本公開總體上涉及的領域包括電動自行車，且更具體地包括具有從動內部齒輪輪轂的電動自行車。

背景技術：

電動自行車可具有各種車輪布置且可包括車載電動機，該車載電動機可用于通過一個或多個齒輪進行推進。

技術實現要素：

多個變型可包括一種產品，該產品可包括齒輪組，以及第一機械機構、第二機械機構和第三機械機構。每個機械機構可交替地打開或閉合且每個機械機構可連接至齒輪組。機械機構不同地打開或閉合，從而通過齒輪組提供多個齒輪比。可包括第四機械機構或固定連接件。可提供一種操作模式，其中第一機械機構、第二機械機構和第三機械機構打開，而第四機械機構可閉合或可提供固定連接件。

本發明范圍內的其它示例性變型通過在下文提供的具體實施方式將變得顯而易見。應當理解，雖然公開了本發明范圍內的變型，但具體實施方式和特定示例僅旨在說明的目的且不旨在限制本發明的范圍。

附圖說明

通過具體實施方式和附圖將更透徹地理解本發明范圍內的所選變型示例，其中：

圖1示出根據多個變型的電動自行車的側視圖。

圖2示出根據多個變型的電動自行車動力系的示意圖。

圖3示出根據多個變型的電動自行車動力系的桿圖。

圖4示出根據多個變型的電動自行車動力系的部分的示意圖。

圖5示出根據多個變型的電動自行車動力系的桿圖。

圖6示出根據多個變型的電動自行車動力系的桿圖。

圖7示出根據多個變型的電動自行車動力系的部分的示意圖。

圖8示出根據多個變型的電動自行車動力系的桿圖。

具體實施方式

以下對于變型的描述本質上僅為說明性的且決不旨在限制本發明的范圍、其應用或用途。

圖1示出可包括電動自行車40的多個變型。在多個變型的任何一個中，電動自行車40可包括框架42，其可包括連接至座管46的頂部管44。轉向管45可從頂部管44延伸。轉向管45可以可操作地連接至可附接至前輪54的前輪叉56。把手48可附接至轉向管45且可用于通過前輪叉56控制前輪54的方向。控制桿50可設置在把手48上且可構造且布置成與一個或多個電子控制裝置58、如下所述的一個或多個機械機構和/或電動機/發電機60進行通信，如下所述。在多個變型中，任何機械機構可機械操作或電動操作。一個或多個電子控制裝置58可包括電子處理部件，用于接收輸入信號且發送信號以控制電動自行車40的各種部件，這可包括發送輸出信號以控制電動機/發電機60的操作。在多個變型中，一個或多個電子控制裝置58可包括存儲器、處理器和軟件和/或硬件，用于處理輸入信號且生成輸出信號，且可包括公式、查找表或用于比較和處理數據的其它手段。如果需要的話，制動桿52也可設置在把手48上。

電動自行車40也可包括曲柄組件62，其可包括曲軸64，該曲軸64具有連接至其的第一踏板組件66和第二踏板組件70。第一踏板組件66可包括第一腳踏板68且第二踏板組件70可包括第二腳踏板72。鏈接元件71(其可為鏈輪、皮帶輪或其它機構)可以可操作地連接至曲軸64用于驅動鏈接構件76。鏈接構件76可為鏈條或皮帶或另一種形式的適于接合鏈接元件71的鏈節。鏈接構件76可以可操作地連接至后鏈接元件78，其可為鏈輪、皮帶輪或其它機構且其可以可操作地連接至后輪82的輪轂80。輪轂80可包括殼體，其可固定地連接以諸如通過一系列輪輻與后輪82一起旋轉。

電動自行車40可被構造且布置成允許騎車者以全順時針或逆時針旋轉來旋轉第一踏板組件66和第二踏板組件70以為電動自行車40提供動力，或可允許騎車者使用基于踏板力的推進系統，其中第一踏板組件66和第二踏板組件70可在大致水平位置處固定，使得騎車者可通過在順時針或逆時針方向上向附接到第一踏板組件66的第一腳踏板68或附接到第二踏板組件70的第二腳踏板72施加力來提供直觀的輸入命令。輸入命令對于騎車者而言可能是直觀的，且可類似于騎非機動自行車，其中騎車者通過向向前定位的腳踏板施加力來向自行車曲柄施加順時針的力，以使得自行車向前移動，且騎車者通過向向后定位的腳踏板施加力來向自行車曲柄施加逆時針的力，以使得自行車減速。這里的順時針或逆時針是相對于騎車者面向電動自行車40的向前移動方向時自行車的右手側而言的。電動自行車40可為具有曲柄組件62的自行車、三輪車或四輪電動自行車，該曲柄組件62被構造且布置成允許騎車者通過使用第一踏板組件66和第二踏板組件70來向其提供輸入。

所示的多個變型在圖2中以示意圖的形式示出，且在圖3中以桿圖的形式示出。參照圖2和圖3連同圖1，在多個變型中，電動自行車40可包括具有電動機/發電機60的產品100，該電動機/發電機60可被用來向前推進電動自行車40且從電動機/發電機制動產生電。電動機/發電機60可附接至電動自行車40，諸如鄰近踏板組件66、70、鏈接元件71和/或曲軸64在框架42處附接至電動自行車40。電動機/發電機60可包括適于中間驅動自行車系統(包括但不限于無刷環形電動機)的多種類型的電動機/發電機中的任一個。電動機/發電機60可包括定子101和轉子102。轉子102可在定子101內旋轉，該定子101可固定到或接地到殼體103。電動機/發電機60可由電池或任意數量的電池或電池組件提供電力。在多個變型中，一個或多個齒輪組可位于電動機/發電機60內。在一種變型中，齒輪組104(其可為行星齒輪組，或可為復式行星齒輪組)可以可操作地與電動機/發電機60連接，且可與其一起被包括作為共同組件的一部分，且可被用來為電動機/發電機60提供有利的齒輪比。

在多個變型中，齒輪組104可包括齒輪105，其可為太陽齒輪，且可以可操作地直接或通過扭矩傳遞元件117與電動機/發電機60的轉子102接合。在多個變型中，齒輪105可以可操作地與一個或多個齒輪106接合或嚙合，該一個或多個齒輪106可為行星齒輪，使得當齒輪105旋轉時，其可能導致一個或多個齒輪106在齒輪107內旋轉。齒輪107可為具有內齒的環形齒輪。在多個變型中，一個或多個齒輪106可以可操作地連接至齒輪架108，且在各種狀態下當一個或多個齒輪106旋轉時可導致齒輪架108旋轉。一個或多個齒輪106可為雙小齒輪(其可為階式小齒輪)，其中較大直徑的小齒輪109與齒輪111接合或嚙合，且較小直徑的小齒輪115與齒輪105、107接合或嚙合。齒輪111可為具有內齒的環形齒輪且可固定到或接地到殼體103從而不進行旋轉。齒輪107可為具有內齒的環形齒輪。

齒輪組104可以可操作地通過鏈接元件71連接至鏈接構件76。鏈接構件76可驅動鏈接元件71或后鏈接元件78，或由鏈接元件71或后鏈接元件78驅動。在多個變型中，齒輪組104可以可操作地與電動機/發電機60的轉子102連接，且由該電動機/發電機60的轉子102驅動。齒輪105可旋轉一個或多個齒輪106和齒輪架108。由于齒輪111被固定或接地(這可防止其旋轉)，一個或多個齒輪106可在齒輪111的內部周圍行進，且齒輪架108可以較低速度在與轉子102相同的方向上旋轉。這可允許通過齒輪組104從電動機/發電機60向鏈接元件71的高速輸入。

在多個變型中，來自齒輪組104的輸出可從齒輪107被提供至鏈接元件71，且可通過扭矩傳遞元件112傳遞。扭矩可從小齒輪115通過扭矩傳遞元件112傳遞。扭矩傳遞元件112可為管或其它用于在齒輪107和鏈接元件71之間接合的結構，且可為齒輪107的一部分或連接部件。

在多個變型中，曲柄組件62可包括曲軸64，該曲軸64可延伸通過齒輪組104，包括通過扭矩傳遞元件112。曲柄組件62可通過機械機構57與扭矩傳遞元件112連接。在多個變型中，機械機構57可包括離合器和/或可包括單向離合器機構，使得扭矩傳遞元件112通過電動機/發電機60或通過鏈接元件71驅動的比曲軸64驅動的更快。在多個變型中，機械機構57可被構造且布置成使得當機械機構57在單向操作模式中閉合或接合時，可以從曲柄組件62的旋轉通過其向鏈接構件71提供扭矩。

在多個變型中，輪轂80可包括軸130，其可為驅動軸，且可與地面131接合，這通過后輪82可能發生。軸130可通過機械機構133在齒輪132(其可為太陽齒輪)處與齒輪組129連接。機械機構133可為離合器，或可包括滑鍵離合器，或可為另一機械機構，其在閉合時可在齒輪132和軸130之間提供驅動扭矩，并在打開時可允許軸130和齒輪132之間的相對旋轉。在多個變型中，軸130可通過機械機構135通過齒輪134(其可為太陽齒輪)與齒輪組129連接。機械機構135可為離合器，或可包括滑鍵離合器，或可為另一機械機構，其在閉合時可在齒輪134和軸130之間提供驅動扭矩，并在打開時可允許軸130和齒輪134之間的相對旋轉。齒輪132可與齒輪136(其可為行星齒輪)嚙合，且齒輪134可與齒輪138(其可為行星齒輪)嚙合。在多個變型中，齒輪136和138均可為由齒輪架137承載的多個行星齒輪之一。齒輪136和138可彼此接合，且齒輪136和138可為階式行星齒輪結構的不同尺寸的小齒輪。齒輪138可具有較大的直徑，而齒輪136可具有較小的直徑，以提供不同的齒輪比。在多個變型中，機械機構133和135可包括在一個離合器組件中，諸如軸130上的滑鍵離合器組件。

在多個變型中，齒輪136可與齒輪140嚙合，該齒輪140可為包括內齒的環形齒輪。齒輪140可連接到扭矩傳遞元件142，其可連接到鏈接元件78。此連接可允許通過齒輪組129從鏈接元件78驅動軸130以進行推進，且可允許從軸130驅動鏈接元件78以進行再生制動和/或充電。

在多個變型中，齒輪架137可通過機械機構146與扭矩傳遞元件142接合，使得鏈接元件78可與齒輪架137一起旋轉。機械機構146可為離合器，或可包括滑鍵離合器，或可為另一機械機構，其在閉合時可在齒輪架137和扭矩傳遞元件142之間提供扭矩傳遞，并在打開時可允許齒輪架137和扭矩傳遞元件142和所連的鏈接元件78之間的相對旋轉。在多個變型中，齒輪架137可通過機械機構147與殼體143連接。機械機構147可為離合器，其可為單向離合器，或可為可選擇單向離合器，或可為雙向可選擇單向離合器。機械機構147可在閉合時在齒輪架137和殼體143之間提供扭矩傳遞，或可在打開時在齒輪架137和殼體143之間提供相對旋轉，或可在一個旋轉方向上提供扭矩傳遞，而在另一個旋轉方向上提供超限操作。

以下表1示出了10種可能的模式(模式a1至a10)，用于通過圖1至圖3中所示變型的產品100的操作。例如，通過將機械機構135(E1)、147(E4)和57(E5)置于閉合狀態，而將機械機構133(E2)和146(E3)置于打開狀態，可提供一種可選擇的固定模式，諸如齒輪1驅動模式。在齒輪1驅動模式下，曲柄組件62可通過機械機構57和扭矩傳遞元件112提供扭矩到鏈接元件71。電動機/發電機60可通過扭矩傳遞元件117、齒輪105、齒輪107和轉矩傳遞元件112提供扭矩到鏈接元件71。鏈接元件71可通過鏈接構件76提供扭矩到鏈接元件78。鏈接元件78可通過扭矩傳遞元件142、齒輪140、齒輪136和138、機械機構147和殼體143傳遞扭矩。軸130被固定或接地在131處，使得旋轉齒輪136、138驅動齒輪架137圍繞軸130行進，并旋轉殼體143和所連接車輪82。

此外，例如，如表1所示，通過將機械機構135(E1)、133(E2)、146(E3)置于打開狀態，而將機械機構147(E4)置于閉合狀態，可提供低旋轉損失模式(齒輪惰行)。在該模式下，機械機構57(E5)可在超限狀態下操作。在該模式下，惰行輪82可驅動所連接殼體143旋轉，其可驅動齒輪架137旋轉，從而通過齒輪136、140和扭矩傳遞元件142驅動鏈接元件78。所連接鏈接元件78和71的旋轉可導致扭矩傳遞元件112超過曲軸64，且踏板組件66、70可保持靜止。

表1

如在圖4輪轂圖和圖5桿圖中所示的多個變型，可包括輪轂150，其具有多個元件，該元件由與圖2中所使用的相同的參考標號表示，與輪轂80的元件相同。輪轂150可省略機械機構147，使得齒輪架137可不通過其被接合到殼體143，但是相反該齒輪架137可通過扭矩傳遞元件161被連接到殼體143。結果，與打開的機械機構147(E4)相關聯的模式不會出現。扭矩傳遞元件161可為齒輪架137和殼體143之間的直接連接，其可通過鍵連接、花鍵連接或另一連接。

輪轂150可包括機械機構145。在多個變型中，當機械機構145閉合時，扭矩傳遞元件142可通過機械機構145連接到殼體143。當機械機構145在單向模式中閉合或可操作地接合時，殼體143可隨著鏈接元件78旋轉，并且可固定地與其連接。機械機構145可為離合器，其可為單向離合器，或可為可選擇單向離合器，或可為雙向可選擇單向離合器。

以下表2示出了10種可能的模式(模式b1至b10)，其可由輪轂150通過圖1、圖4和圖5所示的變型提供。例如，通過將機械機構135(E1)和57(E5)置于閉合狀態，而將機械機構133(E2)、146(E3)和57(E6)置于打開狀態，可獲得齒輪1驅動模式。還例如，通過將機械機構135(E1)、133(E2)、146(E3)和145(E6)置于打開狀態，而將機械機構147(E4)置于閉合狀態，可提供帶有包含的扭矩傳遞元件161的低旋轉損失模式(齒輪惰行)。在該模式中，機械機構57(E5)可在打開或超限狀態下操作。

表2

如在圖6桿圖中所示的多個變型，可包括輪轂160，其具有多個元件，該元件由與圖3中所使用的相同的參考標號表示，與產品100的元件相同。輪轂160可省略機械機構147，使得齒輪架137可不通過其被連接到車輪82，且可省略機械結構145，使得扭矩傳遞元件142可不通過其被連接到車輪82。結果，與閉合的機械機構147(E4)和145(E6)相關聯的模式可能不會出現。

以下表3示出了7種可能的模式(模式c1至c7)，用于通過圖1和6所示的變型的輪轂160的操作。例如，通過將機械機構135(E1)和57(E5)置于閉合狀態，而將機械機構133(E2)和146(E3)置于打開狀態，可獲得齒輪1驅動模式。還例如，通過將機械機構135(E1)、133(E2)和146(E3)置于打開狀態，可提供低旋轉損失模式(齒輪惰行)。在該模式中，曲柄組件62處的機械機構57(E5)可在打開或超限狀態下操作。

表3

如在圖7和圖8桿圖中所示的多個變型，可包括輪轂170，其具有多個元件，該元件由與圖2和圖3中所使用的相同的參考標號表示，與輪轂80的元件相同。輪轂170可包括機械機構145。在多個變型中，當機械機構145閉合時，扭矩傳遞元件142可通過機械機構145連接到殼體143。當機械機構145在單向模式中閉合或可操作地接合時，殼體143可隨著鏈接元件78旋轉，并且可固定地與其連接。機械機構145可為離合器，其可為單向離合器，或可為可選擇單向離合器，或可為雙向可選擇單向離合器。

以下表4示出了22種可能的模式(模式d1至d22)，用于圖7和圖8的變型的操作。例如，通過將機械機構135(E1)、147(E4)和57(E5)置于閉合狀態，而將機械機構133(E2)、146(E3)和145(E6)置于打開狀態，可實現齒輪1驅動模式。另外，輪轂170能夠提供表1、表2和表3中列舉的所有模式。

表4

變型的以下描述僅僅說明被視為在本發明范圍內的部件、元件、動作、產品和方法并且決非旨在通過所具體公開或沒有明確說明來限制這個范圍。如本文中描述的部件、元件、動作、產品和方法可以不按照本文中明確描述的方式來組合和重新布置并且仍然被視為在本發明的范圍內。

變型1可包括一種產品，其可具有齒輪組并且可具有第一機械機構、第二機械機構和第三機械機構，其中每個機械機構可交替地打開或閉合并且每個機械機構可連接至齒輪組。第一機械機構、第二機械機構和第三機械機構可不同地打開或閉合，并且可通過齒輪組提供多個齒輪比。可包括第四機械機構或固定連接件中的至少一個。可提供一種操作模式，其中：(a)第一機械機構、第二機械機構和第三機械機構可打開，且(b)第四機械機構可閉合或可提供固定連接件。

變型2可包括根據變型1所述的產品并且可包括車輪。第四機械機構或固定連接件中的至少一個可連接在齒輪組與車輪之間。

變型3可包括根據變型2所述的產品，其中齒輪組可容納在殼體中。殼體可連接在第四機械機構或固定連接件中的至少一個與車輪之間。

變型4可包括根據變型3所述的產品并且可包括可連接在齒輪組與殼體之間的第五機械機構。

變型5可包括根據變型1至4中任一項所述的產品并且可包括第四機械機構和固定連接件兩者。

變型6可包括根據變型1至5中任一項所述的產品，其中第一機械機構、第二機械機構、第三機械機構和第四機械機構可包括離合器。

變型7可包括根據變型1至6中任一項所述的產品并且可包括設置在齒輪組周圍的殼體以及與齒輪組連接的鏈輪。齒輪組可包括可承載至少一個齒輪的齒輪架。第三機械機構可連接在鏈輪與齒輪架之間。扭矩傳遞元件可在鏈輪與第三機械機構之間延伸。第五機械機構可連接在扭矩傳遞元件與殼體之間。

變型8可包括根據變型7所述的產品，其中第四機械機構可連接在齒輪架與殼體之間。

變型9可包括根據變型8所述的產品并且可包括可延伸通過齒輪組的軸。第一機械機構和第二機械機構可連接在軸與齒輪組之間。

變型10可包括一種產品，其可具有車輪并且可包括輪轂。鏈接元件可以與輪轂接合并且可提供輸入至輪轂和提供來自輪轂的輸出。扭矩傳遞元件可與輪轂接合并且可提供輸入至輪轂和提供來自輪轂的輸出。第一機械機構、第二機械機構和第三機械機構可交替地打開或閉合并且可通過輪轂在鏈接元件與扭矩傳遞元件之間提供多個齒輪比。可提供第四機械機構或固定連接件中的至少一個，輪轂可以通過該至少一個來提供操作模式，其中第一機械機構、第二機械機構和第三機械機構可打開。第四機械機構或固定連接件中的至少一個可連接在齒輪組與車輪之間。

變型11可包括根據變型10所述的產品，其中鏈接元件可為鏈輪。可包括曲柄和鏈條，其中鏈輪可由曲柄通過鏈條而驅動。

變型12可包括根據變型10或11所述的產品并且可包括與鏈條接合的電動機。

變型13可包括根據變型11或12所述的產品并且可包括輪轂，其中齒輪組可設置在輪轂中。第五機械元件可設置在輪轂中并且可與齒輪組連接。

變型14可包括根據變型11所述的產品并且可包括可定位在曲柄與鏈條之間的第五機械機構。

變型15可包括輪轂，其可在曲柄與車輪之間提供可選固定模式。在扭矩傳遞中，鏈接元件可接合在輪轂與曲柄之間。扭矩傳遞元件可接合在輪轂與車輪之間。可閉合機械機構在閉合時可憑借通過扭矩傳遞元件將鏈接元件連接至車輪來提供可選固定模式。

變型16可包括根據變型15所述的輪轂，其中當機械機構打開或超限時可提供可選惰行模式。

變型17可包括根據變型15或16所述的輪轂，其中機械機構可為可選單向離合器。

變型18可包括根據變型15至17中任一項所述的輪轂，其中扭矩傳遞元件可為輪轂的殼體。

變型19可包括根據變型15至18中任一項所述的輪轂，其中鏈接元件可為鏈輪。

變型20可包括根據變型15至19中任一項所述的輪轂并且可包括第一離合器、第二離合器和第三離合器。第一離合器在閉合時可提供一檔。第二離合器在閉合時可提供二檔。第三離合器在閉合時可提供三檔。在一檔、二檔和三檔中的每一個中均可提供可選固定模式。

以上對于本發明范圍內的所選變型的描述在本質上僅僅是說明性的，因此變型或其變體不應被視為背離本發明的精神和范圍。