CN220939045U - 包括同步旋转电动机的滚轮、包括这种滚轮的滑板和轮滑鞋 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种滚轮(50)，其包括粘附涂层和轮毂(11)，轮毂包括永磁同步旋转电动机(27)，永磁体同步旋转电动机(27)包括定子(22)，定子(22)包括限定齿(23，24)的凹口，每个线圈(25)包括导体，转子围绕设置有磁极的定子旋转，转子和定子配置为被包含在具有直径小于10cm、高度小于2.4cm的圆形基部的旋转圆柱体的主体中。

Description

包括同步旋转电动机的滚轮、包括这种滚轮的滑板和轮滑鞋

技术领域

本实用新型涉及一种包括粘附涂层和轮毂(包括同步旋转电动机)的滚轮、包括这种轮的滑板和包括这种轮的轮滑鞋。它特别适用于电动助力或推进辊的实践领域。

背景技术

目前，存在配置为定位在高尔夫球车或滑板车车轮中的无刷电动机(“无刷”)，其至少部分地集成在这些脚轮中。

已知由电动机产生的转矩取决于每个磁极的导电材料匝数。

脚轮的体积大约是轮滑脚轮的2倍。但是，轮滑脚轮中没有内置无刷电动机。

实用新型内容

本实用新型旨在克服所有或一些这些缺点。

本实用新型使得能够将具有足以推动质量小于或等于150Kg的人的扭矩的无刷电动机集成到轮滑脚轮中。特别地，本实用新型使得能够具有足够数量的匝数以获得所述扭矩，并且这在减少轮滑脚轮的体积的同时避免短路。

根据第一方面，本实用新型涉及一种包括粘附涂层和轮毂的滚轮，轮毂包括具有永磁同步旋转电动机，永磁同步旋转电动机包括定子，定子包括限定齿的凹口，定子的线圈绕齿缠绕，每个线圈包括导体，转子围绕设置有磁极的定子旋转，转子和定子配置为包含在具有直径小于或等于10cm、高度小于或等于2.4cm的圆形基部的旋转圆柱体的主体中。

由于这些设置，电动机安装在滚轮中，并具有足够的扭矩来推动质量小于或等于150kg的用户。

此外，由于电动机是同步电动机，即使在未通电时，也不会对滑行产生任何阻力，也就是说，当轮以自由轮模式运行时，这使得即使电池放电或断开连接，也可以在脚上有辊并能够滑行。

此外，当电动机由电能供电时，滑冰者的能量被转换为在滑冰时为电池充电(而不仅仅是在制动时)。实际上，电动机可以用作发电机。

在一些实施例中，转子和定子配置为包含在具有直径小于或等于8cm、高度小于或等于2.4cm的圆形基部的旋转圆柱体的主体中。

由于这些设置，电动机包含在标准滚轮中，例如直径为110mm的“Freeskate”型滚轮。电动机可从滚板上拆卸，因此可作为备件出售。最后，尽管占地面积有限，但电动机的扭矩至少为2Nm，能够在20％的上坡上推动重量超过120kg的用户。

在一些实施例中，电动机包括每个凹口缠绕的至少二十个导体。

由于这些设置，定子具有足够的功率来推动人。

在一些实施例中，每个凹口包括两个壁，每个壁具有至少十个缠绕导体。

由于这些设置，可以定位每个凹口缠绕的二十个导体。

在一些实施例中，导体被组装成连续的层，第一层抵靠壁定位，每个其它层覆盖前一层并且每个其它层包括比前一层更少的缠绕导体。

通过这些设置，所有导体都被组装在一起且不会产生短路。

在一些实施例中，转子包括至少二十个极。

由于这些设置，脚轮可以达到20至40km/h的速度。

在一些实施例中，滚轮包括可移除的粘附涂层支撑件。

橡胶可以用手和/或螺丝刀轻松更换。

在一些实施例中，粘附涂层支撑件包括凸耳，以及转子包括对应于凸耳的凹口，凹口配置为与凸耳组装。

由于这些设置，粘合涂层固定在支撑件上，但易于更换。

根据第二方面，本实用新型涉及一种包括至少一个根据本实用新型主题的滚轮的滑板。

根据第三方面，本实用新型涉及一种包括至少一个根据本实用新型主题的滚轮的轮滑鞋。

由于作为本实用新型主题的滑板和轮滑鞋目的、优点和特定特征类似于作为本实用新型的主题的滚轮的目的、优点和特征，因此这里不再赘述。

附图说明

本实用新型的其它优点、目的和特定特征将从以下参考附图对作为本实用新型主题的滚轮的至少一个特定实施例的非限制性描述中显现，其中：

-图1示意性地和立体地示出了作为本实用新型主题的滚轮的第一特定实施例；

-图2以剖视图示意性地示出了作为本实用新型主题的滚轮的第一特定实施例；

-图3以截面图示意性地示出了作为本实用新型主题的滚轮的第一特定实施例；

-图4以平面图示意性地示出了定位在作为本实用新型主题的滚轮的第一实施例的凹口中的线圈；

-图5以剖视图和立体图示意性地示出了作为本实用新型主题的滚轮的第二特定实施例；

-图6以立体图示意性地示出了作为本实用新型主题的滚轮的第二特定实施例；

-图7以立体图示意性地示出了根据本实用新型的滚轮的第二特定实施例的衬里有粘附涂层的支撑件；

-图8以立体图示意性地示出了作为本实用新型主题的滚轮的第二实施例，该滚轮没有衬有粘附涂层的支撑件；

-图9是根据本实用新型的滚轮的第二实施例的示意性分解图。

具体实施方式

本描述以非限制性示例的方式给出，一个实施例的每个特征可以有利地与任何其它实施例的任何其它特征组合。

从阅读本说明书可以理解，各种发明概念可以通过下面描述的一种或多种方法或设备来实现，这里提供了几个示例。可以以任何适当的方式对在方法或设备的实施过程中执行的动作或步骤进行排序。因此，可以构造其中动作或步骤以不同于所示顺序执行的实施例，其可以包括同时执行某些动作(即使它们在所示实施例中被呈现为顺序动作)。

除非另有明确说明，说明书和权利要求书中使用的未限定表达“一个”和“某一个”应理解为指“至少一个”。

本文件和权利要求书中使用的术语“和/或”应理解为指以这种方式连接的元件中的“一个或另一个或两个”，即在某些情况下以连接方式存在，在其它情况下以分离方式存在的元件。用“和/或”列出的多个元件以相同的方式解释，即“一个或多个”元件这样连接的元件。可能存在其它元件，但“和/或”表达明确标识的元件(无论它们是否与这些明确标识的元件相关)除外。因此，作为非限制性示例，在一个实施例中，当与如“包括”的开放语言结合使用时，对“A和/或B”的引用可以仅指A(可能包括除B之外的元件)；在另一实施例中，仅指B处(可能包括除A之外的元件)；在另一实施例中，A和B(可能包括其它元件)；等等。

如说明书和权利要求书中所述，“或”应理解为具有与上述定义的“和/或”相同的含义。例如，当分离列表中的元素时，“或”或“和/或”应解释为包括，即包括至少一个但也包括多于一个、多个或列表的元件，以及可选的未列出的附加元件。只有明确相反的表达，如“仅其中一个”或“正好其中一个”，或当在权利要求中使用时，“由其组成”，是指包含项目的数量或列表中的单个项目。一般而言，此处使用的表达“或”仅应解释为表示排他性替代(即“一个或另一个，但不是两个”)，前提是其前面有排他性表达，如“或”、“其中一个”、“仅一个”或“正好一个”。

如在本说明书和权利要求书中使用的，提及一个或多个元件的列表的表达式“至少一个”应理解为指从元件列表的一个或更多个元件中选择的至少一个元件，但不一定包括元件列表中特别列出的每个元件中的至少一个，并且不排除元件列表中元件的任何组合。该定义还允许在表述“至少一个”所指的元件列表中可选地存在除特定标识元件之外的元件，无论它们是否与这些特定标识元件相关。因此，作为非限制性示例，在一个实施例中，“A和B中的至少一个”(或等效地，“A或B中至少一个”，或等效地，“A和/或B中的至少之一”)可以指至少一个，可能包括多于一个的A，而不存在B(并且可能包括除B以外的元件)；在另一个实施例中，至少一个，任选地包括多于一个B，不存在A(并且任选地包括除A之外的元件)；在又一实施例中，至少一个，任选地包括多于一个A，以及至少一个可选地包括多于一个B(并且任选地包括其它元件)；等。

在权利要求中，以及在以下描述中，所有瞬态表达，如“包括...在内”、“包括”、“携带”、“具有”、“包含”、“意味”、“持有”、“由...组成”等，理解为开放的，即，包括但不限于。只有瞬态表达式“由”和“基本上由”应分别理解为闭合或半闭合瞬态表达式。

可以看出，图1至图3和图5至图9是按比例绘制的。

请注意，滑冰鞋是一种滚轴滑冰鞋，包括沿滑动轴线排列的2至5个轮子。换句话说，每个滚轮的滚轮轴是平行且不同的。

请注意，滚轮确保抓地力和力传递。地板和滑冰者之间的独特连接通过许多参数调节滑行：形状、直径、粘附涂层的硬度等。

图1至图3是根据本实用新型的滚轮10的一个实施例的示意图，图1至3是按比例但以不同比例示出的。

滚轮10包括粘附涂层31和轮毂11。

粘附涂层31可以是本领域技术人员已知的任何类型。特别地，粘附涂层的硬度在72A和95A之间。如图3所示，粘附涂层31具有例如椭圆形或长方形的形状。

轮毂11包括保护转子和定子的两个组装的壳体。壳体优选由不锈钢制成，并且可以通过焊接组装。优选地，壳体是可互换的。每个壳体具有用于固定到另一壳体的表面。在两个壳体的紧固表面处，至少一个壳体具有涂层支撑件15。涂层支撑件15延伸到壳体外部的肩部，该肩部被配置为再次接合粘附涂层31。涂层支撑件15可以设置有孔口，涂层31嵌在孔口中。

轮毂11包括具有永磁同步旋转电动机27，永磁同步旋转电动机27包括定子22，定子22包括限定齿23和24的凹口，定子22的线圈25缠绕在齿23和齿24周围，每个线圈包括导体41。

优选地，该装置包括用于接收转子26的肩部和/或用于接收轴承的壳体，该壳体配置成便于轮毂11绕轴12旋转。轴承21优选为滚珠轴承。

轴12是包括本领域技术人员已知的用于固定轴承21的装置的轴。轴12还包括用于将滚轮10紧固到滑板(或“直排轮滑”)的孔13。孔13以轴12的轴线为中心。轴12还包括用于供电缆14通过定子22的孔。电源电缆14配置为交替地向每个线圈25提供三相电流。电源电缆14可以连接到控制器(未示出)，该控制器配置为确定电源功率以及电源持续时间和独立电源(未示出)。控制器的操作以及相关联的装置在专利申请WO2023/285566中详细描述，该专利申请通过引用并入本文。

优选地，电动机以24V或36V的电压供电。24V电源可实现约25km/h(公里/小时)的最大速度，36V电源可实现约36km/h最大速度。优选地，电源功率大于200W。

电源电缆14可以通过热收缩材料连接。

图3示出了具有直径33小于10cm、高度34小于2.4cm的圆形基部的旋转圆柱体32的截面图。

请注意，具有圆形基部的旋转圆柱体32的截头体也被称为右圆柱体，并且是由平行于固定轴线的直线绕固定轴线旋转产生的表面。将注意到R是截头圆柱体32的半径，H是高度。

转子26和定子22包括在旋转圆柱体32的主体中。

换言之，线圈在凹口中的最大缠绕尺寸为2.4cm，线圈分布在小于5cm的尺寸上。实际上，旋转圆柱体32包括减去轴12的体积。

考虑到轴32的直径为3.5cm，定子22和转子26容纳的体积小于或等于约79.5cm³。

此外，考虑到转子26在旋转圆柱体31的周边上的半径为0.4cm，定子22容纳的体积小于或等于约31.7cm³。

换言之，转子26和定子32包含在由最大直径为11cm的滚轮表示的体积中。

图4示出了两个齿23和24之间的凹口的缠绕。优选地，电动机包括每个凹口缠绕的至少二十个导体41。导体41和导线，例如由主要包括直径小于1.5mm的铜的合金制成。

例如，每个凹口有二十个导体，即每相40匝，可以以超过20km/h的速度推进最大质量为120kg的人。较少的数量无法实现上述性能。

优选地，每个凹口包括两个壁，每个壁具有至少十个缠绕导体，优选地为二十个。

优选地，导体被组装成连续的层，第一层抵靠壁定位，每个其它层覆盖前一层并且包括比前一层更少的缠绕导体。

在图4所示的实施例中，齿23或24的每个壁包括：

-第一层，九个导体41或线圈匝绕其缠绕，

-叠置在第一层上的第二层，七个导体41缠绕在第一层周围，

-叠加在第二层上的第三层，六个导体41缠绕在第二层周围，

换句话说，导体41的这种组织是渐进的或金字塔形的。

这些实施例使得可以在不产生短路的情况下最大化每个凹口的线圈匝数。事实上，当以垂直于转子26的旋转轴线的截面示出时，齿23和24是圆半径。因此，每个凹口对应于圆盘的一部分，这样的组织使得能够最大化填充，而不使抵靠齿23和24中的一个的导体41接触抵靠齿23和24中的另一个的导体41。

在一些实施例中，转子26包括至少二十个极。优选地，转子26包括少于四十个极。

在图5至图9中可以看到作为本实用新型主题的滚轮的第二实施例50，图5至9是按比例但具有不同比例示出的。

图5至图9所示的实施例与图1至图3所示的不同之处在于，转子和定子配置为包含在具有直径小于或等于8cm且高度小于或等于2.4cm的圆形基部的旋转圆柱体中。

此外，轮毂包括围绕粘附涂层支撑件55组装的两个部件51和80。轴12包括用于定位转子22的肩部。优选地，轮毂的两个部分通过穿过转子22中形成的孔的螺钉81组装在一起。轮毂的部件51包括基部和具有圆形截面的通孔的旋转圆柱体，该通孔的中心位于旋转圆柱体的主体的轴线上。通孔配置为将转子保持在定子周围，并且具有小于或等于7cm的直径。另一部件80形成旋转圆柱体的主体的另一基部。优选地，限定装置的旋转圆柱体的主体具有8cm的直径和2.4cm的高度。

因此，旋转圆柱体的主体包括转子固定在其上的所谓“内”表面和配置为接收粘附涂层支撑件55的所谓“外”表面。

外表面包括至少一个凹口59，其横截面基本上为圆弧。优选地，外表面包括三个凹口59。每个凹口59从外表面的一个基部延伸到另一个基部。

粘附涂层支撑件55具有方形截面的环形，其最小直径等于8cm，高度为2.4cm。具有最小直径的环的表面包括至少一个凸耳57，该凸耳57具有与凹口59相对应的圆弧形横截面。凸耳57和凹口59配置为相互配合。图7示出了由支撑件55和粘附涂层58组成的组件60。图8示出了没有支撑件55和粘附涂层58的车轮元件的组件70。

在一些实施例中，凸耳和凹口由本领域技术人员已知的用于将孔可拆卸地装配到轴上的任何装置代替，例如键。

优选地，具有最大直径的环的表面在每个基部包括肩部，该肩部配置为阻挡粘附涂层58。粘附涂层58弹性变形以围绕支撑件55定位。

在未示出的实施例中，本实用新型还涉及一种包括至少一个滚轮10或50的滑板和轮滑鞋。

Claims (10)

1.一种滚轮，其特征在于，所述滚轮包括粘附涂层(31、58)和轮毂(11)，所述轮毂(11)包括永磁同步旋转电动机(27)，所述永磁同步旋转电动机(27)包括定子(22)，所述定子(22)包括限定齿(23，24)的凹口，所述定子(22)的线圈绕所述齿(23，24)缠绕，每个线圈(25)包括导体(41)，转子(26、56)围绕设置有磁极的定子旋转，所述转子和所述定子被包含在具有直径(33)小于10cm、高度(34)小于2.4cm的圆形基部的旋转圆柱体(32)的主体中。

2.根据权利要求1所述的滚轮，其特征在于，所述转子和所述定子被包含在具有直径小于或等于8cm、高度小于或等于2.4cm的圆形基部的旋转圆柱体中。

3.根据权利要求1所述的滚轮，其特征在于，所述电动机包括每个凹口缠绕的至少二十个导体(41)。

4.根据权利要求3所述的滚轮，其特征在于，每个凹口包括两个壁，每个壁具有至少十个缠绕导体(41)。

5.根据权利要求4所述的滚轮，其特征在于，所述导体(41)被组装成连续的层，第一层抵靠所述壁定位，每个其它层覆盖前一层，并且每个其它层包括比前一层更少的缠绕导体。

6.根据权利要求1所述的滚轮，其特征在于，所述转子(26)包括至少二十个极。

7.根据权利要求1所述的滚轮，其特征在于，所述滚轮包括可移除的粘附涂层支撑件(15，55)。

8.根据权利要求7所述的滚轮，其特征在于，所述粘附涂层支撑件(55)包括凸耳，所述转子包括对应于所述凸耳的凹口，所述凹口配置为与所述凸耳组装在一起。

9.一种滑板，其特征在于，其包括根据权利要求1-8任一项所述的滚轮。

10.一种轮滑鞋，其特征在于，其包括根据权利要求1-8任一项所述的滚轮。