CN100383013C - 电动摩托车/电动自行车中置式传动传感装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动摩托车/自行车中置式传动传感装置，包括上箱体、下箱体、端盖、电机，与电机轴配合的减速机构、与减速机构配合的中轴、空套在中轴上的主动圆锥齿轮、与中轴垂直的驱动轴、设在驱动轴上的从动圆锥齿轮和驱动链轮，其特征在于：在中轴上设有位移传感组件，在中轴的外面设有与主动圆锥齿轮配合连接的传动轴筒；在传动轴筒中部设有位移传递组件，左部设有联轴器，在联轴器和减速机构之间设有超越离合器。本发明能在直接参与传动的过程中同步采集扭矩和转速信号，为控制器提供真实的数据，使电动机输出的扭矩与行驶状况始终处于最佳匹配状态、乘骑舒适，还能节省电能和保护蓄电池。

Description

电动摩托车/电动自行车中置式传动传感装置

技术领域

本发明涉及电动摩托车部件，具体涉及电动摩托车/电动自行车中置式传动传感装置。

背景技术

现有的电动摩托车大都配置有控制电动机工作的控制器。其控制器是根据驾驶者的人为操作指令直接通过手柄调整电流和电压，从而控制电动机工作的。驾驶者发出的各种指令往往与电机转速和最佳效率区间的工况特性直接相违背，同时也与电池的电化学放电特性也不相符，仅依据自己的经验判断操纵，由于人不可能准确地及时判断和掌握电动车辆在各种复杂工况下的速度、负载变化关系，就不可能对加速、减速、匀速、顺风、逆风、轻载荷、中载荷、重载荷、平路、爬坡、下坡等以及过度性的变化进行准确恰当的操作。因此，这种控制往往是不准确的，有时甚至是错误的。这是造成现有的电动车辆电动机效率低和返修率高的主要原因，同时也是造成蓄电池大电流过度和深度放电，缩短电动机和蓄电池的使用寿命的重要因素。

现有的电动摩托车驱动系统存在的问题是：轮毂式电机都装在后轮心部，使许多实用和新技术无法融入传动系统中，尤其是没有燃油摩托车和汽车最关键的机械传动系统减速增矩传动作用，完全依赖于电池的电容量产生的电力来克服负荷和阻力，极易造成电池和电机的损害。这是影响电动摩托车骑行的舒适性、加速性的(除电池以外)一个最主要原因，从而大大地缩小和削弱了电动摩托车的功能和使用范围，使电动摩托车难以和同类燃油摩托车比拟，且维修困难，成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动摩托车/自行车中置式传动传感装置，能在直接参与传动的过程中同步采集扭矩和转速信号，为控制器及时准确地控制电动机的输出功率提供真实的数据，保护蓄电池。

本发明所述的电动摩托车/自行车中置式传动传感装置，包括上箱体、下箱体、端盖、与端盖连接的电机、与电机轴配合的减速机构、一端与减速机构的中心轮套配合的中轴、空套在中轴另一端的主动圆锥齿轮、设在箱体上并与中轴垂直的驱动轴、设在驱动轴中部并与主动圆锥齿轮啮合的从动圆锥齿轮，设在驱动轴一端的驱动链轮，电机的电源导线与蓄电池和控制器连接。其特征在于：

在中轴的中部设有位移传感组件，该传感组件的第一传感器设在中轴上的第一槽口内的右端，在第一槽口部位设有平面轴承；该传感组件的第一传感元件设在平面轴承的右侧，并与第一传感元件对应，第一传感器的传输导线从中轴右部的中心孔穿出与控制器连接；

在中轴的外面设有一传动轴筒，在传动轴筒中部的第二槽口部位设有由碟形弹簧、位移推板和回位弹簧组成的位移传递组件；传动轴筒的内壁与设在中轴左部的第一轴承和右部的第二轴承配合，传动轴筒的右端与主动圆锥齿轮配合连接；

在传动轴筒的左部设有由第一半联轴器和第二半联轴器组成的联轴器，第一半联轴器的右部设有梯形啮合齿，与第二半联轴器左部的梯形啮合齿配合；在联轴器和减速机构之间设有超越离合器。

所述的电动摩托车/自行车中置式传动传感装置，在上箱体内和传动轴筒上还设有由第二传感器和第二传感元件组成的速度传感组件；第二传感器为光电传感器，第二传感元件为光电反射板；第二传感器的传输导线与控制器连接。

所述的中置式电动摩托车传动传感装置，其减速机构由中心轮套、内齿圈和三个与两者啮合的行星齿轮组成。

所述的电动摩托车/自行车中置式传动传感装置，其特征在于：超越离合器的外环与联轴器的第一半联轴器为一体，其右侧面与内环及设在内环和外环之间的滚柱组成越离合器；减速机构的三个行星齿轮轴与越离合器的内环配合连接。

所述的电动摩托车/自行车中置式传动传感装置，其位移传递组件的碟形弹簧的右边与传动轴筒上的锁紧紧靠，左边与一端连接在第二半联轴器上的位移推板紧靠；位移推板的另一端穿过传动轴筒上的第二槽口和中轴中部的第一槽口，与平面轴承的一侧连接，回位弹簧套在中轴上，位于第二轴承和平面轴承之间。

所述的电动摩托车/自行车中置式传动传感装置，传动轴筒外面的左部沿轴向设有六道第一半圆弧槽，第二半联轴器内壁沿轴向设有六道与其对应的第二半圆弧槽；在每道对应的第一半圆弧槽和第二半圆弧槽之间设有2粒以上的钢球。采用这种结构，既能使传动轴筒与第二半联轴器同步旋转，又能灵活地左右移动，传递位移信号。

所述的电动摩托车/自行车中置式传动传感装置，其位移传感组件的第一传感器为线性霍尔传感器，第一传感元件为磁钢。

采用以上的结构，即可在直接参与传动的过程中传递位移信号和速度信号，这里的位移信号反映的是行驶阻力信号。电动机输出的扭矩传递路径是：电机→中心轮套→行星齿轮→超越离合器→第一半联轴器→第二半联轴器→传动轴筒→主动圆锥齿轮→从动圆锥齿轮→驱动轴→驱动链轮。

由于在传动轴筒外面的第一半圆弧槽与第二半联轴器内壁的第二半圆弧槽之间设有钢球，所以，传动轴筒同时与第二半联轴器同步旋转；由于第二半联轴器左端的第二梯形啮合齿与第一半联轴器右端的第一梯形啮合齿配合，所以，电动机输出的扭矩与后轮负荷在第一半联轴器与第二半联轴器的配合处交汇。在上坡时，行驶阻力增大，如果电动机输出的扭矩小于实际需要的扭矩，摩托车的转速与第一半联轴器的转速就会不一致，导致第二半联轴器与第一半联轴器的转速不一致，与其同步旋转的第二半联轴器则沿轴向向右移动，带动位移推板向右移动并压缩碟形弹簧和回位弹簧，使设在平面轴承上的第一传感元件与设在中轴的槽口右端的第一传感器之间的距离减小，第一传感器采集到的位移信号，即为实际需要输出扭矩的信号，并传输到控制器；与此同时，设在上箱体上的第二传感器，采集到设在传动轴筒右端上的第二传感元件反映的速度变化信号，也传输到控制器。

控制器根据收到的扭矩和速度信号进行处理后，发出增加输出功率的指令。在电动机输出的功率增加并逐步达到实际需要的过程中，位移推板在碟形弹簧和回位弹簧的作用下逐步向左移动，恢复原来的位置。如此周而复始，使电动机输出扭矩与摩托车的行驶状况始终处于最佳匹配状态，从而体现出自适应的特点。

本发明的优点是：能在直接参与传动的过程中同步采集扭矩和转速信号，为控制器及时准确地控制电动机的输出功率提供真实的数据，使电动机输出的扭矩与行驶状况始终处于最佳匹配状态、乘骑舒适，还能节省电能和保护蓄电池。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是传动轴筒的结构示意图。

图5是图4的右视图。

图6是第一半联轴器的结构示意图。

图7是图6的A-A剖视图。

图8是第二半联轴器的结构示意图。

图9是图8的左视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构作进一步的描述。

参见图1至图9，将从动圆锥齿轮9装在驱动轴8的中部，驱动轴8装在箱体上，驱动链轮10装在驱动轴的一端；

将位移传感组件的第一传感器11(采用线性霍尔传感器)安装在中轴上的第一槽口12内的右端，将平面轴承13装在中轴上的第一槽口部位，位移传感组件的第一传感元件14(采用磁钢)安装在平面轴承的右侧，并使第一传感器的传输导线15从中轴右部的中心孔穿出与控制器连接；

将传动轴筒16套在中轴6的外面，使传动轴筒的内壁与设在中轴左部的第一轴承21和右部的第二轴承22配合；主动圆锥齿轮7空套在中轴6的一端并与传动轴筒的右端配合连接，主动圆锥齿轮7与装在驱动轴8中部的从动圆锥齿轮9啮合；

将位移传递组件的碟形弹簧18、位移推板19安装在传动轴筒中部的第二槽口17部位，碟形弹簧的右边与传动轴筒上的锁紧33紧靠，位移推板的一端穿过传动轴筒上的第二槽口17和中轴上的第一槽口12，与平面轴承13的一侧紧靠；回位弹簧20装在中轴上，一端与第一传感元件14的固定座紧靠、另一端与第二轴承22紧靠；

将左部设有梯形啮合齿的第二半联轴器24与传动轴筒16的左部配合，并在传动轴筒16外面的六道第一半圆弧槽34和第二半联轴器内壁沿轴向的六道与其对应的第二半圆弧槽35分别安装3粒的钢球36；右部设有梯形啮合齿的第一半联轴器23与第二半联轴器24左部的梯形啮合齿配合；

联轴器的第一半联轴器23作为超越离合器的外环，其右侧面与超越离合器的内环30及设在内环和外环之间的滚柱31组成越离合器；

减速机构由配合在电机轴上的中心轮套5、内齿圈28和三个与两者啮合的行星齿轮29组成，三个行星齿轮轴32与越离合器的内环30配合连接；

将速度传感组件的第二传感器25(采用光电传感器)安装在上箱体1内，速度传感组件的第二传感元件26(采用光电反射板)安装在传动筒16上，第二传感器的传输导线27与控制器连接；

上箱体1与下箱体2连接，端盖3连接在上箱体和与下箱体的一端，电机4连接在端盖3上，电机4的电源导线与蓄电池和控制器连接即可。

Claims (6)

1.电动摩托车/电动自行车中置式传动传感装置，包括上箱体(1)、下箱体(2)、端盖(3)、与端盖连接的电机(4)、与电机轴配合的减速机构、一端与减速机构的中心轮套(5)配合的中轴(6)、空套在中轴另一端的主动圆锥齿轮(7)、设在箱体上并与中轴垂直的驱动轴(8)、设在驱动轴中部并与主动圆锥齿轮啮合的从动圆锥齿轮(9)，设在驱动轴一端的驱动链轮(10)；电机(4)的电源导线与蓄电池和控制器连接；其特征在于：

在中轴(6)的中部设有位移传感组件，该传感组件的第一传感器(11)设在中轴上的第一槽口(12)内的右端，在第一槽口部位设有平面轴承(13)；该传感组件的第一传感元件(14)设在平面轴承的右侧，并与第一传感器对应，第一传感器的传输导线(15)从中轴右部的中心孔穿出与控制器连接；

在中轴(6)的外面设有一传动轴筒(16)，在传动轴筒中部的第二槽口(17)部位设有由碟形弹簧(18)、位移推板(19)和回位弹簧(20)组成的位移传递组件；该位移传递组件的碟形弹簧的右边与传动轴筒上的锁紧(33)紧靠，左边与一端连接在第二半联轴器上的位移推板紧靠；位移推板的另一端穿过传动轴筒上的第二槽口和中轴中部的第一槽口，与平面轴承的一侧连接；回位弹簧套在中轴上，一端与第一传感元件(14)的固定座紧靠、另一端与第二轴承(22)紧靠；传动轴筒的内壁与设在中轴左部的第一轴承(21)和右部的第二轴承(22)配合；

在传动轴筒的左部设有由第一半联轴器(23)和第二半联轴器(24)组成的联轴器，第一半联轴器的右部设有梯形啮合齿，与第二半联轴器左部的梯形啮合齿配合；在联轴器和减速机构之间设有超越离合器；传动轴筒的右端与主动圆锥齿轮(7)配合连接。

2.根据权利要求1所述的电动摩托车/电动自行车中置式传动传感装置，其特征在于：还包括由设在上箱体内的第二传感器(25)和设在传动轴筒上的第二传感元件(26)组成的速度传感组件；第二传感器为光电传感器，第二传感元件为光电反射板；第二传感器的传输导线(27)与控制器连接。

3.根据权利要求1或2所述的电动摩托车/电动自行车中置式传动传感装置，其特征在于：减速机构由中心轮套(5)、内齿圈(28)和三个与两者啮合的行星齿轮(29)组成。

4.根据权利要求1或2所述的电动摩托车/电动自行车中置式传动传感装置，其特征在于：超越离合器的外环与联轴器的第一半联轴器(23)为一体，其右侧面与内环(30)及设在内环和外环之间的滚柱(31)组成超越离合器；减速机构的三个行星齿轮轴(32)与超越离合器的内环(30)配合连接。

5.根据权利要求1或2所述的电动摩托车/电动自行车中置式传动传感装置，其特征在于：传动轴筒(16)外面的左部沿轴向设有六道第一半圆弧槽(34)，第二半联轴器(24)内壁沿轴向设有六道与其对应的第二半圆弧槽(35)；在每道对应的第一半圆弧槽和第二半圆弧槽之间设有2粒以上的钢球(36)。

6.根据权利要求1或2所述的电动摩托车/电动自行车中置式传动传感装置，其特征在于：位移传感组件的第一传感器(11)为线性霍尔传感器，第一传感元件(14)为磁钢。

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