实用新型内容
本实用新型提供一种轮毂电机及车,以解决现有技术中轮毂电机的占用空间较大、运行可靠性较低、结构紧凑性较差的技术问题。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的一个技术方案是提供一种轮毂电机,包括:
定子;
转子,套设于所述定子外,且能够相对所述定子转动;
轮毂,固定套设于所述转子外;
减速器,所述减速器包括低速端及高速端,所述低速端的转动速度小于所述高度端的转动速度,所述低速端与所述轮毂连接;
制动器,与所述高速端连接,以使得所述转子的输出力矩经所述减速器减小后传递至所述制动器。
在一具体实施例中,所述减速器设置于所述定子内,所述定子、所述转子以及所述减速器在所述转子的径向上的投影都位于所述轮毂在所述转子的径向上的投影内。
在一具体实施例中,所述轮毂电机进一步包括编码器,所述编码器与所述高速端连接。
在一具体实施例中,所述减速器为行星减速器,所述行星减速器包括行星架、相互啮合的行星轮和太阳轮,所述行星轮可自转地设置于所述行星架上,所述低速端为所述行星架或所述低速端连接所述行星架,所述高速端为所述太阳轮或所述高速端连接所述太阳轮。
在一具体实施例中,所述轮毂电机进一步包括支撑架,所述支撑架设置于所述定子内,所述行星架设置于所述支撑架内,所述支撑架内侧设置有齿圈,所述齿圈与所述行星轮啮合。
在一具体实施例中,所述轮毂电机进一步包括盖设于所述轮毂一侧的轮毂盖,所述轮毂与所述轮毂盖共同形成第一容置腔,所述定子、所述转子以及所述减速器都位于所述第一容置腔内,所述支撑架与所述轮毂盖之间设置有主轴承,所述支撑架与所述行星架之间设置有行星架支撑轴承。
在一具体实施例中,所述轮毂电机进一步包括连接架,所述连接架与所述支撑架连接,所述连接架形成第二容置腔,所述制动器设置于所述连接架上且位于所述第二容置腔内,所述制动器通过转接轴与所述太阳轮连接。
在一具体实施例中,所述连接架包括悬架连接法兰及制动器连接法兰,所述制动器连接法兰形成有支撑槽,所述悬架连接法兰用于与外部的悬架连接,所述制动器连接法兰用于与所述制动器连接,所述支撑槽与所述转接轴之间设置有转接轴支撑轴承。
在一具体实施例中,所述转接轴的一端形成有减速器连接孔,所述减速器连接孔沿所述转接轴的轴向延伸,用于与所述减速器连接,所述制动器套设于所述转接轴的另一端,且所述转接轴的另一端形成有编码器连接孔,所述编码器连接孔沿所述转接轴的轴向延伸,用于与所述编码器连接。
在一具体实施例中,所述轮毂电机进一步包括中心轴、套设于所述中心轴外的环形编码器以及套设于所述环形编码器外的支撑架,所述定子套设于所述支撑架外,所述中心轴的一端与所述轮毂连接,所述中心轴的另一端与所述低速端连接。
在一具体实施例中,所述轮毂上形成有方形的第一轴孔,所述减速器的行星架上形成有方形的第二轴孔,所述中心轴的两端分别设置有方形的第一轴端和第二轴端,所述第一轴孔与所述第一轴端配合连接,所述第二轴孔与所述第二轴端配合连接。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的另一个技术方案是提供一种车,包括车体及如上述的轮毂电机,所述轮毂电机设置于所述车体上,用于驱动所述车体运动。
本实用新型轮毂电机包括定子、转子、轮毂、减速器以及制动器,转子套设于定子外,且能够相对定子转动,轮毂固定套设于转子外,减速器包括低速端及高速端,低速端的转动速度小于高度端的转动速度,低速端与转子连接,制动器与高速端连接,以使得转子的输出力矩经减速器减小后传递至制动器,能够减小制动器所需的制动力矩,进而减小制动器的体积,使得轮毂电机即能够实现直接驱动控制精度较高的效果,又能够占用更小的空间,进而能够提高驱动系统的运动可靠性、降低制备难度及成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,其中:
图1是本实用新型轮毂电机一实施例的立体结构示意图;
图2是本实用新型轮毂电机一实施例的剖视结构示意图;
图3是本实用新型轮毂电机一实施例中支撑架的剖视结构示意图;
图4是本实用新型轮毂电机一实施例中转接轴的剖视结构示意图;
图5是本实用新型轮毂电机一实施例中连接架的剖视结构示意图;
图6是本实用新型轮毂电机另一实施例的立体结构示意图;
图7是本实用新型轮毂电机另一实施例的剖视结构示意图;
图8是本实用新型轮毂电机另一实施例中轮毂的立体结构示意图;
图9是本实用新型轮毂电机另一实施例中中心轴的立体结构示意图;
图10是本实用新型轮毂电机另一实施例中部分结构的剖视结构示意图;
图11是本实用新型轮毂电机另一实施例中支撑架的剖视结构示意图;
图12是本实用新型轮毂电机另一实施例中编码器安装板的立体结构示意图;
图13是本实用新型轮毂电机另一实施例中连接架的剖视结构示意图;
图14是本实用新型车实施例的立体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,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。基于本实用新型中的实施例,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,均属于本实用新型保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。而术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
参见图1和图2,本实用新型轮毂电机10一实施例包括定子111、转子112、轮毂113、减速器120以及制动器130,转子112套设于定子111外,且能够相对定子111转动,轮毂113固定套设于转子112外,减速器120包括低速端及高速端,低速端的转动速度小于高度端的转动速度,低速端与轮毂113连接,制动器130与高速端连接,以使得转子112的输出力矩经减速器120减小后传递至制动器130。
目前轮毂电机主要包括电机与减速器串联、直驱电机这两种驱动方式,在电机与减速器串联的方式中,电机输出的动力力矩较小,可通过减速器增大,因此电机可连接一制动力矩较小的制动器实现制动,但是电机分别与减速器和制动器串联设置,虽然制动力矩较小的制动器的体积较小,仍会造成整个驱动系统沿电机的轴向的尺寸较长,占用空间较大;在直驱电机的方式中,由于省去减速器的传动过程,控制更加精准,但是由于电机输出的动力力矩较大,因此需连接一制动力矩较大的制动器实现制动,会造成制动器的体积较大,进而造成整个驱动系统的占用空间较大。因此上述两种方式都会导致驱动系统的运行可靠性较低、制备难度及成本也较高。而本申请中转子112的输出力矩经减速器120减小后传递至制动器130,能够减小制动器130所需的制动力矩,进而减小制动器130的体积,使得轮毂电机10即能够实现直接驱动控制精度较高的效果,又能够占用更小的空间,进而能够提高驱动系统的运动可靠性、降低制备难度及成本。
在本实施例中,减速器120设置于定子111内,定子111、转子112以及减速器120在转子112的径向上的投影都位于轮毂113在转子112的径向上的投影内,以使得减速器120能够不占用额外的空间,使得轮毂电机10的结构更加紧凑,体积更小。
在本实施例中,轮毂电机10进一步包括支撑架140,支撑架140设置于定子111内,减速器120固定设置于支撑架140内,能够使得减速器120更加稳固地固定于定子111内,使得轮毂电机10的可靠性更高。
在本实施例中,减速器120为行星减速器,行星减速器包括行星架121、相互啮合的行星轮122和太阳轮123,行星轮122可自转地设置于行星架121上,低速端为行星架121,高速端为太阳轮123,以使得转子112的输出力矩能够经减速器120减小后传递至制动器130,转子112的输出速度经减速器120增加后传递至制动器130。
在其他实施例中,低速端和高速端也可以为独立于减速器120的轴体,低速端与行星架121连接,高速端与太阳轮123连接,在此不做限制。
在其他实施例中,减速器120也可以为圆柱齿轮减速器等其他类型的减速器,在此不做限制。
一并参见图3,在本实施例中,支撑架140内侧设置有齿圈141,行星架121设置于支撑架140内,且齿圈141与行星轮122啮合,能够使得行星轮122在转动过程中更加稳定,提高轮毂电机10的可靠性。
在本实施例中,齿圈141可以一体成形于支撑架140上,使得其结构更加稳定。
在其他实施例中,齿圈141也可以通过键连接、过盈配合、螺钉固定或者粘贴的方式固定连接于支撑架140上,在此不做限制。
在本实施例中,支撑架140远离轮毂113的一端形成有第一走线孔142,第一走线孔142用于容置定子111或转子112的连接线(图中未示出),能够避免连接线与其他部件干涉,从而减少连接线的磨损,提高轮毂电机10的可靠性。
在本实施例中,轮毂电机10进一步包括盖设于轮毂113一侧的轮毂盖114,轮毂113与轮毂盖114共同形成第一容置腔,定子111、转子112以及减速器120都位于第一容置腔内,能够起到对定子111、转子112以及减速器120的保护,防止外部环境的污染对定子111、转子112以及减速器120造成损坏。
在本实施例中,支撑架140与轮毂盖114之间设置有主轴承151,支撑架140与行星架121之间设置有行星架支撑轴承152,通过在支撑架140上交错设置主轴承151及行星架支撑轴承152,能够对支撑架140起到更好的支撑作用,并且使得行星架支撑轴承152即能够支撑轮毂113的转动,也能够支撑行星架121的转动,使得轮毂电机10的结构更加简单,进一步减小轮毂电机10的体积及重量,通过设置主轴承151及行星架支撑轴承152还能够减小支撑架140与轮毂盖114、行星架121之间的磨损,延长支撑架140、轮毂盖114以及行星架121的使用寿命。
其中,制动器130可以通过转接轴160与减速器120的高速端连接。在本实施例中,制动器130通过转接轴160与太阳轮123连接,使得制动器130能够通过转接轴160实现对轮毂113的制动。
在其他实施例中,太阳轮123与转接轴160可以为一体设置,能够使得其结构更加简单,占用空间进一步减小。
一并参见图4,在本实施例中,转接轴160的一端形成有减速器连接孔161,减速器连接孔161沿转接轴160的轴向延伸,用于与减速器120连接,具体为与太阳轮123连接,制动器130套设于转接轴160的另一端,以使得转子112产生的动力能够经减速器120、转接轴160输出,制动器130能够通过转接轴160、减速器120对转子112进行制动。
在本实施例中,轮毂电机10进一步可以包括编码器170,编码器170与高速端连接。具体的,转接轴160远离减速器连接孔161的一端形成有编码器连接孔162,编码器连接孔162沿转接轴160的轴向延伸,编码器170通过编码器连接孔162与转接轴160连接,通过设置编码器170能够提高对轮毂113的控制精度,从而提高轮毂电机10的可靠性。
在本实施例中,转接轴160与减速器120、编码器170的连接都可以为键连接。在其他实施例中,转接轴160与减速器120、编码器170的连接也可以为过盈配合等,在此不做限制。
在本实施例中,编码器170远离减速器连接孔161的一端还可以形成有编码器锁紧孔163,编码器锁紧孔163与编码器连接孔162连通,且沿转接轴160的径向延伸,以使得锁紧件(图中未示出)能够贯穿编码器锁紧孔163伸入编码器连接孔162内,以作用于编码器连接孔162内的编码器170的部分,从而将编码器170与转接轴160锁紧,使得编码器170与转接轴160的连接更加稳固,提高轮毂电机10整体结构的稳定性和可靠性。
在本实施例中,轮毂电机10进一步可以包括连接架180,连接架180与支撑架140连接,连接架180形成第二容置腔,制动器130设置于连接架180上且位于第二容置腔内,通过设置连接架180即能够起到对制动器130的支撑作用,又能够起到对制动器130的保护作用,能够避免制动器130外部环境的污染造成损坏,连接架180、制动器130与支撑架140、减速器120等部件的连接结构紧凑,使得轮毂电机10的整体体积较小,占用空间较小。
一并参见图5,在本实施例中,连接架180包括连接架主体181、悬架连接法兰182以及制动器连接法兰183,悬架连接法兰182套设于连接架主体181的外侧,用于与外部的悬架(图中未示出)连接,制动器连接法兰183设置于连接架主体181的一端,用于与制动器130连接,其中连接架主体181、悬架连接法兰182以及制动器连接法兰183可以为一体成形,能够使得连接架180的结构更加稳固。
在其他实施例中,连接架主体181、悬架连接法兰182以及制动器连接法兰183也可以通过焊接、粘贴或卡扣等方式固定连接,在此不做限制。
在本实施例中,制动器连接法兰183远离连接架主体181的一端形成有支撑槽184,支撑槽184与转接轴160之间可以设置有转接轴支撑轴承153,能够对转接轴160起到支撑作用,使得转接轴160转动过程中更加稳定,并且能够减小连接架180与转接轴160之间的磨损,延长连接架180与转接轴160的使用寿命。
在本实施例中,连接架主体181上可以形成有第二走线孔185和第三走线孔186,第二走线孔185沿连接架主体181的轴向贯穿连接架主体181,用于容置定子111或转子112的连接线,第三走线孔186沿连接架主体181的径向贯穿连接架主体181,且与第二走线孔185连通,用于容置制动器130的连接线,能够避免连接线与其他部件干涉,从而减少连接线的磨损,提高轮毂电机10的可靠性。
在本实施例中,轮毂电机10还可以包括橡胶轮115,橡胶轮115套设于轮毂113外,能够为轮毂113的受力提供缓冲作用。
参见图6和图7,本实用新型轮毂电机20另一实施例包括定子211、转子212、轮毂213、减速器220以及制动器230,转子212套设于定子211外,且能够相对定子211转动,轮毂213固定套设于转子212外,减速器220包括低速端及高速端,低速端的转动速度小于高度端的转动速度,低速端与轮毂213连接,制动器230与高速端连接,以使得转子212的输出力矩经减速器220减小后传递至制动器230,能够减小制动器230所需的制动力矩,进而减小制动器230的体积,使得轮毂电机20即能够实现直接驱动控制精度较高的效果,又能够占用更小的空间,进而能够提高驱动系统的运动可靠性、降低制备难度及成本。
在本实施例中,轮毂电机20进一步包括中心轴240、套设于中心轴240外的环形编码器250以及套设于环形编码器250外的支撑架260,定子211套设于支撑架260外,中心轴240的一端与轮毂213连接,中心轴240的另一端与低速端连接。将环形编码器250通过中心轴240、轮毂213直接与转子212连接,省去减速器220的传动过程,能够使得环形编码器250的控制精度进一步提高。
在本实施例中,定子211、转子212以及环形编码器250在转子212的径向上的投影都位于轮毂213在转子212的径向上的投影内,以使得环形编码器250能够不占用额外的空间,使得轮毂电机20的结构更加紧凑,体积更小。
在本实施例中,轮毂电机20进一步包括盖设于轮毂213一侧的轮毂盖214,轮毂213与轮毂盖214共同形成一容置腔,定子211、转子212以及环形编码器250都位于容置腔内,能够起到对定子211、转子212以及环形编码器250的保护,防止外部环境的污染对定子211、转子212以及环形编码器250造成损坏。
在本实施例中,减速器220为行星减速器,行星减速器包括行星架221、相互啮合的行星轮222和太阳轮223,其结构与上述实施例中的减速器120类似,在此不再赘述。其中,行星架221与中心轴240固定连接,太阳轮223与制动器230连接。
在本实施例中,制动器230可以通过转接轴231与减速器220连接。具体的,转接轴231的一端形成有减速器连接孔(图中未标出),太阳轮223通过减速器连接孔与转接轴231固定连接,制动器230套设于转接轴231的另一端,以使得制动器230能够通过转接轴231、减速器220对转子212进行制动。
一并参见图8和图9,在本实施例中,轮毂213上形成有方形的第一轴孔215,行星架221上形成有方形的第二轴孔(图中未示出),中心轴240的两端分别设置有方形的第一轴端241和第二轴端242,第一轴孔215与第一轴端241配合连接,第二轴孔与第二轴端242配合连接,能够防止中心轴240在随轮毂213转动时,与轮毂213或行星架221产生相对滑动,提高轮毂电机20的可靠性。
一并参见图10至图12,在本实施例中,支撑架260的内壁上可以形成有走线槽261,走线槽261沿支撑架260的轴向延伸,用于容置定子211或转子212的连接线,能够避免连接线与其他部件干涉,从而减少连接线的磨损,提高轮毂电机20的可靠性。
在本实施例中,支撑架260的内壁上进一步可以形成有安装槽262,轮毂电机20进一步可以包括编码器安装板251,编码器安装板251设置于安装槽262上,且编码器安装板251上形成有第一安装孔252和第二安装孔253,环形编码器250设置有对应第一安装孔252的第三安装孔(图中未标出),环形编码器250通过第一安装孔252、第三安装孔及第一固定件(例如螺钉等)与编码器安装板251固定连接,支撑架260设置有对应第二安装孔253的第四安装孔(图中未标出),支撑架260通过第二安装孔253、第四安装孔及第二固定件(例如螺钉等)与编码器安装板251固定连接,从而将环形编码器250稳固地安装于支撑架260上。
在本实施例中,编码器安装板251的数量可以两个,两个编码器安装板251对称设置于支撑架260的内壁上,能够进一步提高环形编码器250的稳定性。
一并参见图13,在本实施例中,轮毂电机20进一步可以包括连接架270,连接架270与支撑架260连接,连接架270位于轮毂盖214远离轮毂213的一侧,连接架270上设置有悬架连接法兰271,悬架连接法兰271用于与外部的悬架(图中未示出)连接,用于实现轮毂电机20的安装。
在本实施例中,连接架270上形成有走线孔272,走线孔272沿连接架270的轴向贯穿连接架270,用于容置定子211、转子212或环形编码器250的连接线,能够避免连接线与其他部件干涉,从而减少连接线的磨损,提高轮毂电机20的可靠性。
在本实施例中,轮毂电机20进一包括齿圈架224,齿圈架224设置于连接架270远离轮毂盖214的一侧,齿圈架224的内壁设置有齿圈(图中未示出),行星架221设置于齿圈架224内,且齿圈与行星轮222啮合,能够使得行星轮222在转动过程中更加稳定,提高轮毂电机20的可靠性。
参见图14,本实用新型车实施例包括车体30及轮毂电机40,轮毂电机40设置于车体30上,用于驱动车体30运动。其中,轮毂电机40的结构参见上述轮毂电机实施例,在此不再赘述。
本实施例中轮毂电机40通过设置减速器将转子的输出力矩减小后传递至制动器,能够减小制动器所需的制动力矩,进而减小制动器的体积,使得轮毂电机40即能够实现直接驱动控制精度较高的效果,又能够占用更小的空间,进而能够提高驱动系统的运动可靠性、降低制备难度及成本。
以上所述仅为本实用新型的实施方式,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。