CN101850824A

CN101850824A - 一种中轴位置嵌入式电机驱动形式的电动单车

Info

Publication number: CN101850824A
Application number: CN200910038264A
Authority: CN
Inventors: 谢庆生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2010-10-06

Abstract

一种中轴位置嵌入式电机驱动形式的电动单车，在单车车架的中轴位置将安装中轴的管座径向扩大为能够嵌入电机元件的框体，该框体既是电机的外壳也是机座，与车架一体化设计；框体内嵌入电机的定子及其绕组以及转子等元件，电机轴向两端的两个侧盖板与外壳紧密配合并用螺栓紧固，电机转子轴与两个侧盖板之间安装轴承，在轴承的作用下使转子能够自由运转，转子轴的延伸端安装链轮，并通过链条与后轮联动，通过电池供电和控制器控制使电机启动运行，从而驱动车辆行驶。电机安装在车架的中轴位置，经过前后轮的避震装置很大程度地减轻了对电机的伤害，也更有利于维护和维修，而且整车可以做到更轻便，使结构更加合理化，从而提高整机性能和使用寿命。

Description

一种中轴位置嵌入式电机驱动形式的电动单车

技术领域

本发明属于电动车技术领域，涉及一种中轴位置嵌入式电机驱动形式的电动单车。

背景技术

我国电动单车的发展历经十多年的摸爬滚打后仍不知何去何从，如今市场上流行的所谓的电动自行车几乎都是超重超速的载重型车，在很大程度上已经偏离了国家标准，已逐渐向电动摩托车演变；所以，目前正处于驴不是驴马不是马的驴马不分的发展阶段。因此，参考国内外相关标准和流行时尚动态，抓住发展机遇，研发有自主知识产权的新型产品，推出更加实用、轻便、美观和时尚的全电动或电助动单车，于环保，于交通管理，于人们的交通更加便利都是具有积极性意义的。

目前，市面上的电动单车大部分是轮毂电机驱动，后置电机链驱动和中置附加电机链驱动等形式已经很少见。通过分析，现有技术主要存在以下方面的缺陷和不足：

1、现有技术中，无论是轮毂电机驱动形式还是中置或后置电机链传动形式的电动自行车，都是电机动力输出直接与后轮实现联动的，这样，车辆的行驶速度只能靠调整电机转速来控制；然而，由于车辆骑行时经常运行于起动-加速-恒速-减速-制动等一系列反复动作状态，而恒速状态常常是十分短暂的，于是，即使是再好的电机其调速范围都是很有限的，何况在低速区和过载时的效率是很低的，所以，这种变化对电机的影响很大，对其电气性能要求也很高高；尤其行驶于繁华的市区和复杂的道路以及爬坡时，仅靠控制电机速度这单一条件的变速方式是根本无法适应这种苛刻需求的，从而，极容易损坏电机而影响车辆的整体性能和降低使用寿命。

2、后置轮毂电机的无传动机构虽然减少了机械损耗，但由于其本身的重量比其它电机重而且又没有经过避震装置，导致电机振动过大而损坏电机元件，从而影响车辆的使用性能和寿命。

3、由于后置轮毂电机是与后轮轮框一体设计的，所以，轮框损坏时必须一起更换电机转子，造成维护困难和维修成本偏高等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中轴位置嵌入式电机驱动形式的电动单车，对现有技术所存在之缺陷作出有针对性地改进和优化，从而有利于促进电动单车的发展和进步，以满足日益提高的环保要求和生活需求。

为实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种中轴位置嵌入式电机驱动形式的电动单车，主要由单车本体和电动机元件及其控制系统以及蓄电池等组成。在单车车架的中轴位置将安装中轴的管座径向扩大为能够嵌入电机元件的框体，该框体既是电机的外壳也是机座，又是车架的一部分，与车架一体化设计；框体内嵌入电机的定子及其绕组以及转子等元件，电机轴向两端的两个侧盖板与外壳紧密配合并用螺栓紧固，电机转子轴与两个侧盖板之间安装轴承，在轴承的作用下使转子能够自由运转，转子轴的延伸端安装链轮，并通过链条与后轮联动，通过电池供电和控制器控制使电机启动运行，从而驱动车辆行驶。为了提高车辆的适应能力，在电机机体内同时配置多挡位变速机构，通过脚踩换档而满足不同路况的速度要求。为了实现电机助力型单车，将原电机转子轴设计成一空心轴，并在该空心轴内套装原单车脚踏曲柄中轴，中轴与转子空心轴之间安装钢球以及棘轮机构，使转子空心轴与踏板曲柄中轴之间通过钢球和棘轮机构的作用实现定向联动，电机动力输出链轮安装在转子空心轴轴向延伸的一端，这样，在电机驱动时，电机转子不会拖动中轴运转，从而实现电机与人力双驱动。

采用上述新形式的传动方案后，与现有技术相比具有以下进步性特点：

1、中轴位置嵌入式电机驱动形式实现了电机动力变挡变速控制，在很大程度上提高了车辆的适应能力，并且能够通过套用和借鉴燃油摩托车的设计方案将电动助力单车顺利地向电动摩托车过渡，使电动摩托车的发展提升到一个更高的起点，从而节省大量的研发费用和实验时间。

2、中轴位置嵌入式电机驱动形式十分有利于维护和维修，而且整车可以做到最轻便，使结构更加合理化，从而节省能耗和提高整机性能。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明嵌入式电机的对称剖面图；

图3是本发明嵌入式电机的半截面图；

图4是本发明助力型单车的主视图；

图5是本发明助力型单车的电机对称剖面图。

图中序号：

1——单车本体；

2——电池；

3——电机机壳；

4——电机主体；

4-1——定子；

4-2——电枢绕组；

4-3——转子；

4-4——轴承钢球；

4-5——转子轴；

4-6——曲柄中轴；

4-7——侧盖板；

4-8——侧盖板安装螺栓；

5——动力输出链轮；

6——传动链条；

7——后轴传动链齿盘；

8——棘轮机构；

9——踏板曲柄。

具体实施方式

请参阅图1，在单车本体1的中轴位置的电机机壳3嵌入电机4，电机4的动力输出轮5通过传动链轮6与后轮传动链齿盘7联动。

请参阅图2和图3，电机定子4-1及其电枢4-2先安装在中轴位置的电机机壳3里，然后将转子4-3及其转子轴4-5用轴承钢球4-4安装在左侧盖板4-7上后再套进电机定子4-1中，然后将右侧盖板4-7用轴承钢球4-4安装在转子轴的延伸端，并锁紧两侧盖板的安装螺栓4-8，使转子在左右侧盖板4-7和轴承钢球4-4的作用下能够自由旋转，最后将动力输出链轮5安装在转子动力输出轴上。

请参阅图4和图5，首先将电机定子4-1及其电枢绕组4-2、转子4-3、侧盖板4-7和轴承钢球4-4依次安装在中轴位置的电机机壳3上，动力输出链轮5安装在转子轴的延伸端上，然后将曲柄中轴4-6套进空心转子轴4-5里，同时在电机空心转子轴与中轴4-5之间安装棘轮机构8和轴承钢球4-4，使电机转子4-3与曲柄中轴之间在钢球4-4和棘轮机构8的作用下实现单向联动。

Claims

1.一种中轴位置嵌入式电机驱动形式的电动单车，主要由单车本体和电动机及其控制系统以及蓄电池等组成，电机通过蓄电池供电和控制器控制启动运行，中轴链轮与后轮链轮之间用链传动，其特征在于：在单车车架的中轴位置将安装中轴的管座径向扩大为能够嵌入电机元件的框体，该框体即为电机的外壳和机座，框体内嵌入电机的定子及其绕组以及转子等元件，电机轴向两端的两个侧盖板与电机转子轴之间安装轴承，与机壳紧密配合并用螺栓紧固，在轴承的作用下使转子能够自由运转，转子轴的一端安装链轮，并通过链条与后轮联动，通过电池供电和控制器控制电机运行，从而驱动车辆行驶。

2.根据权利要求书1所述的一种中轴位置嵌入式电机驱动形式的电动单车，其特征在于：电机转子轴为一空心轴，该空心轴内套装原单车踏板曲柄中轴，中轴与转子空心轴之间安装钢球以及棘轮机构，使转子与踏板曲柄中轴之间通过钢球和棘轮机构的作用实现定向联动，电机动力输出链轮安装在转子空心轴轴向延伸的一端，电机启动时，电机转子不会拖动中轴运转。

3.根据权利要求书1所述的一种中轴位置嵌入式电机驱动形式的电动单车，其特征在于：在电机机体内配置多挡位变速机构，通过脚踏变挡实现多挡位变速行驶。