CN115447704A - 车辆动力辅助驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本文提供了一种用于车辆(例如，自行车)的动力辅助驱动系统。该系统包括附接到车辆框架的驱动单元组件和具有输出轴的马达，以及与输出轴可转动地关联的驱动齿轮。该系统还包括从动单元组件，该组件包括被配置为附接到车辆的轮毂的从动齿轮，以及同轴附接到从动齿轮的制动盘。驱动齿轮可被配置为可操作地与从动齿轮配合，以将动力从马达传输至轮毂。制动钳可与驱动单元组件集成。该系统还可包括电池和速度控制器，其被配置为接收输入信号，以选择性地将来自电池的电力引导到马达，以通过驱动齿轮和从动齿轮驱动车轮。

Description

车辆动力辅助驱动系统
本申请是中国申请CN202080062001.2的分案申请，该申请日期为2020年9月2日，发明名称为“车辆动力辅助驱动系统”。
相关申请交叉引用
本申请要求2019年9月3日提交的第62/895,286号美国临时申请的优先权，其整体通过引用并入本文。
技术领域
本技术一般涉及车辆的动力辅助系统，尤其是用于将动力从驱动单元传输到车辆(例如，自行车)的从动车轮的动力辅助系统。
背景技术
人力车辆(例如，自行车)可以包括由电动马达驱动的动力辅助系统，其使用户无需作出驱使车辆所需的全部动力。这种动力辅助系统可以提供一系列部分辅助，或者可以提供动力以完全驱使车辆而无需用户参与。这些系统通常通过驱动单元将动力输入到车辆传动系统的部件(例如，轮胎，轮毂，曲柄组等)中，而将动力辅助系统的其他部件安装到车辆的框架或其他部件上，从而集成到车辆中。
自行车的常规动力辅助系统包括中置驱动，毂驱动，和摩擦驱动系统。在常规的中置驱动动力辅助系统中，来自驱动单元的动力被转移到自行车的曲柄组，以通过传动系统驱动后车轮。中置驱动动力辅助系统通常很难改装到非动力辅助自行车上，如果动力辅助系统发生故障，可能会导致车辆无法操作。由于驱动单元作用于曲柄组，用户还必须与中置驱动系统协力踩下踏板。在毂驱动动力辅助系统中，来自驱动单元的动力被转移到自行车车轮的毂，以直接将动力递送到从动车轮，而无需通过车辆的传动系统进行转移。这种系统限制了齿轮传动和车轮大小选项，并包括具有高转动惯量的旋转质量，其对制动，加速，最高速度，和上坡功耗，以及无动力时自行车的可用性产生不利影响。在摩擦驱动动力辅助系统中，摩擦辊(roller)直接向从动车轮的轮胎提供动力输入。此类系统通常与重踏面轮胎(例如山地自行车轮胎)不兼容，受限于基于摩擦辊和轮胎之间的摩擦转移的扭矩量，并且由于摩擦损失而效率低下。
附图说明
图1A是具有根据本技术实施例配置的动力辅助驱动系统的车辆的左侧视图，图1B是该车辆的左后上等距视图。
图1C是图1A中细节边界内所示动力辅助驱动系统部件的放大左侧视图。
图2A是图1A–1C中动力辅助驱动系统的驱动单元组件和从动单元组件的分解等距视图，图2B和2C分别是驱动单元组件和从动单元组件的右上侧等距视图和右侧视图，图2D和2E分别是驱动单元组件的右下侧等距视图和左上侧等距视图。
图3A和3B是图2A–2E中驱动单元组件和从动单元组件的后视图。
图4A是图2A–2E中驱动单元组件的部分分解右侧视图，示出了快速连接系统，图4B和4C分别是连接前和连接后的快速连接系统的右侧视图。
图5是具有根据本技术实施例配置的动力辅助驱动系统的车辆的示意图。
具体实施方式
下文描述了在自行车和/或其他车辆上使用的动力辅助驱动系统和部件的多种实施例。此类驱动系统可以包括在销售点处的车辆上，也可以在交付车辆之前由经销商添加，或改装到已有车辆上。动力辅助驱动系统的实施例通常被配置为通过可操作地与附接到从动车轮部件的从动齿轮配合来驱动车辆的一个或多个车轮，以在操作期间辅助用户。在一些实施例中，本技术的动力辅助驱动系统被配置为与人力车辆一起使用，例如自行车，三轮车，滑板车，园艺装备，小型汽车等。在其他实施例中，根据本技术配置的动力辅助驱动系统可与其他类型的车辆一起使用，例如电动滑板车，手推车，汽车等。因此，尽管以下描述通常针对用于附接到自行车的动力辅助驱动系统的实施例，但本技术不限于此类车辆，并且本文描述的系统适用于其他类型的车辆。
如下面更详细地描述的，本文所述的动力辅助驱动系统的实施例包括被配置为传输动力以转动从动车轮的驱动单元，电源(例如，电池)，速度控制器，和操作员输入控制(例如，油门)。在操作中，用户改变油门位置，以向速度控制器发送信号，传达需要多少动力辅助。速度控制器将来自电池的电力引导到驱动单元，其从而驱动从动车轮。驱动单元可以安装或集成在自行车的框架，叉，或其他适合的部件上，并且其位置被设置为与可操作地耦接到从动车轮的从动齿轮接合。在一些实施例中，使用快速连接/断开(“快速连接”)系统将驱动单元附接到自行车上，以便可以快速地安装或移除驱动单元，而无需使用工具，例如，在骑行期间，发生故障时等。在其他实施例中，驱动单元有一个或多个集成到车辆上的部件(例如，集成在框架上的壳体)。在一些实施例中，驱动单元具有输出驱动齿轮，其可转动地与从动齿轮配合以转动从动齿轮。从动齿轮可附接到从动车轮的部件，例如制动盘，轮毂等。例如，本文所示和描述的实施例针对与制动盘组合的从动齿轮(例如，作为单个单元，或组件)；然而，从动齿轮的其他安装位置也在本技术的范围内，例如直接安装到轮毂，到自行车齿轮或飞轮等。尽管图中示出了斜齿轮，但在其他实施例中，正齿轮，锥齿轮，行星，准双曲面，螺旋锥，端面，蜗杆，或其他适合的齿轮配置在本技术的范围内。这些齿轮类型可根据驱动比，降低的齿轮噪音，耐久性，强度等进行选择。
动力辅助驱动系统的驱动单元包括电动马达，其被配置为接收来自电池的电力，并通过传动系统将电力转移到从动齿轮，以转动从动车轮。马达可以是步进马达，永磁马达，AC感应马达，DC马达，或其他适合的类型的电动马达，其动力输出范围为50瓦(W)到2000W，或大于2000W。在一些实施例中，马达可包括铝绕组和堆叠磁铁(例如，Halbach阵列)。马达可以具有霍尔传感器，用于位置感应和速度控制，也可以是内置式马达或外置式马达。
电池可以是锂离子(Li离子)，镍-金属氢化物(NiMH)，或其他适合的电池技术，通过使用DC/DC转换器，电池的能量容量可以在50瓦时(Wh)到2000Wh或更大范围内，以及在20V到60V之间。电池可以包括适合的连接接口，用于为外围设备供电，例如为移动电话充电(使用微型USB，USB-C等)，为自行车电脑，灯，或其他设备供电等。本系统的实施例包括线束，用于提供敷设至每个电气部件的线，和/或可包括为无线通信协议配置的部件(例如，
Figure BDA0003848163550000041
ANTTM，射频信号等)，用于低功率通信。
驱动单元可以通过提供驱使自行车和用户所需的部分动力来辅助自行车用户，或者可以提供足够的动力来完全驱使自行车和用户，而无需用户参与(例如，无需踩踏板)。在其他实施例中，驱动单元可以在用户不能提供动力的情况下(例如在电动滑板车，手推车，汽车等中)为车辆完全提供动力。如下面所详细描述的，驱动单元可具有一个或多个保护罩，以包覆马达，传动系统，和驱动单元的其他部件并降低因污染物进入(例如灰尘，水等)而损坏或磨损的可能性。在一些实施例中，驱动单元被配置为适当地安装在自行车上，以驱动前车轮和后车轮中的一个或两个。在前安装位置，驱动单元可耦接到例如叉的支柱(stanchion)，在后安装位置，驱动单元可耦接到例如框架(例如，附接到座椅撑杆或框架的链条撑杆部分的上表面或下表面的法兰)。在具有前悬架和/或后悬架的自行车上，驱动单元为非簧载质量，而系统的其他部件(例如电池和操作员控制)为簧载质量。
当油门输入接近零且自行车正在移动或用户正在踩踏板时，驱动单元可被配置为提供空档输入(“自由轮”)，或可包括再生(regeneration)功能以在自行车滑行或用户制动时产生电力并给电池充电。可以通过向马达添加种子电流(seed current)以在马达上产生蠕动扭矩来实现自由轮转，这样马达就不会对踩自行车的用户产生阻力。在这种配置中，马达速度可以确定系统阻力扭矩的量，并通过施加种子电流来抵消阻力。作为将在下面描述的替代方案，传动系统中的一个或多个齿轮可包括离合器，用于断开传动系统并允许自由轮转。此外，动力辅助驱动系统的一些实施例可以包括与制动杆相关联的传感器，该传感器向驱动单元发送切断动力的信号，例如以切断动力从而在制动或紧急停止期间提供辅助。这种传感器还可以提供信号，以与再生系统配合以进行电池充电(例如，通过反转马达的极性)。在一些实施例中，动力辅助驱动系统可以具有用户控制，例如，当用户不想给电池充电，希望无阻力滑行等时，可以在自由轮转和再生之间进行选择。
从动齿轮和制动盘组合提供了耦接到车轮的动力输入部件或组件(从动齿轮组件)，用于从驱动单元的输出齿轮接收动力。从动齿轮和制动盘组合可以是单个部件，例如，由整块材料加工或形成，也可以是两个或更多部件附接在一起的组件。当从动齿轮和制动盘组合为单个部件时，从动齿轮的齿可被包括在制动盘的外周，内周，或侧表面(例如，内或外侧表面之一)；然而，在其他实施例中，从动齿轮的齿可以相对于制动盘横向布置。当从动齿轮和制动盘组合为组件时，从动齿轮和制动盘可以同轴地设置位置，以使其中从动齿轮或制动盘中的一个的位置更靠近车轮的轴向中点。在这些配置中，制动钳可以是与驱动单元集成的部件，也可以与驱动单元分开。在所示的实施例中，框架支架将制动钳和驱动单元两者安装到框架上的单个位置；然而，其他安装配置在本技术的范围内。
在以下描述和图1A-5中阐述了某些细节，以全面理解本技术的多种实施例。在其他情况下，为了避免不必要地模糊对本技术的多种实施例的描述，与自行车，动力辅助系统和相关部件，电动马达，电池系统等相关联的公知结构，系统，材料，和/或操作在下文中未详细示出或描述。然而，本领域的普通技术人员将认识到，本技术可以在没有本文所述的一个或多个细节的情况下，或者使用其他结构，方法，部件等实践。下面使用的术语将以其最宽泛合理的方式进行解释，即使它是结合本技术实施例的某些示例的详细描述使用的。事实上，下面甚至可以强调某些术语；然而，任何旨在以任何受限方式解释的术语将在本具体实施方式部分中明确定义。
附图描绘了本技术的实施例，并不旨在限制其范围。多种所描绘的元素的大小不一定按比例绘制，这些不同元素可能任意放大以提高易读性。当对于如何制造和使用本发明的完整理解不需要部件细节时，可以在附图中抽象出这些细节，以不包括诸如部件的位置和这些部件之间的某些精确连接之类的细节。此外，图中所示的许多细节，尺寸，角度和其他特征仅仅是本发明的特定实施例的说明。因此，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，其他实施例可以具有其他细节，尺寸，角度和特征。本领域的普通技术人员还将理解，本发明的进一步实施例可以在没有以下描述的若干细节的情况下实施。在附图中，相同的参考标记标识相同或至少大体相似的元件。
图1A为根据本技术实施例配置的动力辅助车辆(“自行车10”)的左侧正视图，图1B为该车辆的左后上等距视图。尽管出于说明目的，自行车10被描绘为山地自行车，但本技术不限于与此类自行车类型一起使用，并且与公路自行车，混合动力自行车，速降自行车等类似地兼容。一起参考图1A和1B，自行车10包括动力辅助驱动系统的部件，该动力辅助驱动系统具有后车轮驱动单元组件100，前车轮驱动单元组件100’，后车轮从动单元组件200，前车轮从动单元组件200’，以及被配置为向驱动单元组件100和100’供电的电池300。自行车10还包括框架12，叉14，前车轮16，后车轮18，左把手20a，合并有速度控制(例如，“油门控制”)的右油门把手20b，左制动杆22a，右制动杆22b，曲柄输入组件30，曲柄组32，和链条34。油门控制可以是扭动式(摩托车式控制)，杆(摩托雪橇式控制)，按钮，刻度盘，或任何其他适用于马达速度控制的输入设备。在一些实施例中，速度控制被配置为从一个或多个踏板辅助传感器接收信号，该传感器被配置为测量通过踏板的用户输入，例如，踏板踏频和/或扭矩。在这些实施例中，驱动单元组件100可以基于来自踏板辅助传感器的信号应用成比例的动力辅助水平，而无需来自用户的手动速度控制输入。在所示的实施例中，前驱动单元组件100’附接到叉14，并被配置为通过前从动单元组件200’向前车轮16提供转动动力。类似地，后驱动单元组件100附接到框架12的后部，并被配置为通过后从动单元组件200向后车轮18提供转动动力。
尽管下文提供了后驱动单元组件100和后从动单元组件200的详细说明，但在一些实施例中，前驱动单元组件100’和前从动单元组件200’的部件在结构和功能上可以分别与后驱动单元组件100和后从动单元组件100’相同，或至少大致相似，但可被配置为向前车轮16提供转动动力。例如，在一些实施例中，前驱动单元组件100’和前从动单元组件200’在结构和功能上可以分别与后驱动单元组件100和后从动单元组件100’相同，并且可仅在安装支架等方面有所不同。部件的这种通用性使单元能够互换，减少零件数量等。在其他实施例中，一些部件具有不同的形状和/或尺寸，以适合于前车轮配置，但前驱动/从动单元组件100’/200’的结构和功能通常与相应的后驱动/从动单元组件100/200相同。自行车10可以在单个车轮(例如前车轮或后车轮)上配备动力辅助，也可以在两个车轮上均配备动力辅助。在两个车轮上都装有驱动单元组件100的实施例中，用户可以有手动控制开关来选择任一个车轮单独地被驱动的模式，或者以可变比率组合地驱动车轮(例如，后车轮具有更大的动力辅助，前车轮具有更大的动力辅助，或平衡的动力辅助)。为了避免不必要地模糊对本技术的多种实施例的描述，在下文中不详细描述自行车10的一些常规部件(例如，把手，座椅，传动系统部件等)。
图1C是显示了在图1A的细节边界内的自行车10的后驱动单元组件100(以下简称“驱动单元组件100”)和后从动单元组件200(以下简称“从动单元组件200”)的部件的放大左侧视图。凸耳或法兰13附接(例如，焊接)到框架12的后部(例如，座椅撑杆，链条撑杆等)，并被配置为将驱动单元组件100附接到自行车10的框架12上。驱动单元组件100包括框架支架102，该框架支架102安装在法兰13上并用两个紧固件104(例如，螺栓)固定。驱动单元组件100还包括制动钳组件108和驱动单元110。制动钳组件108通过两个快速连接耦接件162安装到框架支架102上，该快速连接耦接件162以螺纹方式附接到框架支架102上(图1C中只能看到两个快速连接耦接件162中的一个)。驱动单元110安装到快速连接耦接件162上，并用相应的快速连接组件160固定(图1C中只能看到两个快速连接组件160a和160b中的一个)，该快速连接组件160可释放地与快速连接耦接件162配合。下面参考图5A-5C对快速连接系统的部件(例如，快速连接组件160和快速连接耦接件162)进行更详细的描述。尽管以下描述和附图通篇阐述了快速连接耦接件布置，但在其他实施例中，可以使用任何适合的紧固件或紧固方案将驱动单元组件100的部件附接到框架12上。
仍然参考图1C，自行车10可包括附接到轮毂230的飞轮202，该轮毂230具有由链条34驱动的多种大小的齿轮。变速器(未示出)可用于在飞轮202的齿轮之间转换链条34，以改变自行车10的齿比。从动单元组件200还包括制动盘210，该制动盘210通过多个紧固件212b(例如，螺栓)以同轴和/或同心方向固定地附接到从动齿轮220上。制动盘210和从动齿轮220(例如，“从动单元”)的组合可以用多个紧固件222(例如，螺栓)附接到轮毂230。轮毂230通过多个辐条36承载轮圈和轮胎，以形成车轮组件(例如，后车轮18)。车轮组件以毂230的方式可转动地安装在框架12上。
图2A是示出驱动单元组件100和从动单元组件200的分解等距视图，图2B和2C分别是驱动单元组件100和从动单元组件200的右上侧等距视图和右侧视图，图2D和2E分别是驱动单元组件100的右下侧等距视图和左上侧等距视图。一起参考图2A-2E，驱动单元组件100包括框架支架102，制动钳组件108，快速连接耦接件162，以及通过快速连接耦接件162将驱动单元110固定到框架支架102的快速连接组件160a，160b。在所示的实施例中，制动钳组108包括被配置为接收液压电缆的输入接口109(未显示)，以便制动钳组件108与制动杆22a和22b进行液压通信(图1A和1B)。在其他实施例中，制动钳组件108可以被配置为基于推拉电缆的移动或通过有线输入控制的电信号来致动。框架支架102可以由经铸造，机加工，锻造等的铝，镁，或其他适合的金属形成。在图示实施例中，框架支架102是国际标准(IS)安装支架。在其他实施例中，框架支架可以是柱式安装，平式安装，或其他适合的安装支架类型。
驱动单元110通过快速连接组件160a，160b耦接到框架支架102，快速连接组件160a，160b延伸通过相应的第一驱动单元孔120和第二驱动单元孔122。如下文将参考图5A-5C更详细地解释的，快速连接组件160a，160b可以旋入被安装到驱动单元110的第一和第二驱动单元孔120和122下方的螺母128(图2D)，然后可释放地耦接到相应的快速连接耦接件162。
驱动单元110包括被配置为安装驱动单元110的多种部件的壳体116。壳体116被配置为容纳和支撑电动马达118，该电动马达118为驱动单元110提供动力，并具有输出轴119，该输出轴119延伸通过壳体116中的输出轴孔126，并接收小齿轮140，该小齿轮140固定地附接在壳体116的与马达118相对的一侧。马达118安装在壳体116上，并包覆在马达罩114中，该马达罩被用紧固件130(例如，螺钉)附接到壳体116上。在壳体116的与马达罩114相对的一侧，出于安全考虑，传动系统罩112被配置为包围驱动单元110的多个驱动齿轮，并保护内部部件免受灰尘和碎屑的影响。传动系统罩112可以用多种紧固件，例如紧固件139a和139b，耦接到壳体116。传动系统罩112包括具有内轴承表面136(图2A)的第一圆柱法兰，该内轴承表面136在小齿轮140上接收外轴承表面136’(图2E)，以在驱动单元110的操作期间稳定其转动。在一些实施例中，壳体116可以由经过铸造，机加工，锻造，冲压或以其他方式成形的铝，镁，或其他适合的金属制成。马达罩114和传动系统罩112可由聚碳酸酯(PC)，尼龙等形成，并可包括增强材料，例如玻璃纤维或碳纤维。
小齿轮140上的齿与第一中间齿轮142上的齿啮合，第一中间齿轮142转动并同轴固定在第二中间齿轮144上，共同形成减速齿轮组(图2A和2E)。传动系统罩112还包括圆柱凸台，该凸台具有外轴承表面132(图2A)，该外轴承表面132被接收在第二中间齿轮144中132’的中心钻孔中(图2E)，以稳定其转动。第二中间齿轮144上的齿与传输齿轮146上的齿啮合，该传输齿轮146通过输出驱动轴147的方式转动地固定到输出齿轮148上。传动系统罩112还包括具有内轴承表面134(图2A)的第二圆柱法兰，该内轴承表面134在传输齿轮146上接收外轴承表面134’(图2E)，以稳定其转动。
参考图2E，传输齿轮146(可被称为“自由轮齿轮146”)可安装在输出驱动轴147(图2A)上，在它们之间可操作地耦接有离合器145。离合器145可以是辊轴承离合器，楔块离合器，螺旋离合器，二极管离合器，可控机械二极管(CMD)离合器等，其可以由弹簧，液压，电磁阀，磁铁等中的一个或多个操作，并且可以由用户选择。在操作中，离合器145可以配合和分离自由轮齿轮146和输出驱动轴147之间的转动动力传输，使得当致动离合器145时，自由轮齿轮146可以在输出驱动轴147上自由转动，从而使固定地附接在输出驱动轴147上的输出齿轮148相对于自由轮齿轮146自由转动(例如，在滑行期间，在没有动力辅助的情况下踩踏板期间等)。在其他实施例中，离合器145可与齿轮140，142，144，和148中的任何一个相关联。在一些实施例中，离合器145可以基于齿轮的转动方向(例如，传输齿轮146的转动)自动配合和分离，或者可以由用户通过手动输入来控制(例如，当用户希望离合器分离以使系统自由转动时，使用开关)，或通过电子信号来控制(例如，当驱动齿轮组件100基于速度控制器的编程例行程序，踏板传感器信号，马达霍尔传感器信号等确定自由轮转是适合的时)。
输出驱动齿轮148包括输出齿149(图2B和2C)，其被配置为与从动齿轮220的从动齿224接合(例如，啮合)，以将转动动力传输到从动齿轮组件200，并相应地传到自行车10的后车轮18。输出驱动齿轮148通过紧固件138a(例如，螺栓或螺钉)和垫圈138b(图2A)耦接到输出驱动轴147。在一些实施例中，齿轮140，142，144，146，和148可以进行适当的热处理和硬化，并包括防转动和/或同步特征(clocking feature)(例如，半圆键，花键等)，其被配置为被容纳在相应安装轴上的键槽中并通过机械干预在部件之间传输转动。驱动单元组件100和从动单元组件200的齿轮可以由尼龙，不锈钢，铝(例如，2024，7075等)，聚醚醚酮(PEEK)，热处理碳钢，和/或其他适合的材料形成。根据材料的不同，齿轮可以接收多种热处理和/或包括硬化表面涂层(碳，氮化钛，阳极氧化，
Figure BDA0003848163550000111
灌注等)，并且可以通过机加工，锻造，压铸，金属注射成型等方式成形。
从动齿轮组件200包括用螺纹紧固件212a(例如，螺栓)和螺母212b耦接到从动齿轮220的制动盘210。尽管图2A中示出了一对紧固件212a和螺母212b，但在所示的实施例中，所示实施例中的六对紧固件212a和螺母212b用于将制动盘210耦接到从动齿轮220。从动齿轮220通过紧固件222(例如，螺栓)耦接到轮毂230。类似地，在所示实施例中，六个紧固件222用于将从动齿轮220耦接到轮毂230。在其他实施例中，其他类型的紧固件和/或数量的紧固件可用于将制动盘210，从动齿轮220，和轮毂230附接在一起。例如如图2A所示，制动盘210可包括通气口211，其被配置为冷却制动盘210和/或清洁制动钳组件108中的制动片(未显示)。在其他实施例中，制动盘210的任何形状或通气口配置(或没有通气口)都在本技术的范围内，例如圆洞，凹槽，表面沟槽，和/或在制动盘210中省略任何通气口。从动齿轮220包括将从动齿轮222的外表面连接到它的接收紧固件222的中心毂的辐条221。在进一步的实施例中，制动盘210和从动齿轮220可以是可耦接到轮毂230的单个整体件，或者可以具有任何其他适合的配置，例如制动盘外周或内周上的齿轮齿，与从动齿轮220的外表面相邻近的盘210侧表面或制动表面上或邻近的齿轮齿等。在一些实施例中，从动齿轮220可以与轮毂230集成(例如，与轮毂230形成单个整体件)。在一些实施例中，驱动单元组件100和从动齿轮组件200的最终驱动齿轮可以在大约20:1和50:1之间，例如，小齿轮140的约20到50转导致从动齿轮220的一转。在其他实施例中，驱动单元组件100和从动齿轮组件200的最终驱动齿轮可以在约24:1和40:1之间，在进一步的实施例中，可以为约30:1。
图3A和3B示出了安装在自行车10上并可操作地耦接到从动齿轮组件200的驱动单元组件100的后视图。参考图3A，当由马达118施加动力时，驱动齿轮148上的齿和从动齿轮220上的齿之间的相互作用产生开启力FO，其在驱动单元110和框架12之间的载荷路径中的部件上产生弯矩和应力。这种围绕自行车10纵轴的转动弯曲可导致驱动单元组件100的部件过早毁损。驱动齿轮148的齿149和从动齿轮220的齿224分别示出为螺旋角β和α。在所示的实施例中，齿149和224的螺旋啮合方向被配置为抵消由齿轮开启力FO导致的围绕框架支架102和法兰13的弯曲力。更具体地说，已选择角度β和α以产生螺旋啮合推力FH，该推力FH导致框架支架102上围绕转动中心CoR的弯矩，该弯矩与开启力FO导致的围绕CoR的弯矩相反，以抵消并减少或消除位于框架支架102和法兰13处的围绕自行车10的纵轴的净弯曲力。力平衡可使用反作用力主体图计算，并由多种设计因素确定，包括螺旋节径，法向压力角，斜齿轮角，作用力，驱动单元重心，框架和支架安装位置，驱动齿轮偏移距离等。
在另一个实施例中，通过使齿轮齿变锥形，在轻至标称载荷下，仅部分地将驱动齿轮148和从动齿轮220啮合，即可抵消转动弯曲。然后，在较重的载荷下，偏转将由于最大扭矩转移期间锥形/圆锥形齿轮(例如，正齿轮或斜齿轮)的偏转而导致标准啮合。这种配置中的齿轮在较轻的载荷和较少的接触表面积下可能具有更高的效率。
参考图3B，驱动单元组件100示出为具有从框架支架102中的安装孔103(图2A)延伸通过快速连接耦接件162a，162b和快速连接组件160a，160b的轴向中心的安装中心线CL。图示出中心线CL可用于确定在经历压缩力FC期间(例如，当自行车10撞上颠簸时)作出在驱动单元组件100上的弯曲力的方向。在第一配置中，如果驱动单元组件100的重心(CoG)位于中心线CL的右方，如图3B中的CG1所示，基于CoG的加速度的力将导致趋向于合上驱动齿轮148和从动齿轮220之间的接口的反作用弯曲力，其接触防止弯曲力作用在框架支架102和法兰13上。在第二配置中，如果驱动单元组件100的CoG与中心线CL对齐，如图3B中的CG2所示，则基于CoG的加速度的力将与中心线CL对齐，且没有反作用弯曲力被施加到驱动单元组件100。在第三配置中，如果驱动单元组件100的CoG位于中心线CL的左方，如图3B中的CG3所示，则基于CoG的加速度的力将导致趋向于打开驱动齿轮148和从动齿轮220之间的接口的反作用弯曲力，这将在框架支架102和法兰13上作出弯曲力。如上所述，这种围绕自行车10纵轴的转动弯曲可导致驱动单元组件100的部件故障。
图4A是图2A-2E中驱动单元组件100的部分分解图，示出了配置用于将驱动单元组件100附接到安装支架102的快速连接系统，图4B和4C分别是快速连接系统的部分分解图和组装图。首先参考4A，快速连接系统包括快速连接组件160a，160b，其各自包括可操作地与两个或多个(例如，三个)锁定球166相关联的凸轮杆164。快速连接组件160a，160b被配置为分别被接收于驱动单元110的第一和第二驱动单元孔120和122内(图2A)。如上所述，驱动单元110可以包括两个具有螺纹的螺母128，以与快速连接组件160a，160b的螺纹部分相配合，使得快速连接组件160稳妥地耦接到驱动单元110，如图4B所示。如下文更详细地描述的，将凸轮杆164转动到图4A所示的位置，将锁定球166从相应的快速连接耦接件162a，162b上释放，使得驱动单元110和快速连接组件160a，160b可以作为组装的单元从自行车10上移除。快速连接耦接件162a，162b包括螺纹柄163，该螺纹柄163延伸通过钳108中相应的孔108a(图2A)，并与安装支架102中的安装孔103配合，以将快速连接耦接件162a，162b和钳108稳妥地附接到框架支架102上。
参考图4B和4C，快速连接组件160a，160b包括轴170，该轴170同轴延伸通过主体172并可通过转动凸轮杆164轴向平移以从快速连接耦接件162上锁定和解锁快速连接组件160。如上所述，主体172可与螺母128螺纹配合，通过将壳体116夹在螺母128和位于主体172另一端的垫圈173之间，将驱动单元110固定到快速连接组件160上。在其他实施例中，螺母128可以被省略，主体172可以与壳体116螺纹配合，使用粘合剂粘合到壳体116，或者任何其他主体172与壳体116的适合的附接。轴170包括向内逐渐变细的斜坡部167，其被配置为在锁定球孔169内径向平移锁定球166。轴170还可包括偏置构件(例如，弹簧168)，该偏置构件具有趋向于将解锁的凸轮杆164保持在解锁位置(例如，图4B所示的位置)的偏置力，以及基于在锁定位置的凸轮杆164的居中或过中心转动位置(图4C通常显示居中位置)将锁定的凸轮杆164保持在锁定位置(例如，图4C所示的位置)的偏置力。在这方面，凸轮杆164包括偏心凸轮表面165，该偏心凸轮表面165被配置为在凸轮杆164从解锁位置(图4B)转动到锁定位置(图4C)时向上平移轴170。
快速连接耦接件162a，b包括上部178和下部179。上部178包括圆柱钻孔174，该圆柱钻孔174被配置为容纳快速连接组件160的壳体172和轴170。钻孔174包括锁定腔176，该锁定腔176被配置为与锁定球166接合，以当凸轮杆164处于锁定位置(图4C)时将快速连接组件160锁定到快速连接耦接件162上。下部179包括螺纹柄163，该螺纹柄163被配置为螺纹连接到框架支架102中，并在它们之间夹紧制动钳组件108。可以调整上部178相对于下部179的位置(例如，使用螺纹177)，以改变驱动单元组件100相对于框架12的安装高度。这种可调整性可用于使系统适应于多种框架，并确保输出驱动齿轮148和从动齿轮220正确啮合。在一些实施例中，根据需要可使用垫片，垫圈，或其他调整装置来调整驱动单元组件100相对于框架12的高度。
如图4C所示，当快速连接组件160插入快速连接耦接件162，凸轮杆164转动到所示的锁定位置时，偏心凸轮表面165使轴170向上平移，压缩弹簧168。基于轴170的平移，斜坡部167径向向外驱动锁定球166，并将其驱动到与锁定腔176的干预位置，以将快速连接组件160锁定到快速连接耦接件162上。当凸轮杆164向下转动到解锁位置(图4B)时，偏心凸轮表面165使轴向下平移，释放弹簧168。基于轴170的平移，斜坡部167允许锁定球166通过锁定腔176的斜面径向向内平移，并从与锁定腔176的干预位置移出，以从快速连接耦接件162解锁快速连接组件160。在所示实施例中，三个锁定球166用于锁定快速连接系统的部件；然而，在其他实施例中，任意数量的锁定球166可适用于锁定快速连接系统的部件。
图5是根据本技术的实施例配置了图1A和1B所示动力辅助驱动系统的车辆(例如自行车10)的示意图。用户输入包括油门20b和制动杆22b。油门20a通过任何适合的连接(例如推拉电缆，电线，或无线信号)与速度控制器400通信。速度控制器400可以可选地连接到显示器420，该显示器420被配置为向用户显示信息，例如电池充电百分比，动力辅助干预，范围，速度，位置，等。制动杆22b可以可选地与传感器410相关联，当致动制动杆22b时，传感器410通过电线将信号传输到速度控制器400。当传感器410感测到制动器致动时，速度控制器400可使用该信号逐渐或立即切断驱动单元系统的动力，以辅助用户制动自行车10，并且在一些实施例中，可以通过反转马达118的极性来启动动力再生，以产生动力并为进一步的制动辅助提供阻力。如图所示，制动杆22b通过推拉电缆或液压管路与制动钳108进一步通信，从而卡在制动盘210上，以控制自行车10的速度。
速度控制器400通过电线与电池300通信。在一些实施例中，速度控制器400可与马达118并置。当速度控制器400接收到来自油门20b的信号时，速度控制器400向驱动单元系统的马达118供应动力，其通过传动系统(例如，齿轮140，142，144，和146，见图2A-2E)将转动动力传输到输出驱动齿轮148，并相应地传到从动齿轮220和从动车轮18。尽管电池300显示为与马达118直接电气通信，但在其他实施例中，来自电池300的电力可以首先传到速度控制器400，然后传到与速度控制器400电气通信的马达118，如从电池300到速度控制器400再到马达118的虚线路径所示。驱动单元系统可以包括充电端口180，该充电端口180被配置为从例如AC/DC电源182之类的外部电源接收电力，并提供电力给电池300充电。在操作期间，用户通过油门20b输入期望的速度，扭矩，和/或动力辅助水平，其向速度控制器400发送信号。速度控制器400向电池300发送信号，其向马达118提供动力以调节速度，扭矩，或总动力。或者，速度控制器400将来自电池300的电力通过速度控制器400引导到马达118。马达118转动地驱动输出驱动齿轮148，该输出驱动齿轮148与从动齿轮220和车轮18啮合并驱动从动齿轮220和车轮18。如果用户致动制动杆22a和/或22b，可选的传感器410可以向速度控制器400发送信号，以相应地切断或减少动力辅助。
示例1-33
1.一种车辆动力辅助驱动系统，包括：
被配置为附接到车辆的框架上的驱动单元组件，所述驱动单元组件包括：
包括输出轴的马达；和
与所述输出轴可转动地关联的驱动齿轮；和
从动单元组件，包括：
从动齿轮，该从动齿轮被配置为附接到所述车辆的轮毂；和
与所述从动齿轮同轴附接的制动盘；
其中，所述驱动齿轮被配置为可操作地与所述从动齿轮配合，以将动力从所述马达传输至所述轮毂。
2.根据示例1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件还包括制动钳，其中所述制动钳被配置为与所述制动盘摩擦接合，以抵消所述轮毂的转动运动。
3.根据示例1或2所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件还包括：
小齿轮，该小齿轮耦接到所述马达的所述输出轴；和
位于所述小齿轮和所述驱动齿轮之间的减速齿轮组，其中所述减速齿轮组被配置为相对于所述输出轴的所述转速降低所述驱动齿轮的转速。
4.根据示例3所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件还包括离合器，该离合器被配置为选择性地将所述小齿轮耦接到所述驱动齿轮。
5.根据示例4所述的车辆动力辅助驱动系统，还包括位于所述第一减速齿轮组之间并通过驱动轴与所述输出齿轮耦接的自由轮齿轮，所述自由轮齿轮包括所述离合器。
6.根据示例4或5所述的车辆动力辅助驱动系统，还包括用户可选择的控制，该控制被配置为致动离合器，以选择性地将所述小齿轮耦接到所述驱动齿轮上。
7.根据示例1-6任一所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件包括支架，该支架被配置为固定地附接到所述框架上，其中所述制动盘被布置在所述从动齿轮之外。
8.根据示例2-7任一所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件包括支架，该支架被配置为固定地附接到所述框架上，其中所述制动钳被布置在所述马达和所述支架之间。
9.根据示例1-8任一所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元还包括：
与所述驱动单元螺纹耦接的快速连接组件，所述快速连接组件包括凸轮杆，该凸轮杆枢转地附接到通过主体同轴延伸的轴上，所述凸轮杆具有偏心凸轮表面，该偏心凸轮表面被配置为在所述凸轮杆转动时轴向平移所述轴，其中所述轴的平移导致邻近所述轴的锁定球的径向平移；和
螺纹耦接到所述框架的快速连接耦接件，所述快速连接耦接件包括钻孔，该钻孔具有锁定腔，并被配置为在其中接收所述快速连接组件的所述主体，
其中，当所述凸轮杆处于第一位置时，响应于轴向平移所述轴将所述锁定球移动到与所述锁定腔配合，而向外径向平移所述锁定球，以防止所述轴从所述钻孔中移除。
10.根据示例1-9任一所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述制动盘和所述从动齿轮是整体部件。
11.根据示例1-10任一所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述制动盘可移除地耦接到所述从动齿轮。
12.根据示例1-11任一所述的车辆动力辅助驱动系统，还包括：
电耦接到所述马达的电池；和
与所述电池和所述马达进行电气通信的速度控制器，其中所述速度控制器被配置为接收用于选择性地将电力引导到所述马达的输入信号。
13.根据示例1-12任一所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件可操作地与座椅撑杆，链条撑杆，或前叉中的至少一个相关联。
14.一种与自行车一起使用的动力辅助驱动系统，包括：
被配置为可移除地耦接到所述自行车的驱动单元组件，所述驱动单元组件包括：
包括输出轴的马达；
驱动齿轮，该驱动齿轮与所述输出轴可转动地关联；和
制动钳；
可电连接到所述马达和速度控制器的电池；
从动单元组件，该从动单元组件被配置为可操作地耦接到所述自行车的车轮，所述从动单元组件包括：
从动齿轮，该从动齿轮固定地附接到所述车轮的毂上，并被配置为可操作地与所述驱动齿轮配合；和
与所述从动齿轮同轴附接的制动盘，所述制动盘包括摩擦表面，该摩擦表面被配置为可由所述制动钳移动地接收，
其中，所述速度控制器被配置为接收输入信号，以选择性地将来自所述电池的电力引导到所述马达，从而通过所述驱动齿轮和所述从动齿轮驱动所述车轮。
15.根据示例14所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件被配置为可移除地耦接到所述自行车的框架或所述自行车的叉中的至少一个。
16.根据示例15所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件被配置为可操作地耦接到所述框架的座椅撑杆或链条撑杆上。
17.根据示例14-16任一所述的车辆动力辅助驱动系统，其中：
所述从动单元组件附接在所述自行车的后车轮上；和
所述驱动单元组件被配置为驱动所述后车轮。
18.根据示例14-17任一所述的车辆动力辅助驱动系统，其中：
所述驱动单元组件可以可移除地耦接到附接到所述自行车的框架的叉的支柱上；和
所述车轮是所述自行车的前车轮。
19.根据示例14-18任一所述的车辆动力辅助驱动系统，其中：
所述驱动单元组件是第一驱动单元组件，其被配置为可移除地耦接到所述自行车的框架的座椅撑杆或链条撑杆；
所述从动单元组件是第一从动单元组件，其被配置为可操作地耦接到所述自行车的后车轮；
所述自行车还包括：
第二驱动单元组件，其被配置为可移除地耦接到附接到所述框架的叉；和
第二从动单元组件，其被配置为可操作地耦接到所述自行车前车轮的毂；和
所述速度控制器被配置为接收输入信号，以选择性地引导来自所述电池的电力，以通过所述第一驱动单元组件驱动所述后车轮，并通过所述第二驱动单元组件驱动所述前车轮。
20.根据示例19所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述后车轮和所述前车轮同时被驱动。
21.根据示例19所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述后车轮和所述前车轮同时被驱动，并且所述后车轮以大于所述前车轮的动力被驱动。
22.根据示例19所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述后车轮和所述前车轮独立地被驱动。
23.根据示例14-22任一所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述制动钳承载一个或多个片，该一个或多个片被配置为与所述制动盘的所述摩擦表面摩擦接合，以抵消所述车轮的转动运动。
24.一种动力辅助车辆，包括：
框架；
可转动地支撑所述框架的车轮；
可操作地安装到所述框架的电动马达；
可操作地耦接到所述电动马达的驱动齿轮；
可操作地耦接到所述框架的制动钳；
从动齿轮，该从动齿轮固定地附接到所述车轮的毂上，并可操作地与所述驱动齿轮配合；和
制动盘，该制动盘邻近所述从动齿轮同轴放置，并被配置为与所述制动钳摩擦接合，
其中，所述电动马达的操作通过从所述驱动齿轮到所述从动齿轮的动力传输转动地驱动所述车轮。
25.根据示例24所述的动力辅助车辆，还包括：
与所述马达电连接的电池；和
与所述电池和所述马达中的至少一个进行电气通信的速度控制器，
其中，所述速度控制器被配置为接收来自用户的输入信号，并可变地将电力引导到所述马达。
26.根据示例24或25所述的动力辅助车辆，其中所述制动盘与所述从动齿轮集成。
27.根据示例24-26任一所述的动力辅助车辆，其中所述制动盘固定地附接到所述从动齿轮。
28.根据示例24-27任一所述的动力辅助车辆，其中所述制动盘和所述从动齿轮由一块材料制成。
29.根据示例24-28任一所述的动力辅助车辆，其中所述框架包括前叉，所述车轮可转动地安装在所述前叉上，以及其中，所述电动马达，所述驱动齿轮，和所述制动钳安装在所述前叉上。
30.根据示例24-29任一所述的动力辅助车辆，其中所述框架包括座椅撑杆，以及其中，所述电动马达，所述驱动齿轮，和所述制动钳安装在所述座椅撑杆上。
31.根据示例24-30任一所述的动力辅助车辆，其中所述电动马达安装在壳体上，以及所述制动钳耦接到所述壳体。
32.根据示例31所述的动力辅助车辆，其中所述驱动齿轮可转动地耦接到所述壳体。
33.根据示例24-32任一所述的动力辅助车辆，其中所述框架包括集成式壳体，以及其中所述电动马达安装在所述壳体上。
结论
上述描述中对特征，优点，或类似语言的引用并不意味着可以用本技术实现的所有特征和优点都应该或存在于本技术的任何单个实施例中。相反，提及特征和优点的语言被理解为意味着结合实施例描述的特定特征，优点，或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，本说明书通篇对特征和优点以及类似语言的讨论可以但不一定指同一实施例。此外，本技术的所描述的特征，优点，和特性可以以任何适合的方式在一个或多个实施例中被组合。相关领域的技术人员将认识到，可以在没有特定实施例的一个或多个特定特征或优点的情况下实践本技术。在其他情况下，在某些实施例中可以认识到可能未在本技术的所有实施例中呈现的额外特征和优点。
除非上下文另有明确要求，在通篇描述和权利要求中，“包含(comprise)”，“包含(comprising)”等词语应以包括的意义解释，而不是以排他性或穷尽的意义解释；也就是说，在“包括但不限于”的意义上。如本文所使用的，术语“连接”，“耦接”或其任何变体指两个或多个元件之间的任何直接或间接的连接或耦接；元件之间的耦接或连接可以是物理的，流体(例如空气)转移的，逻辑的，或其组合的。此外，在本申请中使用的词语“此处”，“上面”，“下面”，以及类似含义的词语指的是本申请的整体，而不是本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下，上述具体实施方式中使用单数或复数的词语也可以分别包括复数或单数。“或”一词指的是两个或两个以上项目的列表，包括对该词的以下所有解释：列表中的任何项目，列表中的所有项目，以及列表中项目的任何组合。
以上对本技术的示例和实施例的详细描述并非旨在穷尽，或将本技术限制为上面所公开的精确形式。虽然上面出于说明目的描述了本技术的具体示例，但如相关领域的技术人员将认识到的，在本技术的范围内可以进行多种等同修改。本文提供的本技术的教导可以应用于其他系统，而不一定是上述系统。可以组合上述多种示例的元件和行为，以提供本技术的进一步实施方案。本发明的一些替代实施方案不仅可以包括上述实施方案的额外元件，还可以包括更少的元件。此外，本文所述的任何特定数字仅为示例：替代实施方案可采用不同的值或范围。
尽管上述描述描述了本技术的多种实施例和预期的最佳模式，但不管上述文本有多么详细，本技术可以以多种方式实践。该系统的细节在其具体实施方案中可能会有很大的不同，而本发明仍然涵盖了这些细节。如上所述，在描述本技术的某些特征或方面时使用的特定术语不应被视为意味着在本文中对术语进行了重新定义，以限定于与该术语相关联的本技术的任何特定特性，特征，或方面。通常，以下权利要求中使用的术语不应被解释为将本技术限制在说明书中公开的特定示例中，除非上述具体实施方式部分明确定义了此类术语。因此，本技术的实际范围不仅包括所公开的示例，还包括根据权利要求实践或实施本发明的所有等同方式。从前述内容可以理解，为了说明的目的，本文描述了本技术的具体实施例，但是可以在不偏离本技术的多种实施例的精神和范围的情况下进行多种修改。因此，本技术除了由所附的权利要求限制以外，不受限制。
尽管本技术的某些方面在下面以某些权利要求形式呈现，但申请人以任意数量的权利要求形式考虑了本发明的多个方面。因此，申请人保留在提交本申请后寻求额外权利要求的权利以在本申请或继续申请中寻求此类额外权利要求形式。

Claims (33)

1.一种车辆动力辅助驱动系统，包括：
被配置为附接到车辆的框架上的驱动单元组件，所述驱动单元组件包括：
包括输出轴的马达；和
与所述输出轴可转动地关联的驱动齿轮；和
从动单元组件，包括：
从动齿轮，该从动齿轮被配置为附接到所述车辆的轮毂；和
与所述从动齿轮同轴附接的制动盘；
其中，所述驱动齿轮被配置为可操作地与所述从动齿轮配合，以将动力从所述马达传输至所述轮毂。
2.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件还包括制动钳，其中所述制动钳被配置为与所述制动盘摩擦接合，以抵消所述轮毂的转动运动。
3.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件还包括：
小齿轮，该小齿轮耦接到所述马达的所述输出轴；和
位于所述小齿轮和所述驱动齿轮之间的减速齿轮组，其中所述减速齿轮组被配置为相对于所述输出轴的所述转速降低所述驱动齿轮的转速。
4.根据权利要求3所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件还包括离合器，该离合器被配置为选择性地将所述小齿轮耦接到所述驱动齿轮。
5.根据权利要求4所述的车辆动力辅助驱动系统，还包括位于所述第一减速齿轮组之间并通过驱动轴与所述输出齿轮耦接的自由轮齿轮，所述自由轮齿轮包括所述离合器。
6.根据权利要求4所述的车辆动力辅助驱动系统，还包括用户可选择的控制，该控制被配置为致动离合器，以选择性地将所述小齿轮耦接到所述驱动齿轮上。
7.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件包括支架，该支架被配置为固定地附接到所述框架上，其中所述制动盘被布置在所述从动齿轮之外。
8.根据权利要求2所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件包括支架，该支架被配置为固定地附接到所述框架上，其中所述制动钳被布置在所述马达和所述支架之间。
9.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元还包括：
与所述驱动单元螺纹耦接的快速连接组件，所述快速连接组件包括凸轮杆，该凸轮杆枢转地附接到通过主体同轴延伸的轴上，所述凸轮杆具有偏心凸轮表面，该偏心凸轮表面被配置为在所述凸轮杆转动时轴向平移所述轴，其中所述轴的平移导致邻近所述轴的锁定球的径向平移；和
螺纹耦接到所述框架的快速连接耦接件，所述快速连接耦接件包括钻孔，该钻孔具有锁定腔，并被配置为在其中接收所述快速连接组件的所述主体，
其中，当所述凸轮杆处于第一位置时，响应于轴向平移所述轴将所述锁定球移动到与所述锁定腔配合，而向外径向平移所述锁定球，以防止所述轴从所述钻孔中移除。
10.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述制动盘和所述从动齿轮是整体部件。
11.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述制动盘可移除地耦接到所述从动齿轮。
12.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，还包括：
电耦接到所述马达的电池；和
与所述电池和所述马达进行电气通信的速度控制器，其中所述速度控制器被配置为接收用于选择性地将电力引导到所述马达的输入信号。
13.根据权利要求1所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件可操作地与座椅撑杆，链条撑杆，或前叉中的至少一个相关联。
14.一种与自行车一起使用的动力辅助驱动系统，包括：
被配置为可移除地耦接到所述自行车的驱动单元组件，所述驱动单元组件包括：
包括输出轴的马达；
驱动齿轮，该驱动齿轮与所述输出轴可转动地关联；和
制动钳；
可电连接到所述马达和速度控制器的电池；
从动单元组件，该从动单元组件被配置为可操作地耦接到所述自行车的车轮，所述从动单元组件包括：
从动齿轮，该从动齿轮固定地附接到所述车轮的毂上，并被配置为可操作地与所述驱动齿轮配合；和
与所述从动齿轮同轴附接的制动盘，所述制动盘包括摩擦表面，该摩擦表面被配置为可由所述制动钳移动地接收，
其中，所述速度控制器被配置为接收输入信号，以选择性地将来自所述电池的电力引导到所述马达，从而通过所述驱动齿轮和所述从动齿轮驱动所述车轮。
15.根据权利要求14所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件被配置为可移除地耦接到所述自行车的框架或所述自行车的叉中的至少一个。
16.根据权利要求15所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述驱动单元组件被配置为可操作地耦接到所述框架的座椅撑杆或链条撑杆上。
17.根据权利要求14所述的车辆动力辅助驱动系统，其中：
所述从动单元组件附接在所述自行车的后车轮上；和
所述驱动单元组件被配置为驱动所述后车轮。
18.根据权利要求14所述的车辆动力辅助驱动系统，其中：
所述驱动单元组件可以可移除地耦接到附接到所述自行车的框架的叉的支柱上；和
所述车轮是所述自行车的前车轮。
19.根据权利要求14所述的车辆动力辅助驱动系统，其中：
所述驱动单元组件是第一驱动单元组件，其被配置为可移除地耦接到所述自行车的框架的座椅撑杆或链条撑杆；
所述从动单元组件是第一从动单元组件，其被配置为可操作地耦接到所述自行车的后车轮；
所述自行车还包括：
第二驱动单元组件，其被配置为可移除地耦接到附接到所述框架的叉；和
第二从动单元组件，其被配置为可操作地耦接到所述自行车前车轮的毂；和
所述速度控制器被配置为接收输入信号，以选择性地引导来自所述电池的电力，以通过所述第一驱动单元组件驱动所述后车轮，并通过所述第二驱动单元组件驱动所述前车轮。
20.根据权利要求19所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述后车轮和所述前车轮同时被驱动。
21.根据权利要求19所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述后车轮和所述前车轮同时被驱动，并且所述后车轮以大于所述前车轮的动力被驱动。
22.根据权利要求19所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述后车轮和所述前车轮独立地被驱动。
23.根据权利要求14所述的车辆动力辅助驱动系统，其中所述制动钳承载一个或多个片，该一个或多个片被配置为与所述制动盘的所述摩擦表面摩擦接合，以抵消所述车轮的转动运动。
24.一种动力辅助车辆，包括：
框架；
可转动地支撑所述框架的车轮；
可操作地安装到所述框架的电动马达；
可操作地耦接到所述电动马达的驱动齿轮；
可操作地耦接到所述框架的制动钳；
从动齿轮，该从动齿轮固定地附接到所述车轮的毂上，并可操作地与所述驱动齿轮配合；和
制动盘，该制动盘邻近所述从动齿轮同轴放置，并被配置为与所述制动钳摩擦接合，
其中，所述电动马达的操作通过从所述驱动齿轮到所述从动齿轮的动力传输转动地驱动所述车轮。
25.根据权利要求24所述的动力辅助车辆，还包括：
与所述马达电连接的电池；和
与所述电池和所述马达中的至少一个进行电气通信的速度控制器，
其中，所述速度控制器被配置为接收来自用户的输入信号，并可变地将电力引导到所述马达。
26.根据权利要求24所述的动力辅助车辆，其中所述制动盘与所述从动齿轮集成。
27.根据权利要求24所述的动力辅助车辆，其中所述制动盘固定地附接到所述从动齿轮。
28.根据权利要求24所述的动力辅助车辆，其中所述制动盘和所述从动齿轮由一块材料制成。
29.根据权利要求24所述的动力辅助车辆，其中所述框架包括前叉，所述车轮可转动地安装在所述前叉上，以及其中，所述电动马达，所述驱动齿轮，和所述制动钳安装在所述前叉上。
30.根据权利要求24所述的动力辅助车辆，其中所述框架包括座椅撑杆，以及其中，所述电动马达，所述驱动齿轮，和所述制动钳安装在所述座椅撑杆上。
31.根据权利要求24所述的动力辅助车辆，其中所述电动马达安装在壳体上，以及所述制动钳耦接到所述壳体。
32.根据权利要求31所述的动力辅助车辆，其中所述驱动齿轮可转动地耦接到所述壳体。
33.根据权利要求24所述的动力辅助车辆，其中所述框架包括集成式壳体，以及其中所述电动马达安装在所述壳体上。
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