自行车 驱动系统及 套件 技术领 域 本发明涉 及一种用 于自行车 的驱动系统 ， 该系统能够为自行车提 供动力或 为诸如 踏板组件提 供动力辅助 。 背景技 术 近年来 ， 为减少自行车骑行者 的体力消 耗， 开发出了一种为 自行车提供 电 动助力 的辅助驱动 系统。 辅助驱动系统 中包括一种 中置辅助驱动 系统， 其被构 造成 对自行车 的脚踏组件 、 尤其是以脚踏组 件中由 曲柄带动的 牙盘进行驱 动， 进而通 过连接牙盘 的链条将 驱动力传递到 车轮， 从而实现辅助驱 动， 达到节省 骑行者 体力的 目的。 现有的 自行车中置 辅助驱动系 统的一个典 型且常见 的不足在于 ， 电动机尺 寸过大 且电动机与 自行车的 底架外壳之 间的间隙较 小。 这导致了许多问题 ， 包 括在 安装到自行 车底部支架 后的离地 间隙不足 ， 以及不同类型和形状 的自行车 车架与 中置辅助 驱动系统兼 容性差。 辅助驱动系统在 自行车车架 底部支架 上的 安装 定向常常受 到电机单元 形状的限 制。 特别是当中置辅助 驱动系统用 在山地 车上 时， 对于辅助驱动系统与 地面之间 的间隙有更 高的要求 。 另一方 面，现有的不同 的自行车车 架上具有各 种不同类 型的中轴，即装在车 架 内的用于连接 左右曲柄 的转动部件 ，例如市场上在售 的 BSA 68-83、 100、 120、 BB92 和 BB107,不同的 中轴标准使得 中轴具有不 同的尺寸 和不同的 固定方法 。 现有 的中置辅助 驱动系统缺少 可互换的 零件， 这也使得中置辅 助驱动系 统与不 同标准 中轴的适 配性存在 问题。 当前的 自行车中置 辅助驱动系 统不能满足 用户个性化 的要求， 因此， 仍需 要对现 有的自行 车中置辅助 驱动系统进行 改进。 发明 内容 针对现 有技术中存 在的不足 ， 本发明提供了一种 自行车驱动系 统， 该系统 构造 成为自行车 的脚踏组件 提供辅助动 力， 其中， 所述驱动系统包括： 驱动单 元， 驱动单元包括壳体、 容纳在壳体 内的电机单元 和第一级减 速单元， 其中电 机单元 具有定子 、 转子以及电机单元 的输出轴， 而第一级减速 单元具有输 入部 和输 出部， 第一级减速单元 的输入部连 接到电机单 元的输出轴 ， 以在壳体内将 来 自电机单元的 驱动力传递到 第一级减速 单元； 安装单元， 安装单元构造 成将 驱动单 元固定并保 持到脚踏 组件上； 以及第二级减速单元， 第二级减速 单元在 所述 驱动单元的外 部可拆卸 地安装到第 一级减速 单元上并连 接到脚踏组 件， 构 造将 来自第一级 减速单元 的输出部的驱 动力传送到 脚踏组件 的牙盘， 其中驱动 单元 、 安装单元和第二级减速 单元各 自模块化地设 置并相对彼 此可拆卸 地安装。 根据本 发明的另 一个方面 ， 第一级减速单元为行星 齿轮减速机 构， 并且电 机单元 的输出轴与 第一级减 速单元的输 入部同轴布 置。 根据本 发明的另 一个方面 ， 第一级减速单元包括 ： 太阳齿轮， 太阳齿轮作 为输入 部附连到 电机单元的输 出轴； 多个行星齿轮 ， 多个行星齿轮围绕太 阳齿 轮并与 太阳齿轮啮 合； 齿圈， 齿圈与多个行星齿轮 啮合； 行星齿轮架， 行星齿 轮架保 持多个行 星齿轮； 以及单向传动装 置， 单向传动装置设置 在行星齿 轮架 和输 出部之间。 根据本 发明的再 一个方面 ， 驱动单元的壳体包括 电机单元壳体 部和第一级 减速 单元壳体部 ， 电机单元壳体部和第 一级减速 单元壳体部 彼此可拆 卸地连接。 根据本 发明的再 一个方面 ， 第二级减速单元构造成 链式减速 机构、 带式减 速机 构和齿轮减速 机构中 的至少一种减 速机构 。 较佳地， 该减速机构包括安装 到第 一级减速 单元的输 出部的 第一传动 轮和安装 到所述脚 踏组件 的第二传 动 轮， 所述第二传 动轮通过单 向传动装置安 装到脚踏 组件的中轴 。 根据本 发明的再 一个方面 ， 系统还包括控制单元 ， 所述控制单元与电机单 元电气 连接， 并且所述控制 单元具有独 立的外壳 ， 并且模块化地、 可拆卸地安 装在 安装单元上 。 根据本 发明的再 一个方面 ， 安装单元包括成对的彼 此隔开的 支承板， 支承 板具有 隔开预定距 离的第一 安装部和第 二安装部 ， 第一安装部固定到 脚踏组件 的中轴 上， 第二安装部附连 到驱动单元 的相对的两 个端部， 从而当自行车驱动 系统安 装到自行 车上后， 驱动单元远离 中轴布置 。 根据本 发明的再 一个方面 ， 系统还包括踏频传感器 ， 踏频传感器包括磁环 和传感 件， 磁环安装到脚踏 组件并随脚 踏组件的 曲柄旋转而 旋转， 传感件邻近 磁环保 持在安装 单元上以便 感测磁环 的转动， 并且踏频传感器 连接到所述 自行 车驱动 系统的控制 单元。 根据本 发明的再 一个方面 ， 系统还包括扭矩传感器 ， 扭矩传感器包括应变 套， 所述应变套 设到脚踏组件 上， 以测量施加在脚 踏组件上 的力， 并且扭矩传 感器连 接到自行 车驱动系统 的控制单元 。 较佳地 ， 扭矩传感器的应变套 安装到脚 踏组件的 中轴的轴芯上 ， 并且应变 套连接 到第二级减 速单元的 第二传送轮 设置的单 向传动装置 。 此外 ， 本发明还提供了一种用 于自行车 辅助驱动的 套件， 该套件包括： 驱 动单元 ， 驱动单元包括壳体 、 容纳在壳体内的电机 单元和第一 级减速单元 ， 其 中电机 单元具有 定子、 转子以及电机单 元的输出轴 ， 而第一级减速单元具 有输 入部 和输出部， 第一级减速单元的输入 部同轴地连 接到电机单 元的输出轴 ， 以 在壳体 内将来 自电机单元 的驱动力传递 到第一级减 速单元； 安装单元， 安装单 元构造 成将电机 单元和第一 级减速单元 固定并保 持到自行车 本体上， 安装单元 包括 一对或多对 支承板， 支承板具有不 同间隔和 /或可选的延伸长度 ； 以及第二 级减速 单元， 所述第二级减速 单元在所 述驱动单元 的外部可拆 卸地安装 到第一 级减速 单元上并连 接到脚踏 组件， 构造成将来 自第一级减速 单元的输出 部的驱 动力传 送到脚踏 组件的牙 盘， 第二级减速单元 包括可选 的减速 比的传送轮 组。 当安装 单元具有 多对支承板 时， 尤其是， 不同的支承板对 的固定到脚 踏组件的 第一 安装部之 间可以具有不 同的间隔 ， 可以根据自行车本体 的结构和 安装位置 的要 求来选择适合 的支承板 。 此外 ， 安装单元还可包括用于 调整间隔 的垫片， 垫片设置在支承 板与驱动 单元之 间， 以适应不同型号 的中轴。 此外， 安装单元也可包 括用于适配 不同型 号中轴 的转换器 。 根据本 发明的 自行车驱动系 统提供了一 种模块化 的构造， 客户能够按照需 要安装 的自行车 的本身构造 ， 灵活地选择并布置 相应的单元 。 在根据 本发明 的自行车 驱动系统 中的驱动 单元整合 了高功 率的电机 单元 和带有 单向传动装 置的第一 级减速单元 ， 其在高功率输出的前 提下， 提高了驱 动单元 的安全性 。 整个驱动单元结构紧 凑， 安装方便。 通过安 装单元， 自行车驱动系统的驱 动单元能够 布置在脚 踏组件 的上方、 自行 车本体的三 角框架的 范围内， 驱动单元能够远 离地面安装 ， 提供充足的离 地间 隔， 避免刮蹭。 本发明 的自行车辅助 驱动单元还 提供了独 立的控制单 元， 并可以多种传感 器适 配， 从而实现个性化 的控制需求 。 根据本 发明的用于 自行车辅助 驱动的套件 ， 其中配备有了模块化 的安装单 元和模 块化的第 二级减速单 元， 因此， 采用根据本发明的套 件能够方便 地对现 有市售 的各种型 号自行车进 行动力改装 ， 满足个性化的要求 。 附图说 明 以下， 结合附图对根据本发明 的较佳实施 例作具体说 明， 附图分别为： 图 1示出了根据本发 明一较佳实施 例的驱动单 元的分解 立体图； 图 2 示出了根据本发 明一较佳实施 例的驱动单 元的剖视 图， 其中驱动单元 包括 电机单元和第 一级减速 单元； 图 3示出 了根据本发 明一较佳实施 例的第一 级减速单元 的剖视图 ； 图 4示出 了根据本发 明一较佳实施 例的第二 级减速单元 的示意图 ； 图 5A至图 5C分别示 出了根据 本发明另一 较佳实施例 的第二级 减速单元 的 示意 图； 图 6 示出了根据本发 明的较佳实施 例的安装 到自行车三 角形框架 部的自行 车驱动 系统的示意 图； 图 7A示出了 根据本发 明较佳实施例 的带有脚 踏频率传感器 的自行车 驱动系 统的立 体图； 图 7B示出了根据本 发明较佳实 施例的图 7A所示的 脚踏频率传 感器细节的 放大 图； 图 8A示出了 根据本发 明较佳实施例 的自行车 驱动系统中 的带有扭矩 传感器 的剖示 图； 图 8B示出了 适用于根据 本发明较佳 实施例的 自行车驱动 系统的自行 车曲柄 心轴 的立体图； 图 9A至图 9C分别示 出了根据 本发明的较 佳实施例 的具有不 同的支承板 的 自行 车驱动系统 的示意图； 以及 图 10A至图 10C分别示 出了适用 于不同的支 承板、 安装到自行车 曲柄的心 轴和托 架罩的剖 视图。 附图标记 列表 10驱动 系统 15驱动 单元 20 电机单元 21 定子 22转 子 23转 轴 24壳体 部 25端 盖

27 PCB 板

28 线圈

30第 一级减速 单元 31太 阳齿轮 32行 星齿轮 33齿 圈 34行 星齿轮架 35单 向传动装置 36输 出轴 37 壳体部 38 大轴承

40， 40’ 第二级减速单元 41 小齿轮 42大 齿轮 41’小链轮 42’大链轮 43’链条 46 親子 47 弹簧

48 单向传动装置 50安 装单元

511、 512、 513、 514、 515、 516 支承板

60控 制单元 65 踏频传感器

651 磁环 652 传感件 68 扭矩传感器 681 应变套 70自行 车本体 80脚踏 组件

81 曲柄

82 牙盘

83 中轴 831 轴芯 832 中轴碗 833 张紧螺母 具体实施 方式 下面 结合具体实施 例和附 图对本发明作 进一步说 明， 在以下的描述中阐述 了更 多的细节以 便于充分理 解本发明 ， 但是本发明显然能够 以多种不同 于此描 述的 其它方式来 实施， 本领域技术人员 可以在不违 背本发明 内涵的情况 下根据 实际应 用情况作类 似推广、 演绎， 因此不应以此具 体实施例 的内容限制 本发明 的保护 范围。 常见 的自动车中 的动力组件为 脚踏组件 80。脚踏组件 80通常包括脚踏部、 曲柄 81、 牙盘 82以及中轴 83 （又称为 BB轴） ， 中轴 83被组装到车架底部的 安装 部上， 通常这个安装部 被称为五通 。 骑行人踩动脚踏， 带动曲柄 81、 牙盘 82旋 转， 牙盘 82的旋转通过链 条传送到 自行车的后轮 。 图 6示范性地示出了根 据本发明 的一较佳实 施例的安装 在车架上 的中置驱 动系统 10。 该中置驱动系统 10被布置在自行 车脚踏组件 80附近， 对脚踏组件 80尤 其是其中 的牙盘 82提供辅助驱动， 以节省骑车人的体力。 特别地 ， 自行车驱动系统 10主要包括驱 动单元 15、 第二级减速单元 40、 安装 单元 50以及控 制单元 60。 这些单元各自以模块化的方 式提供， 使用者能 够根 据自行车 的本身 结构和实 际需求适 当地对各 功能单元 进行选 择并整合 安 装到 自行车上。 在本发明的系统 10中， 单元模块化特别指驱动系 统 10的各个 单元被 设置成能够 分割、 独立更换并彼 此安装的 单位元素 ， 各个单元均能够独 立地 进行变化和 设计， 从而满足个性化 的需求。 图 1和图 2分别 示出了根据 本发明较佳 实施例的 自行车辅助 驱动中的驱 动单元 15 的剖视图和立体图 。 驱动单元 15进一步包括 电机单元 20和第一级 减速 单元 30。 较佳地， 电机单元 20和第一级减速单元 30被同轴 地整合在一 起， 容纳在驱动单元 15的壳体 内， 从而构成了模块化 的驱动单元 15。 在较佳 实施例的驱 动单元 15中， 电机单元 20为内转子式无刷 电动机。 电 机单元 20包括大 致圆柱形 的壳体部 24、 固定于壳体部 24的定子 21、 沿转动 轴线延 伸的转轴 23和安装到转轴 23并与定子 21相对布置的转子 22。 定子 21 包括 多个定子齿 ， 每个定子齿上缠绕着 线圈 28。 为转子 22的磁体在高速转动 过程 中脱出， 应将磁体牢 固地固定到 转子 22, 使得根据本发明的 电机单元 20 能够 实现高功率 的输出。 例如， 在一种实施方式 中， 磁体可以通过粘合 剂粘附 到转子 22上。在另一种实施 方式中 ，可以借助于燕尾 槽的结构 将磁体通过 形状 配合 附连到转子 22上。 在较佳 的实施例 中， 壳体部 24包括圆筒 壁和位于 圆筒壁一侧 的端盖 25， 它们两 者通过紧 固件可拆卸 地连接。此外 ， 如图 2所示， 电机单元 20的圆筒壁 的外 表面一体地 形成有多 个散热翅片 ，通常， 壳体部 24的圆筒壁由金属 材料质 成， 从而利于电机单元 20的散热。 较佳地， 壳体部 24由铝合金材料 制成。 在 一个 较佳实施方 式中，端盖 25由透明材料制成 ，例如可采用钢 化玻璃或硬 质的 透明 树脂材料制 成端盖 25， 电机单元 20内部的定子 21和转子 22紧挨着端盖 25设 置， 这样定子 21和转子 22是能够 从外侧可见 ， 以便于检测电机运行 的状 况。 此外 ， 在电机单元 20的内部、 在透明端盖 25的相对一端布 置有用于控 制 电机单 元 20运行的 PCB板 27。 为了将电机单元 20连接到驱动系统 10的系统 的独 立的控制单 元 60， 控制线 （未示出） 从 PCB板 27上引出到壳 体部 24之 外。 有利地 ，在电机单元 20内部可采用导热 型密封胶进 行密封处 理。具体地， 电机单 元 20内的静态部分 采用导热型 密封胶密 封填充，静态部分包 括定子 21、 线圈 28和 PCB板 27。 这样， 可以有利地将电机单元 20在运行过程中产 生的 热量通 过散热翅片 发散到周 围环境中， 这不仅能够提高电机单 元 20 运行的可 靠性 ， 还可以确保电机单元 20内部免受外 界水和湿 气的影响 。 如图 1和图 2所示， 驱动单元 15中的第一 级减速单元 30采用了行星 齿轮 减速 机构， 并且行星齿轮 32减速单元相对 电机单元 20同轴布置， 即电机单元 20 的转轴 23 的输出端与第一级减 速单元 30 的输入部的旋转轴线在 同一轴线 上。 较佳地， 电机单元 20与第一级减速单元 30之间设有定 位部， 例如定位台 阶， 通过定位部 的配合确保 电机单元 20的转出端和第 一级减速单 元 30的输入 部保 持在同一轴 线上。 在较佳 实施例中 ，第一级减速单元 30主要包括太阳齿 轮 31、行星齿轮 32、 齿圈 33、 行星齿轮架 34、 作为输出部的输出轴 36 以及壳体部 37。 如图 3所 示， 太阳齿轮 31例如通过键连接到 电机单元 20的转轴 23的输出端 。 3个行星 齿轮 32 由行星齿轮架 34保持 ， 它们相互间隔开地围绕 太阳齿轮 31布置并与 之啮合 。 围绕行星齿轮 32的外周设置 有一个齿 圈 33 , 该齿圈 33相对第一级减 速单元 30的壳体部 37固定设置，使得外周齿圈 33与每一个行星齿轮 32啮合。 在较佳 实施例中 ， 行星齿轮架 34的外周设有大 轴承 38, 大轴承 38连接到 减速 单元 30的壳体部 37以使行星齿 轮架 34能够在 壳体部 37内旋转。 行星 齿轮架 34的内侧有一个单 向传动装置 35 ,该单向传动装置 35具有内 环和外 环， 其内环连接着一输 出轴 36。 单向传动装置 35和输出轴 36例如通 过 紧配合 或键连接 的方式相互 连接， 从而实现了周 向方向的移 动限制。 在第一级 减速 单元 30中集成一个单 向传动装置 35对于自行车 中置驱动系 统 10而言是 尤为亦 利的。 一方面， 单向传动装置 35可以限制第一 级减速单元 30的输出轴 36反 向驱动电动 单元 20， 这是因为当反向旋转力 施加到第 一级减速单 元 30的 输出轴 36上时， 旋转力会使单 向传动装置 35空转， 从而不能进一步传 递电机 单元 20中。 另一方面， 单向传动装置 35也在当电机 单元 20出现不希望的旋 转方 向的情况下 对用户起到 了保护作用 ， 也就是说，当电机单元 20以与驱 动方 向相 反的方向旋 转时， 单向传动装置 35也会出现空转 ， 使得电机单元 20的反 向驱动 力不会被 传递到第一 级减速单元 的输出轴 36上。较佳地，第一级减速 单 元 30的前端盖与 减速单元 30的壳体部 37之间设有 定位台阶， 从而通过定位 台阶 的定位作用 ， 确保输出轴 36与电机 单元 20和第一级减速单 元 30布置在 同一 轴线上。 在根据 较佳实施例 的第一级 减速单元 30中， 大轴承、 行星齿轮架 34、 单 向传动 装置 35以及输出轴 36连接形成 分隔部 ，使得太阳齿轮 31、行星齿轮 32 和齿 圈 33所在空间与 输出轴 36向外伸出的一段 所在空间相 对彼此密封 地隔开， 这样灰 尘、水不会进入 到减速单元 30的各齿轮构 件所在空 间中，从而能够避 免 对各齿 轮构件进行 润滑的润滑 剂被污染 。 在较佳 实施例中 ， 第一级减速单元 30的减速比被设定在 3 : 1到 10: 1的 范围 内。该减速单元 30中各齿轮构件 的齿均采 用直齿。但应 当理解， 也可以替 代使 用其他形状 的齿。 如图 2所示， 在根据本发 明的较佳实施 例中， 电机单元 20和第一级减速 单元 30被集成在 一起， 构成一个整体 的驱动单元 15， 从而提供了一种紧凑的 结构 。 电机单元 20和第一级减速 单元 30具有基 本相同的外 径的圆筒 壁， 它们 之间较 佳地通过分 隔壁隔开 ， 第一级减速单元 30的转轴 23延伸通过分 隔壁中 的孔 进入第一级 减速单元 30 的壳体部内。 如图 1所示， 圆筒壁上以及驱动单 元 15 两侧的端盖设有 紧固部， 通过螺栓穿过 这些紧固部 将外壳部 的各部分紧 固定 在一起， 组装成的集 成化的驱动 单元 15可以模块化地组装 到自行车上 。 进一步 ， 驱动单元 15 与自行车脚踏组件 80 之间设置有第二级减 速单元 40、 40’， 第二级减速单元 40布置成实现在 垂直于脚 踏组件 80的中轴 83旋转 轴线 的平面的方 向两个平行 的旋转轴线 之间的驱动 力传递。 特别地， 根据本发 明的 第二级减速 单元 40、 40’有多种实现形式。 图 4示出了构造成齿 轮减速机构 的第二级 减速单元 40。 如图 4所示， 该第 二组减 速单元包 括安装在第 一级减速 单元 30的输出轴 36上的 小轮齿 41 以及 相对 自行车牙盘 82固定的大齿轮 42。小轮齿 41可借助于键连接 件固定到第 一 级减速 单元 30的输出轴 36， 而大齿轮 42通过单向传动装置 48套设在中轴 83 上， 并且可拆卸地 固定到 自行车的牙盘 82。 通过小轮齿 41和大齿轮 52相互啮 合， 来自第一级减速单元 30的输出轴 36的驱动力被传送 到自行车 的牙盘 82, 直接 或与骑行人 的脚踏力 形成合力 ， 对自行车进行辅助驱动 。 第二级减速单元 40 的大齿轮 42与小齿轮 41的齿轮 比可以设置 在 3 : 1到 10: 1的范围中， 从 而提 供相应的减 速比。 图 5A示出了构造 成链式减速 机构的第 二级减速单 元 40’。该链条形式的第 二级减 速单元 40’包括安装在第一级减速 单元 30的输出轴 36上的小 链轮 41’、 安装 在脚跳组件 的大链轮 42’以及连接两个链轮 41’、 42’的链条 43’。 另外， 在 大链轮 42’的内周通过单向传动装 置连接到 中轴 83 ,这样驱动单元 15的动力不 会引 起曲柄 81旋转， 从而保护骑车人避免 潜在的危 险。 对于采 用链式减 速机构的第 二级减速 单元 40’， 还可包括一个张紧器， 用 于在 链条 43’组装时提供适当 的张紧力。如图 5A所示，张紧器主要 包括辊子 46 和弹簧 47， 弹簧 47附连到辊子 46， 以使辊子 46在弹簧 47的弹性力的作 用下 抵靠 链条 43’以使链条 43’处于张紧状态。 链式减速机 构的减速单 元 40’使得驱 动单元 15的安装位置 更为灵活 。 在较佳 实施例中 ， 链条形式的第二级减速 单元可以包 括多个不 同尺寸的 大 链轮作 为选配件 。 如图 5B 和图 5C所示 ， 其中示出了两种不 同尺寸的大 链轮 42’一 1和 42’一 2, 从而能够提供不同的输出扭矩和减 速比。 对于例如山地 自行 车而 言，可以选用较大的大 链轮 42’ 1 从而向自行车轮提供 较高的扭矩 输出， 并且 也能防止链 轮损坏。 另一方面， 采用链式减 速机构的第 二级减速 单元 40, 驱动单 元 15的安装位 置的灵活性 更大。 在根据 本发明 的较佳实施例 中， 通过第一级减速 单元 30 和第二级减速单 元 40、 40’的组合， 使得总减速比设定在 9: 1到 100: 1的范围中。 此外 ， 在替代实施例中 ， 第二级减速单元也 可采用皮 带的带式减 速机构 ， 其布 置方式与链 式减速机 构类似， 此处不再赘述 。 根据本 发明较佳 实施例的驱 动系统 10还提供了一 种模块化 的安装单元 50, 用于 将驱动单元 15和第二级减 速单元 40、 40’安装到自行车本体 70上， 并且 能够适 配于不 同规格的自行 车中轴 83。 在较佳实施例中， 安装单元 50包括成 对的支 承板 51，成对的支承板 51之间可设置连 接到两个支 承板 51的内表面的 附加 的支承杆 。 每一个支承板 51 的一端具有安装部， 分别连接到驱动 单元 15 的两 个相对端部 上， 即分别附连到电机 单元 20的透明 端盖 25和相对 的第一级 减速 单元 30的端盖处。 当安装单元 50附连到驱动单 元 15 的端部之后， 第一 级减速 单元 30的输出轴 36可从支承板 51 的外侧表面向外延伸 出， 这样在第 二级减 速单元 40、 40’安装之后， 小齿轮 41或小链轮 41’相应地位于支承板 51 的外 侧表面的外 部。 支承板 51 通常由刚性材 料制成， 例如由金属 材料制成 ， 其材料和厚度的 选择使 得支承板 的刚度应能 够足以保持 驱动单元 15 的重量。 当根据本发明的 驱动系 统 10安装到 自行车上之 后， 如图 6所示， 支承板 51从脚踏组件 80的 中轴 83所在位置 向上方延伸 ， 将驱动单元 15保持在脚踏组件 80的上方。 特 别是 ， 可将驱动单元 15保持在 自行车本体 70的三角框架包 围的空间 中。 这样 的布置 使得驱动 单元 15 整体远离地面， 解决了现有技术 中可能出 现的中置驱 动电机 容易刮蹭地 面的问题 。 对应于 不同类型 的自行车以 及不同的第 二级减速 单元 40、 40’， 本发明的 驱动系 统 10的安装 单元 50包括 多种形式的 支承板， 如图 9A、 9B和图 9C所 示的 那样。 图 9A 示出了第一种 安装单元 50’， 其具有两个平行设置的支 承板 511 和 512, 这两个支承板 511和 512均是呈 平面状的 ， 并且具有基本相等 的 延伸 长度。 支承板 511和 512在驱动单元 15处的宽度与 中轴 83位置处的 间隔 距离相 等， 可适配于轴向较 长的中轴 。 图 9B示出了第二 种安装单元 50’’， 其 中支 承在第一级 减速单元 30 —侧的支承板 513 上形成一个偏移 部， 另一块支 承板 514从相对于驱动单 元 15的透明材 料的端盖 25的外表面向 内偏移的位 置 平面地 延伸出 。 图 9C示出了第 三种安装单 元 50’’’， 其中支承在第一级减速单元 30 —侧 的支 承板 515呈平面地延伸 出， 另一块支承板 516从相对于驱动单 元 15 的透 明材料 的端盖 的外表面向 内偏移的位 置平面地 延伸出， 从而两个支 承板 515、 516在 中轴 83位置处 呈现一个较 小的间隔距 离， 可适配于轴向较短 的中轴。 这些支 承板 51 可以根据安装条件灵 活选择， 使得根据本 发明的驱动 辅助 系统能 够组装到各 种类型的 自行车上。 为了适应一些 型号的 中轴可以调整 支承 板 511和 512、 513和 514以及 515和 516之间的间隔距 离， 较佳地， 可以在 支承 板 511、 513、 515与驱动单元 15的端盖之间设置垫片， 以调节两者的间隔 距离 。 垫片可以采用一块或 多块， 每块垫片可以具 有不同的 厚度。 此外， 也可 以利 用转换器针对 不同型号 的中轴实施 安装。 在一种 较佳实施方 式中，可以通过以下 步骤将例 如图 9A所示 的支承板 511 和 512安装到图 8A所示 的脚踏组件 上并装配 上相应的驱 动单元 15。 可先将驱 动单元 15支承在支 承板 511和 512的端部上。 接着， 将支承板 511和 512的 另一 端部与自行 车的脚踏 组件 80中的中轴 83对齐， 而通常由两个部 分组成的 中轴碗 832插入并螺纹 紧固到中轴 的两侧上 。 接着， 再将轴芯 831插入到中轴 碗 832中， 随后用张紧螺母 833锁紧， 从而将轴芯 831紧固到中轴碗 832中， 从而 将支承板 511和 512和中轴 83安装在一起 。 此时， 支承板 511和 512能 够以用 户需要的 位置定向在 自行车本体 的框架 内， 例如可以辅助地利 用系带或 悬挂件 （未示出） 。 图 10A至图 10C示出了对应于 图 9A至 图 9C的安 装单元 50的三种不同 构造 的脚踏组件 80 的中轴 83， 它们具有不同的轴向长 度。 中轴 83 具有轴芯 831和 成对的中轴 碗 832。 对于安装有根据本发明 的自行车驱 动系统 10的中轴 83 的装拆也十分方便 ， 只需要将原来的中轴 83 的紧固件拧松， 然后将其从 自 行车本 体 70中拔出 ， 再插入选定的规格的轴 芯 831和成对的 中轴碗 832, 再安 装上 图 9A至 图 9C之一 的相应构造 的安装单元 50的支承 板 51卡合到 中轴碗 832上 ， 从而实现了驱动单元 15的安装和 固定。 通过上 述示例可 知， 根据本发明的中 置驱动系统 10 能够被安装到具 有不 同长度 以及不 同直径的中轴 上。例如，根据本发 明的安装 单元 50能够适配 的中 轴的长 度可以在 68mm— 120mm之 间， 能够适配的中轴的 直径可以在 36mm — 45mm 之 间。 此外 ， 从图 7A中可以看到 ， 安装单元 50还设有用于 控制单元 60的安装 部。例如 ， 支承板 51中的一个设有控 制单元安装 部， 该安装部可靠近驱动 单元 15布 置， 例如， 可以通过螺栓将控制单 元 60固定到一 块支承板 51上。 根据本 发明 的较佳实施例 ，控制单元 60是一个具有独 立外壳的模 块化器件 ，它包括外 壳和 容纳在外壳 内的电路板 ， 引线从电路板引出到控 制单元 60的外壳之外， 以 便于 与电机单元 20的 PCB板 27相连，从而实现控制单 元 60对电机单元 20的 控制 。 在其他 替代实施 方式中， 根据自行车本 身的构造 和人们的个 性化要求 ， 控 制单元 也可借助 于延长的连 接线路安装 在支承板 之外的位置 上， 例如直接安装 在 自行车的框架 本体上。 优选地 ， 控制单元 60 的外壳的内部采用绝缘密 封胶密封 ， 该绝缘密封胶 使控 制单元 60 内部的电气组件不会与 控制单元 的外壳或安 装单元 50生短路。 此外 ， 优选地， 控制单元 60的外壳由金属材料制 成， 而绝缘密封胶具有导 热性 能， 这也有利于 将热量从控 制单元 60内部散热。 附加地 或替代地 ， 控制单元 60还可设置有散热 器 （未示出） ， 散热器布置 在控 制单元 60的壳体上， 以将热量散发到 周围环境 中。 根据本 发明的较佳 实施例， 该控制单元 60连接到位于脚 踏组件 80的传感 器， 从而通过采集到指示 自行车运行状 态的信号 对电机单元 20进行控制。 在一个 较佳实施例 中，传感器包括 踏频传感器 65 ,用于采集自行车曲柄 81 的转速 。 如图 7A和图 7B所示， 踏频传感器 65包括磁环 651和传感 件 652， 两者 紧密布置。 具体地， 磁环 651安装到脚踏组件 80， 随着曲柄 81 的旋转而 旋转 ， 传感件 652邻近磁环 651保持在安装单元 50上以便感 测磁环 651 的转 动。磁环 651的外周具有多个 磁极，磁环 651设置成随着自行 车曲柄 81转动， 当磁环 651转动时， 传感件 652对经过其的磁极 651 的数量计数并记录下 来。 传感件 652将记录下 的磁极 651的数量发送到控 制单元 60， 控制单元 60就能 对曲柄 81的旋转时间 和速度进行 计算。 当速度达到一 定值时， 驱动系统 10可 以介入 到驱动操 作中，为脚踏组件 80提供辅助动 力。另一方面 ，踏频传感器 65 还能检 测到曲柄 81的旋转方向 ，控制单元 60被设置成 当传感器检 测到曲柄 81 反向 旋转时， 驱动系统 10不会被激活， 这也为驱动辅助系 统 10提供了安 全保 障。 较佳地 ， 控制单元 60中的传感器 也可采用 如图 8A和 图 8B所示的扭 矩传 感器 68。 在一较佳实施例中， 扭矩传感器 68主要包括应 变套 681。 应变套 681 套设在 中轴 83 的轴芯 831上。 应变套 681具有多个微传感 件， 它们能够检测 应变套 681本体内的微 小扭曲量 。 当骑车人踩动脚踏提供 动力时， 动力通过曲 柄 81、 中轴 83 的轴芯 831传递到应变套 681。 此外， 应变套 681例如通过花 键齿连 接到第二级 减速单元 的单向传动装 置 48。当自行车被骑行时，应变套 681 随之 转动， 并且与静态的单 向传动装置 48接触， 从而扭矩传感器 68能够测量 骑行人 员在脚踏 组件 80产生的力， 并将测得的信号 传送到控 制单元 60, 经过 计算和 判断后， 控制单元 60控制驱动单元 15在条件满足的 情况下提供 辅助动 力。 根据本 发明的 自行车驱动系 统 10提供了一种 模块化的构 造， 根据需要安 装的 自行车的本 身构造， 可以灵活地 选择适当 的安装单元 50 和第二级减速 单 元 40、 40’， 将电机单元 20和第一级减速单元 30构造的驱动单元 15安装到自 行车本 体 70上， 为脚踏组件 80的牙盘 82提供辅助动 力。 在上述 较佳实施例 中， 电机单元 20为内转子无刷 电机，在替代实施 例中， 也可 以采用外转 子无刷电机 ， 外转子刷电机与行 星齿轮减速机 构集成为 模块化 的驱动 单元。 本发 明具有两级减 速单元， 第一级减速单 元 30能够与电机 单元 20集成为 一个整 体， 而第二级减速单 元 40外置于 驱动单元 15， 并能方便地安装到自行 车本体 70上，通过选择不 同规格的链轮 或齿轮，客户能 够灵活地设 定驱动单元 15 的优先输出扭 矩。 有利地 ， 根据本发明的自行车驱 动系统 10以套件形式提供 。具体地， 系统 中的 安装单元 50可以包括一对 支承板或可 选的多对支 承板， 例如， 如图 9A — 图 9C中所示的支 承板 511和 512、 支承板 513和 514以及支承板 515和 516。 在一种 较佳实施方 式中， 多个支承板可 以具有彼 此不同的延 伸长度。 此外 ， 作为一种较佳实施方式， 套件中的安装 单元 50可以具有 垫片， 垫片 用于 设置在驱动单 元 15 和支承板的安装部之 间， 用户可以选择利用 垫片来调 整成对 的支承板 之间的间隔 ， 以适配不同型号的 中轴。 另一方面， 安装单元 50 可以包 括适用于 适配不同 型号中轴 的转换器。 另一方 面， 在自行车驱动系统 套件中， 第二级减速单 元可以包 括可选的减 速比 的传送轮组 ， 例如具有如图 5B和 5C所示 的那样多个 传送轮， 从而最大化 地满足 客户的个 性化要求 。 根据本 发明的驱动 系统 10 可以用来对现有的 自行车进行动 力辅助升级 ， 从而 为骑行人员进 行动力辅助 。 但应当理解， 在其他替代实施 方式中， 驱动系 统 10也可以作为纯动 力设备单独使 用在车辆上 。 本发 明虽然以较佳 实施例公 开如上， 但其并不是用 来限定本 发明， 任何本 领域技 术人员在不 脱离本发 明的精神和 范围内， 都可以做出 可能的变动 和修改。 因此 ， 凡是未脱离本发明技 术方案的 内容， 依据本发明的技 术实质对 以上实施 例所 作的任何修 改、 等同变化及修饰 ， 均落入本发明权利要 求所界定 的保护范 围之 内。