位。
28.本实施例中，所述的电机外壳主体部22和电机外壳输出部23为一体式设置成左侧电机外壳和右侧电机外壳，所述的左侧电机外壳的电机外壳输出部23上与电机脚踏轴4同轴线设置有限位部24，所述的渐开线齿结构5设置在限位部24上。电机外壳主体用于实现对电机主体组件的安装，电机外壳输出部是为了实现与整车共用基座的连接并且实现动力的输出，在电机外壳输出部上设置有限位部，限位部的外部设置有渐开线齿结构，安装时，渐开线齿结构与右牙碗内部的右牙碗渐开线结构配合，从而实现牙纹连接，对电机进行安装和径向限位。所述的电机外壳输出部23与电机外壳主体部22呈偏置式结构设置，并且电机外壳主体部沿平行与电机脚踏轴的轴线方向延伸设置，这样的设置结构以使得在安装过程中电机部件通过悬置在电动自行车支架的下方，使得结构更加紧凑，安装方便，同时能够有利于链条齿盘组的安装，使得整个助力输出机构的外形更加简洁。
29.如图15所示，安装时，电机脚踏轴4分别向电机外壳3的两侧延伸设置，其中一端穿过安装在整车共用基座内部的右牙碗9、整车共用基座26、左牙碗组件8并通过一第一锁紧件25固定且与左牙碗组件8转动连接；另一端穿过齿轮减速器35与链条齿盘组30并通过一第二锁紧件31锁紧，第二锁紧件为一齿盘螺母。电机脚踏轴4承担了电机输出轴与链条齿盘组动力轴的作用，因此，电机脚踏轴分别向电机外壳的两侧延伸设置，以实现安装与动力输出的功能。
30.本实施例中，电机主体组件2采用普通电机通用的定子转子及其他附件，电机传动组件包括套设在电机脚踏轴4上的电机线路板支架33、单向器34和齿轮减速器35，齿轮减速器与链条齿盘组30连接并带动链条齿盘组件转动。
31.如图13所示，本实施例中，链条齿盘组30通过链条40连接电助力自行车的飞轮41。本实施例中，链条齿盘组30包括一齿片37、四爪38、护齿盘39，四爪38内部设置有渐开线齿或四角或六角等不同的结构形状，与齿轮减速器对应结构进行实配，进行径向定位。通过轴向设置的四组螺钉实现齿片、四爪和护齿盘的固定连接，进而形成链条齿盘组30，然后在电机脚踏轴上拧上第二锁紧件，轴向压住四爪，将链条齿盘组固定在电机部件上，进行轴向定位。
32.该助力输出机构，通过电机旋转带动传动齿轮旋转，再到齿轮减速器，齿轮减速器
带动链条齿盘组，链条齿盘组通过链条带动轮子运转。通过一左牙碗组件和一右牙碗，可以与现有的任意一款电动助力车的共用座的整车共用基座的快速连接，通过对电机的通用性设计，设置了一款特制的电机脚踏轴和电机外壳，电机脚踏轴向电机外壳两侧延伸，用于实现与整车共用基座和链条齿盘组的连接，从而实现动力的输出；同时，在电机外壳上设置有渐开线齿结构，通过渐开线齿结构与右牙碗的配合实现了对电机径向的限位，防止电机在工作时产生径向位移，而电机的轴向限位由是通过左牙碗组件实现的，这样和结构设置，同时保证了电机的轴向和径向的限位安装，使得电机在使用过程中更加稳定。该助力输出机构，结构简单，安装方便，可以直接将电机安装在自行车整车共用基座上，能够满足各种类型的电动助力车的通用性设计要求，同时能够有效降低制作、组装成本。
33.如图6至图14所示，图6是该助力输出机构各部件未安装的状态图；该助力输出机构的安装方法，具体包括以下步骤：如图7、图8所示的是左牙碗组件装入整车共用基座的安装图，将左牙碗组件拧入到整车共用基座中实现牙纹连接；如图9、图10所示是将右牙碗拧入到整车共用基座的安装图；该步骤为s1：分别将左牙碗组件8和右牙碗9拧入整车共用基座26的两端；如图11、图12所示的是将电机部件装入整车共用基座上实现与车架组装的结构图；即s2：将电机部件1的电机脚踏轴4自右牙碗9一侧穿入右牙碗9、左牙碗组件8内部的第一轴承17和第一止推轴承16，并且将电机外壳上的电机外壳渐开线齿结构5与右牙碗渐开线结构10配合拧紧；s3：通过第一锁紧件25将左牙碗组件8一侧的电机脚踏轴端部紧固锁紧，实现轴向定位；如图13、图14是将链条齿盘组装入电机脚踏轴实现与车架连接的结构图；即s4：将链条齿盘组30套装到电机脚踏轴4朝向右牙碗9的一端，并通过第二锁紧件31锁紧，即可完成助力输出机构的安装。
34.如图14、图15所示，一种电助力自行车，在其车架的整车共用基座26上安装有所述的助力输出机构。
35.实施例2：实施例2中的技术方案与实施例1基本相同，不同之处在于：电机脚踏轴4为中空轴，电机脚踏轴4的内部安装有脚踏力自动调节装置，脚踏力自动调节装置包括旋转信号调节产生部件和与之信号连接的自动调节部件，旋转信号调节产生部件可以是由带有磁极的磁环和霍尔元件等部件组成，该旋转信号调节产生部件与电动自行车的控制系统中的检测模块连接，检测模块与自动调节部件信号连接，控制自动调节部件沿轴向的位移，从而实现脚踏力的平衡调节。
36.该助力输出机构，为简化的电动助力自行车所使用的辅助动力机构，而且能够容易地安装到电助力自行车车架32上。可以直接将电机1安装在电助力自行车整车共用基座上，不需要采用在整车共用基座中安装轴套，即可实现电机脚踏轴与整车共用基座的安装，实现了结构的简单化、通用化，以及安装的快捷方便。
37.上述实施例仅是本发明其中的一部分实施例，而不是全部实施例。同时，基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，在本技术的技术方案的基础上所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。