新国标电动自行车的折叠弹性脚踏板和动力转换系统的制作方法

本发明涉及新国标电动自行车的脚踏板，以及脚踏动力与直驱电机动力互相转换的系统，可以用于新国标电动自行车的设计和制造。

背景技术：

1、新国标电动自行车是一种物美价廉的交通工具，用于短距离交通中。新国标电动自行车标准中，必须具有脚踏板，但常规脚踏板是给没有电池的人力自行车设计的，其宽度不会导致撞到腿上。但电动自行车因为其车身本身就具有200到300毫米的宽度，再加上脚踏板，用户普遍反映经常发生腿撞到脚踏板上造成人身伤害。另一个问题是电动车后轮转动时带动脚踏板转动，非常容易打到驾驶者的腿脚或者货物。另外，驾驶者在使用脚踏板时，阻力非常大。这是现在新国标电动自行车的三大问题，但实际上全部来自于引入脚踏板这个原因，所以解决脚踏板这一个问题需要做三方面的技术。

2、为了解决脚踏板相关的问题，首先需要设计一种折叠脚踏板，折叠起来之后就不易撞击腿部了。常规的折叠脚踏板，只是将脚踏板本身做一个折叠，比如公开号cn209159919u的技术名为折叠脚踏板，脚踏板只是折叠了一部分，不能做到尽可能的减小横向尺寸；又比如公开号cn2516451y一种自行车脚踏板的技术，也是类似的技术。但这种折叠方法，不能解决问题二和三。还需要设计折叠后脚踏板锁定装置，以及脚踏板驱动与直驱电机驱动的切换和兼容问题，更加利于用户的日常使用。脚踏板在展开和使用过程中需要避免与人体碰撞发生伤害性结果。因为这三个问题相互关联，不能单独解决，需要统一的一整套技术来解决。

3、在动力转换系统方面，棘轮式单向离合器技术是常用技术，在现有的高速电机上带有行星齿轮组和单向离合器技术，但是高速电机价格比低速直驱轮毂直驱电机更加昂贵，经济上不佳，通常都不使用，需要设计创新的低速轮毂直驱电机的棘轮式单向离合器技术，或者替代棘轮式单向离合器技术的技术。

4、公开号cn212022889u一种电动自行车中轴传动装置，其特征在于还包括通过轴承安装在壳体(7)内且与机芯轴(6a)平行的输出转轴(8)，该输出转轴(8)上通过第一单向离合器(9)连接第一传动齿轮(10)，第一传动齿轮(10)与固定或一体设于机芯轴(6a)上的机芯齿轮(11)啮合，同时输出转轴(8)上又通过第二单向离合器(12)连接第二传动齿轮(13)，该第二传动齿轮(13)经一枢转设于壳体(7)内的惰轮(14)与一固定至中轴(1)上的第三传动齿轮(15)传动连接，主牙盘(3)固定在输出转轴(8)上，这样的结构满足了动力转换的要求，但是中置直驱电机比较贵，现在电动自行车多使用轮毂直驱电机，所以需要创新设计。

技术实现思路

1、本发明针对现有电动自行车技术存在的上述缺陷，并根据以上所述的问题和思路，作出新的解决方案。本发明提供了新国标电动自行车的折叠弹性脚踏板和动力转换系统，所述折叠脚踏板的曲柄上设有转动、扭转、伸缩、对折、翻动等结构，使得脚踏板的平面可以转动到曲柄旋转平面内，或者转向到二个曲柄旋转平面之间的空间中；脚踏板在折叠之后可收藏在车身凹陷处，或收藏在车身下表面，或缩短所述曲柄的旋转半径，或者曲柄与中轴在旋转运动上分离；所述折叠脚踏板具有锁定机构，锁定所述折叠脚踏板的曲柄位置，包含定位销或者闭锁块，以及限制定位销和闭锁块位置的弹簧。

2、所述动力转换系统的特征首先是后轮轮毂与直驱电机的转子是分离的，平行设置，或者后轮轮毂套设于直驱电机外部；后轮轮毂与直驱电机转子之间设置有一个轴承。其次特征在于在脚踏板中轴或者后轮固定轴中设置换挡装置，中轴换挡装置具有二个档位，分别为驱动挡、空挡；后轮固定轴内的换挡装置具有三个档位，分别为链轮驱动挡、空挡、直驱电机驱动挡。所述动力转换系统的特征还在于简化的方案是脚踏板驱动的链轮与后轮轮毂之间、直驱电机的转子输出轴与后轮轮毂之间各设置一个单向离合器，二个单向离合器的啮合方向是一致的。所述动力转换系统的特征还在于简化的方案是在所述折叠脚踏板驱动的链轮与后轮轮毂之间设置单向离合器，而在所述直驱电机的转子输出端与后轮轮毂之间设置所述换挡装置的一部分。

3、所述折叠弹性脚踏板的特征还在于所述脚踏板外缘能够与人体碰撞的位置安装有软橡胶，或者充气气囊，或者其他弹性材料或结构。

技术特征：

1.新国标电动自行车的折叠弹性脚踏板和动力转换系统，所述折叠脚踏板的曲柄上设有转动、扭转、伸缩、对折、翻动等结构，使得脚踏板的平面可以转动到曲柄旋转平面内，或者转向到二个曲柄旋转平面之间的空间中；脚踏板在折叠之后可收藏在车身凹陷处，或收藏在车身下表面，或缩短所述曲柄的旋转半径，或者曲柄与中轴在旋转运动上分离；所述折叠脚踏板具有锁定机构，锁定所述折叠脚踏板的曲柄状态，包含定位销或者闭锁块，以及限制定位销和闭锁块位置的弹簧。

2.如权利要求1所述的新国标电动自行车的折叠弹性脚踏板和动力转换系统，其特征还在于所述折叠脚踏板的曲柄折叠方法包括：二个折叠脚踏板中，一个脚踏板的曲柄分为管曲柄和轴曲柄二部分，管曲柄由定位销固定在轴曲柄上，管曲柄上有二组孔，分别对应脚踏板的展开和折叠位置；所述定位销由钢丝弹簧限位在定位销孔中；所述另一只脚踏板的曲柄与脚踏板中轴用枢轴相连，曲柄可以据枢轴转动到同一平面的反向，并有定位销可以将曲柄固定在定位器上；所述定位器固定在脚踏板中轴的二端。

3.如权利要求1所述的新国标电动自行车的折叠弹性脚踏板和动力转换系统，其特征还在于所述折叠脚踏板的曲柄折叠方法还包括：二个折叠脚踏板中，其中一个脚踏板的曲柄特征在于含有采用伸缩加旋转的轴曲柄，插入与中轴相固定的较短的管曲柄中，管曲柄上有一对孔，轴曲柄上二对正交方向的孔，有定位销插入轴曲柄的不同的孔具有不同的脚踏板和轴曲柄的位置，脚踏板处于折叠状态的旋转半径小于展开位置；另一个脚踏板的曲柄特征在于，第一曲柄与中轴固定安装，第一曲柄和第二曲柄、第二曲柄和第三曲柄分别铰接，第二曲柄可以与第一曲柄对折，第三曲柄在第二曲柄内转动九十度，三个曲柄上具有对应的二个定位孔，插入定位销可以同时固定第二曲柄和第三曲柄在展开或折叠时的位置。

4.如权利要求1所述的新国标电动自行车的折叠弹性脚踏板和动力转换系统，其特征还在于所述折叠脚踏板的曲柄折叠方法还包括：曲柄由第一曲柄和第二曲柄构成，第二曲柄与中轴二端铰接，可以自由转动但轴向位置约束，第一曲柄与第二曲柄铰接，第一曲柄上具有孔与中轴轴套上的外定位凸台相互嵌合使得第一曲柄与中轴形成传动关系，在第一曲柄据铰接处的枢轴翻转时，第一曲柄与中轴的连接可以结合或分离。

5.如权利要求1所述的新国标电动自行车的折叠弹性脚踏板和动力转换系统，其特征还在于所述动力转换系统中的轴内换挡装置由换挡轴承、轴承定位销、l型楔块、控制轴组成，控制轴在后轮固定轴的内部、在直驱电机电源线通过的反方向一侧，控制轴通过l型楔块和轴承定位销与滚动轴承的内环相固定，可以由控制轴的轴向移动带动换挡轴承的同方向运动，控制轴的移动距离需满足换挡需要，后轮固定轴需要为l型楔块开口以保证控制轴移动的空间足够改变档位。

6.如权利要求2所述的新国标电动自行车的折叠弹性脚踏板和动力转换系统，其特征还在于所述脚踏板的中轴具有一种简易轴内换挡装置，在所述脚踏板的中轴一侧开一个长滑槽，链轮的轴孔内有花键齿，长连杆靠近链轮的一端也有花键齿，长连杆可嵌入链轮的花键齿，长连杆在中轴的长滑槽内可滑动，长连杆与链轮的花键齿啮合就是驱动档，脱离就是空挡。

7.如权利要求1所述的新国标电动自行车的折叠弹性脚踏板和动力转换系统，其特征还在于所述动力转换装置包含支撑后轮的轴承结构，即直驱电机和后轮轮毂是分离的平行结构时，具有最少四个轴承，分别位于链轮二侧和直驱电机转子二侧；当轮毂套设在直驱电机外部时，具有最少五个轴承，四个在轮毂二侧，一个在链轮内侧，轮毂与轮毂中的直驱电机转子之间有一组轴承，直驱电机转子与直驱电机定子之间有一组轴承。

8.如权利要求1所述的新国标电动自行车的折叠弹性脚踏板的特征还在于具有一种曲柄锁定装置，第二曲柄上具有定位销座，定位销上具有拉环，定位销由弹簧连接在第二曲柄上，第一曲柄上具有沿着第一曲柄轴向扭转的曲线槽，曲线槽的方向是第一曲柄伸缩和转动的方向，曲线槽二端具有定位槽，定位槽具有高度不同的定位坝，内侧定位坝高度较低；

9.一种折叠脚踏板的设计方法，如权利要求4所述折叠脚踏板的曲柄折叠方法，是权利要求3中的脚踏板的曲柄和中轴结构做所做改进的结果，改进的方法是所述脚踏板的曲柄的转动、扭转、伸缩、对折、翻动等动作执行过程中，其结构同时使得能够与所述脚踏板的中轴发生离合动作，脱离或者结合中轴。

10.权利要求1到9的所述之不同的技术具有多种组合，具有实用意义的组合的选用方法特征在于轮毂电机转子与后轮轮毂之间必备有离合器，或是手动离合，或是单向离合器，或是其他类型的离合器；脚踏板中轴的离合器、曲柄的离合作用和后轮固定轴中的离合器不是骑行必须的技术特征，而是在脚踏板折叠锁定后车辆倒退不会受阻而需要的技术特征，也是防止脚踏板跟随后轮转动产生不安全因素的技术特征，与具体采用的脚踏板折叠技术类型相关；若脚踏板和曲柄可缩小到最小状态，则脚踏板中轴的离合器、曲柄的离合作用和后轮固定轴中的离合器也非必须的技术特征。

技术总结
本发明公开了新国标电动自行车的折叠弹性脚踏板和动力转换系统，所述脚踏板的三边包裹弹性材料，且曲柄上设有各类折叠结构，使得脚踏板的平面可以转动至曲柄旋转平面内，或收藏在车身内部或车身下表面；所述折叠脚踏板或具有锁定机构，锁定所述折叠脚踏板的曲柄位置。动力转换系统的特征是后轮轮毂与直驱电机平行或套设于其外部，脚踏板驱动的链轮与后轮轮毂之间、直驱电机的转子输出轴与后轮轮毂之间各具有一个单向离合器；或在中轴、后轮轮轴具有换挡机构，换挡机构具有只少二个档位，折叠脚踏板和换挡机构、单向离合器具有多种配合使用的方案。本发明使得电动自行车脚踏板和曲柄可以折叠，不易撞击腿部，脚踏骑行更轻便。

技术研发人员：朱譞晟
受保护的技术使用者：朱譞晟
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17