WO2017101088A1 - 电动自行车轮毂 - Google Patents

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唐明喜
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深圳一哥智行科技有限公司
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M7/00—Motorcycles characterised by position of motor or engine
    • B62M7/12—Motorcycles characterised by position of motor or engine with the engine beside or within the driven wheel

Definitions

  • the present invention relates to the field of electric bicycles, and more particularly to an electric bicycle hub.
  • the existing electric bicycle motor hubs are large in size and the overall structure is not compact enough, if it is installed on the outer casing of the wheel hub.
  • the motor controller, battery and other components will make the overall shape of the wheel appear more bloated.
  • the existing electric bicycle hub has small output torque and low work efficiency, and its working mode is increasingly unsuitable for such as large speed ratio deceleration, automatic adjustment of differential speed and Increase transmission speed and other transmission control requirements.
  • An electric bicycle hub includes a main shaft on which a hub housing is mounted through a hub housing bearing, and a motor is mounted in the hub housing and used to drive the hub housing to rotate
  • the planetary gear reduction mechanism the motor adopts an inner rotor and an outer stator structure, the outer stator is fixed on the inner wall of the hub shell and can rotate together with the hub shell; the inner rotor is fixed with a sun wheel sleeved on the main shaft.
  • the sun gear meshes with a planetary gear that meshes with a hub ring gear fixed to the hub casing
  • the planet gear is mounted on the planet gear strut by a bearing
  • the planet gear strut is fixed on the planet carrier
  • the planet carrier is fixed on
  • the inner rotor is mounted on the main shaft via a bearing.
  • a ratchet base is mounted on the hub, and the ratchet base has three or more torque claws, and the end of the torque claw is fixedly connected with the hub shell, and a torque sensor is mounted on the torque claw, and the hub shell is mounted thereon.
  • a controller and a battery, the torque sensor being coupled to the controller.
  • the hub shell is respectively equipped with sensors for detecting the rotational speed of the hub and the tire pressure, and the transmission A sensor is coupled to the controller.
  • the LED housing is mounted on the hub housing, and the LED lamp is connected to the controller.
  • the controller is equipped with a Bluetooth device.
  • the hub shell is uniformly provided with a hub pillar, and the battery is evenly disposed in the hub pillar.
  • a GPS module is installed in the hub casing, the GPS module is connected to a battery, and a dust cover is mounted on the hub shell.
  • the planetary gear is a double-stage planetary gear
  • the second-order planetary gear includes a first-order planetary gear and a second-order planetary gear
  • a unidirectional is installed between the first-order planetary gear and the second-order planetary gear Device.
  • a flywheel seat is mounted on the main shaft through a bearing, and a ratchet is mounted on the flywheel seat, and the ratchet and the ratchet base mesh with each other.
  • the main shaft is a hollow shaft, and a through hole is disposed therein, and a quick release shaft passes through the through hole of the main shaft;
  • the quick release shaft has a screw at one end and a quick release handle at the other end;
  • the quick release shaft is hinged with the quick release handle, and the quick release handle and the quick release shaft hinge are eccentric wheels.
  • the electric bicycle hub of the invention has a small overall volume, compact structure, large output torque, high work efficiency, and the working mode is adapted to transmission control requirements such as large speed ratio deceleration, automatic adjustment differential speed and speed increase regulation.
  • LED lights are mounted on the hub to improve the user's riding experience
  • FIG. 1 is a schematic view showing the overall structure of a preferred embodiment of an electric bicycle hub according to the present invention
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional structural view of a preferred embodiment of an electric bicycle hub according to the present invention
  • an electric bicycle hub includes a main shaft 1 on which a hub housing 5 is mounted through a hub housing bearing 4, and a motor is mounted in the hub housing 5 and used to drive the hub housing 5 Rotating planetary gear reduction mechanism, the motor adopts the double rotor structure of the inner rotor 3 and the outer stator 2.
  • the outer stator 2 is fixed on the inner wall of the hub shell 5 and can rotate with the hub shell 5, and the inner rotor 3 is fixed on the main shaft 3
  • the sun gear 6 on the sun gear 6 meshes with a planetary gear 7 that meshes with a hub inner ring gear 8 fixed to the hub shell 5, and the planet gears 7 are mounted on the planet gear strut 9 via bearings
  • the planet gear strut 9 is fixed to the planet carrier 14
  • the planet carrier 14 is fixed to the main shaft 1
  • the inner rotor 3 is mounted on the main shaft 1 by bearings.
  • the overall structure of the structure is small, compact in structure, large in output torque, high in work efficiency, and the working mode is adapted to transmission control requirements such as large speed ratio deceleration, automatic adjustment of differential speed and increased speed regulation.
  • the spindle 1 is mounted with a ratchet base 17, and the ratchet base 17 is mounted with three or more torque claws 16, and the end of the torque claw 16 is fixedly connected with the hub shell 5, and the torque claw 16 is mounted thereon.
  • Torque sensor 15, the rider stepping on the drive hub housing 5, the torque claw 16 will be deformed, and when the torque claw 16 is deformed, the torque sensor 15 feeds back the signal to the controller 13, and the controller 13 transmits the torque value to the control.
  • a battery 12 and a controller 13 are mounted on the hub casing 5, and an acceleration sensor (not shown) is mounted in the controller 13, and the torque sensor 15 is connected to the controller 13.
  • the controller 13 receives the torque sensor 15 and the acceleration sensor signal ⁇ , the motor starts to work and realizes intelligent control.
  • the hub casing 5 is respectively provided with sensors (not shown) for detecting the rotational speed of the hub and the tire pressure, and the sensor is connected to the controller 13.
  • an LED lamp (not shown) is mounted on the hub casing, and the LED lamp is connected to the controller 13.
  • the controller 13 is equipped with a Bluetooth device.
  • a hub strut 51 is evenly disposed in the hub shell 5, and the battery 12 is disposed in the hub strut 51 to ensure the dynamic balance of the hub shell 5 during the rotation.
  • a GPS module (not shown) is mounted in the hub shell, and the GPS module is connected to the battery 12, and the dust cover is mounted on the hub shell.
  • the dust cover 20 is mounted on the hub shell 5, which can effectively prevent Dust enters the inside of the hub motor.
  • the planetary gear 7 is a double-stage planetary gear 7
  • the second-order planetary gear 7 includes a first-order planetary gear 71 and a second-order planetary gear 72, and the first-order planetary gear 71 and the second-order planetary gear 71 A one-way device 10 is installed between the two.
  • a flywheel mount 18 is mounted on the main shaft 1 through a bearing, and a ratchet 19 is mounted on the flywheel mount 18, and the ratchet 19 and the ratchet base 17 mesh with each other.
  • the main shaft 1 is a hollow shaft, and a through hole is disposed therein, and a quick release shaft 23 passes through the through hole of the main shaft 1; the quick release shaft 23 has a screw 24 at one end and a quick release handle 25 at the other end.
  • the quick release shaft 23 is hinged with the quick release handle 25, and the quick release handle 25 and the quick release shaft 23 are hinged at the eccentric wheel 251, and the frame rear bracket 26 is mounted on the quick release shaft 23. Because the outer stator 2 and the inner rotor 3 cancel each other out of force, the main shaft 1 is not stressed. After the handle 25 is quickly disassembled, the screw 24 is removed to achieve quick disassembly.

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Abstract

一种电动自行车轮毂，包括主轴(1)，所述主轴(1)上通过轮毂外壳轴承(4)安装有轮毂外壳(5)，轮毂外壳(5)内安装有电机和用以带动轮毂外壳(5)旋转的行星轮减速机构，所述电机采用内转子(3)、外定子(2)结构，外定子(2)固定在轮毂外壳(5)内壁上并可随轮毂外壳(5)一同旋转，内转子(3)与行星轮减速机构相连。该自行车轮毂整体体积较小、结构紧凑、输出扭矩大、工作效率高，工作方式适应诸如大速比减速、自动调整差速及增调速等传输控制要求。

Description

电动自行车轮毂 技术领域
[0001] 本发明涉及电动自行车领域， 尤其涉及一种电动自行车轮毂。
背景技术
[0002] 随着人们环保意识的的增强， 具有高效节能的电动自行车越来越受到人们的青 睐， 现有的电动自行车电机轮毂体积较大， 整体结构不够紧凑， 倘若再在轮毂 外壳上加装电机控制器、 电池等部件将使得整个轮毂外形显得较为臃肿； 其次 ， 现有电动自行车轮毂输出扭矩小， 工作效率低， 其工作方式越来越不适应诸 如大速比减速、 自动调整差速及增调速等传输控制要求。
技术问题
[0003] 本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷， 而提供一种结构紧凑、 高效能的电 动自行车轮毂。
问题的解决方案
技术解决方案
[0004] 为实现上述目的， 本发明采用以下技术方案： 一种电动自行车轮毂， 包括主轴 ， 所述主轴上通过轮毂外壳轴承安装有轮毂外壳， 轮毂外壳内安装有电机和用 以带动轮毂外壳旋转的行星轮减速机构， 所述电机采用内转子、 外定子结构， 所述外定子固定在轮毂外壳内壁上并可随轮毂外壳一同旋转； 所述内转子上固 定有套在主轴上的太阳轮， 太阳轮啮合有行星齿轮， 所述行星齿轮与固定在轮 毂外壳上的轮毂内齿圈啮合， 行星齿轮通过轴承安装在行星齿轮支柱上， 所述 行星齿轮支柱固定在行星支架上， 行星支架固定在主轴上， 所述内转子通过轴 承安装在主轴上。
[0005] 进一步， 所述轮毂上安装有棘轮基座， 棘轮基座上有三个以上的扭力爪， 扭力 爪末端与轮毂外壳固定连接， 扭力爪上安装有扭力传感器， 所述轮毂外壳上安 装有控制器和电池， 所述扭力传感器与所述控制器连接。
[0006] 进一步， 所述轮毂外壳上分别装有检测轮毂转速和轮胎气压的传感器， 所述传 感器与所述控制器连接。
[0007] 进-一少， 所述轮毂外壳上安装有 LED灯， 所述 LED灯与所述控制器相连。
[0008] 进-一少， 所述控制器上装有蓝牙装置。
[0009] 进-一少， 所述轮毂外壳内均匀设有轮毂支柱， 所述电池均匀设于轮毂支柱内。
[0010] 进-一少， 所述轮毂外壳内安装有 GPS模块， 所述 GPS模块与电池连接， 所述轮 毂外壳上安装有防尘罩。
进一步， 所述行星齿轮为双阶行星齿轮， 所述双阶行星齿轮包括第一阶行星齿 轮和第二阶行星齿轮， 所述第一阶行星齿轮和第二阶行星齿轮之间安装有一单 向器。
[0012] 进一步， 在主轴上通过轴承安装有飞轮座， 飞轮座上安装有棘轮， 所述棘轮与 棘轮基座相互啮合。
[0013] 进一步， 所述的主轴为空心轴， 其内设通孔， 有一快拆轴穿过主轴的通孔； 所 述快拆轴的一端设有螺丝， 另一端设有快拆手柄， 所述快拆轴与快拆手柄铰接 ， 所述快拆手柄与快拆轴铰接处为偏心轮。
发明的有益效果
有益效果
[0014] 本发明与现有技术相比的有益效果是：
[0015] 1) 本发明电动自行车轮毂整体体积较小， 结构紧凑、 输出扭矩大、 工作效率 高， 工作方式适应诸如大速比减速、 自动调整差速及增调速等传输控制要求。
[0016] 2) 消费者在骑行过程中， 骑行者在踩踏驱动轮毂外壳吋扭力爪会产生变形， 当扭力爪产生变形吋扭力传感器将信号反馈给控制器， 控制器再将扭矩值传输 到控制仪表上， 方便控制器精准的控制变速。
[0017] 3) 控制器、 电池、 扭力传感器、 充电口、 控制按键等固定在轮毂上， 跟着轮 毂一起转动， 可以增加惯性， 方便安装， 热量直接传导给轮毂， 更好散热， 节 省空间。
[0018] 4) 轮毂上安装有 LED灯， 提高用户的骑行体验；
[0019] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
对附图的简要说明 附图说明
[0020] 图 1为本发明电动自行车轮毂优选实施例的整体结构示意图；
[0021] 图 2为本发明电动自行车轮毂优选实施例 A-A向局部剖结构示意图；
[0022] 其中： 1、 主轴， 2、 外定子， 3、 内转子， 4、 轮毂外壳轴承， 5、 轮毂外壳， 5 1、 轮毂支柱， 6、 太阳轮， 7、 行星齿轮， 71第一阶行星齿轮， 72第二阶行星齿 轮， 8、 内齿圈， 9、 行星齿轮支柱， 10、 单向器， 12、 电池， 13、 控制器， 14 、 行星支架， 15、 扭力传感器， 16、 扭力爪， 17、 棘轮基座， 18、 飞轮座， 19 、 棘轮， 20、 防尘罩， 23、 快拆轴， 24、 螺丝， 25、 快拆手柄， 251、 偏心轮 ,26 、 车架后支架。
实施该发明的最佳实施例
本发明的最佳实施方式
[0023] 为了更充分理解本发明的技术内容， 下面结合具体实施例对本发明的技术方案 进一步介绍和说明。
[0024] 如图 1至图 2所示， 一种电动自行车轮毂， 包括主轴 1， 主轴 1上通过轮毂外壳轴 承 4安装有轮毂外壳 5， 轮毂外壳 5内安装有电机和用以带动轮毂外壳 5旋转的行 星轮减速机构， 电机采用内转子 3、 外定子 2的双转子结构， 外定子 2固定在轮毂 外壳 5内壁上并可随轮毂外壳 5—同旋转， 内转子 3上固定有套在主轴 1上的太阳 轮 6， 太阳轮 6啮合有行星齿轮 7， 行星齿轮 7与固定在轮毂外壳 5上的轮毂内齿圈 8啮合， 行星齿轮 7通过轴承安装在行星齿轮支柱 9上， 行星齿轮支柱 9固定在行 星支架 14上， 行星支架 14固定在主轴 1上， 内转子 3通过轴承安装在主轴 1上。 此 种结构整体体积较小， 结构紧凑、 输出扭矩大、 工作效率高， 工作方式适应诸 如大速比减速、 自动调整差速及增调速等传输控制要求。
本发明的实施方式
[0025] 在上述方案基础上， 主轴 1上安装有棘轮基座 17， 棘轮基座 17上安装有三个以 上的扭力爪 16， 扭力爪 16末端与轮毂外壳 5固定连接， 扭力爪 16上安装有扭力传 感器 15， 骑行者在踩踏驱动轮毂外壳 5吋扭力爪 16会产生变形， 当扭力爪 16产生 变形吋扭力传感器 15将信号反馈给控制器 13， 控制器 13再将扭矩值传输到控制 仪表上， 骑行者可以直接清楚地了解其骑行的踏力。 轮毂外壳 5上安装有电池 12 和控制器 13， 控制器 13内装有加速度传感器 （图略） ， 扭力传感器 15与控制器 1 3连接。 控制器 13同吋接收到扭力传感器 15和加速度传感器信号吋， 电机才幵始 工作， 实现智能控制。
[0026] 具体的， 轮毂外壳 5上分别装有检测轮毂转速和轮胎气压的传感器 （图略） ， 传感器与控制器 13连接。
[0027] 具体的， 轮毂外壳上安装有 LED灯 （图略） ， LED灯与控制器 13相连。
[0028] 具体的， 所述控制器 13上装有蓝牙装置。
[0029] 具体的， 轮毂外壳 5内均匀设有轮毂支柱 51， 电池 12设于轮毂支柱 51内， 以保 证轮毂外壳 5在旋转吋的动平衡。
[0030] 具体的， 轮毂外壳内安装有 GPS模块 （图略） ， GPS模块与电池 12连接， 所述 轮毂外壳上安装有防尘罩轮毂外壳 5上安装有防尘罩 20， 可有效地防止灰尘进入 轮毂电机内部。
[0031] 具体的， 行星齿轮 7为双阶行星齿轮 7， 双阶行星齿轮 7包括第一阶行星齿轮 71 和第二阶行星齿轮 72， 第一阶行星齿轮 71和第二阶行星齿轮 71之间安装有一单 向器 10。
[0032] 具体的， 在主轴 1上通过轴承安装有飞轮座 18， 飞轮座 18上安装有棘轮 19， 棘 轮 19与棘轮基座 17相互啮合。
[0033] 具体的， 主轴 1为空心轴， 其内设通孔， 有一快拆轴 23穿过主轴 1的通孔； 快拆 轴 23的一端设有螺丝 24， 另一端设有快拆手柄 25， 快拆轴 23与快拆手柄 25铰接 ， 快拆手柄 25与快拆轴 23铰接处为偏心轮 251， 车架后支架 26安设于快拆轴 23上 。 因外定子 2、 内转子 3之间相互抵消了作用力， 使得主轴 1没有受力， 在旋幵快 拆手柄 25后， 卸掉螺丝 24， 实现快速拆卸。
[0034] 以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容， 以便于读者更容易理解 ， 但不代表本发明的实施方式仅限于此， 其中各部件的局部结构、 连接方式可 以根据实际情况有所调整， 任何依本发明所做的技术延伸或再创造， 均受本发 明的保护。

Claims

权利要求书
一种电动自行车轮毂， 包括主轴， 所述主轴上通过轮毂外壳轴承安装 有轮毂外壳， 轮毂外壳内安装有电机和用以带动轮毂外壳旋转的行星 轮减速机构， 其特征在于， 所述电机采用内转子、 外定子结构， 所述 外定子固定在轮毂外壳内壁上并可随轮毂外壳一同旋转； 所述内转子 上固定有套在主轴上的太阳轮， 太阳轮啮合有行星齿轮， 所述行星齿 轮与固定在轮毂外壳上的轮毂内齿圈啮合， 行星齿轮通过轴承安装在 行星齿轮支柱上， 所述行星齿轮支柱固定在行星支架上， 行星支架固 定在主轴上， 所述内转子通过轴承安装在主轴上。
根据权利要求 1所述的电动自行车轮毂， 其特征在于， 所述轮毂上安 装有棘轮基座， 棘轮基座上有三个以上的扭力爪， 扭力爪末端与轮毂 外壳固定连接， 扭力爪上安装有扭力传感器， 所述轮毂外壳上安装有 控制器和电池， 所述扭力传感器与所述控制器连接。
根据权利要求 2所述的电动自行车轮毂， 其特征在于， 所述轮毂外壳 上分别装有检测轮毂转速和轮胎气压的传感器， 所述传感器与所述控 制器连接。
根据权利要求 2所述， 其特征在于， 所述轮毂外壳上安装有 LED灯， 所述 LED灯与所述控制器相连。
根据权利要求 2所述的电动自行车轮毂， 其特征在于， 所述控制器上 装有蓝牙装置。
根据权利要求 2所述的电动自行车轮毂， 其特征在于， 所述轮毂外壳 内均匀设有轮毂支柱， 所述电池均匀设于轮毂支柱内。
根据权利要求 2所述的电动自行车轮毂， 其特征在于， 所述轮毂外壳 内安装有 GPS模块， 所述 GPS模块与电池连接， 所述轮毂外壳上安装 有防尘罩。
根据权利要求 1、 2、 3、 4、 5或 6任一所述的电动自行车轮毂， 其特征 在于， 所述行星齿轮为双阶行星齿轮， 所述双阶行星齿轮包括第一阶 行星齿轮和第二阶行星齿轮， 所述第一阶行星齿轮和第二阶行星齿轮 之间安装有一单向器。
[权利要求 9] 根据权利要求 1、 2、 3、 4、 5或 6任一所述的电动自行车轮毂， 其特征 在于， 在主轴上通过轴承安装有飞轮座， 飞轮座上安装有棘轮， 所述 棘轮与棘轮基座相互啮合。
[权利要求 10] 根据权利要求 1、 2、 3、 4、 5或 6任一所述的电动自行车轮毂， 其特征 在于， 所述的主轴为空心轴， 其内设通孔， 有一快拆轴穿过主轴的通 孔； 所述快拆轴的一端设有螺丝， 另一端设有快拆手柄， 所述快拆轴 与快拆手柄铰接， 所述快拆手柄与快拆轴铰接处为偏心轮。
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