CN212290182U - 中置电机驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种中置电机驱动系统包括电机组件，一级齿轮减速组件，输出轴组件，力矩传感器组件。一级齿轮减速组件包括电机轴和齿轮；输出轴组件包括第一离合器、输出轴、第四轴承、第五轴承、第二油封、第一卡簧、牙盘支架、牙盘螺母；力矩传感器组件由力矩传感器控制板、中轴、第二离合器、斜齿轮套、磁环、推力轴承、内套、弹性元件、外套、第二卡簧、第六轴承。本实用新型采用一级齿轮减速系统，减少了二级齿轮减速组件和机壳隔板，由于一级齿轮减速系统的电机轴采用少齿数、大变位系数的齿轮设计，实现大的减速比，最终实现和二级减速系统相同的减速效果。

Description

中置电机驱动系统

技术领域

本实用新型涉及电机驱动系统，特别涉及一种中置电机驱动系统，尤其涉及一种采用大减速比的一级齿轮减速系统的中置电机驱动系统。

背景技术

目前，电动助力自行车采用的是传统的中置电机驱动系统，即是采用二级或三级减速系统，减速系统复杂，零件较多，装配复杂且存在一定的故障率。

经过检索，检索到专利文献CN201910027143.4，公开了一种采用一级齿轮减速传动的紧凑型中置电机，包括外壳、电机本体、离合器、齿轮减速机构、中轴及牙盘，电机本体包括定子、转子及其芯轴，中轴穿过外壳两端的轴孔并通过设于外壳内的中轴轴承支撑定位，芯轴与中轴平行布置；但是现有技术中采用的电机结构形式为外转子形式，存在装配复杂，价格昂贵的缺点；采用的离合器是非标定制的，离合器体积大，价格高昂；并且现有技术中的没有设置密封圈，没有做好防水密封。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种中置电机驱动系统。

根据本实用新型提供的一种中置电机驱动系统，包括：左机壳组件，电机组件，控制器组件，一级齿轮减速组件，输出轴组件，力矩传感器组件和右机壳组件；

其中，右机壳组件与输出轴组件相连，一级齿轮减速组件和力矩传感器组件紧固连接，输出轴组件和力矩传感器组件紧固连接，力矩传感器组件与控制器组件可拆卸连接，电机组件连接在控制器组件和左机壳组件之间；

特别地，一级齿轮减速组件，包括电机轴和齿轮，电机轴采用4至7齿的齿数和0.25至1变位系数，齿轮采用70至100齿的多齿数；电机轴和齿轮啮合连接。

优选地，左机壳组件包括左机壳、第一轴承和第三油封，所述左机壳上设置有第一轴承和第三油封。

优选地，力矩传感器组件包括：中轴、第二离合器、斜齿轮套、磁环、推力轴承、内套、弹性元件、外套、第二卡簧和第六轴承，磁环安装在斜齿轮套上，随斜齿轮套转动，斜齿轮套安装在中轴上，中轴上还设有第二离合器、推力轴承、弹性元件、第二卡簧和第六轴承，外套在内套一侧安装在中轴上。

优选地，输出轴组件包括：第一离合器、输出轴、第四轴承、衬套、第五轴承、第二油封、第一卡簧、牙盘支架和牙盘螺母，输出轴组件通过输出轴与第一离合器的内圈相结合，第二油封设置在中轴的另一端，第四轴承和第五轴承连接在中轴的另一端，牙盘支架和牙盘螺母配合使用，与第一卡簧一并设置在中轴的一侧。

优选地，右机壳组件包括右机壳、第三轴承和第一油封，右机壳上设置有第三轴承和第一油封。

优选地，斜齿轮套和中轴均设有斜齿结构，当人力踩踏中轴时，中轴带动斜齿轮套，斜齿轮套带动第二离合器，第二离合器带动输出轴，输出轴带动牙盘支架，通过斜齿结构推动斜齿轮套产生轴向位移，斜齿轮套通过推力轴承带动内套产生轴向位移。

优选地，内套上设有磁性原件，外套上安装了力矩传感器控制板，力矩传感器控制板上设有位移检测元件，从而检测出内套的轴向位移，最终通过控制器信号处理，检测出人力踩踏的扭矩，当人力停止踩踏时，内套在弹性元件的作用下回到原先位置，实现力矩归零。

优选地，控制器组件包括控制器和一体插座组件，采用集成插座设计，取消控制器线束，实现控制器无线束化。

优选地，左机壳组件和右机壳组件通过多个定位销进行安装定位，左机壳上设有密封圈槽，密封圈安装在密封槽内实现机壳防水密封。

优选地，电机轴驱动齿轮转动的转速大于中轴带动输出轴的转速时，第一离合器处于啮合状态，当电机轴驱动齿轮转动的转速小于中轴带动输出轴的转速时，离合器处于松脱状态；

其中，力矩传感器控制板上有速度检测元件，检测磁环的旋转速度，从而实现检测中轴的旋转速度。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型采用一级齿轮减速系统，减少了二级齿轮减速组件和机壳隔板，由于一级齿轮减速系统的电机轴采用少齿数、大变位系数的齿轮设计，实现大的减速比，最终实现和二级减速系统相同的减速效果。

2、本实用新型零件少，装配方便，存在故障率低，成本适宜的优点。

3、本实用新型采用标准滚针离合器，滚针离合器外圈与齿轮内嵌的钢件相结合，比非标定制的离合器体积更小，价格更便宜。

4、采用集成一体插座组件的控制器，实现无线束化；采用利用检测轴向位移检测踩踏力矩的机械式力矩传感器，价格更便宜。

5、通过在左机壳上设有密封圈槽，密封圈安装在密封槽内实现左右机壳防水密封。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型提供的中置电机驱动系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的中置电机驱动系统的爆炸图；

图3为本实用新型提供的中置电机驱动系统中力矩传感器组件和输出轴组件的示意图；

图4为本实用新型提供的中置电机驱动系统中一级齿轮减速组件的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图2所示，本实用新型提供的一种中置电机驱动系统，包括左机壳组件101，电机组件102，控制器组件103，一级齿轮减速组件104，输出轴组件105，力矩传感器组件106和右机壳组件107。

如图1、图3所示，左机壳组件101包括左机壳1、第一轴承2和第三油封35，左机壳1上设置有第一轴承2和第三油封35。

电机组件102包括转子铁芯4、磁钢5和定子组件6，电机轴3一侧和转子铁芯4相连接。

控制器组件103包括控制器30和一体插座组件37，采用集成插座设计，取消控制器线束，实现控制器无线束化。

如图4所示，一级齿轮减速组件104包括电机轴3和齿轮12，电机轴3采用4至7齿的少齿数和0.25至1大变位系数的设计，齿轮12采用70至100齿的多齿数，电机轴3和齿轮12啮合连接，能够实现减速。

输出轴组件105包括：第一离合器13、输出轴16、第四轴承22、衬套23、第五轴承24、第二油封17、第一卡簧21、牙盘支架20和牙盘螺母19，输出轴组件105通过输出轴16与第一离合器13的内圈相结合，第二油封17设置在中轴18的另一端，第四轴承22和第五轴承24连接在中轴18的另一端，牙盘支架20和牙盘螺母19配合使用，与第一卡簧21一并设置在中轴18的一侧。

力矩传感器组件106包括：中轴18、第二离合器25、斜齿轮套26、磁环27、推力轴承28、内套29、弹性元件31、外套32、第二卡簧33和第六轴承34，磁环27安装在斜齿轮套26上，随斜齿轮套26转动，斜齿轮套26安装在中轴18上，中轴18上还设有第二离合器25、推力轴承28、弹性元件31、第二卡簧33和第六轴承34，外套在内套一侧安装在中轴18上。

右机壳组件107包括右机壳9、第三轴承14和第一油封15，右机壳9上设置有第三轴承14和第一油封15。

右机壳组件107与输出轴组件105相连，一级齿轮减速组件104连接在输出轴组件105和力矩传感器组件106，力矩传感器组件106与控制器组件103可拆卸连接，电机组件连接在控制器组件103和左机壳组件101之间。

斜齿轮套26和中轴18均设有斜齿结构，当人力踩踏中轴18时，中轴18带动斜齿轮套26，斜齿轮套26带动第二离合器25，第二离合器25带动输出轴16，输出轴16带动牙盘支架20，通过斜齿结构推动斜齿轮套26产生轴向位移，斜齿轮套26通过推力轴承28带动内套29产生轴向位移；内套29上设有磁性原件，外套32上安装了力矩传感器控制板36，力矩传感器控制板36上设有位移检测元件，从而检测出内套29的轴向位移，最终通过控制器30信号处理，检测出人力踩踏的扭矩，当人力停止踩踏时，内套29在弹性元件31的作用下回到原先位置，实现力矩归零。

左机壳组件101和右机壳组件107通过多个定位销8进行安装定位，左机壳1上设有密封圈槽，密封圈7安装在密封槽内实现机壳防水密封。

接下来结合优选例，对本实用新型进一步做说明。

采用标准滚针离合器，滚针离合器外圈与齿轮内嵌的钢件相结合，滚针离合器内圈安装在输出轴上。

接下来结合变化例，对本实用新型进一步做说明。

电机轴3可采用4、5、6、7齿的任一齿的少齿数设计和0.25至1大变位系数的设计。

工作原理：

当人力踩踏中轴18时，中轴18带动斜齿轮套26，斜齿轮套26带动第二离合器25，第二离合器25带动输出轴16，输出轴16带动牙盘支架20，通过斜齿结构推动斜齿轮套26产生轴向位移，斜齿轮套26通过推力轴承28带动内套29产生轴向位移；内套29上设有磁性原件，外套32上安装了力矩传感器控制板36，力矩传感器控制板36上设有位移检测元件，从而检测出内套29的轴向位移，最终通过控制器30信号处理，检测出人力踩踏的扭矩，当人力停止踩踏时，内套29在弹性元件31的作用下回到原先位置，实现力矩归零。当电机轴3驱动齿轮12转动的转速大于中轴18带动输出轴16的转速时，第一离合器13处于啮合状态，当电机轴3驱动齿轮12转动的转速小于中轴18带动输出轴16的转速时，离合器处于松脱状态。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种中置电机驱动系统，其特征在于，包括：左机壳组件(101)，电机组件(102)，控制器组件(103)，一级齿轮减速组件(104)，输出轴组件(105)，力矩传感器组件(106)和右机壳组件(107)；

所述右机壳组件(107)与所述输出轴组件(105)相连，所述一级齿轮减速组件(104)和所述力矩传感器组件(106)紧固连接，所述输出轴组件(105)和所述力矩传感器组件(106)紧固连接，所述力矩传感器组件(106)与所述控制器组件(103)可拆卸连接，所述电机组件连接在所述左机壳组件(101)上；

所述一级齿轮减速组件(104)，包括电机轴(3)和齿轮(12)，所述电机轴(3)采用4至7齿的齿数和0.25至1变位系数，所述齿轮(12)采用70至100齿的齿数；

所述电机轴(3)和齿轮(12)啮合连接。

2.根据权利要求1所述的一种中置电机驱动系统，其特征在于，左机壳组件(101)包括左机壳(1)、第一轴承(2)和第三油封(35)，所述左机壳(1)上设置有第一轴承(2)和第三油封(35)。

3.根据权利要求1所述的一种中置电机驱动系统，其特征在于，力矩传感器组件(106)包括：中轴(18)、第二离合器(25)、斜齿轮套(26)、磁环(27)、推力轴承(28)、内套(29)、弹性元件(31)、外套(32)、第二卡簧(33)和第六轴承(34)，所述磁环(27)安装在斜齿轮套(26)上，随斜齿轮套(26)转动，斜齿轮套(26)安装在中轴(18)上，所述中轴(18)上还设有第二离合器(25)、推力轴承(28)、弹性元件(31)、第二卡簧(33)和第六轴承(34)，外套在内套一侧安装在中轴(18)上。

4.根据权利要求3所述的一种中置电机驱动系统，其特征在于，输出轴组件(105)包括：第一离合器(13)、输出轴(16)、第四轴承(22)、衬套(23)、第五轴承(24)、第二油封(17)、第一卡簧(21)、牙盘支架(20)和牙盘螺母(19)，所述输出轴组件(105)通过输出轴(16)与第一离合器(13)的内圈相结合，第二油封(17)设置在中轴(18)的另一端，所述第四轴承(22)和第五轴承(24)连接在中轴(18)的另一端，牙盘支架(20)和牙盘螺母(19)配合使用，与第一卡簧(21)一并设置在中轴(18)的一侧。

5.根据权利要求1所述的一种中置电机驱动系统，其特征在于，右机壳组件(107)包括右机壳(9)、第三轴承(14)和第一油封(15)，所述右机壳(9)上设置有第三轴承(14)和第一油封(15)。

6.根据权利要求3所述的一种中置电机驱动系统，其特征在于，所述斜齿轮套(26)和所述中轴(18)均设有斜齿结构，当人力踩踏中轴(18)时，所述中轴(18)带动斜齿轮套(26)，斜齿轮套(26)带动第二离合器(25)，第二离合器(25)带动输出轴(16)，输出轴(16)带动牙盘支架(20)，通过斜齿结构推动斜齿轮套(26)产生轴向位移，斜齿轮套(26)通过推力轴承(28)带动内套(29)产生轴向位移。

7.根据权利要求3所述的一种中置电机驱动系统，其特征在于，内套(29)上设有磁性原件，外套(32)上安装了力矩传感器控制板(36)，力矩传感器控制板(36)上设有位移检测元件，从而检测出内套(29)的轴向位移，最终通过控制器(30)信号处理，检测出人力踩踏的扭矩，当人力停止踩踏时，内套(29)在弹性元件(31)的作用下回到原先位置，实现力矩归零。

8.根据权利要求1所述的中置电机驱动系统，其特征在于，所述控制器组件(103)包括控制器(30)和一体插座组件(37)，采用集成插座设计，取消控制器线束，实现控制器无线束化。

9.根据权利要求1所述的中置电机驱动系统，其特征在于，所述左机壳组件(101)和所述右机壳组件(107)通过多个定位销(8)进行安装定位，所述左机壳(1)上设有密封圈槽，密封圈(7)安装在密封槽内实现机壳防水密封。

10.根据权利要求7所述的中置电机驱动系统，其特征在于，当电机轴(3)驱动齿轮(12)转动的转速大于中轴(18)带动输出轴(16)的转速时，第一离合器(13)处于啮合状态，当电机轴(3)驱动齿轮(12)转动的转速小于中轴(18)带动输出轴(16)的转速时，离合器处于松脱状态；

力矩传感器控制板(36)上有速度检测元件，检测磁环(27)的旋转速度，从而实现检测中轴(18)的旋转速度。

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