CN203142960U - 一种用于助力自行车上的电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于助力自行车上的电机，包括轮毂、设置在所述轮毂上的中心轴和安装在所述轮毂内的行星力矩传感器，所述行星力矩传感器包括安装在所述中心轴上的太阳齿轮、与所述太阳齿轮相啮合的行星齿轮组以及与所述行星齿轮组相啮合的齿圈，所述行星齿轮组和所述齿圈中的一个部件作为动力输入部件，另一部件作为动力输出部件，所述太阳齿轮还设置有限制所述太阳齿轮转动一定角度的限位机构，还包括力矩信号机构，所述力矩信号机构与所述太阳齿轮相配合。本实用新型提供的用于助力自行车上的电机的有益效果为：本实用新型具有安全可靠、操作方便，检测精度高，结构紧凑、运行平稳、可靠性高，简化了产品的结构，降低了生产成本的特点。

Description

一种用于助力自行车上的电机

技术领域

本实用新型涉及一种用于助力自行车上的电机。

背景技术

已有的电动助力自行车具有的人机协同系统的电动助力自行车结构复杂，涉及许多精密的传感器和电控系统而成本高。如中国专利号ZL201120112207.X的实用新型专利，公开日为2011年12月21日，公开了一种助力轮椅的一体轮，由轴、电机、驱动控制器、行星齿轮减速器、电池盒、动力电池组、电池均衡器、轮毂、力矩传感器组成，所述电机与所述行星齿轮减速器组成减速电机，所述减速电机装在所述轮毂的中心位置；所述轴为所述减速电机的输出轴，所述轴与所述减速电机为倒装结构；所述轴与所述助力轮椅的车架固定不转动，旋转的所述减速电机的外壳固定在所述轮毂的壳体上；装有所述驱动控制器、动力电池组、电池均衡器的电池盒固定在所述轮毂内，并随所述轮毂同步转动；所述力矩传感器装在所述轮毂外表面上。上述结构将力矩传感器安装在轮毂外表面上使得其测量精度不是很高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种安全可靠、操作方便，检测精度高，结构紧凑、运行平稳的用于助力自行车上的电机。

按照本实用新型提供的一种用于助力自行车上的电机采用的主要技术方案为：包括轮毂电机本体、设置在所述轮毂电机本体上的中心轴和安装在所述轮毂电机本体内的行星力矩传感器，所述行星力矩传感器包括安装在所述中心轴上的太阳齿轮、与所述太阳齿轮相啮合的行星齿轮组以及与所述行星齿轮组相啮合的齿圈，所述行星齿轮组和所述齿圈中的一个部件作为动力输入部件，另一部件作为动力输出部件，所述太阳齿轮还设置有限制所述太阳齿轮转动一定角度的限位机构，还包括力矩信号机构，所述力矩信号机构与所述太阳齿轮相配合。

本实用新型提供的用于助力自行车上的电机还可具有如下附属技术特征：

所述限位机构包括一与所述太阳齿轮相连接的摆杆、带动所述摆杆复位的复位弹簧以及限制所述摆杆的限位件，所述摆杆上设置有一条形孔，所述限位件位于所述条形孔中。

所述力矩信号机构与所述摆杆相连接。

所述条形孔的两侧设置有微调螺杆。

所述行星齿轮组包括可旋转的齿轮架以及安装在所述齿轮架上的行星齿轮，所述齿轮架与飞轮相连接。

所述限位机构包括设置在所述太阳齿轮上的弧形限位槽以及位于所述限位槽中的限位件，所述力矩信号机构与所述太阳齿轮相连接。

所述轮毂电机本体包括安装在所述主轴上的定子、转子以及与所述转子相连接的轮毂，所述轮毂与所述齿圈相连接。

所述齿轮架包括架体以及形成在所述架体上的颈部,所述颈部伸出所述轮毂与所述飞轮相连接。

所述轮毂通过一轴承安装在所述主轴上。

采用本实用新型提供的用于助力自行车上的电机带来的有益效果为：本实用新型具有安全可靠、操作方便，检测精度高，结构紧凑、运行平稳、可靠性高，简化了产品的结构，降低了生产成本的特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

图2为本实用新型的分解结构图。

图3为本实用新型的剖视图。

图4为本实用新型的中限位机构的结构图。

图5为本实用新型的中限位机构的主视图。

图6为本实用新型的工作原理图。

图7为本实用新型中摆杆的结构图。

图8为本实用新型的第二种实施例的结构图。

图9为本实用新型的第二种实施例中的太阳齿轮的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详述：

如图1至图7所示，按照本实用新型提供的一种用于助力自行车上的电机的实施例，包括轮毂电机本体8、设置在所述轮毂电机本体8上的中心轴1和安装在所述轮毂电机本体8内的行星力矩传感器9，所述行星力矩传感器9包括安装在所述中心轴1上的太阳齿轮2、与所述太阳齿轮2相啮合的行星齿轮组3以及与所述行星齿轮组3相啮合的齿圈4，在所述行星齿轮组3和所述齿圈4中的一个部件作为动力输入部件，另一部件作为动力输出部件，所述太阳齿轮2还设置有限制所述太阳齿轮2转动一定角度的限位机构5，还包括力矩信号机构6，所述力矩信号机构6与所述太阳齿轮2相配合，当所述行星齿轮组3作为输入部件，所述齿圈4作为动力输出部件时，所述行星齿轮组3带动所述齿圈4和所述太阳齿轮2转动，所述的限位机构5将所述太阳齿轮2的转动角度限定在一定范围内，使得太阳齿轮2只能转动一定角度，通过力矩信号机构6采集太阳齿轮2的转动角度并且对转动角度进行换算，便可得知通过所述行星齿轮组3输入的转矩大小。所述轮毂电机本体8根据输入转矩大小作为工作信号，从而对助力自行车实现助力控制。

在本实施例中，动力输入部件的动力输入为助力自行车上的飞轮，能够准确的感知骑行者的骑行状态，根据骑行状态控制所述轮毂电机本体8的工作。动力输出部件是与所述轮毂电机本体8中的轮毂相连接，当然太阳齿轮2受到限位机构5的限制，只能做摆动运动，所述行星齿轮组3直接驱动所述齿圈4运动，作为飞轮与轮毂之间的动力传动机构。本实用新型中的上述结构均安装在轮毂内部，构成一种内藏式结构，提高了工作的可靠性，延长使用寿命。同时，上述力矩传感器检测更加灵敏。

本实用新型提供的实施例仅对将行星齿轮组3作为动力输入部件、齿圈4作为动力输出部件的工作原理及结构进行详细说明，齿圈4作为动力输入部件、行星齿轮组3作为动力输出部件的工作原理及结构与上述实施例基本相同，在这里不再赘述。当然，按照本实用新型提供的上述结构，其中的行星齿轮组3与所述齿圈4中的一个也可以作为摆动件，通过限位机构进行限位，并与力矩信号机构相配合，此时，太阳齿轮则作为动力输入或动力输出，另外一个不作为摆动件的部件作为相应的动力输出或动力输入部件。即在本实用新型提供的上述方案中，行星齿轮机构中的三个转动部件中的任何一个均可以作为力矩信号检测的摆动件，其余两个部件则可以作为飞轮与轮毂之间的动力传递部件。因此，这些相应的技术方案结构与工作原理与下述各实施例相同，将相应连接关系互换即可。

参见图1至图7，按照本实用新型提供的用于助力自行车上的电机，所述行星齿轮组3包括可旋转的齿轮架31以及安装在所述齿轮架31上的行星齿轮32，所述齿轮架31与助力自行车上的飞轮相连接。本实用新型中的所述行星齿轮组3是可以转动，从而能够与飞轮相连接，作为飞轮与轮毂的传动机构，将力矩传感器作为飞轮与轮毂之间的动力传动部件，能够更好的检测飞轮输入的力矩，实现对轮毂电机的准确控制。

参见图1至图7，按照本实用新型提供的用于助力自行车上的电机，所述轮毂电机本体8包括安装在所述主轴上的定子81、转子82以及与所述转子82相连接的轮毂7，所述轮毂7与所述齿圈4相连接，所述齿轮架31包括架体311以及形成在所述架体311上的颈部312,所述颈部312伸出所述轮毂7与助力自行车上的飞轮相连接，所述轮毂7通过一轴承71安装在所述中心轴1上。当助力自行车在骑行过程中，自行车上的飞轮将使用者在骑行过程中的转矩传递给行星力矩传感器中的齿轮架31。

参见图4和图5，按照本实用新型提供的用于助力自行车上的电机，所述限位机构5包括一与所述太阳齿轮2相连接的摆杆51以及限制所述摆杆51的限位件53，所述摆杆51上设置有一条形孔54，所述限位件53位于所述条形孔54中。所述的限位件53安装在所述轮毂7上的固定件上，具有安全可靠、操作方便，检测精度高，结构紧凑、运行平稳、可靠性高

参见图6和图7，按照本实用新型提供的用于助力自行车上的电机，所述力矩信号机构6与所述摆杆51相连接，所述条形孔54的两侧设置有微调螺杆55，通过设置在条形孔54两侧的微调螺杆55调节条形孔54的长度已实现太阳齿轮2可转动角度的调节。

参见图8和图9，本实用新型还提供另一实施例的用于助力自行车上的电机，所述限位机构5包括设置在所述太阳齿轮2上的弧形限位槽56、位于所述限位槽56中的限位件53以及驱动所述太阳齿轮2复位的复位弹簧52，所述力矩信号机构6与所述太阳齿轮2相连接。上述实施例是将限位机构5设置在太阳齿轮2上，通过限位件53直接限制太阳齿轮2的转动角度，力矩信号机构6采集太阳齿轮2的转动角度并且对转动角度进行换算，便可得知通过行星齿轮组3输入的转矩大小，简化了产品的结构，降低了生产成本。

本实用新型的工作原理为：

本实用新型提供的助力自行车在行进过程中，在需要轮毂电机本体8工作时，例如上坡或加速时，就需要对飞轮输出较大转矩，转矩通过飞轮传递给齿轮架31，齿轮架31通过行星齿轮32将生成的主动转矩的主动力分配给太阳齿轮2和齿圈4，在太阳齿轮2上安装有驱动太阳齿轮2复位的复位弹簧，当产生在太阳齿轮2上的转矩大于复位弹簧产生的反转矩时，太阳齿轮2连同与之固连的摆杆51便会摆动至复位弹簧上的反转矩与太阳齿轮2上的转矩相等时，力矩信号机构6即时采集到摆杆51的摆角信息，并且将采集到的摆角信息传递给助力自行车上的控制电路，控制电路对轮毂电机本体8通电，通电时，定子81与转子82转动带动轮毂7转动，为助力自行车提供辅助动力；当不需要输出较大转矩时，施加在齿轮架31上的转矩相应减小，使得与太阳齿轮2相配合的限位机构反向摆动，力矩信号机构6采集摆角信息输出至控制电路，定子81和转子82不工作，使得本实用新型提供的助力自行车的正常骑行或利用惯性滑行，主动转矩愈大，反转矩就愈大，摆动角度因此而愈大，摆动角度信号因此而愈强。

Claims (9)

1.一种用于助力自行车上的电机，包括轮毂电机本体、设置在所述轮毂电机本体上的中心轴和安装在所述轮毂电机本体内的行星力矩传感器，其特征在于：所述行星力矩传感器包括安装在所述中心轴上的太阳齿轮、与所述太阳齿轮相啮合的行星齿轮组以及与所述行星齿轮组相啮合的齿圈，所述行星齿轮组和所述齿圈中的一个部件作为动力输入部件，另一部件作为动力输出部件，所述太阳齿轮还设置有限制所述太阳齿轮转动一定角度的限位机构，还包括力矩信号机构，所述力矩信号机构与所述太阳齿轮相配合。

2.如权利要求1所述的用于助力自行车上的电机，其特征在于：所述限位机构包括一与所述太阳齿轮相连接的摆杆、带动所述摆杆复位的复位弹簧以及限制所述摆杆的限位件，所述摆杆上设置有一条形孔，所述限位件位于所述条形孔中。

3.如权利要求2所述的用于助力自行车上的电机，其特征在于：所述力矩信号机构与所述摆杆相连接。

4.如权利要求2所述的用于助力自行车上的电机，其特征在于：所述条形孔的两侧设置有微调螺杆。

5.如权利要求1所述的用于助力自行车上的电机，其特征在于：所述行星齿轮组包括可旋转的齿轮架以及安装在所述齿轮架上的行星齿轮，所述齿轮架与飞轮相连接。

6.如权利要求1所述的用于助力自行车上的电机，其特征在于：所述限位机构包括设置在所述太阳齿轮上的弧形限位槽以及位于所述限位槽中的限位件，所述力矩信号机构与所述太阳齿轮相连接。

7.如权利要求1所述的用于助力自行车上的电机，其特征在于：所述轮毂电机本体包括安装在所述主轴上的定子、转子以及与所述转子相连接的轮毂，所述轮毂与所述齿圈相连接。

8.如权利要求5所述的用于助力自行车上的电机，其特征在于：所述齿轮架包括架体以及形成在所述架体上的颈部,所述颈部伸出所述轮毂与所述飞轮相连接。

9.如权利要求7所述的用于助力自行车上的电机，其特征在于：所述轮毂通过一轴承安装在所述主轴上。

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