CN213521613U

CN213521613U - 一种可发电及电力驱动的双模直流电机

Info

Publication number: CN213521613U
Application number: CN202022620086.1U
Authority: CN
Inventors: 黄育林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2030-11-12

Abstract

本实用新型属于发电机技术领域，具体涉及一种可发电及电力驱动的双模直流电机，包括，转轴，套设于转轴上的转动外壳、永磁圈体、定子绕组及端盖，设于转动外壳内且分别与转动外壳、转轴相连接的行星变速机构，设于转动外壳内且与定子绕组电性连接的PCBA，与PCBA相连接的蓄电池组；所述定子绕组位于永磁圈体内，永磁圈体位于转动外壳内且与其固定连接；所述定子绕组与行星变速机构相连接。同现有技术相比，本实用新型可防止能量流失，在骑行过程中将现有技术流失的能量转化为电能储存，具有节能环保的技术效果。

Description

一种可发电及电力驱动的双模直流电机

技术领域

本实用新型涉及发电机技术领域，具体是指一种用于自行车等非机动车上的可发电且可用电力驱动的双模直流电机。

背景技术

目前，自行车、电动自行车等非机动车，广泛地运用于人们的生活和工作中，对于自行车，人们在骑行的过程中，耗费体力后，驱动自行车前行，在该过程，耗费的体能一部分转化为自行车前行的动力，其余的能量流失掉，并不能收集并储存；而对于电动自行车，目前都采用蓄电池供电，电力的一部分转化为骑行的动力，其余的能量同样流失掉；基本上是晚上充电、白天用电的模式，动力源单一，电力耗尽后只能骑行或者推行，使用上极不方便。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足之处，本实用新型目的在于提供一种可发电及电力驱动的双模直流电机。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种可发电及电力驱动的双模直流电机，包括，转轴，套设于转轴上的转动外壳、永磁圈体、定子绕组及端盖，设于转动外壳内且分别与转动外壳、转轴相连接的行星变速机构，设于转动外壳内且与定子绕组电性连接的PCBA，与PCBA相连接的蓄电池组；所述定子绕组位于永磁圈体内，永磁圈体位于转动外壳内且与其固定连接；所述定子绕组与行星变速机构相连接。转动外壳内设有套设于转轴上的轴承，因此转动外壳在外力作用下相对转轴旋转，比如随着外置链轮同步转动，而外置链轮通过手摇或脚蹬提供动力，转动外壳旋转时进而带动行星变速机构内的行星轮、太阳轮旋转，并带动与转动外壳固定连接的永磁圈体同步转动，而定子绕组与行星变速机构相连接，此处主要是与太阳轮相连接，因此，定子绕组随着太阳轮旋转，且定子绕组在永磁圈体内的旋转方向与永磁圈体相反，定子绕组内的线圈不断地切割永磁圈体的磁感线，根据电磁感应原理，线圈产生电流，通过PCBA对各相线圈绕组进行换向，形成回路电流，电流通过PCBA进行充电控制，储存到蓄电池组，此为非机动车骑行过程中的发电模式；通过PCBA切换成电动模式，蓄电池组放电，定子绕组电流通过，在永磁圈体的磁场力的作用下，产生偏转力矩，该偏转力矩通过行星变速机构的作用驱动转动外壳转动，进而驱动永磁圈体转动，转动外壳转动时，带动与其连接的链轮，即可驱动非机动车前行，即为电动模式。

此处，所述行星变速机构包括，套设于转轴上且位于转动外壳内的齿圈，三个设于齿圈内且与齿圈相啮合的行星轮，套设于转轴上且与永磁圈体相连接的太阳轮；所述齿圈与转动外壳固定连接，太阳轮位于齿圈内且分别与三个行星轮相啮合。

所述三个行星轮沿齿圈径向设置，太阳轮位于三个行星轮之间；所述行星轮为三十六齿的直齿轮；齿圈的内齿数为九十六个。太阳轮与行星轮之间的啮合为外啮合，行星轮与齿圈的啮合为内啮合，因此太阳轮的旋转方向与齿圈及转动外壳的旋转方向相反。

为了安装行星轮，还进一步包括一块位于齿圈后方的行星架，所述行星架固设于转轴上，三个行星轮均安装于行星架的前表面上。

进一步，还包括活动套设于转轴上的太阳轮固定架，所述太阳轮固定架分别与太阳轮及定子绕组固定连接。

优选地，所述太阳轮固定架由套设于转轴上的底盘、连接筒一体成型而成，所述连接筒的固定端与底盘前表面垂直且底盘内设有与连接筒同轴的穿孔；所述底盘位于永磁圈体内且底盘前表面与定子绕组固定连接；连接筒的自由端位于永磁圈体外部且与太阳轮固定连接。

所述永磁圈体由圆圈体、背板及永磁动圈一体成型而成，在背板内设有轴向孔；所述连接筒的自由端从轴向孔伸出圆圈体外与太阳轮固定连接。

所述永磁动圈包括圈体及多个沿圈体径向设于圈体内壁上的永磁元件，圈体与圆圈体同轴且圈体固设于圆圈体内壁上；定子绕组由十五对漆包线和矽钢片组铆叠而成。

进一步，所述转动外壳的前端设有开口，端盖设于所述开口处。

进一步，所述转轴包括空心段，所述空心段内设有轴向通孔；所述PCBA设于定子绕组其中一表面上，蓄电池组位于转动外壳的外部。

有益技术效果：本实用新型同时具备发电模式及电动模式，在发电模式时，通过永磁圈体与定子绕组的相对转动发电，最后通过蓄电池组储存备用；电动模式时，蓄电池组的电能通过定子绕组、行星变速机构最终将动力传递至转动外壳，转动外壳随之旋转时推动链轮旋转；同现有技术相比，本实用新型可防止能量流失，在骑行过程中将现有技术流失的能量转化为电能储存，具有节能环保的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立体图；

图2为本实用新型实施例的主视图；

图3为本实用新型实施例的第一爆炸图；

图4为本实用新型实施例的第二爆炸图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图3-4所示，本实用新型实施例提供一种可发电及电力驱动的双模直流电机，包括，转轴1，套设于转轴上的转动外壳2、永磁圈体3、定子绕组4及端盖5；以及设于转动外壳2内且分别与转动外壳2、转轴1相连接的行星变速机构，设于转动外壳2内且与定子绕组4电性连接的PCBA(未图示)，与PCBA相连接的蓄电池组；其中，所述定子绕组4位于永磁圈体3内，永磁圈体3位于转动外壳2内且与其固定连接；所述定子绕组4与行星变速机构相连接。

在本实施例，转动外壳2套设于第一轴承6上，而第一轴承6套设于转轴1上，即转动外壳2可相对转轴1旋转。

参考图3-4所示，所述行星变速机构包括，套设于转轴1上且位于转动外壳2内的齿圈7，三个设于齿圈7内且与齿圈相啮合的行星轮8，套设于转轴1上且与永磁圈体3相连接的太阳轮9；所述齿圈7与转动外壳2固定连接，太阳轮9位于齿圈7内且分别与三个行星轮8相啮合。

此处，所述三个行星轮8沿齿圈7径向设置，太阳轮9位于三个行星轮之间；在本实施例，所述行星轮8均采用三十六齿的直齿轮；齿圈7的内齿数为九十六个。太阳轮9与行星轮8之间的啮合为外啮合，行星轮8与齿圈7的啮合为内啮合，因此太阳轮9的旋转方向与齿圈7及转动外壳2的旋转方向相反。

而为了安装行星轮8，还进一步包括一块位于齿圈7后方的行星架10，所述行星架10固设于转轴上，三个行星轮8均安装于行星架10的前表面上。

参考图3-4所示，为了安装太阳轮9以及实现太阳轮9与定子绕组4的连接，也就是实现定子绕组4与行星变速机构的连接，还包括活动套设于转轴1上的太阳轮固定架11，所述太阳轮固定架11分别与太阳轮9及定子绕组4固定连接。

具体地，所述太阳轮固定架11由套设于转轴1上的底盘1101、连接筒1102一体成型而成，所述连接筒1102的固定端与底盘1101前表面垂直且底盘1101内设有与连接筒1102同轴的穿孔1101a；所述底盘1101位于永磁圈体3内且底盘1101前表面与定子绕组4固定连接；连接筒1102的自由端位于永磁圈体3外部且与太阳轮9固定连接。在转轴1上套设有两个第二轴承12，所述连接筒1102则套设于两个第二轴承12外，即整个太阳轮固定架11可相对转轴1旋转。

如图3-4所示，在本实施例，所述永磁圈体3由圆圈体301、背板302及永磁动圈303一体成型而成，在背板302内设有轴向孔302a；所述连接筒1102的自由端从轴向孔302a伸出圆圈体301外与太阳轮9固定连接。

所述永磁动圈303包括圈体303a及多个沿圈体径向设于圈体内壁上的永磁元件303b，圈体303a与圆圈体301同轴且圈体固设于圆圈体301内壁上；定子绕组4由十五对漆包线和矽钢片组铆叠而成，定子绕组4位于永磁动圈303内。

所述转轴1包括空心段101，所述空心段内设有轴向通孔101a；所述PCBA设于定子绕组4其中一表面上，蓄电池组位于转动外壳2的外部。轴向通孔101a用于容纳PCBA与蓄电池组之间的连接电线。

如图1-2所示，所述转动外壳2的前端设有开口，端盖5设于所述开口处。在转轴1上套设有一个第三轴承13，所述端盖5则套设于第三轴承13外，即整个端盖5可相对转轴1旋转。

综上所述，转动外壳2受到外力围绕转轴1旋转，进而带动行星变速机的齿圈7同步同向旋转，而齿圈7则带动行星轮8同步同向旋转，行星轮8带动太阳轮9反向旋转，此时，与转动外壳2固定连接的永磁圈体3同步转动，而定子绕组4与行星变速机构的太阳轮9通过太阳轮固定架11实现连接，因此，定子绕组4随着太阳轮9旋转，且定子绕组4在永磁圈体3内的旋转方向与永磁圈体3相反，定子绕组4内的线圈不断地切割永磁圈体3内的磁感线，根据电磁感应原理，线圈产生电流，通过PCBA对各相线圈绕组进行换向，形成回路电流，电流通过PCBA进行充电控制，储存到蓄电池组，此为非机动车骑行过程中的发电模式；通过PCBA切换成电动模式，蓄电池组放电，定子绕组4有电流通过，在永磁圈体3的磁场力的作用下，产生偏转力矩，该偏转力矩通过行星变速机构的作用驱动转动外壳2转动，进而驱动永磁圈体3转动，转动外壳2转动时，带动与其连接的链轮，即可驱动非机动车前行，即为电动模式。

在以上描述中，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”等相应术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围。本实用新型可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

Claims

1.一种可发电及电力驱动的双模直流电机，其特征在于，包括，转轴，套设于转轴上的转动外壳、永磁圈体、定子绕组及端盖，设于转动外壳内且分别与转动外壳、转轴相连接的行星变速机构，设于转动外壳内且与定子绕组电性连接的PCBA，与PCBA相连接的蓄电池组；所述定子绕组位于永磁圈体内，永磁圈体位于转动外壳内且与其固定连接；所述定子绕组与行星变速机构相连接。

2.如权利要求1所述的一种可发电及电力驱动的双模直流电机，其特征在于，所述行星变速机构包括，套设于转轴上且位于转动外壳内的齿圈，三个设于齿圈内且与齿圈相啮合的行星轮，套设于转轴上且与永磁圈体相连接的太阳轮；所述齿圈与转动外壳固定连接，太阳轮位于齿圈内且分别与三个行星轮相啮合。

3.如权利要求2所述的一种可发电及电力驱动的双模直流电机，其特征在于，所述三个行星轮沿齿圈径向设置，太阳轮位于三个行星轮之间；所述行星轮为三十六齿的直齿轮；齿圈的内齿数为九十六个。

4.如权利要求3所述的一种可发电及电力驱动的双模直流电机，其特征在于，还进一步包括一块位于齿圈后方的行星架，所述行星架固设于转轴上，三个行星轮均安装于行星架的前表面上。

5.如权利要求4所述的一种可发电及电力驱动的双模直流电机，其特征在于，还包括活动套设于转轴上的太阳轮固定架，所述太阳轮固定架分别与太阳轮及定子绕组固定连接。

6.如权利要求5所述的一种可发电及电力驱动的双模直流电机，其特征在于，所述太阳轮固定架由套设于转轴上的底盘、连接筒一体成型而成，所述连接筒的固定端与底盘前表面垂直且底盘内设有与连接筒同轴的穿孔；所述底盘位于永磁圈体内且底盘前表面与定子绕组固定连接；连接筒的自由端位于永磁圈体外部且与太阳轮固定连接。

7.如权利要求6所述的一种可发电及电力驱动的双模直流电机，其特征在于，所述永磁圈体由圆圈体、背板及永磁动圈一体成型而成，在背板内设有轴向孔；所述连接筒的自由端从轴向孔伸出圆圈体外与太阳轮固定连接。

8.如权利要求7所述的一种可发电及电力驱动的双模直流电机，其特征在于，所述永磁动圈包括圈体及多个沿圈体径向设于圈体内壁上的永磁元件，圈体与圆圈体同轴且圈体固设于圆圈体内壁上；定子绕组由十五对漆包线和矽钢片组铆叠而成。

9.如权利要求1所述的一种可发电及电力驱动的双模直流电机，其特征在于，所述转动外壳的前端设有开口，端盖设于所述开口处。

10.如权利要求1所述的一种可发电及电力驱动的双模直流电机，其特征在于，所述转轴包括空心段，所述空心段内设有轴向通孔；所述PCBA设于定子绕组其中一表面上，蓄电池组位于转动外壳的外部。