CN109968964A - 一种电动车轮及电动车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动车轮及电动车，涉及一种电动车辆。它解决了现有技术中轮毂电机与电源位于不同部件上，不便于对车轮的更换的问题。本电动车轮，包括轮轴、转动的设置在轮轴上的轮毂、连接轮圈与轮毂的轮辐，所述轮毂上设置电机绕组，电机磁钢设置在轮轴上，在轮辐上设置有为电机供电的电源。这样使得电源也设置在车轮上，从而使得轮子成为一个独立的电动轮，只要将车辆的轮子换成该轮子就可实现车辆的电动化，将原本非电动的车辆快速的转变为电动车辆；当检测到第二相向部向第一相向部施加力时，控制电路控制电机转动。本发明使得车轮成为一个独立的电动系统，可以通过方便的更换车轮的操作就可实现将非电动车辆变成电动车辆。

Description

一种电动车轮及电动车
技术领域
本发明属于车辆技术领域，涉及一种电动车轮及车辆，特别是应用于电动动力车上的车轮。
背景技术
车轮是轮式车辆必不可少的部件，目前电动车大多采用轮毂电机对车轮进行驱动，轮毂电机的电机绕组固定在轮轴上，磁钢固定在轮辐上，这样布置的好处是：绕组为相对于车架为定子，从而可以将电源设置在车架上。但是这样布置的的缺点是，轮毂电机与电源位于不同部件上，不便于对车轮的更换，也不便于快速的将快速的将非电动车转变为电动车。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种电动车轮及电动车，本电动车轮便于更换，并可方便的将非电动车辆改变成电动车辆。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：包括轮轴、转动的设置在轮轴上的轮毂、连接轮圈与轮毂的轮辐，所述轮毂上设置电机绕组，电机磁钢设置在轮轴上，在轮辐上设置有为电机供电的电源。这样使得电源也设置在车轮上，从而使得轮子成为一个独立的电动轮，只要将车辆的轮子换成该轮子就可实现车辆的电动化，将原本非电动的车辆快速的转变为电动车辆。
在上述的电动车轮中，所述轮毂包括与轮辐连接的封闭壳体，电机绕组及电机磁钢位于封闭壳体内，所述壳体内壁固定连接电机绕组，电机磁钢固定在轮轴上。轮轴两端穿出壳体漏在外，用于连接车轮支架，壳体上有连接电源与电机绕组的线缆穿过孔。
在上述的电动车轮中，所述轮辐为相对轮毂轴均布的至少两个，至少其中一个轮辐上设置电源，剩下的轮辐上设置有与电源相同质量的配重，以便保证车轮的动力平衡。
在上述的电动车轮中，电机控制器电路模块设置在壳体内，用于控制车轮的转速，电机控制器电路模块上的功率控制元件贴近壳体壁面设置，从而便于通过壳体快速散热。
在上述的电动车轮中，所述壳体包括与轮辐连接的筒体及可拆卸的连接在筒体两端口的左、右端盖，左、右端盖上通过轴承支撑在轮轴上。
在上述的电动车轮中，轮轴上设置有支撑电机磁钢的支架。
在上述的电动车轮中，所述壳体上设置刹车碟片，以便于设置刹车装置。
在上述的电动车轮中，轮毂一侧设置有链轮。
在上述的电动车轮中，所述轮辐包括设置在轮圈上的下卡接部、设置在轮毂上的上卡接部、两端与下卡接部及上卡接部卡接的电源支撑架体。通过卡接连接方便对轮辐的更换，方便对电池的更换。
在上述的电动车轮中，所述轮轴上套有可相对轮轴转动的轴套，轮毂可转动的支撑在轴套上，漏出轮毂外的轴套上设置链轮，所述轮毂上设置至少一个第一相向部，所述轴套上设置至少一个第二相向部，所述第一相向部与第二相向部在周向相向设置，第一相向部与第二相向部之间支撑弹性复位部件，设置有检测轴套与轮毂相对位置转动变化的位移检测器件，控制电路根据移检测器件检测的信号控制电机工作。
在上述的电动车轮中，所述轮轴上套有可相对轮轴转动的轴套，轮毂可转动的支撑在轴套上，漏出轮毂外的轴套上设置链轮，所述轮毂上设置至少一个第一相向部，所述轴套上设置至少一个第二相向部，所述第一相向部与第二相向部在周向相向设置，第一相向部与第二相向部之间设置压力检测部件，控制电路根据压力检测部件检测的信号控制电机工作。
一种安装上述车轮的车辆，当检测到第二相向部向第一相向部施加力时，控制电路控制电机转动。
与现有技术相比，本电动车轮具有以下优点：
本发明的车轮具有电源及轮毂电机均设置在车轮上，电机绕组作为转子，电机磁钢作为定子，从而使得车轮成为一个独立的电动系统，可以通过方便的更换车轮的操作就可实现将非电动车辆变成电动车辆。
附图说明
图1是一体轮的示意图；
图2是体轮的主视图；
图3是图2的左视图；
图4是图3的EE向剖视图；
图5是图3的DD向剖视图；
图6是图4中A处的放大示意图；
图7是图2的FF向剖视图；
图8是图7中B处的放大的示意图；
图9右端盖与轴套配合的示意图：
图10图9的CC向剖视图；
图11是右端盖的示意图；
图12是轴套的示意图；
图13是轴套端部的示意图；
图14是实施例二的右端盖与轴套配合的示意图；
图15是实施例二的右端盖的示意图；
图16是实施例二的轴套与铝合金受力框架配合的示意图；
图17是实施例二的轴套的示意图；
图18是轮辐部分的装配结构爆炸图；
图19是电源支撑架体的侧视图。
图中，上卡接部101、左端盖102、右端盖103、第一相向部104、筒形壳105、电源支撑架体201、卡槽2011、弧形接触面2012、轮轴3、轮圈4、下卡接部401、电机绕组5、电机磁钢6、支架601、刹车碟片7、控制器电路模块8、轴套9、第二相向部901、弧形磁钢10、霍尔传感元件11、弹簧12、铝合金受力框架13、应变传感器14、电池盒15、电池150、链轮16、弧形磁钢安装槽口100、霍尔传感元件安装槽口110、螺栓17。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如1至13图所示，以一种电动自行车轮为例，包括轮毂、轮辐、轮轴3、轮圈4。所述轮毂固定连接电机绕组5，电机磁钢6通过支架601支撑固定在轮轴3上。所述轮辐包括设置在轮圈4上的下卡接部401、设置在轮毂上的上卡接部101、两端分别与下卡接部401及上卡接部101卡接的电源支撑架体201。在轮辐上设置有与电机绕组5连接的电源，电源即电池150，电池放置在电源支撑架体上的电池盒15，保证壳体的密封，从而保护好电源。
如图18、19所示上、下卡接部为径向凸起的卡头，电源支撑架体201两端设置与径向凸起卡头卡接配合的卡槽2011，径向凸起与卡槽的周向接触面为弧形接触面2012，以便于电源支撑架体201转动的卡到径向凸起上，与径向凸起紧密接触，然后再利用螺栓17将径向凸起与卡槽固定连接在一起。当然亦可议采用其他的快速装配的卡接方式。
所述轮辐为至少两个，电源设置在至少其中一个轮辐上，如果有剩下的轮辐上未设置电源，则可设置与电源相同质量的配重，以便保证车轮的动力平衡，本实施例的轮辐为五个，每个轮辐上均设置电池。
所述壳体包括与轮辐连接的筒形壳101及可拆卸的连接在筒形壳105两端口的左右端盖，左右端盖上设置有支撑轮轴3的轴承。如图中所示，左侧为左端盖102、右侧为右端盖103。筒形壳101上有连接电源与电机绕组5的线缆穿过孔，线缆穿过孔后，孔可由密封胶等材料进行密封，防止水等进入壳体。
进一步，在左端盖102上固定设置有刹车碟片7，以便于设置刹车装置。
进一步，控制器电路模块8设置在壳体内，用于控制车轮的转速。电机控制器电路模块上的功率控制元件可贴近右端盖103设置，从而便于通过壳体快速散热。
进一步，可以在漏出壳体的轮轴3上设置与车架固定连接的装置，例如螺纹、螺母等可方便实现轮轴3与车架连接的连接件。
进一步，在轮毂内靠近左侧端盖设置电机绕组5及磁钢6，而右侧端盖转动的支撑在一个轴套9上，所述轮套转动的套在轮轴3上，漏出轮毂外的轴套9上设置链轮16，通过链轮带动轴套9转动，轴套9再带动轮毂转动。
所述轮毂上设置至少一个第一相向部104，所述轴套9上设置至少一个第二相向部901，本实施例上，第一相向部104与第二相向部901均为两个，且两个第一相向部104关于轴对称，两个第二相向部901也关于轴对称。
所述第一相向部104与第二相向部901在周向上相向设置，第一相向部104与第二相向部901之间支撑复位弹簧12，使得轴套9转动时，第一相向部104通过压缩复位弹簧12将力传递给第二相向部901，从而驱动轮毂转动。
设置有检测轴套9与轮毂相对位置变化的位移检测器件，例如本实施采用的是在轴套9的靠近端盖的边缘上设置一小段的弧形磁钢10，在端盖上设置与弧形磁钢10对应的霍尔传感元件11，弹簧12处于自由状态时，霍尔传感元件11与弧形磁钢10端部对应，当链轮驱动轴套9转动时，压缩弹簧12，使得轴套9相对端盖转动，霍尔传感元件11与弧形磁钢10中部对应。进一步，本实施例采用设置两个对称的弧形磁钢10及霍尔传感元件，这样可以利用两个霍尔传感元件同时检测，保证检测的更灵敏及抗干扰性能。弧形磁钢设置在第二相向部上的弧形磁钢安装槽口100上，霍尔传感元件11设置在第一相向部的霍尔传感元件安装槽口110上。
由于弧形磁钢10端部与中部的磁场强度不同，所以霍尔元件可检测到这种变化，从而检测到链轮受到的驱动状态，控制电路根据霍尔传感元件11检测的信号控制电机工作，例如当检测到链轮被驱动了，说明骑行人准备骑行，相当于对电机下达了启动的命令，所以可以通过人脚的动作控制电机工作。
应用于该车轮的车辆，当检测到第二相向部向第一相向部施加力时，控制电路控制电机转动。
实施例二
如图14至17所示，与上述检测轴套9相对轮毂转动的方法不同的是，省去复位弹簧12，第一相向部104与第二相向部901之间设置压力检测部件，所述压力检测部件包括铝合金受力框架13，在铝合金受力框架13内设置有应变传感器14（例如电阻应变片）。当第一相向部104与第二相向部901相对运动时，使得铝合金受力框架13受到挤压发生弹性变形，同时将这种压力传递给应变传感器14，使其可检测到挤压力的大小，从而实现对骑行者踩踏力的感知。本实施例的第一相向部104与第二相向部901均为三个。
尽管本文较多地使用了一些术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种电动车轮，包括轮轴、转动的设置在轮轴上的轮毂、连接轮圈与轮毂的轮辐，其特征在于，所述轮毂上设置电机绕组，电机磁钢设置在轮轴上，在轮辐上设置有为电机供电的电源。
2.根据权利要求1所述的电动车轮，其特征在于，所述轮毂包括与轮辐连接的封闭壳体，电机绕组及电机磁钢位于封闭壳体内，所述壳体内壁固定连接电机绕组，电机磁钢固定在轮轴上。
3.根据权利要求1所述的电动车轮，其特征在于，所述轮辐为相对轮毂轴均布的至少两个，至少其中一个轮辐上设置电源。
4.根据权利要求1所述的电动车轮，其特征在于，控制电路模块设置在所述封闭壳体内，电机控制器电路模块上的功率控制元件贴近壳体壁面设置。
5.根据权利要求1所述的电动车轮，其特征在于，所述壳体包括与轮辐连接的筒体及可拆卸的连接在筒体两端口的左、右端盖，左、右端盖上通过轴承支撑在轮轴上。
6.根据权利要求1所述的电动车轮，其特征在于，轮毂一侧设置有链轮。
7.根据权利要求1所述的电动车轮，其特征在于，所述轮辐包括设置在轮圈上的下卡接部、设置在轮毂上的上卡接部、两端与下卡接部及上卡接部卡接的电源支撑架体。
8.根据权利要求1所述的电动车轮，其特征在于，所述轮轴上套有可相对轮轴转动的轴套，轮毂可转动的支撑在轴套上，漏出轮毂外的轴套上设置链轮，所述轮毂上设置至少一个第一相向部，所述轴套上设置至少一个第二相向部，所述第一相向部与第二相向部在周向相向设置，第一相向部与第二相向部之间支撑弹性复位部件，设置有检测轴套与轮毂相对位置转动变化的位移检测器件，控制电路根据移检测器件检测的信号控制电机工作。
9.根据权利要求1所述的电动车轮，其特征在于，所述轮轴上套有可相对轮轴转动的轴套，轮毂可转动的支撑在轴套上，漏出轮毂外的轴套上设置链轮，所述轮毂上设置至少一个第一相向部，所述轴套上设置至少一个第二相向部，所述第一相向部与第二相向部在周向相向设置，第一相向部与第二相向部之间设置压力检测部件，控制电路根据压力检测部件检测的信号控制电机工作。
10.安装根据权利要求1所述的电动车轮的电动车，其特征在于，当检测到第二相向部向第一相向部施加力时，控制电路控制电机转动。
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