CN1091971C - 电动车超声波马达 - Google Patents

Abstract

本发明的电动车超声波马达20是一个安装于轮轴21上的驱动装置，它有一个外壳体33和内壳体22，在内壳体22中装有压电体23，振动体24和两个移动体26和27。由外部引入电源与压电体连接，振动体24超声振动。使两移动体26和27旋转后带动车轮旋转。本发明以简单的装置取代传统马达的矽钢片，线圈，磁铁等构件，减轻了重量，节省成本，提高效率，是一个具有创意的发明。

Description

电动车超声波马达

本发明涉及电动车用动力马达，进一步指超声波马达。

电动车轻便，省力，无噪音，不污染空气的特性已被人们广泛接受，特别是近来开发成功的超薄型马达，使马达可以安装于前后车轮，配以小型的电池组使电动车日趋方便，耐用。

在已知此类电动车动力马达中有美国专利5450915″ELECTRIC MOTOR-IN-WHEEL″，中国专利ZL93235267.7“电动轮圈马达”，中国专利ZL94229348.7“辅助动力马达”和美国专利申请号第08/359,749″AUXLLIARY MAGNETIC MOTOR″(该案已获准，领证中)等。上述专利都是设计成扁圆超薄外形，用于安装于电动车车体轮轴，但其内部结构均由线圈，磁铁，矽钢片等传统马达构件，构成马达动力转换装置，并配以相关元件控制传动及运转，因此，即便上述的马达已有小型，薄型的优点但仍保留了矽钢片，线圈，磁铁等部件，仍有相当的重量及体积，成本较高，且行驶时费电，运转效率低等缺陷。因此，本发明人在长期潜心研究，试验及开发后，提出一种与现有传统电动车马达绝然不同的方案，即能大幅度降低动力马达的体积与重量的电动车超声波马达。

本发明的主要目的是提供一种电动车超声波马达，使电动车轮轴得以籍以体积更小，重量更轻的超声波马达作为动力，得以大幅度增加电动车的效率。

本发明的方案是以圆盘形压电体与同轴对应的振动体取代传统的矽钢片、线圈和磁，以超声波感应振动使移动体旋转，经行星齿轮组使马达外壳体旋转以输出动力，因此大幅度降低动力马达的重量，提高输出扭力。

本发明结合附图详述如下，其附图说明为：

图1为安装超声波马达的电动车示意图，

图2为超声波马达结构剖视图，

图3为振动体，移动体关系图。

附图标记：

        10、电动车                              11、车体

          12、电池                               13、车轮

          14、钢丝                               15、控制盒

          16、旋转握把                           20、马达

          21、轮轴                               22、内壳体

          23、压电体                             24、振动体

          25、凸出部                             26、移动体

          27、移动体                             28、缓冲材

          29、摩擦材                             30、缓冲材

          31、行星齿轮组                         32、单向离合器

          33、外壳体                             34、钢丝孔

          35、叶片                               36、温度开关感应器

          37、磁簧开关                           38、磁铁

          39、电源线         40、轴孔            41、衬套

先请参见图1：该图表示了本设计的马达20是安装在电动车10的前轮轴21上，同样它也可以安装在后轮轴上，或者在前后轮轴上都装上本设计的电动车超声波马达。由图1还可见，安装在电动车上的相关部件有装于车体11上的电池箱12，控制箱15以及由旋转握把16控制以供应电力，使安装在车轮13轮轴21上的马达旋转，从而带动车体行走。由图1还显然可见，本设计的马达与现有的电动车马达相比，是重量最轻，体积最小开创性发明。

图2和图3表示了本发明的主体结构，即马达20有一个扁圆形外壳体33和一个内壳体22；马达20的压电体23，振动体24，移动体26、27均为扁平状并同轴安装于马达20的内壳体22内，其中压电体23与振动体24一起固定于内壳体22的内侧；位于振动体24的外环缘，等距设有凸出部25，用以对应于移动体26端部外缘之摩擦材29，通过旋转握把16和控制盒15的控制使该压电体23导通电池12的电源时，振动体24以超声波振动原理、触压移动体外缘的摩擦材29、使两移动体26和27持续旋转运动。

如图4所示，两移动体26、27套设于轮轴21的衬套41，与行星轮组31的中心齿轮形成动力连接，该行星齿轮组31系设于内壳体22的外侧，行星齿轮组31又籍由单向离合器32与外壳体33连接，上述外壳体33外缘的钢丝孔34用以安装车轮13的钢丝14；因此当两移动体26和27旋转运动时，其旋转动力即经衬套41、行星齿轮组31与单向离合器32，带动外壳体32于轮轴21旋转并籍此驱动车轮13，使电动车10向前运动。

上述两移动体26和27之间以及位于压电体23与内壳体22内缘之间分别设有可调式缓冲材28和30。上述可调式缓冲材28和30可缓冲马达的瞬间启动扭力，避免造成电动车起动时发生跳动，并防止凸出部25及摩擦材29因长期摩擦而耗损，产生空隙而无法紧密结合。

由图1和图2可见，本发明电动车超声波马达的电源线路是把一端连接于电池12与控制盒15的电源线39，经由轮轴21的轴孔40而连接内壳体22内缘压电体23，形成导通，并可籍由旋转握把16经控制盒15的控制作电压电流的微调，从而使动力马达20带动车体达到随意控制的目的。同理，也可以用其它熟知的控制方法，例如脚踏板的方法代替本文所述的旋转握把的方法控制电源。

当马达20运转时，因马达20内的内壳体22是固定不动的，外壳体33则呈相对旋转，所以在实际制造时，可以充分利用内、外壳体间的关系，在马达20外壳体33的内缘面，设置复数片扇叶35，当马达20运转时，借助外壳体33的转动使内部空气形成湍流，固定不转动的内壳体22得以风冷。另外可在该内壳体22内部的空隙处设置温度开关感应器36以感应工作温度，当马达过热时能自动关闭电源。另外在外壳体33与内壳体22的对应位置上可分别设置一个磁簧开关37(或霍耳IC)与一块磁铁38(或歪电子)，当马达20运转时，可籍磁簧开关37与磁铁38的感应次数，显示马达20的转速。

由上可见，本发明的电动车超声波马达是以压电体、振动体、移动体等扁平圆盘状构件组成超声波振动式马达，改变了传统的设计，无需线圈、矽钢片、磁铁等笨重组件，故其重量可降至最低，体积也可最小最薄；又因为超声波马达的结构简单，扭力大、耗电小，大幅度提高电动车的运转效率，故能大大降低制造成本，是一种具有首创性的发明构思。

Claims (5)

1、一种电动车超声波马达。该马达(20)安装于电动车(10)的轮轴(21)上，在马达(20)外壳体(33)的边缘上设有钢丝孔(40)用于安装车轮钢丝，该马达(20)由设于车体(11)上的电池(12)供电，通过设于旋转握把(16)和控制盒(15)。控制马达(20)的运动，本发明的特征是马达(20)有一个扁圆形外壳体(33)和一个内壳体(22)，压电体(23)，振动体(24)，一起固定于内壳体(22)的内侧，且在振动体(24)的外环缘等距设有凸出部(25)，该凸出部(25)与设有移动体(26)端部的摩擦材(29)对应；上述移动体(26)和另一个移动体(27)套设于轮轴(21)的衬套(41)上并与行星轮组(31)的中心齿轮动力连接，该行星齿轮组(31)经单向离合器(32)与外壳体(33)连接；在上述两移动体(26)和(27)之间分别设有可调式缓冲材料(28)和(30)；电源线(39)经轮轴(21)的轴孔(40)引入与压电体(23)连接，振动体(24)发生超声波振动，触压移动体外缘的摩擦材，使两移动体(20)和(29)持续旋转运动，经行星齿轮组(31)，单向离合器(30)，带动外壳体(32)和轮轴(21)转动。

2、根据权利要求1所述的电动车超声波马达，其特征为马达(20)的电源线系由电池组(12)经旋转握把(16)和控制盒(15)经轮轴(21)的轴孔(40)引入内壳体(22)与压电体(23)连接，并可由旋转握把(16)和控制盒(15)调节电源的电压和电流。

3、根据权利要求1所述的电动车超声波马达，其特征为在外壳体(33)的内缘装有复数片扇叶(37)。

4、根据权利要求1所述的电动车超声波马达，其特征为在内壳体(22)内部的空隙处安装温度开关感应器(36)以感测马达(20)的工作温度。

5、根据权利要求1所述的电动车超声波马达，其特征为在外壳体(33)与内壳体(22)的对应位置上分别设一个磁簧开关(37)和一块磁铁(38)，以感应次数显示马达的转速。

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