CN102983671A - 一体化智能后驱轮毂电机 - Google Patents

Abstract

一体化智能后驱轮毂电机，属于电机领域。现有电动自行车用的电机存在线路多、安装繁琐和集成度低的缺陷。本发明的主要特征是将自动压紧摩擦减速器安装在左端盖上，左端盖上固定设置有左半轴，电机控制器安装在右端盖上，电线、电机机芯的相线与电机控制器相连，轴承安装在右端盖的轴上；外壳的右端面上设置有单向传动轴承，单向传动轴承与外壳紧配，链轮卡座压入单向传动轴承的内圈内，端盖用螺丝固定在自动压紧摩擦减速器的外环上，外壳套入己安装完成的右端盖的轴上。本发明实现了电动自行车的电机的高度集成，且安装简单、可靠性更高。

Description

一体化智能后驱轮毂电机

一、技术领域：

本发明属于电机领域，尤其与作为一个部件的电动自行车用一体化智能后驱轮毂电机有关。

二、背景技术：

电动车，电动自行车以环保、安全、轻便等优点，己经越来越受到全世界人民的欢迎，而作为电动自行车核心部件的电机、控制器，脚踏传感器和骑行速度传感器均分别进行制造，并分别安装于电动自行车上的各个不同部位，还需有一定专业技术水平的人员来对各不同部件进行安装调试，这样就带来了制造成本高，安装困难，难于对普通自行车进行改装，还因各部件之间很多的连接导线容易导致各种故障，并导致整车运行效率的下降，影响了电动车的续行里程，在欧美国家，对自行车进行改装而让其变成电动自行车己非常流行，而目前的电动自行车部件非专业人员很难改装。

三、发明内容：

本发明的目的是提供一种体积小巧、集成度高、安装简单、能按照骑行状况的变化自动调整电机输出功率、扭矩和输出速度的电动自行车用一体化智能后驱轮毂电机。

为此本发明提供以下技术方案：一体化智能后驱轮毂电机，包括电机机芯、自动压紧摩擦减速器和外壳，该自动压紧摩擦减速器具有自动调节输出扭矩的功能，所述的电机机芯左右两端分别设置有左端盖和右端盖，其特征是：所述的自动压紧摩擦减速器安装在所述的左端盖上，左端盖上固定设置有左半轴，安装有脚踏传感器与骑行速度传感器的电机控制器安装在右端盖上，穿入电线，电线、电机机芯的相线与电机控制器相连，轴承安装在右端盖的轴上；所述的外壳的右端面上设置有单向传动轴承，单向传动轴承与外壳紧配，以防相互打滑，链轮卡座压入所述的单向传动轴承的内圈内，所述的端盖用螺丝固定在自动压紧摩擦减速器的外环上，所述的安装有单向传动轴承和链轮卡座的外壳套入己安装完成的右端盖的轴上，本一体化智能后驱轮毂电机即安装完成。

作为对上述方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下技术方案：

所述的单向传动轴承的内侧面设置有若干沿内圈圆周分布的脚踏传感器磁钢和骑行速度传感器磁钢，所述的链轮卡座与单向传动轴承的内圈之间装有平键，以防链轮卡座与单向传动轴承的内圈之间打滑。

所述的脚踏传感器为检测脚踏用的锁存形霍尔传感器，该锁存形霍尔传感器的位置与所述的检测脚踏用脚踏传感器磁钢相对，用于检测脚踏信号，当磁钢旋转时能给电机控制器上的单片机以脉冲信号，磁钢旋转方向不同脉冲信号的高低电平的时间正好相反，该电机控制器能轻易识别磁钢是正转还是反转，正转时电机控制器才控制电机工作，反转时不让电机工作，所述的电机控制器还能通过检测有无霍尔信号自动进入休眠或工作状态；在所述的电机控制器靠近外壳一面还安装有骑行速度传感器，该骑行速度传感器为一干簧开关，该骑行速度传感器安装位置与所述的检测骑行速度用的骑行速度传感器磁钢相对。

所述的单向传动轴承内圈内圆面装有用于安装链轮的卡座，该卡座与单向传动轴承用平键进行固定，在该卡座内圆面与电机轴之间安装有轴承，使该卡座只能向后空转，向前则会通过单向传动轴承带动外壳旋转。

所述的自动压紧摩擦减速器的三个行星轮安装于电机机芯端盖上的行星轴上，行星轴和行星轮之间装有滚针，自动压紧摩擦减速器的外环与端盖用螺丝连接固定。

所述的电机机芯的右端盖与轮毂电机右轴为一体式制作，该轴靠近电机部份做成中空结构，在靠近端盖一侧开有一电线引出孔，在靠近外端自行车后叉的安装位置也开有一电线引入孔，电机线出线通过该孔及空心轴、端盖一侧电线引出孔与内置的控制器相连。

所述的外壳和端盖之间可加工成螺纹拧紧，也可用螺丝将外壳和左端盖连接固定。

本发明的主要优点在于：其实现了电机、自动压紧摩擦减速器、控制器、脚踏传感器和骑行速度传感器的高度集成，整车只需安装该一体化后驱轮毂电机和电池二个电器部件就能实现电动自行车的所有功能，使电动自行车的安装和改装变得非常简单，由于没有了各部件之间大量的导线连接，大幅提高了电动自行车系统可靠性，生产和安装成本也得以下降，减少了各部件之间80%的连接线，提高了系统效率，电器部件的综合效率也能得到提升，同样的电池也能骑行更远的距离，装置该电机的电动自行车看上去与一辆普通的自行车无异。减少了故障的发生，减少了生产和维护成本，实现了安装调试的简单化，可大幅度提高电动自行车的生产效率，使任何普通自行车都有可能改装成电动自行车，实现了电动自行车的电机的高度集成，且安装简单、可靠性更高。

四、附图说明：

图1为本发明的剖视图。

图2为本发明控制器及脚踏传感器和速度传感器平面示意图。

图3为本发明粘贴磁钢位置及单向传动轴承链轮卡座等的安装位置示意图。

五、具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1~图3所示：本发明具体实施分二部份进行，首先装配好内转子电机机芯1，将自动压紧摩擦减速器4安装在左端盖20上，再将左半轴19用螺丝固定在左端盖20上，然后将预先安装有脚踏传感器10与骑行速度传感器11的控制器板5安装在右端盖18上，穿入电线22,电线22和电机的相线与控制器相连，将轴承12安装在右端盖18的轴上。

第二部份，将己粘贴好脚踏传感器磁钢6和骑行速度传感器磁钢7的单向传动轴承8压入外壳2上，单向传动轴承8与外壳2必须是紧配，以防相互打滑，然后将链轮卡座9压入单向传动轴承8的内圈内，链轮卡座9与单向传动轴承8的内圈之间装有平键23，以防链轮卡座9与单向传动轴承8的内圈之间打滑，将外壳端盖3用螺丝17固定在自动压紧摩擦减速器4的外环16上，将己安装好单向传动轴承外壳8和链轮卡座9的外壳2套入己安装完成的电机机芯右端盖18的轴上，外壳2和端盖3之间可加工成螺纹拧紧，也可用螺丝固定，图例为螺纹拧紧，将外壳2和外壳端盖连接固定，本一体化智能后驱轮毂电机即安装完成。

工作原理：

本发明的工作原理是这样的，本发明的一体化智能后驱轮毂电机安装在自行车的后叉上，链轮卡座9上安装链轮，电池通过电机的外接电线22给电机内的控制器5供电，当人在骑行电动车时会将脚踏力转化为链条的转动，链条转动带动后链轮和链轮卡座9、单向传动轴承8、粘贴于单向轴承8内圈上的磁钢向前旋转，这时控制器5可通过安装于其上的锁存型霍尔传感器10检测到向前的脉冲信号，从而控制电机工作，当电机轴21旋转时会带动自动压紧摩擦减速器4上的行星轮13旋转，由于行星轮两边的斜面与自动压紧摩擦减速器4上的内圈24和外圈13的内圆斜面坚密接触，行星轮13的旋转又会带动自动压紧摩擦减速器4上的内环24和外环16旋转，由于内圈24和外圈13可根据输出阻力的大小自动调整输出扭矩的大小，内转子电机通过自动压紧摩擦减速器4上二级大速比减速后通过连接于自动压紧摩擦减速器外圈16上的外壳端盖3带动外壳2旋转，驱动电动自行车前行，当电动自行车停止骑行或处于滑行状态时控制器5检测不到锁存型霍尔传感器10的脚踏信号，自动压紧摩擦减速器4的内外环与行星轮、电机轴之间处于脱开状态，在没电时自动压紧摩擦减速器4的内外环与行星轮、电机轴之间也会处于脱开状态，可作为自行车正常骑行，不会增加阻力，作为自行车骑行时单向传动轴承相当于自行车飞轮运行，当在设定时间内无霍尔信号时控制器自动进入休眠状态，等待下一次的骑行信号，以节省电能。

适用性：

本发明作为电动自行车一体化智能后驱轮毂电机，可以直接按装在自行车的车架后叉上，除车后轮辐条需重新编外（任何电动自行车电机都要编）无需对自行车进行任何改动就能直接改装成电动自行车，将电机线接上电池就能直接工作，由于该电机集成度高，体积小，重量轻，效率高，能自动适应路况调节输出功率和输出扭矩，并自动根据骑行需要启动和关闭电机及控制器，省去了普通电动自行车上的电源开关，使电动车的综合性能大幅地提高,经过实地装车试验，一块36V10Ah电池的行驶里程比普通电机多行驶15公里以上。

Claims (7)

1.一体化智能后驱轮毂电机，包括电机机芯（1）、自动压紧摩擦减速器（4）和外壳（2），电机机芯（1）左右两端分别设置有左端盖（20）和右端盖（18），其特征在于：所述的自动压紧摩擦减速器（4）安装在左端盖（20）上，左端盖（20）上固定设置有左半轴（19），安装有脚踏传感器（10）与骑行速度传感器（11）的电机控制器（5）安装在右端盖（18）的外侧，穿入电线（22），电线（22）、电机机芯（1）的相线与电机控制器（5）相连，轴承（12）安装在右端盖（18）的轴上；所述的外壳（2）的右端设置有单向传动轴承（8），单向传动轴承（8）与外壳（2）紧配，链轮卡座（9）压入所述的单向传动轴承（8）的内圈内，所述的外壳端盖（3）固定在自动压紧摩擦减速器（4）的外环（16）上，所述的安装有单向传动轴承（8）和链轮卡座（9）的外壳（2）套入己安装完成的右端盖（18）的轴上。

2.根据权利要求1所述的一体化智能后驱轮毂电机，其特征在于：所述的单向传动轴承（8）的内侧面设置有若干沿内圈圆周分布的脚踏传感器磁钢（6）和骑行速度传感器磁钢（7），所述的链轮卡座（9）与单向传动轴承（8）的内圈之间装有平键（23）。

3.根据权利要求2所述的一体化智能后驱轮毂电机，其特征在于：所述的骑行速度传感器（10）为检测脚踏用的锁存形霍尔传感器，该锁存形霍尔传感器的位置与所述的检测脚踏用脚踏传感器磁钢（6）相对，用于检测脚踏信号，当磁钢旋转时能给电机控制器上的单片机以脉冲信号，磁钢旋转方向不同脉冲信号的高低电平的时间正好相反，该电机控制器上的单片机能轻易识别磁钢是正转还是反转，正转时电机控制器才控制电机工作，反转时不让电机工作，所述的电机控制器（5）还能通过检测有无霍尔信号进入自动进入休眠或工作状态；在所述的电机控制器（5）靠近外壳一面还安装有骑行速度传感器（11），该骑行速度传感器为一干簧开关，该骑行速度传感器（11）安装位置与所述的检测骑行速度用的骑行速度传感器磁钢（7）相对。

4.根据权利要求1所述的一体化智能后驱轮毂电机，其特征在于：所述的单向传动轴承（8）内圈内圆面装有用于安装链轮的卡座（9），该卡座（9）与单向传动轴承（8）用平键（23）进行固定，在该卡座（9）内圆面与电机轴之间安装有轴承（12），使该卡座（9）只能向后空转，向前则会通过单向传动轴承（8）带动外壳（2）旋转。

5.根据权利要求1所述的一体化智能后驱轮毂电机，其特征在于：所述的自动压紧摩擦减速器（4）的三个行星轮安装于内转子无刷电机机芯（1）的左端盖（20）上的行星轴（14）上，行星轴（14）和行星轮（13）之间装有滚针（15），自动压紧摩擦减速器的外环（16）与外壳端盖（3）用螺丝连接固定。

6.根据权利要求1所述的一体化智能后驱轮毂电机，其特征在于：所述的电机机芯（1）的右端盖（18）与轮毂电机右轴为一体式制作，该轴靠近电机部份做成中空结构，在靠近端盖一侧开有一电线引出孔，在靠近外端自行与后叉的安装位置也开有一电线引入孔，电机线通过该孔及空心轴、端盖一侧电线引出孔与内置的电机控制器（5）相连。

7.根据权利要求1所述的一体化智能后驱轮毂电机，其特征在于：所述的外壳（2）和外壳端盖（3）之间可加工成螺纹拧紧，或用螺丝将外壳（2）和外壳端盖（3）连接固定。

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