阅读说明：本技术 一种模块化自行车 (Modular bicycle ) 是由 李书福 于 2019-10-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种模块化自行车,包括前轮模块、车架模块、后轮模块,前轮模块包括前轮,前轮的轮毂内设置有为自行车提供前驱电动助力的轮毂电机；车架模块与前轮模块可拆卸固定连接,车架模块设置有为轮毂电机提供电能的蓄电池；后轮模块与车架模块可拆卸固定连接,包括后轮、脚踩器和连接于后轮和脚踩器之间的轴传动组件。本发明将自行车设计为车架模块、与车架模块分别可拆卸连接的前轮模块和后轮模块,方便了自行车的组装和拆卸,也方便了损坏模块的拆除、单独维修或更换,提高了自行车的维护效率。在自行车前轮模块的前轮中安装轮毂电机,这不仅可以降低自行车的设计改造成本低,还有效地避免了轮毂电机对自行车整体结构的影响。(The invention provides a modular bicycle which comprises a front wheel module, a frame module and a rear wheel module, wherein the front wheel module comprises a front wheel, and a hub motor for providing front-drive electric power for the bicycle is arranged in a hub of the front wheel; the frame module is detachably and fixedly connected with the front wheel module, and is provided with a storage battery for supplying electric energy to the hub motor; the rear wheel module is detachably and fixedly connected with the frame module and comprises a rear wheel, a pedal device and a shaft transmission assembly connected between the rear wheel and the pedal device. The bicycle is designed into the frame module, and the front wheel module and the rear wheel module which are respectively detachably connected with the frame module, so that the assembly and the disassembly of the bicycle are facilitated, the disassembly, the independent maintenance or the replacement of a damaged module are facilitated, and the maintenance efficiency of the bicycle is improved. The hub motor is arranged in the front wheel of the front wheel module of the bicycle, so that the design and transformation cost of the bicycle can be reduced, and the influence of the hub motor on the whole structure of the bicycle is effectively avoided.)

一种模块化自行车

技术领域

本发明涉及自行车技术领域，特别是涉及一种模块化自行车。

背景技术

现在，随着共享单车越来越受到出行人员的青睐，自行车的需求和市场也随之越来越大。但时，目前的共享单车基本上是采用常规的自行车设计，而常规的自行车存在不易搬运、不易拆装、且容易损坏、维修复杂、重量较大等不同问题，这些问题大大增加了共享单车的维护运营成本。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的模块化自行车。

依据本发明一方面，提供了一种模块化自行车，包括：

前轮模块，包括前轮，所述前轮的轮毂内设置有为自行车提供前驱电动助力的轮毂电机；

车架模块，与所述前轮模块可拆卸固定连接，所述车架模块设置有为所述轮毂电机提供电能的蓄电池；

后轮模块，与所述车架模块可拆卸固定连接，包括后轮、脚踩器和连接于所述后轮和所述脚踩器之间的轴传动组件。

可选地，所述车架模块包括：

主车架，其上设置有后叉和车座，所述后叉与所述后轮可拆卸固定连接，所述车座用于承载乘车用户；

转向车架，与所述主车架可枢转连接，包括前叉和车把，所述前叉与所述前轮的中轴可拆卸固定连接，所述车把经所述前叉控制所述前轮转向。

可选地，模块化自行车还包括：控制器、与所述控制器电性连接的力矩传感器和/或踏频传感器，其中，

所述力矩传感器，设置于所述脚踩器的中轴，检测脚踩器的中轴处承受的脚踏力，将检测到的所述脚踏力转换为电信号传递至所述控制器；

所述踏频传感器，设置于所述脚踩器的中轴，检测脚踩器的中轴处承受的脚踏频率，将检测到的所述脚踏频率转换为电信号传递至所述控制器；

所述控制器，与所述轮毂电机电性连接，依据所述传感器传输的电信号控制所述轮毂电机的通电、断电和转速。

可选地，模块化自行车还包括：

第一智能车锁，设置于所述前轮，用于接收无线开、关锁控制信号，利用关锁控制信号将所述前轮锁止，以及利用开锁控制信号对所述前轮解锁。

可选地，模块化自行车还包括：

第二智能车锁，设置于所述车架模块靠近所述前轮的位置，用于接收无线开、关锁控制信号，利用关锁控制信号将所述车架模块与所述前轮锁止，以及利用开锁控制信号将所述车架模块与所述前轮解锁。

可选地，所述车架模块采用具有高强度性能的塑料车架模块。

可选地，所述轮毂电机采用无刷电机。

在本发明实施例中，通过对自行车进行模块化设计，将自行车设计为车架模块、与车架模块分别可拆卸连接的前轮模块和后轮模块，从而可以方便自行车的组装和拆卸，拆卸后的各模块体积小，便于储存及运输，对于存在损坏的任意模块可以方便地将相应模块拆除并进行单独维修或更换，提高了自行车的维护效率，节约了自行车的维护运营成本。另外，通过在自行车前轮模块的前轮中安装轮毂电机，以利用轮毂电机为自行车提供前驱电动助力，这不仅可以降低自行车的设计改造成本低，还有效地避免了轮毂电机对自行车整体结构的影响。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的

具体实施方式

。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的模块化自行车的结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的模块化自行车的前轮模块的结构示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的模块化自行车的车架模块的结构示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的模块化自行车的后轮模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种模块化自行车。参见图1至图4，模块化自行车包括前轮模块1、车架模块2、后轮模块3。并且，车架模块2与前轮模块1和后轮模块3分别可拆卸固定连接。

前轮模块1主要包括前轮11，前轮11的轮毂内设置有为自行车提供前驱电动助力的轮毂电机(图中未示出)。

车架模块2上设置有蓄电池(图中未示出)，蓄电池与轮毂电机电性连接，用于为轮毂电机提供电能。

后轮模块3包括后轮31、脚踩器32和连接于后轮31和脚踩器32之间的轴传动组件33，脚踩器32在骑车用户的脚踩力下转动，并通过轴传动组件33将动力传送至后轮31以带动后轮31的轮毂转动，实现行车前行。

在本发明实施例中，通过对自行车进行模块化设计，将自行车设计为车架模块、与车架模块分别可拆卸连接的前轮模块和后轮模块，从而可以方便自行车的组装和拆卸，拆卸后的各模块体积小，便于储存及运输，对于存在损坏的任意模块可以方便地将相应模块拆除并进行单独维修或更换，提高了自行车的维护效率，节约了自行车的维护运营成本。另外，通过在自行车前轮模块的前轮中安装轮毂电机，以利用轮毂电机为自行车提供前驱电动助力，这不仅可以降低自行车的设计改造成本低，还有效地避免了轮毂电机对自行车整体结构的影响。本发明实施例的轮毂电机可以采用无刷电机，当然也可以采用其他类型的电机，本发明实施例对此不做具体的限定。

参见图1和图3，在本发明一实施例中，车架模块2还可以包括主车架21和转向车架22，其中，主车架21上设置有后叉211和车座212，后叉211与后轮模块3的后轮31可拆卸固定连接，车座212用于承载乘车用户。转向车架22与主车架21可枢转连接，包括前叉221和车把222，且车把222固定设置在前叉221的上端，前叉221上部与主车架21可选转固定连接，前叉221下部与前轮11的中轴可拆卸固定连接，用户在骑行过程中通过左右转动车把222，以由转动的车把222控制前叉221旋转，进而由前叉221控制前轮11转向。

在本发明一实施例中，蓄电池设置在主车架21的底部，这样蓄电池既可以更近距离地为前轮11中的轮毂电机提供电能，而且还避免了蓄电池对用户的骑行影响，同时也不会影响车架模块2的整体美观性。

参见图1和图4，在本发明实施例中，后轮模块3的轴传动组件33包括有齿盘(图中未示出)、链条331和飞轮332，脚踩器32通过曲柄333与齿盘连接，飞轮332与齿盘通过链条331进行传动连接，当脚踩器32接收到用户的踩踏力后，脚踩器32通过曲柄333带动齿盘转动，齿盘通过链条331带动飞轮332转动，进而飞轮332控制后轮31转动。

在本发明一实施例中，为了减轻模块化自行车的自重，并有效保证自行车的自身强度，可以采用具有高强度性能的塑料车架模块2，如车架模块2采用碳纤维和塑料复合材料。当然车架模块2也可以采用低合金钢管制造等材料，本发明实施例对此不做具体的限定。

在本发明一实施例中，为了能够更好地为模块化自行车的行驶提供前驱电动助力，提高骑车用户的乘车体验，本发明实施例还可以在模块化自行车上设置控制器(图中未示出)和传感器(图中未示出)，并且控制器与位于前轮11的轮毂内的轮毂电机和传感器分别电性连接。通过传感器检测自行车的行驶参数和骑车用户的骑行参数，并将检测到的行驶参数和骑行参数转换为电信号，以由控制器依据任意传感器电信号来控制轮毂电机的通电、断电和转速，其中，轮毂电机的转速调整通过调整轮毂电机提供的前驱电动助力大小实现，从而为骑行用户提供更好的骑行体验。

在该实施中，骑车用户的骑行参数包括用户蹬脚踩器32的脚踏力大小和脚踏频率等，自行车的行驶参数可以包括自行车的车速等状态。传感器可以包括力矩传感器、踏频传感器、速度传感器中的至少一种。

力矩传感器可以设置于脚踩器32的中轴，力矩传感器通过检测脚踩器32的中轴处承受的脚踏力，从而可以将检测到的脚踏力转换为电信号传递至控制器。

踏频传感器也可以设置于脚踩器32的中轴，踏频传感器通过检测脚踩器32的中轴处承受的脚踏频率，从而可以将检测到的脚踏频率转换为电信号传递至控制器。

速度传感器可以设置在前轮11或者后轮31上，速度传感器通过检测前轮11或者后轮31的旋转速度，从而可以将检测到的速度转换为电信号并传递至控制器。

控制器与轮毂电机电性连接，能够依据任意传感器传输的电信号来控制轮毂电机的通电、断电和转速。

例如，自行车上设置有力矩传感器。通常用户在上坡骑行时，会加大力度蹬脚踩器32，因此，力矩传感器检测到脚踩器32的中轴处承受的脚踏力增大后，可以将检测到的增大脚踏力转换为增大的电信号并传递至控制器。控制器根据增大的电信号来控制轮毂电机增大转速，从而可以使用户能够更加省力的骑车上坡。

又例如，自行车上设置有踏频传感器和速度传感器。通常用户需要加速时，会增加踩踏脚踩器32的频率以使车速增大，因此，当踏频传感器检测到中轴处承受的脚踏频率增大，且速度传感器检测到的车速也增大时，通过将检测到的增大的脚踏频率和车速转换为增大的电信号并传递至控制器。控制器了解到用户需要加速，便会根据增大的电信号来控制轮毂电机增大转速，从而为自行车提供更大的前驱电动助力，以增加自行车车速。另外，当踏频传感器检测到中轴处承受的脚踏频率逐渐减小到零，且速度传感器检测到的车速也减小到零时，通过将检测到脚踏频率和车速转换为减小的电信号并传递至控制器。控制器了解到用户需要停车，便会根据电信号来控制轮毂电机断电。

当然，本发明实施还可以在自行车上设置其他类型的传感器与控制器电连接，用于检测自行车其他行驶参数或者用户的骑行参数，本发明实施例对此不做具体的限定。

本发明实施例中的控制器可以设置在主车架21底部与蓄电池紧邻的位置处，并且，还可以为控制器和蓄电池设置相应的容纳壳体，从而既方便了蓄电池对控制器的供电，又不影响车架模块2的整体美观性，而且还可以有效地保证控制器和蓄电池不会被轻易的损坏，起到对控制器和蓄电池的保护作用。

在本发明一实施例中，模块化自行车还包括第一智能车锁(图中未示出)，第一智能车锁可以设置于前轮11上。若模块化自行车的前轮11被第一智能车锁锁住，第一智能车锁可以通过接收来自控制终端的无线开锁控制信号对前轮11解锁。若模块化自行车的第一智能车锁未将前轮11锁住且处于解锁状态，第一智能车锁可以通过接收来自控制终端的无线关锁控制信号将前轮11锁止。

在本发明另一实施例中，模块化自行车还包括第二智能车锁(图中未示出)，第二智能车锁可以设置于车架模块2靠近前轮11的位置。第二智能车锁可以将前轮11锁在车架模块2上。若第二智能车锁将前轮11锁在车架模块2上，第二智能锁可以通过接收来自控制终端的无线开锁控制信号，利用开锁控制信号将车架模块2与前轮11解锁。若第二智能车锁未将前轮11锁在车架模块2上，第二智能锁可以通过接收来自控制终端的无线关锁控制信号，利用关锁控制信号将车架模块2与前轮11锁止。

在本发明实施例中，第一智能车锁和第二智能车锁中均可以设置GPS模块以实现对模块化自行车的远程定位。另外，第一智能车锁具有GPRS智能联网功能，其可以通过GPRS智能联网接收来自控制终端的控制信号。

该实施例中的控制终端可以包括智能手机、智能手表、平板电脑等等，本发明实施例对此不做具体限定。控制终端通过安装能够与智能车锁通信的APP，以利用APP获取智能车锁中GPS模块的远程定位信息，实现对自行车的远程定位。APP还可以通过GPRS智能联网向第一智能车锁、第一智能车锁分别发送开锁控制信号或者关锁控制信号，以控制第一智能车锁、第一智能车锁的开关状态。

另外，对于传感器检测到的行驶参数或用户的骑行参数还可以通过APP进行显示。并且，对于骑行的地图导航、模块化自行车上的电池电量等信息也可以通过APP进行显示，用户可以通过APP能够方便地了解当前的行驶参数、骑行参数、当前所处的位置、导航路径等多样化的信息，从而有效地帮助骑行用户了解模块化自行车以及与模块化自行车骑行相关的更多信息。

为了能够更加安全的对模块化自行车进行锁止和解锁，还可以将第一智能车锁和第二智能车锁与区块链技术进行结合。并且，若模块化自行车应用于目前备受瞩目的共享自行车，基于区块链的智能车锁还会大大方便对共享单车的监管。具体的，首先，通过模块化自行车运营方，如共享单车运营方构建区块链平台，利用区块链平台生成区块链。然后，对每一辆模块化自行车设定一个私钥，并形成一个账户。进而，通过将私钥HASH生成公钥并贴在模块化自行车上，与现有付款的二维码相结合。对于每一次用户扫码借车行为均形成一个特殊的交易，并将该交易存在区块链中。用户的租车记录可通过自己的私钥来获取。并且对于每辆模块化自行车的租用历史通过该模块化自行车对应的私钥解锁获取。

在租车过程中，用户通过控制终端向智能车锁发送开锁请求，通过私钥生成地址公钥，然后开锁请求以交易的形式发送到区块链网络，若公钥正确则智能车锁对模块化自行车解锁。在锁车过程中，当模块化自行车被智能车锁锁定后，智能车锁可以将其位置和锁定状态发送到模块化自行车的区块链平台，区块链平台可以将智能锁被锁定的事件记录在区块链上。

当然，还可以在第一智能车锁和第二智能车锁上设置密码按钮，若用户没有带智能手机，也可以通过密码按钮来输入密码实现对智能车锁的解锁。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以物理上相互独立，也可以两个或两个以上功能单元集成在一起，还可以全部功能单元都集成在一个处理单元中。上述集成的功能单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件或者固件的形式实现。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本发明的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本发明的保护范围。