CN110206358B - 一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构,包括移动支架、载车板、路轨和轮毂电机,所述轮毂电机包括转子外壳、第一端盖、第二端盖、定子支架、定子端盖、电机定子、电机主轴、定子绕组、永磁体和轴承,所述轮毂电机使用电机支架固定安装在移动支架的底部,所述电机支架之间设有固定轴,所述轮毂电机套设在所述固定轴上;所述定子绕组沿圆周均布于定子支架上;所述第一端盖和所述第二端盖均呈圆盘型结构,所述第一端盖和第二端盖固定安装在所述转子外壳的两端,本发明采用轮毂电机直接驱动移动支架在井道内的路轨上运动,省去了大量传动部件,简化了立体车库的纵移结构,具有转矩大、控制灵活、运行平稳、响应速度快的特点。

Description

一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构
技术领域
本发明涉及停车设备领域,具体涉及一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构。
背景技术
现有立体车库的纵向移动驱动装置采用旋转电机加钢丝绳或链条的方式,这样的驱动装置结构复杂,维修不方便,存取车的效率低,如公开号为CN105507632A的中国发明专利公开了一种双井道垂直升降车库,该车库的纵移机构采用多组链轮链条组合传动,链轮链条组合比较笨重,空间占用大,运行时存在冲击、振动,链条的铰链在长时间使用后会出现不同程度的磨损,使得节距变大可能造成脱落现象,影响车库的运行安全。
轮毂电机技术也被称为车轮内装电机技术,它的最大特点就是将动力装置、传动装置和制动装置都整合到轮毂内,得以将电动车辆的机械部分大为简化。目前轮毂电机有两种驱动方式:一种是内转子式轮毂电机,轮毂驱动电机先经过轮边减速器减速增矩后再驱动车轮运转;另一种是外转子式轮毂电机,它将轮毂驱动电机与车轮直接连接,通过调节驱动电机的转速和转矩,从而实现直接控制车轮运转时的转速和转矩;如公开号为CN204821118U的中国实用新型专利公开了一种外转子式轮毂电机,这种外转子式轮毂电机,包括车轮主体,车轮主体内壁设有电动机转子,车轮主体中心安装有电动机定子;所述电动机转子外套设有电动机绕组,在电动机转子与车轮主体内壁之间设有永磁体;所述电动机定子连接有制动鼓;所述车轮主体外边缘处一体成型有轮辐,轮辐外安装有轮胎。但是由于立体车库纵移机构在工作时负载较大,除了载车板上待停放车辆的重量外,还需要承受来自移动支架及其它辅助设备的重量,该外转子式轮毂电机不能满足立体车库纵移机构高负载的需要,且为了降低单个电机的负载和输出功率,立体车库纵移机构上轮毂电机设置的数量较多,采用轮辐和轮胎的轮毂电机在立体车库内运行时磨损速度较快,需频繁更换轮胎,提高了使用和维护成本。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明旨在解决现有技术中的问题,提供一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构,能够简化立体车库的纵移结构,提高负载能力,降低维护成本。
本发明是通过以下技术方案实现:一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构,包括移动支架、载车板、路轨和轮毂电机,所述轮毂电机使用电机支架固定安装在所述移动支架的底部,所述电机支架之间设有固定轴,所述轮毂电机套设在所述固定轴上;所述轮毂电机包括转子外壳、第一端盖、第二端盖、定子支架、定子端盖、电机定子、电机主轴、定子绕组、永磁体和轴承;所述第一端盖和所述第二端盖均呈圆盘型结构,并在所述圆盘型结构的外侧中心处设有凸台;在所述第一端盖的凸台上设有沿圆周分布的多个螺纹孔,在所述第二端盖的凸台上设有通孔;所述第一端盖和第二端盖固定安装在所述转子外壳的两端,所述转子外壳与所述第一端盖及第二端盖构成所述轮毂电机的转动部;所述第一端盖内侧固定安装有所述电机主轴;所述转子外壳呈圆形管状结构,所述转子外壳的外壁中部沿圆周设有凹槽,所述永磁体固定在所述转子外壳的内侧;所述电机定子包括定子支架和定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子绕组;所述定子铁芯固定安装在所述定子支架上并与所述永磁体一一对应设置;所述定子支架套设在所述电机主轴上,所述定子支架的一端通过螺栓固定连接在定子端盖上,所述定子端盖穿过所述第二端盖上的通孔安装在所述电机支架上。
本发明采用轮毂电机直接驱动移动支架带动载车板在井道内进行纵向移动,通过井道中的路轨支撑移动支架并限制轮毂电机的横向运动。工作时,在轮毂电机的定子绕组中接入三相电流,接入电流后会在轮毂电机的定子绕组中形成旋转磁场,进而产生绕轴线方向旋转的磁力,由于在转子外壳内侧安装了永磁体,永磁体的磁极是固定的,根据磁极的同性相吸异性相斥的原理,在定子中产生的旋转磁场会驱动转子外壳进行旋转,最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速相等;由于定子绕组和定子支架通过定子端盖固定在电机支架上,所述转子外壳与所述第一端盖和第二端盖组成的转动部套设在固定轴上,因此转子外壳将绕固定轴转动,从而驱动移动支架在路轨上纵向移动;由于转子外壳上设有凹槽,轮毂电机能够直接通过转子外壳驱动移动支架,不需要使用轮胎,能够提高轮毂电机的负载能力,降低纵移机构的使用和维护成本;同时省去了传动部件,提高了传动效率,结构简单,可靠性更好。
进一步地,所述路轨固定安装在所述轮毂电机的下方,所述路轨包括两条平行的轨道。采用上述方案的有益效果是:通过路轨支撑移动支架,并限制移动支架的横向运动。
进一步地,所述轨道为方型钢轨或工字型钢轨。采用上述方案的有益效果是:提高路轨的稳定性,保证路轨的强度。
进一步地,所述移动支架是由若干横梁及立柱组成的多层支架,每层的高度与立体车库的层高相同。采用上述方案的有益效果是:便于将移动支架内的载车板与车库对接。
进一步地,所述凹槽的宽度大于路轨与转子外壳接触面的宽度。采用上述方案的有益效果是:使轮毂电机的转子外壳与路轨配合驱动移动支架沿路轨进行直线运动。
进一步地,所述转子外壳的两侧端面上各设有若干沿圆周均匀分布的第三螺纹孔,所述第一端盖的边缘设有若干沿圆周均布的第一沉孔,所述第二端盖的边缘设有若干沿圆周均布的第二沉孔,所述转子外壳两端的第三螺纹孔分别与所述第一沉孔和第二沉孔的位置一一对应。采用上述方案的有益效果是:所述转子外壳通过螺栓安装在第一端盖和第二端盖之间,便于转子外壳的固定和装配。
进一步地,所述路轨的每条所述轨道上设有一组轮毂电机,两条所述轨道上的两组轮毂电机数量相同,以对应的位置固定安装。
进一步地,所述定子支架与所述电机主轴之间设有所述轴承,所述轴承为汽车轮毂轴承。采用上述方案的有益效果是:汽车轮毂轴承结构紧凑、载荷容量大、易于维护,用于承受来自移动支架及车辆的径向载荷和轴向载荷。
进一步地,所述移动支架的内部设有横移机构,所述横移机构由直线电机驱动。采用上述方案的有益效果是:通过横移机构将车辆送入车库中。
进一步地,所述载车板设置在所述横移机构上方。
相对于现有技术,本发明具有以下优点:采用外转子式轮毂电机驱动立体车库纵移结构,具有转矩大、控制灵活、运行平稳、响应速度快的特点,能够缩短立体车库的取车时间,提高立体车库的运行效率;由于取消了机械减速机构和传动链条,减少了发生故障的可能,结构简单、传动效率更高、可靠性更好,相对于传统的轮毂电机,使用路轨和转子外壳代替轮胎,提高了纵移机构的负载能力,降低了立体车库的使用和维护成本。
附图说明
图1是本发明一种轮毂电机驱动的立体车库纵移主视结构示意图。
图2是本发明一种轮毂电机驱动的立体车库纵移侧视结构示意图。
图3是本发明实施例1中轮毂电机与路轨的结构示意图。
图4是本发明实施例1中方形路轨的结构示意图。
图5是本发明实施例1中第一端盖的结构示意图。
图6是本发明实施例1中第二端盖的结构示意图。
图7是本发明实施例1中转子外壳的结构示意图。
图中:1、轮毂电机;101、转子外壳;101-1、凹槽;101-2、第三螺纹孔;102、第一端盖;102-1、第一螺纹孔;102-2、第一沉孔;103、第二端盖;103-1、通孔;103-2、第二螺纹孔;104、定子支架;105、定子端盖;106、电机定子;107、电机主轴;108、定子绕组;109、永磁体;1010、轴承;2、移动支架;201、横梁;202、立柱;3、路轨;4、横移机构;5、载车板;6、电机支架;7、固定轴。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明作进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1至图7所示,一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构,包括轮毂电机1、移动支架2、路轨3、载车板5和电机支架6,所述轮毂电机1使用电机支架6固定安装在所述移动支架2的底部,所述电机支架6之间设有固定轴7,所述轮毂电机1套设在所述固定轴7上;所述轮毂电机1包括转子外壳101、第一端盖102、第二端盖103、定子支架104、定子端盖105、电机定子106、电机主轴107、定子绕组108、永磁体109和轴承1010;所述第一端盖102和所述第二端盖103均呈圆盘型结构,并在所述圆盘型结构的外侧中心处设有凸台;在所述第一端盖的凸台上设有四个沿圆周分布的第一螺纹孔102-1,在所述第一端盖的边缘设有四处沿圆周均布的第一沉孔102-2;在所述第二端盖的凸台上设有通孔103-1,在所述第二端盖的边缘设有四处沿圆周均布的第二沉孔103-2;所述第一端盖102和第二端盖103固定安装在所述转子外壳101的两端,所述转子外壳101与所述第一端盖102和第二端盖103构成所述轮毂电机1的转动部;所述第一端盖102的内侧固定安装有所述电机主轴107;所述转子外壳101呈圆形管状结构,所述转子外壳101的外壁中部沿圆周设有凹槽101-1,所述永磁体109固定在所述转子外壳101的内侧;所述电机定子106包括定子支架104和定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子绕组108;所述定子铁芯固定安装在所述定子支架104上并与所述永磁体109一一对应设置;所述定子支架104套设在所述电机主轴107上,所述定子支架104的一端通过螺栓固定连接在定子端盖105上,所述定子端盖105穿过所述第二端盖103上的通孔安装在所述电机支架6上。
具体的,本实施例中所述永磁体109为一体成型的环形柱,使轮毂电机1的安装更方便,能够降低轮毂电机1的装配难度。
需要说明的是,本发明中所述轮毂电机1属于外转子式轮毂电机,轮毂电机1工作时所述电机主轴107固定、所述转子外壳101随着轮毂电机1一起旋转。
进一步地,所述轮毂电机1呈两组对称安装在移动支架2底部,为了通过路轨3支撑移动支架2,并限制移动支架2的纵向运动,所述路轨3固定安装在所述轮毂电机1的下方,所述路轨3包括两条平行的轨道,每条所述轨道上设有一组轮毂电机1,两条所述轨道上的两组轮毂电机1的数量相同,以对应的位置固定安装。
所述路轨3的轨道为方型钢轨或工字型钢轨,以提高路轨3的稳定性,保证路轨3的强度;具体来说,本实施例中所述路轨3的轨道为方形钢轨。考虑到轮毂电机1需要沿路轨3进行直线运动,所述凹槽101-1的宽度大于路轨3与转子外壳101接触面的宽度,使轮毂电机1的转子外壳101与路轨3配合良好。
所述移动支架2是由若干横梁201及立柱202组成的多层支架,具体层数及层高可以根据立体车库的库容需要设置,本实施例以一层移动支架2为例进行说明;考虑到移动支架2内的载车板5需要与车库之间进行对接,所述移动支架2每层的高度与立体车库的层高相同;进一步地,所述移动支架2的内部设有横移机构4,所述横移机构4由直线电机驱动,所述载车板5设置在所述横移机构4上方,通过所述横移机构4将载车板5上的车辆送入车库中。
为了将所述第一端盖102和第二端盖103固定安装在所述转子外壳101两端,提高转子外壳101的装配效率,所述转子外壳101的两侧端面上各设有四处沿圆周均匀分布的第三螺纹孔,所述转子外壳101两端的第三螺纹孔分别与所述第一沉孔102-2和第二沉孔的位置对应,所述转子外壳101通过螺栓安装在第一端盖102和第二端盖103之间。
需要说明的是,所述轴承1010为汽车轮毂轴承,汽车轮毂轴承具有结构紧凑、载荷容量大、易于维护的优点,此处用于承受来自移动支架2及所载车辆的径向载荷。
本发明使用轮毂电机1驱动移动支架2带动载车板5在路轨上进行纵向移动,通过设在井道中的路轨3限制轮毂电机1的横向运动,工作时,在轮毂电机1的定子绕组108中接入三相电流,接入电流后会在轮毂电机1的定子绕组108中形成旋转磁场,进而产生绕电机主轴107的轴线方向旋转的磁力,由于在转子外壳101的内侧安装了永磁体109,永磁体109的磁极是固定的,根据磁极同性相吸异性相斥的原理,在电机定子106中产生的旋转磁场会驱动转子外壳101进行旋转,最终达到转子外壳101的旋转速度与电机定子106中产生的旋转磁极的转速相等;由于定子绕组108和定子支架104通过定子端盖105固定在电机支架6上,所述转子外壳101与第一端盖102和第二端盖103组成的转动部套设在所述固定轴7上,因此所述转子外壳101将绕固定轴7转动,从而使轮毂电机1驱动移动支架2在路轨3上纵向移动;由于转子外壳101的外侧设有与路轨适配的凹槽,所述轮毂电机1能够直接通过转子外壳101驱动移动支架,不需要使用轮胎,能够提高轮毂电机1的负载能力,降低纵移机构的使用和维护成本;同时省去了传动部件,提高了传动效率,结构简单,可靠性更好。
实施例2
与实施例1相比,本实施例中的所述永磁体109呈扇形块结构,所述转子外壳101的内侧安装了至少两个所述永磁体109,其它与实施例1相同。当轮毂电机1的转子部分(即永磁体109)出现故障时,只需要更换对应的永磁体109即可,能够减少轮毂电机1的故障维护时间,降低维修成本。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构,包括移动支架、载车板、路轨和轮毂电机,其特征在于:所述轮毂电机使用电机支架固定安装在移动支架的底部,所述电机支架之间设有固定轴,所述轮毂电机套设在所述固定轴上;所述轮毂电机包括转子外壳、第一端盖、第二端盖、定子支架、定子端盖、电机定子、电机主轴、定子绕组、永磁体和轴承;所述第一端盖和所述第二端盖均呈圆盘型结构,并在所述圆盘型结构的外侧中心处设有凸台;在所述第一端盖的凸台上设有多个沿圆周分布的第一螺纹孔,在所述第二端盖的凸台上设有通孔;所述第一端盖和第二端盖固定安装在所述转子外壳的两端,所述转子外壳与所述第一端盖及第二端盖构成所述轮毂电机的转动部;所述第一端盖内侧固定安装有所述电机主轴;所述转子外壳呈圆形管状结构,所述转子外壳的外壁中部沿圆周设有凹槽,所述永磁体固定在所述转子外壳的内侧;所述电机定子包括定子支架和定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子绕组;所述定子铁芯固定安装在所述定子支架上并与所述永磁体一一对应设置;所述定子支架套设在所述电机主轴上,所述定子支架的一端通过螺栓固定连接在定子端盖上,所述定子端盖穿过所述第二端盖上的通孔安装在所述电机支架上。
2.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构,其特征在于:所述路轨固定安装在所述轮毂电机的下方,所述路轨包括两条平行的轨道。
3.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构,其特征在于:所述移动支架是由若干横梁及立柱组成的多层支架,每层的高度与立体车库的层高相同。
4.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构,其特征在于:所述凹槽的宽度大于路轨与转子外壳接触面的宽度。
5.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构,其特征在于:所述转子外壳的两侧端面上各设有若干沿圆周均匀分布的第三螺纹孔,所述第一端盖的边缘设有若干沿圆周均布的第一沉孔,所述第二端盖的边缘设有若干沿圆周均布的第二沉孔,所述转子外壳两端的第三螺纹孔分别与所述第一沉孔和第二沉孔的位置对应。
6.根据权利要求2所述的一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构,其特征在于:所述轨道为方型钢轨或工字型钢轨。
7.根据权利要求2所述的一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构,其特征在于:所述路轨的每条所述轨道上设有一组轮毂电机,两条所述轨道上的两组轮毂电机数量相同,以对应的位置固定安装。
8.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构,其特征在于:所述定子支架与所述电机主轴之间设有所述轴承,所述轴承为汽车轮毂轴承。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构,其特征在于:还包括横移机构,所述横移机构设置在移动支架的内部,所述横移机构由直线电机驱动。
10.根据权利要求9所述的一种轮毂电机驱动的立体车库纵移结构,其特征在于:所述载车板安装在所述横移机构上。
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