【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术构思总体涉及混合式传感器启动电动车轮，更具体地涉及混合式传感器启动和自主电动车轮以及相关系统，例如能量再生系统、制动系统、转矩感测系统、控制单元系统以及锁定和警报系统。本专利技术构思还涉及多毂车轮辐条系统以及制造和安装该多毂车轮辐条系统的方法。
技术介绍
根据一些统计信息，自行车的全球年产量大致为I亿辆。在当今，该行业呈现出正经历着稳步增长，这部分是由于娱乐和城市运输的自行车的越来越多的使用推动的。特别地，世界范围应用的电动自行车或e_自行车也由于城市人口认识到以化石作为燃料的运输行业对环境的影响和管理机动化运输的新规定而呈现出快速增长。 传统电动自行车或e-自行车一般包括电动机和可再充电电池组，并且可以分成两类折叠电动自行车和全电动自行车。折叠电动自行车一般包括仅当骑车人踩踏板时才被致动的电动机，而另一方面，全电动自行车仅当在机动化动力而不踩踏板时能够被操作。随着电动自行车使用的逐步增加，骑车人可能希望使他们现有的踏板自行车机动化。但是，用于自行车的传统的电动改装套件通常包括彼此单独地安装的大的、笨重的电池组和电动机。这样，线束必须安装在自行车框架上以从电池组向电动机以及用于控制自行车的另外的导线提供电力。
技术实现思路
本申请的实施例部分地涉及在城市流动性区域内具有多种应用的混合式传感器启动和自主电动车轮及其相关系统。特别地，本文中说明的混合式传感器启动和自主电动车轮的实施例包括集成在单个紧凑毂单元内的多个系统和装置，其可被改装到许多类型的轮式车辆中。这样，本文中说明的车轮能够以“即插即用”方式安装至各种类型的自行车或轮式车辆上，以便将现有传统...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.04 US 61/266,862;2009.12.06 US 61/267,074;1.一种电气机动化的、可改装的车辆车轮，包括 连接至轮辋的机动化毂单元；和 机械联接机构，所述机械联接机构构造和布置成将所述机动化毂单元紧固至非机动化轮式车辆。2.根据权利要求I所述的车轮，其中，所述机械联接机构还被构造和布置成将所述机动化毂单元无线地紧固至非机动化轮式车辆。3.根据权利要求I所述的车轮，其中，所述非机动化轮式车辆包括自行车。4.根据权利要求I所述的车轮，其中，所述机动化毂单元包括 电动机； 控制单元，所述控制单元配置成控制所述电动机的驱动转矩；以及 电源，所述电源电连接至所述控制单元和所述电动机。5.根据权利要求4所述的车轮，其中，所述电动机、所述控制单元和所述电源设置在所述机动化毂单元的外壳内。6.根据权利要求4所述的车轮，还包括转矩传感器，所述转矩传感器配置成确定施加到所述机动化轮毂的链轮上的转矩，其中，所述控制单元响应于所述施加的转矩来调整所述电动机的驱动转矩。7.根据权利要求4所述的车轮，进一步地，其中，所述控制单元响应于从无线控制单元或蜂窝电话无线地接收的指令信号来调整所述电动机的驱动转矩。8.一种电气机动化的自行车车轮，包括 轮辋； 轮毂，所述轮毂包括 电动机； 电池组；以及 控制单元，所述控制单元配置成控制所述电动机的驱动转矩；以及 多个车轮辐条，所述多个车轮辐条将所述轮辋连接至所述轮毂， 其中，所述电动机、所述电池组和所述控制单元定位在所述轮毂内。9.根据权利要求8所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述电动机包括无框架旋转电机。10.根据权利要求8所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述电动机包括转子和定子。11.根据权利要求8所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述电池组包括多个可再充电电池单元。12.根据权利要求11所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述多个可再充电电池单元包括多个锂聚合物电池。13.根据权利要求8所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述电池组包括至少两个串联的可再充电电池的至少两个并联的组。14.根据权利要求13所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述至少两个串联的可再充电电池的至少两个并联的组包括六个串联的可再充电电池的三个并联的组。15.根据权利要求8所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述电池组能够从所述轮毂拆卸。16.根据权利要求8所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂还包括轮毂齿轮系统。17.根据权利要求16所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂齿轮系统包括自动换档系统。18.根据权利要求17所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述自动换档系统包括3速自动换档系统。19.根据权利要求16所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂齿轮系统包括手动换档系统。20.根据权利要求16所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂齿轮系统部分地定位在所述轮毂内。21.根据权利要求16所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂齿轮系统包括至少一个齿轮链轮，所述至少一个齿轮链轮构造和布置成接合自行车链。22.根据权利要求21所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述自行车链布置成接合踏板链轮，并且其中，所述踏板链轮连接至自行车踏板。23.根据权利要求22所述的电气机动化的自行车车轮，其中，施加到所述自行车踏板上的骑车人转矩被传递至所述轮毂齿轮系统的所述至少一个齿轮链轮。24.根据权利要求16所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂还包括连接至所述轮毂齿轮系统的倒轮式刹车。25.根据权利要求24所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述倒轮式刹车构造和布置成紧固至自行车车架。26.根据权利要求24所述的电气机动化的自行车车轮，其中，通过所述倒轮式刹车和所述内轮毂齿轮系统产生机械制动。27.根据权利要求24所述的电气机动化的自行车车轮，其中，响应于向后踩踏板致动机械制动。28.根据权利要求8所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述多个车轮辐条中的每一个的第一端部和第二端部连接至所述轮辋，所述多个车轮辐条中每一个的弯曲部分与所述轮毂的弯曲的辐条凹穴接口。29.根据权利要求28所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述弯曲的辐条凹穴形成在所述轮毂的外侧表面中。30.根据权利要求28所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述多个车轮辐条中的每一个的所述弯曲部分定位在所述多个车轮辐条中的每一个的中点处。31.根据权利要求28所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述多个车轮辐条的角度在大约20度与大约60度之间的范围内。32.根据权利要求31所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述角度的顶点形成在所述多个车轮辐条中的每一个的所述弯曲部分处。33.根据权利要求31所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述多个车轮辐条的所述角度为大约40度。34.根据权利要求8所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述多个车轮辐条包括第一组车轮辐条和第二组车轮辐条。35.根据权利要求34所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述第一组车轮辐条和所述第二组车轮辐条的第一端部和第二端部连接至所述轮辋，所述第一组车轮辐条中的每一个的弯曲部分与所述轮毂的第一外侧表面上的弯曲的辐条凹穴接口，所述第二组车轮辐条中的每一个的弯曲部分与所述轮毂的第二外侧表面上的弯曲的辐条凹穴接口。36.根据权利要求35所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述第一组车轮辐条和第二组车轮辐条围绕所述轮辋的内圆周交替地连接。37.根据权利要求8所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂还包括可拆卸的电池盖。38.根据权利要求8所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂包括碾磨的铝轮毂。39.根据权利要求8所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂包括旋转单元和静止单元。40.根据权利要求39所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述旋转单元相对于所述轮辋旋转。41.根据权利要求39所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述多个车轮辐条连接至所述旋转单元的外侧表面。42.根据权利要求39所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述电动机的定子紧固至所述静止单元。43.根据权利要求39所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述电动机的转子紧固至所述旋转单元。44.一种电气机动化的自行车车轮，包括 轮辋； 轮毂，所述轮毂包括 电动机，所述电动机具有转子和定子； 轮毂齿轮系统，所述轮毂齿轮系统连接至所述转子和所述定子中的一个； 转矩感测系统； 电池组；以及 控制单元，所述控制单元配置成控制所述电动机的驱动转矩；以及 多个车轮辐条，所述多个车轮辐条将所述轮辋连接至所述轮毂， 其中，所述电动机、所述转矩感测系统、所述电池组和所述控制单元定位在所述轮毂内。45.根据权利要求44所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述转矩感测系统构造和布置成测量施加到所述轮毂齿轮系统上的骑车人转矩。46.根据权利要求44所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述转矩感测系统构造和布置成测量所述轮毂齿轮系统的旋转速度。47.根据权利要求44所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂齿轮系统包括自动换档系统。48.根据权利要求47所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述自动换档系统包括3速自动换档系统。49.根据权利要求44所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂齿轮系统包括手动换档系统。50.根据权利要求44所 述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂齿轮系统部分地定位在所述轮毂内。51.根据权利要求44所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂齿轮系统包括至少一个齿轮链轮，所述至少一个齿轮链轮布置成接合自行车链。52.根据权利要求44所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述转矩感测系统包括紧固至所述轮毂齿轮系统的内套筒。53.根据权利要求52所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述内套筒焊接在所述轮毂齿轮系统上。54.根据权利要求52所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述内套筒相对于所述轮毂齿轮系统旋转。55.根据权利要求52所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述转矩感测系统还包括外套筒和接近传感器。56.根据权利要求55所述的电气机动化的自行车车轮，其中，当向所述内套筒和外套筒中的一个上施加转矩时，所述内套筒沿顺时针方向或逆时针方向旋转。57.根据权利要求56所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述内套筒的所述旋转使得所述内套筒的斜面向上或向下骑乘在所述外套筒的斜面上。58.根据权利要求57所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述内套筒与所述外套筒之间的相互作用影响所述内套筒相对于所述外套筒的横向位移。59.根据权利要求58所述的电气机动化的自行车车轮，其中，从所述内套筒与所述外套筒之间的横向位移获得所述骑车人转矩。60.根据权利要求55所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述接近传感器确定所述内套筒与所述外套筒之间的横向位移。61.根据权利要求44所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述转矩感测系统包括 内套筒、外套筒和位移传感器。62.根据权利要求61所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述位移传感器包括弹簧/弹性体和压力传感器。63.根据权利要求62所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述弹簧/弹性体和所述压力传感器设置在所述外套筒上。64.根据权利要求44所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述转矩感测系统包括内套筒、外套筒和速度传感器，其中，所述速度传感器包括霍尔效应传感器和以交替构造设置在所述内套筒的外表面上的多个磁体。65.根据权利要求65所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述外套筒包括弹簧/弹性体机构，所述弹簧/弹性体机构设置在所述外套筒的筒形外壳中，并且配置成提供间隙区域，使得所述内套筒的槽口能够定位在所述间隙区域中。66.一种电气机动化的自行车车轮，包括 轮辋；轮毂，所述轮毂包括 电动机，所述电动机包括转子和定子； 轮毂齿轮系统，所述轮毂齿轮系统连接至所述转子和所述定子中的一个； 电池组；以及 控制单元，所述控制单元配置成响应于施加到所述轮毂齿轮系统上的骑车人转矩来控制所述电动机的驱动转矩；以及 多个车轮辐条，所述多个车轮辐条将所述轮辋连接至所述轮毂， 其中，所述电动机、所述电池组和所述控制单元定位在所述轮毂内。67.根据权利要求66所述的电气机动化的自行车车轮，其中，当骑车人经由自行车踏板向所述轮毂齿轮系统施加正转矩时，所述控制单元指令所述电动机以预定量补充由所述骑车人施加的所述正转矩。68.根据权利要求66所述的电气机动化的自行车车轮，其中，当骑车人经由自行车踏板向所述轮毂齿轮系统施加负转矩时，所述控制单元指令所述电动机在所述轮毂齿轮系统上产生负转矩。69.根据权利要求68所述的电气机动化的自行车车轮，其中，当在所述轮毂齿轮系统上产生所述负转矩时，所述电动机配置为发电机。70.根据权利要求69所述的电气机动化的自行车车轮，其中，当产生所述负转矩时由所述电动机产生的能量被传递并存储在所述电池组中。71.根据权利要求66所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂齿轮系统包括自动换档系统。72.根据权利要求71所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述自动换档系统包括3速自动换档系统。73.根据权利要求66所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂齿轮系统包括手动换档系统。74.根据权利要求66所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂齿轮系统部分地定位在所述轮毂内。75.根据权利要求66所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述轮毂齿轮系统包括至少一个齿轮链轮，所述至少一个齿轮链轮布置成接合自行车链。76.根据权利要求66所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述控制单元包括至少一个环境传感器系统。77.根据权利要求76所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述至少一个环境传感器系统包括选自包含气体分析器、微粒传感器、温度传感器、湿度传感器和噪音传感器的组的至少一个传感器系统。78.根据权利要求77所述电气机动化的自行车车轮，其中，所述控制单元配置成收集和储存环境传感器系统数据。79.根据权利要求78所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述控制单元还包括能够访问移动/蜂窝数据网络的通讯系统单元。80.根据权利要求79所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述控制单元还被配置成经由所述移动/蜂窝数据网络向一个或多个因特网连接系统传送环境传感器系统数据。81.根据权利要求66所述的电气机动化的自行车车轮，其中，所述控制单元包括能够接收位置和时间数据的全球定位系统单元。82.—种制造车轮辐条的方法，包括 在圆柱辊和夹紧装置之间夹紧辐条；以及 围绕所述圆柱辊在中点处弯曲所述辐条， 其中，所产生的弯曲辐条具有在大约20度和大约60度之间的角度，所述角度的顶点形成在所述辐条的所述中点处。83.根据权利要求82所述的方法，其中，所述圆柱辊包括PVC管。84.根据权利要求82所述的方法，其中，所述圆柱辊包括金属管。85.根据权利要求82所述的方法，其中，所述圆柱辊包括实心辊。86.根据权利要求82所述的方法，其中，所述夹具包括螺旋夹具。87.根据权利要求82所述的方法，其中，所述夹具包括工业夹。88.根据权利要求82所述的方法，其中，所述夹具包括一对夹钳。89.根据权利要求82所述的方法，其中，所述辐条的第一端部和第二端部加工有螺纹。90.一种车轮，包括 轮辋； 不包括辐条法兰的轮毂；以及 多个弯曲的车轮辐条，所述多个弯曲的车轮辐条在两个端部具有螺纹，并且将所述轮辋连接至所述轮毂。91.根据权利要求90所述的车轮，其中，所述多个车轮辐条中的每一个的第一端部和第二端部连接至所述轮辋，所述多个车轮辐条中每一个的弯曲部分与所述轮毂的弯曲的辐条凹穴接口。92.根据权利要求90所述的车轮，其中，所述弯曲的辐条凹穴形成在所述轮毂的外侧表面中。93.根据权利要求90所述的车轮，其中，所述多个车轮辐条中的每一个的所述弯曲部分定位在所述多个车轮辐条中的每一个的中点处。94.根据权利要求90所述的车轮，其中，所述多个车轮辐条的角度在大约20度与大约60度之间的范围内。95.根据权利要求94所述的车轮，其中，所述角度的顶点形成在所述多个车轮辐条中的每一个的所述弯曲部分处。96.根据权利要求94所述的车轮，其中，所述多个车轮辐条的所述角度为大约40度。97.根据权利要求90所述的车轮，其中，所述多个车轮辐条包括第一组车轮辐条和第二组车轮辐条。98.根据权利要求97所述的车轮，其中，所述第一组车轮辐条和第二组车轮辐条的第一端部和第二端部连接至所述轮辋，所述第一组车轮辐条中的每一个的弯曲部分与所述轮毂的第一外侧表面上的弯曲的辐条凹穴接口，所述第二组车轮辐条中的每一个的弯曲部分与所述轮毂的第二外侧表面上的弯曲的辐条凹穴接口。99.根据权利要求90所述的车轮，其中，所述第一组车轮辐条和第二组车轮辐条围绕所述轮辋的内圆周交替地连接。100.根据权利要求90所述的车轮，其中，所述多个车轮辐条中的每一个的第一端部和第二端部连接至所述轮辋，所述多个车轮辐条中的每一个的弯曲部分与设置在所述轮毂的外壳内的密闭通道接口。101.根据权利要求90所述的车轮，其中，所述多个车轮辐条中的每一个的第一端部和第二端部连接至所述轮辋，所述多个车轮辐条中的每一个的弯曲部分与从所述轮毂的外壳向外延伸的突出部或钩形物接口。102.根据权利要求90所述的车轮，其中，所述多个车轮辐条中的每一个的第一端部和第二端部连接至所述轮辋，所述多个车轮辐条中每一个的弯曲部分与所述轮毂的外部夹具接口。103.根据权利要求I所述的车轮，其中，所述机动化毂单元经由多个车轮辐条连接至所述轮辋。104.根据权利要求I所述的车轮，其中，所述车轮辐条承受张力和压缩中的一种。105.根据权利要求I所述的车轮，其中，所述机动化毂单元经由网眼材料连接至所述轮辋。106.根据权利要求I所述的车轮，其中，所述机动化毂单元经由圆盘连接至所述轮辋。107.根据权利要求66所述的电气机动化的自行车车轮，其中，基于从设置在所述链轮与所述轴之间的圆形压力传感器或多个压力传感器获取的转矩测量值致动所述车轮。108.根据权利要求66所述的电气机动化的自行车车轮，其中，基于通过测量所述车轮轴或轮轴的弯曲获得的转矩测量值致动所述车轮。109.一种电气机动化的、可改装的车辆车轮，包括 连接至轮辋的机动化毂单元；和 机械联接机构，所述机械联接机构构造和布置成将所述机动化毂单元紧固至非机动化轮式车辆。110.根据前述权利要求中的至少一项所述的车轮，其中，所述机械联接机构还被构造和布置成将所述机动化毂单元无线地紧固至非机动化轮式车辆。111.根据前述权利要求中的至少一项所述的车轮，其中，所述非机动化轮式车辆包括自行车。112.根据前述权利要求中的至少一项所述的车轮，其中，所述机动化毂单元包括 电动机； 控制单元，所述控制单元配置成控制所述电动机的驱动转矩；以及 电源，所述电源电连接至所述控制单元和所述电动机。113.根据前述权利要求中的至少一项所述的车轮，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·拉蒂，A·拜德曼，C·L·奥兰姆，
申请(专利权)人：麻省理工学院，
类型：发明
国别省市：
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