电动自行车动力系复合行星齿轮组及环形齿轮踏板转矩反作用测量技术领域
本发明总体涉及的领域包括具有基于踏板力的推进系统的电动自行车。
发明内容
多个变型例可以包括一种电动自行车动力系，其包括：马达，包括转子和定子；曲
轴，操作性地连接到第一踏板组件和第二踏板组件；阶梯式行星齿轮组，包括太阳齿轮和至
少一个阶梯式小齿轮，阶梯式小齿轮具有彼此操作性地连接的第一部分和第二部分，并且
其中第一部分或第二部分操作性地连接到太阳齿轮，其中第一部分在接地的第一环形齿轮
内旋转，第二部分在第二环形齿轮内旋转；其中太阳齿轮被进一步操作性地连接到转子；其
中第二环形齿轮操作性地连接到曲轴及第一踏板组件和第二踏板组件；其中该至少一个阶
梯式小齿轮操作性地连接到承载架；且其中该承载架操作性地连接到链环，链轮操作性地
连接到链条，链条驱动后轮的后链轮。
多个变型例可以包括一种电动自行车，其包括：曲轴；操作性地连接到曲轴的第一
踏板组件和第二踏板组件；操作性地连接到曲轴的链环；操作性地连接到链环的链条；操作
性地连接到链条和后轮毂的后链轮；连接到后轮毂的后轮；马达，包括操作性地连接到曲轴
上的定子和转子；操作性地连接到马达的电池组；阶梯式行星齿轮组，包括太阳齿轮、至少
一个阶梯式小齿轮，该阶梯式小齿轮具有操作性地连接到彼此的第一部分和第二部分，并
且其中第一部分或第二部分操作性地连接到太阳齿轮，其中第一部分在第一环形齿轮内旋
转，第二部分在第二环形齿轮内旋转；其中太阳齿轮被进一步操作性地连接到转子；其中第
二环形齿轮操作性地连接到曲轴及第一踏板组件和第二踏板组件；其中该至少一个阶梯式
小齿轮操作性地连接到承载架；且其中承载架操作性地连接到链环，以驱动后链轮。
在下文提供的具体实施方式中，本发明范围内的其它示例性变型例将变得显而易
见。但应当理解，虽然公开了本发明范围内的变型例，但具体实施方式和具体实例仅用于说
明的目的，并不意在限制本发明的范围。
附图说明
通过具体描述和附图将更全面地理解本发明范围内的变型例的选择性实例，附图
中：
图1示出了根据多个变型例的一种电动自行车的侧视图。
图2示出了根据多个变型例的电动自行车动力系的示意图。
图3示出了根据多个变型例的图2所示的电动自行车动力系的杠杆图的示意图。
图4示出了根据多个变型例的一种机械机构的示意图。
图5示出了根据多个变型例的一种机械机构的示意图。
图6示出了根据多个变型例的一种机械机构的示意图。
图7示出了根据多个变型例的一种机械机构的示意图。
图8示出了根据多个变型例的一种电动自行车动力系的示意图。
图9示出了根据多个变型例的一种电动自行车动力系的示意图。
图10示出了根据多个变型例，图9所示的电动自行车动力系的杠杆图，指出了向前
方向和相反方向。
图11示出了根据多个变型例的一种电动自行车动力系的示意图。
图12示出了根据多个变型例，图11所示的电动自行车动力系的杠杆图，指出了向
前方向和相反方向。
图13示出了根据多个变型例的一种电动自行车动力系的示意图。
图14示出了根据多个变型例，图13所示的电动自行车动力系的杠杆图，指出了向
前方向和相反方向。
图15示出了根据多个变型例的一种电动自行车动力系的示意图。
图16示出了根据多个变型例，图15所示的电动自行车动力系的杠杆图，指出了向
前方向和相反方向。
图17示出了根据多个变型例的一种电动自行车动力系的示意图。
图18示出了根据多个变型例，图17所示的电动自行车动力系的杠杆图，指出了向
前方向和相反方向。
具体实施方式
以下变型例的具体实施方式仅是示例的性质，并不意在限制本发明的范围、其应
用或用途。
图1示出了可包括电动自行车30的多个变型例。在任意的多个变型例中，电动自行
车30可包括框架32，框架32可包括连接至座管36的顶管34。转向管38可从顶管34延伸。转向
管38可以操作性地连接至前叉40，前叉40可附接至前轮42。把手44可附接至转向管38并可
以用于通过前叉40控制前轮42的方向。控制杆46可以设置在把手44上并可构造和布置成与
一个或多个电子控制装置48、一个或多个机械机构E1、E2、E3、E4和/或马达52连通，如下面
将更详细讨论的。一个或多个电子控制装置48可包括电子处理部件用以接收输入信号和发
送出信号以控制电动自行车30的各种部件，这可包括发送输出信号以控制电动马达52的操
作。在多个变型例中，一个或多个电子控制装置48可包括存储器、处理器和软件和/或硬件
以处理输入信号并生成输出信号，且可包括公式、查找表或用于比较和处理数据的其它手
段。如果需要，还可在把手44上设置制动杆50。
电动自行车30可包括曲柄组件54，曲柄组件54可包括曲轴56，曲轴56具有连接到
曲轴56的第一踏板组件58和的第二踏板组件62。第一踏板组件58可包括第一脚踏板60，第
二踏板组件62可包括第二脚踏板64。链环或链轮CR可以操作性地连接至曲轴56用于驱动操
作性地连接至后链轮68的链条66，后链轮68可以操作性地连接至后轮72的后轮毂70。
电动自行车30可构造和布置成允许骑车者以完全顺时针或逆时针方向旋转来旋
转第一踏板组件58和第二踏板组件62以为电动自行车30提供动力，或者可以允许骑车者使
用具有基于踏板力的推进系统的马达52，其中第一踏板组件58和第二踏板组件62可以固定
在大约水平的位置使得骑车者可以通过沿顺时针或逆时针方向将力施加到附接至第一踏
板组件58的第一脚踏板58或者附接至第二踏板组件62的第二脚踏板64来提供直观的输入
命令。输入命令对骑车者是直观的并可类似于骑行非机动自行车，其中骑车者通过将力施
加到向前定位的脚踏板来将顺时针力施加到自行车曲轴56以沿着向前方向移动自行车，且
骑车者通过将力施加到向后定位的脚踏板60、64来将逆时针力施加到自行车曲轴56以减缓
电动自行车30的速度。
本文有关顺时针或逆时针的参引是相对于电动自行车30的右手侧作出的，其中操
作者面向电动自行车30移动的向前方向。
电动自行车30可以为两轮自行车、三轮自行车或四轮电动自行车，其具有构造和
布置成允许骑车者使用第一踏板组件58和第二踏板组件62来向其提供输入的曲柄组件54。
在多个变型例中，电动自行车30可包括可用于向前推进电动自行车30的电动马
达/发电机52，并还可包括再生系统以通过马达/发电机制动来发电。马达/发电机52可附接
至邻近踏板组件58、62、链环CR(或皮带环)和/或曲轴56的电动自行车30框架32。马达/发电
机52可包括任意多种类型的马达/发电机，包括但不限于，转轮环无刷马达。马达52可包括
定子M2和转子M1。转子M1可在定子M2内旋转，定子M2可以接地Gnd。马达52可以由任意数量
的电池组件53提供动力。在多个变型例中，一个或多个电子控制装置48可用于控制电动自
行车30的操作。阶梯式行星齿轮组76可以操作性地附接至马达52以及第一踏板组件58和第
二踏板组件62，且可以允许将踏板节奏(曲轴速度)过驱动传递(overdrive)至链环CR，并降
低至链环CR的马达速度。
参考图2，在多个变型例中，阶梯式行星齿轮组76可以包括太阳齿轮S1，太阳齿轮
S1可以操作性地附接到转子M1使得其可以通过来自马达52的输入而旋转。太阳齿轮S1还可
以操作性地连接到一个或多个阶梯式小齿轮78的第一部分P1，并且在其接收到来自马达52
的输入时可以在第一环形齿轮A1内旋转曲轴56和一个或多个阶梯式小齿轮78，第一环形齿
轮A1可以接地Gnd。在多个变型例中，一个或多个阶梯式小齿轮78的第一部分P1可以具有大
于一个或多个阶梯式小齿轮78的第二部分P2的直径。在多个变型例中，第一部分P1和第二
部分P2可以操作性地彼此连接。一个或多个阶梯式小齿轮78的第二部分P2可以操作性地连
接到第二环形齿轮A2并且可以在第二环形齿轮A2内旋转。在多个变型例中，第二环形齿轮
A2可以操作性地连接到曲轴56以及第一踏板组件58和第二踏板组件62，并且可以被构造和
布置成使得其可以接收来自第一踏板组件58和第二踏板组件62的转矩输入。一个或多个第
一小齿轮78还可以操作性地连接到承载架C并且可以被构造和布置成使得当一个或多个阶
梯式小齿轮78旋转时，其导致承载架C也旋转。承载架C可以操作性地连接到链环CR并且可
以被构造和布置成旋转链环CR，从而利用链条66驱动后轮72的后链轮68。在此布置中，链环
CR的尺寸可以小于用于电动自行车的典型链环，但是具有比典型的链环更低或等效的负载
同时维持更高的速度。
在多个变型例中，第一机械机构E1可以操作性地附接到第一踏板组件58和第二踏
板组件62。第一机械机构E1可以被构造和布置成使得当第一机械机构E1关闭或接合时，转
矩可以从马达52提供到曲轴56，或当第一机械机构E1打开时转矩可以由于第一踏板组件58
和第二踏板组件62的旋转提供到曲轴56。第一机械机构E1可以允许从马达/发动机52输入
到曲轴56而不反向驱动曲轴56。这可以允许来自马达/发动机52的高速输入。
在多个变型例中，第二机械机构E2可以用来控制第一踏板组件58和第二踏板组件
62的功能。第二机械机构E2可以操作性地连接到第一环形齿轮A1和转矩测量装置SG1(如下
文将讨论的)。第二机械机构E2可以给骑车者提供普通踏板、电子惯性滑行制动器或踏板力
调节感觉中的至少一种。第二机械机构E2可以是适用于提供以下至少一项的任何类型：(1)
允许第一踏板组件58和第二踏板组件62在顺时针和逆时针这两个方向上自由旋转；(2)锁
定第一踏板组件58和第二踏板组件62并且防止在顺时针和逆时针这两个方向上旋转；(3)
锁定第一踏板组件58和第二踏板组件62，防止在顺时针方向上移动并且允许在逆时针方向
上旋转；或(4)锁定第一踏板组件58和第二踏板组件62，防止在逆时针方向上移动但允许在
顺时针方向上旋转。在一个变型例中，第二机械机构E2可以是选择性单向离合器。
参考图4至图7，在多个变型例中，第二机械机构E2可以包括具有枢转地连接到其
的多个翼片82、84(第一翼片82和第二翼片84，或第一组翼片82和第二组翼片84)的基板80。
可以为每个翼片82、84设置弹簧86。弹簧86可以连接到翼片82、84并且连接到基板80以在一
个方向上偏置翼片82、84。可以设置具有轴或活塞88的螺线管或伺服机构，轴或活塞88可以
选择性地相对于翼片82、84中的一个从重叠位置中移出，使得弹簧86将翼片82、84向上偏
置，且翼片82、84接合可以位于基板80上方的盖92的肩部90。盖92可以操作性地连接到曲轴
56。盖92可以具有形成于其中的、由盖92中的特征限定的多个凹部94，使得多个凹部94中的
每一个均部分地由肩部90限定，翼片82、84可以抵靠肩部90锁定盖92并防止盖92在一个方
向上和/或另一方向上旋转。盖92可以操作性地连结到曲轴56以允许或防止盖92旋转。在多
个变型例中，第二机械机构E2可以被伺服机构控制，导致翼片82、84相对于形成于盖92中的
凹部94的肩部90移动进或移动出锁定位置。
图4是示出第二机械机构E2的示意图，其中翼片82、84相对于基板80在缩回位置
中，使得连结到曲轴56的盖92在顺时针和逆时针这两个方向上自由旋转。
图5是第二机械机构E2的示意图，其中第一翼片82(或第一组翼片82)和第二翼片
84(或第二组翼片84)是在升高位置中，使得它们接合形成于连结到曲轴56的盖92中的肩部
90，由此防止盖92和曲轴56在顺时针和逆时针这两个方向上移动。
图6是第二机械机构E2的示意图，其中第二翼片84(或第二组翼片84)是在相对于
基板80的升高位置中并且使得第二翼片84接合形成于盖92中的肩部90，防止盖92和曲轴56
顺时针移动。然而，第一翼片82(或第一组翼片82)是在相对于基板80的缩回位置中并且不
接合肩部90，且由此允许连结到其的盖92和曲轴56逆时针移动。
图7是第二机械机构E2的示意图，其中第一翼片82(或第一组翼片82)是在相对于
基板80的升高位置中并且使得第一翼片82接合盖92的肩部90，防止连结到其的盖92和曲轴
56逆时针移动。然而，第二翼片84(或第二组翼片84)是在相对于基板80的缩回位置中并且
不接合盖92的肩部90，且由此允许连结到其的盖92和曲轴56顺时针旋转。
再次参考图2，在多个变型例中，电动自行车30还可以包括第三机械机构E3，第三
机械机构E3可以操作性地附接到后轮毂70并且可以被构造和布置成将来自链环CR的转矩
输入连接到后轮毂70或与后轮毂70断开。当第三机械机构E3关闭时，后轮毂70可以操作性
地连接到后链轮68使得来自链环CR的转矩驱动后轮毂70，并且当第三机械机构E3打开时，
后轮毂70与后链轮68断开，允许后轮毂70和后链轮72惯性自由滑行而无反向驱动锁止。在
一个变型例中，第三机械机构E3可以是通常称为自由轮离合器的选择性单向离合器。
参考图17，在多个变型例中，电动自行车30可以任选地包括第四机械机构E4，第四
机械机构E4可以操作性地附接到转子M1并且可以被构造和布置成将太阳齿轮S1与转子M1
连接或从转子M1断开。当第四机械机构E4关闭时，转子M1可以操作性地连接到太阳齿轮S1
并且可以旋转太阳齿轮S1，这可以驱动阶梯式行星齿轮组PG1以驱动链环CR。当第四机械机
构E4打开时，转子M1和太阳齿轮S1可以断开。
在多个变型例中，弹簧SP可以操作性地连接到第一环形齿轮A1，其可以吸收静态
误用并且当第二机械机构E2可被锁定时可以为骑车者提供与踏板组件58、62的旋转成比例
的感觉。
参考图2和图3，在多个变型例中，用于测量转矩的装置SG1(包括但不限于应变计)
可以操作性地连接到阶梯式行星齿轮组PG1并且可以用来计算来自骑车者输入的反作用转
矩。用于测量转矩的装置SG1可以放置在第一环形齿轮A1上并且可以用来测量来自第一环
形齿轮A1并且可以与骑车者输入转矩TP成比例的反作用转矩Tr。骑车者输入转矩TP可以使
用以下公式进行计算：
ΣFx＝0:Tm–Tout+Tp+Tr＝0和ΣMGrd＝0:-Tp*c+Tout*b–Tm*a＝0，
其中Tr是经测量的，Tp是经输入的(未知)，Tout是未知的，Tm是已知的(马达)，Tout＝
Tp*c+Tm*a/b和Tp＝-Tr+Tout–Tm。用于测量转矩的装置SG1接着可以发送信号到电子控制装置
48，电子控制装置48可以使用骑车者输入转矩Tr来在惯性滑行器模式或再生制动模式期间
控制马达52的操作。
以上所述的电动自行车30可被选择性地构造并布置以提供以下模式中的至少一
个：(A)踏板辅助，其中检测转矩(以及任选地检测曲轴56的速度、位置、和方向)以及响应于
所检测的转矩(以及任选地所检测的曲轴56的速度和方向)由电动马达52提供对旋转曲轴
56的辅助；(B)利用与道路同步的自旋(spinning)马达52的惯性滑行，其中曲轴56从电动马
达52分离且骑车者不旋转电动自行车30的踏板组件58，62，但是车轮42，72和马达52自旋；
(C)不利用与道路同步的自旋马达52的惯性滑行，其中曲轴56不与马达52耦合并且马达52
不与链环CR耦合；(D1)具有再生制动模式的电子惯性滑行器，其中第一踏板组件58和第二
踏板组件62因旋转而锁定并且曲轴56从电动马达52分离且骑车者可将向后力施加到向后
踏板60，64，使得用于测量转矩的装置SG1测量输入反作用转矩TP并使得再生制动命令被发
送到马达52以产生反馈到电池组53的能量，这增加马达52的效率和范围；(D2)再生制动模
式，其中马达52减缓电动自行车30同时通过施加到向后踏板60，64的向后力或通过激活电
动自行车30上的开关或控制而将再生制动命令发送到马达52以产生反馈到电池组53的能
量，这提高了电池组53的效率并增加电池组53的范围；(E)踏板力调节(throttle)模式，其
中当锁定第二机械机构E2时测量曲轴56的顺时针转矩/力，并且其中检测由骑车者施加到
向前踏板60，64的力并用作马达52的调节输入；或(F)无反向驱动锁止的踏板模式，其中骑
车者可以顺时针方向旋转曲轴56以向前移动电动自行车30，并且骑车者可以以无反向驱动
锁止的自由自旋模式或在向后移动时锁定后轮72的方式逆时针方向旋转曲轴56。
图8示出根据多个变型例，图2中所示的电动自行车30的总体布置的示意图，其中
第二机械机构E2和第三机械机构E3每个为可选择的单向离合器。
以下表1示出根据多个变型例的电动自行车30的五个不同状态(状态1-5)以在操
作A-F的一个或多个模式下起作用或操作，并识别E1-E4的操作状态。
表1
图9和图10示出被构造和布置以实现表1中标识的状态1的电动自行车动力系74的
示意图和杠杆图。状态1可允许电动自行车30在以下模式中起作用或操作：(A)踏板辅助；
(B)利用与道路同步的自旋马达的惯性滑行；(D2)再生模式，或(F)无反向驱动锁止的踏板
模式。在状态1中，马达52的动力为开启。第一机械机构E1可为单向离合器E1，其可被关闭使
得后轮毂70的转矩由曲轴56提供。在状态1中，第二机械机构E2可被打开使得第一踏板组件
58和第二踏板组件62在顺时针/向前方向以及逆时针/向后方向上均可以旋转。在状态1中，
骑车者可惯性滑行，可以顺时针/向前方向旋转第一踏板组件58和/或第二踏板组件62以提
供到第二环齿轮A2的转矩，驱动承载架C、链环CR和马达52，或可在无反向驱动锁止时，以逆
时针/向后方向旋转第一踏板组件58和/或第二踏板组件62并可通过后踏板力(逆时针)提
供额外的再生制动。
图11和图12说明被构造和布置以实现表1中标识的状态2的电动自行车动力系74
的示意图和杠杆图。状态2可允许电动自行车30在以下模式下起作用或操作：(A)踏板辅助；
(C)利用与道路同步的自旋马达的惯性滑行(译者注：原文是否有误？根据[0043]段描述，C
应为不利用与道路同步的自旋马达52的惯性滑行)；或(F)无反向驱动锁止的踏板模式。在
状态2中，马达52的动力为开启。第一机械机构E1可为单向离合器E1，其可被关闭使得至后
轮毂70的转矩由马达52提供并且来自曲轴56的输入转矩可通过用于测量转矩的装置SG1检
测(译者注：原文此句语法是否有误？)。在状态2中，第二机械机构E2可被打开使得第一踏板
组件58和第二踏板组件62在顺时针/向前方向以及逆时针/向后方向均可以旋转。在状态2
中，骑车者可惯性滑行，可以顺时针/向前方向旋转第一踏板组件58和/或第二踏板组件62
以向马达52提供额外齿轮比，或可在无反向驱动锁止时以逆时针/向后方向旋转第一踏板
组件58和/或第二踏板组件62。第三机械机构E3可为单向离合器，其可被打开以断开后轮毂
70而不接收来自链环CR的转矩同时允许电动自行车30惯性滑行，并且第四机械机构E4可被
打开使得转子M1和太阳齿轮S1可以断开，以当骑车者以逆时针方向/向后方向蹬踏第一踏
板组件58或第二踏板组件62中的至少一个时，转子M1可不旋转，使得后轮毂70无反向驱动
锁止地自由惯性滑行。
图13和图14示出了被构造和布置以实现上述表1中标识的状态3的电动自行车动
力系74的示意图和杠杆图。状态3可以允许电动自行车30在以下模式中起作用或操作：(A)
踏板辅助；(B)利用与道路同步的自旋马达的惯性滑行；(D1)利用再生制动模式的电子惯性
滑行器；或(D2)再生模式。在状态3中，至马达52的动力开启。第一机械机构E1可以是单向离
合器E1，第一机械机构E1可以关闭时的至后轮毂70的转矩由马达52提供。在多个变型例中，
当骑车者顺时针蹬踏时，踏板的输入转矩可通过用于测量转矩的装置SG1检测，用于测量转
矩的装置SG1可以对马达52命令转矩。在状态3中，第二机械机构E2可被布置成使得第一踏
板组件58和第二踏板组件62可以顺时针/向前方向旋转，但是被阻止在逆时针方向/向后方
向旋转。在状态3中，骑车者可以惯性滑行，可以顺时针/向前方向旋转第一踏板组件58和/
或第二踏板组件62，或者可以将向后的力施加到第一踏板组件58或第二踏板组件62，以命
令再生制动。
图15和图16示出了被构造和布置以实现上述表1中标识的状态4的电动自行车动
力系74的示意图和杠杆图。状态4可以允许电动自行车30在以下模式下起作用或操作：(B)
利用与道路同步的自旋马达惯性滑行；(D1)利用再生制动模式电子惯性滑行；(D2)再生模
式；以及(E)踏板力调节。在状态4中，马达52动力为开启。第一机械机构E1可以是单向离合
器E1，其可被关闭，使得至后轮毂70的转矩由马达52提供。在状态4中，第二机械机构E2可被
布置成使得第一踏板组件58和第二踏板组件62被阻止在顺时针/向前方向和逆时针方向/
向后方向旋转。在状态4中，骑车者可以惯性滑行，可以将向前的力施加到第一踏板组件58
或第二踏板组件62以控制电动自行车30的速度，或者可以将逆时针/向后的力施加到第一
踏板组件58或第二踏板组件62以命令再生制动。
图17和图18示出了被构造和布置以实现上述表1中标识的状态5的电动自行车动
力系74的示意图和杠杆图。状态5可以允许电动自行车30在以下模式下起作用或操作：(A)
踏板辅助；(C)利用与道路同步的自旋马达惯性滑行(译者注：原文是否有误？根据[0043]段
描述，C应为不利用与道路同步的自旋马达52的惯性滑行)；或(F)无反向驱动锁止的踏板模
式。在状态5中，至马达52的动力为开启。第一机械机构E1可以是单向离合器E1，其可被关
闭，使得至后轮毂70的转矩由马达52提供，并且来自曲轴56的输入转矩可以通过用于测量
转矩的装置SG1检测(译者注：原文此句语法是否有误？)。在状态5中，骑车者可以惯性滑行，
可以在顺时针/向前方向旋转第一踏板组件58和/或第二踏板组件62以向马达52提供额外
的齿轮比，或者可以无反向驱动锁止地在逆时针/向后方向旋转第一踏板组件58和/或第二
踏板组件62。第三机械机构E3可以打开，以断开后轮毂70而不从链环CR接收转矩，并且还允
许电动自行车30惯性滑行，而第四机械机构E4可以打开，使得转子M1和太阳齿轮S1可以断
开，以便当骑车者逆时针方向/向后方向蹬踏第一踏板组件58或第二踏板组件62中的至少
一个时转子M1可以不旋转，使得后轮毂70可自由地惯性滑行而无反向驱动锁止。
变形例的以下描述仅例证性地说明被视为落在本发明范围内的部件、元件、动作、
产品和方法，而非以任何方式意在限制具体公开或未明确阐述的本发明范围。如本文所述
的部件、元件、动作、产品和方法可按不同于本文明确描述的方式进行组合和重新安排，而
仍然被视为是在本发明的范围内。
变型例1可以包括一种电动自行车动力系，其包括：马达，包括转子和定子；曲轴，
操作性地连接到第一踏板组件和第二踏板组件；阶梯式行星齿轮组，包括太阳齿轮和至少
一个阶梯式小齿轮，该阶梯式小齿轮具有操作性地连接到彼此的第一部分和第二部分，并
且其中第一部分或第二部分操作性地连接到太阳齿轮，其中第一部分在接地的第一环形齿
轮内旋转，第二部分在第二环形齿轮内旋转；其中太阳齿轮被进一步操作性地连接到转子；
其中第二环形齿轮操作性地连接到曲轴及第一踏板组件和第二踏板组件；其中该至少一个
阶梯式小齿轮操作性地连接到承载架；且其中该承载架操作性地连接到链环，该链轮又操
作性地连接到链条，该链条驱动后轮的后链轮。
变型例2可以包括如变型例1所述的电动自行车动力系，其中阶梯式行星齿轮组允
许以下中的至少一个：将踏板节奏过驱动传递到链环或降低传递到链环的马达转速。
变型例3可以包括如变型例1-2任一所述的电动自行车动力系，其中至少一个阶梯
式小齿轮的第一部分具有的第一直径大于至少一个阶梯式小齿轮的第二部分的第二直径。
变型例4可以包括如变型例1-3任一所述的电动自行车动力系，其中第二环形齿轮
被构造和布置成从第一踏板组件和第二踏板组件接收转矩输入。
变型例5可包括如变型例1-4中任一项所述的电动自行车动力系，进一步包括操作
性地连接至第一踏板组件和第二踏板组件的第一机械机构、操作性地连接至第一行星齿轮
组的第二机械机构、操作性地连接至后轮毂的第三机械机构或操作性地附接至转子的第四
机械机构中的至少一个。
变型例6可包括如变型例5所述的电动自行车动力系，其中第一机械机构、第二机
械机构或第三机械机构中的至少一个为选择性单向离合器。
变型例7可包括如变型例5-6中任一项所述的电动自行车动力系，其中第一机械机
构构造和布置成使得当第一机械机构打开时，曲轴通过第一踏板组件或第二踏板组件中的
至少一个的旋转而旋转，并且当第一机械机构关闭时，马达通过曲轴而旋转。
变型例8可包括如变型例5-7中任一项所述的电动自行车动力系，其中第一机械机
构构造和布置成在不对曲轴进行反向驱动的情况下允许从马达向曲轴进行输入。
变型例9可以包括如变型例5-8中任一项所述的电动自行车动力系，其中第二机械
机构构造和布置成允许以下中的至少一种：第一踏板组件和第二踏板组件在顺时针和逆时
针两个方向上自由旋转；阻止第一踏板组件和第二踏板组件在逆时针和逆时针方向上旋
转；阻止第一踏板组件和第二踏板组件在顺时针方向上旋转且允许其在逆时针方向上旋
转；或阻止第一踏板组件和第二踏板组件在逆时针方向上旋转且允许其在顺时针方向上旋
转。
变型例10可以包括如变型例5-9中任一项所述的电动自行车动力系，其中第三机
械机构构造和布置成使得当第三机械机构关闭时，后轮毂操作性地连接至后链轮，以接收
来自后链轮的转矩，并且当第三机械机构开启时，后轮毂从后链轮断开，以允许后轮毂自由
滑行。
变型例11可以包括如变型例1-10中任一项所述的电动自行车动力系，其中用于测
量转矩的装置操作性地连接至第一环形齿轮以测量第一环形齿轮的反作用转矩。
变型例12可包括如变型例11所述的电动自行车动力系，其中第一环形齿轮的反作
用转矩用于计算骑车者输入转矩以控制马达或再生制动系统中的至少一个的操作。
变型例13可以包括如变型例1-12中任一项所述的电动自行车动力系，进一步包括
操作性地连接至第二行星齿轮组的弹簧，当第二机械机构锁定第一踏板组件和第二踏板组
件使其不旋转时，第二行星齿轮组被构造和布置成吸收静态误用并为骑车者提供成比例的
感觉。
变型例14可以包括如变型例1-13中任一项所述的电动自行车动力系，其中电动自
行车动力系构造和布置成选择性地以以下模式中的至少一种操作：踏板辅助模式；利用与
道路同步的自旋马达的惯性滑行模式；不利用与道路同步的自旋马达的惯性滑行模式；电
子惯性滑行器/再生模式；再生模式；踏板调节模式；无反向驱动锁止模式的踏板模式；或者
安全锁定模式。
变型例15可包括一种电动自动车，其包括：曲轴；操作性地连接至曲轴的第一踏板
组件和第二踏板组件；操作性地连接至曲轴的链环；操作性地连接至链环的链条；操作性地
连接至链条和后轮毂的后链轮；连接至后轮毂的后轮；包括操作性地连接至曲轴的定子和
转子的马达；操作性地连接至马达的电池组；包括太阳齿轮和至少一个阶梯式小齿轮的阶
梯式行星齿轮组，该至少一个阶梯式小齿轮具有第一部分和第二部分，且其中该至少一个
阶梯式小齿轮操作性地连接至太阳齿轮，其中第一部分在接地的第一环形齿轮内旋转，第
二部分在第二环形齿轮内旋转；其中太阳齿轮操作性地连接至转子；其中第二环形齿轮操
作性地连接至曲轴以及第一踏板组件和第二踏板组件；其中该至少一个阶梯式小齿轮操作
性地连接至承载架；且其中该承载架操作性地连接至链环以驱动后链轮。
变型例16可以包括如变型例15所述的电动自行车，其进一步包括第一机械机构、
第二机械机构、第三机械机构或第四机械机构中的至少一种。第一机械机构操作性地附接
至第一踏板组件和第二踏板组件，并且构造且布置成使得当第一机械机构关闭时，至后链
轮的转矩由马达或第一踏板组件和第二踏板组件中的至少一个来提供，并且当第一机械机
构打开时，至后链轮的转矩由马达提供。第二机械机构操作性地连接至第二太阳齿轮，其中
第二机械机构构造且布置成选择性地提供以下中的至少一种：第一踏板组件和第二踏板组
件在顺时针和逆时针两个方向上自由旋转；在顺时针和逆时针两个方向上锁定第一踏板组
件和第二踏板组件；仅在顺时针方向上锁定第一踏板组件和第二踏板组件；或者仅在逆时
针方向上锁定第一踏板组件和第二踏板组件。第三机械机构操作性地附接至后轮毂，并且
构造且布置成使得当第三机械机构关闭时，后轮毂可以操作性地连接至后链轮，并且当第
三机械机构打开时，后轮毂从后链轮断开。第四机械机构操作性地附接至转子，并且构造且
布置成使得当第四机械机构关闭时，转子可以操作性地连接至太阳齿轮，并且当第四机械
机构打开时，太阳齿轮从转子断开。
变型例17可以包括如变型例15至变型例16中任一项所述的电动自行车，其进一步
包括用于测量转矩的装置，其操作性地连接至第一环形齿轮以当第二机械机构锁定第一踏
板组件和第二踏板组件使其不旋转时，确定惯性滑行模式或再生制动模式的踏板转矩方
向。
变型例18可以包括如变型例15至变型例17中任一项所述的电动自行车，其中电动
自行车构造且布置成选择性地以以下模式中的至少一种操作：踏板辅助模式；利用与道路
同步的自旋马达的惯性滑行模式；不利用与道路同步的自旋马达的惯性滑行模式；电子惯
性滑行器/再生模式；再生模式；踏板调节模式；无反向驱动锁止模式的踏板模式；或者安全
锁定模式。
本发明的范围内的优选变型例的以上描述本质上仅是说明性的，因此，其变型例
或变型例不被视为背离本发明的精神和范围。