本發(fā)明屬于助力自行車變速機(jī)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種助力自行車變速機(jī)構(gòu)用調(diào)速組件。

背景技術(shù)：

助力自行車，又稱助力式電動自行車，是一種介于自行車與電動車之間的騎行工具，通過電力輔助人力提供給自行車行進(jìn)中所需要的動能，它是人們追求高效、便捷、健康、環(huán)保的生活方式的產(chǎn)物。中置系統(tǒng)是助力自行車的核心部件，集力矩檢測、控制器模塊、電機(jī)驅(qū)動于一體，控制整車的正常行駛，目前，助力自行車在國外市場，如德國、日本等較發(fā)達(dá)國家比較流行。在我國，電動自行車仍占有主要市場，且絕大多數(shù)電動自行車采用輪轂式驅(qū)動，與采用力矩檢測的中置系統(tǒng)相比，具有明顯的劣勢。輪轂式驅(qū)動將電機(jī)置于車體前輪或后輪，造成整車重心靠前或靠后，不符合人們的騎行方式。而且行車速度完全依賴轉(zhuǎn)把控制，在逆風(fēng)、爬坡等重負(fù)載情況下驅(qū)動能力受到很大限制和影響。同時這種輪轂式的機(jī)械結(jié)構(gòu)還使得安裝和檢修的難度增大，無形中也增大了使用過程中的安全隱患。加之與傳統(tǒng)的自行車騎行方式不同且行車速度過快，因此在交通安全方面也存在一定的危險性，很有可能會造成新的交通問題的增多。

然而，市場上已有的用于助力自行車的中置系統(tǒng)絕大多數(shù)采用單速機(jī)構(gòu)，不能夠根據(jù)路況進(jìn)行調(diào)節(jié)齒輪箱的變速比，即只具有單一的減速比，通過齒輪傳動，將人力和電機(jī)力結(jié)合起來，人踩踏的力越大，控制系統(tǒng)驅(qū)動電機(jī)的力也越大，這樣的中置系統(tǒng)，高效率區(qū)間窄。

現(xiàn)有技術(shù)公開了一種自行車無級變速器，應(yīng)用于普通人力自行車領(lǐng)域，其中公開了采用差速器的運(yùn)動帶動無級變速器的變徑輪移動調(diào)節(jié)皮帶的繞接半徑，但是該技術(shù)方案中差速器包括多個行星齒輪、半軸齒輪與錐齒輪的配合，調(diào)速結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，體積相對較大。而由于助力自行車包括人力驅(qū)動部分與電機(jī)驅(qū)動部分，若采用該結(jié)構(gòu)形式的調(diào)速結(jié)構(gòu)勢必導(dǎo)致整個中置系統(tǒng)的體積增大，而且一旦一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題則整個系統(tǒng)將會產(chǎn)生故障，不利于維修處理，此外，該結(jié)構(gòu)形式的調(diào)速機(jī)構(gòu)通過多級調(diào)節(jié)后減速比會存在較大的誤差，精確度低。

因此，鑒于以上問題，有必要提出一種適用于助力自行車上無級變速調(diào)節(jié)的調(diào)速機(jī)構(gòu)，以簡化整體結(jié)構(gòu)，減少零部件的組成，降低使用成本，降低調(diào)節(jié)誤差，操作方便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種助力自行車變速機(jī)構(gòu)用調(diào)速組件，適用于助力自行車的無級變速系統(tǒng)，簡化整體結(jié)構(gòu)，減少零部件的組成，降低使用成本，同時降低調(diào)節(jié)誤差，操作方便。

根據(jù)本發(fā)明的目的提出的一種助力自行車變速機(jī)構(gòu)用調(diào)速組件，所述變速機(jī)構(gòu)為無級變速機(jī)構(gòu)，所述調(diào)速組件用以調(diào)節(jié)所述無級變速機(jī)構(gòu)的減速比；

所述無級變速機(jī)構(gòu)包括至少一組變速組件，每組變速組件包括一主動錐輪組、一從動錐輪組以及繞接于所述主動錐輪組與所述從動錐輪組上的傳動帶，所述主動錐輪組與所述從動錐輪組均包括相對設(shè)置的兩個錐輪，所述傳動帶長度固定，所述調(diào)速組件沿主動錐輪組和/或所述從動錐輪組的軸向施加作用力，致使所述主動錐輪組與所述從動錐輪組的相對半徑變化，所述傳動帶沿垂直錐輪組轉(zhuǎn)軸的方向移動，以調(diào)節(jié)兩錐輪組的減速比。

優(yōu)選的：所述主動錐輪組與從動錐輪組均包括固定于同一轉(zhuǎn)軸上的一定錐輪與一動錐輪，且兩錐輪組上的動錐輪與定錐輪同向設(shè)置，所述調(diào)速組件作用于主動錐輪組的動錐輪上，所述從動錐輪組的動錐輪上通過一彈性件支撐固定；調(diào)節(jié)時，所述調(diào)速組件驅(qū)動主動錐輪組上的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸移動，傳動帶隨兩個錐輪間的間距變化沿垂直轉(zhuǎn)軸的方向移動，所述從動錐輪組的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸朝與主動錐輪組上的動錐輪相反的方向移動壓縮或拉伸彈性件，反向調(diào)節(jié)時，調(diào)速組件驅(qū)動主動錐輪組上的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸反向移動，所述從動錐輪組的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸朝與主動錐輪組上的動錐輪相反的方向移動拉伸或壓縮彈性件；反之，調(diào)速組件作用于從動錐輪組上的動錐輪上，主動錐輪組的動錐輪上通過一彈性件支撐固定。

優(yōu)選的：所述主動錐輪組與從動錐輪組均包括固定于同一轉(zhuǎn)軸上的一定錐輪與一動錐輪，且兩錐輪組上的動錐輪與定錐輪反向設(shè)置，所述調(diào)速組件作用于主動錐輪組上的動錐輪上，所述從動錐輪組的動錐輪上通過一彈性件支撐固定；調(diào)節(jié)時，所述調(diào)速組件驅(qū)動主動錐輪組上的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸移動，傳動帶隨兩個錐輪間的間距變化沿垂直轉(zhuǎn)軸的方向移動，所述從動錐輪組的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸與主動錐輪組上的動錐輪同向移動壓縮或拉伸彈性件，反向調(diào)節(jié)時，調(diào)速組件驅(qū)動主動錐輪組上的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸反向移動，所述從動錐輪組的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸與主動錐輪組上的動錐輪同向移動拉伸或壓縮彈性件；反之，調(diào)速組件作用于從動錐輪組上的動錐輪上，主動錐輪組的動錐輪上通過一彈性件支撐固定。

優(yōu)選的：所述調(diào)速組件包括調(diào)速電機(jī)、傳動組件、推塊以及用以檢測推塊位置的位置檢測傳感器，所述推塊固定于所述動錐輪上，推動動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸軸向移動。

優(yōu)選的：所述傳動組件包括一減速齒輪組與一渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)，渦輪上伸出一推桿，所述推桿隨渦輪轉(zhuǎn)動而擺動，所述推桿前端與所述推塊接觸。

優(yōu)選的：所述調(diào)速組件通過一控制器控制，所述位置檢測傳感器包括磁環(huán)與霍爾傳感器，所述磁環(huán)與所述霍爾傳感器均設(shè)置于所述渦輪上判斷渦輪位置，繼而計算出推塊位置并反饋給控制器。

優(yōu)選的：所述推塊固定套設(shè)于所述動錐輪上。

優(yōu)選的：所述調(diào)速組件包括一離心球，所述動錐輪后側(cè)固定有一擋蓋，所述擋蓋呈錐柱型結(jié)構(gòu)，并與所述動錐輪相背設(shè)置，所述擋蓋與所述動錐輪后側(cè)間形成一離心球移動腔，所述移動腔空間尺寸自兩側(cè)向中間逐漸增加；車速增加時，離心球靠向兩側(cè)設(shè)置，減小助力比，車速減小時，離心球靠向中間設(shè)置，增大助力比。

優(yōu)選的：所述動錐輪在轉(zhuǎn)軸上包括前后設(shè)置的兩個限位，所述動錐輪邊緣處向后成型有一圈限位擋邊，所述動錐輪移動至前端限位時，所述限位擋邊距所述擋蓋的距離小于離心球的直徑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的助力自行車變速機(jī)構(gòu)用調(diào)速組件的優(yōu)點是：

該調(diào)速組件適用于助力自行車的無級變速系統(tǒng)，通過采用蝸輪蝸桿的配合作用驅(qū)動動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸移動，有效簡化了整體結(jié)構(gòu)，減少零部件的組成，降低使用成本，同時渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)承載力大，運(yùn)行平穩(wěn)，僅通過兩級輸出變速即可進(jìn)行調(diào)節(jié)，降低調(diào)節(jié)誤差，操作方便。

此外，調(diào)速組件還可通過自行車的騎行速度來實現(xiàn)調(diào)節(jié)，騎行速度越快，離心力越大，動錐輪的調(diào)節(jié)距離就越大，反之亦然。

附圖說明

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

圖1、2為調(diào)速組件兩種實施方式圖。

圖3、4為調(diào)速組件應(yīng)用于無級變速系統(tǒng)中的兩種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中的數(shù)字或字母所代表的相應(yīng)部件的名稱：

1、無級變速機(jī)構(gòu) 2、調(diào)速組件 3、彈性件

11、主動錐輪組 12、從動錐輪組 13、傳動帶 14、轉(zhuǎn)軸

21、調(diào)速電機(jī) 22、減速齒輪組 23、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu) 24、推桿 25、推塊 26、離心球 27、擋蓋 28、移動腔 29、限位擋邊 231、磁環(huán) 232、霍爾傳感器

具體實施方式

正如背景技術(shù)部分所述，目前的自行車無級變速器應(yīng)用于普通人力自行車領(lǐng)域，其中通過采用差速器的運(yùn)動帶動無級變速器的變徑輪移動調(diào)節(jié)皮帶的繞接半徑，調(diào)速結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，體積相對較大。

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種助力自行車變速機(jī)構(gòu)用調(diào)速組件，適用于助力自行車的無級變速系統(tǒng)，簡化整體結(jié)構(gòu)，減少零部件的組成，降低使用成本，同時降低調(diào)節(jié)誤差，操作方便。

下面將通過具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實施例1

請一并參見圖1、圖3，如圖所示，一種助力自行車變速機(jī)構(gòu)用調(diào)速組件，其中該變速機(jī)構(gòu)為無級變速機(jī)構(gòu)1，調(diào)速組件用以調(diào)節(jié)無級變速機(jī)構(gòu)的減速比。

無級變速機(jī)構(gòu)包1括至少一組變速組件，每組變速組件包括一主動錐輪組11、一從動錐輪組12以及繞接于主動錐輪組11與從動錐輪組12上的傳動帶13，主動錐輪組與從動錐輪組均包括相對設(shè)置的兩個錐輪，傳動帶長度固定，調(diào)速組件沿主動錐輪組和/或從動錐輪組的軸向施加作用力，致使主動錐輪組與從動錐輪組的相對半徑變化，傳動帶沿垂直錐輪組轉(zhuǎn)軸的方向移動，以調(diào)節(jié)兩錐輪組的減速比。

調(diào)速組件可同時作用于主動錐輪組與從動錐輪組上，本實施例以調(diào)速組件作用于主動錐輪組，從動錐輪組上設(shè)置彈性件支撐為例，具體如下：

主動錐輪組11與從動錐輪組12均包括固定于同一轉(zhuǎn)軸上一定錐輪A與一動錐輪B，且兩錐輪組上的動錐輪與定錐輪同向設(shè)置，調(diào)速組件作用于主動錐輪組的動錐輪上，從動錐輪組的動錐輪上通過一彈性件3支撐固定；調(diào)節(jié)時，調(diào)速組件驅(qū)動主動錐輪組上的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸14移動，傳動帶隨兩個錐輪間的間距變化沿垂直轉(zhuǎn)軸的方向移動，從動錐輪組的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸朝與主動錐輪組上的動錐輪相反的方向移動壓縮或拉伸彈性件，反向調(diào)節(jié)時，調(diào)速組件驅(qū)動主動錐輪組上的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸反向移動，從動錐輪組的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸朝與主動錐輪組上的動錐輪相反的方向移動拉伸或壓縮彈性件；反之，調(diào)速組件作用于從動錐輪組上的動錐輪上，主動錐輪組的動錐輪上通過一彈性件支撐固定。

具體的，本實施例中調(diào)速組件包括調(diào)速電機(jī)21、傳動組件、推塊25以及用以檢測推塊位置的位置檢測傳感器，推塊25固定于動錐輪上，推動動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸軸向移動。彈性件優(yōu)選為彈簧。該實施例中在調(diào)速電機(jī)正轉(zhuǎn)時，將轉(zhuǎn)動作用力通過傳動組件、推塊進(jìn)行傳遞，推動動錐輪向前移動，此時主動錐輪組上兩錐輪間距變小，而從動錐輪組的兩錐輪間距增加，此時彈性件為壓縮狀態(tài)，減速比一定。調(diào)速電機(jī)反轉(zhuǎn)時，作用于動錐輪上的推力消失，此時彈性件伸展復(fù)位，從動錐輪組上兩錐輪間距變小，主動錐輪組上兩錐輪間距增大。

此外，電機(jī)反轉(zhuǎn)后可以不單單依靠彈簧的復(fù)位作用力調(diào)節(jié)減速比，也可通過電機(jī)反轉(zhuǎn)時拉動動錐輪下移調(diào)節(jié)，具體方式根據(jù)需要設(shè)定。

如圖4所示，為另一種設(shè)置方式，兩錐輪組上的動錐輪與定錐輪反向設(shè)置，調(diào)速組件2作用于主動錐輪組11上的動錐輪B上，從動錐輪組12的動錐輪B上通過一彈性件3支撐固定；調(diào)節(jié)時，調(diào)速組件驅(qū)動主動錐輪組上的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸移動，傳動帶隨兩個錐輪間的間距變化沿垂直轉(zhuǎn)軸的方向移動，從動錐輪組的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸與主動錐輪組上的動錐輪同向移動壓縮或拉伸彈性件，反向調(diào)節(jié)時，調(diào)速組件驅(qū)動主動錐輪組上的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸反向移動，從動錐輪組的動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸與主動錐輪組上的動錐輪同向移動拉伸或壓縮彈性件；反之，調(diào)速組件作用于從動錐輪組上的動錐輪上，主動錐輪組的動錐輪上通過一彈性件支撐固定。

其中，傳動組件包括一減速齒輪組22與一渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)23，渦輪上伸出一推桿24，推桿隨渦輪轉(zhuǎn)動而擺動，推桿前端與推塊接觸，推塊25固定套設(shè)于動錐輪上，隨渦輪的轉(zhuǎn)動推桿周向擺動，繼而推動推塊及動錐輪沿轉(zhuǎn)軸移動調(diào)節(jié)兩錐輪間的距離。該系統(tǒng)中傳動帶為V帶，由于傳動帶長度一定，隨著兩錐輪之間間距的變化，兩錐輪組間得相對半徑發(fā)生變化，繼而調(diào)節(jié)減速比。

調(diào)速組件通過一控制器控制，位置檢測傳感器包括磁環(huán)231與霍爾傳感器232，磁環(huán)與霍爾傳感器均設(shè)置于渦輪上判斷渦輪位置，繼而計算出推塊位置并反饋給控制器。其中調(diào)速電機(jī)通過線束連接到控制器(未示出)，由控制器控制調(diào)速電機(jī)運(yùn)動，霍爾傳感器232通過線束連接到控制器，控制器根據(jù)霍爾信號計算出當(dāng)前推塊25的位置，從而選擇合適的減速比，從而實現(xiàn)低速騎行時助力比大，輸出扭力大，高速運(yùn)行時助力比小，輸出轉(zhuǎn)速快，使得電機(jī)一直運(yùn)行在高效率區(qū)域。

實施例2

參見圖2，圖2中的動錐輪為兩種狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)形式，其余與實施例1相同，不同之處在于，調(diào)速組件包括一離心球26，動錐輪后側(cè)固定有一擋蓋27，擋蓋呈錐柱型結(jié)構(gòu)，并與動錐輪相背設(shè)置，擋蓋與動錐輪后側(cè)間形成一離心球移動腔28，移動腔空間尺寸自兩側(cè)向中間逐漸增加；車速增加時，離心球靠向兩側(cè)設(shè)置，減小助力比，車速減小時，離心球靠向中間設(shè)置，增大助力比。

除上述實施方式之外，調(diào)速組件還可為其他形式的動力機(jī)構(gòu)，可采用絲杠螺母機(jī)構(gòu)、氣缸/液壓缸驅(qū)動機(jī)構(gòu)、電動推桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)或凸輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)等，通過上述任一機(jī)構(gòu)驅(qū)動動錐輪移動調(diào)節(jié)助力比，具體實現(xiàn)方式可根據(jù)使用需要而定，在此不做限制。

動錐輪在轉(zhuǎn)軸上包括前后設(shè)置的兩個限位，動錐輪邊緣處向后成型有一圈限位擋邊29，動錐輪移動至前端限位時，限位擋邊距所述擋蓋的距離小于離心球的直徑，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

本發(fā)明公開了一種助力自行車變速機(jī)構(gòu)用調(diào)速組件，該調(diào)速組件適用于助力自行車的無級變速系統(tǒng)，通過采用蝸輪蝸桿的配個作用驅(qū)動動錐輪沿其轉(zhuǎn)軸移動，有效簡化了整體結(jié)構(gòu)，減少零部件的組成，降低使用成本，同時渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)承載力大，運(yùn)行平穩(wěn)，僅通過兩級輸出變速即可進(jìn)行調(diào)節(jié)，降低調(diào)節(jié)誤差，操作方便。

此外，調(diào)速組件還可通過自行車的騎行速度來實現(xiàn)調(diào)節(jié)，騎行速度越快，離心力越大，動錐輪的調(diào)節(jié)距離就越大，反之亦然。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。