CN205407506U - 一种自带传感器的外转子永磁电机及体感平衡车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自带传感器的外转子永磁电机及体感平衡车，电机包括主轴和绕着主轴转动的外转子，外转子嵌装橡胶或者塑料组成轮毂，在主轴上设有能够用来感知主轴形变的传感器，所述的传感器发送电信号至电机的控制单元。本实用新型还公开了包含自带传感器的外转子永磁电机的体感平衡车。当主轴承受径向压力发生形变时，由传感器感知并向电机的控制单元反馈幅值不一的线性电压信号。当所述的多个电机应用于体感平衡车时，使用者的身体重心不断改变使不同电机之间的主轴形变产生不断变化的电信号，并发送给控制单元，进而控制平衡车轮毂电机的驱动方向，实现了平衡车的加速、停顿和转弯。

Description

一种自带传感器的外转子永磁电机及体感平衡车

技术领域

本实用新型涉及永磁电机技术领域，尤其是一种自带传感器的外转子永磁电机。

背景技术

所谓体感平衡车是通过感知身体的倾斜来控制平衡车运动的，这种控制平衡车的方式势必涉及到能够感知身体倾斜的传感器，通过传感器将身体倾斜的信息转为电信号，再根据上述的电信号控制驱动平衡车的电机。

现有体感平衡车的传感器一般采用陀螺仪式的，需要配合带有陀螺仪芯片的模块，这种陀螺仪模块具备高精度的体感性能，但是价格高昂，也是导致体感平衡车整体价格较高的一个重要原因，而且无法应用到四轮体感平衡车上，使用范围偏窄。

实用新型内容

本实用新型提出了一种自带传感器的永磁无刷直流电机及体感平衡车，应用于体感平衡车制造时，能简化结构、降低成本、增加可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种自带传感器的外转子永磁电机，包括主轴和绕着主轴转动的外转子，外转子嵌装橡胶或者塑料组成轮毂，在主轴上设有能够用来感知主轴形变的传感器，所述的传感器发送电信号至电机的控制单元。利用了外转子永磁电机的特点，主轴不发生转动，当主轴承受径向压力发生形变时，由传感器感知并想电机的控制单元反馈幅值不一的线性电压信号。

作为优选，所述的传感器靠近外转子设置。

作为优选，所诉的传感器为压力应变传感器。

作为优选，所述主轴为实心轴、盲孔轴或通孔轴中的任一种。

作为优选，所述的主轴上设有用于安置传感器的安装平台，所述的安装平台为通槽、圆形沉台、方形沉台或长圆形槽中的任一种，或者几种形态的组合。

作为优选，所述的安装平台上设置传感器出线用的通孔。

作为优选，所述的安装平台多于1个时，沿着主轴轴向多段分布，或者沿着主轴周向分布，或者沿着主轴径向多层分布。

一种体感平衡车，包括上述任一优选方式的电机，所述主轴延伸出平衡车车体的轴伸段不短于1毫米。由于电机的控制单元具备能够接受来自传感器的主轴形变信息，根据主轴形变信息可以控制电机的动作，进而控制平衡车轮毂的动作，而主轴的形变又跟平衡车的使用者身体上的倾斜有直接关系，因此通过应用上述的电机，可以实现体感控制平衡车，结构较为简洁，成本比带有陀螺仪模块的体感平衡车则更为经济。

相比现有技术，本实用新型的优点主要在于：使用主轴不旋转(即外转子)的永磁直流电机，直接在主轴上加工出传感器芯片的安装平台，当主轴承受径向压力发生形变时，由传感器感知并想电机的控制单元反馈幅值不一的线性电压信号，如主轴受力过大，传感器的则输出幅值远超正常值的电压信号，从而引发控制单元报警，避免可能的安全事故。当所述的电机应用于体感平衡车时，则根据主轴形变信息和平衡车使用者身体上的倾斜之间的关系可以控制电机的动作，进而控制平衡车轮毂的动作，可以实现低成本、高灵敏度的体感控制平衡车，结构较为简洁，可靠性也更高。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为本实用新型的主轴一种实施方式结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参见图1-3，本实施例涉及的一种自带传感器的外转子永磁电机主要部件结构示意图，电机为外转子电机，定子绕组2和主轴1相互固定连接并且不发生转动，带电枢绕组之定子总成中的主轴不转动，外转子3绕着定子绕组2和主轴1转动，在主轴1上设有能够用来感知主轴形变的传感器4，所述的传感器4发送电信号至电机的控制单元。为了能够更加敏感的感知主轴形变，所述的传感器4优选靠近外转子3设置。电机控制单元具备控制电机动作的能力，从所述传感器得到的主轴形变信息作为所述控制单元发出控制指令的基准之一，控制单元基于传感器的电信号发出相应的控制信号，该控制信号为向电机发出的相应相序、大小的电流使各轮毂配合前行、后退及转弯。如果主轴受力过大导致过大时，则通过控制单元可以发出报警信号或者停止指令，当然发出报警信号时，控制单元应该连接了报警装置，报警装置可以声音报警或者灯光报警。

所述主轴1为实心轴、盲孔轴或通孔轴中的任一种，在本实施例中，考虑到主轴应该适度的易于形变，可以优选采用盲孔轴或通孔轴。

所述的主轴1上设有用于安置传感器的安装平台5，所述的安装平台5为通槽、圆形沉台、方形沉台或长圆形槽中的任一种，图3为方形沉台，其他形状的安装平台原理相同未示出。安装平台5还可以主轴1和其他部件(例如法兰盘6)配合形成。所述的安装平台5上可以设置传感器出线用的通孔，如果主轴1为通孔轴，则可以利用主轴自带的通孔以简化结构。

当然，所述的安装平台5可以多于1个以使得可以更加灵敏的感知主轴形变，当有多个安装平台时，各个安装平台之间的关系可以是沿着主轴1轴向多段分布或者沿着主轴1周向分布或者沿着主轴1径向多层分布。所述传感器4按照安装平台的分布而分布，上述的每种分布方式均能起到更加灵敏的感知主轴形变的效果。

作为优选，本实施例的传感器为压力应变传感器。

实施例2

本实施方式一种体感平衡车，包括了实例1中所述的电机。其中，所述主轴延伸出平衡车车体的轴伸段不短于1毫米。

关于实例1中所述的电机原理部分已经说明，装配至体感平衡车时，则是考虑到主轴的形变主要受到平衡车的使用者身体上的倾斜影响，不同的身体倾斜会对各主轴产生不同的形变影响，需要指出的是，由于电机的控制单元具备能够接受来自传感器的主轴形变信息，该形变信息则可以作为控制单元向电机发出动作指令的依据，与转子信号一起作为体感平衡车控制模块的基础信号，来控制电机电枢各相的导电顺序，从而控制驱动体感平衡车轮毂的进退和转向，实现体感控制平衡车，结构较为简洁，成本也是相对较低的。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。

Claims (9)

1.一种自带传感器的外转子永磁电机，包括主轴和绕着主轴转动的外转子，外转子嵌装轮胎或者塑料组成轮毂，其特征在于：在主轴上设有能够用来感知主轴形变的传感器，所述的传感器发送电信号至电机的控制单元。

2.根据权利要求1所述的自带传感器的外转子永磁电机，其特征在于：所述的传感器靠近外转子设置。

3.根据权利要求1所述的自带传感器的外转子永磁电机，其特征在于：所述的传感器为压力应变传感器。

4.根据权利要求1所述的自带传感器的外转子永磁电机，其特征在于：所述主轴为实心轴、盲孔轴或通孔轴中的任一种。

5.根据权利要求1所述的自带传感器的外转子永磁电机，其特征在于：所述的主轴上设有用于安置传感器的安装平台，所述的安装平台为通槽、圆形沉台、方形沉台或长圆形槽中的任一种或者几种形式的组合。

6.根据权利要求5所述的自带传感器的外转子永磁电机，其特征在于：所述传感器的引出线直接引出，或者通过安装平台上设置的通孔引出。

7.根据权利要求5所述的自带传感器的外转子永磁电机，其特征在于：所述的安装平台多于1个且沿着主轴轴向多段分布，或者沿着主轴周向分布，或者沿着主轴径向多层分布。

8.一种体感平衡车，包括权利要求1至7任一项所述的电机。

9.根据权利要求8所述的体感平衡车，其特征在于：所述主轴延伸出外转子永磁电机的轴伸段不短于1毫米。